Posadzka betonowa powinna być odpowiednio pielęgnowana. Dzięki temu zachowa trwałość, wodoszczelność, mrozoodporność i odporność chemiczną.
W przypadku elementów konstrukcyjnych, takich jak posadzki betonowe, kluczowego znaczenia nabierają cechy betonu w strefie bezpośrednio przy powierzchni użytkowej. Właściwości betonu w strefie przypowierzchniowej zależą nie tylko od ogólnej charakterystyki jakościowo-ilościowej betonu, ale także – w sposób szczególny – od zabiegów wykończeniowych oraz pielęgnacji.
Pielęgnacja wywiera decydujący wpływ na właściwości betonu w warstwie zewnętrznej, gdzie beton poddawany jest działaniu czynników atmosferycznych (karbonatyzacja, ścieranie, zawilgocenie), a dyfuzyjność betonu tej warstwy ma olbrzymi wpływ na zabezpieczenie stali zbrojeniowej przed korozją [1]. Jak podaje Neville [1], zmniejszenie wilgotności względnej otoczenia ze 100 do 94%, w początkowym okresie twardnienia, istotnie zwiększa zdolność do absorbcji wody przez beton, a spadek zewnętrznej wilgotności względnej poniżej 80% prowadzi do bardzo znacznego zwiększenia objętości porów większych niż 37 nm, które wpływają negatywnie na wiele aspektów trwałości betonu (rys. 1).
Rys. 1 Wpływ pielęgnacji na rozkład porowatości na grubości otuliny
W rezultacie pogorszeniu ulegają cechy mechaniczne warstwy przypowierzchniowej betonu w konstrukcji, a także takie cechy charakteryzujące trwałość, jak wodoszczelność, mrozoodporność, odporność chemiczna, w tym odporność na wnikanie chlorków i na karbonatyzację [2].
Ogólnie przyjęte w technologii betonu definicje pielęgnacji betonu określają ją jako zabiegi podejmowane od chwili ułożenia i zagęszczenia mieszanki betonowej, mające na celu zapewnienie prawidłowego przebiegu procesów hydratacji cementu i w efekcie uzyskanie w określonym czasie betonu o wymaganych właściwościach. Zabiegi te obejmują utrzymanie odpowiedniej temperatury i wilgotności betonu oraz jego ochronę przed szkodliwymi oddziaływaniami, takimi jak np. czynniki atmosferyczne i mechaniczne.
Zwykle w praktyce pielęgnacja jest postrzegana przede wszystkim jako działania zabezpieczające przed negatywnymi skutkami doraźnymi (rysy skurczowe, osłabienie warstwy powierzchniowej) i obniżeniem wytrzymałości. Jednak równie istotne jest rozważenie skutków długoterminowych wynikających z prawidłowej pielęgnacji, z których najistotniejsze jest zapewnienie trwałości betonu, wskazane jako jedna z podstawowych funkcji pielęgnacji wg PN-EN 13670 [6].
Pielęgnacja betonu jest niezbędnym etapem wykonywania każdej konstrukcji z betonu. Bez właściwej pielęgnacji nie może powstać dobrej jakości beton o wyspecyfikowanych właściwościach, zapewniających uzyskanie wymaganej trwałości. Celem niniejszego artykułu jest zwrócenie szczególnej uwagi na bardzo istotny etap wykonywania posadzek betonowych, jakim jest pielęgnacja i wskazanie jej ogromnego wpływu na kształtowanie jakości betonu w posadzkach [3].
Rys. 2 Pielęgnacja jako jedno z kluczowych ogniw procesu powstawania trwałej konstrukcji z betonu
Pielęgnacja betonu.Uwarunkowania formalne
Trwałość betonu w konstrukcji uwarunkowana jest spełnieniem jakościowych i ilościowych warunków normowych wg PN-EN 206 [4], dotyczących doboru składników i składu mieszanki betonowej w danej klasie ekspozycji, jak również zapewnieniem prawidłowego wykonania robót betonowych, w tym przede wszystkim właściwej pielęgnacji (rys. 2) [5].
