Każdy kto choć trochę miał do czynienia z betonem, wie że beton po uformowaniu konstrukcji należy pielęgnować. Byłoby dobrze, aby ta wiedza była wykorzystywana w praktyce. Poniżej prezentujemy najistotniejsze informację dotyczące pielęgnacji betonu po jego wbudowaniu.
Pielęgnacja betonu nie jest bardzo skomplikowaną sprawą. Dlaczego więc tak często dochodzi do nieprawidłowości? Odpowiedź jest prosta, jest to po prostu efekt zapomnienia lub zaniedbania lub po prostu prozaiczny (czasu, w którym odbyło się betonowanie). O ile na dużych inwestycjach ze stałym nadzorem inwestorskim czy inspektora budowy, reżim pielęgnacja betonu jest z góry zaplanowana, wyznaczone są do tego zasoby osobowe i odpowiedni budżet. Często widzimy np. rozformowane słupy owinięte folią stretch, powierzchnie przykryte matą z włókniny i zraszaną. Sam proces jest wpisany w dokumentację techniczną. Niestety mniejsi inwestorzy nie dysponują często ani wiedzą o konsekwencjach, ani odpowiednim budżetem dla zapewnienia odpowiedniej pielęgnacji betonu. Często letnią porą beton na strop wylany w południe, polany porządnie po południu intensywną ilością wody tak „aby starczyło do rana”. Następnego dnia na powierzchni stropu już widoczne liczne spękania. Jak to się stało? W tej sytuacji chcąc dobrze popełniono przynajmniej trzy błędy: na rozgrzaną powierzchnię betonu, który zaczynał wiązać wylano dużą ilość zimnej wody i nastąpił szok termiczny. Drugi błąd to polanie dużą ilością wody jednorazowo z nadzieją, że wystarczy to do rana. Niestety w letnich temperaturach nawet nocnych odparowanie wody z dużej powierzchni odkrytej i nie zabezpieczonej następuje bardzo szybki (nie chcemy tu wchodzi w szczegóły, ale dla bardziej wnikliwych łatwo policzyć zapotrzebowanie wody do pielęgnacji betonu:
Wpw = Fcp x wp
Gdzie:
Wpw – zapotrzebowanie na wodę do pielęgnacji betonu
Fcp – wyeksponowana pielęgnowana powierzchnia betonu
wp – wielkość parowania wody
Przykładowo do pielęgnacji płyty stopowej domu jednorodzinnego o powierzchni Fcp =120 m2 zapotrzebowanie na wodę do pielęgnacji przy temperaturze 27oC i temperaturze betonu 30oC, prędkości wiatru ~20km/h mamy:
Wpw = 120[m2] x 1,2 [kg/m2 h] = 144kg/h
Co w przeliczeniu na gorącą letnią dobę daje:
24h x 144 kg/h = 3456 kg wody (~3,5 m3)*
Jak widać na powyższym przykładzie, ilość wody do pielęgnacji jest całkiem spora i musi być podawana sukcesywnie.
Przesuszenie młodego betony zakłóca proces jego wiązania (proces hydratacji cementu), a w szczególnych przypadkach może nawet ten proces bezpowrotnie przerwać. Ma to wpływ zarówno na wytrzymałość jak i trwałość betonu, które są od tego procesu uzależnione. Ogromny wpływ na trwałość betonu mają wszelkiego rodzaju zarysowania i spękania, gdyż otwierają one strukturę betonu, umożliwiająca wnikanie czynników korozyjnych do środka (przy głębokich spękaniach nawet do zbrojenia powodując jego korozję). Zarysowania powstające na krótko po wbudowaniu betonu, są skutkiem skurczu betonu i jest to jego naturalna właściwość. Taki skurcz może pojawić się już na etapie świeżo ułożonego betonu, zanim rozpocznie się proces twardnienia. Wówczas określa się go jako skurcz plastyczny. Rysy pojawiają się gdy ilość odparowanej wody zawartej w mieszance betonowej jest większa niż ilość samoistnego z niej wycieku (tzw. zjawisko bleedingu). Takiej sytuacji można zapobiec stosując specjalne preparaty redukujące wielkość odparowania (stosowane bardzo często na posadzkach). Według wytycznych (ACI308R-01) zaleca się natychmiastowe podjęcie pielęgnacji betonu w przypadku, gdy wielkość odparowywanej wody jest większa niż 1 kg/m2 (kanadyjskie wytyczne narzucają ostrzejszy wymóg 0,5kg/m2).
