Przerwy robocze w konstrukcjach żelbetowych

Betonowanie to jeden z najbardziej fundamentalnych procesów na każdej budowie. Chociaż idealnie byłoby wykonać każdy element konstrukcyjny za jednym zamachem, w praktyce często jest to niemożliwe. Wielkość konstrukcji, ograniczona wydajność betoniarni czy po prostu logistyka budowy zmuszają nas do przerywania prac. Właśnie wtedy pojawia się konieczność wykonania przerw roboczych. Choć są one nieuniknione, ich niewłaściwe wykonanie może drastycznie obniżyć trwałość i bezpieczeństwo całej konstrukcji. W tym artykule zagłębimy się w świat przerw roboczych, omawiając zasady ich wykonywania w stropach, belkach i ścianach, aby Twoja budowa była solidna od fundamentów aż po dach.

Czym jest przerwa robocza i dlaczego jest tak ważna?

Przerwa robocza to nic innego jak celowe miejsce przerwania procesu betonowania elementu żelbetowego. Po związaniu pierwszej partii betonu, a przed wylaniem kolejnej, tworzy się w tym miejscu specyficzny "szew" – styk starego betonu z nowym. To połączenie jest kluczowe i jednocześnie potencjalnie najsłabszym punktem konstrukcji, jeśli nie zostanie wykonane z należytą starannością.

Główne powody ich powstawania są różnorodne:

• Ograniczenia technologiczne: Wydajność sprzętu do transportu i pompowania betonu, a także moc przerobowa betoniarni, często nie pozwalają na jednorazowe zabetonowanie bardzo dużych elementów.

• Wielkość i kształt elementu: Rozległe płyty stropowe czy długie belki po prostu nie da się wykonać w ciągu jednego dnia roboczego.

• Logistyka i organizacja pracy: Zmiany robocze, dostępność wykwalifikowanych pracowników czy harmonogram dostaw betonu wymuszają przerwy.

• Warunki atmosferyczne: Nagłe załamanie pogody, intensywne opady deszczu, silny wiatr czy skrajne temperatury (zarówno mróz, jak i upał) mogą zmusić do wstrzymania prac.

Dlaczego przerwy robocze są tak ważne? Niewłaściwie wykonana przerwa tworzy płaszczyznę osłabienia, która może negatywnie wpłynąć na:

• Nośność konstrukcji: Ryzyko powstawania pęknięć, utraty zdolności przenoszenia sił ścinających czy zginających w miejscu styku.

• Trwałość: Umożliwia wnikanie wilgoci, dwutlenku węgla (karbonatyzacja) i innych agresywnych substancji do wnętrza betonu, co prowadzi do korozji zbrojenia i w konsekwencji do degradacji konstrukcji.

• Wodoszczelność: W przypadku elementów takich jak stropy garaży podziemnych czy ściany piwnic, nieszczelne przerwy robocze są główną przyczyną przecieków.

Gdzie NIE powinno być przerw roboczych? (Zasady ogólne)

Podstawową zasadą jest unikanie przerw roboczych w miejscach, gdzie konstrukcja jest najbardziej obciążona i gdzie występują największe naprężenia.
Nigdy nie należy lokalizować przerw w newralgicznych punktach, takich jak:

• Strefy największych momentów zginających (zarówno dodatnich, jak i ujemnych).

• Strefy największych sił ścinających (najczęściej w pobliżu podpór).

• Bezpośrednio w miejscach skupienia dużych sił, np. pod słupami.

W idealnym świecie lokalizację przerw roboczych powinien wskazywać projektant konstrukcji w projekcie wykonawczym, biorąc pod uwagę schemat statyczny i rozkład naprężeń.

Przerwy robocze w poszczególnych elementach konstrukcyjnych

Przyjrzyjmy się teraz konkretnym zasadom dotyczącym poszczególnych elementów.

3.1. Stropy

Stropy to często duże, płaskie powierzchnie, których nie sposób zabetonować za jednym razem.

• Gdzie lokalizować?

  • Przerwy w stropach najczęściej lokalizuje się w 1/3 lub 1/4 rozpiętości płyty od podpory, w strefach, gdzie momenty zginające są relatywnie niskie, a siły ścinające nie są dominujące.

  • W przypadku belek ciągłych lub płyt wieloprzęsłowych, idealnym miejscem jest tzw. punkt przegięcia, czyli miejsce, gdzie moment zginający przechodzi przez zero.

  • Zawsze unikamy przerw nad podporami (gdzie występują duże momenty ujemne i siły ścinające) oraz w środku rozpiętości płyty swobodnie podpartej (gdzie występują duże momenty dodatnie).

• Jak wykonywać?

  • Przerwę wykonuje się prostopadle do głównego zbrojenia (nie pod kątem!), aby zapewnić efektywne przenoszenie naprężeń.

  • Kluczowe jest uszorstnienie powierzchni starego betonu. Można to zrobić mechanicznie (piaskowanie, groszkowanie) lub stosując specjalne siatki stalowe (np. typu Fradit) bądź profilowane kształtki z blachy perforowanej, które umieszcza się w szalunku przed betonowaniem. Zapewniają one lepsze zespolenie starego betonu z nowym.

