Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531 juni 1975'Zomerse problemen'Wat nu, problemen in het 'goede jaargetijde'?In het bouwvak is het meer gebruikelijkover problemen bij winterwerk te spreken. Tochis het nodig ook de aandacht eens te richtenop de problemen die zich voordoen bij hetstorten van beton bij zomerse temperaturen. Detemperatuur van betonspecie zowel als deomgevingstemperatuur spelen nu eenmaal eengrote rol bij het gedrag van Verse betonspeciezowel als bij de ontwikkeling van diversebetoneigenschappen.Hogere temperaturen dan die wij als 'normaal'beschouwen, kunnen dan ook aanleiding zijntot verwerkingsproblemen, grotere scheur-gevoeligheid en aantasting van kwaliteit. Bijeen gestegen kwaliteitsbewustzijn leidt dit weldegelijk tot serieuze problemen, zelfs af-keuringen en dus directe schade. Het is daar-om goed alle factoren die bij warm weer eenrol kunnen spelen bij het verwerken van beton,eens goed op een rijtje te zetten.Daarbij maken we gebruik van een publikatiein het tijdschrift van het American ConcreteInstitute waarin richtlijnen worden gegevenvoor het storten van beton bij warm weer.Wat is warm weer?Met het definiëren van koud weer hebben wegeen moeite. Het is koud als het vriest. Weweten ook dat we bij temperaturen lager dan5 °C iets moeten doen om nog een redelijkeverhardingssnelheid te krijgen.Warm weer is wat moeilijker te omschrijven.Daar komt nog iets bij. De nadelige effectenwaar we het hier over zullen hebben, zijn nietalleen afhankelijk van de temperatuur van debuitenlucht, maar ook van de luchtvochtigheiden de windsnelheid. Het is juist de combinatievan hoge temperatuur met lage luchtvochtig-heid en veel wind die ons de das omdoet.Eenvoudiger gezegd: zomers weer met drogewind!Wat kunnen de gevolgen zijn?Wanneer geen maatregelen worden genomenkunnen de gevolgen van warm, drogend weerzijn:· grotere waterbehoefte voor de gewensteconsistentie;· verdamping van water uit de specie;· snel teruglopen van de zetmaat;· versnelde binding en daardoor moeilijk-heden met transport en verwerking;· minder hechting tussen beton van opeen-volgende storten;· verminderde hechting aan het wapenings-staal;· toename van de plastische krimp;· lagere sterkte;· grotere temperatuurkrimp bij afkoeling vanhet verharde beton;· grotere scheurgevoeligheid;· verminderde duurzaamheid;· geringere waterdichtheid;· grotere kans op corrosie van wapening;· onregelmatige kleur en structuur van hetoppervlak.Invloeden van temperatuur en nabehandelingop betonsterkteHet is bekend dat de beginsterkte van betonsnel toeneemt naarmate de temperatuur waar-2--Figuur 13.0155 -+o 10 20temperefuor in oe40 Figuur 2bij het beton wordt gestort en nabehandeld,hoger is. De invloed op de zs-daaçse sterkte isveel minder duidelijk. Daarbij spelen detemperatuurveranderingen van het verhardendebeton een grote rol. Deze leiden tot span-ningen in het jonge beton, die de oorzaakkunnen zijn van lagere 28-daagse sterkten.De nadelige invloed op de eindsterkten wordtnog vergroot wanneer men beton in warm,drogend weer zonder meer aan de lucht laatverharden.Verdampen van water uit vers betonDe combinatie van hoge specietemperatuur,droge lucht en wind veroorzaakt snelle ver-damping van water uit vers beton en kandaardoor aanleiding geven tot plastischekrimpscheuren. Een indruk van deze ver-dampingssnelheid wordt verkregen met behulpvan figuur 1. Dit gaat als volgt.Begin de luchttemperstuur.Ga omhoog tot de lijn van de heersenderelatieve vochtigheid.Dan