Szerokość rys w definiowana jest jako szerokość rys na powierzchni elementu, ponieważ szerokość rys zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości od powierzchni. Dopuszczalna szerokość rys zależy od warunków środowiskowych, funkcji elementu konstrukcyjnego oraz podatności stali zbrojeniowej na korozję [1].
Przyczyny powstawania pęknięć wskutek wczesnego utwierdzenia
Istotnym wpływem na powstawanie zarysowań jest tzw. wczesne utwierdzenie, w którym najważniejszymi wartościami generującymi utwierdzenie są zmiany temperatury w wyniku ciepła hydratacyjnego, skurcz betonu i ruch gruntu. Zwłaszcza w przypadku żelbetowych elementów konstrukcyjnych rysy w betonie młodocianym pojawiają się zwykle kilka dni po ich usunięciu. W przypadku grubych ścian ciepło hydratacji może również prowadzić do powstania naprężeń wewnętrznych, które są wywoływane przez różnice temperatur w przekroju i powodują pęknięcia powłoki na powierzchni ściany.
![Eigenspannungen, Nulllinienlage und Einrisstiefe bei beidseitiger Abkühlung einer Scheibe [2]](/pl/webimage/009621/2419691/01-en-png-1-png.png)
Beton, który ma do trzech dni, nazywany jest młodym betonem. Po tym czasie młody beton osiąga stopień hydratacji od 60 do 90%, w zależności od rodzaju cementu, temperatury otoczenia i stosunku wodno-cementowego. Młody beton charakteryzuje się następującymi właściwościami:
- silne wydzielanie ciepła, a tym samym wymiana ciepła z otoczeniem,
- duża zmiana objętości pod wpływem wydzielania ciepła,
- i szybka zmiana właściwości mechanicznych dzięki stopniowemu uwodnieniu.
Podczas tworzenia się ciepła hydratacyjnego warunki naprężeń wewnętrznych występują zwłaszcza w żelbetowych elementach konstrukcyjnych, które prowadzą do naprężeń ściskających i rozciągających w obszarach krawędziowych przekroju. W oparciu o różnice bez odpowiednich środków zaradczych, ten stan naprężeniowy prowadzi do powstawania dużych pęknięć.
Środki zaradcze
Zasadniczo możliwe jest zminimalizowanie lub spowolnienie powstawania naprężeń ograniczających poprzez zastosowanie zaawansowanych środków technologii betonowania lub odpowiedniego pielęgnacji lub układania dylatacji. Ponieważ nie można całkowicie zapobiec powstawaniu rys, rysy należy ograniczyć i rozłożyć za pomocą odpowiedniego zbrojenia.
Wyznaczanie minimalnego zbrojenia
Aby zapewnić ograniczenie szerokości rys, konieczne jest utworzenie minimalnego zbrojenia w celu kontroli szerokości rys. Poniżej obliczenia minimalnego zbrojenia zgodnie z DIN EN 1992-1-1 porównywane są z wynikami RF-CONCRETE Surfaces.
Wartości początkowe:
Grubość ścianki: h = 100 cm
Otulina betonowa: cnom = 40 mm dla klasy ekspozycji XC4
Beton: C30/37
Stal zbrojeniowa: B 500 S (A)
Dopuszczalna szerokość rys: wk = 0,2 mm
Wybrana średnica pręta zbrojeniowego: ds = 14 mm
Gdzie
kc = 1.0 (rozciąganie czyste)
k = 0,65 ∙ 0,8 = 0,52 (z modyfikacją na naprężenia wewnętrzne)
fct,eff = 0.5 ∙ fctm = 1.45 N/mm²
act = h/2 ∙ b = 5000 cm²/m
Wartość σs definiuje się przy użyciu średnicy granicznej ds * w następujący sposób:
20,2 mm ≤ 28,0 mm
Gdzie
d = h - (cnom + ds/2) = 95,3 cm
hcr = h = 100 cm
W przypadku grubszych elementów konstrukcyjnych można przeprowadzić obliczenia minimalnego zbrojenia z uwzględnieniem efektywnej strefy brzegowej Ac,eff , w takim przypadku zbrojenie nie powinno być już tworzone, jak określono w poprzednich obliczeniach [3].
Gdzie
k = 0,52
fct,eff = 0.5 ∙ fctm = 1.45 N/mm²
ac,eff = hc,eff ∙ b = 19,4 cm ∙ 100 cm/m [zgodnie z Rys. 7.1d)DE]
act = h/2 ∙ b = 5000 cm²/m
fyk = 500 N/mm²
Wartość σs definiuje się przy użyciu średnicy granicznej ds * w następujący sposób:
![Eigenspannungen, Nulllinienlage und Einrisstiefe bei beidseitiger Abkühlung einer Scheibe [2]](/pl/webimage/009621/2419691/01-en-png-1-png.png?mw=350&hash=d5000f19ed8c74b784c70386a3f925fd6ddcee5a)
