Polskie Normy betonu

Dopóki nie zaczęto w Polsce wprowadzać norm europejskich, przyzwyczailiśmy się do stosowania w zakresie betonu w zasadzie dwóch podstawowych Polskich Norm. Pierwsza to norma materiałowa PN-B-06250 Beton zwykły, druga konstrukcyjna PN-B-03264 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie. Obydwie doczekały się kilku nowelizacji – ostatnie wersje to PN-B-06250:1988 i PN-B-03264:2002. Przyzwyczailiśmy się do tego, co było napisane w stopce każdej normy: „Ustanowiona przez Polski Komitet Normalizacji (…) jako norma obowiązująca od dnia…”, czyli do konieczności ich stosowania w praktyce inżynierskiej (wyróżnienie autora).

Tymczasem rzeczywistość jest nieco odmienna. Przywołanych powyżej norm już nie ma (choć w zbiorach PKN są dostępne) – zostały wycofane, uzyskując status norm archiwalnych. Wprowadzony zamiast nich pakiet norm europejskich (PN-EN) nie zawiera zapisu o ich obowiązywaniu, bo byłoby to niezgodne z ustawą o normalizacji z dnia 12 września 2002 r. (Dz.U. z 2002 r. Nr 169, poz. 1386), w której art. 5 ust. 3 stanowi, że Stosowanie Polskich Norm jest dobrowolne. Z kolei w myśl tej ustawy wycofanie normy nie oznacza zakazu jej stosowania. Skutkiem tych zapisów jest ciągłe jeszcze używanie norm starych – można zatem zadać pytanie: czy legalnie?

Pomimo wyraźnego zapisu w ustawie o normalizacji o dobrowolności stosowania Polskich Norm konieczność ich stosowania wynikać może z innych przepisów. Jeśli chodzi o normy dotyczące projektowania, to przepisem takim jest rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690), wydane na podstawie ustawy – Prawo budowlane. W dziale V pt. „Bezpieczeństwo konstrukcji” § 204 ust. 4 stanowi: Warunki bezpieczeństwa konstrukcji (…) uznaje się za spełnione, jeżeli konstrukcja ta odpowiada Polskim Normom dotyczącym projektowania i obliczania konstrukcji. Załącznikiem do rozporządzenia jest wykaz powołanych w nim Polskich Norm. Ich wykaz jest regularnie uaktualniany rozporządzeniami zmieniającymi rozporządzenie z dnia 12 kwietnia 2002 r. Ostatnia nowelizacja zawarta jest w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 10 grudnia 2010 r. (Dz.U. z 2010 r. Nr 239, poz. 1597) z datą obowiązywania od dnia 21 marca 2011 r. W tabeli norm przywołanych wymieniono zarówno starą normę PN-B-03264:2002, jak i normy PN-EN wprowadzające Eurokod 2 i Eurokod 4, przy czym w odnośniku pod tabelą zamieszczono komentarz: Polskie Normy projektowania wprowadzające europejskie normy projektowania konstrukcji – Eurokody, zatwierdzone i opublikowane w języku polskim, mogą być stosowane do projektowania konstrukcji, jeżeli obejmują one wszystkie niezbędne aspekty związane z projektowaniem tej konstrukcji (stanowią kompletny zestaw norm umożliwiający projektowanie). Co to oznacza? Po pierwsze – powinno się stosować normy do projektowania, po drugie – Eurokody stosujemy, ale tylko w komplecie, a w dalszym ciągu można stosować Normy Polskie do projektowania pomimo ich statusu norm wycofanych (także w komplecie). Ważne w tym miejscu jest zwrócenie uwagi na pewien punkt zwrotny, który wystąpił z dniem 31 marca 2010 r. Zgodnie z harmonogramem wdrażania Eurokodów w tym właśnie terminie wszystkie normy krajowe sprzeczne z nimi musiały zostać wycofane. Tak też się stało i z naszymi Polskimi Normami, a datę tę należy rozumieć w taki sposób, że właśnie wtedy Eurokody zajęły pierwszą pozycję w kolejności ważności stosowania. Przy takiej interpretacji przepisów uznaje się, że normy aktualne są nośnikiem tej najlepszej i najbardziej przydatnej wiedzy, ale korzystanie z tych wcześniejszych wersji nie oznacza, iż wykorzystuje się wiedzę szkodliwą lub obarczoną błędami.

