Beton-Seminare 2010 Wolfgang Schäfer BetonMarketing Ost · langsam ϑ ≥ 15 1 2 4 15 > ϑ ≥ 10...
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Nachbehandlung –Stiefkind der Betontechnik ?
Beton-Seminare 2010
Wolfgang SchäferBetonMarketing Ost
www.beton.org
BetonMarketing Ost© 20102
Nachbehandlung von Betonoberflächen
sichert maßgeblich die Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen
stellt vor allen Dingen die Dichtheit der Betonrandzone sicher
vermeidet Frühschwindrisse
ist (leider nur) eine Nebenleistung (VOB/C, DIN 18331)
BetonMarketing Ost© 20103
Nachbehandlungsziele
Schutz vor
vorzeitigem Austrocknen (Wind, Sonne, trockene Kälte)
extremen Temperaturen und schroffen Temperaturwechseln
Niederschlägen (Auswaschen)
vorzeitiger Einwirkung von Fremdstoffen (Öl, Taumittel)
schädlichen Erschütterungen
BetonMarketing Ost© 20104
Nachbehandlungsziele
Schutz vor
vorzeitigem Austrocknen (Wind, Sonne, trockene Kälte)
extremen Temperaturen und schroffen Temperaturwechseln
Niederschlägen (Auswaschen)
vorzeitiger Einwirkung von Fremdstoffen (Öl, Taumittel)
schädlichen Erschütterungen
BetonMarketing Ost© 20105
Nachbehandlungsziele
Schutz vor
vorzeitigem Austrocknen (Wind, Sonne, trockene Kälte)
extremen Temperaturen und schroffen Temperaturwechseln
Niederschlägen (Auswaschen)
vorzeitiger Einwirkung von Fremdstoffen (Öl, Taumittel)
schädlichen Erschütterungen
BetonMarketing Ost© 20106
Nachbehandlungsziele
Schutz vor
vorzeitigem Austrocknen (Wind, Sonne, trockene Kälte)
extremen Temperaturen und schroffen Temperaturwechseln
Niederschlägen (Auswaschen)
vorzeitiger Einwirkung von Fremdstoffen (Öl, Taumittel)
schädlichen Erschütterungen
BetonMarketing Ost© 20107
Nachbehandlungsziele
Schutz vor
vorzeitigem Austrocknen (Wind, Sonne, trockene Kälte)
extremen Temperaturen und schroffen Temperaturwechseln
Niederschlägen (Auswaschen)
vorzeitiger Einwirkung von Fremdstoffen (Öl, Taumittel)
schädlichen Erschütterungen
BetonMarketing Ost© 20108
Frühschwinden, Kapillarschwinden, plastisches Schwinden
Austrocknung der Oberfläche durch Sonne, Wind, hohe Temperaturen, geringe Luftfeuchtigkeit
"wilde", oft netzartige Rissbildungen bis mehrere Millimeter Breite,bis mehrere Millimeter Tiefe
durch Windeinfluss Ausrichtung der Risse
Haarrisse mit Risstiefen von 1 bis 2 mm kein technischer Mangel
rechtzeitiger Nachbehandlungsbeginndurch Nachbearbeiten schließbar (Abscheiben / Glätten)
BetonMarketing Ost© 20109
Folgen fehlender oder unzureichender Nachbehandlung
geringere Oberflächenfestigkeit (Abriebfestigkeit, Haftzugfestigkeit)
Absanden
geringere Wasserundurchlässigkeit, Dichtigkeit
verminderter Frost- bzw. Frost-Tausalz-Widerstand
