Beton gießen bei kaltem Wetter – So geht's

Obwohl es keine definitive Temperatur zu geben scheint, die man nicht unterschreiten sollte, sollten Sie beim Betonieren klar definieren, wo Sie die Grenze ziehen!

• Wann ist es zu kalt, um Beton zu gießen?
• Betonieren bei kaltem Wetter
• Ist es wirklich sinnvoll, bei Kälte zu betonieren?
• Die Planung Ihres Betongusses für Ihr spezifisches Szenario ist entscheidend
• Wie kann man das Einfrieren von Beton verhindern?
• Kontrollieren Sie die Temperatur beim Betonieren bei kaltem Wetter
• Überwachen Sie die Umgebungsbedingungen während und nach dem Gießen

Wann ist es zu kalt, um Beton zu gießen?

„Die aktuelle Definition des American Concrete Institute (ACI) für Kaltwetterbetonieren, wie in ACI 306 dargelegt, lautet: ‚ein Zeitraum, in dem die durchschnittliche tägliche Lufttemperatur an mehr als drei aufeinanderfolgenden Tagen unter 40 Grad Fahrenheit (F) fällt und für mehr als die Hälfte eines beliebigen 50-Stunden-Zeitraums unter 24 Grad Fahrenheit bleibt.„Diese Definition kann möglicherweise schon in jungen Jahren zu Problemen mit dem Gefrieren des Betons führen.“_[1]Laut der Portland Cement Association (PCA).

Betonieren bei kaltem Wetter

Ist eine ständige Herausforderung für Betonfachleute. Technologische Fortschritte in der Branche bieten hervorragende Tipps für erfolgreiches Betonieren bei kaltem Wetter. Geben Ihnen diese Fortschritte genügend Sicherheit für eine Entscheidung? Planen Sie den Betoniervorgang ein oder nicht?

Ist es wirklich sinnvoll, bei Kälte zu betonieren?

Die schnelle Antwort darauf ist ein Blick auf den Wetterbericht. Wenn die Temperatur morgen um die 32 °C liegt, sollten Sie Ihren Betonguss vielleicht auf einen anderen Tag verschieben.

Manchmal ist die Antwort jedoch nicht so eindeutig wie eine bestimmte Temperatur. Die richtige Antwort hängt von Ihrer Herangehensweise und Ihren lokalen Ressourcen ab. Doch zunächst betrachten wir, wie sich die Temperatur auf das Betonieren auswirkt. Was definiert kaltes Wetter für Beton?

Das American Concrete Institute (ACI) – ACI 306R-10 hat erklärt, dass „Kaltes Wetter liegt vor, wenn die Lufttemperatur während der Schutzdauer unter 40 °C (5 °F) gefallen ist oder voraussichtlich unter diese Marke fallen wird. Die Schutzdauer ist die Zeitspanne, die benötigt wird, um zu verhindern, dass Beton durch Kälteeinwirkung beeinträchtigt wird." _[2]

Betonbauer, die in Klimazonen leben, in denen die Temperaturen regelmäßig in diesem Bereich liegen, erkennen, dass sie „über den Tellerrand hinausdenken“ müssen. Grundlagen Box.“ Gehen wir zum Ground Zero und sehen wir, wie es geht!

Die Planung Ihres Betongusses für Ihr spezifisches Szenario ist entscheidend

Was ist, wenn der Boden gefroren ist?

Wenn der Boden gefroren ist, dehnt er sich aus und wird dadurch zu einer instabilen Stütze für das Fundament. Wird eine Last als Struktur auf das Fundament aufgebracht, kann es zu Setzungen kommen, da der Boden zu schmelzen beginnt.

James R. Baty II CFA, der Geschäftsführer der Concrete Foundations Association, schrieb: „Das Fundamentsystem wird auf Grundlage der Festigkeit bzw. Tragfähigkeit des tragenden Bodens ausgelegt. Gefriert der Boden, dehnt sich sein Volumen aus, wodurch Eispartikel entstehen und sich die Tragfähigkeit verändert. Sobald der gefrorene Boden eine Struktur erhält, wird diese durch die erweiterte Neigung fälschlicherweise gestützt und setzt sich beim Auftauen des Bodens." _[3]

Angesichts dieser Bedenken werde ich Ihnen wichtige Strategien vorstellen, die Ihnen bei der Planung und Fertigstellung Ihres Betonprojekts während der kalten Wintermonate helfen sollen.

