Betontechnische Daten

Die Zeit bis zum Temperaturmaximum im Kern eines Bauteils kann wie folgt abgeschätzt werden:

für d ≤ 3,50 m: tmax ≈ d + 0,5 Tage

für d > 3,50 m: tmax ≈ d + 1,0 Tage

d	-	Dicke des Bauteils [m]
tmax	-	Zeit bis zum Erreichen des Temperaturmaximums im Kern des Bauteils [d]

Die Temperaturentwicklung im Kern eines Bauteils kann folgendermaßen überschlägig berechnet werden:

Tmax ≈ Tb + ΔTKern [°C]

Tmax	-	maximale Temperatur im Kern des Bauteils [°C]
Tb	-	Frischbetontemperatur [°C]
ΔTKern	-	Temperaturanstieg im Kern [K]

Der durch die Hydratationswärme verursachte Temperaturanstieg im Kern kann über folgende Gleichung abgeschätzt werden:

ΔTKern ≈	z · HZem(t)	[K]
	QBet

HZem(t)	-	Hydratationswärme des Zements nach t Tagen [kJ/kg]
QBet	-	Wärmekapazität/(m3 Beton): QBet ≈ c · (z + f + g) + cw · w [kJ/(m3K)]
z, f, g, w	-	Gehalt an Zement, Zusatzstoff, Gesteinskörnung und Wasser [kg/m3]
c = 0,84	-	spezifische Wärmekapazität von Zement, Zusatzstoff und Gesteinskörnung [kJ/(kg·K)]
cw = 4,2	-	spezifische Wärmekapazität von Wasser [kJ/(kg·K)]

Anhaltswerte für die Hydratationswärme von Zementen in Abhängigkeit von der Zeit können der folgenden Tabelle entnommen werden.

Hydratationswärme von Zementen, bestimmt mit dem Lösungskalorimeter (isotherme Lagerung, 20 °C)

Festig-keits- klasse	Hydratationswärme HW [kJ/kg] nach ... Tagen				Hydratationswärme HW∞ [kJ/kg]
	1	3	7	28	Portland- zement	Portlandhütten- und Hochofen-zement
32,5 N	60 - 175	125 - 250	150 - 300	200 - 375	375 - 525	355 - 440
32,5 R	125 - 200	200 - 335	275 - 375	300 - 425
42,5 N
42,5 R	200 - 275	300 - 350	325 - 375	375 - 425
52,5 N
52,5 R

Ausdruck der Tabelle

Beispiel

Gegeben:

z = 300 kg/m3

w = 150 kg/m3

g = 1900 kg/m3

CEM III/B 32,5 N-LH/HS

Tb = 20 °C

d = 2,0 m

Gesucht:

Maximaltemperatur Tmax im Kern des Bauteils?

Lösung:

Zeitpunkt des Temperaturmaximums im Beton

tmax ≈ 2,0 + 0,5 = 2,5 Tage ≈ 3 Tage

Hydratationswärme des Zements nach 3 Tagen nach obiger Tabelle:

HZem(3) = 175 kJ/kg

Wärmekapazität/(m3 Beton)

QBet = c · (z + g) + cw · w = 0,84 · (300 + 1900) + 4,2 · 150 = 2478 kJ/(m3K)

Temperaturanstieg im Kern des Betons

ΔTKern ≈	z · HZem(3)	=	300 · 175	= 21 K
	QBet		2478

Zu erwartende Kerntemperatur nach 3 Tagen

Tmax ≈ Tb + ΔTKern = 20 + 21 = 41 °C

Oberflächentemperatur nach 3 Tagen:

Um Temperaturrisse zu verhindern, sollte die Temperaturdifferenz zwischen der Bauteiloberfläche und dem Bauteilkern nicht größer als 15 K sein.

Dies bedeutet, dass die Oberflächentemperatur am dritten Tag ≥ 41 - 15 = 26 °C betragen muss. Dies kann z. B. durch Abdecken mit wärmedämmendem Material realisiert werden.

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