Betonowanie zimą musi iść w parze ze zrozumieniem jego konsekwencji. O tym, co wiąże się z podjęciem decyzji o przeprowadzeniu betonowania w tak trudnych warunkach, postanowiłyśmy opowiedzieć wspólnie z technologiem betonu – Joanną Magierą.
Cały proces betonowania można podzielić na 4 etapy:
- produkcja mieszanki betonowej
- transport mieszanki betonowej
- wbudowanie betonu
- pielęgnacja betonu
Każdy z nich jest uzależniony od warunków pogodowych, zwłaszcza tych w okresie obniżonych temperatur. Do betonowania elementów konstrukcyjnych należy podchodzić z rozwagą w każdych warunkach pogodowych. Od tego zależy ich trwałość oraz bezpieczeństwo użytkowania.
SPIS TREŚCI
Decyzja o betonowaniu zimą
Dlaczego mróz szkodzi mieszance betonowej?
W okresie obniżonych temperatur wydłuża się czas wiązania i dojrzewania betonu. Szczególnie niebezpieczne jest przemrożenie mieszanki betonowej w początkowej fazie dojrzewania – do uzyskania przez beton wytrzymałości „krytycznej”, minimum 5MPa. Czas potrzebny do uzyskania odpowiedniej wytrzymałości wydłuża się w zależności od zastosowanego do produkcji mieszanki betonowej cementu. Najkrócej osiąga się ją przy użyciu cementu portlandzkiego*, najdłużej przy wykorzystaniu cementów hutniczych.
Przemrożona wierzchnia warstwa betonu może się łuszczyć i odspajać. Brak ochrony konstrukcji grozi znacznym spadkiem wytrzymałości, co wpływa na bezpieczeństwo jej użytkowników.
*CIEKAWOSTKA: coraz więcej betoniarni i cementowni odchodzi od produkcji cementów portlandzkich ze względu na ich wysoką emisję CO2 i korzysta coraz częściej z cementów żużlowych lub wieloskładnikowych.
Zima zaskoczyła budowlańców
Są sytuacje, w których zima przychodzi nagle i niespodziewanie lub po prostu wykonawca zaklinający rzeczywistość rozpoczyna budowę zapominając o pogodzie. W takich przypadkach konieczne jest zabezpieczenie wykonanych prac i przełożenie ich „na później” oraz monitorowanie prognoz.
Kiedy nie warto rozpoczynać budowy domu?
Najrozsądniej byłoby nie rozpoczynać prac w okresie od listopada do marca. Ze względu na nieprzewidywalność pogody budowa w tym okresie może przysporzyć nam dużo niepotrzebnych nerwów. Betonowanie nie stanowi wyjątku – na każdym etapie są prace wymagające odpowiednich warunków pogodowych.
Nadzór kierownika budowy
O czym należy poinformować kierownika?
O zamiarze betonowania i prowadzenia prac w okresie obniżonych temperatur obowiązkowo trzeba poinformować kierownika budowy.
Dlaczego to kierownik musi zdecydować o sposobach pielęgnacji mieszanki?
Modyfikacja składu mieszanki to poważna decyzja wpływająca na właściwości betonu. Dlatego ze względu na odpowiedzialność za proces budowy takie decyzje powinien podjąć kierownik budowy.
Betonowanie a rodzaj konstrukcji
Fundamentowanie (ławy i płyta fundamentowa) w okresie obniżonych temperatur.
Odradzamy rozpoczynanie budowy w zimie. Wylewanie ław fundamentowych to ryzyko:
– zalewania na przemarznięty grunt, patrz punkt „Przygotowanie betonowanych elementów”
– ryzyko wysadzin (dotyczy to fundamentowania na gruntach wysadzinowych)
– problemy z kontynuacją prac ze względu na zachowanie optymalnych temperatur wymaganych przy nakładaniu izolacji przeciwwilgociowych i przeciwwodnych oraz murowaniu
Płyta fundamentowa jest elementem masywnym – układana na warstwie izolacji termicznej dodatkowo odizolowana od gruntu, dlatego utrzymanie ciepła hydratacji podczas jej wykonania będzie łatwiejsze i wiąże się z mniejszym ryzykiem niż w przypadku ław fundamentowych.
Betonowanie stropu a okres obniżonych temperatur
Strop żelbetowy jest konstrukcją masywną, dlatego teoretycznie utrzymanie ciepła hydratacji jest łatwiejsze. Pojawia się niestety jedno „ale” – podczas wykonywania stropu również układa się mieszankę betonową w elementach żelbetowych o małych przekrojach, np. słupy. Zabezpieczenie takich elementów jest bardziej skomplikowane i powinno być wykonane przed układaniem mieszanki, aby wychładzanie nie postępowało zbyt szybko.
