Beton-Seminare 2010 Wolfgang Schäfer BetonMarketing Ost · langsam ϑ ≥ 15 1 2 4 15 > ϑ ≥ 10...

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)


Nachbehandlungsziele

Schutz vor

vorzeitigem Austrocknen (Wind, Sonne, trockene Kälte)

extremen Temperaturen und schroffen Temperaturwechseln

Niederschlägen (Auswaschen)

vorzeitiger Einwirkung von Fremdstoffen (Öl, Taumittel)

schädlichen Erschütterungen



Schutz vor







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)


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


getrockneter Tonboden

Frühschwindrisse im Beton


Frühschwindrisse - Auswirkungen

Kerben für spätere Rissbildungen

Erhöhung der Bauteiloberfläche

Betonrandzone wird geschwächt

Eindringen von Schadstoffen

optische Beeinträchtigungen


Frühschwindrisse - unterschiedliche Rissbreiten / -tiefen


Frühschwindrisse im jungen Beton

Sohlplatte, Alter ca. 3 h

Bild: BetonMarketing Nord


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



4,0

4010 20


10035


30

3,0

2,0

1,0

0

40

3020100



80

60

30

20

10

4020


Beispiel:


nur 1,8 l Wasser

Bei Verdunstungsrate 0,6 l Wasser je m2 ist rechnerisch in 3 Std. alles weg;



4,0

4010 20


10035


30

3,0

2,0

1,0

0

40

3020100



80

60

30

20

10

4020


Beispiel:


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;


gerichtete Frühschwindrisse durch Wind

Grafikbeschriftung in Arial, 14 pt

Auch noch ein Blindtext

Noch ein Blindtext


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


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


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


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 %


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


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


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


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


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


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


Festigkeitsentwicklung des BetonsFestigkeitsentwicklung des Betons

r = fcm2 / fcm28

r ≥ 0,50 schnell

r ≥ 0,30 mittel

r ≥ 0,15 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



(rel. LF 65 ... 80 %, alle Umweltklassen außer X0/XC1/XM)



Noch ein Blindtext



r ≥ 0,50 schnell

r ≥ 0,30 mittel

r ≥ 0,15 langsam


≥ 25 1 2 2 3

25 > ϑ ≥ 15 1 2 4 5

15 > ϑ ≥ 10 2 4 7 10



DIN 1045-2



(rel. LF 65 ... 80 %, für die Umweltklassen XM1; XM2; XM3)



Noch ein Blindtext



r ≥ 0,50 schnell

r ≥ 0,30 mittel

r ≥ 0,15 langsam


≥ 25 2 4 4 6

25 > ϑ ≥ 15 2 4 8 10

15 > ϑ ≥ 10 4 8 14 20



nach DIN 1045-3, Tabelle 2

Tafel gilt auch für ZTV-ING, XC3, XC4, XF, XA, XD, XM


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


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


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


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


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


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

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Nac

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andl

ungs

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el a

ufsp

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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


Arbeitsanweisung/Kontrolle


Nachbehandlung


… ohne Nachbehandlung keine Qualität

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