Prowadzenie robót betonowych w temperaturach poniżej +5°C wymaga szczególnej staranności. W warunkach obniżonych temperatur mieszanka betonowa wolniej wiąże, a jej wczesna wytrzymałość jest niższa, co zwiększa ryzyko uszkodzeń na skutek zamarzania. Z tego względu niezbędne jest stosowanie technologii wspomagających, a w szczególności domieszek chemicznych o właściwościach przeciwmrozowych. Odpowiednio dobrane preparaty umożliwiają bezpieczne betonowanie nawet w temperaturach sięgających -10°C, bez pogorszenia trwałości czy parametrów wytrzymałościowych konstrukcji.
Temperatura krytyczna i potrzeba przyspieszenia wiązania
Według wytycznych zawartych w PN-EN 206 oraz zaleceniach ITB, dolną granicą bezpiecznego betonowania bez dodatkowych zabiegów jest temperatura otoczenia na poziomie +5°C. Poniżej tej wartości, przy braku odpowiednich środków ochronnych, znacznie wydłuża się czas wiązania i twardnienia mieszanki, a przy spadku temperatury poniżej 0°C istnieje ryzyko zamarznięcia wody zarobowej, co prowadzi do nieodwracalnych uszkodzeń strukturalnych.
Zastosowanie domieszek przeciwmrozowych umożliwia przyspieszenie hydratacji cementu, tak by świeży beton osiągnął wytrzymałość około 5 MPa przed potencjalnym zamarznięciem. Osiągnięcie tej granicy znacząco zmniejsza ryzyko destrukcji w wyniku działania niskich temperatur.
Skład chemiczny – tylko bezpieczne związki
W nowoczesnej technologii betonu – zwłaszcza przy elementach zbrojonych – niedopuszczalne jest stosowanie domieszek zawierających jony chlorkowe, ze względu na ich silne działanie korozyjne wobec stali. Zgodnie z PN-EN 934-2, chlorki są zakazane w domieszkach do betonu konstrukcyjnego.
Zamiast nich stosuje się azotan (V) wapnia, który pełni podwójną funkcję – przyspiesza reakcje hydratacyjne oraz obniża temperaturę krystalizacji cieczy porowej. Azotan wapnia jest kompatybilny z cementem portlandzkim oraz cementami wieloskładnikowymi, a przy prawidłowym dozowaniu nie wpływa negatywnie na trwałość betonu.
Zasady dozowania i mieszania
Typowe dozowanie domieszek przeciwmrozowych opartych na azotanie wapnia wynosi od 1,0% do 3,0% masy cementu, w zależności od temperatury otoczenia, rodzaju cementu oraz zamierzonego tempa przyrostu wytrzymałości. Domieszkę należy dodać do wody zarobowej lub bezpośrednio do mieszanki w betoniarce, przy czym należy zwiększyć czas mieszania o co najmniej 60 sekund, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie środka.
Temperatura świeżej mieszanki po załadunku powinna wynosić co najmniej +5°C, co można osiągnąć poprzez podgrzewanie kruszywa lub wody zarobowej. W temperaturach poniżej -5°C dodatkowo zaleca się stosowanie osłon lub ogrzewania powierzchni betonowanych elementów, aby ograniczyć straty ciepła i umożliwić prawidłowe dojrzewanie.
Kompatybilność z innymi domieszkami
Domieszki przeciwmrozowe można skutecznie łączyć z plastyfikatorami i superplastyfikatorami, co pozwala na redukcję ilości wody zarobowej i poprawę szczelności betonu. Przy łączeniu ich z domieszkami napowietrzającymi należy zachować ostrożność – niektóre połączenia mogą prowadzić do nadmiernego napowietrzenia lub niepożądanych zmian w konsystencji mieszanki. Zawsze należy przeprowadzić próbę technologiczno-laboratoryjną dla konkretnego składu recepturowego.
Wytrzymałość w niskich temperaturach
Przy prawidłowym stosowaniu domieszek na bazie azotanu wapnia, beton osiąga wymagane minimum 5 MPa nawet w temperaturze -5°C w ciągu 24–48 godzin. Warto jednak pamiętać, że tempo dojrzewania betonu zimą jest wyraźnie wolniejsze niż w warunkach standardowych (20°C i wilgotność 95%), dlatego ostateczne parametry wytrzymałościowe mogą być osiągane z opóźnieniem – nawet do 56 dni.
Podsumowanie
Technologia zimowego betonowania wymaga nie tylko doświadczenia wykonawczego, ale i precyzyjnego doboru domieszek chemicznych. Preparaty oparte na azotanie (V) wapnia to obecnie najbardziej efektywne i bezpieczne rozwiązanie, umożliwiające kontynuację prac nawet w ujemnych temperaturach. Warunkiem sukcesu jest jednak właściwe ich stosowanie – zgodnie z zaleceniami producenta i aktualnymi normami, przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniej temperatury mieszanki oraz skutecznej ochrony termicznej po ułożeniu betonu.
