10 definitief verslag

RecyFlowScreed Herbruik van puingranulaat als vervanger van zand in cementgebonden gietdekvloeren

Tetraproject IWT – 090174

Voortgangsverslag 1 Periode 1/10/09 – 1/05/10 definitief verslag

KHBO- IW&T Afdeling Bouwkunde Zeedijk 101 8400 Oostende Tel 059/569056 fax 059/569057 Luc Boehme [email protected] (projectleider) Pieter Dejonghe (onderzoeker)

RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

1/122

Inhoud Projectstatus ......................................................................................................... 7 Algemene gegevens ............................................................................................ 7 prestatietabel ..................................................................................................... 8 Geplande Activiteiten voor de voorbije periode ....................................................... 8 Deelresultaat ................................................................................................... 9 Uitgevoerde activiteiten ......................................................................................12 Werkpakket / taken (zie technisch verslag) ........................................................12 Problemen en bijsturing ......................................................................................12 Problemen .....................................................................................................12 Bijsturing .......................................................................................................12 Actualisering Globale Planning .............................................................................12 Gedetailleerde Planning voor komende periode ......................................................12 Beheersaspecten ...............................................................................................14 aangifte en verantwoording van personeelswijzigingen ........................................14 toestand betalingen schuldvorderingen gebruikerscommissie ................................14 Valorisatieaspecten ............................................................................................14 Verspreiding van de resultaten naar de gebruikerscommissie en derden ................14 Verspreiding van de resultaten naar het onderwijs ..............................................14 Nieuwe contacten en samenwerking met bedrijfsleven .........................................14 Planning valorisatieactiviteiten voor volgende periode..........................................14 Verslag Voortgangsvergadering 7/05/2010 ...........................................................15 1.

Inhoud vergadering ........................................................................................15

2.

Bestaande documenten ...................................................................................15

3.

Eisen dekvloermortels .....................................................................................15

4.

Receptuurstudie .............................................................................................15

5.

Vragen en opmerkingen ..................................................................................15

Technische aspecten ..........................................................................................16 Deel 1

Onderzoekskader en theoretische achtergrond ........................................16

Deel 2

Receptuurtechnologie ..........................................................................16

Deel 3

Voorlopige proefresultaten ...................................................................16

Deel 1: Onderzoekskader en theoretische achtergrond ..............................................17 Inhoudsopgave ....................................................................................................17 Lijst van de figuren, tabellen en grafieken ...............................................................20 Figuren .............................................................................................................20 Tabellen ...........................................................................................................21 Inleiding: cementgebonden gietdekvloeren, enkele eigenschappen en definities ...........22 Wat zijn cementgebonden gietvloeren? .................................................................22 Leveringsvormen ............................................................................................22 Karakteristieken en eigenschappen ...................................................................23


2/122

Mogelijke vloersystemen (Bonnet, TV 189: Dekvloeren, 1993) ................................23 Hechtende gietvloeren ........................................................................................24 Niet-hechtende gietvloeren .................................................................................25 Randstroken ...................................................................................................25 Zwevende gietdekvloeren ...................................................................................26 Schatting van de constructief benodigde laagdikte ..............................................26 Zwevende gietdekvloeren met vloerverwarming ....................................................27 Positie van de buizen .......................................................................................27 Schatting van de benodigde laagdikte................................................................28 Welke onderzoeksvragen zijn belangrijk bij de aanvang van het onderzoek? .............28 Eigenschappen van cement, vulen hulpstoffen: algemeen .......................................29 Cement ............................................................................................................29 Samenstelling van de verschillende cementtypes ................................................29 Hydratatie van cement ....................................................................................30 Vulstoffen of fillers .............................................................................................30 Types ............................................................................................................30 Hulpstoffen .......................................................................................................31 Superplastificeerders .......................................................................................31 Viscositeitsagenten .........................................................................................33 Eisen gesteld aan de granulaten .............................................................................33 Eigenschappen van granulaten ............................................................................33 Geometrische eigenschappen ...........................................................................33 Mechanische en fysische eigenschappen ............................................................34 Proefopstellingen en procedures ..........................................................................35 Drogen van granulaten ....................................................................................35 Natte zeefanalyse ...........................................................................................36 Uitvloeiingscoëfficiënt ......................................................................................37 Zandequivalent ...............................................................................................37 Dichtheid van onverdicht materiaal – gehalte aan holle ruimten ............................38 Vochtgehalte ..................................................................................................39 Absolute dichtheid van de deeltjes en vochtabsorptie ..........................................39 Vochtabsorptie ...............................................................................................41 Eisen gesteld aan de dekvloermortel .......................................................................42 NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren – Dekvloermortels – Eigenschappen en eisen ................................................................................................................42 Eigenschappen en classificatie ..........................................................................42 Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken (NBN EN 13892-1 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken, 2003) ...........................................................43 Bepaling van de buigen druksterkte (NBN EN 13892-2 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 2: Bepaling van de buigen druksterkte, 2003) ....................44


3/122

Conformiteitscriteria voor de evaluatie van het onderzoek ....................................47 NBN EN 13454-1 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervaardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 1 Definities en eisen .............................................................................................49 Consistentie ...................................................................................................49 Verwerkbaarheidstijd .......................................................................................50 Krimp en zwel ................................................................................................50 Eengemaakte technische specificaties STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren ...........51 NEN 2741 in het werk vervaardigde vloeren – Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren ...............................................................................51 Onderwerp en toepassingsgebied ......................................................................51 Classificatie ....................................................................................................51 Uitvoeringsvoorwaarden en uitvoering ...............................................................52 Kwaliteitsbeoordeling en beproeving..................................................................53 Bijlage A: de kwaliteitsklasse van een cementdekvloer in relatie tot de verkeersbelasting en het toepassingsgebied .......................................................53 CUR Aanbeveling 110: Gietvloeren met cement als bindmiddel ................................55 Toepassingsgebied ..........................................................................................55 Specificatie en op te geven eigenschappen .........................................................55 Eigenschappen van de mortel en de specie.........................................................57 Overzicht van de opgelegde eisen ........................................................................59 Vloeimaat ......................................................................................................59 Drogingsgedrag ..............................................................................................59 Stand van zaken: uitvoering van gietdekvloeren .......................................................60 Werkvoorbereiding .............................................................................................60 Wijze van morteltoelevering .............................................................................60 De zones waarin gegoten wordt ........................................................................60 Omgevingsomstandigheden ..............................................................................60 Vervaardigen van de specie ................................................................................60 Dosering ........................................................................................................60 Menging.........................................................................................................60 De specietemperatuur .....................................................................................60 Vervaardigen gietvloer .......................................................................................61 Gietvloerdikte .................................................................................................61 Voegen ..........................................................................................................61 Kantstroken ...................................................................................................61 Gietproces .....................................................................................................61 Overzicht ..........................................................................................................61 Stand van zaken: wetenschappelijk onderzoek op cementgebonden gietdekvloeren ......63 Cement ............................................................................................................63 Calcium sulfoaluminaat cement.........................................................................63


4/122

Vulstoffen .........................................................................................................63 Invloed van vulstoffen op hydratatie en eigenschappen van SCC (HEIRMAN, 2005) .63 Het effect van chemische en minerale additieven op de eigenschappen van zelfverdichtende mortels (Sahmaran, 2006) .......................................................63 Bibliografie ..........................................................................................................64 Deel 2: Receptuurtechnologie ................................................................................66 Inhoudsopgave ....................................................................................................66 Lijst van de figuren, tabellen en grafieken ...............................................................67 Figuren .............................................................................................................67 Grafieken ..........................................................................................................67 Tabellen ...........................................................................................................67 Methode voor de ontwikkeling van mengsels ............................................................68 De methode ......................................................................................................69 Toeslagmaterialen ...........................................................................................69 Cement .........................................................................................................70 Water ............................................................................................................70 Lucht .............................................................................................................70 Superplastificeerder en andere hulpstoffen .........................................................70 Vulstoffen ......................................................................................................70 Aanpassing van het mengsel ............................................................................70 Formules .......................................................................................................72 Pastaproeven ....................................................................................................74 Apparatuur .....................................................................................................74 Werkwijze ......................................................................................................74 Mortelproeven ...................................................................................................75 Vloeimaat ......................................................................................................75 Doorstroomtijd ...............................................................................................75 Doorstroomtijd op T5 minuten ...............................................................................76 GTM screen stability test (EFNARC, 2002) ..........................................................76 Penetration test (DE SCHUTTER, 2005) ..............................................................76 L-box: zelfnivellerend vermogen (EFNARC, 2002) ...............................................77 Commentaar op de methode ...............................................................................77 Design of experiments (DoE) (Haelewyn, 2006) .....................................................77 Vastleggen van de factoren en responsen ..........................................................78 Keuze van design ............................................................................................79 Praktische verwezenlijking & tools .....................................................................82 Bibliografie ..........................................................................................................83 Deel 3: Voorlopige proefresultaten ..........................................................................85 Inhoudsopgave ....................................................................................................86 Lijst van de figuren, tabellen en grafieken ...............................................................87


5/122

Grafieken ..........................................................................................................87 Tabellen ...........................................................................................................88 Eigenschappen van de gebruikte materialen.............................................................89 Eigenschappen van de granulaten ........................................................................89 Korrelverdeling ...............................................................................................89 Geometrische, mechanische en fysische eigenschappen .......................................89 Eigenschappen van het cement ...........................................................................90 Eigenschappen van het kalksteenmeel ..................................................................90 Chemische eigenschappen ...............................................................................90 Fysische eigenschappen ...................................................................................91 Eigenschappen van de hulpstoffen .......................................................................91 Receptuurstudies ..................................................................................................92 Receptuurstudie referentiemengsels reeks 1 .........................................................92 Keuze van de materialen..................................................................................92 Grenzen van de parameters .............................................................................92 Resultaten .....................................................................................................94 Toekomstig onderzoek ................................................................................... 110 Receptuurstudie mengsels met betonpuin reeks 1 ................................................ 110 Keuze van de materialen................................................................................ 110 Grenzen van de parameters ........................................................................... 111 Resultaten ................................................................................................... 111 Vergelijking van beide proefreeksen ................................................................... 117 Aanzetten voor verder onderzoek ...................................................................... 119 Bibliografie ........................................................................................................ 121


6/122

Projectstatus Algemene gegevens IWT-projectnummer: TETRA 090174 Startdatum van het IWT-project: 1/01/2010 Uw naam en organisatie: Luc Boehme – KHBO-IW&T-Afdeling Bouwkunde Datum van dit voortgangsverslag: 7/05/2010 Inhoudelijk verloop van het project het project verloopt grotendeels volgens planning en de mijlpalen voorzien voor deze fase van het project zijn (grotendeels) gehaald de uitvoering wijkt af van de planning zonder dat finaal een belangrijke invloed wordt verwacht belangrijke mijlpalen worden niet (tijdig) gehaald en/of er zijn grote wijzigingen in de uitvoering

Interactie met de doelgroep (o.a. via de gebruikersgroep) de interactie met de doelgroep verloopt zoals gepland er zijn wijzigingen/vertragingen in de interactiemomenten met de doelgroep zonder dat dit een belangrijke invloed heeft op het project er zijn problemen in de interactie met de doelgroep die bijsturing vragen Haalbaarheid van het innovatiedoel het in de specifieke voorwaarden omschreven innovatiedoel blijft behouden en haalbaar er is bijkomende onzekerheid over het bereiken van het innovatiedoel maar het project wordt niet ten gronde bijgestuurd het innovatiedoel is niet of onvoldoende haalbaar en het project moet bijgestuurd worden en/of het innovatiedoel moet aangepast worden Inzet van de middelen de middelen en de menskracht worden ingezet zoals voorzien er zijn vertragingen/versnellingen/wijzigingen in de ingezette middelen, maar het is de verwachting dat de wijzigingen over de volledige looptijd van het project beperkt zullen blijven er zijn grote wijzigingen in de inzet van de middelen Gewijzigde externe omstandigheden of wijzigingen bij de begunstigden of uitvoerders er zijn geen relevante gewijzigde omstandigheden die de valorisatie sterk beïnvloeden er zijn wijzigingen bij de begunstigden of uitvoerders maar de valorisatie komt niet in het gedrang er zijn gewijzigde interne of externe omstandigheden die de valorisatie sterk beïnvloeden Melding ? dit voortgangsverslag omvat ook een melding Ing. Pieter Dejonghe verlaat het project per 1 mei 2010. Hij wordt onmiddellijk opgevolgd door Ing. Jeroen Saelens. Toelichting (verplicht als u in één van de vorige vakken de 2e of 3e optie of melding heeft aangekruist) Ing. Pieter Dejonghe heeft ontslag genomen om een nieuwe uitdaging aan te gaan. Voorzetting van het project is geen probleem. Er kan tijdelijk een kleine vertraging optreden. Toelichtingen bij het verder verloop of bijkomende commentaar (facultatief)


7/122

prestatietabel prestatietabel per projectpartner prestaties tussen 1/01/2010 en 1/05/2010 maand 1 tot maand 5 van het project naam van de partner: KHBO – IW&T – Afdeling Bouwkunde naam personeelslid

functie/rol binnen het project

Pieter Dejonghe

onderzoeker

Luc Boehme

Projectleider

belangrijkste werkpakketten waaraan een bijdrage is geleverd WP1 – Taak 1.1 WP 2 – Taak 2.1 WP 2 – Taak 2.2 WP – Taak WP – Taak Proj.management

aantal gepresteerde mensmaanden in deze periode 1.5 1.25 1.25

cumulatief einde van project

p.m.

p.m. 1

1

totaal

1.5 1.25 1.25

4

Algemeen totaal

cumulatief einde van project 4

Geplande Activiteiten voor de voorbije periode Werkpakket 1: Technologieverkenning – literatuuronderzoek – inventaris relevante kennis In dit werkpakket zal vooral gezocht worden naar buitenlandse bronnen die de uitvoering van (cementgebonden) gietdekvloeren beschrijven. Het geheel van werkpakket 1 wordt opgedeeld in een aantal taken. Taak 1.1: Inventarisatie van beschikbare relevante kennis In deze taak zal via literatuuronderzoek en via bevraging bij de leden van de gebruikers groep maar ook daarbuiten, de meest relevante kennis maar ook probleemomschrijvingen gebundeld worden. Deze taak heeft tot doel een aantal vragen te beantwoorden zoals: Wat zijn de verschillen tussen de handgesmeerde en de gegoten uitvoeringen? Welk materieel is er nodig? Hoe worden de grondstoffen aangeleverd? Hoe worden de mengsels aangemaakt? Hoe wordt de dekvloer aangebracht? Wat is de invloed op de arbeidsprestatie en het rendement? Voor welke vloertoepassingen komen de diverse uitvoeringen aan bod? Wat zijn de verschillen in kostprijs van de grondstoffen en per m² geplaatste dekvloer? Worden er hulpstoffen gebruikt en welke? Welke voor- en nazorg moet er genomen worden? Welke zijn de typische problemen die kunnen ontstaan en wat is hun remedie? Welke zijn de meest gevraagde kwaliteitseisen van gietdekvloeren?