geringere chemische Beständigkeit
erhöhtes Risiko von Frühschwind- und Schwindrissen
schnellere Carbonatisierung
BetonMarketing Ost© 201010
getrockneter Tonboden
Frühschwindrisse im Beton
BetonMarketing Ost© 201011
Frühschwindrisse - Auswirkungen
Kerben für spätere Rissbildungen
Erhöhung der Bauteiloberfläche
Betonrandzone wird geschwächt
Eindringen von Schadstoffen
optische Beeinträchtigungen
BetonMarketing Ost© 201012
Frühschwindrisse - unterschiedliche Rissbreiten / -tiefen
BetonMarketing Ost© 201013
Frühschwindrisse im jungen Beton
Sohlplatte, Alter ca. 3 h
Bild: BetonMarketing Nord
BetonMarketing Ost© 201014
Abschätzung der Austrocknung von freien Betonoberflächen
4,0
4010 20
relative Luftfeuchte [%]
10035
Betontemperatur [°C]
30
3,0
2,0
1,0
0
40
3020100
VerdunsteteWassermenge [kg/m² · h]
Lufttemperatur [°C]
80
60
30
20
10
4020
Windgeschwindigkeit [km/h]
Beispiel:
Ein Frischbeton enthält 180 l Wasser je m3, d.h. je 1 cm Schichtdicke
nur 1,8 l Wasser
BetonMarketing Ost© 201015
Abschätzung der Austrocknung von freien Betonoberflächen
4,0
4010 20
relative Luftfeuchte [%]
10035
Betontemperatur [°C]
30
3,0
2,0
1,0
0
40
3020100
VerdunsteteWassermenge [kg/m² · h]
Lufttemperatur [°C]
80
60
30
20
10
4020
Windgeschwindigkeit [km/h]
Beispiel:
Ein Frischbeton enthält 180 l Wasser je m3, d.h. je 1 cm Schichtdicke
nur 1,8 l Wasser
Bei Verdunstungsrate 0,6 l Wasser je m2 ist rechnerisch in 3 Std. alles weg;
BetonMarketing Ost© 201016
Abschätzung der Austrocknung von freien Betonoberflächen
4,0
4010 20
relative Luftfeuchte [%]
10035
Betontemperatur [°C]
30
3,0
2,0
1,0
0
40
3020100
VerdunsteteWassermenge [kg/m² · h]
Lufttemperatur [°C]
80
60
30
20
10
4020
Windgeschwindigkeit [km/h]
Beispiel:
Ein Frischbeton enthält 180 l Wasser je m3, d.h. je 1 cm Schichtdicke
nur 1,8 l Wasser
bei 0,9 l/m2 nach 2 Std.
Bei Verdunstungsrate 0,6 l Wasser je m2 ist rechnerisch in 3 Std. alles weg;
BetonMarketing Ost© 201017
gerichtete Frühschwindrisse durch Wind
Grafikbeschriftung in Arial, 14 pt
Auch noch ein Blindtext
Noch ein Blindtext
BetonMarketing Ost© 201018
Druckfestigkeitsentwicklung an der Betonoberfläche
0
25
50
75
100
1 3 7 14 28 90Prüfalter [Tage]
Dru
ckfe
stig
keit
[%] dauerndes Feuchthalten
Feuchthalten bis 7 Tage
ohne Feuchthalten
BetonMarketing Ost© 201019
Frühschwinden als Folge der Betonaustrocknung
0
1
2
3
4
0 6 12 18Zeit [Stunden]
Früh
schw
inde
n [m
m/m
]
ungeschützter Beton bei Windgeschwindigkeit 20 km/h
ungeschützter Beton bei Windgeschwindigkeit 10 km/hmit einem Nachbehandlungsmittel geschützter Beton
BetonMarketing Ost© 201020
HH - Dateiname wenn links anderer AutorQuelle
1 3 7 28
150
100
50
rel.
