XVII OGLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI Ustro, 20 23 lutego 2002 r.

Piotr Woyciechowski Anna Chudan

METODY I RODKI PIELGNACJI BETONU W FORMACH I "IN SITU"WSTP - DEFINICJA I ZAKRES POJCIA PIELGNACJA BETONUOglnie przyjte w technologii betonu definicje pielgnacji betonu [1],[2] okrelaj j jako zabiegi podejmowane od chwili uoenia i zagszczenia mieszanki betonowej, majce na celu zapewnienie prawidowego przebiegu procesw hydratacji cementu i w efekcie uzyskanie w okrelonym czasie betonu o wymaganych waciwociach. Zabiegi te obejmuj utrzymanie odpowiedniej temperatury i wilgotnoci betonu oraz jego ochron przed szkodliwymi oddziaywaniami, takimi jak np. czynniki atmosferyczne. Dla potrzeb tego opracowania rozszerzono pojcie pielgnacji o zagadnienia dotyczce innych oddziaywa na wiey beton: - w okresie formowania ( np. rodki antyadhezyjne do urzdze formujcych) - w okresie pocztkowego dojrzewania (wspomaganie dojrzewania betonu poprzez obrbk ciepln lub domieszki chemiczne, schadzanie masyww betonowych)

I.

PRZYGOTOWANIE POWIERZCHNI DESKOWANIA/FORMY DO BETONOWANIA 1. rodki antyadhezyjne 1.1. Informacje oglne

rodki antyadhezyjne stosuje si w celu umoliwienia atwego rozformowania elementu bez uszkodzenia powierzchni licowej elementu lub konstrukcji, dziki znacznemu zmniejszeniu si przyczepnoci pomidzy powierzchni robocz urzdze formujcych a betonem. rodki te chroni take powierzchnie robocze deskowa i form, przeduajc ich ywotno, a take uatwiajc ich konserwacj. rodek antyadhezyjny nie moe zakca procesw wizania i twardnienia betonu oraz nie moe mie wpywu na pniejsz kosmetyk powierzchni betonu. Dodatkowymi zaletami rodka antyadhezyjnego powinny by: jego zdolno do szybkiej biodegradacji,

niepalno, a take brak szkodliwego dziaania na organizm ludzki. rodki antyadhezyjne s nanoszone na powierzchnie robocze deskowa i form, przy czym metoda nanoszenia zaley od postaci rodka jak i od wielkoci pokrywanej powierzchni. rodki antyadhezyjne produkowane s w postaci: - olejw syntetycznych czystych i z dodatkami - emulsji wodno-olejowych i olejowo-wodnych - preparatw naftowych i rozpuszczalnikowych - past - emulsji z udziaem surowcw rolinnych Wikszo dostpnych na rynku preparatw ma skad zastrzeony patentami firm oferujcych produkty chemii budowlanej. Przy wyborze rodka antyadhezyjnego pod uwag naley bra wymagania w stosunku do jakoci powierzchni betonu ( np. wygld, sposb wykoczenia) oraz rodzaj materiau deskowania lub formy, na ktr ma by on nanoszony, a take wydajno rodka, tzn. jego zuycie na 1 m2 powierzchni pokrywanej. rodki antyadhezyjne nanosi si na powierzchni deskowania lub formy poprzez natrysk lub rcznie poprzez malowanie.

1.2. rodki antyadhezyjne do betonw zwykychDo betonw zwykych mog by stosowane praktycznie wszystkie rodki antyadhezyjne w postaci pynnej, ktre zapewniaj atwe rozformowanie elementu i gwarantuj jako powierzchni betonu wymagan do wykoczenia Producenci chemii budowlanej oferuj szerok gam rodkw antyadhezyjnych ze wskazaniem ich przeznaczenia do okrelonego rodzaju deskowa i form ( stalowych, drewnianych i z tworzyw sztucznych) w okrelonych warunkach ( np. do deskowa podgrzewanych, do form poddawanych obrbce cieplnej, do deskowa formujcych zbiorniki na wod pitn, do formowa z mieszanek suchych itp.) Preparaty nanosi si zazwyczaj przez natrysk, przy czym wane jest rwnomierne pokrycie powierzchni warstw rodka, w taki sposb aby nie nastpowao jego spywanie z powierzchni pionowych ani miejscowe nadmierne gromadzenie si rodka na powierzchniach poziomych. Dopuszcza si rczne nanoszenie rodka antyadhezyjnego, np. pdzlem, ale w tym przypadku naley si liczy z moliwoci niedochowania wymienionych wymaga oraz z nadmiernym zuyciem rodka, co jest nieuzasadnione ekonomicznie. Pojawia si take ostatnio nowa grupa materiaw antyadhezyjnych w postaci tkaniny drenaowej. S to specjalne arkusze nasikliwej tkaniny o budowie wknistej, umieszczane na wewntrznej stronie deskowania. Powoduj one powstawanie podcinienia w przypowierzchniowej warstwie betonu w pobliu deskowania, ktre wynika z migracji wody z betonu do papieru. Razem z wod wdruj czstki cementu, co sprawia, e powierzchnia betonu przy deskowaniu jest bardziej wysycona cementem a przez to szczelniejsza, odporniejsza na wpywy rodowiska i praktycznie pozbawiona porw powierzchniowych. Jest to jednak rozwizanie bardzo kosztowne ze wzgldu na specjalne rodzaje materiaw przydatnych na tkaniny drenaowe, co sprawia, e zastosowanie tej nowoci jest moliwe tylko do celw specjalnych.