tot het

8/122

tot het

… Het verzamelen van achtergrondkennis van de bestaande technologie zal enerzijds gebeuren door zelf publicaties op te zoeken en anderzijds via een enquête die aan een grote groep binnen- en buitenlandse bedrijven zal gericht worden. Taak 1.2 Oplijsten van de eisen te stellen aan cementgebonden gietdekvloermengsels. In deze taak worden de bestaande normen, technische voorlichtingen en andere nuttige documenten verzameld en bestudeerd. Uit deze taak moeten de relevante proefmethodes verzameld en op elkaar afgestemd worden. Studie van de normen is belangrijk om verder in het programma de proeven op een adequate manier en met de geschikte apparatuur te kunnen uitvoeren. Uit deze stap moeten een aantal werkdocumenten volgen ter voorbereiding van de proefprogramma‟s. Taak 1.3: Inventarisatie van materiaalkarakteristieken van de samenstellende delen. Het doel van deze taak is het vastleggen van materiaalkarakteristieken van de samenstellende delen, te weten: oorsprong, aard, eventuele samenstelling, fijnheidsmodulus… van het gebruikte zand en de puingranulaten die in de studie aan bod komen, alsook de cementen. Dit zal gebeuren door het opzetten van een monstername van de verschillende materialen die in de studie gebruikt zullen worden en het opvragen van de beschikbare data bij de grondstoffenleveranciers. Daarna volgt op de monsters een bepaling van de materiaalkenmerken in het laboratorium. Het betreft hier onder meer: De aard van de granulaten, met inbegrip van de volumieke massa en de wateropslorping; De korrelverdeling; Fijnheidsmodulus; Het vochtgehalte en de vochtopslorping van het puin; Het zandequivalent (om de invloed van het slibgehalte te bekijken) Het gloeiverlies; De supplementaire kenmerken, zoals: Het gehalte aan chloriden; Het gehalte aan zwavel en sulfaten; Het gehalte aan verontreinigingen (meestal van organische oorsprong) die het bindings- en verhardingsproces kunnen verstoren; Het kaliber dat in deze bemonstering bedoeld wordt is “0/6,3”. Dit is het materiaal waarmee de beoogde cementgebonden toepassing in dekvloeren voorzien wordt.

Deelresultaat -

De deelresultaten van dit werkpakket zijn: Bundelen van de technologische kennis van cementgebonden gietdekvloeren, zijn sterke en zwakke punten; het afbakenen van het toepassingsgebied van de cementgebonden gietdekvloeren waarin de gedeeltelijke vervanging van zand door puingranulaten zal bestudeerd worden; het opstellen van werkdocumenten voor de uitvoering van de voorziene proeven; het vastleggen van de materiaalkarakteristieken van de samenstellende delen ;

De resultaten worden gebundeld in het eerste voortgangsrapport en worden besproken met de projectpartners (aanvrager, leden gebruikerscommissie & wetenschappelijke peter).

Werkpakket gietdekvloer

2:

Technologievertaling

–

Receptuurstudie

cementgebonden

Deze fase van het onderzoek is ongetwijfeld het grootste deel van voorliggend project en zal 60% van de tijd in beslag nemen. Dit deel is ongetwijfeld het meest arbeidsintensief. Een groot aantal proeven is noodzakelijk om statistisch tot interpretaties te kunnen komen. Taak 2.1 Receptuurstudie referentiemengsels De kwaliteit van een dekvloer wordt in de huidige regelgeving uitgedrukt in de sterkteklasse. Het zal duidelijk zijn dat de werkelijke kwaliteit door meer factoren wordt


9/122

bepaald. Als gevolg van de publicatie van de norm NBN EN 13813 in 2002 mogen sinds juli 2005 enkel nog dekvloermortels die beschikken over een CE-markering op de markt gebracht worden. Om een CE-markering te kunnen dragen moeten er een aantal verplicht uit te voeren proeven gebeuren waarvan de resultaten bepalend zijn voor de kwaliteitsklasse waarin de dekvloer zal ondergebracht worden. Volgens deze norm zijn de verplichte proeven op cementgebonden dekvloeren de bepaling van de buigtreksterkte, de druksterkte en de slijtweerstand. Daarnaast zijn er nog verschillende andere proeven die niet verplicht kunnen uitgevoerd worden. Om in een volgende stap mengsels te kunnen ontwerpen met gedeeltelijke vervanging van zand door puingranulaat, is het belangrijk dat in deze taak goede referentiemengsels kunnen bepaald worden. Hiervoor zal vertrokken worden van praktijksamenstellingen en zal er gemikt worden op het bekomen van een drietal veel gevraagde kwaliteiten van gietdekvloeren. Stel dat dit mengsels zijn met omschrijving C20 – C30 – C40 waarbij C staat voor druksterkte (compression) en het getal voor de waarde van de druksterkte in N/mm². In deze taak zal vooral met deze eigenschappen rekening gehouden worden. Daarnaast is ook de verwerkbaarheid een belangrijke parameter waarmee rekeninggehouden moet worden. Het afstemmen van de referentiemengsels zal gebeuren in ruggespraak met de participerende bedrijven uit de gebruikersgroep zodat de mengsels ook afgestemd zijn op de praktijk.


10/122

Activiteit

periode Periode 1

Jaar 1 Periode 2

Periode 3

WP1: technologieverkenning Taak 1.1 inventaris beschikbare kennis Taak 1.2 oplijsten eisen Taak 1.3 inventaris materiaaleigenschappen Wp2: technologievertaling Taak 2.1 studie referentiemengsels Taak 2.2 receptuurstudie met puingranulaten Taak 2.3 optimalisatie receptuur Taak 2.4 vloeropbouw Taak 2.5 duurzaamheidstoets Wp3: technologieverspreiding Taak 3.1 workshop & verslag gebruikersgroep Taak 3.2 praktijkdag & verslag gebruikersgroep Taak 3.3 demodag architecten & aannemers Taak3.4 eindrapport taak 3.5 doorstroming ruimere doelgroep

Vorige periode Huidige periode Volgende periode


11/122

Periode 4

Jaar 2 Periode 5

Periode 6

Uitgevoerde activiteiten Werkpakket / taken (zie technisch verslag)

Problemen en bijsturing Problemen / Bijsturing / Actualisering Globale Planning Er wordt geen aanpassing aan het projectverloop voorgesteld. Om praktische redenen zijn nog niet alle taken uit werkpakket 1 aangevat. In de plaats daarvan zijn wel al taken uit werkpakket 2 gestart. Deze taken zijn belangrijker en nemen ook meer tijd in beslag. Deze keuze was opportuun om sneller tot inzicht te komen voor de receptuurontwikkeling. Deze wijzigingen hebben geen invloed op de totale duur van het project of het bereiken van de doelstellingen. Gedetailleerde Planning voor komende periode Werkpakket 2: Technologievertaling – Receptuurstudie cementgebonden gietdekvloer Deze fase van het onderzoek is het grootste deel van het project. Dit deel is ongetwijfeld het meest arbeidsintensief. Een groot aantal proeven is noodzakelijk om statistisch tot interpretaties te kunnen komen. Taak 2.1 Receptuurstudie referentiemengsels De kwaliteit van een dekvloer wordt in de huidige regelgeving uitgedrukt in de sterkteklasse. Het zal duidelijk zijn dat de werkelijke kwaliteit door meer factoren wordt bepaald. Als gevolg van de publicatie van de norm NBN EN 13813 in 2002 mogen sinds juli 2005 enkel nog dekvloermortels die beschikken over een CEmarkering op de markt gebracht worden. Om een CE-markering te kunnen dragen moeten er een aantal verplicht uit te voeren proeven gebeuren waarvan de resultaten bepalend zijn voor de kwaliteitsklasse waarin de dekvloer zal ondergebracht worden. Volgens deze norm zijn de verplichte proeven op cementgebonden dekvloeren de bepaling van de buigtreksterkte, de druksterkte en de slijtweerstand. Daarnaast zijn er nog verschillende andere proeven die niet verplicht kunnen uitgevoerd worden. Om in een volgende stap mengsels te kunnen ontwerpen met gedeeltelijke vervanging van zand door puingranulaat, is het belangrijk dat in deze taak goede referentiemengsels kunnen bepaald worden. Hiervoor zal vertrokken worden van praktijksamenstellingen en zal er gemikt worden op het bekomen van een drietal veel gevraagde kwaliteiten van gietdekvloeren. Stel dat dit mengsels zijn met omschrijving C20 – C30 – C40 waarbij C staat voor druksterkte (compression) en het getal voor de waarde van de druksterkte in N/mm². RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

12/122

In deze taak zal vooral met deze eigenschappen rekening gehouden worden. Daarnaast is ook de verwerkbaarheid een belangrijke parameter waarmee rekeninggehouden moet worden. Het afstemmen van de referentiemengsels zal gebeuren in ruggespraak met de participerende bedrijven uit de gebruikersgroep zodat de mengsels ook afgestemd zijn op de praktijk. Taak 2.2 Receptuurstudie mengsels met puingranulaat Vertrekkende van de resultaten van taak 2.1 is het de bedoeling om in deze taak 2.2 de receptuur te aan te passen voor het gedeeltelijk vervangen van zand door puingranulaten. Gebaseerd op de onderzoekservaring van het TETRA-project “RecyScreed” op traditionele handgesmeerde zand-cementmortel dekvloeren, wordt er gekozen om als puingranulaat in de eerste plaats fijn betonpuingranulaat kalibers 0/4 en 0/6,3 te gebruiken. Dit puingranulaat biedt de meeste mogelijkheden. Niets belet om indien de tijd het zou toelaten ook oriënterende proeven te doen met mengpuingranulaten. Bij het aanpassen van de receptuur zullen er, naast de voorgenoemde, meer parameters onderzocht worden. Er zullen een aantal vervangingspercentages bestudeerd worden: 10% - 30% - 50%. Omdat naast de buigtrek- en druksterkte en de slijtweerstand er toch heel wat andere factoren een rol spelen in de kwaliteit van een mengsel, zullen er ook nog een reeks andere parameters in het onderzoek opgenomen worden zoals: buigtrek- en druksterkte slijtweerstand elasticiteitsmodulus aanhechting (voor en na verwijdering van de slikhuid) bepalen van de ponsweerstand

Dit brengt een behoorlijk werkvolume met zich mee, maar omwille van voorziene wachttijden kan dit opgevangen worden door een voortschrijdende overlapping tussen het gieten van de proefstukken en het uitvoeren van de proeven te voorzien. Deelresultaat Uit deze fase van werkpakket 2 moeten de haalbare mengsels voor cementgebonden gietdekvloeren met gedeeltelijke vervanging van zand door puingranulaat volgen. Daarbij zal er uit de proefresultaten conclusies geformuleerd worden met betrekking tot de bijzondere aandachtspunten zoals nodige mechanische kenmerken, vochtgehalte en krimp. De mengsels die overgehouden worden, rekeninghoudend met de gewenste sterkteklassen, moeten verder nog geoptimaliseerd worden. Na taken 2.1 en 2.2 zal een eerste basis gelegd zijn om een nieuw mengsel voor cementgebonden gietdekvloeren uit te testen. Dit is het ogenblik waar de


13/122

dekvloerbedrijven uit de gebruikersgroep in een eerste “praktijkdag” kunnen kennismaken met de uitvoering van cementgebonden gietdekvloeren. Dit is een taak die in werkpakket 3 verder beschreven is.

Beheersaspecten aangifte en verantwoording van personeelswijzigingen Ing. Pieter Dejonghe neemt verlaat het project. Hij gaat een nieuwe uitdaging aan bij een nieuwe onderzoeksgroep aan de UGent, waar hij eveneens zal doctoreren. We wensen hem veel succes met zijn nieuw onderzoek en de verdere uitbouw van zijn loopbaan. Ing. Jeroen Saelens start als nieuwe onderzoeker op het project. Hij zal een zekere inloopperiode nodig hebben, maar we verwachten dat hij er alles aan doet om zo snel mogelijk op volle snelheid te kunnen werken. Ook Jeroen wensen we een succesvolle start van zijn nieuwe job;

toestand betalingen schuldvorderingen gebruikerscommissie Alle leden hebben betaald. Valorisatieaspecten Verspreiding van de resultaten naar de gebruikerscommissie en derden Het project is te volgen via http://users.khbo.be/recyclage_kp Algemene informatie is beschikbaar voor derden. Verslagen zijn enkel te lezen door de leden van de gebruikersgroep. Er is een paswoord nodig om de documenten te openen. Het paswoord is IWT-090174. De leden wordt gevraagd dit paswoord niet te verspreiden. Het project werd voorgesteld aan een ruim publiek tijdens: o De samenkomst van Het Vlaams Bouwplatform op vrijdag 12/03/2010 o Studiedag KVIV: Selectieve sloop, recycling en nieuwe toepassingen voor bouw- en sloopafval – woensdag 17/03/2010

Verspreiding van de resultaten naar het onderwijs Er werden nog geen specifieke activiteiten ondernomen voor de verspreiding naar het onderwijs. Daarvoor is het nog te vroeg. Het project werd in februari 2010 voorgesteld tijdens een lesopdracht aan de Tampere University of Applied Sciences. Het project werd in april 2010 voorgesteld tijdens een lesopdracht aan de Technical University of Madrid.

Nieuwe contacten en samenwerking met bedrijfsleven Er zijn besprekingen met Holcim en met Minerec. Planning valorisatieactiviteiten voor volgende periode Er zal worden nagegaan of een eerste demoproef mogelijk is op de volgende voortgangsvergadering.


14/122

Verslag Voortgangsvergadering 7/05/2010 Aanwezig: L. Boehme (KHBO), Jeroen Saelens(KHBO), Jan Jochems (Jochems chapewerken nv), Guido Van de Loock (Gimarco bvba), Paul Clicque (Clicque nv), André De Meyer (MMB Machines bvba), Tom Sas (TOCA bvba), Geert De Mets (Holcim nv), Peter Minne (KaHoSL), Luc Haustermans (IWT) Verontschuldigd: Tinne Vangheel (WTCB), Ann Van Gysel (Wenk – De Nayer) 1.