W normie PN-EN 13670:2011 Wykonywanie konstrukcji z betonu [6] sformułowane są wymagania w zakresie pielęgnacji i ochrony betonu przed szkodliwymi warunkami atmosferycznymi, zamarzaniem i szkodliwymi drganiami, uderzeniami lub uszkodzeniami w celu:
– zminimalizowania skurczu plastycznego,
– zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości powierzchniowej,
– zapewnienia odpowiedniej trwałości strefy powierzchniowej.
Zgodnie z tymi wymaganiami powierzchnia betonu powinna być poddana pielęgnacji bezzwłocznie po zagęszczaniu i wykończeniu. W razie konieczności ochrony powierzchni przed powstawaniem rys związanych ze skurczem plastycznym przed wykończeniem powierzchni należy stosować pielęgnację tymczasową [6]. Czas trwania pielęgnacji zależy od rozwoju właściwości betonu w strefie powierzchniowej.
Minimalny zalecany czas pielęgnacji ustala się w zależności od:
– oczekiwanej wytrzymałości na ściskanie bezpośrednio po zakończeniu pielęgnacji,
– temperatury powierzchni betonu,
– szybkości rozwoju wytrzymałości na ściskanie betonu.
Jako kryterium główne przyjęto wytrzymałość po zakończeniu pielęgnacji, wyrażoną jako procent oczekiwanej wytrzymałości charakterystycznej (28-dniowej) betonu (fck,cube lub fck,cyl). Jest też to podstawą wprowadzenia czterech klas pielęgnacji, obejmujących przypadki, kiedy tuż po pielęgnacji wymagane jest osiągnięcie 35, 50 lub 70% wytrzymałości charakterystycznej (klasy 2–4) bądź wymaganie co do wczesnej wytrzymałości nie jest formułowane (klasa 1). Dla każdej z klas podano minimalne zalecane czasy trwania pielęgnacji w funkcji temperatury powierzchni betonu i szybkości rozwoju wytrzymałości. Wybór klasy pielęgnacji nie jest w normie [6] związany z określeniem metody (techniki) pielęgnacji.
W warunkach technicznych wykonania i odbioru robót budowlanych wydanych przez ITB [7] można znaleźć zalecenie dotyczące posadzek mineralnych: posadzkę należy pielęgnować przez pierwsze 7 dni od daty wykonania, utrzymując beton w środowisku o stałej wilgotności powyżej 80% lub według specjalnych instrukcji podanych w projekcie, a w przypadku posadzek betonowych utwardzonych powierzchniowo preparatami proszkowymi [13]: po zakończeniu zacierania posadzkę należy spryskiwać równomiernie preparatem impregnującym, tzw. folią w płynie. Preparaty te służą głównie pielęgnacji, tj. zapobiegają parowaniu wody z posadzki, dodatkowo uszczelniając ją i utwardzając. Można też stosować przykrycie folią (może to jednak spowodować większe przebarwienia posadzki). W ciągu pierwszych 7 dni (o ile projekt nie stanowi inaczej) posadzka betonowa powinna być zabezpieczona przez natryśnięcie preparatu pielęgnacyjnego (tzw. folia w płynie) lub przykrycie folią zaraz po wykonaniu posadzki. W dokumentach tych określono również warunki zewnętrzne wykonywania posadzek, stanowiąc, że temperatura powietrza podczas wykonywania podkładów betonowych oraz w ciągu co najmniej trzech dni po wykonaniu podkładu powinna być wyższa niż 5oC [7, 8].
Fot. 1 Posadka betonowa. Pielęgnacja folią szczelnie rozłożoną na powierzchni płyty betonowej (© cpjkelkes – Fotolia.com)
Posadzka betonowa – techniki pielęgnacji
Obok wymienionych celów pielęgnacji betonu należy dodać jeszcze jeden typowy dla elementów posadzek – zmniejszenie wczesnej karbonatyzacji powierzchni betonu [9].
