Warunki realizacji robót w obniżonych temperaturach
Roboty betonowe w warunkach zimowych wiążą się z tym, że niezbędne jest wzięcie pod uwagę działań, dzięki którym świeżo ułożony beton uzyska odpowiednią wytrzymałość przed ewentualnym zamarznięciem (uprawnienia budowlane 2021). Im bardziej zaawansowana jest hydratacja cementu i im wyższa jest wytrzymałość betonu, tym mniej jest on wrażliwy na działanie mrozu. Wytrzymałość określa się w przybliżeniu poprzez podanie minimalnego wieku betonu, który przechowywano w określonej temperaturze.
Na etapie projektowania robót betonowych w okresie zimowym należy uwzględnić w dokumentacji technicznej organizację oraz metody wykonywania robót w temperaturach minusowych. W projekcie powinny być zawarte informacje o:
– rzeczywistych warunkach budowy,
– maszynach i urządzeniach, które do swojej dyspozycji ma przedsiębiorstwo,
– wymaganiach o zakresie wykonywania robót dla następujących zakresów temperatury: do +5°C, od + 5°C do3°C, od – 3°C do – 10°C oraz od – 10°C do – 15°C (uwaga: w temperaturze poniżej 15°C nie powinno się betonować konstrukcji),
– metodach prowadzenia robót, które pozwalają, by beton uzyskał wymaganą pełną mrozoodporność.
Metody prowadzenia robót betonowych
Metody prowadzenia robót betonowych w zimowych warunkach
W polskiej literaturze wyróżnia się takie metody prowadzenia robót betonowych w zimowych warunkach:
Z kolei w literaturze brytyjskiej mówi się o dwóch metodach prowadzenia takich robót:
– stosowanie mieszanek o podwyższonej temperaturze,
– modyfikację projektu mieszanki.
Metoda stosowania mieszanek o podwyższonej temperaturze
Dzięki metodzie, która polega na stosowaniu mieszanek o podwyższonej temperaturze wiązanie betonu następuje szybciej. Wcześniej można otrzymać założone wytrzymałości. W miejscach produkcji mieszanki osobno podgrzewa się składniki betonu. Z reguły dotyczy to kruszywa oraz wody. Według Jamrożego kruszywa nie powinno się podgrzewać do temperatury wyższej niż 35°C. Jednak przepisy brytyjskie mówią o tym, żeby nie podgrzewać kruszywa powyżej 52°C, a przepisy rosyjskie pozwalają na podgrzewanie do temperatury około 90°C. Z kolei w przypadku wody można ją podgrzewać do temperatury 60°C (według Jamrożego), a zgodnie z Nevillem – do temperatury 60-80°C. Wskazane jest, żeby woda, którą dodaje się do cementu, który wcześniej wymieszano z kruszywem, nie była cieplejsza niż 60°C. W sytuacji, gdy woda będzie cieplejsza, to należy najpierw wymieszać ją z kruszywem, a kiedy będzie chłodniejsza – dodać cement. Spowodowane to jest tym, żeby cement za szybko się nie wiązał (testy uprawnienia budowlane).
Metoda podgrzewania składników
Kolejną metodą, którą zaleca się podczas zimy jest podgrzewanie stosu kruszywa przez układ rur perforowanych. Do tych rur wtłacza się parę wodną, która wnika w stos. Temperatura pary wodnej wynosi ponad 100°C. W związku z tym mało prawdopodobne jest, że utrzyma się temperaturę kruszywa na poziomie 35°C w całej masie.
Norma PN-EN 206-1 mówi o tym, że temperatura mieszanki betonowej nie może być niższa od 5°C w momencie dostawy. Górna granica temperatury betonu towarowego nie może być wyższa niż 30 – 35°C.
Producent oraz wykonawca powinni uzgodnić między sobą wszystkie wymagania, które tyczą się sztucznego podgrzewania mieszanki przed jej dostarczeniem. Żeby wymagania były spełnione, projektant musi przeprowadzić rachunek bilansu energii cieplnej (materiały do egzaminu na uprawnienia budowlane). Uwzględnia się w nim:
– wyjściową temperaturę składników mieszanki,
– ciepło właściwe składników,
– ilość ciepła wydzielonego w początkowym okresie hydratacji spoiwa,
– rodzaj stosowanego środka transportu,
– izolacyjność cieplną ścian środka transportu,
– czas transportu,
– temperaturę otoczenia.
Prowadząc roboty betonowe z wykorzystaniem tzw. ciepłej mieszanki należy pamiętać o zastosowaniu deskowań, które mają dużą izolacyjność cieplną. Ich zadaniem jest utrzymanie podwyższonej temperatury w dostatecznie długim czasie.