Inhoud vergadering Agenda 1) Verwelkoming 2) Projectstatus - Administratieve zaken 3) Technisch gedeelte – Stand van zaken - Wetgevend kader in binnen- en buitenland - Eerste resultaten van de praktische proeven - Bespreking

2. Bestaande documenten Kijken naar Frankrijk: AVIS TECHNIC. Producenten die hulpstoffen maken voor cementgebonden gietdekvloeren. BASF, SIKA, CALCIA. Cantillana. 3. Eisen dekvloermortels Droogtijd is belangrijk. Er loopt nu in Ho-Gent een TETRA omtrent de droogtijd van chapevloeren. Projectleider is Veerle Boel. 4. Receptuurstudie Te halen druksterkte: In 1e fase een receptuur die voldoet aan 20N/mm². Hoe wordt de dekvloer aangemaakt: zelfgemaakt op werf, via centrale of in silo? Indien het mengsel op de werf aangemaakt wordt met een chapewagen, dan zal een bijkomende doseerinrichting voor de hulpstoffen nodig zijn. Toelaatbare tolerantie op de toediening van de hulpstoffen? De vochtabsorptie van het zand lijkt te hoog (3%) en moet opnieuw bepaald worden. Meteen een krimpreduceerder meenemen in de receptuurstudie Dit zal zeker nodig zijn om krimp te beperken. 5. Vragen en opmerkingen Wijzigen van cement, naar een klassieke portlandcement CEM I (52,5 N) Krimpmetingen, zowel plastische als uitdrogingskrimp Behoud van de vloei tijdens de duur van de uitvoering. Invloed van temperatuur Vliegas zal problemen geven met consistentie in de eigenschappen van de vliegas. Betonmeel ipv kalksteenmeel (zal ook niet altijd zelfde eigenschappen hebben) Invloed variatie bekijken van secundaire grondstoffen (hulpstoffen) Suggestie voor volgende voortgangsvergadering: workshop labproeven.


15/122

Technische aspecten Deel 1

Onderzoekskader en theoretische achtergrond

Deel 2

Receptuurtechnologie

Deel 3

Voorlopige proefresultaten


16/122

Deel 1: Onderzoekskader en theoretische achtergrond Inhoudsopgave Deel 1: Onderzoekskader en theoretische achtergrond ..............................................17 Inhoudsopgave ....................................................................................................17 Lijst van de figuren, tabellen en grafieken ...............................................................20 Figuren .............................................................................................................20 Tabellen ...........................................................................................................21 Inleiding: cementgebonden gietdekvloeren, enkele eigenschappen en definities ...........22 Wat zijn cementgebonden gietvloeren? .................................................................22 Leveringsvormen ............................................................................................22 Karakteristieken en eigenschappen ...................................................................23 Zelfverdichtend ............................................................................................................................................ 23 Productiesnelheid......................................................................................................................................... 23 Verwerkingstijd ............................................................................................................................................ 23 Zelfnivellerend .............................................................................................................................................. 23 Krimpbeheersing .......................................................................................................................................... 23 Vochtongevoelig ........................................................................................................................................... 23 Mogelijke vloersystemen (Bonnet, TV 189: Dekvloeren, 1993) ................................23 Hechtende gietvloeren ........................................................................................24 Niet-hechtende gietvloeren .................................................................................25 Randstroken ...................................................................................................25 Zwevende gietdekvloeren ...................................................................................26 Schatting van de constructief benodigde laagdikte ..............................................26 Zwevende gietdekvloeren met vloerverwarming ....................................................27 Positie van de buizen .......................................................................................27 Schatting van de benodigde laagdikte................................................................28 Welke onderzoeksvragen zijn belangrijk bij de aanvang van het onderzoek? .............28 Eigenschappen van cement, vulen hulpstoffen: algemeen .......................................29 Cement ............................................................................................................29 Samenstelling van de verschillende cementtypes ................................................29 Hydratatie van cement ....................................................................................30 Vulstoffen of fillers .............................................................................................30 Types ............................................................................................................30 Type I: inerte vulstoffen ............................................................................................................................... 30 Type II: puzzolane of latent hydraulische vulstoffen .................................................................................... 30 Hulpstoffen .......................................................................................................31 Superplastificeerders .......................................................................................31 Ontvlokking .................................................................................................................................................. 31 Sferische hinder ............................................................................................................................................ 32 Werking in 2 fasen ........................................................................................................................................ 32 Belang voor het onderzoek .......................................................................................................................... 32 RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

17/122

Viscositeitsagenten .........................................................................................33 Eisen gesteld aan de granulaten .............................................................................33 Eigenschappen van granulaten ............................................................................33 Geometrische eigenschappen ...........................................................................33 Korrelmaat.................................................................................................................................................... 33 Korrelverdeling ............................................................................................................................................. 33 Het gehalte aan fijne deeltjes....................................................................................................................... 34 Fijnheidsmodulus. ........................................................................................................................................ 34 Korrelvorm – Uitvloeiingcoëfficiënt ............................................................................................................. 34 Beoordeling van het fijn materiaal ............................................................................................................... 34 Mechanische en fysische eigenschappen ............................................................34 Dichtheid van onverdicht materiaal – gehalte aan holle ruimten ................................................................ 34 Vochtgehalte van granulaten ....................................................................................................................... 35 Dichtheid van de deeltjes ............................................................................................................................. 35 Vochtabsorptie ............................................................................................................................................. 35 Proefopstellingen en procedures ..........................................................................35 Drogen van granulaten ....................................................................................35 Normen ........................................................................................................................................................ 35 Procedure ..................................................................................................................................................... 35 Berekeningen ............................................................................................................................................... 35 Natte zeefanalyse ...........................................................................................36 Normen ........................................................................................................................................................ 36 Procedure ..................................................................................................................................................... 36 Berekeningen ............................................................................................................................................... 36 Uitvloeiingscoëfficiënt ......................................................................................37 Normen ........................................................................................................................................................ 37 Procedure ..................................................................................................................................................... 37 Berekeningen ............................................................................................................................................... 37 Zandequivalent ...............................................................................................37 Principe ......................................................................................................................................................... 37 Normen ........................................................................................................................................................ 37 Procedure ..................................................................................................................................................... 37 Berekeningen ............................................................................................................................................... 38 Dichtheid van onverdicht materiaal – gehalte aan holle ruimten ............................38 Principe ......................................................................................................................................................... 38 Normen ........................................................................................................................................................ 39 Procedure ..................................................................................................................................................... 39 Berekeningen ............................................................................................................................................... 39 Vochtgehalte ..................................................................................................39 Principe ......................................................................................................................................................... 39 Normen ........................................................................................................................................................ 39 Procedure ..................................................................................................................................................... 39 Berekeningen ............................................................................................................................................... 39 Absolute dichtheid van de deeltjes en vochtabsorptie ..........................................39 Principe ......................................................................................................................................................... 39 Normen ........................................................................................................................................................ 40 RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

18/122

Procedure ..................................................................................................................................................... 40 Berekeningen ............................................................................................................................................... 40 Vochtabsorptie ...............................................................................................41 Principe ......................................................................................................................................................... 41 Normen ........................................................................................................................................................ 41 Procedure ..................................................................................................................................................... 41 Berekeningen ............................................................................................................................................... 41 Eisen gesteld aan de dekvloermortel .......................................................................42 NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren – Dekvloermortels – Eigenschappen en eisen ................................................................................................................42 Eigenschappen en classificatie ..........................................................................42 Druksterkte ................................................................................................................................................... 42 Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken (NBN EN 13892-1 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken, 2003) ...........................................................43 Bepaling van de buigen druksterkte (NBN EN 13892-2 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 2: Bepaling van de buigen druksterkte, 2003) ....................44 Buigsterkte ................................................................................................................................................... 45 Slijtweerstand ............................................................................................................................................... 45 Elasticiteitsmodulus...................................................................................................................................... 46 Hechtsterkte ................................................................................................................................................. 46 Weerstand tegen impact .............................................................................................................................. 46 Conformiteitscriteria voor de evaluatie van het onderzoek ....................................47 Gebruikte variabelen .................................................................................................................................... 47 NBN EN 13454-1 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervaardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 1 Definities en eisen .............................................................................................49 Consistentie ...................................................................................................49 Principe van de proef volgens EN 13454-2 ................................................................................................... 49 Principe van de proef volgens EN 12706 ...................................................................................................... 49 Verwerkbaarheidstijd .......................................................................................50 Principe van de proef ................................................................................................................................... 50 Krimp en zwel ................................................................................................50 Principe van de proef ................................................................................................................................... 50 Eengemaakte technische specificaties STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren ...........51 NEN 2741 in het werk vervaardigde vloeren – Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren ...............................................................................51 Onderwerp en toepassingsgebied ......................................................................51 Classificatie ....................................................................................................51 Dikte ............................................................................................................................................................. 52 Vlakheid ........................................................................................................................................................ 52 Uitvoeringsvoorwaarden en uitvoering ...............................................................52 Kwaliteitsbeoordeling en beproeving ..................................................................53 Bijlage A: de kwaliteitsklasse van een cementdekvloer in relatie tot de verkeersbelasting en het toepassingsgebied .......................................................53 CUR Aanbeveling 110: Gietvloeren met cement als bindmiddel ................................55 RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

19/122

Toepassingsgebied ..........................................................................................55 Specificatie en op te geven eigenschappen .........................................................55 Opdrachtgever en vloerenbedrijf ................................................................................................................. 55 Vloerenbedrijf en mengsel- of specieleverancier ......................................................................................... 57 Eigenschappen van de mortel en de specie.........................................................57 Mechanische eigenschappen ....................................................................................................................... 57 Droging ......................................................................................................................................................... 57 Uitzetting en krimp ....................................................................................................................................... 58 Brandgedrag ................................................................................................................................................. 58 Vloeimaat ..................................................................................................................................................... 58 Speciestabiliteit ............................................................................................................................................ 58 De open tijd/verwerkbaarheidsduur ............................................................................................................ 58 Overzicht van de opgelegde eisen ........................................................................59 Vloeimaat ......................................................................................................59 Drogingsgedrag ..............................................................................................59 Stand van zaken: uitvoering van gietdekvloeren .......................................................60 Werkvoorbereiding .............................................................................................60 Wijze van morteltoelevering .............................................................................60 De zones waarin gegoten wordt ........................................................................60 Omgevingsomstandigheden ..............................................................................60 Vervaardigen van de specie ................................................................................60 Dosering ........................................................................................................60 Menging.........................................................................................................60 De specietemperatuur .....................................................................................60 Vervaardigen gietvloer .......................................................................................61 Gietvloerdikte .................................................................................................61 Voegen ..........................................................................................................61 Kantstroken ...................................................................................................61 Gietproces .....................................................................................................61 Overzicht ..........................................................................................................61 Stand van zaken: wetenschappelijk onderzoek op cementgebonden gietdekvloeren ......63 Cement ............................................................................................................63 Calcium sulfoaluminaat cement.........................................................................63 Vulstoffen .........................................................................................................63 Invloed van vulstoffen op hydratatie en eigenschappen van SCC (HEIRMAN, 2005) .63 Het effect van chemische en minerale additieven op de eigenschappen van zelfverdichtende mortels (Sahmaran, 2006) .......................................................63 Bibliografie ..........................................................................................................64

Lijst van de figuren, tabellen en grafieken Figuren Figuur 1 hechtende dekvloer ..................................................................................23 RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

20/122

Figuur 2 niet-hechtende dekvloer ...........................................................................24 Figuur 3 zwevende dekvloer ...................................................................................24 Figuur 4 Zwevende dekvloer met vloerverwarming ...................................................24 Figuur 5 Detaillering van een hechtende gietvloer .....................................................25 Figuur 6 Detaillering van een niet-hechtende gietdekvloer .........................................26 Figuur 7 Detaillering zwevende gietdekvloer ............................................................27 Figuur 8 Positie van vloerverwarmingsbuizen in zwevende gietdekvloer .......................28 Figuur 9 Hydratatie van cement met normale en valse zetting (Hanehara & Yamada, 1999)..................................................................................................................30 Figuur 10 herhalende module van een lignosulfonaat (Rixom & Mailvaganam, 1999).....31 Figuur 11 Zètapotentiaal van verschillende cementtypes en hulpstoffen, met en zonder superplast. SP A is van het lignosulfonaat type, SP B en C van het polycarboxylaatether type (Nunes, 2008) ..............................................................................................32 Figuur 12 Schema van de zandequivalentproef ........................................................38 Figuur 13 Böhme slijttoestel (RatioTEC) ..................................................................46 Figuur 14 Schema BRE Screed Test ........................................................................47 Figuur 15 Vloeibepaling volgens EN 13454-2 (VANGHEEL, 2010) ................................49 Figuur 16 Vloeibepaling volgens EN 12706 (VANGHEEL, 2010) ...................................50 Figuur 17 Apparaat voor de meting van de krimp en zwel volgens EN 13454-2 ............50 Tabellen Tabel 1 Overzicht dekvloeren en egalisaties (VAN GINDERACHTER, 2005) ...................22 Tabel 2 Indicatieve laagdikte zonder vloerverwarming volgens NEN 2742 ....................26 Tabel 3 Indicatieve laagdikte met vloerverwarming volgens NEN 2742 ........................28 Tabel 4 Samenstelling (EN 197-1) ..........................................................................30 Tabel 5 Europese kleurcode van de types hulpstoffen ................................................31 Tabel 6 Minimum massa van de samples .................................................................40 Tabel 7 Dekvloermaterialen en bijhorende testen .....................................................42 Tabel 8 Druksterkteklassen voor dekvloeren ............................................................42 Tabel 9 Opslagtemperatuur en opslagtijd voor proefstukken ......................................43 Tabel 10 Buigsterkteklassen voor dekvloeren ...........................................................45 Tabel 11 Slijtweerstand volgens Böhme voor dekvloeren ...........................................45 Tabel 12 Voorbeeld ontwerpcriteria slijtvastheidsklasse gietdekvloeren .......................45 Tabel 13 Elasticiteitsmodulus in buiging voor dekvloeren ...........................................46 Tabel 14 Hechtsterkteklassen voor dekvloeren .........................................................46 Tabel 15 Maximale indrukking volgens BS 8204-1 ....................................................46 Tabel 16 de aanvaardingsconstante kA ....................................................................48 Tabel 17 Classificatie van een cementdekvloer .........................................................52 Tabel 18 Ingebruikname van de cementdekvloer ......................................................53 Tabel 19 Verband tussen dekvloerkwaliteit, toepassingsgebied en verkeersbelasting .....54 Tabel 20 Overzicht relevantie eigenschappen in relatie tot gebruik en afwerking...........56 Tabel 21 Bepaling van de vloeimaat ........................................................................59 Tabel 22 Overzicht van de evenwichtsvochtgehaltes .................................................59 Tabel 23 Toegelaten vochtgehalte volgens het type vloerbedekking ............................59 Tabel 24 Projectformulier cementgebonden gietdekvloeren ........................................62


