Een uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531 oktober 1970WinterwerkInleidingDe verharding van betonspecie wordt veroor-zaakt door een scheikundige reactie tussencement en water. Bij deze reactie verhardtcementpasta tot cementsteen. De snelheidwaarmee de reactie plaats heeft is afhankelijkvan het toegepaste cement en van de tempera-tuur van de betonspecie tijdens de reactie.Daarnaast is ook de water-cementfactor vangroot belang zowel voor de snelheid waarmeede reactie plaats heeft als voor de sterkte dieuiteindelijk wordt bereikt. In de winter zal tengevolge van de lage temperatuur de reactielangzaam verlopen en bestaat het gevaar vanbevriezen voordat de massa voldoende isverhard. Door het nemen van een aantal beton-technologische maatregelen en door het af-doende beschermen van beton tegen afkoeling,kan bevriezen van vers beton voorkomen wor-den en een goede sterkte-ontwikkeling wordenverkregen.VorstschadeAls vers beton aan vorst wordt blootgesteld zalhet water in het beton bevriezen. Omdat ijs 9%meer ruimte inneemt dan water, zal de beton-specie gaan uitzetten en als het ware uit debekisting rijzen. Na ontdooien zakt de massaniet weer ineen en zal er een poreus betonoverblijven dat een aanzienlijk lagere sterkteheeft.Ook jong beton, waarbij al van enige sterktesprake is, zal door vorst ernstig kunnen wordenbeschadigd. Alleen als beton een zekeresterkte heeft verkregen zal het vorstbestendigzijn en zal bevriezing geen schade meerveroorzaken.Ijsbloemen in het breukvlak van een beton-kubusVorstbestendigheidAls beton een druksterkte heeft verkregen van50 kgf/cm2 zal het bestand zijn tegen éénmaligebevriezing. De tijd die nodig is om deze sterktete bereiken wordt de vóórverhardingstijd ge-noemd. In de figuren 1,2 en 3 wordt deze vóór-verhardingstijd aangegeven als functie van dewater-cementfactor en van de gemiddeldebetontemperatuur.lndien beton van een zekeresamenstelling en verhardend bij een bepaaldebetontemperatuur minstens de in de grafiekde hoeveelheid water een lagerezetmaatbetekenen. Vanzelfsprekend mag bij het ver-lagen van de zetmaat een volledige verdichtingvan het beton niet in gevaar komen. Indiengeen verdere verlaging van de water-cement-factor kan worden bereikt omdat een goedeverdichting anders in het gedrang komt,kan een verhoging van het cementgehalteworden overwogen.De volgende voorbeelden ter illustratie:Als betonspecie een cementgehalte heeft van325 kg per m3 en liter water bevat, zal dewater-cementfactor 0,50 bedragen. Een vermin-dering van 10 liter water per m3 zal de water-cementfactor terugbrengen van 0,50tot 0,47.Wordt bij eenzelfde mengsel, dus met 325 kgcement en liter water, het cementgehaltemet 20 kg verhoogd, dan zal de water-cement-factor eveneens afnemen van 0,50tot 0,47.In het eerste voorbeeld, waarbij de hoeveelheidwater met 10 liter werd verminderd, zal de zet-maat ook met 4 cm afnemen. In het tweedevoorbeeld, waarbij de hoeveelheid cement werdvermeerderd, zal dezetmaat niet belangrijkworden beïnvloed.In figuur 4 is het verband tussen cementgehalte,watergehalte en water-cementfactor grafischweergegeven.TemperatuurUit de figuren .1,2 en 3 bleek al dat de beton-temperatuur grote invloed heeft op de sterkte-ontwikkeling. Met betontemperatuur wordtaltijd bedoeld de gemiddelde temperatuur vanhet beton tijdens de beoordeelde periode.Beoordeelt men de eerste 24 uur van de ver-harding dan neemt men aan als betontempera-tuur gedurende deze periode, het gemiddeldetussen de temperatuur bij aanmaak en de tem-peratuur na één dag.1-2-3Vóórverhardingstijd bij verschillende beton-temperaturen en water-cementfactoren. Devóórverhardingstijd is de tijd die het beton