TECHNOLOGIA BETONU

Skurcz betonu spowodowany jest przez wysychanie i reakcję chemiczną zachodzącą między cementem a wodą.

Skurcz betonu dojrzewającego w środowisku powietrznym wynosi przeciętnie od 0,2 do 0,7 mm/m (‰).

Skurcz betonu może trwać wiele lat. Jednak szybkość skurczu znacząco maleje wraz z upływem czasu. Przeciętnie w okresie początkowym, do 14 dni dojrzewania betonu, szacuje się, że zachodzi 14÷34% skurczu całkowitego ocenionego po 20 latach, w ciągu 3 miesięcy 40÷80%, a w ciągu jednego roku 66÷85%.

Na wielkość i przebieg skurczu w czasie ma wpływ wiele czynników m.in.:

• skład betonu (m.in. ilość zaczynu cementowego, stosunek w/c, rodzaj cementu, ilość i rodzaj kruszywa, klasa betonu)
• geometria elementu betonowego
• ograniczenie swobody skurczu (zbrojenie, tarcie o podłoże, zamocowanie na końcach np. w ścianach szczelinowych)
• warunki pielęgnacji
• wilgotność i temperatura otoczenia

Duży wpływ na długość trwania skurczu ma np. grubość elementu. Im grubszy element, tym dłużej będzie przebiegał jego skurcz, ponieważ wolniej będzie następowało jego wysychanie.

Sposoby na zmniejszenie skurczu betonu:

• obniżenie współczynnika wodno-cementowego w/c (stosowanie betonów o gęstej konsystencji)
• ograniczenie ilości cementu do niezbędnego minimum
• stosowanie kruszywa o jak największym rozmiarze ziaren
• stosowanie kruszywa łamanego, kruszywa płukanego, o możliwie niskiej nasiąkliwości
• stosowanie odpowiedniego cementu (CEM III hutniczy wykazuje najmniejszy skurcz)
• stosowanie specjalnych domieszek i dodatków ograniczających skurcz, ekspansywnych np. Expancrete firmy MAPEI
• odpowiednie przygotowanie podłoża przed betonowaniem (ograniczając jego chłonność)
• odpowiednia pielęgnacja (długotrwałe polewanie wodą, zabezpieczenie przed odparowywaniem wody z betonu)
• wykonanie nacięć dylatacyjnych możliwie szybko, jeżeli są przewidziane
• stosowanie profili wymuszających rysy skurczowe

Według obecnych norm (eurokodów) w zależności od wymaganej klasy szczelności, przyjmuje się odpowiednie ograniczenia stanu zarysowania konstrukcji.

Według normy PN-B-06265:2022-08:
Jeżeli do wykonania elementu/wyrobu/konstrukcji z betonu istotna jest jego wodoszczelność, to maksymalną głębokość penetracji wody pod ciśnieniem należy określić w specyfikacji technicznej, a badanie przeprowadzić zgodnie z PN-EN 12390-8.

Poniżej przedstawiono stopnie wodoszczelności wg wycofanej normy krajowej dotyczącej betonu, ale nadal powszechnie stosowane.

Według wycofanej już normy krajowej PN-B-03264:2002 do projektowania konstrukcji żelbetowych (tab. 7), aby zapewnić szczelność należało ograniczyć zarysowanie do 0,1 mm dla kombinacji obciążeń długotrwałych, jeżeli przepisy szczegółowe nie stanowiły inaczej.

W praktyce stosunkowo często projektuje się i wykonuje konstrukcje żelbetowe narażone na parcie wody, które pozbawione są izolacji zewnętrznej. Są to konstrukcje realizowane w technologii betonu wodoszczelnego TBW lub tzw. białej wanny. Powszechnym przykładem konstrukcji, dla których stosujemy takie rozwiązania są konstrukcje podziemnych garaży, posadowione poniżej poziomu wody gruntowej. Wówczas konstrukcja żelbetowa musi być odpowiednio zaprojektowana i wykonana, zgodnie z wytycznymi dostawcy technologii białej wanny.

