Podejscie normowe do projektowania i realizacji betonowych obiektÃ³w oczyszczania

Podejście normowe do projektowania i realizacji betonowych obiektów oczyszczania i przesy ł ania ścieków z uwzględnieniem zapisów podstawowych norm PN-EN wprowadzonych w latach 2002-2005

Podstawowe normy

PN-EN 197-1:2002 Cement. Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku ze zmianą PN-EN 197-1:2002/A1 wprowadzoną w styczniu 2005;

PN-EN 12620:2004 Kruszywa do betonu z poprawką PN-EN

12620:2004/AC wprowadzoną w grudniu 2004;

PN-EN 206-1:2003 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność;

PN-B-03264:2002: Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprę-

żone. Obliczenia statyczne i projektowanie z uzupełnieniem PN-B-03264:2002/Ap1 z grudnia 2004

Norma PN-EN 197-1 Cement. Cementy

powszechnego użytku

W normie wprowadzono:

trzy zasadnicze klasy wytrzymałościowe cementu, tj. 32,5 MPa, 42,5 MPa, 52,5 MPa,

dwie grupy obejmujące wytrzymałość wczesną o oznaczeniach: N - cement o normalnej wczesnej wytrzymałości, R - cement o wysokiej wczesnej wytrzymałości,

grupę cementów o oznaczeniu LH tj. cementów o niskim cieple hydratacji,

pięć zasadniczych rodzajów cementów o oznaczeniach: CEM I

- cement portlandzki,

CEM II - cement portlandzki, wieloskładnikowy, CEM III - cement hutniczy,

CEM IV - cement pucolanowy,

CEM V

- cement wieloskładnikowy.

Norma PN-EN 206-1. Beton. Część 1:

Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność Wyróżnia ze względu na agresywne oddziaływanie środowiska 7

klas ekspozycji, a mianowicie:

X0 -

brak zagrożenia,

XC -

zagrożenie spowodowane karbonatyzacją,

XD -

zagrożenie spowodowane chlorkami

niepochodzącymi z wody morskiej

(środki

odladzające, woda przemysłowa),

Norma PN-EN 12620 Kruszywa do betonu

Ogólną przydatność do betonu kruszyw zwykłych i ciężkich ustala się zgodnie z PN-EN 12620. Wprowadzenie tej normy jest równoznaczne z wycofaniem dotychczasowej normy PN-88/B-06712 Kruszywa mineralne do betonu. W nowej normie wymaga się przeprowadzenia odpowiednich badań, które są ujęte w 5 grupach norm:

EN 932 – Badania podstawowych właściwości kruszyw,

EN 933 – Badania geometrycznych właściwości kruszyw,

EN 1097 – Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw,

EN 1307 – Badania właściwości cieplnych i odporności kruszyw na działanie czynników atmosferycznych,

EN 1744 – Badania chemicznych właściwości kruszyw.

Według PN-EN 12620:2004 rozróżnia się ze względu na uziarnienie:

kruszywo drobne, o wymiarach ziarn D równych 4 mm lub mniejszych,

kruszywo grube, o wymiarach ziarn D równych 4 mm lub większych, oraz d równych 2 mm lub większych,

kruszywo naturalne 0/8 mm pochodzenia lodowcowego i/lub rzecznego, o D równym 8 mm lub poniżej. Kruszywo takie może być wytworzone również przez wymieszanie kruszywa przetworzonego,

kruszywo o uziarnieniu ciągłym, będące mieszanką kruszyw grubych i drobnych.

Wymiary kruszywa określone są wymiarami dolnego (d) i górnego (D) sita i wyrażone jako stosunek d/D. W

oznaczeniu tym przyjmuje się, że w kruszywie występuje nadziarno, zatrzymane na sicie górnym i podziarno, przechodzące przez sito drobne. Wszystkie wymienione kruszywa powinny spełniać wymagania dotyczące uziarnienia (w normie tablica 2, str. 8).

Norma PN-B-03264:2002 (uzupełnienie w 2004) Tablica 2 Graniczne szerokości rys w

w konstrukcjach

lim

żelbetowych wg PN-B-03264:2002

Wymagania

Klasa ekspozycji

mm dla kombinacji

lim

użytkowe

obciążeń długotrwałych

Ochrona

przed X0 XC1 XC2 XC3 XC4

0,3

korozją

XF1 XF3

XD1 XD2 XD3

0,2

XS1 XS2 XS3

XF2 XF4

XA1 XA2 XA3

0,11)

Zapewnienie szczelności

1) Jeżeli przepisy szczegółowe nie stanowią inaczej.