Trochę odmienna (ale podobna) sytuacja, jeśli chodzi o konieczność stosowania, odnosi się do norm dotyczących betonu, gdyż ta główna – PN-EN 206-1:2003 Beton – Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność, nie będąc normą zharmonizowaną z dyrektywą Rady 89/106/EWG z dnia 21 grudnia 1988 r. w sprawie zbliżenia ustaw, rozporządzeń i przepisów administracyjnych państw członkowskich dotyczących wyrobów budowlanych – nie podlega wdrażającej tę dyrektywę ustawie o wyrobach budowlanych z dnia 16 kwietnia 2004 r. (Dz.U. z 2004 r. Nr 92, poz. 881) wraz z ustawą o zmianie ustawy o wyrobach budowlanych oraz ustawy o systemie oceny zgodności z dnia 21 maja 2010 r. (Dz.U. z 2010 r. Nr 114, poz. 760). Brak tej podległości skutkuje brakiem konieczności stosowania takiej normy jako specyfikacji technicznej będącej podstawą deklarowania zgodności. Skutek dalszy to ciągłe stosowanie starej wycofanej normy dotyczącej betonu – PN-B-06250:1988 Beton zwykły – dzisiaj można szacować, że ok. 80% produkowanego betonu towarowego ma deklarowaną zgodność z tą właśnie starą normą.

Pomimo swoistego dualizmu w stosowaniu norm starych i nowych zmierzamy powoli w kierunku całkowitego wdrożenia norm związanych z dyrektywą 89/106/EWG. Dlatego poniżej omówione są aktualne normy europejskie dotyczące betonu wraz z powiązaniami pomiędzy nimi. Pominięto jednocześnie porównywanie ich do norm wycofanych, nieaktualnych. W tekście wymieniono normy z datami wprowadzenia dokumentów zasadniczych – nie wymieniano późniejszych aneksów czy poprawek do norm, a te można łatwo sprawdzić na wyszukiwarce strony internetowej Polskiego Komitetu Normalizacyjnego.

Rys.Schemat powiązań pomiędzy normami dotyczącymi betonu
(Uwaga: na schemacie nie podano dat wprowadzenia norm, a także aneksów i poprawek do norm)

Pakiet norm aktualnych dotyczących betonu

Schemat przedstawiony na rysunku pokazuje kompletny zestaw norm dotyczących betonu, mających status aktualnych. Jak widać, unormowania dotyczą trzech zasadniczych kierunków tematycznych: projektowanie (Eurokody 2 i 4), materiał (PN-EN 206-1 z normami powiązanymi), wykonawstwo (PN-EN 13670). Uzupełniają je pakiety norm dotyczących oceny wytrzymałości betonu w konstrukcji, wyrobów i systemów do ochrony i napraw konstrukcji betonowych, prefabrykatów z betonu oraz norma obejmująca nawierzchnie z betonu (drogowe, lotniskowe). W wymienionych normach często występują wzajemne powołania i wzajemne uzupełnianie się. Intencją komitetów technicznych opracowujących normy jest wykluczenie jakichkolwiek sprzeczności między nimi.

Normy do projektowania konstrukcji z betonu

Normy do projektowania są tymi normami, w których określane są wymagania dla materiałów możliwych do zastosowania przy konstruowaniu całych obiektów czy poszczególnych elementów budowli. To określenie wymogów przeważnie sformułowane jest jako odniesienie się do odpowiedniej normy materiałowej (normy wyrobu) poprzez powołanie zawartych w nich postanowień szczegółowych dotyczących tych materiałów.

Aktualnymi normami do projektowania w Polsce są opracowane na poziomie europejskim Eurokody, które stanowią zestaw dziesięciu (często wieloczęściowych) norm, w tym ośmiu dotyczących poszczególnych rodzajów konstrukcji (Eurokody od 2 do 9) i poprzedzone są dwoma dotyczącymi ogólnych zasad konstruowania (Eurokody 0 i 1).