Skurcze pojawiają się również po rozpoczęciu procesu wiązania i są zjawiskiem długotrwałym (skurcze wysychania i skurcze autogeniczne, będący również skurczem wysychania bo jest efektem osuszania wewnętrznej struktury betonu na skutek utraty wody zużytej w procesie hydratacji cementu/spoiwa). Rysy i pęknięcia powstają zawsze wtedy, gdy część mieszanki pozbawiony swobody (element zbrojenia, deskowanie, tarcie o podłoże lub inne ograniczające elementy) wywołują naprężenia przekraczające w danej chwili wytrzymałość betonu na rozciąganie. Zatem rolą pielęgnacji na tym etapie jest stałe dostarczanie wody do całej struktury betonu konstrukcyjnego, aby w każdym jej miejscu zadziałać zanim nastąpi naprężenie wywołane skurczem, tak aby stale narastająca wytrzymałość wyprzedziła ten skurcz.
Metody pielęgnacji powinny zapewnić niskie tempo odparowywania wody z powierzchni betonu lub utrzymać ją cały czas w stanie wilgotnym. Można zatem:
Na koniec warto wspomnieć o jeszcze dwóch aspektach. Pierwszym z nich jest fakt że im beton jest lepiej zaprojektowany i bazujący o niższy współczynnik w/c (zawierający mniej wody) tym łatwiej się go pielęgnuje gdyż mniej wody zostaje z niego odparowywane i powstają mniejsze porowatości i towarzyszy temu mniejszy skurcz). Drugim aspektem jest projektowanie betonu z uwzględnieniem w stosie okruchowym kruszywa materiałów które kumulują wodę i pełnią rolę magazynów skąd mieszanka następnie w procesie hydratacji wyciąga ją z tych ziaren i sam proces osuszania betonu następuję mniej gwałtownie i w chwili, gdy beton już posiada wytrzymałość na rozciąganie większą niż siła towarzysząca powstawaniu skurczu. Dlatego tak ważne jest zamawianie mieszanki u sprawdzonego dostawcy.
Aspekt, którego nie poruszyliśmy w tym artykule, to kwestia pielęgnacji termicznej betonu. Wymaga on zupełnie odrębnego potraktowania i jest obszernym zagadnieniem. Jednak dotyczy on dużo bardzie betonowań masywnych o dużych przekrojach lanych elementów, gdzie skumulowane ciepło hydratacji, nie kontrolowane, może doprowadzić do bardzo silnych skurczy wewnętrznych (różnica temperatury wewnątrz i na zewnątrz elementu prowadzi do powstawania dużych naprężeń). Pielęgnacja termiczna to również zagadnienie bardzo ważne dla betonowań zimowych i w obniżonych temperaturach. Szczególnie niebezpieczne jest przemrożenie betonu zanim osiągnie on wytrzymałość 5 MPa. Wówczas wszelkie właściwości wodoszczelność, nasiąkliwość i mrozoodporność nie mogą się wytworzyć w przemrożonym betonie. Nie poruszamy jednak tutaj w szczegółach tego zagadnienia, gdyż dotyczy on zazwyczaj bardziej skomplikowanych wielkogabarytowych elementów lub bardziej wymagających właściwości betonu. W budownictwie jednorodzinnym jednak nie powinien być pomijany i warto na niego zwrócić uwagę.