Strop TERIVA – ze względu na mniejszy przekrój warstwy betonu, wychładzanie będzie przebiegać szybciej niż w przypadku stropu monolitycznego, dlatego ochrona takiego stropu wymaga więcej zabiegów i większej ostrożności niż przy stropie żelbetowym.
Jakie konstrukcje mogą być problematyczne w betonowaniu?
Betonowanie niewielkich elementów konstrukcyjnych może być problematyczne ze względu na ich szybkie wychładzanie. Utrzymanie ciepła hydratacji betonowanego elementu może sprawiać problemy, zabezpieczenie wszystkich słupów i nadproży w niektórych budynkach to nie lada wyzwanie.
Budowa czeka na betonowanie
Jak zaplanować betonowanie?
Nie planuj. Jeżeli firma/ekipa budująca nalega na postęp prac, dogadaj się.
Na przykładzie stropu:
Sprawna ekipa zbroi i szaluje strop przez około 2-3 tygodnie w zależności od warunków i stopnia skomplikowania. Ciężko jest w okresie zimowym przewidzieć temperaturę na tak długi okres. Dlatego decyzja o betonowaniu powinna zapaść, gdy np. strop będzie już gotowy. Wtedy patrz punkt „Monitorowanie prognoz pogody”
Dlaczego budowa czeka na mieszankę betonową?
Ze względu na wychładzanie mieszanki betonowej podczas transportu oraz nieprzewidywalność pogody. Sprawdzalność prognoz oscyluje w granicach maksymalnie 4-5 dni. Zadeskowany i zazbrojony element musi być zabezpieczony przed opadami śniegu i oblodzeniem, np. za pomocą folii, żeby czekać na odpowiednią pogodę.
Monitorowanie prognoz pogody
Jaka powinna być temperatura powietrza podczas betonowania?
Szukamy okna pogodowej – minimum 3-4 doby średniej temperatury dobowej, nie spadającej poniżej 5oC. Im wyższa temperatura tym lepiej. Im niższa temperatura tym więcej środków zapobiegających wychłodzeniu należy zastosować. Jako temperaturę graniczną, poniżej której należy stosować dodatkowe środki ochrony mieszanki betonowej, powinno się uważać +10oC.
W jakich warunkach nie powinno się betonować?
Teoretycznie można betonować nawet w temperaturze maksymalnie do -10oC. Ale zapobieżenie wychładzaniu betonu w takich warunkach jest niezwykle trudne i wymaga bardzo dużego zaangażowania. Dlatego jest to ekonomicznie nieuzasadnione, bo wydatki przewyższają ewentualne korzyści.
Jakie warunki pogodowe należy zapewnić?
Przede wszystkim odpowiednia temperatura (patrz powyżej). Poza tym brak opadów (śniegu, marznącego deszczu, deszczu, deszczu ze śniegiem).
Przygotowanie betonowanych elementów
W jaki sposób przygotować szalunki i zbrojenie?
Szalunki i zbrojenie nie powinny być przemrożone i oblodzone. Zbrojenie i szalunki należy oczyścić przed betonowaniem.
W jakich sytuacjach betonowanie w zimie jest zabronione?
Brak zgody i nadzoru kierownika budowy oraz niestosowanie prawidłowej pielęgnacji betonu wyklucza betonowanie zimą.
Skład mieszanki betonowej
Co wpływa na odporność mieszanki betonowej na niskie temperatury?
- zastosowanie czystego cementu portlandzkiego do produkcji mieszanki betonowej
- wyższa klasa betonu
- konsystencja betonu S2/S3 (w zależności od rodzaju betonowanego elementu) – beton o konsystencji S2 jest bardzo gęsty, dlatego istnieje duże ryzyko tego, że ekipa na budowie będzie chciała dolać do niego wody (jest to stanowczo zabronione!)
Dlaczego domieszki nie chronią mieszanki betonowej?
Na internetowych forach i grupach roi się od rad dotyczących betonowania zimą, w których remedium na wszelkie mrozy mają być domieszki do betonu. JEST TO BŁĄD! Domieszki do betonu pełnią jedynie rolę wspomagającą prawidłową pielęgnację betonu. Mogą to być domieszki przyśpieszające wiązanie lub obniżające temperaturę zamarzania wody.
Domieszki przyspieszające wiązanie jedynie wspomagają przyspieszają osiągniecie krytycznej wytrzymałości 5MPa, natomiast nie zapobiegają przed przemarzaniem betonu. Wiele osób domieszki przyspieszające nazywa domieszkami przeciwmrozowymi – błędnie, bo nie pełnią takiej roli.
Temperatura mieszanki betonowej dostarczonej na budowę
Jaką temperaturę powinna mieć mieszanka dostarczona na budowę?