1.3. rodki antyadhezyjne do betonw architektonicznychBeton architektoniczny jest szczeglnym rodzajem betonu, ktrego powierzchnia licowa powinna peni funkcj dekoracyjn bez dodatkowych zabiegw wykoczeniowych. Powierzchnia takiego betonu moe by gadka lub mie rysunek nadany dziki zastosowaniu odpowiednich matryc, moe take w procesie wykonywania elementu by wykoczona faktur strukturaln nie betonow (np. z kruszywa, pytek ozdobnych lub innych elementw dekoracyjnych). Jeeli powierzchnia betonu architektonicznego uksztatowana jest przez powierzchni formy lub matryc, wwczas szczeglnego znaczenia nabieraj wymagania stawiane zastosowanym rodkom antyadhezyjnym. Nie mog one powodowa zabrudzenia i przebarwienia powierzchni elementu, a take powinny sprzyja wychodzenia powietrza po ciankach deskowania/formy. Wymagania te sprawiaj, e do wykonywania betonu architektonicznego wykorzystuje si gwnie preparaty woskowe w postaci pynnej lub w postaci pasty. W przypadku wykonywania faktur strukturalnych niebetonowych funkcj rodka antyadhezyjnego przejmuj porednio inne materiay, poniewa sposoby wykoczenia tych faktur eliminuj konieczno stosowania tradycyjnych rodkw antyadhezyjnych. W przypadku faktur kruszywowych mieszanka betonowa moe by oddzielona od formy rodkiem opniajcym wizanie cementu, ktry moe by w postaci pasty lub lakieru nanoszonego na form/deskowanie, bd w postaci arkuszy papieru nasczonego opniaczem umieszczanego na ciance lub dnie deskowania/fromy. Gwnym zadaniem opniacza jest spowolnienie lub uniemoliwienie wizania powierzchniowej warstwy betonu, aby po rozformowaniu mona byo wyeksponowa kruszywo ozdobne usuwajc warstewk niezwizanego zaczynu. O iloci opniacza decyduje maksymalne ziarno kruszywa, ktre ma zosta wyeksponowane. Dziki zastosowaniu rodka opniajcego siy przyczepnoci pomidzy deskowaniem/form a betonem s bardzo mae, tak wic nie ma potrzeby stosowania dodatkowo rodka antyadhezyjnego. W przypadku powierzchni betonu wykaczanej w procesie formowania mozaik lub kruszywem ozdobnym ukadanym w postaci dywanikw papierowych zbdne jest stosowanie rodka antyadhezyjnego, gdy dywaniki uniemoliwiaj kontakt betonu z form.

1.4. Relacje cenowe rodkw antyadhezyjnychKoszt jednostkowy przecitnego rodka antyadhezyjnego ksztatuje si na poziomie 0,15 z/m2 powierzchni formy/deskowania. rodki antyadhezyjne pochodzenia rolinnego, atwo biodegradowalne, a take rodki na bazie wosku - do betonu architektonicznego, s o 2040% drosze. Tkanina filtrujca jest znacznie drosza, okoo 50-krotnie, w stosunku do zwykych rodkw antyadhezyjnych. Cena papieru opniajcego jest zrnicowana, w zalenoci od stopnia nasycenia go opniaczem, jest on droszy od zwykych rodkw antyadhezyjnych 10-20 razy. Pasty opniajce, nanoszone bezporednio na deskowanie, s tasze od papierw 2-4 krotnie.

II

PIELGNACJA BETONU

2. Charakterystyka warunkw klimatycznych w PolsceW Polsce cieraj si dwa klimaty: morski zachodni, z du iloci wilgoci i duym zachmurzeniem oraz agodnymi temperaturami zim kontynentalny, o maej wilgotnoci powietrza i z duymi mrozami Wystpowanie tych klimatw powoduje du czstotliwo zmian pogody. W wyniku tego w krtkim okresie czasu maj miejsce due zmiany temperatury. Na przykad w cigu doby temperatura moe zmienia si od dodatniej do ujemnej. Dla potrzeb budownictwa rok podzielono, ze wzgldu na redni temperatur dobow, na sze pr ( tabela 1) Tabela 1 Pory roku przyjte w budownictwie [14] Pory roku Przedwionie Wiosna Lato Jesie Przedzimie Zima Liczba dni 32 54 96 62 32 89 Czas trwania od - do 21.III 30.IV 1.V 21. VI 22.VI 21.IX 22.IX 21.XI 22.XI 21.XII 22.XII 20.III rednia temperatura dobowa w 0C 0 +5 +5 + 15 > +15 +15 + 5 +5 0 0 -30

rednia temperatura dobowa (tr) definiowana jest przez norm PN-88/B-06250 [13] jako rednia waona temperatur zmierzonych o godzinie 7, 13 i 21: tr = (t7+t13+2*t21)/4 gdzie: t7 - temperatura powietrza mierzona o godz. 7 t13- temperatura powietrza mierzona o godz. 13 t21- temperatura powietrza mierzona o godz. 21 (1)

