Erstarrungs-Beschleuniger

Erstarrungsbeschleuniger ist ein Betonzusatzmittel nach DIN EN 934 „Zusatzmittel für Beton, Mörtel und Einpressmörtel“.

Betonzusatzmittel

Betonzusatzmittel werden dem Beton als Pulver oder in flüssiger Form zugesetzt, um durch chemische oder / und physikalische Wirkung die Eigenschaften des Frisch- oder Festbetons – wie z. B. Verarbeitbarkeit, Erstarren, Erhärten oder Frostwiderstand – zu verändern.

Die Zugabe erfolgt entweder direkt bei der Herstellung im Betonwerk oder nach der Anlieferung auf der Baustelle.

Betonzusatzmittel werden in so geringen Mengen zugegeben (< 5 M.-% des Zementanteils), dass sie als Raumanteil des Betons ohne Bedeutung sind. Betonzusatzmittel müssen betonverträglich sein und dürfen den Korrosionsschutz der Bewehrung nicht beeinträchtigen. Aus diesem Grunde dürfen bestimmte chemische Verbindungen als Wirkstoffe (z.B. Halogene, Nitrite, Nitrate) nicht zugesetzt werden.

Wirkungsgruppen von Betonzusatzmitteln:

Betonverflüssiger (BV)

Fließmittel (FM

Luftporenbildner (LP)

Dichtungsmittel (DM)

Verzögerer (VZ)

Beschleuniger (BE)

Einpresshilfen (EH)

Stabilisierer (ST)

In der DIN EN 934-2 werden unter der Kurzbezeichnung BE Beschleuniger zusammengefasst.

Grundsätzlich bewirken Beschleuniger eine Beschleunigung des Erstarrens bzw. des Erhärtens. Man unterscheidet:

Erstarrungsbeschleuniger

Erstarrungsbeschleuniger verringern die Zeit bis zum Erstarrungsbeginn (Übergang der Mischung vom plastischen in den festen Zustand).

Erhärtungsbeschleuniger

Erhärtungsbeschleuniger beschleunigen die Anfangsfestigkeit mit oder ohne Einfluss auf die Erstarrungszeit. Sie werden z. B. bei Betonwaren eingesetzt.

Spritzbetonbeschleuniger

Spritzbetonbeschleuniger beschleunigen das Erstarren unterhalb der in DIN EN 934-2 festgelegten Grenzwerte für herkömmliche Erstarrungsbeschleuniger und werden vor allem für Spritzbeton eingesetzt.

Viskosität

Viskosität ist ein wichtiger Begriff im Zusammenhang von Erstarren und Erhärten eines Stoffes. Viskosität beschreibt die Eigenschaften eines fließfähigen Stoffes.

Niedrige Viskosität (niedrigviskos) bedeutet eine bessere Fließfähigkeit

hohe Viskosität (hochviskos) eine geringere Fließfähigkeit

Erstarren

Die Zustandsänderung von flüssigem Zement-Wasser-Gemisch zu festem Zementstein geschieht in drei Phasen, die in dieser Reihenfolge zeitlich ablaufen:

Ansteifen

Erstarren

Erhärten

Den drei Phasen werden ausgehend von einer Ausgangsviskosität (V0), verschiedene Viskositätsbereiche zugeordnet.

Die Erstarrungszeit wird definiert durch die Zeit zwischen dem Erreichen der Viskosität VA als Erstarrungsbeginn und dem Erreichen der Viskosität VE als Erstarrungsende.

Nach DIN EN 197-1 darf der Erstarrungsbeginn je nach Zementfestigkeitsklasse zwischen 45 und 75 Minuten eintreten. Das Erstarrungsende muss spätestens 12 Stunden nach dem Anmachen erreicht sein.

Wirkungsweise

Beschleuniger bewirken, dass die überschüssige Wassermenge, die nicht durch den Abbinde-/ Hydratationsprozess verbraucht wird, gebunden wird. Dieses Überschusswasser wird von Estrichbeschleunigern dauerhaft festgebunden.

Wirkstoffe von Beschleunigern

Alkalicarbonate (Kaliumcarbonat)

Alkalihydroxide

Alkalialuminat

Calciumchlorid – nur für unbewehrten Beton

Mögliche Nebenwirkungen von Beschleunigern

Minderung der Betonfestigkeit

Geringere Nacherhärtung

Geringere Wasserundurchlässigkeit

„Umschlagen“ (d. h. eine Umkehrung der Wirkung bei Fehldosierung)

Einsatz und Eigenschaften

Eingesetzt werden Beschleuniger, um eine geforderte Betonfestigkeit möglichst rasch zu erreichen. Dies kann aus unterschiedlichen Gründen gewollt sein:

beim Bauen bei hohen oder tiefen Temperaturen

bei komplexen Geometrien

bei lang andauernden Betonagen

Bei Spritzbeton oder bei Betonagen in Fließgewässern oder der Reparatur von Wassereinbrüchen

beim Bauen im Winter werden Beschleuniger auch als „Frostschutzmittel“ eingesetzt

Vor- und Nachteile

Vorteile

Verkürzung des Ausschalfristen und damit der Bauzeit

Betonieren bei geringen Temperaturen möglich

Nachteile

Beschleuniger kann sich nachteilig auf die Endfestigkeit des Betons auswirken.

Verringerung der Nacherhärtung und Wasserundurchlässigkeit

Falsche Dosierung für zur Erstarrungsverzögerung

Frostschutzmittel

Zu den Erstarrungs- bzw. Erhärtungsbeschleunigern gehören auch die so genannten Frostschutzmittel. Auf der Baustelle sind die „klassischen“ Winterbaumaßnahmen (z.B. Verwendung eines Zements höherer Festigkeitsklasse, Erwärmen des Betons und Abschirmen gegen Kälte nach dem Einbau) meist jedoch zusätzlich notwendig.