Verhindern Sie, dass der Untergrund gefriert. Tauen Sie den Untergrund auf (jegliches Untergrundmaterial, das den Betonierbereich direkt beeinflusst), wenn es gefroren ist. Tun Sie alles Notwendige, um das Gießen von Beton über einen gefrorenen Untergrund zu vermeiden (Pyrotechnik wird nicht empfohlen)! Bei gefrorenem Untergrund besteht nicht nur ein Setzungsrisiko.

Beton ist ein poröses Material und kann Feuchtigkeit aus dem Untergrund aufnehmen, was seine Festigkeit beeinträchtigen kann. (Denken Sie daran: Wenn Sie eine Betonplatte gießen, Dampfbremse Zwischen Untergrund und Beton sollte eine Dampfbremse angebracht werden. Stellen Sie sicher, dass die gewählte Dampfbremse der Norm ASTM E1745 entspricht.)

Wie kann man das Einfrieren von Beton verhindern?

Zur Vorbeugung kann der Untergrund mit Isoliermaterialien wie Decken oder Stroh abgedeckt werden, um ihn vor Eis und Schnee zu schützen. Sollte der Untergrund gefrieren, kann es erforderlich sein, bis unter die Frostgrenze auszuheben und gefrorene Bereiche zu entfernen. Nach ausreichendem Auftauen sollte das Untergrundmaterial wieder eingebracht und unter Einhaltung frostsicherer Maßnahmen verdichtet werden.

Es kann notwendig sein, die Fundamentschalungen, den Bewehrungsstahl und sogar die Werkzeuge, die während des Betonierens verwendet werden, mit Isolierdecken abzudecken, damit sie so warm wie möglich bleiben. Jedes physikalische Element, dem Beton ausgesetzt ist, kann während des Betonierens zu Wärmeverlust führen (sogar Werkzeuge)! Sie sollten alle Eventualitäten einplanen, die Ihnen einfallen …

Die Internationale Vereinigung für die Eigenschaften von Wasser und Dampf (IAPWS) erklärt: „Beim Abkühlen von flüssigem Wasser zieht es sich erwartungsgemäß zusammen, bis eine Temperatur von etwa 4 Grad Celsius erreicht ist.

Danach dehnt es sich leicht aus, bis es den Gefrierpunkt erreicht, und wenn es dann gefriert, dehnt es sich um etwa 9 % aus.“_[4] Dies ist ein ziemlich dramatischer Beweis für die thermodynamischen Eigenschaften von Wasser … und wie es die Untergrundverdichtung beeinflussen kann.

Kontrollieren Sie die Temperatur beim Betonieren bei kaltem Wetter

Zu einer guten Planung gehört auch ein Gespräch mit dem Transportbetonunternehmen über die Aufrechterhaltung der Temperaturkontrolle beim Betonieren bei kaltem Wetter.

Wissen Sie, welche Wassertemperatur Sie hinzufügen

Wasser kann für eine Betonmischung zu heiß sein.“Wassertemperaturen zwischen 140 und 180 °C sind möglich, Temperaturen über 180 °C beeinträchtigen jedoch die Mischung. Um ein mögliches Abbinden des Betons zu verhindern, sollte der Zement zu keinem Zeitpunkt mit heißem Wasser in Berührung kommen. Stattdessen sollte der Zuschlagstoff vor der Zementzugabe in das Wasser eingemischt werden."_[5]

Berücksichtigen Sie den Wärmeverlust, wenn die Mischung nicht vor Ort hergestellt wird

"Bei jedem Unterschied von 10 Grad Fahrenheit in der Betontemperatur erhöht sich die Abbindezeit um 1/3 des Wertes (Beispiel: Eine 6-stündige Abbindung bei 70 Grad Fahrenheit entspricht einer 8-stündigen Abbindung des gleichen Betons bei 60 Grad Fahrenheit)." _[6] Kennt man die voraussichtliche Transportzeit von der Betonmischanlage zur Baustelle, kann man den Wärmeverlust abschätzen und feststellen, wie er sich auf die Abbindezeit nach dem Betonieren auswirken kann.