Dlatego te, zgodnie z zaleceniami [14], szczeglnie w okresie od 15 padziernika do 15 kwietnia, naley temperatur powietrza mierzy codziennie o godzinie 7, 13 i 21. Pomierzon temperatur oraz informacje o towarzyszcych jej zjawiskach atmosferycznych odnotowywa w dzienniku budowy. Jeeli z danych Biura Prognoz IMiGW wynika: brak zjawisk oznacza to minimalne prawdopodobiestwo wystpienia niepodanych zjawisk meteorologicznych. W praktyce nie ma niebezpieczestwa. mae prawdopodobiestwo wystpienia zjawisk zjawiska meteorologiczne niepodane mog wystpi z prawdopodobiestwem do 40%. Naley liczy si z moliwoci ich pojawienia si, a tym samym podj zwikszon obserwacj. due prawdopodobiestwo wystpienia zjawisk oznacza to moliwo wystpienia zjawisk z prawdopodobiestwem powyej 40%. W tym wypadku naley na budowie zarzdzi stan pogotowia, a nawet rozpocz dziaania profilaktyczne. Stacje meteorologiczne opracowuj charakterystyki pogody dla przecitnych warunkw klimatycznych wikszego rejonu. Odnoszenie tych wynikw do warunkw danego placu

budowy nie jest celowe, albowiem prognozy te s orientacyjne i nie charakteryzuj specyficznego mikroklimatu na danej budowie. Badania atmosfery wykazay, e przyziemna jej warstwa (do 2 m nad powierzchni terenu) ulega wpywom lokalnych warunkw, do ktrych zalicza si: topografi terenu, zabudow, rodzaj gleby, rolinno itp. Przykadowo temperatura powietrza wielkich miast jest w zimie o okoo 30C wysza ni temperatura powietrza poza obrbem miasta. Obowizujca norma PN-88/B-06250 Beton zwyky" [13] rozrnia trzy podstawowe rodzaje warunkw dojrzewania betonu: > warunki naturalne, gdy rednia temperatura dobowa nie jest nisza ni +10C, > warunki obnionej temperatury, gdy rednia temperatura dobowa wynosi od +5 do +10C, > warunki zimowe, gdy rednia dobowa temperatura jest nisza od +5C. Tak due zrnicowanie warunkw otoczenia w okresie roku powoduje, e zagadnienie pielgnacji betonu musi by rozpatrywane niezalenie dla warunkw zimowych i letnich. W duym uproszczeniu mona zaoy, e z punktu widzenia pielgnacji betonu jako okres letni przyjmuje si okres od kwietnia do padziernika (warunki normalne), za jako okres zimowy od padziernika do kwietnia (warunki obnionej temperatury i zimowe).

3. Pielgnacja betonu w okresie letnim 3.1. Potrzeba pielgnacji w okresie letnimPielgnacja betonu w okresie letnim nosi nazw pielgnacji wilgotnociowej i ma na celu zapobieganie utraty wody z betonu na skutek parowania z jego powierzchni, a take dostarczanie wody do betonu niezbdnej do hydratacji cementu. Jest to dziaanie, ktrego znaczenia dla jakoci betonu czsto niedoceniaj wykonawcy robt, zwaszcza, e w zasadzie nie jest ono specyfikowane w kosztorysach jako osobna robota. Brak jest norm nakadw roboczych i rzeczowych na 1 m2 pielgnowanej powierzchni betonu, co komplikuje kwestie rozliczeniowe. Dlatego czsto zabieg ten jest pomijany w projekcie technologicznym robt betoniarskich Czsto pielgnacja jest podejmowana tylko o tyle, o ile pozwala unikn wystpienia negatywnych zjawisk zauwaalnych na oko na powierzchni betonu. Zdarza si, e negatywne zjawiska wystpujce w betonie w wyniku zaniedbania pielgnacji s zrzucane na karb producenta betonu, od ktrego wymaga si podawania procedury pielgnacji, czy wrcz jej prowadzenia podczas betonowania, co naturalnie jest bdnym rozumowaniem. Ubytek wody spowodowany brakiem pielgnacji wywouje nastpujce negatywne skutki dla betonu: ! ! ! ! wikszy skurcz plastyczny i powstawanie rys, mniejszy przyrost wytrzymaoci, wiksz przepuszczalno i nasikliwo,

obnion odporno na cieranie. Tak wic, istot pielgnacji jest utrzymanie betonu w stanie nasyconym wod lub na tyle nasyconym, na ile jest to moliwe, dopki przestrzenie wypenione pierwotnie wod w wieym zaczynie cementowym nie zostan zapenione do podanego stopnia przez produkty hydratacji cementu.