Zatrzymanie wilgoci w betonie może być osiągnięte na różne sposoby, np. przez polewanie wodą, stosowanie mokrych lub suchych mat ochronnych czy też płynnych środków tworzących po wyschnięciu nieprzepuszczalne membrany na powierzchni betonu.
Właściwy dobór zarówno techniki, jak i czasu trwania pielęgnacji posadzek z betonu cementowego podobnie jak innych konstrukcji z betonu jest kluczowy ze względu na zapewnienie wymaganej trwałości elementów z betonu. Rodzaje i techniki prowadzenia pielęgnacji są znane i opisane w wielu opracowaniach [2, 5, 10] oraz wytycznych i instrukcjach [7–9, 11–14]. Mniej jednoznaczne są natomiast zasady wyboru metody i ustalania właściwego czasu trwania pielęgnacji [5].
W przywołanej już normie wykonawczej [6] spośród wymienionych pięciu technik pielęgnacji odpowiednich do stosowania oddzielnie lub kolejno:
– pozostawienie deskowania na miejscu;
– pokrycie powierzchni betonu paroszczelnymi powłokami, zabezpieczonymi przy krawędziach i złączach przed wysychaniem;
– układanie mokrych mat na powierzchni i zabezpieczenie ich przed wysychaniem;
– utrzymywanie powierzchni betonu w stanie wilgotnym przez polewanie;
– stosowanie preparatów pielęgnujących o ustalonej skuteczności;
cztery ostatnie mogą służyć pielęgnacji posadzek.
Niedopuszczalne jest stosowanie komponentów pielęgnacyjnych na złączach konstrukcyjnych czy na powierzchniach, które mają być poddane obróbce, lub na powierzchniach, gdzie wymagana jest przyczepność innych materiałów, jeżeli związki te nie zostaną usunięte w całości przed następną operacją lub ustalono, że nie mają one szkodliwego wpływu na następne operacje [6]. Podobnie na innych powierzchniach, dla których przewidziano specjalny rodzaj wykończenia – można stosować tylko takie środki, które nie wywierają szkodliwego wpływu na powierzchnie i skuteczność wykończenia.
Posadzka betonowa. Pielęgnacja wodna
Jest to pielęgnacja przez polewanie, zraszanie czy stosowanie mgiełki wodnej może być stosowana wyłącznie w przypadku wykonywania posadzek bez dylatacji i połączeń lub tam, gdzie penetracja wody jest ograniczona przez odpowiednie zastawki, tak aby zapobiec zalaniu podbudowy i podłoża. Temperatura wody stosowanej do pielęgnacji nie powinna się różnić od temperatury betonu o więcej niż 7°C w celu uniknięcia szoku termicznego. Należy dostarczać wodę w sposób ciągły i jednorodny dla całej powierzchni, aby uniknąć pól o różnej wilgotności.
Rys. 3 Skutki niedostatecznej pielęgnacji lub jej braku wpływające na jakość powierzchni posadzki
Posadzka betonowa może być okryta mokrymi matami, przykryciami, które właściwie rozłożone i utrzymywane w wilgoci zapewniają ciągłe i równomierne zwilżanie płyty posadzki.
Wilgotne siano, słoma, ziemia lub piasek, choć stosowane, są zbyt pracochłonne dla dużych projektów i powodują odbarwienia powierzchni. Coraz częściej zastępowane są nawilżoną jutą. Dodatkowym efektem stosowania tego typu pielęgnacji jest możliwość obniżenia temperatury twardnienia betonowej płyty. Według zaleceń ACI [9], jeśli używamy piasku lub ziemi, to powinien być on rozsypany na przynajmniej 25-milimetrowej grubości i utrzymywany w wilgoci w okresie twardnienia płyty.
Mokre wykładziny powinny być układane na betonie jak najszybciej po zakończeniu operacji wykończeniowych, z dbałością o dokładne pokrycie krawędzi betonowych. Wykładziny powinny być stale mokre i pokrywać beton przez cały okres twardnienia. Na rynku są różne rodzaje mat, również takie, które odbijając światło, redukują wchłanianie ciepła z promieni słonecznych, lub inne, np. dwustronne (jutowe z jednej strony i polietylenowe z drugiej) dłużej utrzymujące wilgoć. Dostępne są również tkaniny zabezpieczone polietylenem, które nie plamią betonu jak niektóre maty, a często są lżejsze i bardziej wytrzymałe niż te oparte na płótnie.