Planen Sie die Arten von Beschleunigungszusätzen, die für Sie am besten geeignet sind

"Es gibt zwei Arten von Beschleunigern: Calciumchlorid und ein chloridfreier Typ. Calciumchlorid kann jedoch Korrosion an im Beton verwendeten Stahl verursachen. Der chloridfreie Typ ist jedoch nicht korrosiv und kann in deutlich größeren Mengen verwendet werden."._[7] "Wenn kein Bewehrungsstahl benötigt wird, ist die Zugabe von Calciumchlorid oder eines calciumchloridhaltigen Beschleunigerzusatzes die wirksamste Mischungsanpassung." _[8] "Calciumchlorid beschleunigt den Hydratationsprozess von Beton, indem es als Katalysator wirkt und die Freisetzung von Calciumoxid im Zement unterstützt. Dadurch wird der Hydratationsprozess schneller eingeleitet und die kritische Druckfestigkeit von 500 psi (3.5 MPa) schneller erreicht."._[9]

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Überlegen Sie, welche Arten von zusätzlichem Zement der Mischung hinzugefügt werden könnten

Welcher Zementtyp führt zu besseren Ergebnissen, Typ I oder Typ III? Obwohl „Zement vom Typ I hat sich bei kalten Wetterbedingungen bewährt, Typ III kann zusätzliche Kontrolle und Schutz bei höheren Innentemperaturen bieten, was zu einer beschleunigten Festigkeitszunahme führt." _[10] "Die Verwendung von Zement Typ III (frühfest) beschleunigt die Abbindezeit und den Festigkeitszuwachs des Betons. Typ III-Zement ist feiner gemahlen als Zement Typ I oder Typ II und kann auch mehr Tricalciumsilikat enthalten. Sowohl die feine Mahlung als auch der höhere Tricalciumsilikatgehalt erhöhen die Wärmeentwicklung durch Hydratation." _[11]

Kommt es während der Trocknung zu häufigen Temperaturschwankungen?

Temperaturschwankungen, die eine „Die kumulative Wirkung aufeinanderfolgender Frost-Tau-Zyklen und die Zerstörung von Paste und Zuschlagstoff können schließlich zu einer Ausdehnung und Rissbildung, Abplatzung und Zerbröckelung des Betons führen." _[12]

Um diese katastrophalen Folgen zu verhindern, ist es notwendig, „Luftporenbeton, der Milliarden mikroskopisch kleiner Luftzellen pro Kubikfuß enthält. Diese Lufteinschlüsse entlasten den Innendruck des Betons, indem sie winzige Kammern bilden, in die sich Wasser beim Gefrieren ausdehnen kann. Luftporenbeton wird aus luftporenbildendem Portlandzement oder durch Zugabe von Luftporenbildnern unter sorgfältiger technischer Aufsicht während des Betonmischens hergestellt. Der Luftporenanteil beträgt üblicherweise vier bis sieben Prozent des Betonvolumens, kann aber je nach Bedarf variiert werden." _[13]

Einfach ausgedrückt: Schützen Sie den Beton und die Aufprallfläche vor dem Einfrieren!

Denken Sie daran: „Menschen planen nicht ihr Scheitern. Sie scheitern bei der Planung.“_[14]

Die Planung für den Betonguss bei kaltem Wetter ist abgeschlossen. Heute ist der Betontag. Vergessen Sie nicht, ausreichend Plastikfolie, Isolierdecken, Strohhalme usw. bereitzuhalten, um den Beton abzudecken und so die Wärme zu erhalten und eine ordnungsgemäße Aushärtung zu fördern. In extremen Klimazonen benötigen Sie möglicherweise zusätzliche Wärmequellen, um die richtige Umgebungstemperatur zu gewährleisten.

Sobald der Beton gegossen und fertiggestellt ist, ist es unerlässlich, ihn vor dem Einfrieren zu schützen. Laut der Portland Cement Company: „Der gesamte Beton muss vor dem Einfrieren geschützt werden, bis er eine Mindestfestigkeit von 500 Pfund pro Quadratzoll (psi) erreicht hat. Dies geschieht normalerweise innerhalb der ersten 24 Stunden." _[15] Außerdem ist die „Der Standard ACI-306R empfiehlt, die Betontemperatur für die erforderliche Schutzdauer auf der empfohlenen Einbautemperatur von 55 Grad F zu halten." _[16] James Baty erklärt: „Der Gefrierpunkt von Beton liegt je nach Betonmischung bei etwa -27 °C." _[17]

"Beton darf in den ersten 24 Stunden nach dem Einbringen auf keinen Fall gefrieren. Da die Zementhydratation eine exotherme Reaktion ist, erzeugt die Betonmischung etwas Wärme.

