Beszlgets az MSZ EN 206 1 2002 s

Beszélgetés az MSZ EN 206 -1: 2002 és az MSZ 4798 -1: 2004 (NAD) betonszabványról Dr. Kausay Tibor BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék Wienerberger Téglaipari Rt. Kőszeg, 2006. február 9. 1

2004. nyara a régi magyar beton és adalékanyag termékszabvány visszavonásának az időszaka volt. A visszavont szabványok helyét a megfelelő európai szabványok és a magyar nemzeti alkalmazási dokumentum (ha van) foglalták el: 2

3

4

5

Az új európai (MSZ EN 206 -1: 2002) és nemzeti (MSZ 4798 -1: 2004) betonszabványt akkor kell használni, amikor a beton, vasbeton és feszített vasbeton szerkezetet az Eurocode 2, illetve az Eurocode 4 európai szabványsorozat alapján méretezik. Az MSZ 15022 -: 1986 szabványok alapján tervezett elemek vagy szerkezetek betonját továbbra is a régi, visszavont, de irodalomként használható MSZ 4719: 1982, MSZ 4720 -1… 3: 1979… 1980 betonszabvány szerint kell ellenőrizni. 6

7

A harmonizált termékszabvány az „Építési termékek” „új megközelítésű” irányelvével (direktívával) harmonizál (ZA melléklet). A harmonizált termékszabvány követelményének megfelelő termék az „új megközelítésű” európai irányelvben szereplő „lényeges” követelményeket (az élet, egészség, vagyon, környezet védelme) is teljesíti. Az európai piacon lényegében csak a jelet viselő termékek 8 forgalmazhatók.

Új követelmény: Az EN 206 -1 és az MSZ 4798 -1 szerint előállított beton használati élettartama legalább 50 év kell legyen! 50 év A végleges jellegű közúti hidakra az MSZ EN 1992 -1 -1: 2005 (Eurocode 2) szerint a tervezési élettartam 100 év 9

Az MSZ 4798 -1: 2004 szabvány a beton legalább 50 évre tervezett tartóssága érdekében környezeti osztályok alkalmazását írja elő. osztályok A használati élettartam alatt a beton akkor lesz tartós, ha a környezeti hatásokat károsodás nélkül viseli. 10

11

Ha valamely beton többféle környezeti hatásnak van kitéve, akkor „azokat a környezeti körülményeket, amelyeknek (a beton) ki van téve, szükséges lehet… a környezeti osztályok kombinációjaként kifejezni. ” (MSZ EN 206 -1: 2002) 12

Például valamely esőnek és fagynak kitett, olvasztó sózás nélküli, agresszív talajvízzel érintkező vasbeton támfal légbuborékképző támfal adalékékszer nélkül, szulfátálló cementtel készülő betonjának környezeti osztály csoportja: XC 4, XF 1, XA 2, XV 1(H); XC 4 C 30/37 c ≥ 300 x ≤ 0, 5 Vlev ≤ 2 XF 1 C 30/37 c ≥ 300 x ≤ 0, 55 Vlev ≤ 2 XA 2 C 30/37 c ≥ 320 x ≤ 0, 5 Vlev ≤ 2 XV 1(H) C 25/30 c ≥ 300 x ≤ 0, 6 13 Vlev ≤ 1

Környezeti osztályok kiterjesztése Csak beton Környezeti hatásoknak nem ellenálló beton Csak vasbetonja Csak vasbeton és feszített vasbetonjára vonatkozó környezeti osztályok Beton, vasbeton és feszített vasbetonjára egyaránt vonatkozó környezeti osztályok XN(H), X 0 b(H) X 0 v(H) Karbonátosodás XC 1 – XC 4 Kloridoknak (nem jégolvasztó) kitett beton XD 1, XD 2 Fagyálló beton XF 2(BV-MI) lbk. nélkül XF 3(BV-MI) lbk. nélkül Fagyálló beton XF 1 lbk. nélkül XF 2 – XF 4 lb-képzővel Korróziónak kitett beton XA 1 – XA 3 Kopásálló beton XK 1(H) – XK 4(H) Vízzáró beton XV 1(H) – XV 3(H) 14

