Frostschutzmittel für Beton

Die Betonherstellung bei Kälte kann eine Herausforderung darstellen

Bei Kälte und Frost gefriert Wasser und hemmt die Hydratation des Betons. Ohne Zusatzmittel verläuft das Betonieren bei kaltem Wetter langsam und ist daher teuer. Hinzu kommt, dass der entstehende Beton häufig eine schlechte Qualität mit folgenden Merkmalen aufweist:

• Irreparabel niedrige Festigkeit und Dauerhaftigkeit und damit verbundenen Kosten für Reparaturen bzw. Instandhaltung sowie Sicherheits- und Gesundheitsproblemen.
• Mikrorisse und Spalten aufgrund von Eiskristallen, die den Beton schädigen. Dies führt dazu, dass die Oberfläche des Betons schon bei leichter Belastung abblättert
• Abplatzungen, bei denen größere Brocken der Oberfläche abbrechen und Mulden oder Krater hinterlassen, die von feinen Rissen umgeben sind.

Die Vermeidung des Einfrierens, bevor der Beton eine Druckfestigkeit von 5 MPa erreicht, ist eine wichtige Voraussetzung.

Ein „Frostschutz“-Produkt verhindert, dass Wasser vor oder während des Hydratationsprozesses gefriert. Dies lässt sich wie folgt erreichen:

1. Senkung des Gefrierpunkts von Wasser durch hohe Salzkonzentrationen
2. Erhöhung der Temperatur im Beton

Im Beton, auch in den äußeren Bereichen an der Verschalung, muss die Temperatur mindestens 5 °C betragen, um eine ausreichende Reaktionsfähigkeit und Verfügbarkeit von Wasser zu gewährleisten. Der Beton sollte vor dem Gefrieren eine Druckfestigkeit von 5 MPa aufweisen.

Der Erstarrungsbeschleuniger NitCal wirkt dem Einfrieren vor, indem er ein früheres Einsetzen der Wärmeentwicklung im Beton bewirkt und damit eine frühere Festigkeitsentwicklung. Durch die übliche Dosiermenge an NitCal als Beschleuniger wird der Gefrierpunkt nicht gesenkt. Für eine Frostschutzwirkung sind höhere Dosierungen erforderlich.

Alternative Methoden zum Betonieren bei kaltem Wetter sind häufig teuer, unpraktisch und umweltbelastend wie zum Beispiel:

• Anheben der Betontemperatur durch gezieltes Erwärmen von einer oder mehreren Komponenten (z.B. des Zugabewassers oder der Gesteinskörnung).
• Schutz des Betons in einem beheizten Zelt, Verwendung von Isolierung oder Thermomatten.
• Erhöhung des Zementgehaltes oder Verwenden von Zementen mit höherer Wärmeentwicklung

Yara hat in den letzten Jahren ein besseres Verständnis der Funktion von NitCal als Frostschutzmittel in Beton und Mörtel entwickelt. Hierdurch konnten wir auch die Verwendung als Superfrostschutz bei sehr niedrigen Temperaturen (bis -15 °C) entwickeln.