naar rechts tot de betontemperatuur.Vandaar naar beneden tot de windsnelheid.Afgelezen wordt de verdampingssnelheid in kgwater per m2per uur.Het is zeer gewenst maatregelen te nemen alsdeze verdampingssnelheid in de buurt komtvan 1 kg/m2/h.Mogelijke maatregelen zijn hetstorten met zo laag mogelijke temperatuur, hetgebruik van wind- en zonneschermen, het zosnel mogelijk starten met nabehandelen en inde periode tussen storten en begin nabehan-delen desnoods een nevelspuit gebruiken.Indien er toch plastische krimpscheuren ont-staan: zo snel mogelijk, dus voor het einde vande bindIng, dichtsmeren bijv. met een schuur-bord of plekspaan. De scheuren zijn weliswaar3slechts oppervlakkig maar vormen toch eenentree voor water en agressieve stoffen die deduurzaamheid van het beton beperken. Daar-naast kunnen ze de inleiding zijn van door-gaande scheurvorming.Wenselijke temperatuur van betonspecieHet storten van zware betonconstructieswaarbij door de hydratatiewarmte van cementeen ongewenste temperatuurverhoging in hetbeton optreedt, is een onderwerp apart. Vooreen dergelijk stort zou de specietemperatuureIgenlijk niet meer dan 15°C mogen bedragen.Voor het normale constructiebeton metgeringere afmetingen is een maximaal toelaat-bare specietemperatuur moeilijk te geven. Dehier besproken Amerikaanse richtlijnen gevenaan dat deze temperaturen toch wel tot 30 oebeperkt dienen te blijven en dat, indien enigs-zins mogelijk, deze nog wel enkele gradenlager dienen te worden gekozen.WaterbehoefteWater is een zeer belangrijk bestanddeel vanbeton en dat is ook in BETONlEK meerderemalen aan de orde gesteld. Dit geldt zowelvoor verse specie als voor verhard beton.Bij hogere temperaturen is meer water nodigvoor het verkrijgen van een bepaalde zetmaat.Figuur 2 geeft het verband tussen water-behoefte in kg/m3 voor een betonspecie meteen zetmaat van 80 mm en de temperatuur.Natuurlijk heeft de meerdere hoeveelheidwater via de directe verhoging van de water-cementfactor een negatieve invloed op debereikbare sterkte van beton. Ook de uit-drogingskrimp wordt vergroot. Daarbij mag ernog wel eens aan worden herinnerd dat dedoorslaggevende factor voor deze uitdrogings-krimp het watergehalte in de oorspronkelijkebetonspecie is. Zie ook BETONlEK 2/6, 'Buigenof barsten'.Bij deze grotere uitdrogingskrimp komt nogeens de temperatuurkrimp door afkoelen toteen normale temperatuur van het bij warmweer gestorte beton. En dit allemaal in eenbeton met lagere sterkte. Het is duidelijk datdit tot een fors verhoogde scheurgevoeligheidleidt: dit mag dan ook wel het meest kwets-bare punt van 'zomers' beton worden genoemd.Temperatuur van het aanmaakwaterWater heeft een veel grotere soortelijke warmtedan de andere bestanddelen van betonspecie.De temperatuur van het aanmaakwater heeftdan ook een veel grotere invloed op de specie-temperatuur dan overeenkomt met zijngewichtsaandeel in de specie. Een tempera-tuurverhoging van 10 oe van het aanmaak-water leidt tot 2 à 3 oe verhoging van despecietemperatuur. Gebruik van koel of zelfsgekoeld water is dan ook de meest geschiktemethode om een betonspecie in de veiligetemperatuurzone te houden.Meestal gebruiken we leidingwater als aan-maakwater voor betonspecie.ln ons land isdit 's zomers wel zo koel dat niet voor tempe-ratuurverhoging van de betonspecie hoeft teworden gevreesd. Gebruik van ijs als koel-middel of toepassing van andere specialetechnieken, zal in ons kfirnaat alleen in uit-zonderlijke gevallen in aanmerking komen.Invloed