Az előírt névleges betonfedés (cnom) az előírt legkisebb betonfedésnek (cmin) a kötelező ráhagyással ( cdev [mm]) megnövelt, előírt értéke: cnom = cmin + ∆cdev [mm] Az előírt névleges betonfedést (cnom) kell a statikai számításokban alkalmazni és a szerkezeti terveken bejelölni. 15

16

MSZ 4798 -1: 2004: Magyarországon XF 2 – XF 4 környezeti MSZ 4798 -1: 2004 osztályú betonokat légbuborékképzőszer nélkül készíteni nem szabad. MSZ EN 206 -1: 2002: „Ha a betonban nincs mesterséges MSZ EN 206 -1: 2002 légbuborék, akkor a beton teljesítményét megfelelő módszerrel meg kell vizsgálni olyan betonnal összehasonlítva, amelyre az adott környezeti osztály esetén a fagyás/olvadás állóságot bebizonyították. ” DIN 1045 -2: 2001 (az EN 206 -1: 2000 szabvány német DIN 1045 -2: 2001 nemzeti alkalmazási dokumentuma) a fagy- és olvasztósóálló beton egyik változataként a légbuborékképzőszer nélkül készülő betonra külön XF 2 és XF 3 környezeti osztályt is megad. Ezeket a környezeti osztályokat XF 2(BV-MI) és XF 3(BVMI) jelekkel szerkezeti (nem útpályaszerkezeti) betonok 17 esetén Magyarországon is alkalmazhatjuk.

Környezeti osztályok fagyás-olvadás okozta károsodás esetén az MSZ EN 206 -1: 2002 és az MSZ 4798 -1: 2004 szabvány F 1. táblázata szerint XF 2 XF 3 a DIN 1045 -2: 2001 szabvány F. 2. 2. táblázata alapján XF 4 XF 2(BVMI) XF 3(BVMI) Környezeti osztály jele XF 1 Legnagyobb v/c 0, 55 0, 50 0, 45 0, 50 C 30/37 C 25/30 C 30/37 C 35/45 300 320 340 320 Legkisebb (képzett) levegőtartalom, térfogat% - 4, 0 - - Friss beton levegőtartalma, térfogat% max. 2, 0 Összesen: 4, 0 – 6, 0 Legkisebb szilárdsági osztály c) Legkisebb cementtartalom, kg/m 3 Légbuborékképző adalékszerrel Légbuborékképzőszer nélkül Összesen: max. 1, 5 4, 0 – 6, 0 max. 1, 5 18

Fagyálló, ill. fagy- és olvasztósó-álló betonok környezeti osztályai XF 1 Olvasztósó hatás éri a betont Nem Függőleges Légbuborékképző szerrel készül a beton Nem XF 2 Igen Függőleges Igen XF 3 Nem Vízszintes Igen XF 4 Igen Vízszintes Igen XF 2(BV-MI) Igen Függőleges Nem XF 3(BV-MI) Nem Vízszintes Nem Környezeti osztály A beton felülete 19

Az építési célnak — beleértve a tartósságot is — csak a kellően bedolgozott, megkövetelt tömörségű, zárványmentes beton felel meg, ezért a bedolgozott friss beton levegőtartalmát korlátozni kell Magyarországon a friss beton bennmaradt levegőtartalmának (a levegőzárványoknak) ajánlott tervezési értéke a következő: 20

A friss beton ajánlott levegőtartalma Beton Általában Vízzáró beton Kopásálló zúzottkőbeton Légbuborékképző adalékszer nélküli fagyálló beton legfeljebb 2, 0 térf. % legfeljebb 1, 0 térf. % legfeljebb 3, 0 térf. % XF 1 legfeljebb 2, 0 térf. % XF 2(BV-MI) és XF 3(BV-MI) legfeljebb 1, 5 térf. % Légbuborékképző adalékszerrel készített fagyálló beton, XF 2, XF 3, XF 4 bevitt levegőtartalom legalább 4, 0 térf. %; azaz összesen: (4, 0 – 6, 0) térf. % Bontott adalékanyagú újrahasznosított beton, általában 0, 5 térfogat%-kal több, mint 21 kavicsbeton esetén