Projektowanie konstrukcji betonowych objęte jest Eurokodami 2 i 4, które wprowadzone są normami:

– PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2 – Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków;

– PN-EN 1992-2:2010 Eurokod 2 – Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 2: Mosty z betonu – Obliczanie i reguły konstrukcyjne;

– PN-EN 1992-3:2008 Eurokod 2 – Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 3: Silosy zbiorniki na ciecze;

– PN-EN 1994-1-1:2008 Eurokod 4 – Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków;

– PN-EN 1994-2:2010 Eurokod 4 – Projektowanie konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych – Część 2: Reguły ogólne i reguły dla mostów.

Odnośnie do zagadnień materiałowych wymienione wyżej normy powołują beton według PN-EN 206-1, zarówno w odniesieniu do parametrów mechaniczno-fizycznych, jak i w odniesieniu do trwałości konstrukcji wyrażonej różnymi klasami oddziaływania środowiska.

Normy dotyczące materiału (betonu)

Podstawową normą jest PN-EN 206-1:2003 Beton – Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. Układ i treść tej normy są charakterystyczne dla wszystkich europejskich norm wyrobów. Odróżnia ją jedynie brak rozdziału dotyczącego znakowania wyrobu znakiem CE, a to dlatego, że nie jest ona zharmonizowana z dyrektywą 89/106/EWG. Jak wynika z tytułu, zawiera wymagania i właściwości – klasyfikację parametrów betonu stwardniałego (np. klasy wytrzymałości C), również w fazie gdy jest jeszcze mieszanką betonową (np. klasy konsystencji), a także trwałościową w odniesieniu do oddziaływania środowiska (klasy środowiska X0, XC…, XD…, XS…, XF…, XA…).

W rozdziale dotyczącym doboru składników do betonu należy zwrócić uwagę na jeden bardzo ważny aspekt – można stosować tylko takie składniki, których zgodność potwierdzona jest z odpowiednimi przywołanymi normami. Wszystkie przywołane normy dla cementu, kruszyw, dodatków i domieszek (nie dotyczy to tylko wody) są normami zharmonizowanymi z dyrektywą 89/106/EWG. Oznacza to, że obejmuje je ustawa o wyrobach budowlanych i są pod szczególnym nadzorem organów państwa w zakresie kontroli zgodności.

Norma PN-EN 206-1 bardzo wyraźnie określa relacje między projektantem (specyfikującym), producentem betonu i jego odbiorcą. Te relacje stały się podstawą sformułowanych w normie kryteriów zgodności, które z kolei są bazą dla producenta do zadeklarowania zgodności wyprodukowanego betonu. Aby mógł to zrobić, zobowiązany jest wprowadzić zakładową kontrolę produkcji, która jest także bardzo szczegółowo zdefiniowana i opisana w odpowiednim rozdziale normy.

Rozszerzeniem normy europejskiej PN–EN 206-1 jest wprowadzona w 2004 r. Polska Norma PN-B-06265:2004 Krajowe uzupełnienia PN-EN 206-1:2003 Beton – Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. Według zawartego w niej zapisu obydwie normy stanowią spójną całość i należy stosować je łącznie. Jest to zgodne z zasadami tworzenia europejskiego systemu normalizacyjnego. Norma PN-EN musi mieć treść identyczną ze swoim pierwowzorem EN, natomiast na poziomach krajowych można tworzyć własne uzupełnienia, pod jednym tylko warunkiem – żeby nie były sprzeczne z daną normą EN. Ciekawostką w tym miejscu może być fakt, że krajowe uzupełnienie normy europejskiej powstało z inicjatywy i przy istotnym wsparciu merytorycznym Stowarzyszenia Producentów Betonu Towarowego w Polsce.

Najistotniejsze zagadnienia objęte PN-B-06265 to uszczegółowienie wymagań odnośnie do ograniczeń składu betonu dla poszczególnych klas ekspozycji, wprowadzenie dodatkowej klasy ekspozycji związanej ze ścieraniem betonu (XM…) oraz określenie wymagań dla tzw. betonu normowego.

