Tipps für das Gießen von Beton bei kaltem Wetter
Geschrieben von Juan Rodriguez | Besprochen von Kelly Bacon
Das Aushärten von Beton wird bei kaltem Wetter schwieriger, da frischer Beton mindestens die ersten 24 Stunden oder bis zum Erreichen einer Mindestfestigkeit von 500 Pfund pro Quadratzoll (psi) vor dem Einfrieren geschützt werden muss, damit er richtig aushärtet und seine maximale Festigkeit erreicht.
Beton, der in einem frühen Alter gefriert, kann viel von seiner Gesamtfestigkeit verlieren. Das American Concrete Institute (ACI) definiert das Betonieren bei kaltem Wetter gemäß ACI 306 als einen Zeitraum, in dem die durchschnittliche tägliche Lufttemperatur an mehr als drei aufeinanderfolgenden Tagen unter 40 Grad Celsius fällt und während mehr als der Hälfte eines beliebigen 24-Stunden-Zeitraums unter 50 Grad Celsius bleibt. Es gibt keinen Grund, auf das Gießen von Beton bei kaltem Wetter zu verzichten, vorausgesetzt, Sie können die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen treffen. Bei richtiger Ausführung ist Beton, der bei kalter Witterung gegossen wird, aufgrund der langsamen Aushärtung sogar fester als Beton, der bei heißer Witterung gegossen wird.Wenn Beton bei kalter Witterung verarbeitet wird, muss er kurz nach dem Gießen vor dem Einfrieren geschützt werden. Außerdem muss der Beton die nötige Festigkeit entwickeln können, um sicher entschalt werden zu können, und gleichzeitig müssen die Umstände reduziert werden, unter denen übermäßige Hitze angewendet werden muss, damit der Beton die nötige Festigkeit entwickelt.
Spitze
Wenn die Außentemperaturen unter 20 Grad Celsius liegen, ist es am besten, die Idee, Beton im Freien einzubauen, einfach aufzugeben, da die Hydratation bei solchen Temperaturen vollständig aufhört. Bei sehr niedrigen Außentemperaturen wird es sehr schwierig, die Temperatur auf der Baustelle hoch genug zu halten, um gute Ergebnisse zu erzielen, selbst mit Überdachungen und Isoliermatten.
Wenn Beton zu früh gefriert
Beton, der im frischen Zustand gefriert oder bevor er eine Festigkeit erreicht hat, die der mit dem gefrierenden Wasser verbundenen Ausdehnung widerstehen kann, erleidet einen dauerhaften Verlust an Festigkeit. Frühzeitiges Gefrieren kann die Endfestigkeit des Betons um bis zu 50 Prozent verringern. Wenn die Lufttemperatur zum Zeitpunkt des Gießens und Einbringens unter 40 Grad Celsius liegt und innerhalb der ersten 24 Stunden mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu rechnen ist, sollten die Bauunternehmer eine Reihe von empfohlenen Praktiken für das Betonieren bei kaltem Wetter befolgen.
Tipps zur Vorbereitung
Die ordnungsgemäße Aushärtung von Beton bei kalter Witterung kann durch bestimmte Vorbereitungsmaßnahmen verbessert werden:
- Bei kalter Witterung kann durch das Vorwärmen eines oder mehrerer der Bestandteile (Wasser und Zuschlagstoffe) sichergestellt werden, dass der Beton beim Gießen die richtige Temperatur aufweist. Anstatt den Portlandzement zu erhitzen, wird dazu das Wasser und/oder der Sand und der Kies vor dem Mischen erhitzt. Transportbetonhersteller haben diese Möglichkeit; im Allgemeinen verlässt der Beton das Werk in Lastwagen mit einer Temperatur von etwa 65 Grad Celsius. Beim Mischen kleinerer Mengen Beton vor Ort kann heißes Wasser verwendet oder der Zuschlagstoff vor dem Mischen in warmen Räumen gelagert werden.
- Die Mischungskomponenten müssen möglicherweise angepasst werden. In den meisten Fällen bedeutet dies eine Erhöhung des Zementanteils im Beton oder die Verwendung eines beschleunigenden chemischen Zusatzmittels, wie z. B. Kalziumchlorid mit einem Anteil von bis zu zwei Prozent.
- Verwenden Sie Portlandzement Typ III, einen Zement, der das Abbinden fördert, ohne die Qualität des Betons zu beeinträchtigen. Dies ist wichtig, da ein hoher Feuchtigkeitsgehalt zu Korrosionsproblemen bei der Stahlbewehrung führen kann.
- Vermeiden Sie die Verwendung von Flugasche oder Hüttenzement bei kaltem Wetter. Diese Materialien härten langsamer aus und erzeugen weniger Wärme im Inneren.
Tipps zum Gießen und Verlegen
Zusätzliche Praktiken während des Gießens und Einbringens können dazu beitragen, dass der Beton auch bei kalter Witterung richtig aushärtet:
- Sorgen Sie dafür, dass die Teams länger auf der Baustelle bleiben. Beton, der kalten Temperaturen ausgesetzt ist, braucht mehr Zeit, bis er ausgehärtet ist, was bedeuten kann, dass das Fertigstellungsteam länger anwesend sein muss.