van cementDe belangrijkste eigenschap van cement in ditverband is zijn bindingsgedrag en begin-sterkte-ontwikkeling, alsmede de invloed vanhogere temperaturen hierop.Het gebruik van snel cement zoals klasse B ofe vormt een negatief aspect ten aanzien van4Foto 3Vergroting van de transportcapaciteit op hetwerk leidt tot een snellere verwerking van debetonspeciehet zomerbetonprobleem. Het meest voor dehand liggend is dus om in gevallen waar ditprobleem zich voor kan doen, klasse A cementte gebruiken. Ook binnen deze klasse zijn erechter nog wel interessante verschillen tussendiverse cementen.Dat is trouwens niets nieuws. Ook bij normaletemperaturen vormt het teruglopen van dezetmaat bij lange transport- of verwerkings-tijden een rol. Gebruik van het in de eerste urenwat tragere hoogovencement verdient dan devoorkeur boven portlandcement. Daar komtnog bij dat door de tragere aanvangsverhardingen de geringere hydratatiewarmte met hoog-ovencementde temperaturen in de kern van(vooral zware) betonconstructies minder hoogzullen oplopen.Tenslotte nog iets over de Invloed van decementtemperatuur op de specietemperatuur.Daarbij geldt voor een normale betonsamen-dat een 10 oe hogere cementtempe-ratuurleidt tot 1 oe verhoging van de specie-temperatuur. Dat is wel niet veel maar gebruikvan cement van 70 oe in plaats van 40 oescheelt toch 3 oe in specietemperatuur en datkan net de druppel zijn die de emmer doetoverlopen. Er is echter niet veel aan te doen.Koelen van cement is een ondoenlijke zaak enin bulk opgeslagen cement verliest zijn warmteslechts zeer geleidelijk. Overigens is detemperatuur van cement alleen van belangvoorzover daardoor de specietemperatuurwordt beïnvloed.Het bindings- en verhardingsgedrag wordtverder bepaald door deze specietemperatuur.De oorspronkelijke cementtemperatuur speelthierin verder geen enkele rol. Over dit laatstebestaat nogal eens wat misverstand.Invloed van hulpstoffenHet zal na het voorgaande wel duidelijk zijndat het gebruik van vertragers of plastificeren-de vertragers in aanmerking kan wordengenomen.Met een vertrager blijft de specie langer ver-werkbaar.Met een plastificerende vertrager kan boven-dien het effect van de grotere waterbehoeftedoor de hogere aanmaaktemperatuur wordentenietgedaan.Vertragende hulpstoffen mogen nooit zonderproeven vooraf worden gebruikt. Dit komt erwel op neer dat men onder zo goed mogelijknagebootste omstandigheden voorproeven zaldoen om voorbereid te zijn op het eventueeluitbreken van een 'echte' zomer!Mengen en transporteren van de specieDe invloed van wateren cement is in het voor-gaande :al genoemd. De grootste invloed op despecietemperatuur heeft echter het toeslag-materiaal en het is daarom zaak de tempe-ratuur van zand en grind zo laag mogelijk tehouden. Daartoe worden genoemd het af-schermen tegen zonbestraling en het opstellenvan nevelsproeiers. Dit laatste bergt het gevaarin zich van onregelmatige vochtverdeling inde grondstoffen wat weer tot ongewenstespreiding in zetmaten kan leiden. Onnodig lang5mengen dient te worden vermeden daar dittemperatuurverhogend werkt.Lange pompleidingen moeten beschermdworden tegen zonbestraling. De beste manierom ze koel te houden is ze te omwikkelen metjute of iets dergelijks en dan met sproeiersnat te houden.Verwerken en nabehandelenOnder alle omstandigheden geldt:· geen betonspecie verwerken die teveel inzetmaat is teruggelopen;· geen water toevoegen om een teruggelopenzetmaat te herstel/en;· betonspecie niet transporteren