Jednoczenie hydratacja cementu znacznie zmniejsza si, jeeli wilgotno wzgldna wewntrz porw kapilarnych obnia si poniej 80%. Wynika z tego, e w celu kontynuacji procesu hydratacji wystarczy zapobiec utracie wilgoci z betonu. Jest tak w przypadku, gdy w mieszance betonowej ilo wody jest wystarczajca do kontynuowania hydratacji. Natomiast hydratacja cementu moe zachodzi tylko w kapilarach wypenionych wod. Dlatego woda stracona wewntrz betonu podczas samowysychania" (spowodowanego reakcjami chemicznymi podczas hydratacji cementu) musi by zastpiona wod z zewntrz. Oglnie przyjmuje si, e tylko poowa wody zawartej w zaczynie moe by wykorzystana do reakcji chemicznych. Jest tak nawet wtedy, gdy cakowita ilo wody w betonie jest mniejsza ni ilo wody koniecznej do reakcji chemicznych . W zwizku z powyszym mona odrni dwa przypadki potrzeby pielgnacji: pierwszy w sytuacjach, kiedy trzeba zapobiec ubytkowi wody z betonu, i drugi, kiedy potrzebny jest dostp wody z zewntrz do kontynuowania hydratacji. Granic pozwalajc na rozrnienie wymienionych przypadkow pielgnacji jest w przyblieniu stosunek wodno - cementowy wynoszcy 0,5. Zwykle, gdy stosunek W/C jest wyszy ni 0,5 zachodzi przypadek pierwszy. Jednake wiele obecnie stosowanych betonw ma stosunek wodno - cementowy poniej 0,5, std podane jest uatwienie hydratacji przez dostp wody do wntrza betonu (przypadek drugi). Warunkiem koniecznym dla kontynuowania hydratacji jest zachowanie wilgotnoci wzgldnej wewntrz betonu wynoszcej min. 80%. Przy takiej i wikszej wilgotnoci wzgldnej powietrza, ruch wody pomidzy betonem i otoczeniem bdzie minimalny. W takim przypadku, dla zapewnienia cigej hydratacji cementu adna bieca pielgnacja wilgotnociowa nie jest potrzebna, ale pod warunkiem, e inne czynniki nie maj wpywu, np. nie ma wiatru, nie ma rnicy temperatury midzy betonem i powietrzem i beton nie jest eksponowany na promieniowanie soneczne. Wynika std, e pielgnacja staje si zbdna tylko w bardzo wilgotnym klimacie ze sta temperatur. Niestety, praktycznie zawsze wilgotno wzgldna powietrza jest nisza od 80% - wilgotnoci minimalnej do prawidowego przebiegu hydratacji. Dlatego niezbdna staje si pielgnacja wieego betonu bezporednio po uoeniu w konstrukcji. Naley zaznaczy, e beton oddalony od powierzchni, tj. w gbi, nie podlega ruchowi wilgoci, ktry dotyczy tylko strefy zewntrznej o typowej gruboci wynoszcej 30 mm, a sporadycznie o gruboci do 50 mm. W betonie zbrojonym gboko ta odpowiada caej gruboci otuliny zbrojenia lub wikszej jej czci. Przyrost lub spadek temperatury w wieym betonie, wielko zmian skurczowych oraz powstawanie ewentualnych rys wywoanych skurczem, uzalenione s w znacznym stopniu od prdkoci odparowywania wody z tego tworzywa. Utrzymanie wymaganej iloci wody zarobowej oddziauje na ilo i mikrostruktur produktw hydratacji, a tym samym na wytrzymao i w konsekwencji na trwao betonu w ronych warunkach jego eksploatacji. Brak pielgnacji wilgotnociowej betonu w cigu pierwszych dni dojrzewania lub jej niewaciwy przebieg w warunkach podwyszonej temperatury otoczenia i betonu, jak rwnie niskiej wilgotnoci wzgldnej powietrza powoduje utrat nawet 50 % - 70 % wody zarobowej. Wikszo wody odparowuje ze wieego betonu w cigu pierwszych 6 -7 godzin jego twardnienia. Wynika std, e zarwno do prawidowego rozwoju hydratacji cementu jak i waciwego uksztatowania struktury betonu, pozwalajcej zminimalizowa skutki skurczu, konieczna jest pielgnacja wilgotnociowa, zwaszcza w pierwszych dniach twardnienia betonu. Wyrnia si dwie podstawowe metody pielgnacji wilgotnociowej, ktre mog by

okrelone jako: - pielgnacja mokra - pielgnacja przy zastosowaniu powoki. Oprcz pielgnacji wilgotnociowej moe take zaistnie potrzeba innego rodzaju pielgnacji majcej na celu obnienie temperatury betonu.

