Betonieren bei kaltem Wetter.

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1 Betonieren bei kaltem Wetter. Holcim (Süddeutschland) GmbH D Dotternhausen Telefon +49 (0) Telefax +49 (0)

2 Einleitung Der frische und junge Beton reagiert empfindlich auf tiefe Temperaturen und nimmt bei Frost Schaden. Die Gründe dafür sind: Die Festigkeitsentwicklung wird verlangsamt, je tiefer die Umgebungstemperatur liegt. Unter dem Gefrierpunkt kommt sie sogar zum Stillstand. Das Gefrieren des Wassers im Beton schädigt dessen Gefüge. Gefrierbeständigkeit Beton kann als gefrierbeständig gelten, wenn: sein Zementgehalt > 270 kg/m 3 liegt sein w/z-wert < 0,60 ist er vor starkem Feuchtezutritt geschützt ist er eine schnelle Festigkeitsentwicklung aufweist seine Temperatur während mindestens 3 Tagen > 10 C liegt. Zu beachten ist: Gefrierbeständige Betone erhärten nach einmaligem Durchfrieren zwar normal weiter; mehrfaches Durchfrieren überstehen aber auch solche Betone nicht. Luftporenbildner tragen nichts zur Gefrierbeständigkeit bei. Die Zugabe von Beschleunigern führt wohl zu einem schnelleren Erhärten; dies ist aber nur schwer kontrollierbar. Wenn bei kalter Witterung betoniert werden muss, empfiehlt sich ein Vorgehen nach den folgenden drei Phasen.

3 Phase 1 Planen und Vorbereiten Bei kaltem Wetter kann betoniert werden, wenn folgende Vorkehrungen getroffen werden: Anheben des Zementgehalts und/oder Verwenden von Zementen höherer Wärmeentwicklung (z.b. Riteno 5) bei sonst gleichen Ausgangsstoffen. Herabsetzen des w/z-werts mit einem Fließmittel (FM). Verlängern der Ausschalfristen und der Nachbehandlungsdauer. Verwenden von Materialien mit erhöhten thermischen Isolationseigenschaften für die Schalung (z.b. Holz) und für die Nachbehandlung (z.b. Thermomatten). Anheben der Frischbetontemperatur durch gezieltes Erwärmen des Zugabewassers und/ oder der Gesteinskörnung. Bauteil oder ganzes Gebäude vor Wärmeverlust und Luftzug schützen. Junger Beton ist vor Frost zu schützen. Die Gefrierbeständigkeit des jungen Betons ist dann erreicht, wenn er eine Druckfestigkeit von mindestens 5 N/mm 2 aufweist.

4 Phase 2 Einbringen und Verdichten Nicht auf gefrorenen Baugrund oder an gefrorene Bauteile betonieren. Schalungsflächen und Bewehrungen frei von Eis und Schnee halten, jedoch nie mit Wasser, sondern durch Wärmebehandlung. Der vorgewärmte Beton muss zügig in die von Schnee und Eis befreite Schalung eingebaut und sofort verdichtet werden. Den jungen Beton möglichst vor Wärmeentzug schützen. Nach Möglichkeit für den Betoneinbau keine Förderbänder verwenden. Beim Einbringen und während der Verarbeitung darf ohne besondere Maßnahmen der Frischbeton nicht kälter als + 5 C sein. Bei Betonoberflächen mit erhöhten Anforderungen wird empfohlen, die Frischbetontemperatur auf + 10 C zu erhöhen. Das Anmachwasser und die Gesteinskörnung sind gegebenenfalls vorzuwärmen.

5 Phase 3 Nachbehandlung Die Nachbehandlung hat unmittelbar nach Ende des Betoneinbaus oder der Oberflächenbearbeitung zu erfolgen. Bei kalten Temperaturen muss der Beton unmittelbar nach dem Einbringen vor Wärmeentzug geschützt werden. Dazu eignet sich das Abdecken mit Thermomatten. Kann die Thermomatte nicht direkt auf die Betonoberfläche gelegt werden, ist der Beton vor Zugluft zu schützen (Einhausung). Während der Erhärtungszeit muss der Beton nicht nur vor Wärme-, sondern auch vor Feuchtigkeitsverlust geschützt werden, weil bei kaltem und/oder trockenem Wetter der Feuchtigkeitsgehalt der Luft sehr gering ist. Art und Dauer der Nachbehandlung hängen ab von den Witterungsbedingungen und der Betonfestigkeitsentwicklung, dem Verhältnis f cm2 /f cm28. Bei massigen Bauteilen ist die DAfStb-Richtlinie»Massige Bauteile aus Beton«zu beachten. Bauteil oder ganzes Gebäude während einiger Stunden oder Tage thermisch nachbehandeln durch Heizen und Einhausen, bis die Gefrierbeständigkeit erreicht ist.

6 Betontemperatur Frischbetontemperatur Die gewünschte Frischbetontemperatur lässt sich durch Erwärmen der Ausgangsstoffe erreichen. Vereinfachte Formel für die Berechnung der Frischbetontemperatur: Verkaufspreis 4, ,5 O T b = 0,7 x T g + 0,2 x T w + 0,1 x T z T b = Betontemperatur in C T g = Temperatur der Gesteinskörnung in C T w = Wassertemperatur in C T z = Zementtemperatur in C Beispiel: Temperatur der Gesteinskörnung T g = 8 C Wassertemperatur T w = 10 C Zementtemperatur T z = 50 C T b = 0,7 x 8 + 0,2 x ,1 x 50 = 12,6 C = Betontemperatur Lufttemperatur Mindesttemperatur des Frischbetons beim Einbau +5 C bis 3 C +5 C im allgemeinen Fall +10 C bei < 240 kg/m 3 Zement oder bei NW-Zementen < 3 C + 10 C sollte mindestens 3 Tage lang gehalten werden

7 Betontemperatur Druckfestigkeit [MPa] T = + 20 C T = + 5 C Zeit nach Herstellung [Stunden] Frühfestigkeitsentwicklung bei unterschiedlichen Zementen (CEM 32,5 R: untere Begrenzung, CEM 52,5 R: obere Begrenzung) und verschieden hohen Außentemperaturen (+5 und +20 C) 30 Frischbetontemperatur [ C] T krit = 5 C Umgebungstemperatur: 0 C Zeit nach Einbringen [Stunden] Ungeschützter Frischbeton kühlt nach dem Einbau rasch aus. Der Temperaturverlust beträgt rund 3 C pro Stunde

8 Nachbehandlungsdauer Expositions- Erforderliche Mindestdauer klasse Festigkeit im der Nachbehandlung oberflächennahen Bereich X0, XC1 0,5 Tage (mindestens 12 Stunden) Alle Klassen, außer X0, XC1, XM 0,5 f ck Werte der Tabelle unten XM 0,7 f ck Werte der Tabelle unten verdoppeln 1) Festigkeitsentwicklung des Betons: r = f cm2 /f cm28 Oberflächen- r 0,50 r 0,30 r 0,15 r < 0,15 temperatur T [ C] 2) schnell mittel langsam sehr langsam > T > T > T ) f cm2 bzw. f cm28 bezeichnen die Mittelwerte der Druckfestigkeit nach 2 bzw. 28 Tagen. 2) Anstelle der Oberflächentemperatur des Betons darf die Lufttemperatur angesetzt werden.

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