Czy można betonować elementy domu podczas mroźnej pogody?
Beton należy do tych materiałów konstrukcyjnych, które bardzo dobrze znoszą zarówno niską, jak i wysoką temperaturę. Nie oznacza to jednak, że betonowe elementy domu można wykonywać przy każdej pogodzie. Dla ich wytrzymałości i trwałości najlepiej jest, jeśli wiązanie cementu i twardnienie betonu przebiega w umiarkowanie ciepłych warunkach atmosferycznych.
Przyjmuje się, że najkorzystniejsze warunki do prowadzenia prac betoniarskich są wtedy, gdy powietrze ma temperaturę 23°C, a pogoda jest umiarkowanie słoneczna i bezwietrzna. W niższej temperaturze mieszanka betonowa wiąże wolniej, a w wyższej – szybciej.
Za pomocą różnych zabiegów technologicznych można wprawdzie sprawić, że betonowe i żelbetowe elementy domu – wykonywane zarówno wtedy, gdy jest ciepło, jak i zimno – będą miały odpowiednią wytrzymałość i trwałość.
Nie zaleca się jednak betonowania w temperaturze przekraczającej 35°C (jeśli prac tych nie da się przełożyć na później, lepiej zrobić to w chłodniejszej porze dnia – wcześnie rano lub późnym wieczorem).
Podobnie jest z prowadzeniem prac betoniarskich podczas zimnej pogody. Bez specjalnych zabiegów można betonować elementy domu, jeśli w ciągu doby średnia temperatura powietrza nie przekracza 5°C, choć w takich warunkach beton twardnieje już bardzo wolno.
Jeśli jednak w trakcie przygotowywania mieszanki betonowej zostaną do niej dodane chemiczne domieszki przeciwmrozowe, to prace betoniarskie można prowadzić również w temperaturze ujemnej – do minus pięciu, a nawet do minus dziesięciu stopni Celsjusza.
Możliwe jest również betonowanie przy jeszcze chłodniejszej pogodzie (do minus 15°C), jeśli zastosuje się specjalne zabiegi technologiczne, ale ze względu na ich koszt nie jest to rozwiązanie praktykowane na budowach domów jednorodzinnych.
Uwaga! Oczywiście wszystkie te temperaturowe ograniczenia dotyczą betonu przygotowanego z pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Jeśli bowiem do zrobienia mieszanki betonowej użyjemy zamiast niego mieszanki cementowo-popiołowej, pochodzącej z różnego rodzaju mieszalni, to wykonany z niej beton może nie mieć ani odpowiedniej wytrzymałości, ani trwałości. Przy czym będzie tak także wtedy, gdy prace betoniarskie będą prowadzone w idealnych dla tego rodzaju robót warunkach, czyli w pogodny, lekko pochmurny i bezwietrzny dzień.
BETONOWANIE ZIMĄ
Nawet osoby niezajmujące się na co dzień budownictwem zdają sobie przeważnie sprawę z tego, że betonowanie w czasie mrozu może być szkodliwe dla betonu. Jeśli więc ktoś stawia dom, raczej nie będzie naciskał, by – mimo niesprzyjającej aury – na jego budowie betonowano ławy fundamentowe, belki, słupy, stropy lub schody (Fot. 1).
Fot. 1 – Zima to nie jest dobry czas na wykonywanie na budowie betonowych i żelbetowych elementów domu
Czasem jednak trudno przerwać wykonywane już prace budowlane, gdy niespodziewanie w trakcie betonowania przychodzi załamanie pogody. Co wtedy można zrobić? Przede wszystkim nie należy dopuścić, by w świeżo ułożonym betonie zaczęła zamarzać woda zarobowa. Następuje bowiem wtedy przerwanie wiązania cementu, a zmieniająca się w lód woda, zwiększając swoją objętość, niszczy ledwo co powstałą i słabą jeszcze strukturę betonu.
Dzieje się tak oczywiście najpierw na powierzchni wykonanego elementu. W jego wnętrzu woda nie zamarza od razu także z tego powodu, że proces wiązania betonu (hydratacji cementu) jest reakcją egzotermiczną, czyli taką, podczas której wydziela się ciepło.
Mieszanka betonowa wewnątrz takiego elementu ma więc nadal – mimo mrozu – warunki do twardnienia. W trakcie tego procesu zmniejsza ona jednak swoją objętość, co może prowadzić do oddzielenia się powierzchniowych warstw elementu, czyli do łuszczenia betonu. Także szkodliwe dla betonowanego elementu są różnice temperatury pomiędzy jego wierzchem i środkiem, gdyż mogą być powodem powstawania w nim rys powierzchniowych.
Uwaga! Do betonowania elementów w obniżonej temperaturze powinno się stosować mieszanki o małej zawartości wody, czyli raczej o konsystencji plastycznej lub gęstoplastycznej niż ciekłej lub półciekłej.
Niekorzystne zjawiska, które mogą zachodzić podczas betonowania elementów w obniżonej temperaturze są najlepszym argumentem za tym, by świeżo ułożony beton chronić przed kontaktem z mroźnym powietrzem (Fot. 2). Można to zrobić za pomocą ułożonych na świeżo wykonanym elemencie arkuszy czarnej folii budowlanej, plandek z brezentu, płyt styropianowych lub słomianych mat (coraz rzadziej używanych, a szkoda, bo są ekologiczne). Osłony te trzeba oczywiście zabezpieczyć przed możliwością uniesienia przez wiatr.