Przedstawione wyżej normy rozszerza wprowadzona w ubiegłym roku norma PN-EN 206-9:2010: Beton – Część 9: Dodatkowe zasady dotyczące betonu samozagęszczalnego (SCC). Wprowadza ona postanowienia w zakresie wymagań dla betonów będących pewnego rodzaju przełomem w technologii betonu. Dzięki odpowiednio dobranemu składowi, a przede wszystkim dzięki zastosowaniu nowej generacji domieszek upłynniających, cechują się bardzo dobrą urabialnością i brakiem konieczności celowego zagęszczania uformowanego w element betonu.

Dopełnieniem norm materiałowych są dwa pakiety norm obejmujących sposoby sprawdzania wymaganych właściwości. Pierwszy pakiet o wspólnym numerze PN-EN 12350- (…) dotyczy badań mieszanki betonowej i zawiera obecnie 12 części wydanych w postaci oddzielnych norm, z różnymi datami wprowadzenia. Drugi pakiet to normy dla badania cech betonu stwardniałego PN-EN 12390- (…) zawierający osiem części, także w postaci oddzielnych norm z różnymi datami wprowadzenia.

Aby w pełni zdefiniować i wyprodukować beton, konieczny jest do zastosowania jeszcze jeden pakiet norm, tym razem dotyczący składników betonu. Jest to więc wieloczęściowa norma dotycząca cementu PN-EN 197- (…):2002(2005) z uzupełnieniem krajowym PN-B-19707:2003 dotyczącym cementów specjalnych. Wymogi dla kruszywa objęte są normami PN-EN 12620:2010 (kruszywa zwykłe) i PN-EN 13055-1:2003 (kruszywa lekkie) – te uzupełnione są z kolei następnym pakietem norm dotyczących sposobu badania właściwości kruszyw. Wymogi dla dodatków do betonu ujęte są w trzech dwuczęściowych normach: PN-EN 450-1,2:2009(2006) dla popiołu lotnego, PN-EN 13263-1,2:2010(2009) dla pyłu krzemionkowego i PN-EN 15167-1,2:2007(2006) dla mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego. Domieszki objęte są sześcioczęściową normą PN-EN 934- (…) z różnymi datami wprowadzenia (2002, 2009, 2010 r.). Składnikiem betonu jest oczywiście woda, która jest określona postanowieniami normy PN-EN 1008:2004.

Norma dotycząca wykonawstwa

Pojawiła się niedawno, a w zasadzie pojawia się w inżynierskiej rzeczywistości PN-EN 13670:2010. Na razie do dyspozycji w języku polskim jest tylko pierwsza strona – reszta w oryginale, po angielsku. Historia tej normy jest ciekawa, bo powstawała jako rozdziały EN-206-1 i Eurokodu 2. Tuż przed zamknięciem prac związanych z EN-206-1 w 2000 r. treści dotyczące wykonawstwa zostały skierowane na zupełnie oddzielny dokument i… trwało to prawie dziesięć lat. A szkoda, gdyż tematyka w niej zawarta jest niezmiernie ważna, zwłaszcza w kontekście kształtowania ostatecznej jakości budowli. To treści, których szczególnie brakuje w specyfikacjach technicznych do projektów, powodując wiele niedomówień i sporów na etapie realizacji i odbiorów.

Norma określa wymagania i warunki dotyczące wykonywania elementów budowli odnośnie do zbrojenia, sprężania i betonowania, ale także deskowania i rusztowania oraz robót z zastosowaniem prefabrykowanych elementów betonowych. Jednymi z istotniejszych zagadnień objętych normą są: zarządzanie jakością oraz tolerancje kształtu dla wykonywanych elementów konstrukcyjnych. Odpowiednie klasy kontroli (zdefiniowano trzy klasy kontroli) oraz przyjęte klasy tolerancji (zdefiniowano dwie klasy tolerancji) pozwalają odnieść się do założeń projektowych określonych w Eurokodach w zakresie poziomu bezpieczeństwa konstrukcji. Poziom wykonania i kontroli w zakresie klasy kontroli drugiej oraz klasy tolerancji pierwszej odniesiony jest do współczynników bezpieczeństwa ustalonych w Eurokodzie 2 na poziomie podstawowym (bez zmniejszenia).

Normę PN-EN 13670:2010 powinno się jak najszybciej zacząć stosować, na początek w biurach projektów, aby czytelnie sformułować wymagania dla etapu realizacji konstrukcji (specyfikacje), a zaraz potem na budowach, by tak samo czytelnie opracowywać projekty wykonawcze czy programy zapewnienia jakości (tzw. pezetjoty).

