Jak pielęgnować beton w zależności od pory roku?
Pielęgnacja betonu jest silnie uzależniona od warunków atmosferycznych, które wpływają na tempo hydratacji cementu, bilans cieplno-wilgotnościowy młodego betonu oraz ryzyko powstawania uszkodzeń w fazie dojrzewania. Zmienność warunków klimatycznych w cyklu rocznym wymusza dostosowanie technik ochronnych, aby zapewnić betonowi odpowiednie środowisko dojrzewania — inne w okresie letnich upałów, a inne w warunkach obniżonych temperatur. Poniższy artykuł jest próbą przedstawienia sposobów bezpiecznego prowadzenia prac betonowych w każdych warunkach środowiskowych.
Przykładowe metody pielęgnacji betonu w warunkach budowy, uzależnione od temperatury i wilgotności względnej powietrza, przedstawiono w tabeli 5 [12]. Należy je traktować jako wskazówki orientacyjne – rzeczywiste metody pielęgnacji powinny być każdorazowo dostosowane do specyfiki danej budowy oraz aktualnie panujących warunków atmosferycznych.
Tabela Pielęgnacja w warunkach budowy [12]
| L.p. | Warunki atmosferyczne | Metody pielęgnacji |
| 1 | Naturalne: nie niższa niż +10°C i nie wyższa niż +25°C Wilgotność powietrza względna 55-75% | – osłonięte powierzchnie betonowe utrzymywać przez wymagany okres w stanie ciągłego zawilgocenia lub przykryć folią |
| 2 | Nasłonecznienie: powyżej +25°C | – osłonięte powierzchnie betonowe utrzymywać w ciągłej wilgotności, najlepiej przez zraszanie wodą; – przykryć folią oraz dodatkowymi matami lub plandekami; – odeskowanie chronić przed nagrzewaniem; – po rozdeskowaniu nowe wyeksponowane powierzchnie chronić przed słońcem i wiatrem |
| 3 | Obniżone temperatury: nie niższa niż +5°C i nie wyższa niż +10°C | – osłonięte powierzchnie betonu przykryć folią, suchymi matami lub plandekami |
| 4 | Warunki zimowe: nie niższa niż -3°C i nie wyższa niż +5°C | – osłonięte powierzchnie betonowe chronić przed wysychaniem, opadami i schłodzeniem za pomocą folii, suchych mat lub plandek – w razie potrzeby ogrzewać |
| 5 | Warunki zimowe: poniżej -3°C | – utrzymywać temperaturę betonu na poziomie +10°C przynajmniej przez pierwsze 3 dni |
| Średnia temperatura dobowa, średnia arytmetyczna z pomiarów temperatury wykonanych w ciągu doby o godzinie 7:00, 13:00 i 21:00: 𝑇ś𝑟 = (𝑇7 + 𝑇13 + 2 × 𝑇21) / 4 | ||
Czy w zimie można lać beton?
Betonowanie w warunkach zimowych, tj. przy temperaturach poniżej +10°C, wymaga przygotowania technologicznego i organizacyjnego. Temperatura powietrza poniżej +5°C spowalnia reakcję hydratacji cementu, natomiast temperatura krytyczna to około -1°C, przy której w betonie może zamarzać blisko połowa wody wolnej, co może zatrzymać procesy wiązania [9]. Obecność wody, która nie zdążyła jeszcze wejść w reakcje chemiczne z cementem przyczynia się do możliwości zamarznięcia świeżo ułożonego betonu. Zjawisko to jest wynikiem rozszerzania się wody znajdującej się w mieszance podczas przemiany fazowej z cieczy w lód, co zwiększa jej objętość o około 9,2% [10]. Jeśli woda w świeżym betonie zamarza, a jednocześnie nie ma przestrzeni na rozszerzenie, może dojść do mikropęknięć i osłabienia betonu. Uszkodzenie pierwszych wiązań krystalicznych przez zamarzającą wodę prowadzi do nieodwracalnych zmian. Zimowe zamarzanie, nawet jeśli nie niszczy całkowicie struktury betonu, wpływa negatywnie na jego właściwości fizyczne. Betony, które przy zamarznięciu nie osiągnęły odporności pełnej po odmrożeniu i kontynuacji procesu wiązania, będą wykazywać niższą wytrzymałość na ściskanie oraz obniżone parametry w zakresie wodoszczelności i odporności na mróz.
Zamrożenie betonu jest dopuszczalne dopiero po osiągnięciu przez niego odpowiedniego poziomu odporności na zamrożenie, co odpowiada określonej, bezpiecznej wytrzymałości. Za krytyczny uznaje się okres między początkiem wiązania a momentem uzyskania przez beton wytrzymałości minimalnej, wynoszącej 5 MPa – odporność pełna przy CEM I (przy innym cemencie to 10 MPa) lub też w przypadku odporności warunkowej 3,5 MPa gdy beton zawiera CEM I (przy innym cemencie to 8 MPa) i nie przedostaje się do niego woda z otoczenia [9].