Najczęściej spotykane wymagania:
1. Odpowiedni beton:
– klasa betonu min. C30/37
– stopień wodoszczelności betonu min. W8,
– mieszanka ograniczająca skurcz (np. na cemencie hutniczym CEM III),
– współczynnik wodno-cementowy max 0,5,
– stosowanie domieszek uszczelniających i upłynniających,
– stosowanie dodatków zmniejszających skurcz.

2. Odpowiednie zbrojenie:
– ograniczające zarysowanie konstrukcji od strony gruntu do max 0,2 mm (zalecenie według wycofanej normy PN-B-03264:2002 dla mało agresywnego środowiska gruntowego XA1, choć część firm dostarczających technologię białej wanny dopuszcza 0,3 mm),
– dozbrojenie karbów, załamań,
– zachowanie odpowiedniej otuliny zbrojenia ze względu na klasę środowiska (więcej).

3. Odpowiednie akcesoria:
– taśmy uszczelniające zewnętrzne np. BESAFLEX AA, AD, AA 320, DA 320 – układane na szalunku i zatapiane w betonie wzdłuż dylatacji i przerw roboczych,
– taśmy uszczelniające np. KAB150, Fradiflex, Waterstop RX, ErFlex BR – układane w przerwach roboczych, na styku fundamentu ze ścianami zewnętrznymi, na styku ścian zewnętrznych ze stropami,
– profile rysująco-uszczelniające np. BESAFLEX S, ErFlex BV – profile montowane pomiędzy siatkami zbrojenia wymuszające lokalizację rys skurczowych w ścianach,
– rurki z włóknobetonu z korkami – do uszczelnienia otworów po ściągach szalunkowych,
– węże iniekcyjne np. rurki Fuko – doszczelnienie połączenia po zabetonowaniu np. w połączeniach na comax w styku rampy ze ścianami, ściany szczelinowej ze stropami i płytą fundamentową,
– uszczelniacze do przejść instalacyjnych np. SikaSwell A, S-2, SwellSil 5x20mm
– obstawka do wykonania przerwy roboczej w płycie np. blacha trapezowa TZ 35 pomiędzy dolną i górną siatką zbrojenia,
– warstwa poślizgowa pod płytą fundamentową (2x gruba folia budowlana 0.2 mm).

4. Odpowiednie wykonanie konstrukcji:
– realizacja w oparciu o projekt dostarczony przez dostawcę systemu,
– podział dużych elementów na mniejsze sekcje, najlepiej aby proporcje boków nie przekraczały 1:2.5; dla płyt długość sekcji max 20-30 m, dla ścian max 5-6 m (lub 3 m od narożnika),
– część firm zezwala na jednoczesne betonowanie wszystkich sekcji płyty fundamentowej lub ścian, pod warunkiem zastosowania na granicy sekcji profili wymuszających rysy skurczowe,
– minimalna grubość płyty fundamentowej 25 cm,
– minimalne otulenie przewodów instalacyjnych znajdujących się w grubości płyty fundamentowej 15 cm,
– minimalna grubość ścian fundamentowych 24 cm,
– ingerencja w elementy konstrukcji jest możliwa maksymalnie do 1/3 grubości tych elementów,
– odpowiednia pielęgnacja betonu, ograniczanie odparowywania wody zarobowej z mieszanki,
– stały nadzór firmy dostarczającej technologię białej wanny nad realizacją konstrukcji.

W przypadku pojawienia się przecieków po wykonaniu konstrukcji, stosowane są lokalne doszczelnienia poprzez iniekcję. Dlatego najlepiej, aby firma dostarczająca technologię białej wanny zobowiązała się do gwarantowania szczelności przez okres min. 10 lat, tj. do czasu kiedy przyrost skurczu betonu w konstrukcji będzie pomijalny, a ryzyko powstania nowych cieknących zarysowań ograniczone.

Poniżej przykładowi dostawcy technologii białej wanny:
– Sika White Box Concept – link
– NORMA-BUD – link
– PROIZOL – link