Lớp bê tông bảo vệ theo Eurocode 2

Phép kiểm tra này làm gì

Lớp bê tông bảo vệ là khoảng cách từ mặt ngoài bê tông tới bề mặt gần nhất của cốt thép, bao gồm cả cốt đai. Nó bảo vệ cốt thép khỏi ăn mòn, giúp cốt thép phát huy lực bám dính và bảo vệ cốt thép khi có cháy. Giá trị ghi trên bản vẽ là lớp bảo vệ danh nghĩa:

$$c_{nom} = c_{min} + \Delta c_{dev}$$

trong đó:

• $c_{nom}$ - lớp bảo vệ danh nghĩa, giá trị ghi trên bản vẽ (mm)

• $c_{min}$ - lớp bảo vệ tối thiểu (mm)

• $\Delta c_{dev}$ - lượng bổ sung trong thiết kế để kể đến sai lệch khi thi công (mm)

Lớp bảo vệ tối thiểu

Lớp bảo vệ tối thiểu là giá trị lớn nhất trong ba yêu cầu:

$$c_{min} = \max\{\,c_{min,b};\; c_{min,dur} + \Delta c_{dur,\gamma} - \Delta c_{dur,st} - \Delta c_{dur,add};\; 10\ \text{mm}\,\}$$

trong đó:

• $c_{min,b}$ - lớp bảo vệ tối thiểu theo điều kiện bám dính: bằng đường kính thanh với các thanh rời, cộng thêm 5 mm khi cỡ hạt cốt liệu lớn nhất vượt 32 mm (mm)

• $c_{min,dur}$ - lớp bảo vệ tối thiểu theo điều kiện môi trường, lấy theo Bảng 4.4N (mm)

• $\Delta c_{dur,\gamma}$ - phần an toàn bổ sung, khuyến nghị bằng 0 (mm)

• $\Delta c_{dur,st}$ - phần giảm khi dùng thép không gỉ, khuyến nghị bằng 0 (mm)

• $\Delta c_{dur,add}$ - phần giảm khi có biện pháp bảo vệ bổ sung như lớp phủ, khuyến nghị bằng 0 (mm)

Điều kiện bám dính áp dụng cho từng thanh theo đường kính của chính nó. Vì vậy cốt đai, nằm ngoài cốt thép chính, thường bị chi phối bởi yêu cầu của cốt thép chính.

Cấp kết cấu và giá trị theo độ bền lâu

Bảng 4.4N cho $c_{min,dur}$ theo cấp môi trường và cấp kết cấu. Cấp kết cấu khuyến nghị cho tuổi thọ thiết kế 50 năm là S4. Bảng 4.3N điều chỉnh cấp này: tăng 2 cấp với tuổi thọ 100 năm; giảm 1 cấp khi cường độ bê tông không nhỏ hơn cấp quy định cho môi trường đó (ví dụ C30/37 với XC1); giảm 1 cấp với cấu kiện dạng bản; giảm 1 cấp khi có kiểm soát chất lượng đặc biệt trong sản xuất bê tông. Cấp kết cấu không thấp hơn S1.

Giá trị theo độ bền lâu cho cấp kết cấu S4

Lượng bổ sung cho sai lệch thi công

Giá trị khuyến nghị của $\Delta c_{dev}$ là 10 mm. Mục 4.4.1.3 của EN 1992-1-1 cho phép giảm xuống trong khoảng 5 đến 10 mm khi gia công có hệ thống đảm bảo chất lượng bao gồm đo lớp bảo vệ, và trong khoảng 0 đến 10 mm khi dùng thiết bị đo rất chính xác và loại bỏ các cấu kiện không đạt. Hãy kiểm tra giá trị trong Phụ lục quốc gia.

Bề mặt đổ trực tiếp lên nền

Với bê tông đổ lên nền đã chuẩn bị, kể cả lớp bê tông lót, lớp bảo vệ danh nghĩa tối thiểu khuyến nghị là 40 mm. Với bê tông đổ trực tiếp lên đất, giá trị này là 75 mm.

Yêu cầu chống cháy có thể quyết định

Lớp bảo vệ theo khả năng chịu lửa được xác định qua khoảng cách trục cốt thép trong EN 1992-1-2. Với cột, dầm và sàn có thời gian chịu lửa dài, yêu cầu này thường lớn hơn giá trị theo độ bền lâu, vì vậy cần kiểm tra cả hai và lấy giá trị lớn hơn.

Ví dụ tính toán

Cấu kiện: dầm trong nhà có sưởi, cấp môi trường XC1, tuổi thọ 50 năm, cấp kết cấu S4. Cốt thép chính Ø25, cốt đai Ø10, cỡ hạt cốt liệu lớn nhất 20 mm.

Cốt đai là lớp thép ngoài cùng nên lớp bảo vệ được quy định tính tới cốt đai. Yêu cầu riêng của cốt đai:

$$c_{min,b,link} = 10\ \text{mm}, \qquad c_{min,dur} = 15\ \text{mm}$$

$$c_{min,link} = \max\{10;\; 15;\; 10\} = 15\ \text{mm}$$

Cốt thép chính cần lớp bảo vệ ít nhất bằng đường kính của nó, và nằm sâu hơn một đường kính cốt đai:

$$c_{min,b,main} = 25\ \text{mm} \;\Rightarrow\; c_{link} \ge 25 - 10 = 15\ \text{mm}$$

Cả hai điều kiện đều cho 15 mm tới cốt đai. Cộng thêm lượng bổ sung:

$$c_{nom} = 15 + 10 = 25\ \text{mm}$$

Kết quả: quy định lớp bảo vệ danh nghĩa 25 mm tới cốt đai, tương ứng 35 mm tới cốt thép chính. Nếu yêu cầu chịu lửa 90 phút, cần kiểm tra tiếp khoảng cách trục theo EN 1992-1-2 và giá trị có thể tăng lên.

Những điểm chính

• $c_{nom} = c_{min} + \Delta c_{dev}$, với $\Delta c_{dev} = 10$ mm trừ khi kiểm soát chất lượng cho phép giảm.

• $c_{min}$ là giá trị lớn nhất trong các yêu cầu bám dính, độ bền lâu và 10 mm.

• Yêu cầu bám dính của cốt thép chính thường quyết định lớp bảo vệ tới cốt đai.

• Cấp kết cấu S4 là điểm xuất phát cho tuổi thọ 50 năm; Bảng 4.3N điều chỉnh cấp này.

• Kiểm tra riêng yêu cầu chịu lửa và yêu cầu khi tiếp xúc với nền đất.