- Windschutzwände können den Beton (und die Arbeiter) vor Wind schützen, der einen schnellen Temperaturabfall und eine zu schnelle Verdunstung verursachen kann. In der Regel sind Windschutzstreifen von etwa 1 m Höhe ausreichend.
- Möglicherweise sind beheizte Abdeckungen erforderlich. Diese können aus Holz, Planen oder Polyethylenplatten bestehen, oder Sie können handelsübliche Hartplastikgehäuse verwenden. Die Beheizung innerhalb des Gehäuses erfolgt am besten mit elektrischen Heizgeräten. Wenn Heizgeräte mit Brennstoff verwendet werden, ist es am besten, indirekt befeuerte Heizgeräte zu verwenden, bei denen die warme Luft von einer Brennereinheit im Freien in die Kabine geleitet wird. Eine weitere Möglichkeit ist ein Hydroniksystem, bei dem ein warmes Glykol-Wasser-Gemisch durch Rohre oder Schläuche durch den Innenraum zirkuliert.
Die Temperaturen für den Einbau und den Schutz von Beton bei kaltem Wetter sind in ACI 306 festgelegt und vorgeschrieben. Ziel der ACI 306 ist es, den Beton in den ersten 48 Stunden, in denen die Entwicklung der Betonfestigkeit von entscheidender Bedeutung ist, über 5 Grad Celsius warm zu halten. (Frischbeton, der in den ersten 24 Stunden gefroren ist, kann 50 Prozent seiner potenziellen 28-Tage-Festigkeit verlieren). Für hochfesten Beton, der keinen Frost-Tau-Zyklen ausgesetzt ist, reicht ein Tag bei Temperaturen über 40 Grad aus. Ein Betonfundament oder ein anderes Bauwerk, das in jungen Jahren hohen Belastungen ausgesetzt sein wird, benötigt jedoch mindestens 20 Tage bei einer Temperatur von mindestens 50 Grad.Denken Sie daran, dass die Aushärtung von Zement eine exotherme Reaktion ist, die von selbst Wärme erzeugt. Unter keinen Umständen darf der Beton innerhalb der ersten 24 Stunden nach dem Gießen und Einbringen gefrieren.
Aushärtungstipps
Schließlich gibt es Techniken, die Sie während des Aushärtungsprozesses anwenden können, um sicherzustellen, dass der Beton maximale Festigkeit erreicht:
- Werden Schalungen verwendet, lassen Sie sie so lange wie möglich an Ort und Stelle, da sie die Wärme speichern und dazu beitragen, dass der Beton nicht zu schnell trocknet. Ecken und Kanten sind am anfälligsten, und die Formen helfen bei der Wärmeabgabe.
- Lebensdampf kann in die Umhüllung des Betons gepumpt werden, um ein zu schnelles Austrocknen bei der in der kalten Jahreszeit üblichen niedrigen Luftfeuchtigkeit zu verhindern.
- Warten Sie vor der Fertigstellung, bis das gesamte Wasser verdunstet ist. Beton, der bei kaltem Wetter gegossen und eingebracht wird, härtet viel langsamer aus, so dass das Ausbluten auch später als erwartet beginnt. Stellen Sie sich darauf ein, dass Sie mehr Ausflusswasser zu verarbeiten haben, als dies beim normalen Betoneinbau üblich ist.
- Überprüfen Sie während der Aushärtung des Betons die Temperatur des Betons mit einer Infrarot-Temperaturpistole und vergewissern Sie sich, dass der Beton während der Aushärtungszeit eine Temperatur von mindestens 40 Grad Fahrenheit aufweist.
- Wenn das aktive Heizen eingestellt wird, muss eine zu schnelle Abkühlung des Betons verhindert werden. Dies kann durch schrittweises Absenken der Temperaturen innerhalb eines Gehäuses oder durch Abdecken des Betons mit Isoliermatten geschehen. Bei großen Bauwerken empfiehlt sich eine mehrtägige oder sogar wochenlange schrittweise Abkühlung. Das plötzliche Entfernen der Decken bei kaltem Wetter kann dazu führen, dass sich ein Temperaturunterschied zwischen der Außenseite des Betons und seiner Mitte aufbaut, was zu Rissen führen kann.
- Stellen Sie sicher, dass der Beton die für die verwendete Zementart empfohlene Zeitspanne aushärtet. Der ACI-Ausschuss 308 empfiehlt folgende Mindesthärtungszeiten:ASTM C 150 Typ I Zement, 7 TageASTM C 150 Typ II Zement, 10 TageASTM C 150 Typ III Zement, 3 TageASTM C 150 Typ IV oder V Zement, 14 TageASTM C 595, C 845, C 1157 Zemente, variabel
- Dichten Sie frisch ausgehärteten Beton ab, indem Sie ein Dichtungsmittel auftragen, um zu verhindern, dass Wasser von außen in den Beton eindringt. Betonversiegelungen verlängern die Lebensdauer des Betons und verringern das Risiko eines Aushärtungsfehlers. Verwenden Sie in extrem kalten Regionen nur eine atmungsaktive Betonversiegelung, die die Verdunstung von Feuchtigkeit ermöglicht.
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