Abbindebeschleuniger bei Betonarbeiten:

Begriff-Erklärung:

Beton benötigt sehr lange Zeit zum Aushärten. Dabei muss er stetig feucht und warm gehalten werden damit keine Risse entstehen.
Die Reaktion beim Abbinden von Beton ist in der chemischen Wissensgrundlage zu suchen.
Deshalb wird beim Abbinden von Beton auch Wärme freigesetzt.
Ein >Abbinde-Beschleuniger< forciert das Abbinden von Beton auf chemischer Basis, ohne dass Risse zu erwarten sind.

Welche Beschleuniger kennen wir:

Die unterschiedlichen Aushärtungseigenschaften:
Beton besteht aus mehreren Komponenten, wie Sand, Kies, Wasser und eventuell anderweitige Zusatzmittel. Unter anderem kann auch Kalk zugesetzt sein.
Dabei ist der Zement das Bindemittel um alle diese Bestandzeile zu binden bzw. zusammen zu halten.
Mit dem vergießen vom Beton beginnt die Festigkeit. Diese ist eine >exotherme Reaktion< der Auskristallisierung der Klinkerbestandteile des Zements unter Wasseraufnahme.

Bei dieser Reaktion wachsen Kristallnadeln, die in sich verknüpft die feste Verbindung des Betons ergeben.
Dieses Kristallwachstum im Beton kann über Monate andauern. Somit muss verstanden sein, dass die Endaushärtung des Betons erst viel Später erfolgt, wie beim Vergießen zu erkennen.

Die DIN 1164 Festigkeitsklassen von Zement:
Dort wird davon ausgegangen, dass Beton bei normaler Temperatur und Feuchtigkeit in ca. 28 Tagen Durchgehärtet ist. Das heißt, dass dann die >Normfestigkeit< erreicht ist.

Hier sprechen wir jetzt vorab von einer >hydraulischen Reaktion<. Mit Silikat-Zusatzstoffen kann somit die >puzzolanische Reaktion< ausgelöst werden.
Hier sprechen wir dann von einer chemischen Reaktion von Calciumhydroxid und Siliziumdioxid gewandelt zu Calciumsilikathydraten. Diese Reaktion ist bedeutend für die Nachhärtung von Beton in einer Zeitspanne über Jahre hinweg. Als Beispiel der Wasserundurchlässige Beton oder WU-Beton. Somit die größte Festigkeit von Beton erst in Jahrzehnten erreicht werden kann.

Die schnellere Abbindezeit:

Jetzt kommen die Beschleuniger mit ins Spiel:
Ein Beschleuniger ist ein Zusatzmittel, das dem Beton beim Vergießen zu gemengt wird. Das Kurzzeichen ist dabei >BE<. Mit diesen Zusatzmitteln, wird das Abbinden vom Beton beschleunigt. Das heißt, der Beton bindet chemisch schneller ab, wie ohne den Zusatz.

Welche Abbinde-Zusatzmittel als Beschleuniger kennen wir?
Hier unterscheiden wir unter zwei Unterschiedliche Zusatzmitteln.
Zum einen können wir einen >Erstarrungsbeschleunigern< oder ein >Erhärtungsbeschleuniger< zu mengen. Als Erstarrungsbeschleuniger werden dann noch als Sonderformen die >Spritzbetonbeschleuniger< eingesetzt.

Einsatz und die Eigenschaften:
Aus technischen Gründen werden jetzt Betonbeschleuniger eingesetzt, damit der Beton die geforderte Festigkeit so schnell wie nur möglich bekommt.
Hierzu können bei Arbeiten von Spritzbeton, Betonagen in Fließgewässern und Reparatur von Wassereinbrüchen solche Zusätze technisch dienlich sein.
Gefahren sind immer beim Aushärten von Beton da, dass dieser mit Wasser beispielsweise ausgewaschen werden könnte. Das muss auf jedem Fall verhindert werden.

Bauen mit Beton mit den Jahreszeiten:

Bauen im Winter:
Hier werden die Beschleuniger nicht alleine zum schnelleren Abbinden eingesetzt, sondern >Quasi< auch als >Frostschutzmittel< verwendet.
Damit sollte erreicht werden, dass der junge Beton schneller Frost ausgesetzt werden kann.
Im gleichen Zuge dann auch die Ausschalfrist verkürzt wird. Sodass der Beton schneller eigenständig statisch stehen bleiben kann.
Das allerdings entbindet den Unternehmer nicht, den Beton im Winter warm zu halten. Das kann mit Folien und anschließend mit Dämmmaterialien oder Strohmatten beispielsweise geschehen.  

Wo liegen bei den Beschleuniger die Probleme?
Im Bauen ist das Ganze immer so, dass wenn eine Komponente verändert wird, diese sich auch auf eine andere negativ auswirkt. Bei den Beschleunigers ist dies die Endfestigkeit. Diese verzögert sich mit den Beschleunigern erheblich.

Daher sollten Beschleuniger ganz sorgsam mit Rücksprache von entsprechenden Fach-Menschen vom Bau besprochen werden. Denn wenn die Rezeptur hier nicht stimmig ist, kann der Beschleuniger auch zu einem Verzögerer werden und der Beton härtet dann erst viel später aus. Im Winter wäre dies fatal und würde zu einem Totalschaden führen. Hier sprechen wir dann vom >Umschlagen< der Reaktion. Der Beton würde zerstört werden.

Bewehrter oder unbewehrter Beton?
Auch dies ist eine Entscheidende Frage für den Einsatz mit Beschleunigern.
Bei unbewehrtem Beton wird auf Calciumchlorid zurückgegriffen.