3.2. Metody pielgnacji wilgotnociowej betonu 3.2.1. Pielgnacja mokraPielgnacja mokra polega na doprowadzeniu do powierzchni betonu wody, ktra moe by wchonita przez beton. Wymaga to, aby powierzchnia betonu pozostawaa w kontakcie z wod w sposb cigy przez okrelony czas, poczwszy od chwili, gdy powierzchnia betonu nie jest podatna na zniszczenie. Takie warunki mona uzyska przez cige spryskiwanie lub polewanie betonu wod, a take przez przykrywanie betonu np. mokrym piaskiem, ziemi, trocinami lub som, jak rwnie mokr tkanin jutow, konopn lub grubymi matami bawenianymi i geowknin. Woda uyta do pielgnacji powinna by taka sama jak uyto jako wod zarobow. Nie zaleca si stosowania wody morskiej, ktra najczciej powoduje korozj zbrojenia, a take wody elazistej i zawierajcej substancje organiczne gdy mog one powodowa plamienie betonu. Pomimo duej efektywnoci pielgnacji betonu poprzez polewanie go wod, metoda ta nie zawsze daje dobre rezultaty np. podczas pielgnacji elementw pionowych. Metoda ta jest najefektywniejsza podczas stosowania na powierzchniach poziomych Jednak konieczne jest, aby powierzchnie te byy bez spadkw i zgbie, do ktrych mogaby spywa woda pozostawiajc reszt powierzchni bez zabezpieczenia przed nadmiernym parowaniem. Oglnie przewaa pogld, e najkorzystniejsze efekty pielgnacyjne uzyskuje si poprzez zraszanie powierzchni pielgnowanego betonu mgiek wodn. W tym przypadku mog jednak wystpi problemy z nawilaniem gdy zmianie ulegnie prdko bd kierunek wiatru. Rozwizaniem czsto stosowanym w praktyce jest stosowanie wykonanych z naturalnych surowcw materiaw, najczciej rolowanych, ktre po wczeniejszym nawileniu wod oddaj j betonowi, zabezpieczajc go przed wysuszeniem. Ten sposb pielgnacji polega na przykryciu powierzchni betonu takim materiaem np. tkanin jutow, konopn, bawenian lub geowknin i zwilaniu ich tak, aby podczas zaplanowanego okresu pielgnacji utrzymywa beton w stanie cigego nasycenia wod. Nasczanie wod tych tkanin, podobnie jak w przypadku bezporedniego dostarczania wody do powierzchni betonu, moe odbywa si poprzez polewanie ich duym strumieniem wody , jak rwnie poprzez okresowe zraszanie mgiek wodn wytwarzan przez zraszacze mechaniczne lub rcznie jak ilustruje to rysunek 1.

Rys 1. Nakadanie mat i ich zraszanie

3.2.2. Pielgnacja przy zastosowaniu powokiMetoda ta, zwana take metod bariery wodnej, polega na zapobieganiu ubytkowi wody z powierzchni betonu bez wprowadzania wody z zewntrz. Pielgnowan t metod powierzchni betonu pokrywa si: ! foli z tworzywa sztucznego, ! papierem wzmocnionym lepiszczem bitumicznym, ! preparatami bonkotwrczymi. Folie stosowane do tego celu s bezbarwne lub koloru biaego, co powoduje odbijanie promieniowania sonecznego albo koloru czarnego stosowanego podczas chodniejszych dni. Zalet stosowania folii jest, poza ich wysok skutecznoci, moliwo ponownego zastosowania, jednake mog one pozostawi na powierzchni stwardniaego betonu tzw. ctkowanie spowodowane niejednakow kondensacj wody na powierzchni folii przylegajcej do betonu. Naoon foli najczciej zabezpiecza si przed zerwaniem, spowodowanym nagym wiatrem, poprzez posypywanie piaskiem co naraa beton na odciski spowodowane nierwnomiernym rozoeniem go na powierzchni folii. Doskonae efekty pielgnacji daje spryskanie powierzchni wieego betonu mg wodn i natychmiastowe przykrycie pielgnowanej powierzchni foli. (rys 2)

Rys 2. Zabezpieczenie powierzchni wieego betonu poprzez przykrycie materiaami z tworzyw sztucznych