Kar
bona
tisie
rung
stie
fe (%
)
Nachbehandlungsdauer (Tage)
Einfluss der Nachbehandlungsdauerauf die Karbonatisierungstiefe
Lagerung in derSchalung bzw.im Wasser
BetonMarketing Ost© 201021
Nachbehandlung des Betons
Beginn
unmittelbar nach Abschluss des Verdichtens oder der Oberflächenbearbeitung bzw. wenn der Beton noch mattfeucht ist
Nachbehandlungsverfahren
die Nachbehandlungsverfahren müssen übermäßiges Verdunsten von Wasser über die Betonoberfläche verhindern
die „natürliche Nachbehandlung“ ist u. U. ausreichend (günstige Umgebungsbedingungen wie feucht, regnerisch, neblig = geringe Verdunstungsrate an der Oberfläche)
Voraussetzung erfüllt, wenn relative Luftfeuchte ≥ 85 %
BetonMarketing Ost© 201022
Nachbehandlung des Betons - Dauerabhängig von den Umweltbedingungen und der Entwicklung der Betoneigenschaften in der Randzone
Umweltbedingungen X0 und XC1 (z. B. Innenbauteile):bis 30 % von fc an der Oberfläche erreicht sindohne genauen Nachweis gilt: Mindestdauer ½ Tag, wenn
- Verarbeitbarkeit < 5 h,- Temperatur der Betonoberfläche ≥ 5°C,
sonst angemessen verlängern
Umweltbedingungen anders als X0, XC1 oder XM:bis 50 % von fc an der Oberfläche erreicht sind
Mindestdauer lt. Tafel einhalten (genauerer Nachweis möglich)
Umweltbedingungen XMwenn 70 % von fc an der Oberfläche erreicht sindMindestdauer lt. Tafel verdoppeln (genauerer Nachweis möglich)
Verschärfungen im Geltungsbereich ZTV-ING, ZTV-W
BetonMarketing Ost© 201023
Bestimmung der NachbehandlungsdauerVorgegebene Zeiten nach DIN 1045-3, Tabellen 2 und 3
Berechnung der Festigkeitsentwicklung, z.B. durch Temperaturmessungen am Bauteil
Prüfung am Beton- durch Erhärtungsprobekörper, gelagert am Bauteil- durch zerstörungsfreie Prüfung mit
Messung der Ultraschall-Laufzeit nach DIN EN 12504-4
Prüfung mit dem Rückprallhammernach DIN EN 12504-2
© PROCEQ SA, Zürich
© PROCEQ SA, Zürich
BetonMarketing Ost© 201024
Nachbehandlung des Betons - DauerDie Mindestdauer der Nachbehandlung richtet sich– ohne genaueren Nachweis der Festigkeit –
nach der Expositionsklasse, der Oberflächenfestigkeit und der Festigkeitsentwicklung des Betons
1) Verarbeitbarkeitszeit < 5 Std., Temperatur der Betonoberfläche ≥ 5 °C
BetonMarketing Ost© 201025
Mindestdauer der Nachbehandlung in Tagen 1)
(rel. LF 65 ... 80 %, alle Umweltklassen außer X0/XC1/XM)Festigkeitsentwicklung des Betons
r = fcm2 / fcm28 Oberflächentemperatur
ϑ [oC] r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
r < 0,15 sehr langsam
≥ 25 1 2 2 3
25 > ϑ ≥ 15 1 2 4 5
15 > ϑ ≥ 10 2 4 7 10
10 > ϑ ≥ 5 2) 3 6 10 15 1) NB-Zeit verlängern bei Verarbeitbarkeitszeit > 5 h2) NB-Zeit um Zeit der Temperaturen < 5 oC verlängern
bei anderen Klimabedingungen abweichende NB-Zeiten möglichbei besonderen Umwelteinwirkungen ist die NB-Zeit zu verlängern (bautechnische Unterlagen)
DIN 1045-3, Tabelle 2
BetonMarketing Ost© 201026
Mindestdauer der Nachbehandlung nach DIN 1045-3 und ZTV-W
Festigkeitsentwicklung des Betons r = fcm2 / fcm28
Oberflächentemperatur ϑ [oC]
r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
r < 0,15 sehr langsam
DIN 1045-3 außer X0, XC1, XM
10 > ϑ ≥ 5
3
6
10
15
ZTV-W, außer XC2 erdüberdeckt,
XM2, XM3
4
10
14
21
ZTV-W: bei geschalten Oberflächen mindestens die Hälfte der Zeit
in der Schalung belassen;bei XM2, XM3 Mindestdauern verdoppeln, max. 30 Tage
BetonMarketing Ost© 201027
Festigkeitsentwicklung des BetonsFestigkeitsentwicklung des Betons
r = fcm2 / fcm28
r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
r < 0,15 sehr langsam
Die Festigkeitsentwicklung wird während der Erstprüfung ermittelt und steht in direktem Zusammenhang mit der
Hydratationswärmeentwicklung (Rissbildung)Mindest-NachbehandlungsdauerAusschalfristGefrierbeständigkeit
Die Festigkeitsentwicklung des Betons wird durch das Verhältnis der Mittelwerte der Druckfestigkeiten nach 2 Tagen und nach 28 Tagen (ermittelt bei 20°C nach DIN EN 12390-3) beschrieben, das bei der Eignungsprüfung oder auf der Grundlage eines bekannten Verhältnisses von Beton vergleichbarer Zusammen-setzung (das heißt gleicher Zement u. gleicher w/z-Wert) ermittelt wurde.