Stosowanie mokrych przykryć jest najbardziej praktyczną i skuteczną metodą pielęgnacji posadzek.
Zobacz:
Pielęgnacja betonu – niedoceniany problem
Domieszki chemiczne do betonów
Technologia betonów o podwyższonej szczelności
Stosowane są również pokrycia i wykładziny zabezpieczające przed odparowywaniem wody, np. w postaci folii polietylenowych czy też innych szczelnych materiałów z tworzyw sztucznych, które są dostępne w formie arkuszy zarówno przezroczyste, jak też białe lub czarne i są łatwe do rozkładania. Białe są szczególnie polecane do przykrywania betonu narażonego na silne działanie promieni słonecznych. Pokrycia mogą jednak pozostawiać plamy na płycie i dlatego nie powinny być wykorzystywane do posadzek z kolorowego betonu lub gdy wygląd powierzchni płyty (jednorodność zabarwienia) jest szczególnie istotny. Folie powinny być rozłożone po zakończeniu wykonywania i wysunięte poza krawędzie płyty oraz dodatkowo uszczelnione taśmą, klejem lub przymocowane za pomocą desek lub piaskiem. Ponieważ folie mogą być bardzo śliskie, komunikacja na nich może być całkowicie niemożliwa. Wodoodporny papier ma takie same wady i zalety jak przykrycia z folii, z wyjątkiem tego, że odbarwienie jest mniej prawdopodobne. Papier powinien być w jasnym kolorze, krawędzie należy zabezpieczać szczelnie i na zakładkę i pozostawiać na czas trwania twardnienia betonu w płycie.
Posadzka betonowa może być zabezpieczana środkami błonkotwórczymi (folie w płynie). Są to preparaty w postaci ciekłej, tworzące po utwardzeniu membranę – jest to najczęściej stosowany sposób pielęgnacji betonu posadzek [9]. Zaletami tego rozwiązania są stosunkowo niskie koszty, wcześniejszy dostęp do podłogi, eliminacja konieczności monitorowania procesu twardnienia. Membrana powinna być chroniona przed uszkodzeniami spowodowanymi ruchem na budowie. Wadą tej metody jest niebezpieczeństwo niewystarczającego i nierównego pokrycia powierzchni. Płyn tworzący błonę powinien być stosowany jak najszybciej po zakończeniu operacji wykończeniowych, na wilgotne powierzchnie. Lepiej jest natryskiwać preparat maszynowo, możliwa jest też aplikacja ręczna, pod warunkiem że będzie wykonana z należytą starannością w celu zapewnienia jednorodnego i kompletnego pokrycia. Nakładanie ręczne można wykonać przez natryskiwanie lub malowanie wałkiem z szerokim krótkim włosem.
Posadzki betonowe ze względu na duże otwarte powierzchnie narażone są na intensywne parowanie, szczególnie w warunkach atmosferycznych, które to potęgują, jak np. upał, wiatr czy chłodne i suche powietrze, dlatego też należy je chronić przed zarysowaniami związanymi ze skurczem plastycznym.
Roboty posadzkowe powinny być wykonywane w temperaturze powyżej 3°C i bez bezpośredniego nasłonecznienia przez minimum siedem dni, bez opadów deszczu bezpośrednio na posadzkę przez 24 godziny od wylania mieszanki betonowej[8]. W normie [6] zapisano, że powierzchnię betonu należy chronić również cieplnie, tak aby temperatura powierzchni nie spadła poniżej 0oC, zanim beton osiągnie minimalną, wymaganą wytrzymałość w warstwie przypowierzchniowej, tj. 5 MPa. Jeśli panujące warunki cieplne są zmieniane, np. przez stosowanie nagrzewnic, należy zadbać o równomierne i jednorodne rozprowadzanie ciepła, tak aby nie doprowadzić do powstawania niekorzystnych pól o zmiennych warunkach cieplno-wilgotnościowych.