Inna technika pielgnacji wieego betonu polega na nanoszeniu natryskiem preparatw tworzcych powok chronic beton przed nadmiernym wyparowaniem wody. Najczciej stosowane preparaty s roztworami ywic syntetycznych; akrylowej, winylowej, lub styrenobutadienowej. Inne preparaty s emulsjami woskowymi i parafinowymi. O ile preparaty na bazie ywic maj ma przyczepno do betonu i rozkadaj si pod wpywem promieniowania ultrafioletowego, to emulsje woskowe s trudne do usunicia, a ich powierzchnia jest liska. Preparaty te najczciej zawieraj biay barwnik (rzadziej w kolorze aluminium) lub s bezbarwne. Dodatek barwnika uatwia rwnomierne uoenie preparatu na powierzchni i tym samym uzyskanie jednorodnej, szczelnej powoki. Jednoczenie zawarto barwnika biaego lub o kolorze aluminium w preparacie, powoduje zmniejszenie absorpcji promieni sonecznych a w rezultacie obnienie temperatury powierzchni betonu. W przypadku pielgnacji preparatami bonkotwrczymi, powoka uzyskana po ich naniesieniu musi by ciga i nieuszkodzona. Jednoczenie bardzo wany jest czas natrysku. Preparat powinien zosta naniesiony natychmiast po stwierdzeniu braku wystpowania wody na powierzchni betonu ale przed jej cakowitym wyschniciem. Preparaty mog by nanoszone rcznie poprzez malowanie lub rozpylane mechaniczne co zilustrowano na rys.3. Oglnie uznaje si, e najkorzystniejsz temperatur dla przebiegu betonowania, a zatem i pielgnacji, jest temperatura powietrza 23 C. Jednoczenie nie zaleca si betonowania, gdy temperatura otoczenia przekracza 35 C (rys. 4). W tym przypadku naley rozpatrzy moliwo ukadania mieszanki betonowej w chodniejszej porze dnia np. wieczorem lub wczenie rano.

Rys 3. Mechaniczne natryskiwanie preparatu bonkotwrczego

Rys. 4. Maksymalna i idealna temperatura betonowania

3.2.3. Wybr metody pielgnacji wilgotnociowejWikszo procesw decydujcych o jakoci stwardniaego betonu zachodzi w pocztkowym okresie jego dojrzewania i z tego wzgldu waciwa pielgnacja betonu w tym okresie jest szczeglnie istotna. W wielu przypadkach wady ujawniajce si zarwno tu po rozformowaniu jak i po duszym czasie uytkowania konstrukcji (rysy, niewystarczajca wytrzymao), s spowodowane niewaciw pielgnacj betonu w pocztkowym okresie dojrzewania lub te jej brakiem. Decydujcy wpyw na dojrzewanie betonu ma przede wszystkim ilo wody bdca do dyspozycji uwadnianego cementu oraz temperatura dojrzewania. Std wynika konieczno zabezpieczenia wieego betonu przed utrat wilgoci i ciepa, jak rwnie przed przegrzaniem. Ponadto wiey beton naley chroni przed tak szkodliwie dziaajcymi czynnikami jak: wstrzsy, ruchy form, nadmierne obcienie, a take strugi wody czy deszcz, ktre wypukuj cement ze wieo zagszczonej mieszanki oraz modego betonu. Okrelenie parametrw rodowiska pielgnacji betonu w duym stopniu zaley od typu konstrukcji. Poniej podano istotne parametry rodowiska pielgnacji dla rnych konstrukcji:

! dla elementw konstrukcyjnych o oglnie spotykanych wymiarach, wykonywanych na ! !placu budowy w deskowaniu nienasikliwym - temperatura oraz wilgotno dla powierzchni odkrytych dla elementw prefabrykowanych - wilgotno dla elementw o wielkich masywach - ochrona przed nadmiernym nagrzaniem wewntrznym w wyniku hydratacji cementu i zapewnienie dostatecznego nawilenia od zewntrz,

! dla elementw o duych, odkrytych paszczyznach - wilgotno, temperatura.Zapewnienie niezbdnych warunkw rodowiska podczas dojrzewania betonu wymaga stosowania okrelonych zabiegw pielgnacyjnych. Przy wyborze metody pielgnacji wilgotnociowej betonu celowe jest kierowanie si nastpujcymi kryteriami: - skad betonu, w tym: stosunek W/C, rodzaj i klasa cementu, rodzaj domieszki, - rodzaj deskowania: nasikliwe, nienasikliwe, - termin rozpoczcia pielgnacji wynikajcy z organizacji budowy - atwo stosowania, - skuteczno (w/w ochrona przed wyparowywaniem wody), - utrudnienia wynikajce z zastosowania danej metody, - koszt metody. W tabeli 2. porwnano trzy techniki pielgnacji wilgotnociowej betonu. Jako kryteria porwnawcze przyjto: atwo stosowania metody, czas rozpoczcia pielgnacji oraz zalety i wady metody. Przydatnym przy podejmowaniu decyzji o pielgnacji moe by nomogram (rys. 5) do wyznaczania iloci wody odparowanej z betonu w zalenoci od warunkw rodowiska. Nomogram ten pozwala oceni intensywno odwodnienia betonu w zalenoci od wilgotnoci i temperatury powietrza, temperatury betonu oraz prdkoci wiatru. Wg. zalece ACI [3] i CCA [24] wielko odparowania wody wiksza od: - 1,0 kg/m2/h (wg.ACI) - 0,5 kg/m2/h (wg CCA) powinna zmusza wykonawc robt do natychmiastowego podjcia pielgnacji betonu.