DIN
104
5-3
:200
8-08
Wird bei besonderen Anwendungen die Druckfestigkeit zu einem späteren Zeit-punkt als 28 Tage bestimmt, ist für die Ermittlung der Nachbehandlungsdauer der Schätzwert des Festigkeitsverhältnisses entsprechend aus dem Verhältnis der mittleren Druckfestigkeit nach 2 Tagen (fcm,2) zur mittleren Druckfestigkeit zum Zeitpunkt der Bestimmung der Druckfestigkeit zu ermitteln
BetonMarketing Ost© 201028
Festigkeitsentwicklung des BetonsFestigkeitsentwicklung des Betons
r = fcm2 / fcm28
r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
r < 0,15 sehr langsam
Die Festigkeitsentwicklung wird während der Erstprüfung ermittelt und steht in direktem Zusammenhang mit der
Hydratationswärmeentwicklung (Rissbildung)Mindest-NachbehandlungsdauerAusschalfristGefrierbeständigkeit
Die Festigkeitsentwicklung des Betons wird durch das Verhältnis der Mittelwerte der Druckfestigkeiten nach 2 Tagen und nach 28 Tagen (ermittelt bei 20°C nach DIN EN 12390-3) beschrieben, das bei der Eignungsprüfung oder auf der Grundlage eines bekannten Verhältnisses von Beton vergleichbarer Zusammen-setzung (das heißt gleicher Zement u. gleicher w/z-Wert) ermittelt wurde.
DIN
104
5-3
:200
8-08
Wird bei besonderen Anwendungen die Druckfestigkeit zu einem späteren Zeit-punkt als 28 Tage bestimmt, ist für die Ermittlung der Nachbehandlungsdauer der Schätzwert des Festigkeitsverhältnisses entsprechend aus dem Verhältnis der mittleren Druckfestigkeit nach 2 Tagen (fcm,2) zur mittleren Druckfestigkeit zum Zeitpunkt der Bestimmung der Druckfestigkeit zu ermitteln
BetonMarketing Ost© 201029
Mindestdauer der Nachbehandlung in Tagen 1)
(rel. LF 65 ... 80 %, alle Umweltklassen außer X0/XC1/XM)
Grafikbeschriftung in Arial, 14 pt
Auch noch ein Blindtext
Noch ein Blindtext
Festigkeitsentwicklung des Betons r = fcm2 / fcm28
Oberflächentemperatur ϑ [oC]
r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
r < 0,15 sehr langsam
≥ 25 1 2 2 3
25 > ϑ ≥ 15 1 2 4 5
15 > ϑ ≥ 10 2 4 7 10
10 > ϑ ≥ 5 2) 3 6 10 15 1) NB-Zeit verlängern bei Verarbeitbarkeitszeit > 5 h2) NB-Zeit um Zeit der Temperaturen < 5 oC verlängern
bei anderen Klimabedingungen abweichende NB-Zeiten möglichbei besonderen Umwelteinwirkungen ist die NB-Zeit zu verlängern (bautechnische Unterlagen)
