Bez względu na porę roku, użyte dodatki, rodzaj betonu i inne czynniki, beton zawsze wymaga odpowiedniej pielęgnacji.

Co to jest pielęgnacja betonu?

Pielegnacja betonu to zespół czynności, którym celem jest wspomaganie procesu hydracji cementu. Polegają one na kontrolowaniu temperatury i migracji wilgoci zarówno z betonu jak i do niego.

Po co pielęgnujemy świeży beton?

Ułożenie i zagęszczenie betonu nie wystarczy dla uzyskania dobrego betonu. Bardzo ważna i konieczna jest pielęgnacja tego betonu, szczególnie w pierwszych stadiach jego twardnienia. Niewłaściwa pielęgnacja będzie powodować obniżenie jakości i trwałości betonu.
Czynności pielęgnacyjne powinny zapewnić świeżemu betonowi ochrone przed:

• zbyt niską lub wysoką temperaturą otoczenia
• wiatrem
• zbyt niską wilgotnością
• intensywnymi opadami (kiedy beton jest jeszcze plastyczny)

Najczęstsze skutki niewłaściwej pielęgnacji lub jej braku?

Skurcz plastyczny- spowodowany jest on odparowaniem wody z powierzchni betonu i jej wysychaniem.Prowadzi to do powstania rys i pęknięć na powierzchni ułożonego betonu. Na skutek propagacji mogą one sięgnąć całej grubości elementu. Rysy powstałe na skutek skurczu plastycznego mają kształt nieregularny, często następuje ich rozgałęzienie. Rysy te mogą być bardzo głebokie, osiągają od 0,1 do 3mm szerokości, mogą dochodzić do 1m długości i więcej. Powstanie tego typu rys można zaobserwować w okresie od 30 min do 18 godzin po zaformowaniu elementu konstrukcji

Osiadanie plastyczne- spowodowane jest przez zróżnicowanie osiadanie grawitacyjne świeżego betonu na skutek takich utrudnień jak np. pręty zbrojenia. Czynnikami potęgującymi efekt osiadania plastycznego jest niedokładne wibrowanie mieszanki betonowej lub/i naruszenie struktury "młodego" betonu przez zruszenie zbrojenia, dotykanie go buławą wibratora lub/i chodzenie po zbrojeniu, gdy część betonu została już wbudowana w element. Rysy powstałe w wyniku osiadania plastycznego przebiegają lokalnie wzdłuż zbrojenia. W wyniku propagacji pęknięcia mogą odchylać się od osi prętów zbrojenia, a miejscami nawet tworzyć rozgałęzienia. Pęknieć od osiadania plastycznego można unikać poprzez dobre zagęszczanie i nie zbyt szybkie układanie mieszanki w elemencie.

Nieodpowiednia wytrzymałość powierzchniowa- jej przyczyną jest zbyt mała ilość wody potrzebnej do procesu hydracji cementu. Woda z powierzchni betonu jest szybko odparowywana (szczególnie w okresach wysokich temperatur lub/i przzy silnym wietrze), w związku z czym na powierzchni jej brakuje i nie mogą zachodzić tam procesy hydracji. W wyniku tego może następować pylenie powierzchni betonu i odpryski powierzchniowe.

Znaczne obniżenie trwałości betonu- obniżona tempertura powietrza, tak charekterystyczna dla okresu zimowego, zawsze negatywnie oddziałowywuje na "świeży" beton i może powodować:

• Zamarzanie części lub całości betonu w elemencie (szczególnie narażone są nieosłonięte miejsca przy powierzchni), czego efektem mogą być np. złuszczenia powierzchniowe
• Spowolnienie procesów hydratacji w betonie, co zawsze wiąże się z obniżeniem złożonych właściwości użytkowych betonu, w tym także wytrzymałości;
• Powstawanie rys i pęknięć w elemencie - jest to bardzo groźne zjawisko ponieważ wnikająca w nie woda w warunkach obniżonych temperatur zamarza. Tworzący się lód ma większą objętość niż woda, a to powodować będzie niszczące napreżenia wewnątrz betonu.

Kiedy należy rozpocząć pielęgnacje betonu i jak długo ma ona trwać?

Czynności pielęgnacyjne, powierzchni betonu należy rozpocząć bezzwłocznie po zakończeniu zagęszczania mieszanki betonowej i uformowaniu elementu. Czas trwania pielęgnacji powinien być możliwie jak najdłuższy i dostosowany do rozwoju właściwości betonu w strefie powierzchniowej. Okres pielęgnacji betonu zależy w dużym stopniu od rodzaju zastosowanego cementu, a także od wielkości i kształtu elementu (elementy o dużych powierzchniach odkrytych powinny być dłużej pielęgnowane np. drogi place, posadzki.). Czas pielęgnacji betonów z czystym cementem portlandzkim może być krótszy niż czas pielęgnacji betonów zawierających cementy portlandzkie mieszane, hutnicze, pucolanowe lub też wieloskładnikowe.

Metody Pielęgnacji betonu

Ze względu na warunki klimatyczne w Polsce, metody pielęgnacji można podzielić na dwie grupy: pielęgnacja w okresie letnim i pielęgnacja w okresie zimowym (obniżonych temperatur).

Lato

Pielęgnacja w okresie letnim jest w głównej mierze pielęgnacją wilgotnościową, która ma na celu ochronę elementu przed utratą wody z betonu, w wyniku odparowywania z powierzchni elementu. Do właściwych sposobów pielęgnacji betonu w okresie letnim możemy zaliczyć:

• Pielęgnacje wodną - zraszanie powierzchni betonowych mgiełką wodną, utrzymywanie powierzchni betonu zauważalnie mokrej,
• układanie na powierzchni betonu mokrych mat i zabezpieczenie ich przed wysychaniem,
• Pokrywanie powierzchni mokrego betonu folią budowlaną, która powinna być przymocowana przy krawędziach i złączach,
• Stosowanie preparatów pielęgnujących o ustalonej przydatności.