Tabela 2.

Porwnanie technik pielgnacji wilgotnociowej betonu

Kryteria Technika pielgnacji porwnawcze lub Okadanie technik pielgnacji Zraszanie polewanie wod (foli) - atwe na elementach poziomych -Trudne na elementach pionowych Po uzyskaniu twardoci powierzchniowej uniemoliwiajcej uszkodzenie betonu -Ochrona prawie 100% Zalety

matami Natrysk preparatu bonkotwrczego - atwe na elementach poziomych i pionowych

atwo stosowania

Czas rozpoczcia pielgnacji

- atwe na elementach poziomych - Trudne na elementach pionowych Po uzyskaniu twardoci powierzchniowej uniemoliwiajcej uszkodzenie betonu -Wykorzystanie ciepa hydratacji pod matami -Ochrona przed odparowaniem wody - Utrudnianie prowadzenia innych prac. -Konieczno zabezpieczenia przed wiatrem -Trudno w mocowaniu przykrycia

Natychmiast po betonowaniu

-Nie wstrzymuje wykonania dalszych prac, dziaa natychmiast -Utrudnienia gdy wymagane jest naoenie dalszych powok.

Wady

- Zbyt pne nanoszenie. -Niebezpiecze-stwo szoku temperaturowego. - Sprzyjanie wystpieniu wykwitw.

Rys. 5 Nomogram do wyznaczania iloci odparowanej wody zarobowej z betonu w zalenoci od temperatury powietrza i betonu, wilgotnoci wzgldnej powietrza i prdkoci wiatru [ 3 ]

3.3. Zalecenia dotyczce pielgnacji wilgotnociowej betonu 3.3.1. Zalecenia dotyczce dugoci okresu pielgnacjiDugo okresu pielgnacji, wybr metody pielgnacji jak rwnie czstotliwo stosowania wybranej metody zale od wielu czynnikw, midzy innymi od rodzaju konstrukcji, warunkw atmosferycznych czy rodzaju betonu podlegajcego pielgnacji. Czas rozpoczcia i dugo okresu pielgnacji betonu wymagane w praktyce nie s atwe do okrelenia w prosty sposb. We wszystkich przypadkach pielgnacja wilgotnociowa betonu powinna zaczyna si po pocztkowej fazie hydratacji, co zapobiegnie wchanianiu wody z pielgnacji przez wieo uoony beton. Miar tego moe by czas uzyskania przez beton wytrzymaoci 0,3-0,5 MPa, ktry wynosi orientacyjnie 2-12 godzin, zalenie od skadu mieszanki betonowej (W/C, cement), temperatury otoczenia itp. Taki czas rozpoczynania dotyczy nie tylko pielgnacji mokrej, ale take ochrony betonu foliami, ze wzgldu na techniczne moliwoci rozoenia folii. Natomiast pielgnacja z uyciem ciekych materiaw bonkotwrczych powinna by rozpoczynana w zasadzie natychmiast po uoeniu mieszanki i ustpieniu odsczania powierzchniowego. W przypadku betonw, w ktrych bleeding jest nieznaczny, takich jak betony z mikrokrzemionk i innymi mikrowypeniaczami, powoka powinna by naniesiona bezporednio po zabetonowaniu konstrukcji. Naniesienie powoki na powierzchni wyschnit jest niecelowe, gdy preparat wnika do betonu, hamujc hydratacj w wierzchniej warstwie. Sposb i czas trwania pielgnacji betonu w deskowaniu w warunkach podwyszonej temperatury podaj wytyczne ACI 305R-99 [3]. Zalecaj one natychmiastow po zabetonowaniu (o ile jest to moliwe) pielgnacj wilgotnociow betonu poprzez polewanie wod - jest to szczeglnie wane przy stosunkach W/C mniejszych ni 0,4. Dokument ten zaleca usunicie form najszybciej jak to moliwe (konieczna jest odpowiednia wytrzymao) i dalsz kontynuacj pielgnacji wilgotnociowej. Po zakoczeniu waciwej pielgnacji" wilgotnociowej, tj. polewania wod, ktra powinna trwa ok. 7 -l0 dni, naley przykry beton wilgotnymi matami i pozostawi na ok. 4 dni, co pozwoli na powolne wysychanie betonu i zminimalizowanie skurczu. Efekt ten mona uzyska rwnie poprzez delikatne spryskiwanie powierzchni betonu mgiek wodn. Jeszcze inaczej formuuje zalecenia odnonie minimalnego czasu pielgnacji betonu projekt normy ENV 206:1992 [26]. Minimalny czas pielgnacji wg tej normy podano w tabeli 3. Czas ten uzaleniono od tempa narastania wytrzymaoci betonu, jego temperatury oraz warunkw pogodowych podczas pielgnacji betonu. Podana tabela nie zostaa uwzgldniona w ostatecznej wersji normy EN 206 [4] natomiast jej zmodyfikowana posta znajduje si w projekcie normy prENV 13670-1 [23]. Dane z tej normy przytoczono w tabeli 4. Wytyczne ITB [14] dotyczce pielgnacji betonu uzaleniaj dugo okresu pielgnacji od rodzaju cementu. Wg tych wytycznych naley utrzymywa beton w staej wilgotnoci przez co najmniej: ! 7 dni - przy stosowaniu cementw portlandzkich (CEM I) ! 14 dni - przy stosowaniu cementw hutniczych i innych (CEM II, CEM III, CEM IV)

