Baza wiedzy

Czy wiatr może spowodować zarysowanie stropu żelbetowego?

Konstrukcyjne zarysowanie zginanych elementów żelbetowych jest czymś naturalnym. Wynika to z natury żelbetu, czyli kompozytu, w którym beton odpowiada przede wszystkim za ściskanie, a stal – za rozciąganie. By jednak pręty zbrojeniowe mogły przejąć na siebie odpowiedzialność za przeniesienie naprężeń rozciągających, beton musi się zarysować.

Jak z tego wynika, pojawienie się rys w poprawnie zaprojektowanych elementach żelbetowych nie jest niczym groźnym, pod dwoma wszakże warunkami. Po pierwsze – rysy te pojawiają się w miejscach, w których element żelbetowy jest rozciągany. Po drugie – nawet pod pełnym obciążeniem mają one niewielką szerokość rozwarcia, praktycznie niezauważalną dla użytkowników budynku.

SKURCZ BETONU
Zdarzają się jednak zarysowane elementy żelbetowe, w których zarówno miejsce występowania rys, jak i ich przebieg wyraźnie nie mają związku z przenoszeniem obciążeń. Tak jest na przykład wtedy, gdy rysy pojawiają się na górnej powierzchni świeżo zabetonowanego stropu, który w całości spoczywa na solidnie podstemplowanym deskowaniu (Fot. 1 i 2).

Przyczyną tych rys jest z pewnością skurcz betonu, czyli zjawisko związane z wysychaniem i twardnieniem mieszanki betonowej na powietrzu (beton może też wiązać pod wodą, ale wtedy pęcznieje, czyli wykonane z niego elementy zwiększają swoją objętość).

Skurczu betonu, który może trwać nawet kilka miesięcy, nie da się całkowicie wyeliminować, ale można i warto ograniczyć jego skutki, czyli zmniejszyć liczbę, szerokość i głębokość rys skurczowych.

Niezbędnym warunkiem do ograniczenia skurczu betonu jest przygotowywanie mieszanki betonowej jedynie z pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Stosowanie do tego celu różnego rodzaju mieszanek cementowo-popiołowych może zwiększać skurcz betonu i zdecydowanie zmniejszać efekty innych zabiegów, które mają na celu ograniczenie jego skutków.

Przygotowując mieszankę z pewnego cementu, należy oczywiście zadbać także o czystość pozostałych składników betonu, a więc zarówno piasku i żwiru, jak i wody. Ponieważ skurcz związany jest odparowywaniem wody z mieszanki betonowej, bardzo ważne jest, żeby było jej możliwie mało. Przyjmuje się, że w poprawnie zaprojektowanym betonie stosunek wody do cementu (w/c) nie powinien być przekraczać 0,5. Taka ilość wody i tak z dużym zapasem wystarczy do pełnej hydratacji, czyli wiązania cementu, więc część z niej będzie musiała odparować w trakcie twardnienia betonu. Tym bardziej więc – niezależnie od tego, w jaki sposób została przygotowana w wytwórni mieszanka betonowa – na budowie w żadnym razie nie należy dodawać do niej wody, by ułatwić sobie betonowanie!

Uwaga! Dodawane do mieszanki betonowej domieszki chemiczne także mogą być przyczyną zwiększonego skurczu betonu.

PIELĘGNACJA BETONU
Dobra mieszanka betonowa, przygotowana z użyciem pewnego cementu, oraz właściwe ułożenie i zagęszczenie jej w deskowaniu, to podstawowy warunek, żeby beton był mocny, trwały i bez porów. Do tego jednak, by rysy skurczowe nie pojawiły się w świeżo wykonanych konstrukcjach z betonu, trzeba o nie zadbać, szczególnie w pierwszym okresie od zabetonowania. Właściwa pielęgnacja jest bowiem najważniejszym zabiegiem, jeśli chcemy, by skurcz betonu nie zostawił wyraźnych śladów w wykonanych elementach betonowych. Nie bez powodu przyjęło się uważać, że szczególnie latem – gdy powietrze jest gorące, świeci słońce i wieje silny wiatr – trzeba chronić beton przed zbyt szybkim odparowywaniem z niego wody. Skrapianie powierzchni świeżo wykonanych elementów betonowych co najmniej przez pierwsze siedem dni na pewno nie będzie przesadą. Dobrze jest też wtedy osłaniać je folią budowlaną, gdyż w ten sposób zatrzymujemy odparowującą z mieszanki betonowej wodę. Jest to o tyle ważne dla „walki” ze skurczem, że w takim bardzo wilgotnym środowisku beton pęcznieje. Dzięki tym zabiegom można bardzo ograniczyć rysy skurczowe, a może się też zdarzyć, że nie będą one wcale widoczne.

Takie zabiegi pielęgnacyjne powinno się robić również wtedy, gdy warunki atmosferyczne wydają się sprzyjać wykonywaniu konstrukcji z betonu. Potwierdza to wyraźnie doświadczenie, związane z wykonywaniem płytowego stropu monolitycznego nad parterem pewnego domu jednorodzinnego. Podczas betonowania tego stropu powietrze po deszczach było bardzo wilgotne, a jego temperatura oscylowała w granicach 10ºC. W takich warunkach odparowywanie wody z mieszanki jest ograniczone, a sam beton wiąże wolno i długo pozostaje plastyczny. Ogromne więc było zdziwienie wykonawców, gdy następnego dnia zobaczyli, że powierzchnia tego stropu jest porysowana (Fot. 3).

Okazało się, że sprawcą tego zarysowania był wiatr, który tej nocy wiał wyjątkowo silnie. Spowodował on przyspieszone odparowywanie wody z wierzchniej warstewki zabetonowanego stropu. Resztą, czyli rysami, zajął się już skurcz, który miał o tyle ułatwione zadanie, że wierzchnia warstwa nie była wtedy związana z plastycznym jeszcze betonem płyty stropowej. Oczywiście do tego wszystkiego by nie doszło, gdyby zaraz po betonowaniu osłonięto cały strop folią budowlaną.

SKUTKI POJAWIENIA SIĘ RYS SKURCZOWYCH
Z powodu zarysowania stropu przez wiatr nic się oczywiście złego nie stało. I to nie tylko dlatego, że rysy te wystąpiły na górnej jego powierzchni, która pod obciążeniem będzie ściskana. Przede wszystkim miały one bardzo małą głębokość. Najważniejsze jednak, że dzięki starannej pielęgnacji stropu przez kolejne dni, beton z pewnością osiągnął projektowaną wytrzymałość.

Po kilkunastu dniach same rysy skurczowe też zresztą przestały być widoczne (Fot. 4), ponieważ wykonawca wypełnił je od razu zaczynem cementowym, rozprowadzając go za pomocą szczotki po całym stropie.

* * *
Niezależnie od wszystkiego, zdarzenie to – w kategoriach budowlanych bez poważnych konsekwencji – uczy jednak, by świeżo wykonane elementy betonowe pielęgnować co najmniej przez kilka pierwszych dni, niezależnie od pogody. Zawsze bowiem w nocy może zacząć porządnie wiać…

Warto też oczywiście pamiętać, że pierwszym krokiem do ograniczenia skurczu betonu jest przygotowywanie mieszanki betonowej jedynie z pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni.

ZOBACZ TAKŻE:
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko prawdziwego cementu?
Jakiego cementu najlepiej użyć na budowie domu?
Co zrobić, żeby przygotowany na budowie beton był mocny i trwały?
Jak w wysokiej temperaturze betonować elementy konstrukcyjne domu?