Normy inne dotyczące betonu

Wśród pozostałych norm, w których dominują zagadnienia związane z betonem, szczególnie przydatne mogą okazać się normy związane z oceną wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach istniejących. Przewodzi im norma ogólna PN-EN 13791:2008, w której określono metody i procedury oceny wytrzymałości, a także zasady i wytyczne do określenia zależności pomiędzy wynikami badań uzyskiwanymi metodami pośrednimi lub na odwiertach rdzeniowych, w odniesieniu do wartości charakterystycznej, zdefiniowanej przez badanie betonowych próbek walcowych lub sześciennych. Mając tę normę, można powiedzieć, że wreszcie dysponujemy dość jednoznacznym narzędziem. Do tej pory korzystaliśmy z różnych instrukcji, wytycznych i publikacji naukowo-technicznych, a i tak pozostawało szerokie pole do dyskusji, sporów i interpretacji prowadzących często do konfliktów. Uzupełnieniem tej normy interpretacyjnej są cztery normy narzędziowe określające sposób „uzyskiwania” wyników badań. I tak: PN-EN 12504-1:2009 dotyczy odwiertów rdzeniowych, PN-EN 12504-2:2002 dotyczy metody sklerometrycznej (młotek Schmidta), PN-EN 1504-3:2006 dotyczy oznaczania siły wyrywającej (metoda pull-out) oraz PN-EN 1504-4:2005 dotycząca metody ultradźwiękowej.

Dość pokaźnym objętościowo pakietem norm jest zestaw pod wspólnym tytułem „Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych”. Wyróżnić tu można dwie zasadnicze grupy norm. Pierwsza, składająca się z dziesięciu części o wspólnym numerze PN-EN 1504-(1-10) z różnymi datami wprowadzenia (2005, 2006, 2007, 2010 r.), podaje definicje, wymagania, sterowanie jakością i ocenę zgodności dla wszystkich przypadków i metod ochrony i napraw konstrukcji betonowych. Stanowią one podstawę do specyfikowania rozwiązań projektowych i technologicznych dotyczących ochrony i napraw konstrukcji, a także zalecenia dla producentów wyrobów w zakresie oceny zgodności. Druga grupa norm w tym pakiecie to 62 normy o wspólnym tytule „Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych – Metody badań” o różnych numerach i różnych datach wprowadzenia, są instrukcjami do sprawdzania właściwości stosowanych materiałów i wyrobów.

Ostatni pakiet norm dotyczy prefabrykatów i wyrobów betonowych. Przewodzi im PN-EN 13369:2005 Wspólne wymagania dla prefabrykatów z betonu, powiązana w zakresie wymagań materiałowych dla betonu z normą PN-EN 206-1. Służy ona przede wszystkim przy projektowaniu i wytwarzaniu elementów prefabrykowanych, dla których nie ustanowiono do tej pory normy wyrobu lub też nie przewiduje się dla nich takich norm (np. jednostkowe stosowanie). Pozostałe normy w tym pakiecie to przeważnie normy wyrobów (numery i tytuły przedstawiono na schemacie), które z jednej strony powinny służyć specyfikującym, aby precyzyjnie określali wymogi dla proponowanych w projektach rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych, a z drugiej strony – producentom tych wyrobów do prawidłowego przebiegu oceny zgodności.

Na koniec jeszcze dwie normy – pierwsza: projektowa PN-EN 13877-2:2007 Nawierzchnie betonowe. Część 2: Wymagania funkcjonalne dla nawierzchni betonowych, i druga: materiałowa PN-EN-13877-1:2007 Nawierzchnie betonowe. Część 1: Materiały. Obydwie przedstawiają zagadnienia dotyczące nawierzchni betonowych układanych na placu budowy i zagęszczanych przez wibrowanie. Odnoszą się do dróg, autostrad, lotnisk, ulic dla pieszych, dróg rowerowych, placów składowych i ogólnie do wszelkich konstrukcji drogowych.

dr inż. Grzegorz Bajorek

Politechnika Rzeszowska

Centrum Technologiczne Budownictwa przy Politechnice Rzeszowskiej