Pielęgnacja betonu może wydawać się dziwnym określeniem. Nieoczywistym i trudnym do zrozumienia dla osoby nieznającej tematu. Jednak w praktyce chodzi o utrzymanie odpowiedniej wilgotności środowiska, w którym dojrzewa beton. Jest to kluczowe w początkowych fazach po ułożeniu mieszanki betonowej. Brak pielęgnacji może bowiem doprowadzić do różnych i niepożądanych zjawisk.
Wpływ pielęgnacji
Zgodnie z badaniami strefa podatna na pielęgnację sięga w głąb betonu około 30-50 mm. Oznacza to, że w przypadku elementów powierzchniowych o małej grubości (stropy lub ściany) ta strefa może obejmować znaczną część elementu konstrukcyjnego. Ta warstwa jest też kluczowa dla trwałości konstrukcji, ponieważ ochrania zbrojenie (stanowi otulinę), a także jest wystawiona na działanie warunków atmosferycznych oraz uszkodzeń mechanicznych.
Efekty braku pielęgnacji
Podstawowym efektem braku pielęgnacji jest ograniczony i spowolniony wzrost wytrzymałości betonu. Odpowiednia ilość wody jest konieczna, aby beton wiązał i twardniał. Obecnie stosuje się mieszanki o małej zawartości wody, aby uzyskać docelowo wyższą wytrzymałość betonu i nośność konstrukcji. Przy takich mieszankach konieczne jest doprowadzenie wody z zewnątrz. Należy jednak jeszcze raz podkreślić, że dotyczy to wierzchniej warstwy betonu. Przy masywnych elementach migracja wilgoci w kierunku zewnętrznym jest bardzo ograniczona.
Najbardziej widocznym efektem braku pielęgnacji są spękania. Dotyczy to zwłaszcza betonowania w okresie letnim. Wysoka temperatura, połączona z wiatrem, prowadzi do szybkiego odparowania wody z powierzchni betonu i może w konsekwencji doprowadzić do pojawienia się rys.
Rysy powstałe na skutek skurczu plastycznego
W przypadku elementów o dużej powierzchni, takich jak płyty stropowe, może dojść do dużej utraty wilgoci jeszcze przed rozpoczęciem wiązania. Nie wchodząc w szczegóły mechanizmu, prowadzi to do zarysowania elementu bardzo szybko po ułożeniu mieszanki.
Rysy powstałe na skutek skurczu wysychania
Skurcz jest charakterystycznym zjawiskiem w przypadku elementów betonowych. Składa się z dwóch zjawisk: skurczu autogenicznego (samoistnego) i skurczu wysychania. W trakcie wysychania beton zmniejsza swoją objętość, a ponieważ nie ma całkowitej swobody dochodzi do zarysowania. Żelbet to połączenie betonu i prętów stalowych. Przyczepność pomiędzy tymi dwoma elementami jest podstawą funkcjonowania konstrukcji budowlanych. W przypadku skurczu działa to jednak na niekorzyść betonu, który przyczepiony do prętów stalowych, nie może swobodnie zmniejszyć swojej objętości i dlatego dochodzi do jego „rozerwania”, czyli poprawniej mówiąc zarysowania.
W tym wypadku pielęgnacja stanowi wyścig z czasem. Dbając o odpowiednią wilgotność powierzchni betonu, utrzymujemy tempo wzrostu wytrzymałości na rozciąganie. Jeżeli zadbamy o odpowiednie warunki środowiska, siły „rozrywające” (czyli rysujące) beton w żadnym momencie nie przekroczą stale rosnącej wytrzymałości betonu na rozciąganie.
Oczywiście sposobem na rozwiązanie tego problemu może być zastosowanie odpowiedniej ilości zbrojenia, które zabezpiecza przed zarysowaniem, jednak jest to kwestia projektu budowlanego. Na etapie wykonawstwa, zwłaszcza w okresie letnim, nie można zignorować tego aspektu. Pielęgnacja musi być obowiązkowym elementem we wczesnym okresie dojrzewania betonu.
Długość okresu i sposoby pielęgnacji
Długość okresu pielęgnacji zależy od kilku czynników. Wg. normy PN-EN ISO 13670:2011 Wykonywanie konstrukcji betonowych dany element można przypisać do różnych klas pielęgnacji (2, 3, 4). Jest to decyzja projektanta wynikająca przede wszystkim z rodzaju elementu konstrukcyjnego (strop, fundament, ściana, słup). Po uwzględnieniu warunków atmosferycznych oraz szybkości przyrostu wytrzymałości betonu, to drugie wynika głównie z zastosowanego cementu, można ustalić wymagany okres pielęgnacji, który może wynosić nawet kilkanaście lub kilkadziesiąt dni. Choć zazwyczaj jest to zdecydowanie krótszy przedział, ograniczający się do kilku dni.
Jeśli chodzi o sposoby pielęgnacji, mogą one ograniczać się jedynie do utrzymania odpowiedniej wilgotności, z użyciem folii lub mat zabezpieczających przed odparowaniem wody. Najczęściej stosowaną metodą jest jednak zraszanie świeżego betonu. Oczywiście istnieją także specjalistyczne preparaty, jednak nie są one powszechnie używane. Dobór sposobów pielęgnacji musi być dostosowany do elementu konstrukcyjnego.
Podsumowanie
Pielęgnacja betonu to proces technologiczny, który ma na celu utrzymanie dojrzewającego betonu w środowisku o wystarczającej wilgotności. Pozwala to na odpowiednie tempo wzrostu wytrzymałości świeżego betonu. Jest to kluczowy element prawidłowego wykonawstwa, zwłaszcza w sezonie letnim, gdy warunki atmosferyczne prowadzą do szybkiego odparowywania wody. Zaniedbanie w tym aspekcie może zakończyć się zarysowaniem betonu. Aktualna norma projektowa PN-EN 1992-1-1, jest dość liberalna w kwestii dopuszczalnych szerokości rys, jednak ich uniknięcie zapewnia większą trwałość konstrukcji i ogranicza wydatki na ewentualne naprawy.