  • Przed wznowieniem betonowania powierzchnię starego betonu należy dokładnie oczyścić z luźnych cząstek i mleczka cementowego, a następnie intensywnie zwilżyć wodą (bez tworzenia kałuż!), aby nie "odciągał" on wody zarobowej z nowego betonu.

  • Wibrowanie nowego betonu powinno być szczególnie staranne w strefie styku ze starym betonem, aby zapewnić pełne wypełnienie i zagęszczenie.

3.2. Belki

W przypadku belek, które są elementami liniowymi, lokalizacja przerw jest równie istotna.

• Gdzie lokalizować?

  • Przerwy w belkach najczęściej lokalizuje się w 1/3 lub 1/4 rozpiętości od podpory, czyli tam, gdzie momenty zginające są relatywnie mniejsze niż w środku rozpiętości czy nad podporą.

  • Zawsze unikamy stref największego ścinania (blisko podpór) oraz największego zginania (środek rozpiętości dla belek swobodnie podpartych).

  • Przerwa musi być zawsze prostopadła do osi belki.

• Jak wykonywać?

  • Zasady wykonania są podobne jak w stropach: należy dokładnie uszorstnić powierzchnię, oczyścić ją i zwilżyć przed wznowieniem betonowania.

  • Ważne jest, aby zbrojenie główne i strzemiona przechodziły ciągle przez przerwę.

  • Jeśli belka jest zespolona ze stropem, przerwa robocza często jest wspólna dla obu elementów.

3.3. Ściany

Betonowanie wysokich ścian również wymaga stosowania przerw roboczych.

• Gdzie lokalizować?

  • Najbardziej typowym i logistycznie najprostszym miejscem jest poziom stropu, czyli na styku ściana-strop. Pozwala to na jednorazowe zabetonowanie ściany do tej wysokości.

  • W przypadku bardzo wysokich ścian, przerwy mogą być wykonywane poziomo co kilka metrów wysokości.

  • Zawsze unikamy przerw w miejscach, gdzie występują duże otwory (np. drzwi, okna) lub ich bezpośrednie sąsiedztwo, aby nie osłabiać tych newralgicznych stref.

• Jak wykonywać?

  • Przerwy w ścianach powinny być wykonywane poziomo, prostopadle do osi ściany.

  • Kluczowe jest uszorstnienie powierzchni starego betonu. Często stosuje się specjalne listwy profilowane w szalunku, które po zdjęciu tworzą ząbkowaną powierzchnię, lub mechanicznie frezuje się stary beton.

  • Dokładne wibrowanie betonu w strefie styku jest niezbędne, aby zapobiec powstawaniu pustek i zapewnić pełne wypełnienie.

  • W przypadku ścian piwnicznych lub innych elementów mających zapewniać wodoszczelność, przerwy robocze wymagają szczególnej uwagi. Często stosuje się wtedy dodatkowo specjalne taśmy uszczelniające (tzw. taśmy bentonitowe lub PVC), które wkleja się w starą warstwę betonu przed betonowaniem kolejnej.

Ogólne zasady i dobre praktyki wykonawcze

Niezależnie od elementu, istnieją uniwersalne zasady, których należy przestrzegać:

• Projektowanie: Lokalizacja i sposób wykonania przerw roboczych powinny być zawsze uwzględnione w projekcie konstrukcyjnym. To projektant ponosi odpowiedzialność za wskazanie bezpiecznych miejsc.

• Przygotowanie podłoża:

  • Powierzchnia starego betonu musi być dokładnie oczyszczona z luźnych części, mleczka cementowego, kurzu i wszelkich zanieczyszczeń (np. za pomocą szczotkowania, piaskowania, groszkowania).

  • Na kilka godzin przed wznowieniem betonowania należy ją intensywnie zwilżyć wodą, tak aby beton był nasycony, ale bez stojących kałuż. Zapobiega to gwałtownemu odciąganiu wody zarobowej z nowej mieszanki, co mogłoby osłabić strefę styku.

  • W niektórych przypadkach, np. przy naprawach czy wzmocnieniach, stosuje się specjalne warstwy sczepne (np. z zaprawy cementowej z dodatkiem polimerów).

• Betonowanie:

  • Należy używać betonu o odpowiednich parametrach, zgodnych z projektem.

  • Szczególną uwagę należy zwrócić na starannie wibrowanie nowego betonu w strefie styku ze starym, aby zapewnić pełne wypełnienie przestrzeni i zagęszczenie.

  • Zbrojenie musi przechodzić ciągle przez przerwę – nigdy nie wolno go przerywać w miejscu przerwy roboczej!

• Pielęgnacja: Po zakończeniu betonowania nowej partii betonu, niezwykle ważna jest jego prawidłowa pielęgnacja. Obejmuje to zwilżanie powierzchni, ochronę przed słońcem, wiatrem i zbyt szybkim wysychaniem (co może prowadzić do rys skurczowych), a także ochronę przed mrozem.

• Kontrola: Każde wykonanie przerwy roboczej powinno być nadzorowane przez doświadczonego kierownika budowy lub inspektora nadzoru, aby upewnić się, że wszystkie zasady zostały zachowane.