21/122

Inleiding: cementgebonden gietdekvloeren, enkele eigenschappen en definities Dit deel geeft kort een aantal begrippen en termen weer die belangrijk zijn in de loop van het onderzoek. Wat zijn cementgebonden gietvloeren? Gietdekvloeren zijn dekvloeren die worden gegoten met een zeer vloeibare, zelfverdichtende mortel. Er bestaat een overgangsgebied tussen de egalisaties en de gietdekvloeren, maar het belangrijkste verschil tussen een egalisatie en een dekvloer is de dikte: een egalisatie heeft een egaliserende functie en is daarom altijd zo dun mogelijk, terwijl een dekvloer een bouwkundige functie heeft. In de onderstaande tabel worden de dekvloeren en egalisaties weergegeven, geclassificeerd naargelang hun bindmiddel. Verwerkingssysteem

Bindmiddel

Type

Toepassing

Traditionele, handmatig aangebrachte dekvloer gietvloeren

Cement, calciumsulfaat, mangesietcement

Zand – bindmiddelmengsel

Dekvloer

Calciumsulfaat

Alfa-hemihydraten

Dikte (mm)1 30 – 90

Gietdekvloer 15 - 70 Egalisatie 1 – 202 Anhydriet Gietdekvloer 15 - 70 Egalisatie 1 – 202 Cement Cement Gietdekvloer 15 - 70 Egalisatie 1 – 202 Kunststof Industriële 1 – 15 gemodificeerd eindafwerking kunststof Epoxy Industriële 1-4 eindafwerking Polyurethaan Industriële 1–4 eindafwerking PolymethylIndustriële 1-4 methacrylaat eindafwerking 1 De diktes worden ter informatie gegeven. De exacte dikte waarin een gietvloer wordt uitgevoerd, is afhankelijk van het type dekvloer en de krachten die op de vloer zullen aangrijpen 2 de meestvoorkomende laagdikte is 3-4 mm Tabel 1 Overzicht dekvloeren en egalisaties (VAN GINDERACHTER, 2005)

Leveringsvormen Cementgebonden gietvloeren worden over het algemeen gerealiseerd met voorgemengde prefab mortels die op verschillende manieren kunnen worden aangeleverd:

Via zakken met het droge mengsel. Hieraan dient op de bouwplaats een specifieke dosis water toegevoegd te worden, waarna het verpompt of uitgegoten kan worden. Veel egalisaties worden op deze wijze aangeleverd en verwerkt; Via silo’s. Het mengsel wordt op de bouwplaats in een silo aangemaakt, waarna het verpompt en gegoten kan worden. Deze silo’s kunnen stilstaand of mobiel zijn; Vanuit een centrale. Het mengsel wordt in een centrale aangemaakt en vervolgens met mixers naar de bouwplaats gevoerd. Gezien de reistijd zal het mengsel lange tijd RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

22/122

verwerkbaar moeten zijn. Wachttijden op de bouwplaats moeten in elk geval vermeden worden, wil de mortel binnen zijn verwerkingstijd verwerkt kunnen worden. Karakteristieken en eigenschappen Cementgebonden gietvloeren onderscheiden zich in een aantal opzichten van andere vloersystemen. Zelfverdichtend Deze mortels kunnen een goede sterkte bereiken zonder intensieve verdichting. De vloeibaarheid en het zelfverdichtend karakter liggen aan de basis daarvan. Door deze manier van werken kan een continue kwaliteit bekomen worden over de hele vloer, zowel in een hechtende, niet-hechtende als in een zwevende configuratie. Productiesnelheid De verwerkbaarheid en verpompbaarheid van gietmortels leiden bij juist gebruik tot een hogere productie dan bij het handmatig aanbrengen van een dekvloer. Dit kan zeer relevant zijn voor de bouwsnelheid. Verwerkingstijd De verwerkingstijd varieert van product tot product. De mortels die als droge mortel verdeeld worden en op de bouwplaats met water gemengd worden, hebben meestal een verwerkingstijd van ongeveer 20 min. Een mortel die nat vanuit de mortelcentrale naar de bouwplaats vervoerd wordt, heeft meestal een langere verwerkingstijd. Meestal zal die ongeveer tweeënhalf uur bedragen. Zelfnivellerend Het zelfnivellerend vermogen van cementgebonden gietmortels geeft een hoge graad van vlakheid zonder intensieve nabewerking. Krimpbeheersing Cementgebonden producten vertonen een zekere mate van krimp. Het krimpgedrag wordt bepaald door de mengselsamenstelling en de mate waarin hulpstoffen aan het mengsel zijn toegevoegd. Dit zal meteen een grote uitdaging vormen tijdens het onderzoek. Vochtongevoelig Na het uitharden zijn cementgebonden gietvloeren, in tegenstelling tot calciumsulfaatgebonden gietvloeren, niet gevoelig voor vocht. Dit maakt ze dan ook zeer performant in natte ruimten. Mogelijke vloersystemen (Bonnet, TV 189: Dekvloeren, 1993) De hechtende dekvloer is door zijn uitvoering en samenstelling hechtend met de onderliggende draagvloer.

Figuur 1 hechtende dekvloer


23/122

Een niet-hechtende dekvloer is gescheiden van de draagvloer door een scheidingslaag zodat deze nergens hecht aan de draagvloer. De onderliggende draagvloer moet vlak zijn, ofwel door de uitvoering ofwel door middel van een uitvullaag.

Figuur 2 niet-hechtende dekvloer

Doordat de zwevende dekvloer op een min of meer samendrukbare isolatielaag geplaatst is, laat deze enige bewegingen toe. Om deze bewegingen op te vangen wordt deze dekvloer voorzien van een wapening. Er is geen enkele stijve verbinding met enig omliggend bouwelement.

Figuur 3 zwevende dekvloer

Dit type zwevende dekvloer is zwaarder dan het bovenstaande type om de ruimte en de mechanische eisen te bieden die het inbouwen van de verwarming vragen.

Figuur 4 Zwevende dekvloer met vloerverwarming

Hechtende gietvloeren Hechtende gietvloeren worden na een goed voorbereiding hechtend op de draagvloer aangebracht. De draagvloer moet blijvend droog zijn, geen actieve scheuren bezitten, goed afgedicht zijn, voldoende huidtreksterkte bezitten en een zekere vlakheid hebben. Deze vlakheid is afhankelijk van de laagdikte en de samenstelling van de uit te voeren gietvloer. Aangezien de vloer hechtend wordt uitgevoerd, kan men het best de dikte van de gietvloer zoveel mogelijk beperken om zo de droogtijd beperkt te houden. De laagdikte varieert van 15 tot 70 mm. De exacte dikte is onder meer afhankelijk van de eventuele aanwezigheid van leidingen. Wanneer er geen leidingen in de gietdekvloer zijn gepland kan een hechtende gietdekvloer dun worden uitgevoerd. RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

24/122

Figuur 5 Detaillering van een hechtende gietvloer

Niet-hechtende gietvloeren Niet-hechtende gietdekvloeren zijn vooral geschikt in situaties met een ondergrond waarop onvoldoende hechting kan worden verkregen of die onvoldoende morteldicht is. Deze situatie kan zich bijvoorbeeld voordoen bij renovaties of verbouwingen. In dat geval wordt de gietvloer van de draagvloer gescheiden door middel van een scheidingslaag. Deze dient vlak, waterdicht en luchtdicht te zijn. Deze laag scheidt de dekvloer van alle aangrenzende en ingegoten bouwdelen, zoals draagvloeren, wanden, kolommen, verticale doorvoeren en dergelijke meer. De toegepaste laagdikte is analoog aan die van hechtende gietvloeren. In het bereik van 15-30 mm worden niet-hechtende gietdekvloeren gerealiseerd met vezelversterkte gietvloermortels die beschikken over uitzonderlijke sterkte- en vloei-eigenschappen. De laagdikte is onder meer afhankelijk van het toegepaste product en de eventuele aanwezigheid van leidingen. In dit geval dient een dekking van minimum 15 mm gerespecteerd te worden. Randstroken Niet-hechtende gietdekvloeren moeten altijd van aansluitende en ingegoten bouwdelen en leidingen gescheiden worden door middel van een indrukbare randstrook van minimaal 8 mm dik.


25/122

Figuur 6 Detaillering van een niet-hechtende gietdekvloer

Zwevende gietdekvloeren De laatste jaren zijn de eisen op het terrein van de geluidsisolatie aangescherpt. Hierdoor wordt in de bouwpraktijk steeds vaker gekozen voor een zwevende gietdekvloer, waarbij de gietvloer op een thermische of akoestische isolatie wordt aangebracht. Het zelfverdichtend karakter van de cementgebonden gietmortels en de constante kwaliteit over de vloer, zorgen ervoor dat cementgebonden gietmortels goed in zwevende dekvloeren kunnen worden toegepast. In tegenstelling tot de handgesmeerde dekvloer krijgen cementgebonden gietmortels namelijk zonder additionele handmatige verdichting op een verende ondergrond hun sterkte-eigenschappen. Schatting van de constructief benodigde laagdikte Onderstaande tabel geeft schattingen voor de minimaal benodigde laagdikte. Deze zijn gebaseerd op de NEN 2742 waarbij onderscheid gemaakt is tussen woongebouwen en kantoorgebouwen met een puntbelasting van respectievelijk 1,5 kN en 3,0 kN. Buigsterkteklasse

Buigtreksterkte (N/mm²)

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7

1 2 3 4 5 6 7

Dikte zonder vloerverwarming (mm) Woongebouw Kantoorgebouw 70 95 50 70 40 55 35 50 30 45 30 40 25 35

Tabel 2 Indicatieve laagdikte zonder vloerverwarming volgens NEN 2742


26/122

Figuur 7 Detaillering zwevende gietdekvloer

Zwevende gietdekvloeren met vloerverwarming Door de compacte structuur en de goede leidingomhulling zijn cementgebonden gietvloeren goed toepasbaar in combinatie met vloerverwarming en/of koeling. Bij vloerverwarming wordt de gietdekvloer vaak zwevend uitgevoerd, waarbij de isolatielaag de scheiding vormt tussen draagconstructie en dekvloer om schade door thermische uitzetting van de dekvloer te voorkomen. Positie van de buizen De buizen van de vloerverwarming kunnen op drie manieren in de gietdekvloer liggen:

Halverwege de dekvloer; Onder in de dekvloer; Boven in de isolatielaag. Voor een gelijkmatige temperatuurverdeling moet de dekking boven de buizen over het algemeen minimaal 25 mm bedragen. Wanneer de zwevende gietdekvloer wordt afgewerkt met gelijmde tegels, kunnen de tegels worden meegerekend als dekking. Kruisingen van buizen met velddilataties moeten worden voorkomen.


27/122

Figuur 8 Positie van vloerverwarmingsbuizen in zwevende gietdekvloer

Schatting van de benodigde laagdikte De tabel geeft de schattingen voor de minimaal benodigde laagdikten van zwevende dekvloeren die voorzien zijn van vloerverwarming. Deze laagdiktes zijn gebaseerd op NEN 2742. Buigsterkteklasse

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 d= mm

Buigtreksterkte (N/mm²)

Dikte zonder vloerverwarming (mm) Woongebouw Kantoorgebouw 1 70 + d 95 + d 2 50 + d 70 + d 3 40 + d 55 + d 4 35 + d 50 + d 5 30 + d 45 + d 6 30 + d 40 + d 7 25 + d 35 + d dikte leidingen van de vloerverwarming met een minimum van 15

Tabel 3 Indicatieve laagdikte met vloerverwarming volgens NEN 2742

Welke onderzoeksvragen zijn belangrijk bij de aanvang van het onderzoek? Wat is de huidige stand van zaken in de uitvoering van al dan niet cementgebonden gietdekvloeren? Wat is de huidige stand van zaken voor cementgebonden gietdekvloeren in het wetenschappelijk onderzoek? Wat zijn de eisen waar de gietdekvloer in eerste instantie aan moet voldoen? Wat zijn de eisen waar de gebruikte materialen aan moeten voldoen? Welke eisen worden gesteld door de uitvoerders en de gebruikte machines? Welke technieken kunnen zijn bruikbaar om mengsels te ontwerpen? Welke materiaalkeuzes worden in eerste instantie gemaakt? Waarom? RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

28/122

Eigenschappen van cement, vulen hulpstoffen: algemeen Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de relevante eigenschappen van het cement, vulen hulpstoffen en bespreekt daarnaast ook de interactie tussen deze samenstellende delen. Cement Cement wordt verkregen door het homogeen mengen in bepaalde verhoudingen van de hoofdbestanddelen en de nevenbestanddelen, samen met calciumsulfaat. De Europese cementnorm NBN EN 197-1 definieert de volgende hoofdbestanddelen:

Portlandklinker (K) is een hydraulisch1 materiaal dat voor tenminste tweederde van de massa moet samengesteld zijn uit tri- en dicalciumsilicaten en waarbij de rest bestaat uit aluminiumoxide, ijzeroxide en andere oxiden. Gegranuleerde hoogovenslag (S) is een latent hydraulisch materiaal. Dit wil zeggen dat het hydraulische eigenschappen bezit wanneer het op de juiste wijze geactiveerd wordt. Puzzolane2 materialen Natuurlijk puzzolaan (P) Gebrand natuurlijk puzzolaan (Q) Vliegassen komen vrij bij de verbranding van poedervormige steenkool in thermoelektrische

centrales.

calciumhoudende

Er

vliegassen

bestaan (W),

siliciumhoudende ze

hebben

vliegassen

respectievelijk

(V)

puzzolane

en en

hydraulische eigenschappen. Gebrande kleisteen (T) Kalksteen (L – LL) bezit geen puzzolane of hydraulische eigenschappen. De granulometrie en de fysische kenmerken maken het zeer geschikt als filler met een belangrijke invloed op de verwerkbaarheid en op de verhouding beginsterkte – eindsterkte Microsilica (D) of silica fume is een ultrafijn zeer reactief puzzolaan poeder . Samenstelling van de verschillende cementtypes Naar gelang de samenstelling van het cement worden deze onderverdeeld in 5 types. Het verschil is hoofdzakelijk te vinden op het vlak van de hoofdbestanddelen die bijgevolg de hydraulische eigenschappen van het cement bepalen. Type

Aanduiding K

I

Portlandcement

CEM I

II

Portlandvliegascemen t Portlandkalksteencem ent Portlandcomposietce ment

CEM II/B-V CEM II/B-V CEM II/A-L of LL CEM II/A-M CEM II/B-M

95 100 80-94 65-79 80-94 80-94 65-79

Hoofdbestanddelen S V -

-

L– LL1 -

-

6-20 21-35 -

6-20

6 – 20 21-35

Nevenbestandde el 0-5 0-5 0-5 0-5 0-5 0-5

Een bindmiddel is hydraulische wanneer het zowel in water als in de lucht met water reageert tot een niet meer in water oplosbaar product. 2 Puzzolanen zijn poeders die als toeslagmateriaal voor mortel of beton kunnen worden gebruikt. Een puzzolaan gedraagt zich als een hydraulisch bindmiddel. 1


29/122

III

Hoogovencement

CEM III/A

35-64

360-5 65 CEM III/B 20-34 660-5 80 CEM III/C 5-19 810-5 95 V Composietcement CEM V/A 40-64 1818-30 0-5 30 1 L: Kalksteen met een totaal gehalte aan organische koolstof lager dan 0,50 % (in massa) LL: Kalksteen met een totaal gehalte aan organische koolstof lager dan 0,20 % (in massa) Tabel 4 Samenstelling (EN 197-1)

Hydratatie van cement De hydratatiereactie van cement start zodra water toegevoegd wordt aan de mix. Deze reacties zijn een opeenvolging van exotherme reacties die ruwweg in 3 stappen gebeurt. Gedurende de eerste 15 min loopt een initiële hydratatie, dan een wakende periode (15 min tot 4u), vervolgens een versnelde periode en een afronding van de hydratatie. Deze worden weergegeven in onderstaande figuur. De “false setting” komt voort uit een te hoge concentratie van sulfaat.