DIN 1045-2
BetonMarketing Ost© 201030
Mindestdauer der Nachbehandlung in Tagen 1)
(rel. LF 65 ... 80 %, für die Umweltklassen XM1; XM2; XM3)
Grafikbeschriftung in Arial, 14 pt
Auch noch ein Blindtext
Noch ein Blindtext
Festigkeitsentwicklung des Betons r = fcm2 / fcm28
Oberflächentemperatur ϑ [oC]
r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
r < 0,15 sehr langsam
≥ 25 2 4 4 6
25 > ϑ ≥ 15 2 4 8 10
15 > ϑ ≥ 10 4 8 14 20
10 > ϑ ≥ 5 2) 6 12 20 30 1) NB-Zeit verlängern bei Verarbeitbarkeitszeit > 5 h2) NB-Zeit um Zeit der Temperaturen < 5 oC verlängern
bei anderen Klimabedingungen abweichende NB-Zeiten möglichbei besonderen Umwelteinwirkungen ist die NB-Zeit zu verlängern (bautechnische Unterlagen)
nach DIN 1045-3, Tabelle 2
Tafel gilt auch für ZTV-ING, XC3, XC4, XF, XA, XD, XM
BetonMarketing Ost© 201031
Praxistauglichkeit des Nachbehandlungs-konzepts in DIN 1045-3:2001-07
Die Tabelle 2 der DIN 1045-3 bietet eine vereinfachte Bestimmung der Mindestdauer der Nachbehandlung; dennoch hat sich das Verfahren als wenig praxistauglich erwiesen.
tägliche Messung der Oberflächentemperatur wird kaum durchgeführt
bei Verwenden der Lufttemperatur werden z. T. unrealistische Nachbehandlungszeiten ermittelt (z. B. harte Winter mit kontinuierlichen Temperaturen unter 5 °C)
die geforderten Nachbehandlungszeiten können sich durch starke Temperaturschwankungen deutlich ändern
neu in Ausgabe 2008
praxistauglichere Bestimmung der Nachbehandlungsdauer
BetonMarketing Ost© 201032
Mindestdauer der Nachbehandlung in Tagen 1) nur für XC2, XC3,XC4, XF1 – je nach Frischbetontemperatur 2)
Festigkeitsentwicklung des Betons 3) r = fcm2 / fcm28 4)
Frischbetontemperatur ϑfb zum Einbauzeitpunkt
[oC] r ≥ 0,50 schnell
r ≥ 0,30 mittel
r ≥ 0,15 langsam
ϑ ≥ 15 1 2 4
15 > ϑ ≥ 10 2 4 7
10 > ϑ ≥ 5 2) 4 8 14 1) Nachbehandlungsdauer bei Verarbeitbarkeitszeit > 5 h angemessen verlängern
2) Auskühlung stahlgeschalter oder ungeschalter Oberflächen ist zu verhindern 3) Aus mittleren Druckfestigkeiten nach 2 und 28 Tagen bei Erstprüfung oder wie
bei Betonen mit gleichem Zement u. w/z-Wert. Bei Beton mit Prüfalter > 28 Tage, ist statt fcm28 die mittlere Druckfestigkeit zum entsprechend späteren Zeitpunkt anzusetzen.
4) Zwischenwerte dürfen ermittelt werden.
