wplyw niskich temp na dojrzewanie betonu. [tryb zgodności]

Mrozoodporność betonu i 

betonowanie w okresie 

obniżonych temperatur 

Autorzy: 

Mateusz Stępczak 

Kamil Laskowski

Okres obniżonych temperatur 

Z doświadczenia wynika, że szkodliwy wpływ zamrożenia 

”młodego” betonu, który nie osiągnął jeszcze właściwej 

wytrzymałości, przy której beton staje się odporny na 

uszkodzenie w wyniku niskich temperatur, jest 

bagatelizowany nie tylko przez początkujących inżynierów, 

ale również przez doświadczoną kadrę która dobrze wie, że 

niewłaściwa pielęgnacja betonu w okresie zimowym może 

prowadzić nawet do katastrofy budowlanej.

Okres obniżonych temperatur


Okres obniżonych temperatur można podzielić na czas, gdy: 

• Średnia temp dobowa waha się w granicach 1-10 o C (przy 

czym nie występują okresy temperatur poniżej 0o czym nie występują okresy temperatur poniżej 0 C). o C). 

• Średnia temp dobowa wynosi mniej niż 5 o C i występują 

okresy temperatur poniżej 0 o C. 

• Średnia temp dobowa spada poniżej 0 o C i nie występują 

okresy temperatur powyżej 0 o C.


Temperatury od 1-10 o C 

Nie mają szkodliwego wpływu grożącego uszkodzeniem 

betonu w konstrukcji i obniżeniem jego jakości, jednakże 

powodują, że procesy wiązania cementu w betonie i 

twardnienia betonu przebiegają wolniej. Beton w takich 

warunkach temperaturowych nie osiąga właściwej 

wytrzymałości na ściskanie w przewidzianym normą okresie 

28dni. Z tego względu będzie również opóźniony proces 

rozdeskowania konstrukcji.


Temperatury mniejsze od 0 o C 

Mają szkodliwy wpływ na „młody beton”. Niszczenie 

mikrostruktury twardniejącego betonu występuje przy temp. 

Określanej jako temp. Krytyczna dla której w betonie 

zamarza ok. 50% wody. Waha się ona od -1 o C do -5 o C


Szkodliwość zamarzającej wody przejawia się na kilku 

płaszczyznach: 

tworzy kryształy, które po stopieniu się pozostawiają 

pustki obniżające wytrzymałość betonu, 

zwiększa objętość o około 10%, co może doprowadzić do 

spękań i rys w wyniku powstawania naprężeń 

przekraczających wytrzymałość młodego betonu, 

nie może brać udziału w procesie hydratacji cementu.

Ochrona dojrzewającego betonu w 

okresie obniżonych temperatur 

1.Modyfikacja 

składu mieszanki. 

2.Zastosowanie 

metody zachowania 

ciepła betonu w 

konstrukcji. 

Metody 

postepowania 

3. Podgrzewanie 

betonu. 

4.Pielęgnacja przez 

tzw. „metodę 

cieplaków”.

1.Modyfikacja składu mieszanki 

zamówienie betonu o niższym w/c, 

podwyższenie klasy betonu w stosunku do 

projektu, 

stosowanie cementów o wysokim cieple 

hydratacji, 

zamówienie tzw. „ciepłego betonu”, 

zamówienie betonu z domieszką 

przyspieszającą przyrost wytrzymałości.

2.Zastosowanie metody zachowania 

ciepła betonu w konstrukcji 

Osłonięcie konstrukcji materiałami 

ciepłochronnymi, które zabezpieczają 

beton przed utratą ciepła.

Metoda zachowania ciepła betonu w 

konstrukcji

3. Podgrzewanie betonu 

podgrzewanie ciepłym powietrzem lub 

parą wodną pod specjalnie 

przygotowanymi osłonami, 

podgrzewanie matami grzejnymi, 

zastosowanie elektronagrzewu.

3. Narodowe Forum Muzyki. 

Dzięki zastosowaniu elektronagrzewu 

możliwe było prowadzenie robót 

betonowych nawet przy temperaturze 

powietrza -15 o C

3. NFM

3.NFM

4.Pielęgnacja przez tzw. „metodę 

cieplaków” 

Wykonanie konstrukcji w tunelach stałych 

lub przesuwnych, w których zapewnione są 

odpowiednie warunki temperaturowe i 

wilgotnościowe.

