Jaka mieszanka betonowa najlepiej nadaje się do wykonywania elementów domu podczas mrozów?
Wystawione na bezpośrednie oddziaływanie czynników atmosferycznych betonowe i żelbetowe elementy konstrukcyjne budowanego domu bardzo dobrze znoszą nawet duży mróz. Jest tak jednak tylko wtedy, gdy do czasu obniżenia się temperatury poniżej 0°C beton, z którego zostały wykonane, zdążył już stwardnieć i osiągnąć projektowaną wytrzymałość na ściskanie. Natomiast, jeśli stanie się to wcześniej, to beton nie będzie już taki odporny na mróz. Przy czym stopień wpływu niskiej temperatury na jakość świeżo wykonanych elementów z betonu zależy od tego, w którym momencie wystąpiło wychłodzenie powietrza i jak było ono duże.
Najlepsze warunki do wykonywania prac betoniarskich są wtedy, gdy temperatura powietrza jest mniej więcej stała i do czasu związania cementu i stwardnienia betonu mieści się w przedziale od +10ºC do +25ºC. Gdy średnia dobowa temperatura jest niższa i wynosi w tym czasie od +5ºC do +10ºC, to procesy te przebiegają znacznie wolniej.
Natomiast gdy jest ona niższa niż +5ºC, to uważa się, że prace betoniarskie prowadzone są w warunkach zimowych, a ich wpływ na jakość wykonywanych betonowych i żelbetowych elementów domu może być wprawdzie zróżnicowany, ale na pewno w większym lub mniejszym stopniu jest on negatywny. Przy czym warto w tym miejscu zwrócić uwagę, że do tego, by warunki betonowania uznać za zimowe, wcale nie jest potrzebny mróz.
Trzeba też zdawać sobie sprawę, że o ile już niezbyt duże ochłodzenie niekorzystnie wpływa na jakość świeżego betonu, to podczas dużych mrozów trudno jest też poprawnie ułożyć i zagęścić mieszankę betonową w deskowaniu. Tymczasem popełnione na tym etapie błędy mogą być powodem, że wykonane z betonu elementy – mimo dobrej jakościowo mieszanki – nie będą mieć projektowanej nośności i oczekiwanej trwałości.
Skutki betonowania elementów w niskiej temperaturze
Woda w mieszance betonowej, ze względu na obecność soli znajdujących się w cemencie, zamarza nie w temperaturze zera stopni, ale dopiero poniżej -3°C. Biorąc jednak pod uwagę, że w procesie wiązania cementu z wodą wydziela się ciepło, możliwe jest – przy zachowaniu pewnych warunków – betonowanie elementów nawet w temperaturze -5°C.
Nie zmienia to jednak faktu, że już nawet niezbyt duży mróz może spowodować powstanie kryształków lodu, które są w stanie skutecznie uszkodzić, a nawet zniszczyć strukturę świeżego betonu.
Wprawdzie uważa się, że najmniej niekorzystne jest szybkie zamarznięcie mieszanki betonowej, tuż po ułożeniu jej w deskowaniu. Gdy wraz z nadejściem ocieplenia nastąpi jej odmarznięcie, wtedy procesy wiązania cementu oraz twardnienia betonu będą przebiegać w podobny sposób jak w mieszance układanej w okresie letnim, choć wolniej i z nie do końca tak samo dobrym skutkiem.
Problem jedynie w tym, że jest to możliwe raczej na Syberii niż Polsce, ponieważ do takiego gwałtownego zamarznięcia mieszanki betonowej potrzebny jest bardzo duży mróz. Dlatego jest bardziej prawdopodobne, że u nas w takich sytuacjach zamarznięcie mieszanki nastąpi dopiero po kilku godzinach od ułożenia jej w deskowaniu. Zostanie wtedy przerwany proces wiązania cementu, a po odtajaniu betonu jego struktura zostanie zniszczona.
Korzystniej więc jest, jeśli mroźna pogoda nastąpi po kilku dniach od zabetonowania elementów, czyli już po zakończeniu wiązania cementu. Taka sytuacja nie powinna mieć wpływu na twardnienie betonu po nadejściu ocieplenia, choć on sam zapewne nie będzie już miał projektowanej wytrzymałości i trwałości.
Nie zmienia to faktu, że niezależnie od skutków, jakie może mieć niska i bardzo niska temperatura dla świeżo ułożonego betonu, warto zrobić wszystko co możliwe, by podczas budowy domu prace betoniarskie były wykonywane podczas ciepłej pogody, najlepiej wtedy, gdy temperatura powietrza będzie powyżej +15°C.
Planowanie prac betoniarskich
Gdy więc spodziewane jest ochłodzenie, lepiej w ogóle zrezygnować z betonowania betonowych i żelbetowych elementów domu (Fot. 1) i przesunąć je na czas, gdy temperatura będzie przyjaźniejsza dla prowadzenia takich prac. Oczywiście sprawa nie jest prosta, ponieważ zwłaszcza przy postępujących zmianach klimatycznych prognozowanie pogody nie jest łatwe.