Tabela 3.

Minimalny czas pielgnacji wg ENV 206:1992 [26] Minimalny czas pielgnacji [dni] Przyrost wytrzymaoci betonu:

Warunki pogodowe podczas pielgnacji betonu

Szybki

redni Temperatura betonu [C]

Wolny

5 Bez soca, ww1) > 80 % rednie nasonecznienie lub redni wiatr lub ww1) 50% 2 4

10 2 3

15 1 2

5 3 6

10 3 4

15 2 3

5 3 8

10 3 5

15 2 4

Silne nasonecznienie lub 4 silny wiatr lub ww1) < 50%

3

2

8

6

5

10

9

5

1) - Wilgotno wzgldna powietrza Tabela 4 Minimalny czas pielgnacji wg ENV 13670: 1999[23] Minimalny czas pielgnacji, dni 1) 2) Przyrost wytrzymaoci betonu r = fc2/fc284) Szybki redni Wolny Bardzo wolny r 0,5 r = 0,3 r = 0,15 r < 0,15 t 25 1 1,5 2 3 25 > t 15 1 2 3 5 15 > t 10 2 4 7 10 10 > t 53) 3 6 10 15 1) doda czas wizania o ile jest duszy od 5 godzin 2) mona stosowa interpolacj liniow midzy kolumnami 3) przy temperaturze poniej +50C naley zastosowa waciw pielgnacj tak dugo jak temperatura jest poniej +50C 4) r jest stosunkiem wytrzymaoci betonu na ciskanie po 2 i 28 dniach Temperatura powierzchni betonu, 0C Podobnie jak ENV-13670 [23] wytyczne Niemieckiego Komitetu ds. Betonu Zbrojonego (DAfStb) [6] z lutego 1984 roku uzaleniaj minimalny czas pielgnacji betonu od warunkw atmosferycznych i od szybkoci narastania wytrzymaoci betonu, jak rwnie od rodzaju cementu i stosunku w/c. W tabeli 5 przedstawiono minimalny czas pielgnacji betonu w zalenoci od wytrzymaoci i od wymienionych czynnikw. Ponadto DAfStb [6] rnicuje czas pielgnacji betonu w elementach wewntrznych i zewntrznych. I tak, dla elementw zewntrznych DAfStb zleca:

przy temperaturach betonu poniej 10 C ustalony czas pielgnacji wilgotnociowej naley podwoi, ! przy zastpieniu czci cementu popioami lotnymi lub/i podwyszeniu wartoci wspczynnika wodno-cementowego W/C naley czas pielgnacji wilgotnociowej betonu wyduy o dwa dni ! przy stosowaniu domieszek opniajcych wizanie cementu naley czas pielgnacji wilgotnociowej wyduy o czas opnienia wizania. Natomiast dugo pielgnacji dla elementw wewntrz konstrukcji wg DafStb wynosi: ! przy temperaturze betonu powyej 10 C czas pielgnacji wilgotnociowej - co najmniej l dzie, ! przy temperaturze poniej 10 C ale nie mniejszej ni 5 C czas pielgnacji wilgotnociowej - co najmniej 2 dni, ! przy zastpieniu czci cementu popioami lotnymi lub/i podwyszeniu wartoci wspczynnika wodno-cementowego W/C naley czas pielgnacji wilgotnociowej betonu wyduy o 2 dni, ! przy stosowaniu do betonu domieszek opniajcych jego wizanie naley czas pielgnacji wilgotnociowej wyduy o czas opnienia wizania, ! w elementach budowli o szczeglnych wymaganiach odnonie powierzchni betonu naley czas pielgnacji wilgotnociowej wyduy do 2 dni dla temperatury 10 C lub do 4 dni dla temperatur pomidzy 5 C a l 0 C . Tabela 5. Okrelenie minimalnego czasu pielgnacji wilgotnociowej betonu wg DAfStb [6] Skad betonu Warunki atmosferyczne l) 2) Narastanie Minimalny wytrzymaoci czas pielgnacji Rodzaj W/C Nasonecznienie Wiatr Wilgotno [dni ] cementu wzgldna Z 45 F, Z 55