met tril-naalden;· de dikte van een stortlaag moet het nogmogelIjk maken dat deze laag met de onder-liggende laag tot één homogeen geheel wordtverdicht;· afwerken op het moment dat de speciedaartoe geschikt is;· zodanig nabehandelen dat uitdroging entemperatuur in de hand worden gehouden.Onder zomerse omstandigheden moet óók aanal deze voorwaarden worden voldaan. Doordeze voorwaarden stap voor stap na te gaan,kunnen de maatregelen worden beraamd diebij warm weer genomen moeten worden.AlS praktische maatregelen die hieruit voort-vloeien kunnen worden genoemd (zondervolledig te zijn!):· tot het uiterste beperken van rij- en wacht-tijden;· het verwerken van kleinere hoeveelhedenbetonspecie ineens;· het inschakelen van meer verdichtings-capaciteit, eventueel ook meer transport-capaciteit zoals een extra pomp e.d.;· het improviseren van wind- en zonne-schermen;· extra aandacht voor bevochtigen van onder-grond en bekisting;· extra capaciteit aan sproeislangen, water-spuiten, eventueel nevelsproeiers;· extra aandacht voor het maken van aan-stortingen en voegen;· extra aandacht voor de nabehandeling.Vooral de nabehandeling is zeer belangrijk inverband met de reeds genoemde groterescheurgevoeligheid die ons in deze omstandig-heden parten kan spelen. Het kan zijn dat menbijv. geheel moet afzien van het gebruikelijkenatspuiten met water omdat dit een te snelle6Foto 4Nabehandeling met een curing compound tervoorkoming van scheurenafkoeling aan het verse betonoppervlak geeft.Het beste :is nog afdekken met lappen juteof iets dergelijks, welk materiaal dan echterwel voortdurend moet worden natgehouden.Afwisselend nat en droog leidt weer totscheuren!Toepassing van een curing compound diedirect na het afwerken op het betonoppervlakkan worden aangebracht, is ook een mogelijkeoplossing.BetoncontroleVoor het meten van de zetmaat en het makenvan proefkubussen worden kleine hoeveel-heden betonspecie verwerkt. Juist zo'n kleinehoeveelheid ondergaat sterk de invloed vanwarme, drogende lucht en een monster beton-specie dat hieraan enige tijd is blootgesteld,zal resultaten opleveren die bepaald nietrepresentatief zijn voor de gehele partij.Foto 5Wachttijden dienen zoveel mogelijk te wordenbeperktDe verwerkbaarheid zal door het sterke vocht-verlies nog sneller teruglopen dan met hetoverige beton toch al het geval is.De verhardingsproef kan, nog sterker dananders het geval is, een verkeerd beeld gevenvan de ontkistingssterkte. Temperatuur- envochtigheidsinvloeden van de omgevingwerken namelijk veel sterker in op het relatiefkleinere blokje beton van het proefstuk dan ophet beton van de betreffende constructie.Voor de controleproef, waar dus de beton-kwaliteit aan wordt opgehangen, geldt in deeerste plaats dat de bescherming tegenuitdroging en extreme temperaturen gedurendehet eerste etmaal zeer zorgvuldig moetgebeuren. Ook eventueel transport na ont-vormen, naar de waterbak van 20 ± 2 °C dientmet voorzorg te worden omgeven.7Gedurende een warme periode kan het zelfsproblemen opleveren de waterbak optemperatuur te houden. Een waterbak in koeleomgeving is nl. met eenbijverwarminggemakkelijk op constante temperatuur tehouden. Als de omgeving warmer is dan degewenste temperatuur, wordt het moeilijker.Meestal lukt het dan nog wel met gebruik vanhet koelere leidingwater; als dit niet beschik-baaris zal men, al improviserend, met wat ijsmoeten bijregelen.literatuur'Recommended practice for hot weatherconcreting' American Concrete InstituteJournal, July 19718