Nie zmienia to jednak faktu, że wciąż jeszcze większe prawdopodobieństwo, że warunki do betonowania będą dobre, jest wtedy, gdy prace betoniarskie zaplanujemy na czas od późnej wiosny do wczesnej jesieni niż w środku zimy. Jeśli jednak z jakichś powodów nie będzie to możliwe i betonowanie elementów mimo wszystko trzeba będzie przeprowadzić podczas niepewnej pogody, to i tak warto sprawdzić jej aktualne prognozy. Czasem bowiem przesunięcie terminu betonowania o kilka dni nie musi być trudne organizacyjnie, a dla jakości wykonywanych konstrukcji z betonu mieć bardzo pozytywne konsekwencje. Ważne jedynie, by opierać się raczej na pesymistycznych prognozach pogody, a nie tych optymistycznych.
Zamawianie betonu towarowego w warunkach zimowych
Jeśli pomimo niekorzystnych warunków pogodowych nie można z ważnych powodów przełożyć betonowania elementów domu na inny termin, trzeba się do tego odpowiednio przygotować. Przede wszystkim zamawiając mieszankę betonową w wytwórni betonu towarowego (Fot. 2), należy zadbać o to, by miała ona parametry, które zwiększą szansę, że wykonywane w zimowych warunkach elementy z betonu będą miały możliwie jak największą wytrzymałość i trwałość.
Takie „zimowe” mieszanki betonowe przede wszystkim powinny mieć domieszki przyśpieszające wiązanie cementu i twardnienie betonu, co jest niezmiernie istotne, gdy betonowanie elementów przebiega w niskiej temperaturze. Dobrze też, żeby przywieziona na budowę mieszanka była ciepła i miała temperaturę w granicach plus 30÷35°C. Osiąga się to przez wcześniejsze podgrzanie żwiru i piasku oraz wody zarobowej.
Uwaga! Raczej nikt nie wpadnie na pomysł, by zimą mieszankę betonową przygotowywać na budowie w małej betoniarce. W takich warunkach nawet latem trudno jest zapewnić jej odpowiednią jakość, a co dopiero podczas mrozów. Można wprawdzie pomyśleć o podgrzaniu wody, ale nie da się zmrożonego żwiru i piasku dozować w ilościach zgodnych z recepturą.
Zobacz: Dlaczego elementy wykonane z betonu z wytwórni są lepsze od tych z betonu „wykręconego” na budowie?
Ciepła mieszanka to nie wszystko
Do tego, żeby wykonywane podczas chłodów elementy z betonu domu miały przynajmniej dostateczną wytrzymałość, nie wystarczy użycie podgrzanej mieszanki betonowej z dodatkami przyspieszającymi wiązanie cementu. Muszą być one przede wszystkim zabetonowane możliwie szybko, a sama mieszanka podawana na nieoblodzone deskowanie krótkimi rurociągami (Fot. 3).
Dlatego liczba zatrudnionych do tych prac pracowników powinna być większa niż podczas przyjaznych dla prac betoniarskich warunków pogodowych. Ważne bowiem, by układana mieszanka betonowa została nie tylko równo rozłożona, ale i starannie zagęszczona. Dotyczy to szczególnie takich elementów jak monolityczne stropy żelbetowe (Fot. 4), których świeżo ułożony beton – ze względu na ich małą grubość w stosunku do powierzchni – jest podatny na uszkodzenia przez mróz.
Zobacz: Jak układać i zagęszczać beton w monolitycznych stropach żelbetowych?
Bardzo ważne jest też staranne zabezpieczanie zabetonowanych elementów przed utratą ciepła nawet przez kilkanaście dni od ich wykonania. Na budowie domu jednorodzinnego nie jest to łatwe, ponieważ raczej nie stosuje się na nich specjalistycznych osłon i nagrzewnic, ocieplających świeżo wykonane elementy. Zwykle jednak wystarczy przykryć je ociepleniem z mat słomianych lub płyt styropianowych, przykrytych odpowiednio zamocowaną plandeką, by nie zerwał jej wiatr.
Zobacz: Jak betonować elementy domu, by nie uszkodził ich mróz?
Zawsze z pewnego cementu
Niezależnie od tego, w jakich warunkach pogodowych będą wykonywane betonowe i żelbetowe elementy domu, zawsze do przygotowania mieszanki betonowej musi być użyty pewny cement, wyprodukowany w cementowni. To bardzo ważne, ponieważ skutki zastosowania zamiast niego jakichkolwiek mieszanek cementowo-popiołowych byłyby w takich trudnych dla prac betoniarskich warunkach pogodowych szczególnie złe i szybko widoczne.
Zobacz: Dlaczego do budowy domu należy używać tylko pewnego cementu?
Przy zamawianiu „zimowej” mieszanki betonowej w wytwórni betonu towarowego takiego zagrożenia praktycznie nie ma, ponieważ żadna z nich nie zaryzykowałaby zastąpienia pewnego cementu, pochodzącego z cementowni, mieszanką cementowo-popiołową, z definicji niespełniającą wymagań normy cementowej.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT
Od czego zależy nośność, sztywność i trwałość konstrukcji betonowych i żelbetowych?
Czy można betonować elementy domu podczas mroźnej pogody?
Jak betonować elementy konstrukcyjne domu w niskiej temperaturze?
Z jakich powodów elementów z betonu lepiej nie wykonywać podczas mrozów?