Mieszanka betonowa powinna mieć temperaturę minimum 5oC, mimo to powinno się dążyć do tego, aby temperatura była jak najwyższa (pod warunkiem, że różnica temperatur pomiędzy betonem a temperaturą powietrza nie będzie większa niż 15oC) – ze względu na ryzyko szoku termicznego mieszanki, który może doprowadzić do popękania betonu.
Jakie obowiązki ma betoniarnia?
Betoniarnia ma obowiązek dostarczyć beton na budowę o temperaturze minimum 5oC.
Jak zmierzyć temperaturę mieszanki betonowej?
Temperaturę mieszanki betonowej można sprawdzić za pomocą zwykłego termometru kulinarnego, zanurzając szpic bezpośrednio w mieszance.
Pielęgnacja wbudowanego betonu
Jakie są metody pielęgnacji betonu?
– metoda zachowania ciepła
Podczas wiązania betonu (hydratacji cementu) zachodzą reakcje egzotermiczne (wydzielające ciepło). W tej metodzie wykorzystujemy ciepło skumulowane w kruszywie (dostarczone do mieszanki podczas jej wytwarzania) oraz ciepło hydratacji, utrzymując je za pomocą osłon w konstrukcji.
– metoda ogrzewania betonu
Ogrzewanie za pomocą ciepłego powietrza, parą niskoprężną lub za pomocą wbudowanej instalacji elektrycznej.
– metoda cieplaków
Uważana za najskuteczniejszą ze względu na możliwość uzyskania najlepszych warunków dla dojrzewającego betonu. Polega na całkowitym odizolowaniu betonu za pomocą osłon od warunków zewnętrznych ograniczając straty ciepła. Niestety jest to najdroższa i najbardziej skomplikowana z dostępnych metod.
Jak pielęgnować beton zimą w zależności od temperatury?
W zależności od temperatury zewnętrznej dobieramy środki ochronne. Wskazane jest nawet zaprojektowanie pielęgnacji betonu w okresie obniżonych temperatur oraz wykonanie stosownych obliczeń, o co powinien zadbać kierownik budowy (Polecamy książkę „Pielęgnacja betonu w okresie dojrzewania” Grzegorz Bajorek).
W zależności od średniej dobowej temperatury:
od +5oC do +10oC – okrywanie konstrukcji foliami/plandekami/matami
od +5oC do -3oC – okrywanie konstrukcji foliami/plandekami/matami oraz stosowanie izolacji termicznej za pomocą np. styropianu, ewentualne ogrzewanie
poniżej -3oC – utrzymywać temperaturę betonu na poziomie +10oC. za pomocą wszelkich dostępnych metod pielęgnacji
Jak temperatura wpływa na dojrzewanie mieszanki betonowej?
Przy temperaturach poniżej +10oC obserwuje się gwałtowne spowolnienie wiązania betonu, a w temperaturze około 0oC proces hydratacji praktycznie zanika.
Jak długo należy pielęgnować beton?
Pielęgnacja powinna trwać jak najdłużej, czas zależy od rodzaju zastosowanego cementu oraz temperatury powietrza może trwać od 9 do 30 dni (w temperaturach spadających poniżej 5oC jeszcze dłużej).
Na co uważać pielęgnując beton?
Jeżeli pielęgnacja polega na ogrzewaniu powinna być równomierna, aby dojrzewanie zachodziło w takim samym stopniu w całej konstrukcji.
Poza tym dbamy o szczelność i zabezpieczenie przed silnym wiatrem.
Jakie są koszty betonowania w zimie?
Domieszki to koszt około 10zł netto/m3, grzanie składników mieszanki betonowej to kolejne dodatkowe minimum 8-10 zł netto/m3, poza tym należy zakupić folie/ plandeki do zabezpieczeń oraz styropian do zaizolowania dojrzewającego betonu, nie wspominając już o stosowaniu cieplaków lub mat grzewczych. Jest to dodatkowy czas pracy pracowników, który również kosztuje.
Rozszalowanie
Jak długo trwa dojrzewanie betonu?
Dojrzewanie betonu w okresie letnim trwa 28 dni (przy temperaturze 20oC) natomiast zimą ten okres może znacznie się wydłużyć.
Kiedy można obciążyć konstrukcję i ją rozszalować?
Możliwość rozszalowania i obciążania betonowanego elementu może znacznie odciągnąć się w czasie.
PODSUMOWANIE
Należy sobie zadać pytanie, czy koniecznie musimy wykonać jakieś prace w warunkach zimowych ponosząc dodatkowe koszty? Biorąc pod uwagę fakt, że betonowanie zimą jest obarczone wysokim ryzykiem. Czy na pewno warto?