Beton, der in Schalungen gehalten oder mit Dämmung abgedeckt wird, verliert bei Temperaturen von 40 bis 55 °C selten so viel Feuchtigkeit, dass die Aushärtung beeinträchtigt wird. Es empfiehlt sich, Schalungen so lange wie möglich an Ort und Stelle zu belassen, da sie zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung beitragen und ein Austrocknen des Betons verhindern.

Es ist auch wichtig, ein schnelles Abkühlen des Betons nach Beendigung der Heizperiode zu verhindern. Plötzliches Abkühlen der Betonoberfläche, während es im Inneren warm ist, kann zu thermischen Rissen führen._[18]

Überwachen Sie die Umgebungsbedingungen während und nach dem Gießen

Eine natürliche Folge chemischer Reaktionen, die direkt mit dem Abbinden und Aushärten von Beton zusammenhängen, ist die Erwärmung. Sie müssen die Umgebungsbedingungen sowie die Temperatur des Betons während des Trocknens überwachen und aufzeichnen können. Eine einfache Lösung ist der Kauf eines Infrarot-Thermometers zur Messung der Betontemperatur und eines Thermo-Hygrometers zur Überwachung der Lufttemperatur.

Wenn Sie einen zukünftigen Bodenbelag gießen und die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit während des Trocknens des Betons überwachen möchten, ist ein Datenlogger ein praktisches Hilfsmittel. Zum Beispiel der von Wagner Meters Smart Logger™ ermöglicht Ihnen die Überwachung, Erfassung und Aufzeichnung der Umgebungsbedingungen für bis zu 300 Tage oder 12,000 Messwerte.

Das Betonieren bei kaltem Wetter war für Betonfachleute schon immer eine Herausforderung …

Dank spannender Fortschritte in der Branche können Betonfachleute nun auch bei kaltem Wetter erfolgreich Beton gießen! Wenn Sie die verfügbaren Optionen kennen und wissen, auf welche lokalen Ressourcen Sie zugreifen können, können Sie Ihre Produktion das ganze Jahr über konstant halten!

**Hinweis: Erkundigen Sie sich immer beim Betonlieferanten, welche Menge an Zusatzstoffen in die Betonmischung eingearbeitet werden soll.

Zuvor im ProInstaller-Magazin veröffentlicht.

References:

[1] http://www.cement.org/learn/concrete-technology/concrete-construction/cold-weather-concreting
[2] https://www.concrete.org/topicsinconcrete/topicdetail/cold%20weather
[3] http://cfawalls.org/concretefacts/2013/11/15/casting-foundation-concrete-in-cold-weather/
[4] http://www.iapws.org/faq1/freeze.html
[5] https://www.forconstructionpros.com/concrete/article/10306898/cold-weather-concrete-pouring
[6] https://www.cemexusa.com/documents/27329108/45560536/cold-weather-concreting.pdf/8a67fa2b-5119-55ba-c212-e3da4b369b39
[7] http://www.stixnstones.com/blog/bid/75732/What-Precautions-Should-You-Take-When-Pouring-Concrete-in-the-Winter
[8] https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs141p2_023585.pdf
[9] https://www.forconstructionpros.com/concrete/article/10306898/cold-weather-concrete-pouring
[10] http://cfawalls.org/concretefacts/2013/11/15/casting-foundation-concrete-in-cold-weather/
[11] https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs141p2_023585.pdf
[12] http://www.cement.org/Learn/concrete-technology/durability/freeze-thaw-resistance
[13] http://www.cement.org/cement-concrete-applications/working-with-concrete/air-entrained-concrete
[14] http://www.azquotes.com/quote/710547
[15] http://www.cement.org/learn/concrete-technology/concrete-construction/cold-weather-concreting
[16] https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_017796.pdf
[17] http://cfawalls.org/concretefacts/2013/11/15/casting-foundation-concrete-in-cold-weather/
[18] http://www.cement.org/learn/concrete-technology/concrete-construction/cold-weather-concreting

Wagner Meter

Wagner Meters ist ein amerikanisches Familienunternehmen, das Lösungen in der Feuchtemesstechnik anbietet, die die Qualität und den Wert jedes Kundenprojekts steigern. Mit fast 60 Jahren Innovationskraft ist Wagner weiterhin eine wichtige Ressource für Handwerker und leistungsstarke Unternehmen.

Zuletzt aktualisiert am 10. Dezember 2025