Van vers beton tot verhard beton: Betonneren bij koud weer

7 Juni 2019
 

Risico’s bij lage temperaturen

Figuur 2.10.1 toont het vertragend effect van lage temperaturen op de sterkte-ontwikkeling van beton. Deze vertraging is vooral merkbaar op jonge ouderdom. Het vervaardigen en het storten van beton bij lage temperaturen vraagt dus bepaalde voorzorgsmaatregelen.
 
De norm NBN EN 206 bepaalt dat de temperatuur van vers beton niet lager mag zijn dan 5°C op het ogenblik van levering.
 
Wanneer de temperatuur van beton onder 5°C daalt, wordt er zo goed als geen sterkte ontwikkeld. Als water in het jonge beton bevriest, kan de inwendige samenhang worden verstoord door de uitzetting van het ijs. Beton dat dergelijke schade vertoont, moet verwijderd worden.
 
Voor betonneerwerken in periodes met risico op nachtvorst moet men ervoor zorgen dat de temperatuur van het beton tenminste +5°C is bij het storten. Vervolgens dient men het beton te beschermen totdat het voldoende sterkte heeft bereikt. Men neemt aan dat beton bestand is tegen vorst van zodra de druksterkte  5 N/mm2 bereikt. 
 

In de praktijk hanteert men de volgende regel om vorstschade te voorkomen: "De temperatuur van het meest blootgestelde oppervlak van het beton moet ten minste +5°C zijn gedurende de eerste 72 uur na de plaatsing".


Voorzorgsmaatregelen voor het vervaardigen van beton bij koud weer 

Bij de productie van beton kunnen volgende maatregelen genomen worden om de sterkte-ontwikkeling en de evolutie van de betontemperatuur te verbeteren bij koud weer :

  • De temperatuur van het vers beton verhogen  door het aanmaakwater en/of de granulaten te verwarmen
  • De cementdosering verhogen en/of een cement met snellere sterkte-ontwikkeling kiezen zonder de andere bestanddelen te veranderen : hierdoor zal de jonge sterkte toenemen (fig 2.10.2).
  • De W/C-factor verlagen door gebruik te maken van een superplastificeerder : hoe minder water in het beton, hoe minder gevoelig voor vorst en hoe sneller de sterkte toeneemt.
  • De sterkte-ontwikkeling versnellen door gebruik te maken van een bindings- en verhardingsversneller (zonder chloor).


Voorzorgsmaatregelen op de werf bij koud weer

Voor het betonneren bij lage temperaturen moeten op de werf bepaalde voorzorgsmaatregelen worden genomen :

  • Nooit betonneren op een bevroren bodem noch tegen bevroren beton.
  • Het voorverwarmde beton moet snel worden gestort in een bekisting die volledig vrij is van ijs en sneeuw. Er moet ook onmiddellijk verdicht worden. 
  • Onmiddellijk na het storten moet het beton worden beschermd tegen warmteverliezen, zodat de hydratatiewarmte van het cement ten volle benut wordt. Een bescherming met isolerende matten of thermische dekzeilen wordt aanbevolen. 
  • Als deze matten niet rechtstreeks op het betonoppervlak gelegd kunnen worden, moet luchtcirculatie onder de matten vermeden worden. 
  • De inwendige betontemperatuur meten.
  • Tijdens de volledige verhardingsperiode moet het beton niet alleen worden beschermd tegen warmteverliezen, maar ook tegen uitdroging. Bij koud weer is de relatieve luchtvochtigheid doorgaans erg laag wat de verdamping van water uit het beton bevordert. 
  • Als de betontemperatuur tijdens de verharding onder het vriespunt daalt, moeten de ontkistings- en nabehandelingstijd worden verlengd met het aantal vorstdagen.


In tabel 2.10.1 zijn de aanbevelingen van het WTCB (Digest n°12) overgenomen. Deze zijn uitgedrukt in functie van het "weertype", dat bepaald wordt in functie van de maximale en minimale temperaturen die gedurende een cyclus van 24u gemeten worden (fig 2.10.4).

 

weertypes bron wtcb
Fig 2.10.4 Weertypes (bron: WTCB)

 

beschermende maatregelen voor blootgestelde betonnen oppervlakken op basis van het weertype bron wtcb
Tab 2.10.1 Beschermende maatregelen voor blootgestelde betonnen oppervlakken op basis van het weertype (bron: WTCB)
 
evolutie van de druksterkte in functie van de temperatuur
Fig 2.10.1 Invloed van lage temperaturen op de druksterkte. Voorbeeld van een beton met 300 kg cement. Het beton wordt 48 uur op de aanmaaktemperatuur gehouden, daarna bewaard bij 20°C.

 

vergelijking van de reactiviteit
Fig 2.10.2 Vergelijking van de reactiviteit van CEM I 52,5 N met CEM III/A 42,5 N bij 5°C

 

Maatregelen om de temperatuur van vers beton te verhogen

Opdat de temperatuur van vers beton niet te laag zou zijn tijdens het betonneren, kan men de bestanddelen verwarmen of het cement en de granulaten tenminste op een temperatuur houden die hoger ligt dan de buitentemperatuur.

Door toepassing van de formule op pagina 63 bekomt men onderstaande tabel die de temperatuur geeft van het vers beton (in het rood) in functie van de temperatuur van het aanmaakwater (in  abscis in het blauw) en de temperatuur van de granulaten (in ordinaat in het groen), in de veronderstelling dat de temperatuur van cement 20°C bedraagt. De formule laat natuurlijk ook toe de invloed van de cement temperatuur op de betontemperatuur te bepalen.
 

table van het beton in functie van de temperatuur van de granulaten en het water
T° van het beton in functie van de temperatuur van de granulaten en het water
 

De tabel illustreert dat het beton gemakkelijk een temperatuur van 10°C bereikt indien de temperatuur van de granulaten op tenminste 10°C wordt gehouden.

 

mesure de la temperature du beton frais
Fig 2.10.3 Meten van de temperatuur van vers beton