A friss beton testsűrűségének tervezése a tervezett levegőtartalom figyelembevételével: ahol az adalékanyag térfogata: és az adalékanyag keverék súlyozott testsűrűsége: 22

23

Példa a cementtartalom változásának a beton testsűrűségére tett hatására r. C = 3100 x = 0, 55 r. A = 2640 rcem. -pép = 1776 1. példa kg/m 3 m 3/m 3 2. példa kg/m 3 MC = 280 VC = 0, 090 MC = 310 VC = 0, 100 MV = 154 VV = 0, 154 MV = 171 VV = 0, 171 MA = 1942 VA = 0, 736 MA = 1873 VA = 0, 710 VL = 0, 020 Összesen: 2376 1, 000 Összesen: 2354 m 3/m 3 1, 000 Pórusmentes beton testsűrűsége, kg/m 3 2376 / 0, 98 = 2425 2354 / 0, 98 = 2402 A szilárd, kiszárított állapotú beton várható testsűrűsége, kg/m 3 2306 = rfriss beton - (x-0, 3) · MC = 2276 feltéve, hogy a cementkőbe a cement mintegy 30 tömeg%-át kitevő víz épül be. 24

25

Következtetés: Ha változatlan beton pórustartalom mellett a cementpép: adalékanyag illetve cementkő: adalékanyag arányt növeljük, akkor a beton testsűrűsége csökkenni fog, de a beton testsűrűségében változás állhat be akkor is, ha például az adalékanyag testsűrűsége változik meg. Ezért a környezeti osztályok feltételeinek ellenőrzése során nem az ott előírt legkisebb beton testsűrűséget kell alapul venni, hanem a beton összetételéből (beleértve a tervezett levegőtartalmat is) ki kell számítani a friss beton tervezett testsűrűségét, és a friss beton bedolgozása akkor megfelelő, ha a friss beton „tapasztalati” testsűrűsége próbatesten mérve a tervezett értéknél legfeljebb 2 százalékkal kisebb. (Ez ≤ 20 liter/m 3 levegőtartalomnak felel meg, ami 26 rendkívül nagy érték. )

27

Konzisztencia osztályok az MSZ EN 206 -1: 2002 szerint 28

29

30

Roskadás mérés 4 x 25 → 3 x 25 31

C 0…C 3 = = tömörítési mérték = = 400 mm / h mm > 1, 0 Vizsgáló eszköz a Walz-féle tömörítés méréséhez 32

33 az MSZ 4798 -1 szabvány N 2. fejezete szerint (0, 97/0, 76)

34

35

A szilárd beton testsűrűségét kiszárított állapotban A szilárd beton testsűrűségét az MSZ EN 12390 -7: 2001 szerint kell megmérni. 1. Ha a testsűrűség mérést a végig víz alatt tárolt, 1. tehát vizes nyomószilárdság vizsgálati próbatesteken végezzük (ρvizes), akkor a nyomószilárdság vizsgálat után visszamaradó — legalább 200 cm 3 térfogatú, — betondarabon meg kell a víztartalmat állapítani (n), és ennek alapján kell a kiszárított állapotban 36 értelmezett testsűrűséget kiszámítani:

ahol: ρkiszárított és ρvizes testsűrűség mértékegysége: kg/m 3 n = 1 -nél kisebb nevezetlen szám 2. Másik lehetőség, hogy végig víz alatt tárolt 2. próbatestek esetén a testsűrűséget külön e célra készített és (60 ± 5) °C (nem 105 -110 °C!) hőmérsékleten tömegállandóságig szárított 37 próbatesten határozzuk meg.

A vegyesen tárolt, szilárd közönséges beton és közönséges beton nehézbeton próbatestek testsűrűségét nehézbeton szilárdságvizsgálat előtt, a légszáraz állapotú próbatesten kell megmérni. A vegyesen tárolt, szilárd könnyűbeton próbatestek testsűrűségét (60 ± 5) °C hőmérsékleten tömegállandóságig szárított, legalább 300 g tömegű próbadarabon kell meghatározni. 38