moetkunnen verharden bij de gemiddeld aange-geven temperatuur om vorstbestendig te zijn.De gémiddelde temperatuur wordt gerekendvanaf het aanmaken van de specie tot doorafkoeling een temperatuur van oDe is bereikt12A96klas e B24 48 72 96 120· · ·0 ·· ·0.5O.cern nt klas e C0 24 48 72 96 120· ·0.5aangegeven ouderdom heeft bereikt, wil datzeggen dat dit beton vorstbestendig is. Uit degrafieken blijkt duidelijk de grote invloed vande water-cementfactor en de betontemperatuurop de verharding van beton.Water-cementfactorEen lage water-cementfactor is een zeer effec-tieve manier om de verharding van beton teversnellen. De water-cementfactor kan wordenverlaagd door:a. het gebruik van minder water;b. het verhogen van het cementgehalte;c. zowel het verlagen van de hoeveelheid waterals het verhogen van het cementgehalte.Omdat de hoeveelheid water die wordt toege-voegd aan betonspecie in belangrijke mate deverwerkbaarheid bepaalt, zal het verlagen van2s,QEIe374Wij zijn met vorstverlet . . .totale hoeveelheid waterWater-cementfactor =cementgehalte135 150water in 11m3Om tot een niet te lage gemiddelde temperatuurte komen zal de specietemperatuur bij aan-maak zo hoog mogelijk moeten zijn. Een goedebescherming tegen afkoeling kan er daarnavoor zorgen dat de specie gedurende lange tijdeen redelijke temperatuur behoudt.De meest praktische manier voor het vervaar-digen van warme betonspecie is het gebruikvan verwarmd aanmaakwater. Globaal zal eenverhoging van 10° Çin de watertemperatuureen verhoging van de betonspecietemperatuurmet circa 3° C veroorzaken. Het toepassen vanverwarmd zand en grind kan worden over-wogen als het verwarmen van het aanmaak-water niet voldoende resultaat oplevert. Eenverhoging van de temperatuur van zand engrind met 10° C leidt tot een verhoging van despecietemperatuur met circa 6° C. Bij strengevorst zullen zowel verwarmd aanmaakwater alsverwarmde toeslagmaterialen moeten wordentoegepast omdat anders een hoge specietem-peratuur moeilijk bereikt zal kunnen worden.Voorkom ijs in zand en grindOmdat zand en grind altijd water bevatten zal erin de winter gevaar bestaan dat deze mate-rialen bevriezen. Het gebruik van zand en grindwaarin ijs voorkomt heeft de volgende nadelen.Het doen smelten van ijs kost veel smelt-3warmte, waardoor de temperatuur van debetonspecie aanzienlijk zal afnemen. Als debonken ijs groot zijn, neemt het gevaar toe dathet ijs tijdens het mengen niet geheel zalsmelten. Controle op de water-cementfactorzal dan zeer moeilijk blijken te zijn; er kunnenzich bovendien na het smelten van het ijswaterconcentraties vormen in het beton.Bevriezing van zand en grind kan worden tegen-gegaan door de opslag af te dekken met bijv.dekzeilen. Het verwarmen van zand en grindmet bijv. stoomlansen heeft het grote voordeeldat het toeslagmateriaal in ieder geval ijsvrij zalzijn. Een nadeel is echter dat door condensatievan de stoom het vochtgehalte van zand engrind toeneemt. 'Regelmatig controleren vanhet vochtgehalte is dan noodzakelijk.Afkoeling tijdens het transportTijdens het transport van de betoncentrale naarhet werk, maar natuurlijk ook tijdens het trans-port van de specie op het werk zal er afkoelingplaatshebben. In de tabel op blz. 4 is aan-gegeven wat de begintemperatuur van despecie op de betoncentrale zal moeten zijn omna één uur transport een temperatuur van 15° Cop het werk te kunnen behalen bij verschillendebuitentemperaturen. Zodra de specie op hetwerk is aangekomen is het zaak deze ook zosnel mogelijk te verwerken. Een tussenopslagin een niet-afgedekte, niet geïsoleerde silo isdan ook niet aan te raden.De vers gestorte betonspecie wordt zo snelmogelijk afgedektbuiten-temp.105obegin-temp.1516,217,318,5buiten-temp.