Przed rozpoczęciem robót należy upewnić się, że podłoże, zbrojenie i deskowanie są wolne od lodu i śniegu. Istotne jest również stosowanie mieszanek z obniżonym współczynnikiem w/c (czyli mieszanek o gęstszej konsystencji). Zasadnym jest też zamawianie mieszanki z większą ilością cementu o 5-15% (wyższej klasy wytrzymałości, niż zalecana w normalnych warunkach temperaturowych). Temperatura mieszanki podczas zabudowy nie powinna być niższa niż +5°C. W celu utrzymania odpowiednich warunków betoniarnia może stosować mieszanki betonowe z użyciem cementów wysokich klas wytrzymałościowych (np. 42,5; 52,5), o szybkim przyroście wytrzymałości cementu (R) i/lub z użyciem domieszek przyspieszających wiązanie.
Aby uchronić młody beton przed utratą ciepła i wilgoci można stosować następujące metody pielęgnacyjne, przy czym należy pamiętać o kontrolowaniu stanu wilgotności betonu i różnicy pomiędzy wnętrzem a powierzchnią betonu uważając na naprężenia termiczne:
- metoda zachowania ciepła betonu poprzez osłanianie świeżego betonu matami termoizolacyjnymi lub styropianem, aby zapobiec zbyt szybkiemu wychłodzeniu i stratom ciepła pochodzącego z reakcji egzotermicznych betonu,
- metoda dostarczenia ciepła do betonu – podgrzewanie betonu parą niskoprężną, ciepłym powietrzem, za pomocą instalacji elektrycznej, aby przyspieszyć wiązanie; inne metody to podgrzewanie deskowań lub użycie mat grzewczych,
- cieplaki (namioty grzewcze), całkowicie izolujące beton i chroniące przed czynnikami zewnętrznymi, zapewniające stabilne warunki termiczne.
Pielęgnacja, konserwacja betonu latem
W okresie letnim należy chronić mieszankę betonową przed wpływem wysokiej temperatury. Podwyższona temperatura przyspiesza proces hydratacji cementu, co skutkuje z jednej strony skróceniem czasu wiązania betonu i szybszym narastaniem wytrzymałości, a z drugiej prowadzić do obniżenia wytrzymałości normowej w początkowej fazie dojrzewania betonu. Dodatkowo, zwiększone tempo odparowywania wody z mieszanki może utrudniać utrzymanie odpowiedniej konsystencji, ale też prowadzić do powstawania spękań, w tym spękań od skurczu plastycznego. Krytyczna szybkość parowania wody wynosi 1,0 kg/m²/h, a jej wzrost jest dodatkowo stymulowany przez wiatr o prędkości powyżej 4,5 m/s. Aby zapewnić prawidłowe wykonanie i trwałość konstrukcji w warunkach podwyższonych temperatur, należy przestrzegać następujących zasad:
- przed wylaniem mieszanki odpowiednio zwilżyć powierzchnie chłonne i oczyścić z zanieczyszczeń starszą warstwę betonu,
- uwzględnić utratę urabialności mieszanki betonowej,
- rozpocząć prace wykończeniowe w odpowiednim czasie,
- zminimalizować ryzyko nadmiernego nagrzania betonu (np. przez polewanie betonomieszarki wodą)
- zabezpieczyć świeżo wylany beton przed bezpośrednim nasłonecznieniem oraz działaniem silnego wiatru,
- zwrócić szczególną uwagę na pielęgnację betonu, utrzymując odpowiednią wilgotność i temperaturę.
Literatura
- EN 13670 Wykonywanie konstrukcji betonowych
- EN 206 Specyfikacja, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność
- PN‑B‑06265 Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność – Krajowe uzupełnienie PN‑EN 206
- PN‑88/B‑06250 Beton zwykły
- Bajorek, G. (2014), Cele i rola pielęgnacji i ochrony młodego betonu, Referat przedstawiony na konferencji Dni Betonu, Wisła.
- Bajorek, G. (2018), Pielęgnacja betonu – planowanie i realizacja. Referat przedstawiony na konferencji Dni Betonu 2018, Wisła.
- Giergiczny, Z. (Red.) (2016), Vademecum Technologa Betonu, Górażdże.
- Stowarzyszenie Betonu Towarowego w Polsce. (n.d.). Broszura: Jak pielęgnować beton.
- Jamroży Z. Beton i jego technologie Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2005
- Bajorek, G. (2012), Roboty betonowe w okresie zimowym – czy domieszki rozwiążą problemy? Inżynier Budownictwa.
- Kołacz, Z., Gajewski, R. (2004), Wykorzystanie mieszanek betonowych w obniżonych temperaturach. Technologie. Architektura, (4).
- Giergiczny, Z. (2016), Pielęgnacja betonu – niedoceniany problem. Inżynier Budownictwa, 10, 69‑74.