Ocena wytrzymałości. 

Beton może być poddany wpływowi temperatur ujemnych 

pod warunkiem uzyskania takiej wytrzymałości, przy której 

zamrożenie i rozmrożenie nie wpłynie na jego końcową 

jakość. 

Rozróżnia się dwa rodzaje odporności betonu na zamrożenie: 

warunkową, 

pełna.

Odporność warunkowa. 

Beton osiąga minimalną wytrzymałość, przy której 

może ulec zamrożeniu bez szkodliwego wpływu na jego 

parametry i nie jest narażony na dostęp wody z 

otoczenia.

Odporność pełna 

Beton osiąga możliwość jednokrotnego zamrożenia i 

odmrożenia przy narażeniu wykonanego elementu na 

działanie czynników atmosferycznych.

Ocena wytrzymałości 

Sposoby oceny wytrzymałości: 

na podstawie próbek przechowywanych w pobliżu 

konstrukcji, 

Tabel określających najkrótszy czas w jakim beton może 

być narażony na zamrożenie, 

zastosowanie urządzeń, które w wyniku pomiaru temp. 

Betonu automatycznie oszacowują dojrzałość betonu w 

konstrukcji.

Rozwój wytrzymałości betonu C30/37 dla 

różnych temp. na podstawie dojrzałości 

betonu

Dobry plan zapewnienia jakości 

Kłopoty z wykonaniem konstrukcji betonowych w 

warunkach obniżonych temperatur pojawiają się już na 

etapie wyceny wykonania konstrukcji, w którym bardzo 

często koszty związane z pielęgnacją betonu są 

niedoszacowane. Również w trakcie przygotowania budowy 

często pomija się w projekcie organizacji robót część 

dotyczącą pielęgnacji.

Dobry plan zapewnienia jakości. 

Należy również pamiętać: 

o konieczności odpowiedniego przygotowania deskowania 

i zbrojenia, 

O sposobie układania mieszanki, który nie dopuszczałby 

do nadmiernego jej wychłodzenia w tym czasie, 

Opisie metody określania wytrzymałości betonu w 

konstrukcji.

Budynek garażowo-magazynowy, który uległ 

katastrofie w wyniku przemrożenia betonu.

Mrozoodporność betonu 

• Zamarzająca woda w porach betonu zwiększa objętość o około 

10%. Powoduje to naprężenia wewnątrz betonu, które mogą 

być przyczyną spękań. Ilość uszkodzeń zwiększa się w 

przypadku cyklicznego zamrażania i rozmrażania betonu. 

Destrukcja betonu zależy od stopnia nasycenia wodą.

Napowietrzanie zaczynu cementowego 

• system równomiernie rozproszonych drobnych, kulistych 

pęcherzyków powietrza na ogół o wymiarach 10-300µm; 

• powstawanie odpowiedniej ilości buforów powietrznych, które 

są w stanie przejąć nadmiar wody wypychanej ze strefy 

formowania się lodu podczas zamrażania betonu; 

• mieszanki napowietrzone są bardziej spoiste, sedymentacja 

ulega zmniejszeniu, woda nie oddziela się od mieszanki 

betonowej;

Napowietrzanie zaczynu cementowego 

• ograniczenie segregacji składników podczas transportu i 

układania; 

• poprawa urabialności, konsystencji i lepkości mieszanki; 

• wzrost porowatości całkowitej betonu, czemu towarzyszy 

strata wytrzymałości na ściskanie- przyjmuje się że 1% 

powietrza powoduje zmniejszenie wytrzymałości o około 5,5%.

Mrozoodporność a wskaźnik W/C 

• wraz z obniżeniem wskaźnika w/c maleje ilość porów 

kapilarnych oraz ich przekroje ale w wyniku tego 

wzrastają opory hydrauliczne – niewielka ilość wody, 

która nie ma miejsca na przekształcenie się w lód, może 

wygenerować ciśnienie wielokrotnie przekraczające 

wytrzymałość betonu;


• stosowanie domieszek uplastyczniających pozwala na 

wykonanie mieszanki ze zmniejszoną ilością wody przy 

nie zmienionym stosunku W/C co jest bardzo korzystne z 

punktu widzenia mrozoodporności; 

• niska wartość współczynnika W/C daje większą 

szczelność struktury betonu co powoduje wolniejsze 

wchłanianie wody;


• utrzymanie stosunku W/C w zakresie 0,34-0,45 pozwala 

na wykonanie betonów o korzystnych właściwościach 

wytrzymałościowych i fizycznych. W kontekście 

mrozoodporności dotyczy to przede wszystkim 

porowatości, rozkładu wielkości porów, 

przepuszczalności, nasiąkliwości i podciągania 

kapilarnego.