Figuur 9 Hydratatie van cement met normale en valse zetting (Hanehara & Yamada, 1999)

Om de eigenschappen van de verse mortel te onderzoeken zijn enkel de eerste twee fases relevant. Vulstoffen of fillers Dit zijn in hoofdzaak inerte toevoegsels waarvan de maximale korreldiameter kleiner is dan 80 µm. Ze zijn onderworpen aan de NBN EN 12620 (NBN EN 12620+A1:2008: Granulaten voor beton). Door hun hoge fijnheid wijzigen fillers de reologische eigenschappen van beton. Types Type I: inerte vulstoffen

Kalksteenmeel Kwartsmeel Dolomietmeel Type II: puzzolane of latent hydraulische vulstoffen

(poederkool)vliegas RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

30/122

Microsilica Gemalen hoogovenslak Hulpstoffen Onder hulpstof wordt elk product verstaan dat met het oog op de wijziging van de eigenschappen van het verse of het verharde beton, tijdens het aanmaken toegevoegd wordt met een dosering hoogstens gelijk aan 5% van de cementmassa. De norm NBN EN 934-2 legt de definitie, specificaties en conformiteitscriteria vast voor hulpstoffen die in beton gebruikt kunnen worden. De Europese norm kent aan ieder type hulpstof een kleurcode toe. Zo kunnen deze in één oogopslag geïdentificeerd worden. Europese kleurcode

Benaming

Afkorting

Plastificeerder – Waterreduceerder Superplastificeerder – Sterk waterreduceerder luchtbelvormer Waterdichtingsmiddel in de massa Bindingsvertrager Bindingsversneller Verhardingsversneller Watervasthoudende hulpstof

PLAST SPLAST AEA HYDROM VERTRAGER SNELB SNELV WVAST

Tabel 5 Europese kleurcode van de types hulpstoffen

In dit onderzoek zal in eerste instantie uitgegaan worden van een superplastificeerder en eventueel een viscositeitsagent. Om het mengsel enerzijds de benodigde vloei te geven en anderzijds ook de nodige stabiliteit te kunnen garanderen. Superplastificeerders Superplastificeerders zijn hulpstoffen waarmee het watergehalte van een gegeven betonmengsel zonder wijziging van de verwerkbaarheid sterk verminderd kan worden, of waarmee de verwerkbaarheid, zonder wijziging van het watergehalte, sterk verhoogd kan worden. De laatste generatie superplastificeerders danken hun werking aan een poycarboxylaatethermolecule. Deze molecule is complex en flexibel en is opgebouwd uit meerdere functiegroepen met verschillende kettinglengte. De werking wordt hieronder kort beschreven. Daarnaast wordt in het project ook gebruik gemaakt van een superplastificeerder met een mengsel van lignosulfonaten en polycarboxylaatethers.

Figuur 10 herhalende module van een lignosulfonaat (Rixom & Mailvaganam, 1999)

Ontvlokking Onder invloed van de Van Der Waalskrachten kunnen fijne deeltjes samenvlokken. Door de hechting van de niet-ionogene groep van de polycarboxylaatethermolecule aan het cementoppervlak krijgen de deeltjes een negatieve oppervlaktelading. Hierdoor ontstaan er afstotende elektrostatische krachten tussen de cementkorrels. Dit verschijnsel noemt RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

31/122

men dispersie of ontvlokking. De cementkorrels worden uit elkaar gedreven en hierdoor ontstaat een mengsel dat beter verwerkbaar is. Sferische hinder De lange hydrofobe carboxylketens beletten dat de korrels elkaar naderen. Zo ontstaat een sterk dispergerend effect. Werking in 2 fasen De polycarboxylaatethermolecule bestaat uit een hydrofiele ethergroep en hydrofobe carboxylgroepen. De gewonde polycarboxylaatethermolecule is niet-reactief. Indien deze molecule bij water gevoegd wordt, zullen de hydrofiele groepen zich richten naar de waterige fase. De hydrofobe zijketens zullen de waterfase afstoten. Hierdoor zal de oppervlaktespanning van het water dalen en kan er gemakkelijker lucht ingesloten worden in het beton. Dit veroorzaakt de vorming van kleine luchtbellen met de hydrofiele groepen aan de buitenkant en de hydrofobe groepen in de lucht. Naarmate het hydratatieproces vordert, stijgt de alkaliniteit en dus ook de pH. Daarnaast zullen ook minder waterstofatomen aanwezig zijn en bevinden de polycarboxylaatethermoleculen zich dus in een minder waterrijk milieu. Dit zorgt ervoor dat andere polycarboxylaatethermoleculen zich vrijmaken en de luchtbellen openen zich voor bijkomende polymeerketens. Bijgevolg wordt de terugloop in verwerkbaarheid opgevangen. Deze geactiveerde polymeermolecule kan op zijn beurt:

Zich hechten aan beton; Zorgen voor elektrostatische afstoting; Zorgen voor sferische hinder. Door dit principe van activering kan, ten opzichte van een klassieke plastificeerder, een veel langere verwerkbaarheid bekomen worden. Belang voor het onderzoek Eerder onderzoek (Nunes, 2008) heeft uitgewezen dat de combinatie cement- superplast van groot belang is. Bepaalde types superplast hebben een beter werking met bepaalde types cement. Dit wordt weergegeven in onderstaande figuur. De negativiteit van de zètapotentiaal is een maat voor de effectiviteit van de superplast. De zètapotentiaal duidt de sterkte aan van de dispersie of het uiteendrijven van de cementdeeltjes.

Figuur 11 Zètapotentiaal van verschillende cementtypes en hulpstoffen, met en zonder superplast. SP A is van het lignosulfonaat type, SP B en C van het polycarboxylaatether type (Nunes, 2008)


32/122

Viscositeitsagenten Viscositeitsagenten of VMA‟s zijn hulpstoffen die de viscositeit van de zelfnivellerende mortel verlagen. Hierdoor kan de segregatie onder controle gehouden worden. Ze worden voornamelijk gebruikt om volgende eigenschappen te beïnvloeden (Nunes, 2008):

Verbetering van de homogeniteit van het beton, verbetering van de segregatie, vermindering van de bleeding; De gevoeligheid voor waterhoeveelheid van het mengsel verminderen. Daarnaast wordt het mengsel ook minder gevoelig voor variaties in korrelverdelingen en materiaalverhoudingen; Stabiliteit verbeteren in mengsels met een beperkt aandeel poeder.

Eisen gesteld aan de granulaten Eigenschappen van granulaten De keuze van de verschillende granulaten zal in grote mate het eindresultaat bepalen. Er bestaat een uitgebreide reeks genormeerde proeven die een goed beeld kunnen geven van diverse eigenschappen die de granulaten bezitten. Onderzoek naar deze eigenschappen heeft in het kader van dit onderzoek twee doelen. In de eerste plaats moeten de resultaten van de proeven helpen om de ideale betonreceptuur op te stellen. In de tweede plaats zullen de resultaten van de proeven op de natuurlijke granulaten en de puingranulaten ons een inzicht geven in waarom het ene granulaat beter presteert dan het andere. De eigenschappen kunnen ingedeeld worden in drie verschillende groepen:

Geometrische eigenschappen Mechanische en fysische eigenschappen Thermische en verweringseigenschappen van granulaten Chemische eigenschappen Geometrische eigenschappen De vorm en de afmetingen van granulaten worden de geometrische eigenschappen genoemd. De bekendste geometrische eigenschappen van toeslagmateriaal zijn de korrelopbouw en de korrelvorm. Beide eigenschappen hebben grote invloed op de prestatie en het gedrag van toeslagmateriaal in betonspecie. Zo wordt de waterbehoefte van betonspecie vooral door deze eigenschappen bepaald. Korrelmaat De afmetingen van de granulaten worden weergegeven aan de hand van de korrelmaat d/D. Deze afmetingen worden bepaald door de openingen van de zeven met vierkante mazen waartussen zich het belangrijkste deel van het granulaat bevindt. Een korrelmaat wordt dan aangeduid door d/D, waarbij d een ondergrens en D een bovengrens aanduidt. De korrelmaten zijn gedefinieerd in de Europese norm NBN EN 12620:2002 en NBN EN 13242:2002. Een voorbeeld van een korrelmaat is 6/14. Op basis van d/D worden de granulaten onderverdeeld in verschillende korrelgroepen. Korrelverdeling Korrelverdeling (ook wel korrelgrootteverdeling, korrelgradering, korrelopbouw genoemd, betreft de opbouw van het granulaat, bepaald door middel van een zeefanalyse. De korrelverdeling van toeslagmateriaal heeft grote invloed op de


33/122

verwerkingseigenschappen en waterbehoefte van betonspecie. De korrelverdeling wordt bepaald volgens de Europese norm NBN EN 933-1:1997. Het gehalte aan fijne deeltjes Het gehalte aan fijne deeltjes geeft aan hoeveel procent van de totale massa bestaat uit granulaten die door een zeef met maaswijdte 0,063mm vallen. De bepaling van het gehalte aan fijne deeltjes staat omschreven in de Europese norm NBN EN 933-1:1997. Fijnheidsmodulus. Naast het voordeel van de fijnheidmodulus om met één getal iets te zeggen over de fijnheid van het materiaal, bestaat het bezwaar dat twee materialen dezelfde fijnheidmodulus kunnen bezitten bij een verschillende korrelopbouw. Daarom wordt aanbevolen bij de beoordeling van toeslagmaterialen óók het zeefdiagram te betrekken. Daarmee kunnen verschillende zanden gemakkelijk worden vergeleken. De fijnheidsmodulus wordt omschreven als de som van de cumulatieve massapercentages op de zeven van 4, 2, 1, 0.5, 0.250 en 0.125 mm, gedeeld door 100. Korrelvorm – Uitvloeiingcoëfficiënt De uitvloeiingcoëfficiënt geeft een beeld van de verhouding tussen de hoeveelheid ronde en kubusvormige granulaten enerzijds en de rechthoekige granulaten anderzijds in het granulaatmengsel. Hoe ronder de vorm van de granulaten hoe eenvoudiger het beton zal vloeien. De korrelvorm heeft ook een invloed op de hoeveelheid holle ruimtes, de hoeveelheid mortelspecie die nodig is, de verdichting en de breukweerstand van het beton. De uitvloeiingscoëfficiënt van zand wordt bepaald volgens de Europese norm EN 933-6:1999. Beoordeling van het fijn materiaal Voor zand en fillers kan het schadelijke karakter van fijne deeltjes te beoordeeld worden. Hiervoor bestaan twee verschillende proefmethodes:

Zandequivalent beproeving Methyleenblauwproef In dit project wordt geopteerd voor de bepaling van de zandequivalentwaarde, indien de tijd het toelaat kan ook een methyleenblauwwaarde onderzocht worden. Zandequivalentwaarde De zandequivalentwaarde geeft een beeld van de vervuiling van de fijne fractie van het zand door kleideeltjes. Het bepalen van de zandequivalentwaarde gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 933-8:1999. Methyleenblauwwaarde De methyleenblauwwaarde geeft een beeld van de eigenschap om methyleenblauw te absorberen. Methyleenblauw wordt hoofdzakelijk geabsorbeerd door klei, organische stoffen en ijzerhydroxides. Het bepalen van de methyleenblauwwaarde gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 933-9:1998. Mechanische en fysische eigenschappen Dichtheid van onverdicht materiaal – gehalte aan holle ruimten Holle ruimte is het overblijvend volume aan ruimten tussen korrels materiaal, nadat deze zijn gestapeld. Het percentage holle ruimte van granulaten hangt af van de korrelopbouw en de korrelvorm en wordt berekend op basis van de schijnbare dichtheid en de absolute dichtheid. Het bepalen van het gehalte aan holle ruimten staat beschreven in de Europese norm NBN EN 1097-3:1998.