A kockaszilárdság előírt jellemző értéke, N/mm 2 ha a próbakockákat végig víz alatt tárolták fck, cube ha a próbakockákat vegyesen tárolták C 8/10 C 12/15 10 15 11 16 C 20/25 25 C 25/30 30 27 33 C 30/37 37 C 35/45 45 C 40/50 50 C 45/55 55 54 60 C 50/60 60 65 Nyomószilárdsági osztály fck, cube, H 40 49 39

A kezdeti gyártás során a mintavételt addig kell kezdeti gyártás folytatni, amíg a minták száma legalább 35 nem lesz. Egy minta vizsgálati eredményét legalább három próbatest egyedi vizsgálati eredményének átlaga adja (legalább 35· 3 = 105 próbatest). Meg kell adni a — mintánkénti legalább 3 -3 próbatest vizsgálati eredményéből átlag számítással képzett — 35 vizsgálati eredményt és a 35 vizsgálati eredmény átlagát, valamint a következő képlettel ki kell számítani a 35 vizsgálati eredmény szórását (σ35), amely az elméleti szórás jó közelítését adja: 40

A figyelembe vehető σ szórás legkisebb értéke - közönséges beton esetén: 3 N/mm 2, - nagyszilárdságú beton esetén: 5 N/mm 2. A beton a tervezett nyomószilárdsági osztálynak a kezdeti gyártás során megfelel, ha a következő kezdeti gyártás megfelelőségi feltételek egyidejűleg teljesülnek: 1. feltétel: közönséges beton esetén: fcm, test ≥� fcm = fck + 4 nagyszilárdságú beton esetén: fcm, test ≥ �fcm = fck + 5 előírt iparági beton esetén: fcm, test ≥ fcm = fck + 12 2. feltétel: közönséges beton esetén: fci ≥ fck – 4 41 nagyszilárdságú beton esetén: fci ≥ fck – 5

A folyamatos gyártás akkor kezdődik, amikor folyamatos gyártás már legalább 35 egymás utáni, ki-hagyás nélküli, azonos feltételekkel készített betonra vonatkozó vizsgálati eredményünk van, három hónapnál hosszabb, de legfeljebb 12 hónap idő alatt. A folyamatos gyártás eredménye legalább 15 egymás után következő, legfeljebb 12 hónap alatt végzett mintavétel ill. vizsgálat után értékelhető. Folyamatos gyártás során egy minta egy próbatestből áll(hat). 42

A beton a tervezett nyomószilárdsági osztálynak a folyamatos gyártás során megfelel, ha: folyamatos gyártás 1. feltétel: valamennyi nyomószilárdsági osztály esetén: fcm, test ≥� fcm = fck + 1, 48· 1, 48 σ35 és a figyelembe vehető σ35 szórás legkisebb értéke - közönséges beton esetén: σ35 ≥ 3 N/mm 2, nagyszilárdságú beton esetén: σ35 ≥ 5 N/mm 2, továbbá 0, 63·σ35 ≤ s 15 ≤ 1, 37·σ35 Ha a szórásra vonatkozó feltétel nem teljesül, akkor a rendelkezésre álló utolsó legalább 35 minta vizsgálata alapján új σ35 szórás értéket kell 43 meghatározni.

1. feltételhez tartozik: Ha a gyártó nem tudja a kezdeti gyártásra vonatkozó szórásának értékét bizonyítani, akkor σ ≥ 6 N/mm 2 értékkel kell számolni. 2. feltétel folyamatos gyártás esetén: közönséges beton esetén: fci ≥ fck – 4 nagyszilárdságú beton esetén: fci ≥ 0, 9·fck 44

A fenti összefüggések meggyőződésem szerint próbahengerre vonatkoznak, és ezért próbakockák vizsgálata során át kellene azokat számítani az vizsgálata összefüggésnek megfelelően. 45

46

Példa az összeadandó átszámítására 47

PRÓBAKOCKA esetén a σ szórás legkisebb értéke PRÓBAKOCKA - közönséges beton esetén: 3 → 1, 276· 3=3, 8 N/mm 2, - nagyszilárdságú beton esetén: 5 → 6, 4 N/mm 2. A beton a tervezett nyomószilárdsági osztálynak a kezdeti gyártás során megfelel, ha a következő megfelelőségi feltételek egyidejűleg teljesülnek: 1. feltétel: közönséges beton esetén: fcm, test ≥ �fcm = fck + 4 → 5, 1 nagyszilárdságú beton: fcm, test ≥ �fcm = fck + 5 → 6, 4 előírt iparági beton: fcm, test ≥ �fcm = fck + 12 → 15, 3 2. feltétel: közönséges beton esetén: fci ≥ fck – 4 → 5, 1 nagyszilárdságú beton esetén: fci ≥ fck – 5 → 6, 4 48