Bei bewehrtem Beton müssen auf andere Beschleuniger zurückgegriffen werden. Denn das Calciumchlorid würde die Armierung zur Korrosion bringen, was dann wieder ein entscheidender  Bauschaden wäre. Hier muss auf >Chlorfreie Produkte< wie alkalische Carbonate oder beispielsweise Natriumcarbonat oder Aluminate oder Tricalciumaluminat zurückgegriffen werden.

Calciumchlorid:
Aus dem geschichtlichen Verlauf heraus wurde das erste Calciumchlorid erstmals 1873 als Beschleuniger verwendet.
Ab 1919 erkannte man dann, dass dieses Produkt die Armierung oder Bewährung zum Korrodieren bringt. Also, der Baustahl begann zu Rosten.
Trotz alle dem wurde das Produkt bis in die 1960 Jahre mit einer Beimengung von 2 % bezogen auf den Zementgehalt dem Beton zu gemengt.
Erst 1963 erfolgte dann das Verbot Calciumchlorid als Beschleuniger im Beton einzusetzen.

Wissenswertes über das Vergießen von Beton:

Um Häuser zu bauen, benötigen wir Baumaterialien, mit denen wir große, statisch stabile Flächen herstellen können. Solche Flächen, die zum Teil Hunderte von Quadratmeter groß sind und Tausende von Tonnen wiegen, können meistens nicht in Werkstätten von Hersteller-Werken vorgefertigt werden. Diese müssen auf der Baustelle aus Einzelteilen zusammengeführt werden. Beispielsweise werden so große Flächen mit Beton gegossen, der dann auf der Baustelle aushärtet und eine tragfähige Fläche ergibt. Aber auch bei solchen Arbeiten müssen Spielregeln eingehalten werden. Das Aushärten von Beton ist ein chemischer Vorgang, bei dem Beton beim Trocknen chemisch reagiert und heiß wird.
Das ist das Regelproblem auf unseren Baustellen.

Bauen mit Beton in heißen, tropischen Ländern:

Al-Faisaliah-Tower in Riad:
Natürlich können wir nun auch diese Reaktionen von Beton umgekehrt vorfinden. Dabei wird mit der Überhitzung des Beton das Endprodukt porös und statisch nicht mehr tragfähig. Darum müssen wir immer das Außenklima bei der Herstellung solcher flüssig eingegossener Baumaterialien berücksichtigen.

In Dubai, oder wie hier in Riad, herrschen tagsüber Temperaturen von bis zu 50 ° C, bei denen dann unter Umständen 60 – 70 ° C eingestellt sind. Beton darf allerdings beim Eingießen in die Schalungen, sowie beim Austrocknen, nicht heißer werden als 30 ° C. Demzufolge wäre ein Betonieren in solchen Regionen gar nicht möglich.

Das Ganze geht doch:
Betoniert wird unter solchen Situationen lediglich in der Nacht. Doch auch in diesen Nachtzeiten würde der Beton beim Aushärten über 30 ° C erreichen. Daher werden alle Materialien, die vermengt werden, in riesigen Kühlschränken soweit herunter gekühlt, dass mit dem Aushärten die magische Grenze von 30 ° C nicht erreicht wird. Reicht dies immer noch nicht aus, wird Wasser in Form von Eis, mit in den Beton gemengt. Mit dieser Einmengung und dem Herunterkühlen ist es jetzt möglich, solche Hochhäuser wie in Dubai und Riad aus Beton zu bauen.

Wo benötigen wir das im Bauwesen?

Betonieren ist eine chemische Grundlage:
Selbstverständlich werden wir in Europa nicht mit diesen Extremsituationen  konfrontiert. Allerdings müssen wir auch in Europa wissen, dass wir unseren Beton >nachbehandeln< müssen. Das heißt, wir müssen verhindern, dass das Trocknen schnell vonstattengeht. So muss das Trocknen so lange wie möglich hinausgezögert werden.

Deshalb können wir Beton nicht nur in Schalungen gießen und ihn einfach vor sich hin trocknen lassen. Wir müssen das Trocknen beobachten und Maßnahmen treffen, die den Trocknungsvorgang hindern.

Sommer:
Bei extremen Sonneneinflüssen müssen wir den Beton mit einer Folie abdecken. Damit wird verhindert, dass die Sonne den Beton zu schnell trocknet und ihn damit rissig und spröde werden lässt. Gleichfalls wird verhindert, dass das Wasser zu schnell abwandern kann. Reicht das Abdecken zur Austrocknung nicht aus, muss täglich auf die Betonplatte Wasser aufgebracht und dann die Folie wieder über das Wasser gelegt werden.

Winter:
Da ist dasselbe vorzunehmen. Allerdings müssen wir jetzt noch verhindern, dass das Wasser gefriert. Daher müssen wir den Beton warmhalten. Das können wir, indem wir über die Folie Strohmatten legen, die dann das zu schnelle Auskühlen der Platte verhindern.

Bauen in Dubai mit Beton:

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Das auch noch, die Satire zum Schluss!!!!

Meinungen sind wie Grundstücke: Erstens sind sie zu teuer, und zweitens kann man nicht immer darauf bauen.   

Dieter Hildebrandt; * 23. Mai 1927 in Bunzlau, Niederschlesien; † 20. November 2013 in München; war ein deutscher Kabarettist, Schauspieler und Buchautor. Mitbegründer der Münchner Lach- und Schießgesellschaft, Fernsehsendungen Notizen aus der Provinz, Scheibenwischer.