34/122

Vochtgehalte van granulaten Het vochtgehalte van de granulaten is van enorm groot belang voor het eindresultaat van het merendeel van de proeven. Het watergehalte kan bepaald worden door droging in een geventileerde oven. De werkwijze staat beschreven in de Europese norm NBN EN 1097-5:1999. Dichtheid van de deeltjes De absolute dichtheid van de granulaten is van enorm groot belang bij het doseren van verschillende granulaattypes. De absolute dichtheid van de granulaten geeft vaak ook informatie over de oorsprong van de granulaten en enkele fysische en chemische eigenschappen. Het bepalen van de absolute dichtheid van de granulaten gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 1097-6:2000. Vochtabsorptie De vochtabsorptie is de hoeveelheid water die kan geabsorbeerd worden door een bepaalde hoeveelheid granulaten. De vochtabsorptie door de granulaten is van enorm groot belang voor de uiteindelijke samenstelling van het beton. Water dat geabsorbeerd word door de granulaten kan niet meer zorgen voor de binding van het cement of voor het verhogen van de verwerkbaarheid. Een foutieve calculatie van de vochtabsorptie zal als resultaat hebben dat er een overschot of een tekort aan water in de betonspecie aanwezig zal zijn. Dit zal enerzijds de druksterkte negatief beïnvloeden of de verwerkbaarheid van het mengsel verlagen. Het bepalen van de vochtabsorptie van de granulaten gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 1097-6:2000. Proefopstellingen en procedures Drogen van granulaten Om het vochtgehalte van de granulaten te bepalen bij aanvang van een proef moet er gedroogd worden. Het is belangrijk dat het drogen van granulaten steeds op dezelfde wijze gebeurt om de bekomen waarden van diverse proeven te kunnen vergelijken. De droogmethode die omschreven staat in de norm gebruikt een oven om de materialen te drogen. In de praktijk is dit echter een trage werkwijze. De microgolfoven is een snel alternatief. Helaas zorgen de microgolfstralen er ook voor dat een deel van het gebonden water uit de granulaten verdwijnt. Om deze snelle methode toch te gebruiken wordt het verschil onderzocht tussen het drogen in de oven volgens de norm, het drogen in de oven bij 45°C en het drogen in de microgolfoven. Normen

NBN EN 1097-5 (watergehalte van granulaten bepalen) Procedure

Het recipiënt voor het monster drogen en wegen (M2) Het monster in het recipiënt doen (maximaal 2D dik leggen) Het vochtige monster wegen (M1) Het monster drogen in een oven aan 110±5°C tot de massa constant blijft De massa is constant indien na 1 uur extra droging de massa minder dan 0,1% afwijkt Het droge monster wegen (M3) Berekeningen

Watergehalte in de granulaten w wordt berekend als: w= RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

M1 – M 3

X 100 35/122

M3 Natte zeefanalyse De natte zeefanalyse bezorgt ons informatie over de korrelmaat, de korrelverdeling en het gehalte aan fijne deeltjes van een granulaat. De droge zeefanalyse is een variant op de natte zeefanalyse waarbij het monster niet gewassen wordt voor het zeven. M1 en M2 hebben bij een droge zeefanalyse dezelfde waarde. Normen

NBN EN 1097-5 (drogen van granulaten) NBN EN 933-1:1997 (zeven van granulaten) NBN EN 12620:2002 NBN EN 13242:2002 NBN EN 206-1 NBN B 15-001:2004 Procedure

Een voldoende groot monster nemen volgens NBN EN 933-1:1997 via extrapolatie Het monster drogen volgens NBN EN 1097-5 Na drogen de massa wegen (massa = M1) Het monster wassen op een zeef van 0,063 mm (om de fijne deeltjes te verwijderen) Het monster drogen volgens NBN EN 1097-5 Na drogen de massa wegen (massa = M2) Het monster uitzeven op verschillende zeven volgens NBN EN 933-1:1997 Het materiaal dat op elke zeef (Ri) is blijven liggen en het materiaal onderaan in de gesloten bak (P) afzonderlijk wegen. Berekeningen

Gehalte aan fijne deeltjes f wordt berekend als: f [%] =

(M1 – M2) + P M1

X 100

Individuele zeefresten worden berekend als: ZRi [%] =

Ri M1

X 100

Controle op het resultaat van de zeefproef: M2 – (∑Ri + P) M2

X 100

< 1%

Cumulatieve zeefrest wordt berekend als de som van de zeefrest op een bepaalde zeef en de zeefresten op alle zeven met grotere mazen.


36/122

De doorval wordt berekend als de som van het gehalte aan fijne deeltjes en de zeefresten op alle zeven met kleinere mazen. Opstellen korrelverdeling op basis van de doorval per zeef Controle van de korrelmaat voor volgende waarden 2D; 1,4D; D; D/1,4; D/2; d & d/2 Uitvloeiingscoëfficiënt De uitvloeiingscoëfficiënt geeft een beeld van de grofheid van de granulaten, ook de mate waarin het granulaat gebroken of gerold is zal een rol spelen. Hier wordt enkel de variant besproken voor zandfracties. Normen

NBN EN 933-6 NBN EN 1097-6 Procedure

Droog het monster bij (110 ± 5)°C tot een constante massa. Zeef het monster vervolgens zodat enkel de fractie 0,063 mm – 4 mm overblijft. Reduceer het monster tot de volgende massa:

Met = de absolute dichtheid volgens EN 1097-6 in Mg/m³ Neem een trechter met uitstroomdiameter 16 mm voor 0/4 en 12 mm voor 0/2 en een hoek tussen de wanden van (60 ± 0,5)°. Vul de trechter met het sample en meet de uitstroomtijd tot op 1/10 seconde. Herhaal de proef 5 keer met hetzelfde sample. Berekeningen De uitvloeiingscoëfficiënt Ecs wordt uitgedrukt in seconden en is het gemiddelde van de 5 metingen. Zandequivalent Principe Een monster wordt samen met een hoeveelheid wasoplossing in een cilinder gebracht. Dit mengsel wordt geagiteerd waardoor de kleideeltjes zich losmaken van de korrels. Eens deze kleideeltjes zich losgemaakt hebben wordt de cilinder bijgevuld met wasoplossing. Na een bepaalde tijd zijn alle korrels gezakt en zweven de kleideeltjes boven de hoeveelheid zand. Het zandequivalent is de verhouding van de hoogte van de korrels t.o.v. de hoogte van de zwevende kleideeltjes. Hoe kleiner deze verhouding, hoe meer kleideeltjes aanwezig zijn in het materiaal. Normen

NBN EN 933-8 Procedure

De proef wordt uitgevoerd op de fractie 0/2 mm bij een vochtgehalte van minder dan 2% en een temperatuur van (23 ± 3)°C. RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

37/122

De massa van het sample bedraagt Vul elke cilinder met de wasoplossing tot de onderste markering en breng in elke cilinder een sample. Zorg ervoor dat er geen luchtbellen meer te zien zijn door tegen de onderkant van de cilinder te tikken. Laat de cilinders (10 ± 1) min rusten en schud ze vervolgens (30 ± 1)s in de schudmachine. Vul de cilinders bij met wasoplossing tot de bovenste markering waarbij ervoor gezorgd wordt dat alle deeltjes van de wand in de oplossing gespoeld worden. Meet na (20 ± 0.25) min de hoogte h1 van de totale kolom granulaat en laat vervolgens de vlotter zakken tot op het sediment en meet zo hoogte h2 tot de onderkant van de vlotter.

Figuur 12 Schema van de zandequivalentproef

Berekeningen (afgerond op de eenheid) Als de resultaten van de beide cilinders meer dan 4 verschillen, moet de proef hernomen worden. Dichtheid van onverdicht materiaal – gehalte aan holle ruimten Principe Een cilinder wordt gevuld met een hoeveelheid droog granulaat. Door de inhoud van de cilinder en de massa van het granulaat te bepalen kan de dichtheid van het onverdicht materiaal en het gehalte holle ruimtes berekend worden.


38/122

Normen

NBN EN 1097-3 Procedure

Droog 120% tot 150% van de benodigde massa granulaat bij (110 ± 5)°C tot een constante massa. Weeg de cilinder (m1) Vul de cilinder door de schep op de rand te plaatsen en het granulaat in de cilinder te laten vallen. Verwijder het teveel aan granulaten met een regel. Weeg de cilinder tot 0,1% (m2) Voer deze proef 3 keer uit. Berekeningen De dichtheid van het onverdicht materiaal of bulkdichtheid: Met:

= schijnbare volumieke massa M1 en m2 zoals eerder gespecificeerd V = volume van de cilinder Het gehalte holle ruimten: Met:

= absolute dichtheid = dichtheid van het onverdicht materiaal v = percentage holle ruimten Vochtgehalte Principe De ovenmethode meet het totale vrij water in granulaten. Dit is het water aan het oppervlak en in de poriën van de granulaten. Normen

NBN EN 1097-5:1999 Procedure

Bepaald de massa M2 van de lege en schone schalen. Leg de samples in de schalen. Zorg ervoor de hun massa in kilogram groter is dan 0,2D als D groter of gelijk aan 1 mm is, anders wordt het sample beperkt tot 0,2 kg. Bepaald nu massa M1 van de schaal en het natte materiaal. Laat de samples drogen in de oven bij (110 ± 5)°C tot een constante massa M3 bij kamertemperatuur. Berekeningen (afgerond op 0,1%) Absolute dichtheid van de deeltjes en vochtabsorptie Principe De bepaling van de absolute volumieke massa van een materiaal wordt bepaald door de verhouding van het gewicht op het volume te bepalen. Het gewicht wordt bepaald door RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

39/122

het materiaal te drogen in een droogoven en daarna te wegen. Het volume kan bepaald worden door de massa van het verplaatste water in een pyknometer te bepalen. Van elk materiaal werd vijf maal de dichtheid bepaald. Normen

NBN EN 1097-6:2000 Procedure Grootte van de samples Maximum afmeting van de granulaten (mm) 31.5 16 8

Minimum massa van het sample (kg) 5 2 1

Tabel 6 Minimum massa van de samples

Kallibratie van de pyknometer Gedurende de test moet het waterbad op een constante temperatuur van (22 + 3)°C blijven.

Bepaal de massa M3 van een met water gevulde pyknometer die (24 ± 0,5)u in het waterbad gestaan heeft. Herhaal dit 3 keer en bereken het gemiddelde. Proefprocedure

Was het staal en verwijder alle deeltjes die op de 31,5 mm zeef blijven en door de 0,063 mm zeef vallen. Droog het staal in de oven op (110 + 5)°C tot een constante massa en laat afkoelen tot kamertemperatuur. Doe het staal in de pyknometer en vul de pyknometer met water tot ongeveer 30 mm onder de nek. Roer het staal voorzichtig met een glazen staaf om luchtbellen te verwijderen. Vul nu aan tot ongeveer 20 mm onder de markering en plaats in het warmwaterbad voor minimum 1u. De hoogte van het water in het bad zou ongeveer 20 mm onder de nek van de pyknometer moeten komen. Verwijder na (24 ± 0,5)u de pyknometer uit het bad en droog deze voorzichtig af. Vul de pyknometer aan met water tot aan de markering. Bepaald massa M2 van het geheel. De nauwkeurigheid van alle metingen is 0,1% van M3. Breng het sample vervolgens over op droge doeken. Bepaal de massa M1 als het oppervlakte droog is. Droog het staal nu verder bij (110 ± 5)°C tot constante massa (M4). Herhaal de procedure voor het tweede staal. Berekeningen De schijnbare dichtheid:

Dichtheid van de deeltjes:


40/122

Verzadigde en oppervlakte droge dichtheid: Waterabsorptie: Alle dichtheden worden uitgedrukt in Mg per m³ en de waterabsorptie wordt uitgedrukt in %. Vochtabsorptie Principe De granulaten worden onder water gebracht tot volledige verzadiging. Daarna worden de granulaten aan de lucht gedroogd tot geen zichtbare film meer aanwezig is rond de granulaten. Het materiaal wordt gewogen en vervolgens 24u in de droogoven (110°C) bewaard. Na het drogen van de granulaten worden deze opnieuw gewogen. De verhouding van het gewicht van het verdwenen water t.o.v. het gedroogde granulaat is de waterabsorptie Normen

NBN EN 1097-6:2000 Procedure Zie vorige Berekeningen Zie vorige


41/122

Eisen gesteld aan de dekvloermortel

Krimp en uitzetting

Consistentie

pH waarde

Elasticiteitsmodulus

Weerstand tegen impact

Bindsterkte

O

-

O

O

O

O

O

O

Oa

O

CaSO4

N

N

O

O

O

O

-

O

O

O

O

N

O

-

O

Magnesiet

N

N

O

O

O

Na

-

O

-

O

O

O

O

-

O

Asfalt

-

-

O

O

O

-

N

O

-

-

-

-

-

-

-

Synthetisch hars

O

O

-

Na (1 van de 2)

O

-

O

-

O

O

-

O

Na

N

Weerstand tegen een rollend wiel met vloerbedekking Zettijd

Na (1 van de 3)

Weerstand tegen indrukking

N

Oppervlaktehardheid

N

Slijtweerstand “BCA”

Buigsterkte

Cement

Slijtweerstand “Böhme”

Druksterkte

Eigenschappen en classificatie Basis dekvloer

Slijtweerstand rollend wiel

NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren – Dekvloermortels – Eigenschappen en eisen Deze Europese norm specificeert alle eisen die gesteld worden aan een dekvloermortel voor binnengebruik in een vloer. Er worden enkel vloeren besproken zoals gedefinieerd in EN 13318 (NBN EN 13318: Dekvloermortels en dekvloeren - Begripsbepalingen, 2000). Dit wil zeggen dat dekvloeren die een structurele bijdrage leveren aan de constructie hier buiten beschouwing gelaten worden.

Legende: N Normatief O Optioneel Niet relevant a Enkel voor dekvloeren die onderhevig zijn aan sleet Tabel 7 Dekvloermaterialen en bijhorende testen

Druksterkte De druksterkte wordt bepaald conform de norm NBN EN 13892-2. De waarden weergegeven in de tabel betreffen de karakteristieke druksterkte. Elke afzonderlijke proef moet ten minste 85% van de karakteristieke druksterkte halen. Klasse Druksterkte [N/mm²]

C5 5

C7 7

C12 12

C16 16

C20 20

C25 25

C30 30

C35 35

C40 40

C50 50

C60 60

C70 70

C80 80

Tabel 8 Druksterkteklassen voor dekvloeren


42/122

Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken (NBN EN 13892-1 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken, 2003) Er moet een monster worden genomen van minimaal 5 kg met behulp van een bemonsteringsschep met een inhoud van minimaal 1 l. De proefstukken moeten onmiddellijk na de monsterneming worden vervaardigd. Het mengen moet gebeuren in overeenstemming met de aanbevelingen van de fabrikant, met de aangegeven hoeveelheid water of vloeistof (of het gemiddelde van het aangegeven bereik). Het laboratorium, de uitrusting en de gebruikte producten moeten zich op een temperatuur van (20 ± 5)°C bevinden. Naargelang van de te vervaardigen hoeveelheid zal een mortelmixer (EN 196-1) (inhoud ≤ 1,5 dm³ of massa van 1 à 3 kg) of een betonmixer (inhoud ≤ 50 dm³ of massa van 25 à 50 kg) worden gebruikt. De vaste materialen worden eerst gemengd, dan wordt gedurende 15 s water toegevoegd terwijl langzaam wordt gemixt, vervolgens wordt het mixen voortgezet gedurende ofwel 105 s (45 s en dan reinigen van de randen met de spatel en daarna 60 s) voor de mortelmixer, ofwel tussen 120 en 180 s (totdat homogeen mengsel wordt verkregen) voor de betonmixer. Indien aanbevolen door de fabrikant kan een ander type mixer worden gebruikt. De mallen moeten van staal of een ander vergelijkbaar materiaal zijn dat niet reageert met de grondstof voor dekvloeren. De afmetingen van de proefstukken verschillen naargelang van de uit te voeren proef. Doorgaans zijn het staafjes: 40 mm x 40 mm x 160 mm met een aantal vereiste proefstukken gaande van 1 tot 6. De mallen moeten waterdicht zijn en vooraf worden gereinigd en ingesmeerd met olie. Ze moeten in één keer worden gevuld (vloeibare materialen) ofwel in twee gelijke lagen worden verdicht volgens NBN EN 196-1 (met de schoktafel, 60 schokken na elk van de twee lagen) en dan gelijkgestreken. De mallen voor de proefstukken van 160 mm x 40 mm x 40 mm moeten aan de volgende eisen voldoen:

Dimensionele nauwkeurigheid: ± 0,25% van de beschouwde afmeting (gemiddelde van 4 metingen op symmetrische punten, zonder afwijkingen van meer dan ± 0,5% voor elke individuele waarde) Vlakheid: de oppervlakte van elk binnenvlak moet gelegen zijn tussen twee parallelle vlakken die 0,03 mm van elkaar liggen Haaksheid: de binnenhoeken moeten 90° ± tan-1(0,005) zijn Ruwheid: ≤ 3,2 μm Ra voor elk binnenvlak Indien de proeven worden uitgevoerd op betonnen substraten, moet de treksterkte van het betonoppervlak gelijk zijn aan minstens 1,5 N/mm². De proefstukken moeten als volgt opgeslagen worden: Basismateriaal

Cement Calciumsulfaat Magnesiet Synthetisch hars

Opslagtemperatuur (°C)

20 20 20 20

± ± ± ±

2 2 2 2

Opslag tijd (dagen) In de mal ontkist RH (95 RH (65 RH (50 RH (95 RH (65 ± 5) % ± 5) ± 5) ± 5) ± 5) % % % % 2 5 21 2 26 1 27 1 -

RH (50 ± 5) % 27

Tabel 9 Opslagtemperatuur en opslagtijd voor proefstukken


43/122

Bepaling van de buigen druksterkte (NBN EN 13892-2 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 2: Bepaling van de buigen druksterkte, 2003) Principe De buigsterkte wordt bepaald door de belasting die nodig is om het proefstuk te doen breken bij onderwerping aan een buigbelasting in het middelpunt. De twee door deze breuk verkregen helften worden gebruikt voor de druksterkteproef. De druksterkte wordt bepaald door de belasting die nodig is om het proefstuk te doen breken bij onderwerping aan een druksterktebelasting die gelijkmatig wordt verdeeld over een deel van het prisma. Afmetingen van de monsters Prisma's van 160 mm x 40 mm x 40 mm. De toleranties op de monsters zijn die van de mallen (cf. NBN EN 13892-1). Proef De snelheden van de belastingstoename zijn als volgt: Buigsterkteproef: 50 N/s ± 10 N/s Druksterkteproef: 2400 N/s ± 200 N/s De machine en de proefbanken zijn dezelfde als die welke worden gebruikt voor de proef ter bepaling van de druksterkte van cement (NBN EN 196-1: Beproevingsmethodes van cement – Deel 1: Bepalen van de mechanische weerstanden). De machine moet zodanig zijn dat de breuk zich voordoet in het deel van het meetbereik waarvan de aangeduide belasting is bepaald op ± 2% (normaal in de bovenste vier vijfden van het meetbereik) (klasse 2 volgens EN ISO 7500-1). Buigsterkteproef:

3 rollen met diameter (10 ± 0,5) mm en lengte tussen 44 en 50 mm Afstand tussen de onderste twee rollen (100 ± 0,5) mm Bovenste rol centraal tussen de twee andere geplaatst Druksterkteproef: 2 steunplaten van wolfraamcarbide of staal

Vickershardheid ≥ 600 HV (EN ISO 6507-1) Lengte 40 mm; breedte (40 ± 0,1) mm; dikte 10 mm Vlakheidstolerantie voor rakende vlakken 0,01 mm Formules

B = buigsterkte [N/mm²] Ff = nodige belasting om het proefstuk te doen breken bij de buigsterkteproef [N] l = afstand tussen de hartlijnen van de steunrollen voor de buigsterkteproef [mm] b = breedte van het proefstuk onder de middelste rol voor de buigsterkteproef [mm] d = dikte van het proefstuk onder de middelste rol voor de buigsterkteproef [mm] D = druksterkte [N/mm²] Fc = nodige belasting om het proefstuk te doen breken bij de druksterkteproef [N] A = oppervlak van het proefstuk van de druksterkteproef in contact met de steunplaten (nominaal oppervlak 40 mm x 40 mm = 1600 mm²) De individuele sterktewaarden zijn afgerond op de dichtstbijzijnde 0,05 N/mm² en de gemiddelde waarden op de dichtstbijzijnde 0,1 N/mm².


44/122

Buigsterkte De buigsterkte wordt bepaald volgens de norm NBN EN 13892-2. De waarden weergegeven in de tabel betreffen de karakteristieke druksterkte. Klasse Druksterkte [N/mm²]

F1 1

F2 2

F3 3

F7 4

F5 5

F6 6

F7 7

F10 10

F15 15

F20 20

F30 30

F40 40

F50 50

Tabel 10 Buigsterkteklassen voor dekvloeren

Slijtweerstand Uit eerder onderzoek is gebleken dat enkel het toestel voor de slijtweerstand volgens Böhme verkrijgbaar is. Aangezien de apparatuur aanwezig is in het labo wordt hier enkel deze methode besproken. De proef wordt uitgebreid beschreven in NBN EN 13892-3. De uitvoeringsrichtlijn van het IKOB-BKB BV (Uitvoeringsrichtlijn vervaardiging van cementgebonden gietdekvloeren, 2007) geeft tevens een ontwerprichtlijn mee. Klasse Hoeveelheid sleet [cm³/50 cm²]

A22 22

A15 15

A12 12

A9 9

A6 6

A3 3

A1,5 1,5

Tabel 11 Slijtweerstand volgens Böhme voor dekvloeren

Gebruik

Slijtvastheidsklasse conform NBN-EN 13813 A22 A15 A12 A9

Licht afbouwverkeer Matig afbouwverkeer Zwaar afbouwverkeer Vloerbedekkingsgroep 0 of A

Materiaalverlies in cm³/50 cm² ten hoogste ≤ 22 ≤ 15 ≤ 12 ≤9

Tabel 12 Voorbeeld ontwerpcriteria slijtvastheidsklasse gietdekvloeren

Principe Het Böhme slijttoestel bestaat uit een ronddraaiende schijf en een houder waarin het proefstuk (71 X 71 mm²) wordt vastgehouden. Op het proefstuk wordt een gewicht geplaatst. Voor het starten van de proef wordt de massa en de massadichtheid (ρ R) van het proefstuk bepaald. Er worden 9 punten aangeduid waarop de verandering in dikte gemeten wordt. Het proefstuk wordt in de houder geplaatst en het gewicht wordt aangebracht. Vervolgens wordt slijtpoeder op de schijf verdeeld, waarna het toestel wordt aangezet en de schijf begint te draaien. Er worden 16 cycli van 22 omwentelingen doorlopen, waarbij bij elke omwenteling nieuw slijtpoeder wordt verdeeld en het proefstuk over 90° wordt gedraaid. Na 16 cycli wordt het verlies aan massa (∆m) en de verandering aan dikte (∆l) opgemeten. Dit zijn twee verschillende parameters waaruit de slijtweerstand volgens Böhme (A)berekend kan worden. Deze waarde is gelijk het volumeverlies(∆V) van het proefstuk. De voorkeur gaat uit naar de slijtweerstand berekend uit de verandering van dikte. Dit komt vooruit uit het niet perfect constant zijn van de massadichtheid over de dikte van het proefstuk. in cm³ per 50 cm² Alle platen worden gedurende 28 dagen bewaard onder 20°C en 60 % luchtvochtigheid. Het mengsel met 100% rijnzand fungeert hier als referentie.


45/122

Figuur 13 Böhme slijttoestel (RatioTEC)

Elasticiteitsmodulus De elasticiteitsmodulus kan bepaald worden conform de norm EN ISO 178. Klasse

E1

E2

E5

E10

E15

E20

Elasticiteitsmodulus in buiging [kN/mm²]

1

2

5

10

15

20

Hoger in stappen van 5 25 – 30 …

Tabel 13 Elasticiteitsmodulus in buiging voor dekvloeren

Hechtsterkte De hechtsterkte is verplicht bij harsgebonden dekvloeren en kan optioneel beproefd worden voor de andere types dekvloeren. De hechtsterkte wordt opgemeten in overeenstemming met de richtlijnen uit NBN EN 13892-8. Klasse Hechtsterkte [N/mm²]

B0,2 0,2

B0,5 0,5

B1,0 1,0

B1,5 1,5

B2,0 2,0

Tabel 14 Hechtsterkteklassen voor dekvloeren

Weerstand tegen impact Voor de weerstand tegen impact wordt geopteerd om de BRE Screed Test te gebruiken zoals omschreven in de Engelse norm BS 8204 – 1;2003, in de TV189 van het WTCB en in de NEN 2741:2001/A1:2008. De methode kan ook in situ gebruikt worden en geeft een snel resultaat. Eerder onderzoek heeft ook uitgewezen dat de resultaten kunnen gecorreleerd worden aan de ouderdom van de dekvloer (VANDEWAETERE, 2009). De weerstand tegen dynamische pons wordt bepaald met de BRE screed tester. Figuur 1 toont een schematische voorstelling van dit toestel. Het toestel wordt bovenop een dekvloer geplaatst, waarna de massa van 4 kg vier maal op de kraag valt. Dit zorgt ervoor dat in de dekvloer een indrukking ontstaat. De diepte van de indrukking wordt opgemeten en een beeld van de kwaliteit van de dekvloer wordt verkregen. Volgende waarden mogen niet overschreden worden: Klasse Indrukking (mm) Gebruik

A ≤3 Industrie

B ≤4 Kantoorgebouwen

C ≤5 Woongebouwen

Tabel 15 Maximale indrukking volgens BS 8204-1


46/122

Figuur 14 Schema BRE Screed Test

Conformiteitscriteria voor de evaluatie van het onderzoek Om de conformiteit van de voorgestelde dekvloermengsels te toetsen aan de eerder besproken normering, wordt gesteund op volgende statistische principes:

-

de uitgevoerde proeven moeten in overeenstemming verlopen met de eisen uit NBN EN 13813;

-

de karakteristieke waarde is gebaseerd op de waarschijnlijkheid Pk;

-

de toegestane waarschijnlijkheid van aanvaarding (probability of acceptance, CR) van de dekvloerproeven die niet aan de norm voldoen wordt vastgesteld op 5%;

-

geen enkel resultaat mag meer dan 10% afwijken van de karakteristieke waarde.

Gebruikte variabelen voor de minimumwaarde voor de maximumwaarde Met

het rekenkundig gemiddelde de standaardafwijking de aanvaardingsconstante de karakteristieke waarden

De aanvaardingsconstante is afhankelijk van de waarde van de waarschijnlijkheid Pk en van het aantal testresultaten n waarop het gemiddelde gebaseerd is:


47/122

Aantal testresultaten n minimum maximum 10 14 15 19 20 24 25 29 30 34 35 39 40 49 50 59 60 69 70 79 80 99 100 199 200 299 > 300

(voor Pk = 10%) 2,35 2,07 1,93 1,84 1,78 1,73 1,70 1,65 1,61 1,58 1,56 1,53 1,45 1,42

Tabel 16 de aanvaardingsconstante kA


48/122

NBN EN 13454-1 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervaardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 1 Definities en eisen Deze norm geeft een aantal eisen weer die gelden voor calciumsulfaat gebonden vloeren. In deze norm worden al heel wat eisen weergegeven die gesteld worden aan hoogvloeibare mengsels, daarbij beperkt dit overzicht zich tot die eisen die relevant zijn voor het onderzoek. Daarnaast worden ook direct de proefomschrijvingen verkort weergegeven. Deze zijn terug te vinden in NBN EN 13454-2 (NBN EN 13454-2 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 2 Beproevingsmethode, 2004). Consistentie Voor dekvloermortels wordt vooropgesteld dat de vloei minimum 220 mm bedraagt om van een vloeibaar mengsel te spreken. Tussen 140 mm en 220 mm spreekt men van hoogplastisch en onder de 140 mm van een stijf mengsel. Daarbij treedt er geen zichtbare sedimentatie en geen zichtbare laagvorming op. De vloei wordt bepaald volgens EN 13454-2. Indien deze echter meer dan 300 mm bedraagt dan wordt EN 12706 (NBN EN 12706:2000 Lijmen - Beproevingsmethoden voor hydraulisch verhardende vloerafvlakkings- en/of egalisatiemengsels - Bepaling van de vloeieigenschappen, 200) gebruikt. Principe van de proef volgens EN 13454-2 Deze norm maakt gebruik van een schoktafel (cf. EN 459-2) voor het bepalen van de vloei. De mal uit roestvast staal heeft de vorm van een afgeknotte kegel met een diameter van 70 mm bovenaan, 100 mm onderaan en een hoogte van 60 mm. Nadat de mal gevuld is, wordt 10 – 15 seconden gewacht alvorens de mal langzaam op te heffen. Er worden 15 schokken aan 1 schok per seconde uitgeoefend.

Figuur 15 Vloeibepaling volgens EN 13454-2 (VANGHEEL, 2010)

Principe van de proef volgens EN 12706 Een metalen buisje met een diameter van 30 mm en hoogte 50 mm wordt op een glazen plaat geplaatst. Nadat het buisje gevuld is met mortel wordt het 5 tot 10 cm opgeheven gedurende 10 à 15 seconden. De diameter van de mortel wordt na 4 minuten gemeten in twee loodrechte richtingen.


49/122

Figuur 16 Vloeibepaling volgens EN 12706 (VANGHEEL, 2010)

Verwerkbaarheidstijd Dit is de tijd waarna de vloei met 20% gedaald is. De grens voor de vloei van vloeibare en stijve mengsels is dan respectievelijk 190 mm en 100 mm. Deze bedraagt minimum 30 minuten en wordt bepaald conform 13454-2. Principe van de proef Direct na het mengen wordt de vloei opgemeten. Na 30 minuten wordt het mengsel 5 seconden gemengd op stand 2 en wordt de vloeiproef herhaald. Krimp en zwel Krimp en zwel worden opgemeten volgens EN 13454-2 en mogen de 0,2 mm/m niet overschrijden. Principe van de proef De metingen gebeuren op de klassieke prisma‟s met afmetingen van 40 x 40 x 160 mm³. Na aanmaak worden deze 24u bewaard in de mallen bedekt met een glasplaat, onder een relatieve vochtigheid van 90% bij een temperatuur van (20 ± 5)°C. De metingen gebeuren op 24u en dan na 3, 7, 14 en 28 dagen. Bij de meting wordt het proefstuk rondgedraaid in het toestel en de aflezing mag niet meer dan de helft van het kleinste schaaldeel veranderen. De metingen worden voorafgegaan en gevolgd door een controle meting, deze moet twee keer dezelfde waarde opleveren.