Az MSZ EN 206 -1: 2002 ill. MSZ 4798 -1: 2004 fcm = fck + 4 összefüggésével szemben az MSZ EN 1992 -1 -1: 2005 (Eurocode 2) szabvány (és a magyar hídszabályzat) szerint: fcm, cyl = fck, cyl + 8 49

A nyomószilárdság azonosító vizsgálata Azonosító vizsgálatot akkor kell végezni, ha például meg akarunk győződni arról, hogy — a kérdéses friss beton ugyanahhoz az alap- sokasághoz tartozik-e, amelyre a gyártó a jellemző szilárdság megfelelőségét igazolta; A vizsgálathoz kivett minták „n” számát illetően az érdekelt felek (előíró, gyártó, felhasználó) jegyzőkönyvben rögzített megegyezése alapján kell meghatározni. 50

Gyártásközi ellenőrzés tanúsításával készített beton azonosító vizsgálata → 51

Gyártásközi ellenőrzés tanúsítása nélkül készített beton azonosító vizsgálata Legalább 3 mintát kell venni, a próbatestek darabszáma mintánként legalább 3 legyen. 1. feltétel Valamennyi nyomószilárdsági osztály esetén: fcm, test ≥ fcm = fck + 1, 48·σ ahol a szórást σ ≥ 6 N/mm 2 értékkel kell számolni. 2. feltétel Közönséges beton esetén: fci ≥ fck – 4 Nagyszilárdságú beton esetén: fci ≥ 0, 9·fck → 52

53

54

A következő gondolat merül fel: Minthogy 5 %-os alulmaradási szinttel számoltak, az átvétel valószínűsége nem 50 %, hanem annál nagyobb (n=15 → 65 %, n=35 → 70 %), azaz az eddigiekhez képest az átadó kockázata csökken és az átvevő kockázata növekszik. 55

56

57

A fagyállóság vizsgálat az XF 1 és XF 3 környezeti osztály esetén 58

Fagy- és olvasztósó-állóság vizsgálat az XF 2 és XF 4 környezeti osztály esetén 59

A beton gyártójának felelőssége attól függ, hogy a beton gyártójának felelőssége megrendelés szerint „tervezett”, „előírt összetételű” vagy „előírt iparági” betont kell-e készítenie. A „tervezett beton” olyan beton, amelyet a környezeti osztályok (pl. fagyállóság), a használati élettartam és a beton tulajdonságai (pl. szilárdság, konzisztencia, legnagyobb szemnagyság) előírásával rendelnek meg a gyártótól. A gyártó a „tervezett beton” megrendelés szerinti tulajdonságait kielégítő betonösszetétel megtervezéséért és ennek az összetételnek megfelelő betonkeverék elkészítéséért, végül is 60 a beton teljesítőképességéért felelős.

Az „előírt összetételű beton” olyan beton, amelyet a beton alapanyagainak és a beton összetételének előírásával rendelnek meg a gyártótól. A gyártó az „előírt összetételű beton” megrendelés szerinti alapanyagainak alkalmazásáért és az előírt keverési arány betartásáért felelős, de nem felelős a beton teljesítőképességéért. Az „előírt iparági beton” szilárdsági jele legfeljebb beton” C 16/20, környezeti osztálya XN(H), X 0 b(H) és X 0 v(H), és szakmai szervezet (p. szövetség, társaság) betonreceptje alapján rendelik meg. A gyártó felelőssége olyan, mint az előírt összetételű 61 beton esetén.

Egyszerű példa a beton jelére: C 30/37 – XC 3, … - 24 – S 2 – MSZ 4798 -1 S 2 → Roskadási mérték = 50 – 90 mm vagy C 30/37 – XC 3, … - 24 – Képlékeny – - MSZ 4798 -1 62

63