Wpływ cementu na mrozoodporność betonu 

• cementy z dużą (tzn. >0,8%) zawartością alkaliów 

(K2O,N2O, rozpuszczalne siarczany) powodują 

utrudnienie w napowietrzaniu mieszanki; 

• istotna jest także miałkość cementu – stopień zmielenia 

cementu nie może być zbyt duży, ponieważ drobniej 

zmielone cementy powodują utrudnienie w 

napowietrzaniu;

Wpływ cementu na mrozoodporność betonu 

• mrozoodporne są cementy wysokoalitowe oraz cementy 

odporne na działanie siarczanów; 

• mniejszą mrozoodpornością cechują się cementy 

pucolanowe, najmniejszą cementy hutnicze; 

• generalnie skład cementu wpływa na efektywność 

działania środków napowietrzających;

Wpływ kruszywa na mrozoodporność betonu 

• duże znaczenie ma tekstura kruszywa, obecność porów o 

określonych wymiarach, zdolność ziaren do pochłaniania 

wody zamarzającej w temperaturach eksploatacyjnych; 

• decydującym parametrem jest porowatość kapilarna 

kruszywa;

Wpływ kruszywa na mrozoodporność betonu 

• o trwałości struktury materiału kruszywa w dużym 

stopniu decydują wymiary porów oraz rozmieszczenie 

pustek powietrza wewnątrz ziaren kruszywa oraz pory 

znajdujące się w warstwie kontaktowej między 

kruszywem a zaczynem cementowym;

Mrozoodporność betonów zawierających popiół 

lotny i granulowany żużel wielkopiecowy 

Wpływ pylastych dodatków mineralnych na szczelność i 

charakterystyki geometryczne porów jest różny: 

• bezpośredni wpływ na zjawiska fizyczne w mieszance: 

wodożądność, spójność, urabialność, tarcie, zdolność do 

sedymentacji, wpływ na aktywność domieszek 

chemicznych;



• zdolność do wytwarzania z innymi chemicznie aktywnymi 

składnikami struktur mineralnych o podwyższonej 

trwałości i wytrzymałości; 

• czysto fizyczne uszczelnianie stwardniałego zaczynu 

cementowego.



Z punktu widzenia mrozoodporności istotny wpływ ma: 

• redukcja objętości porów kapilarnych; 

• niska przepuszczalność betonu, ale…



• dogęszczenie struktury betonu w wyniku zastosowania 

dodatków mineralnych bez całkowitego wyeliminowania 

obecności porów kapilarnych powoduje, że nawet 

niewielka ilość wody znajdującej się wewnątrz betonu 

może powodować poważne uszkodzenia.



Z praktycznego punktu widzenia: 

• popiół lotny wprowadzony do mieszanki betonowej w 

ilościach do 20% całkowitej masy cementu nie wywiera 

szkodliwego wpływu na zamrażanie i odmrażanie betonu 

napowietrzonego; 

• popioły lotne i granulowany żużel wielkopiecowy ze 

względu na zmienne właściwości powodują kłopoty z 

napowietrzaniem – wymaga to starannego doboru środka 

napowietrzającego;

Badanie mrozoodporności betonu 

• Badanie mrozoodporności betonu przeprowadza się przy 

zastosowaniu metod polegających na cyklicznym 

zamrażaniu i rozmrażaniu próbek betonu w wodzie. 

Sprawdza się w ten sposób czy po przeprowadzaniu 

wymaganej liczby cykli zmrażania i rozmrażania ubytek 

masy i spadek wytrzymałości nie przekroczy 

dopuszczalnych wartości.

Bibliografia 

• Z.Jamroży, Beton i jego technologie, PWN2000 

• A.M. Neville „Właściwości betonu” 

• Wpływ niskich temperatur. mgr inż. Krzysztof 

Kuniczuk, Builder nr2 luty 2011 str.84-86

wplyw niskich temp na dojrzewanie betonu. [tryb zgodności]

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?