Pielęgnacja wodna powierzchni posadzek może powodować wypłukiwanie z betonu rozpuszczalnych soli, które mogą tworzyć wykwity i zmiany kolorystyczne na powierzchni (jasne plamy). Plastikowe lub papierowe powłoki-przekrycia mogą także pozostawiać ślady na betonie lub być przyczyną odbarwień. Podejmując decyzję o wyborze folii w płynie, warto pamiętać, że główną zaletą tej metody jest możliwość bardzo wczesnego rozpoczęcia pielęgnacji w najbardziej pożądanym momencie z punktu widzenia twardnienia betonu, natomiast główną zaletą stosowania arkuszy folii jest ich większa szczelność.
Niewłaściwa pielęgnacja betonu w posadzce skutkuje wieloma niepożądanymi efektami [15]. Prowadzi do obniżenia walorów estetycznych, niekiedy również znacząco pogarsza techniczne parametry posadzki i komfort użytkowania (rys. 3). Na przebieg pielęgnacji betonu posadzki składają się nie tylko celowe zabiegi pielęgnacyjne podejmowane przez wykonawcę, ale także rozmaite uwarunkowania środowiskowo-techniczne, wynikające z tempa robót narzuconego harmonogramem budowy. Najkorzystniej jest wykonywać posadzki po całkowitym zamknięciu obiektu (zadaszenie, bramy, okna), ponieważ tylko w takim przypadku można bezwzględnie zapewnić stabilne warunki dojrzewania i efektywne wykorzystanie zastosowanych metod pielęgnacji.
dr inż. Wioletta Jackiewicz-Rek
dr hab. inż., prof. PW Piotr Woyciechowski
Zakład Inżynierii Materiałów Budowlanych Politechnika Warszawska
Literatura
1. A.E. Neville, Właściwości betonu, Polski Cement, Kraków 2000.
2. P. Woyciechowski, W. Jackiewicz-Rek, Rola pielęgnacji w kształtowaniu trwałości betonu, „Materiały Budowlane” nr 5/2012.
3. W. Jackiewicz-Rek, P. Woyciechowski, Zapewnienie jakości posadzek betonowych poprzez pielęgnacje. Podłogi przemysłowe: Garaże, parkingi: projektowanie, wykonawstwo, naprawy, IV Seminarium Naukowo-Techniczne, Profi-Press, 2013.
4. PN-EN 206:2014 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
5. W. Jackiewicz-Rek, P. Woyciechowski, Pielęgnacja – klucz do zapewnienia trwałości betonu w konstrukcji, „Budownictwo, Technologie, Architektura” nr 3/2012.
6. PN-EN 13670:2011 Wykonywanie konstrukcji z betonu.
7. A. Sokalska, Z. Ściślewski, M. Suchan, Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych, część B, Roboty wykończeniowe, Zeszyt 3, Posadzki mineralne i żywiczne, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2012.
8. Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych, część B, Roboty wykończeniowe, Zeszyt 8, Posadzki betonowe utwardzone powierzchniowo preparatami proszkowymi, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2010.
9. ACI 302R-04, Guide for Concrete Floor and Slab Construction.
10. P. Woyciechowski, A. Chudan, Metody i środki pielęgnacji betonu. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjno-materiałowo-technologiczne, XXV Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji, Szczyrk 2010.
11. ACI 308R-01 Guide to Curing Concrete, 2001.
12. ACI 306R-10 Guide to Cold Weather Concreting.
13. ACI 305R-10 Guide to Hot Weather Concreting.
14. Standard techniczny, Wykonywanie i pielęgnacja betonu w warunkach obniżonych temperatur, IMBiTB, Warszawa 2011.
15. B. Chmielewska, G. Adamczewski, Wady i naprawy posadzek przemysłowych utwardzanych powierzchniowo, XXVI Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie budowlane” Międzyzdroje 2013.
Sprawdź: Produkty budowlane