Fot. 2 – Jeśli wykonujemy fundamenty późną jesienią lub wczesną zimą, powinniśmy liczyć się z możliwością gwałtownego obniżenia temperatury, dlatego przez co najmniej kilka pierwszych dni powinniśmy osłonić świeży beton foliami lub słomianymi matami
Świeży beton powinno chronić się przed zamarznięciem przynajmniej do momentu, w którym osiągnie on taką wytrzymałość, która wystarczy do zabezpieczenia jego struktury przed zniszczeniem. Zależy ona od klasy betonu, którą określa się na podstawie jego wytrzymałości na ściskanie, osiągniętej po 28 dniach twardnienia w warunkach określonych przez normę. Przyjmuje się, że jeśli beton zdąży osiągnąć około 20% tej „normowej” wytrzymałości (ale nie mniej niż 5 MPa), to mróz nie jest już dla niego specjalnie groźny.
Należy w tym miejscu podkreślić, że o ile stosunkowo łatwo można ochronić opisanymi wyżej sposobami ławy fundamentowe czy podkłady betonowe podłóg na gruncie, a nawet słupy lub belki (Fot. 3), które stosunkowo łatwo da się osłonić materiałem izolacyjnym, o tyle trudniej to zrobić na przykład ze stropami od strony deskowania.
Fot. 3 – Wykonywane w obniżonej temperaturze żelbetowe belki i słupy da się dużo łatwiej ochronić przed zamarznięciem niż monolityczne płyty stropowe od strony deskowania
Świeży beton można też chronić przed niską temperaturą przez dodanie do mieszanki betonowej domieszek przeciwmrozowych. Powodują one obniżenie temperatury jego zamarzania oraz przyspieszają wiązanie. Pozwalają też na zmniejszenie o 10-20% ilości wody zarobowej dodawanej do mieszanki betonowej, co korzystnie wpływa na szczelność, wytrzymałość i mrozoodporność betonu.
Uwaga! Domieszki przeciwmrozowe powinny być stosowane zgodnie z zaleceniami producenta, gdyż mogą mieć niekorzystny wpływ na inne właściwości betonu.
Sposobem na betonowanie w obniżonej temperaturze jest też przygotowanie ciepłej mieszanki betonowej. Uzyskuje się to przez podgrzanie wody zarobowej do temperatury 50°C i wymieszanie jej najpierw z kruszywem (niezmrożonym żwirem i piaskiem), a dopiero potem – z cementem. Można też podgrzewać mieszankę betonową parą wodną podczas jej mieszania.
„Zimowe” betonowanie może mieć jednak także negatywne konsekwencje, niezwiązane z ewentualnym obniżeniem jakości betonu. Przykładem mogą być skutki dość powszechnego zjawiska betonowania ław fundamentowych późną jesienią, nawet w czasie sporych już przymrozków („żeby tylko zdążyć z wykonaniem fundamentów przed zimą”).
Argumentem, który ma usprawiedliwić takie postępowanie ma być to, że po pierwsze – łatwo takie ławy zabezpieczyć przed mrozem, przykrywając je czymkolwiek, a po drugie – grunt jeszcze nie zamarzł, będzie więc „ogrzewał” ławy.
To prawda, że być może dzięki temu nie zostanie uszkodzony beton ław. Zapomina się jednak o wysadzinach mrozowych. Jeśli mróz będzie nadal trzymał, to może dojść do zamarznięcia gruntu pod ławami i – jeśli będą to gliny, gliny piaszczyste lub piaski gliniaste – do zwiększenia jego objętości.
Spowoduje to uniesienie fundamentów domu i na wiosnę, gdy grunt rozmarznie, ławy na takim rozluźnionym podłożu mogą osiadać nierównomiernie i wykonane na nich później ścian domu mogą zacząć się rysować, a nawet pękać.
Uwaga! Jeśli będzie taka potrzeba, można ewentualnie – podczas niezbyt dużych mrozów – wykonać wylewki podłogowe w domu wybudowanym w stanie surowym zamkniętym (z oknami i drzwiami zewnętrznymi). Mieszanka betonowa do ich wykonywania ma bowiem konsystencję mokrego piasku, a więc zawiera bardzo mało wody zarobowej (Fot. 4). Nie bez znaczenia jest także to, że w nieocieplonym wprawdzie, ale zamkniętym budynku nie jest trudno podnieść o kilka stopni temperaturę, by zapewnić wylewkom podłogowym (Fot. 5) dobre warunki do twardnienia.
Fot. 4 – Drobnoziarnisty beton, z którego wykonuje się wylewki podłogowe, stosunkowo dobrze znosi niską temperaturę, ponieważ ma konsystencję mokrego piasku
Fot. 5 – W domu wybudowanym w stanie surowym zamkniętym – nawet podczas mrozu – da się zapewnić wylewkom podłogowym dogodne warunki do dojrzewania betonu
Lepiej jednak starajmy się tak zaplanować budowę domu, by nie doszło do betonowania jego elementów w niskiej temperaturze. Jeśli nie da się tego uniknąć, pamiętajmy o zamówieniu mieszanki betonowej o zwiększonej odporności na mróz oraz o skutecznej ochronie świeżo wykonanych elementów betonowych przed wyziębieniem.
Nie zapominajmy też, że mieszanka betonowa powinna być zawsze przygotowana z pewnego cementu, pochodzącego z cementowni. Użycie do tego celu mieszanek cementowo-popiołowych, o składzie niespełniającym wymagań normy cementowej, może być powodem tego, że elementy betonowe i żelbetowe, wykonane nawet w korzystnych warunkach pogodowych, będą miały obniżoną wytrzymałość i mniejszą trwałość.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT:
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko prawdziwego cementu?
Jak betonować elementy domu, by nie uszkodził ich mróz?
Jak betonować elementy domu podczas upalnego lata?
Jakie domieszki do betonu warto stosować na budowie domu?
Dlaczego mieszankę betonową po ułożeniu w formie trzeba starannie zagęścić?