Otulina – Zabezpieczenie stali przed korozją

Otulina – Zabezpieczenie stali przed korozją

W konstrukcjach żelbetowych stal zbrojeniowa odgrywa kluczową rolę w przenoszeniu naprężeń rozciągających, które beton samodzielnie znosić nie potrafi. Jednak stal narażona na działanie wilgoci i agresywnych czynników środowiskowych może korodować, co prowadzi do poważnego osłabienia konstrukcji. Dlatego tak istotna jest otulina betonowa, która pełni funkcję ochronną dla zbrojenia.

 

Wg EN 1992-1-1:2004 4.4.1.1(1)P „Otuleniem betonem nazywa się najmniejszą odległość pomiędzy powierzchnią zbrojenia (z włączeniem połączeń i strzemion oraz zbrojenia powierzchniowego, gdy jest istotne) i powierzchnią betonu”.  Ponadto Eurokod mówi, że nominalne otulenie należy podać na rysunkach, a składa się ono z otulenia minimalnego c_min oraz dodatku ze względu na odchyłkę Δ_c,dev.

Otulina nominalna c_nom

Cała procedura określenia nominalnego otulenia znajduję się w rozdziale 4 normy, a poniżej zaprezentowany został przykład obliczeniowy wyznaczenia nominalnej otuliny zbrojenia dla ławy fundamentowej. W dużym uproszczeniu całe obliczenia można wyjaśnić następującym działaniem.

c_nom = c_min + Δc_dev

Co to jest otulina?

Otulina to warstwa betonu, która otacza pręty zbrojeniowe wewnątrz konstrukcji żelbetowej. Jej głównym zadaniem jest:

• ochrona stali zbrojeniowej przed korozją,

• zapewnienie odpowiedniego przyczepienia między stalą a betonem,

• zabezpieczenie zbrojenia przed ogniem,

• umożliwienie prawidłowego zakotwienia prętów.

Dlaczego otulina chroni przed korozją?

Beton cechuje się wysokim pH (od 12,5 do 13,5), co tworzy zasadowe środowisko, w którym na powierzchni stali tworzy się warstwa pasywacyjna – cienka, ale trwała powłoka chroniąca przed utlenianiem. Gdy jednak wilgoć, dwutlenek węgla lub chlorki przenikną przez beton i dotrą do zbrojenia, warstwa ta może zostać zniszczona. Wówczas rozpoczyna się proces korozji, który objawia się m.in. spękaniami betonu, odspojeniami i rdzawymi wykwitami.

Jakie są wymagane grubości otuliny?

Minimalna grubość otuliny zależy m.in. od:

• klasy ekspozycji (czyli warunków środowiskowych, w jakich będzie pracowała konstrukcja),

• średnicy prętów zbrojeniowych,

• rodzaju konstrukcji i jej elementów.

Zgodnie z normą PN-EN 1992-1-1 (Eurokod 2), otulina powinna mieć minimalną grubość od 10 mm (dla wnętrz suchych) do nawet 55 mm (dla środowisk morskich lub narażonych na działanie soli odladzających).

Co wpływa na skuteczność otuliny?

Aby otulina prawidłowo spełniała swoją funkcję, należy zadbać o:

• jakość betonu – odpowiednia klasa wytrzymałości i szczelność,

• staranność wykonania – dokładne rozmieszczenie prętów z zachowaniem wymaganych odstępów,

• stosowanie dystansów – specjalnych elementów utrzymujących właściwy odstęp między szalunkiem a zbrojeniem.

Podsumowanie

Otulina to nie tylko wymóg projektowy – to fundament trwałości i bezpieczeństwa każdej konstrukcji żelbetowej. Prawidłowo dobrana i wykonana otulina znacząco zwiększa odporność konstrukcji na korozję, a tym samym wydłuża jej żywotność i zmniejsza koszty eksploatacyjne.