- 5-10-15-20begin-temp.19,620,821,9234Tijdstip van ontkistenOm te voorkomen dat de betonspecie na hetafwerken nog verder zal afkoelen is het ge-wenst het oppervlak zo snel mogelijk met eengoede isolatie af te dekken. Het is beter dezeisolatie niet direct op het betonoppervlak teleggen maar op enige afstand daarboven.Hierdoor wordt niet alleen voorkomen dat hetbeton door de aangebrachte isolatie wordtbeschadigd, maar bovendien wordt de isolatie-waarde van de afdekking verhoogd omdat stil-staande lucht een goede isolator is.De ervaring leert dat het verstandig is de afdek-constructie van te voren uit te denken, zodatniet tijdens het storten geïmproviseerd behoeftte worden.In de grafieken tot en met 10 wordt aange-geven na hoeveel tijd beton met een bepaaldesamenstelling voldoende ontkistingssterkte zalhebben bereikt. De grafieken zijn gebaseerd opeen ontkistingssterkte van resp. 150 en 200kgf/cm2· Om deze figuren te kunnen gebruikenmoeten dus bekend zijn:a. de water-cementfactor; dit moet niet de theo-retische maar de werkelijke water-cement-factor zijn, gebaseerd op de totaal aan-wezige hoeveelheid water (aanmaakwater+water in toeslag);5-6-7Ontkistingstijd die moet worden aangehoudenvoor het bereiken van een sterkte van150kgf/cm2, bij de aangegeven gemiddeldebeton temperatuur en water-cementfactorcerns nt klas e C/1/lil,//o 48 144 192 240 288klas B240192o144 2409648I I1///1rl cern nt klas e Co0,450,50240A1t:sEI192 240 28814448o2028336192o 4 144verhcrd inqsduur :in urenEII-8 - 9 -10Ontkistingstijd die moet worden aangehoudenvoor het bereiken van een sterkte van200 kgf/cm2, bij de aangegeven gemiddeldebetontemperatuur en water-cementfactor5Afdekken met uitsluitend riet; hier ontbreekteen vochtafsluWngb. de gemiddelde betontemperatuur geduren-de het gehele verhardingsverloop.Om een indruk te krijgen van deze gemiddeldebetontemperatuur zal men regelmatig tempera-tuurmetingen moeten verrichten.IsolatieDe materialen waarmee een pas gestorte con-structie kan worden afgedekt moeten aan tweeeisen voldoen:1. het materiaal moet een goed isolatiever-mogen hebben;2. het moet een goede afsluiting vormen tegenvocht, zowel van boven als van onder.Dat een goede isolatie noodzakelijk is spreekteigenlijk vanzelf. Belangrijk is immers dat deafkoeling van het beton zo langzaam plaatsheeft, dat binnen aanvaardbare tijd voldoendesterkte wordt ontwikkeld. Een goede afsluitingtegen vocht is belangrijk omdat de isolatie-waarde van veel materialen afneemt als dezevochtig worden. Daarom is een afsluiting aan6beide zijden van belang: een afsluiting aan debovenzijde tegen regen en sneeuw, een afslui-ting aan de onderzijde tegen het uit het betonafkomstige vocht. Door een goede veentaf-sluiting van het beton wordt bovendien voor-komen dat er verdamping van het aanmaak-water optreedt. 's Winters zal de relatievevochtigheid van de lucht laag kunnen zijn,vooral bij vorst. Het gevaar van uitdroging vanhet beton is dan ook aanwezig.Een goede isolatie wordt gevormd door mate-rialen als minerale wol, schuimplasticplaten,droog riet, enz. De vochtafsluiting kan nogworden gevormd door aan de boven- en onder-zijde plasticfolie aan te brengen. Een houtenbekisting geeft een redelijke isolatie, een stalenbekisting isoleert slecht. Bij het gebruik vaneen stalen bekisting in de winter is het daaromraadzaam om deze bekisting aan de buitenzijdete voorzien van een degelijke isolatie, bijv. inde vorm van schuimplasticplaten.In een volgende aflevering zal verder op ditonderwerp worden ingegaan.Foto: RotelWestzaanDekens van minerale wol gevat in plasticfolieOndersteunde afdekking Voorkom afkoeling zoveel mogelijk ...7