Temperatura krytyczna to taka temperatura, przy której zamarza ok. 50% wolnej wody w betonie (egzamin ustny na uprawnienia architektoniczne). Temperatura krytyczna wynosi od – 1°C do – 3°C. Wszystko zależy od ilości soli rozpuszczalnych w wodzie wolnej na skutek hydratacji cementu. Sole obniżają temperaturę zamarzania. Polska literatura zakłada, że temperatura krytyczna jest równa – 1°C. Beton nie niszczy się w tej temperaturze z powodu bieżącej wytrzymałości. Dodatkowo następuje powolny proces wiązania. Niektórzy uważają, że beton w temperaturze ok. -12°C wykazuje powolny wzrost wytrzymałości wraz z upływem czasu. Jednak należy pamiętać, żeby nie dopuścić do takiej temperatury do momentu związania betonu i uzyskania odpowiedniej wytrzymałości. Tylko to pozwoli na uniknięcie zniszczenia na skutek działania mrozu.
temperatura krytyczna betonu
Gdy betonowanie odbywa się w minusowych temperaturach, a woda zamarznie zanim zacznie się wiązanie, to beton może zwiększyć swoją objętość o ok. 9-13%. W przypadku braku wody, która reaguje chemicznie, wiązanie i twardnienie jest opóźnione lub uniemożliwione. Spowodowane to jest tym, że nie powstaje mikrostruktura twardniejącego zaczynu. W sytuacji, gdy dojdzie później do odmrożenia, to należy ponownie zawibrować beton. Dzięki temu dojdzie do związania i stwardnienia bez utraty wytrzymałości. W momencie, kiedy zabraknie rewibracji, to w betonie będzie dużo porów. W efekcie spadnie wytrzymałość tego betonu. Jednak nie da się ukryć, że proces rewibracji jest trudny do zrealizowania w praktyce. Kiedy nie uda się trafić w odpowiedni moment, może nastąpić skutek odwrotny od zamierzonego i tylko wyrządzi szkody.
W sytuacji, gdy do zamrożenia betonu dojdzie po jego związaniu, ale przed uzyskaniem wytrzymałości, to powstaje lód, który niszczy nowopowstałe produkty procesu hydratacji. W efekcie powstają nieodwracalne straty wytrzymałości. Zakłada się, że im później nastąpi zakłócenie wiązania, tym szkodliwość lodu będzie większa (wybierz swój dostęp do programu uprawnienia architektoniczne).
Dostateczna wytrzymałość
Jeżeli beton uzyskał dostateczną wytrzymałość na skutek zaawansowanej hydratacji, to może on wytrzymać temperaturę zamrażania. Dzieje się tak dzięki:
– wyższej wytrzymałości na ciśnienie lodu,
– temu, że duża część wody zarobowej zwiąże się z cementem lub znajdzie się w małych porach żelowych i nie będzie w stanie zamarznąć.
Zgodnie z normami amerykańskimi, w momencie, gdy beton zyska wytrzymałość na ściskanie na poziomie ok. 3,5 MPa, to stopień jego nasycenia wodą obniża się poniżej wartości krytycznej. Wówczas beton może wytrzymać jeden cykl zamrażania i odmrażania (egzamin na uprawnienia architektoniczne).
Odporność betonu
Wyróżnia się dwie odporności betonu: warunkową oraz pełną. Odporność warunkowa jest odpowiednia w momencie, kiedy woda nie będzie się przedostawać do betonu w okresie dojrzewania aż do momentu uzyskania pełnej odporności. W innej sytuacji beton powinien osiągnąć odporność pełną przed zamrożeniem. W przypadku odporności warunkowej mówi się o bezpiecznej wytrzymałości na ściskanie na poziomie:
– 2 MPa – gdy beton jest wykonany z cementu portlandzkiego,
– 8 MPa, gdy beton jest wykonany z innego cementu.
Z kolei w przypadku odporności pełnej bezpieczna wytrzymałość na ściskanie wynosi:
– 5 MPa przy zastosowaniu cementu portlandzkiego,
– 10 MPa przy zastosowaniu innego cementu.
Wytrzymałość krytyczna
W przepisach brytyjskich, które dotyczą wykonywania robót betonowych, zapisano, że temperatura świeżego betonu nie może być niższa niż 5°C przed osiągnięciem wytrzymałości 5 MPa. Jednak normy rosyjskie są jeszcze bardziej wymagające (jak wygląda egzamin na uprawnienia architektoniczne).
Wytrzymałość krytyczna betonów zależy od klasy betonu. W przypadku betonów, które charakteryzują się klasami:
– mniejszymi niż B20 – wytrzymałość wynosi minimum 50% wytrzymałości projektowanej i nie mniej niż 5 MPa,
– B20-B30 – wytrzymałość wynosi nie mniej niż 40%,
– B40-B50 – wytrzymałość wynosi nie mniej niż 30%.