Vereinfachung nach DIN 1045-3:2008-08, Tabelle 3
BetonMarketing Ost© 201033
Praxistaugliche Vereinfachung für das Nachbehandlungskonzept in DIN 1045-3, hier nach Tabelle 3
VorteileDieses Vereinfachungskonzept basiert auf folgender Annahme:Die Temperatur des eingebrachten Betons erhöht sich im Anfangsstadium der Erhärtung in charakteristischer Weise durch freigesetzte HydratationswärmeBessere Bauzeitenplanung wird ermöglicht durch Festlegung der Nachbehandlungsdauer bereits zum Zeitpunkt des Beton-einbaus über die Bestimmung der FrischbetontemperaturDie Bestimmung der Frischbetontemperatur ist eine Standardprüfung, d.h. zusätzliche Messungen am Bauteil oder der Lufttemperatur können entfallenBeschränkung auf die Expositionsklassen XC2, XC3, XC4, XF1 – ein Großteil der Betone ist damit im Hochbau abgedeckt
BetonMarketing Ost© 201034
Art der Nachbehandlung
Belassen in der Schalung
Abdecken der Betonoberfläche (z. B. dampfdichte Folien)
Auflegen von wasserspeicherndenAbdeckungen
Wasserfilm (z. B. Besprühen, Fluten)
Nachbehandlungsmittel (Curing) mit nachgewiesener Eignung(nicht an Arbeitsfugen oder Oberflächen, die beschichtet werden sollen)
oder in Kombination
BetonMarketing Ost© 201035
Nachbehandlung:Flüssiges Nachbehandlungsmittel
BEBMBHallgemeiner Betonbau B
Zeitpunkt des Aufbringens
W erhöhter HellbezugswertK kurzfristige Verkehrsfreigabe
besondere Eigenschaften (zusätzlich)
------AHBeton für Verkehrsflächen ohne Griffigkeitsanforderung A
---VMVHBeton für Verkehrsflächen mit Griffigkeitsanforderung V
nach dem Entschalen E
mattfeucht M
sofort H
Anwendungsbereich
Nachbehandlungsmittel nach TL NBM-StB 08
ZTV-ING: - für horizontale Flächen BH, BM- kein Einsatz bei geschalten Flächen- nicht zulässig für Arbeitsfugen und zu beschichtende Flächen
BetonMarketing Ost© 201036
Nachbehandlungsmethoden Außentemperatur in °C
Art Maßnahmen un-ter –3°
–3° bis +5°
+5° bis
+10°
+10° bis
+25°
+15° bis
+25°
über +25°
+ be
netz
en Abdecken od. Film aufsprühen und benetzen
+ Holzschalung nässen; + Stahlschalung vor Sonnenstrahlung schützen+ freie Betonoberfläche in Schalung abdecken
(X)2 X
Abdecken oder Film aufsprühen, ggf. zusätzliche Maßnahmen wie obere Zeile
X X X
Abdecken oder Film aufsprühen und Wärme-dämmung auflegen; Verwendung wärme-dämmender Schalung (z.B. Holz) sinnvoll, Stahlschalung mit Dämmatten abhängen
(X)1
Mit
was
serd
ampf
dich
ter F
olie
abd
ecke
n /
Nac
hbeh
andl
ungs
mitt
el a
ufsp
rühe
n
+ W
ärm
edäm
mun
g
Abdecken und Wärmedämmung auflegen 1); Umschließen des Arbeitsplatzes (Zelt) ggf. Beheizen (z.B. Heizstrahler); zusätzlich Betontemperatur mind. 3 Tage ≥ +10 °C halten
X
Nässen oder Fluten
Ständig sichtbaren Wasserfilm auf der Betonoberfläche vorhalten
(X) X X
1) nicht benetzen; Tau-/Regenwasser fernhalten 2) bei ungünstigen Bedingungen (z.B. starkem Wind) und bei Expositionsklassen XM, XD,XF, XS sinnvoll
NachbehandlungsmethodenNachbehandlungsmethoden
BetonMarketing Ost© 201037
Arbeitsanweisung/Kontrolle
BetonMarketing Ost© 201038
Nachbehandlung
BetonMarketing Ost© 201039 http://www.gueb-online.de
Formblatt, Beispiel
BetonMarketing Ost© 201040
… ohne Nachbehandlung keine Qualität