Tablica 3 Minimalne grubości otulenia prętów i zalecenia dotyczące jakości betonu ze względu na korozje wg PN-B-03264:2002

Klasa ekspozycji

Przyczyna korozji

wg tablicy 6

brak

karbonatyzacja

chlorki

chlorki z wody morskiej

XC1

XC2

XC3

XC4

XD1

XD2

XD3

XS1

XS2

XS3

minimaln

stal zwykła

a grubość

stal

otulenia

sprężająca

(mm)

min

minimalna klasa betonu

B15

B20

B25

B30

B37

B45

B37

B45

maksymalny stosunek w/c

0,65

0,60

0,50

0,55

0,45

0,50

0,45

minimalna zawartość

260

280

300

320

300

320

340

cementu kg/m3

Projektowanie konstrukcji na trwałość wg PN-EN 206-1:2003

Metody projektowania betonu z uwzględnieniem jego trwałości to:

metoda oparta na podstawie długookresowego

doświadczenia z materiałami miejscowymi i praktyki oraz szczegółowej wiedzy o lokalnym środowisku,

metody oparte na udokumentowanych badaniach, które są reprezentatywne dla rzeczywistych warunków,

metody oparte na modelach analitycznych

wyskalowanych na odstawie danych z badań

reprezentatywnych dla rzeczywistych warunków występujących w praktyce.

Specyfikacja cech betonu nie

zabezpieczonego powłokami

Każdy nowy obiekt betonowy związany z przesyłaniem i oczyszczaniem ścieków powinien być przeanalizowany pod kątem specyfikacji cech betonu. Najczęściej równocześnie występuje kilka rodzajów obciążeń, np.:

korozja spowodowana chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej (np. z środków odladzających nawierzchnie); obiekty mokre; klasa ekspozycji XD2,

korozja spowodowana agresją chemiczną typu: = 3000 mg/l, pH ≥ 4,5; = 100 mg/l, klasa ekspozycji XA3;

korozja spowodowana ścieraniem (np. powierzchnie przelewów), klasa ekspozycji XM3.

Posługując się tablicą 5 specyfikuje się cechy betonu właściwe dla odpowiedniej klasy ekspozycji a następnie wybiera beton o najwyższych właściwościach.

Tablica 5 Zestawienie cech betonu w stosunku do określonej klasy ekspozycji betonu

Cechy

W/C

Minimalna klasa

Ilość cementu kg/m3 betonu

betonu

Klasa

ekspozycji

XD2

0,55

C 30/37

300

XA3

0,45

3601)

C 35/45

XM3

0,45

3202)

C 35/45

1) Cement siarczanoodporny,

2) Kruszywo odporne na ścieranie

Wymagane cechy betonu są następujące:

beton klasy C 35/45 o w/c ≤ 0,45;

cement siarczanoodporny CEM III A 42,5 lub HSR

42,5 w ilości 360 kg/m3,

kruszywa grube łamane bazaltowe,

nasiąkliwość betonu 5%,

wodoszczelność W10.

Podsumowanie

Ujęta w referacie problematyka przedstawia inżynierowi budowlanemu aktualne uwarunkowania projektowania obiektów oczyszczania ścieków z uwzględnieniem zapisów czterech podstawowych norm PN-EN. Intencją autora jest zwrócenie uwagi decydentom i projektantom, a w konsekwencji także i służbom nadzoru inwestorskiego na minimalne wymagania, jakie należy uwzględnić, by zaprojektować trwałe konstrukcje. Omawiane normy zawierają szereg zapisów o takim charakterze, co szczegółowo przedstawiono w referacie, a które często są niedostrzegane w różnych fazach procesu inwestycyjnego. Odstępstwa od wymagań mogą być wynikiem działań przypadkowych takich jak ukryte wady materiałowe, niedociągnięcia wykonawstwa, nieprzewidziane oddziaływania korozyjne ścieków a nawet pewne wpływy atmosferyczne itp., natomiast nie mogą wynikać z niewiedzy inżyniera budowlanego. Problem polega jedynie na tym, by w odpowiednim czasie właściwie skojarzyć wiele informacji i wymagań zawartych w różnych źródłach.