W realiach budowlanych najczęściej stosowanym sposobem pielęgnacji jest zraszanie powierzchni betonu mgiełką wodną. Im dłuższy jest czas utrzymania betonu w stanie wilgotnym, tym korzystniejsze jest to dla wszystkich jego właściwości. Szczególnie podatne na utrate wody są elementy cienkościenne oraz elementy o dużej powierzchni odkrytej. Nie bez znaczenia jest też właściwe przygotowanie podłoża lub/i szalunków. Okazuje się, że świeża mieszanka betonowa ułożona na suchym gruncie może stracić nawet 50% wody w vzasie jednej doby. Podobny efekt może zachodzić jeżeli szalunki, w które jest wbudowany beton wykonane są z nasiąkliwych materiałów.
Rysunek przedstawia nomogram pozwalający określić ile wody odparuje z powierzchni betonu w zależności od warunków otoczenia.

Świeży beton trzeba chronić przed zbytnim nagrzaniem, pamiętając równocześnie, iż nagłe polanie silnie nagrzanej powerzchni betonu zimną wodą może prowadzić do powstawania rys i spękań na skutek tzw. szkodu termicznego.
Bardzo częstym sposobem utrzymywania odpowiedniego poziomu wilgotności betonu jest przykrywanie go folią z PCV lub polietylenu. Zaleca się, aby układanie folii odbywało się w jak najkrótszym czasie po zagęszczeniu i zaformowaniu betonu, ale jednocześnie po takim czasie po takim czasie aby uniknąć przywarcia folii do powierzchni betonu.
Nowoczesnym sposobem pielęgnacji jest stosowanie preparatów powłokotwórczych, pielęgnujących powierzchnie betonowego elementu.

Zima

W trakcie prowadzenia robot betonowych w okresie zimowym (obniżonych temperatur) muszą zostać spełnione dwa podstawowe warunki technologiczne:

• Beton musi uzyskać właściwą odporność zanim ulegnie zamrożeniu;
• Beton musi uzyskać wymaganą wytrzymałość w określonym czasie

W okresie zimowym pielęgnacja betonu polega na podejmowaniu szeregu działań mających na celu zminimalizowanie niepożądanyh skutków oddziaływania warunków atmosferycznych na beton. Te działania to między innymi:

Odpowiedni dobór składników betonu i składnu mieszanki- stosowanie materiału bardziej odpornego na działanie obniżonych temperatur. Możliwe są następujące modyfikacje mieszanki betonowej: obniżenie W/C, stosowanie cementów o wyższym cieple hydracji, podgrzewanie mieszanki betonowej i jej składników stosowanie betonu grzanego, stosowanie domieszek przeciwmrozowych, których zadaniem jest obniżenie temperatury zamarzania wody zawartej w betonie lub/i przyśpieszenie twardnienia betonu.

Ochronę cieplną betonu w elemencie konstrukcji- osłoniecie konstrukcji lub betonowanego elementu materiałami ciepłochronnymi, zabezpieczającymi beton przed utratą ciepła własnego i ciepła hydracji do czasu uzyskania pełnej odporności na zamrożenie. Materiały, które stosuje się do zabezpieczenia betonu pełnią dwie funkcje; ochrony cieplnej i powierzchniowej. Do najczęściej stosowanych i najlepszych izolacji należą folia bąbelkowa, styropian oraz maty z wełny mineralnej.

Podgrzewanie betonu w elemencie konstrukcji- dostarcanie ciepła do betonu pełni podobną role jak ochrona cieplna, ale w warunkach kiedy sama ochrona jest działaniem niewystarczającym lub/i gdy jest konieczne przyśpieszenie dojrzewania betonu w konstrukcji. Można to osiągnąć przez:

• Podgrzewanie betonu powietrzem, parą pod odpowiednio skonstruowanymi osłonami;
• Podrzewanie matami grzewczymi;
• Podgrzewanie prądem elektrycznym (elektronsgrzew), podłączonymi do izolowanego rdzenia grzewczego, lub drutów grzewczych zatopionych w betonie, które przymocowane są do zbrojenia;
• Podrzewanie promiennikami podczerwieni lub nagrzewanie w polu elektromagnetycznym

Stosowanie cieplaków- czyli wykonywanie konstrukcji w tunelach stałych, przesuwnych lub dmuchanych namiotach z zapewnieniem w nich odpowiednio wysokiej temperatury i wilgotności powietrza

Stosowanie odpowiedniego rodzaju szalunków i ich izolacja- bardzo duży wpływ na właściwy proces pielęgnacji betonu ma odpowiedni rodzaj szalunków, typ materiałów, z których zostały wykonane oraz sposób ich przygotowania przed wbudowaniem mieszanki betonowej. Aby zapewnić lepsze warunki dojrzewania betonu można ocieplić szalunki, w które jest on wbudowany.

Dobór odpowiedniego sposobu pielęgnacji determinuje właściwości jakie uzyska beton w konstrukcji. Przedstawione powyżej dzialania mogą być stosowane samodzielnie lub łącznie w zależności od potrzeb, należy jednak pamiętać, że sama modyfikacja mieszanki betonowej (grzanie betonu i jego składników, stosowanie domieszek przeciwmrozowych lub/i obniżenie W/C) nigdy nie może być jedynym działaniem podejmowanym podczas betonowania w warunkach obniżonych temperatur.