Figuur 17 Apparaat voor de meting van de krimp en zwel volgens EN 13454-2


50/122

Eengemaakte technische specificaties STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren De eengemaakte technische specificaties geven een overzicht van de geldende normen en de voor handen zijnde kennis over dekvloeren. De aandacht moet erop gevestigd worden dat dit document dateert van 1975. Zowel de normen als de technische voorlichtingen van het WTCB geven recentere informatie weer. NEN 2741 in het werk vervaardigde vloeren – Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren In Nederland blijft de Nederlandse norm, naast de Europese norm, geldig omdat er naast kwaliteitseisen ook een aantal eisen en voorschriften over uitvoering en gebruik van de dekvloer, opgenomen zijn. Het overzicht van de NEN 2741 wordt beperkt tot die punten waar deze norm verschilt van de Europese norm. Onderwerp en toepassingsgebied Deze norm geeft eisen voor de beoordeling en de classificatie van traditioneel gestreken cementdekvloeren die ten minste 25 mm dik zijn en die nagenoeg hechtend zijn verbonden aan een onderliggende draagvloer. Voor vloeren waarin een vloerverwarmingssysteem is opgenomen gelden aanvullende eisen die niet in deze norm zijn opgenomen. Deze eisen komen aan bod in NEN 2742:2007: In het werk vervaardigde vloeren - Zwevende dekvloeren - Terminologie, uitvoering en kwaliteitsbeoordeling en NEN-EN 1264: Vloerverwarming - Systemen en componenten (meerdere delen). Om een toepassingsgerichte norm te verkrijgen beschrijft deze norm, voor zover mogelijk, de randvoorwaarden die van belang kunnen zijn bij de uitvoering van een traditioneel gestreken cementdekvloer. In dat verband geeft deze norm ook de definities, eisen en beproevingsmethoden die betrekken hebben op de toe te passen dekvloerspecie. De norm is bedoeld om te worden toegepast bij cementgebonden dekvloeren in woningen, utiliteitsgebouwen en/of industriële gebouwen en bij cementgebonden dekvloeren die aan het buitenklimaat worden blootgesteld. De norm is niet van toepassing op dekvloeren die een constructieve functie moeten vervullen. In de praktijk komen cementgebonden gietvloeren voor die een dikte van 25 mm of meer kunnen hebben. Omwille van de afwijkende samenstelling gelden hier anderen normen, criteria en beproevingsmethode dan die in NEN 2743:2003: In het werk vervaardigde vloeren - Kwaliteit en uitvoering van monolithisch afgewerkte betonvloeren en verhardingen zijn beschreven. Er wordt toch een overzicht gegeven van een aantal criteria. Deze vormen zeker en vast een richtlijn voor de te stellen eisen en er wordt tevens een belangrijke link gelegd tussen gebruik en sterkte-eisen. Classificatie De kwaliteit van de te realiseren cementdekvloer moet op basis van de te verwachten verkeersbelasting en/of de te verwachten slijtende belastingen vooraf tussen de opdrachtgever en het vloerenbedrijf worden overeengekomen door opgave van een dekvloerklasse volgens de onderstaande tabel.


51/122

Tabel 17 Classificatie van een cementdekvloer

Deze kwaliteitseisen zijn analoog aan de in België geldende Europese norm NBN-EN 13813. Dikte De minimum dikte is weergegeven in de bovenstaande tabel. Daarbij moet wel een minimum dekking van 20 mm boven leidingen gerespecteerd worden. Vlakheid De vlakheidsklasse wordt ontleend aan NEN 2747 en mag binnen klassen 1 tot 7 vallen. Er wordt in de norm de opmerking gemaakt dat men meestal de klassen 1 t.e.m. 4 hanteert. Uitvoeringsvoorwaarden en uitvoering De uitvoeringsvoorwaarden zijn analoog met de richtlijnen die weergegeven worden in de technische voorlichtingen 189 (Bonnet, TV 189: Dekvloeren, 1993) en 193 (Bonnet, TV193 Dekvloeren deel 2: uitvoering, 1994) van het WTCB. Er worden eisen gesteld aan de ondergrond, omgevingscondities en aan de doorvoer van leidingen. Er wordt wel de opmerking gemaakt dat bij dekvloeren die een sterkte D30, D40, D50 of D75 moeten halen, mechanische trilmiddelen gebruikt moeten worden.


52/122

Het vloerenbedrijf moet aangeven wanneer de cementdekvloer in gebruik mag worden genomen. Dit mag bepaald worden aan de hand van deze tabel.

Tabel 18 Ingebruikname van de cementdekvloer

Kwaliteitsbeoordeling en beproeving De norm schrijft voor dat er per vloerklasse, per ploeg per productiedag minimaal één representatieve bemonstering van de dekvloerspecie moet plaatsvinden. Deze bemonstering bestaat uit 6 prismavormige proefstukken van 40 mm * 40 mm * 160 mm. De Nederlandse norm laat ook toe om, bij twijfel of bij overeenkomst, een druksterkteonderzoek te doen aan de gerede cementdekvloer. Dit wordt uitgevoerd op kubussen met riblengte 40 mm die gezaagd worden uit geboorde kernen met een diameter van ten minste 60 mm. Daarnaast kan bij twijfel of door overeenkomst tussen opdrachtgever en vloerenbedrijf nog de dikte, de hechting aan de draagvloer en de huidtreksterkte bepaald worden. Bijlage A: de kwaliteitsklasse van een cementdekvloer in relatie tot de verkeersbelasting en het toepassingsgebied Deze bijlage dient als leidraad. Bijgevolg kunnen ook andere kwaliteitseisen gesteld worden dan deze aangegeven in de bijlage A.


53/122

Tabel 19 Verband tussen dekvloerkwaliteit, toepassingsgebied en verkeersbelasting


54/122

CUR Aanbeveling 110: Gietvloeren met cement als bindmiddel De CUR3-Aanbeveling geeft definities, classificaties, eisen en beproevingsmethoden voor cementgebonden gietvloeren. Tevens zijn hieraan gerelateerde eisen opgenomen met betrekking tot de grondstoffen, de specie, de mortel en de verwerking hiervan. Ook wordt ingegaan op de omgevingscondities, de ondergrond en de ingebruikname. Toepassingsgebied De CUR-Aanbeveling is van toepassing op cementgebonden gietvloeren die als dekvloer worden toegepast: direct op een draagvloer, op een scheidingslaag of op een isolatielaag. Met andere woorden behandelt de aanbeveling zowel hechtende, niet-hechtende als zwevende dekvloeren. De Aanbeveling is van toepassing op gietvloeren gemaakt met fabrieksmatig of semifabrieksmatig vervaardigde species. Egalisatielagen kunnen volgens de definitie in EN 13318 (NBN EN 13318: Dekvloermortels en dekvloeren - Begripsbepalingen, 2000) ook als dekvloer worden beschouwd maar zijn geen onderwerp van deze aanbeveling. Specificatie en op te geven eigenschappen Er wordt onderscheid gemaakt tussen eigenschappen die ten minste moeten worden overeengekomen en eigenschappen die, afhankelijk van de toepassing, additioneel overeengekomen kunnen worden. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen aspecten die overeengekomen moeten worden tussen opdrachtgever en vloerenbedrijf, alsook tussen vloerenbedrijf en leverancier van de gietspecie of –mortel. Opdrachtgever en vloerenbedrijf De aan de gietvloer en vloeropbouw te stellen eisen moeten ontleend worden aan het voorgenomen gebruik. Dit wordt weergegeven in onderstaande tabel.

3

Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving


55/122

4

Tabel 20 Overzicht relevantie eigenschappen in relatie tot gebruik en afwerking

GD-D: gietvloer direct op een draagvloer, GD-T: gietvloer op een tussenlaag, GD-Z: zwevende gietvloer. 4


56/122

Voor de aanvang van het werk moet tussen de opdrachtgever en het vloerenbedrijf ten minste worden overeengekomen:

-

de typeaanduiding van de gewenste gietvloer;

-

of leidingen, anders dan vloerverwarming, in de gietvloer moeten worden opgenomen en zo ja, waaruit deze bestaan;

-

de gemiddelde of minimale dikte van de gietvloer, in mm;

-

de relevante mechanische eigenschappen, ontleend aan het gebruik;

-

de gewenste vlakheidsklasse;

-

of er wapening opgenomen wordt, zo ja, welke;

-

of voegen aangebracht moeten worden, zo ja, waar en hoe breed;

-

de wijze waarop de gietvloer moet aansluiten op eventuele verticale bouwdelen;

-

of de gietvloer na uitharden moet worden geschuurd;

-

of de gietvloer al dan niet wordt voorzien van een vloerafwerking;

-

eventueel andere relevante eisen.

Vloerenbedrijf en mengsel- of specieleverancier Het vloerenbedrijf moet de door de opdrachtgever gestelde eisen vertalen in een mortelspecificatie richting de specieleverancier. Volgende zaken worden tenminste overeengekomen:

-

de druksterkteklasse en/of buigstekteklasse;

-

de vloeimaat;

-

de laagdikte en de daaraan gerelateerde grootste korrelafmeting Dmax.

Eigenschappen van de mortel en de specie Mechanische eigenschappen Voor de mechanische van de mortel wordt verwezen naar NBN EN 13813. Deze norm behandelt alle te stellen eisen voor dekvloeren en dekvloermortels. Droging De drogingssneldheid moet worden bepaald aan de hand van een gegoten proefstuk met afmetingen van circa 300 mm bij 200 mm en een dikte van ten minste 40 mm. Het proefstuk moet worden gegoten in een niet-vochtabsorberende mal. Het proefstuk moet eenzijdig worden gedroogd in een windluwe ruimte bij (20 ± 2)°C en een relatieve vochtigheid van (65 ± 5)% waarbij per dag (24 u) de massa van het proefstuk wordt gemeten tot op 1 gram nauwkeurig. Dit moet worden doorgezet totdat het proefstuk een constante massa heeft bereikt. Dit is het geval als het massaverschil tussen twee metingen ten hoogste 0,1% bedraagt ten opzichte van de monstermassa. Het evenwicht moet bereikt worden na 28 dagen. Het drogingsgedrag moet in een drogingscurve worden vastgelegd en het aantal dagen waarin het evenwichtsvochtgehalte is bereikt, moet worden geregistreerd. Direct aansluitend moet het restvochtgehalte in evenwichtssituatie worden bepaald door het proefstuk te drogen bij (40 ± 2)°C, te wegen en het massaverlies te delen op de droge massa van het proefstuk. De hoeveelheid restvocht die in de praktijk toelaatbaar is, wordt bepaald door de toe te passen vloerafwerking. Bij een dampopen systeem en niet-vochtgevoelige materialen mag het restvochtgehalte meer bedragen dan bij een dampdicht systeem met vochtgevoelige materialen.


57/122

Uitzetting en krimp Gietvloeren zijn onderhevig aan vervormingen, ondermeer door krimp. Als gevolg van uitzetting of krimp van de mortel mag bij een hechtende gietvloer direct op een draagvloer geen onthechting van de gietvloer ontstaan. Krimp of uitzetting mag niet leiden tot scheuren die afbreuk doen aan het technisch functioneren van de gietvloer. Tot 0,3 mm zijn scheuren geen reden tot afkeuren. Omwille van bepaalde functionele eisen (vloeistofdichtheid) kunnen scheuren volledig ongewenst zijn. Wapening voorkomt scheuren niet. Wel kan met wapening de scheurwijdte worden beheerst, onder voorwaarde dat een relatief hoog wapeningspercentage (> 0,55%) wordt toegepast. Brandgedrag Voor een cementgebonden gietvloer mag bij gebruikelijke samenstellingen worden uitgegaan van een brandgedrag volgens klasse A1 fl, bepaald volgens NBN EN 135011:2007 Brandclassificatie van bouwproducten en bouwdelen - Deel 1: Classificatie op grond van resultaten van beproeving van het brandgedrag. Dit is gebaseerd op het feit dat het volumeaandeel organisch materiaal minder bedraagt dan 1%. Volgens het besluit 96/603/EC van de Europese Commissie mag het materiaal dan als onbrandbaar worden aangemerkt. Opgemerkt wordt wel dat bij een dekvloer die wordt voorzien van een vloerafwerking geen eis geldt voor het brandgedrag. Vloeimaat De vloeimaat bij aflevering op het werk bedraagt ten minste 180 mm of een hogere waarde indien dit overeengekomen is. Deze vloeimaat wordt bepaald in overeenstemming met NBN EN 13454-2 (NBN EN 13454-2 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 2 Beproevingsmethode, 2004), met uitzondering van het schokken of verdichten, dat achterwege moet blijven. Speciestabiliteit De waterafscheiding aan het specieoppervlak mag ten hoogste 25 gram bedragen. Daarnaast mag er geen zichtbare laag- of schuimvorming optreden. De open tijd/verwerkbaarheidsduur De open tijd/verwerkbaarheidsduur van de specie wordt door de leverancier bepaald en opgegeven. Deze moet zodanig zijn dat de specie binnen deze tijd kan worden gemengd, getransporteerd en verwerkt. Daarbij geldt dat de verwerkingstijd bij aflevering op het werk ten minste de tijd moet bedragen die nodig is om de specie te kunnen verwerken bij een stortcapaciteit van 8m³ per uur, vermeerderd met 15 minuten. De eisen die door het CUR gesteld worden aan de uitvoering worden in een apart hoofdstuk betreffende de uitvoering van gietvloeren behandeld.


58/122

Overzicht van de opgelegde eisen Verschillende bronnen stellen verschillende eisen aan de dekvloermortel. De gevraagde karakteristieke sterktes in dit onderzoek zijn 20 N/mm², 30 N/mm² en 40 N/mm² na 28 dagen. Naast de sterkteontwikkeling zal in eerste instantie ook de vloeimaat van de mortel en het drogingsgedrag een grote rol spelen in het selecteren van gepaste mengsels en ingrediënten. Onderstaand overzicht zet de respectievelijke richtlijnen samen. Vloeimaat Document NBN EN 13813 NBN EN 12706 CUR 110

Gebruikte norm EN 13813 EN 12706 EN 13454-2 zonder schokken NEN 3534 zonder schokken EN 13454-2

CUR 62 CSTB nr. 3578

Eis Tot 300 mm Vanaf 300 mm ≥ 180 mm ≥ 220 mm ≥ 220 mm

Tabel 21 Bepaling van de vloeimaat

Drogingsgedrag In dit onderdeel worden 2 zaken onderscheiden, namelijk de eisen over het evenwichtsvochtgehalte en de eisen betreffende het maximum vochtgehalte voor een bepaald type vloerbedekking. Document Gebruikte norm / Omgeving Eis methode Temperatuur R.V. (°C) (%) CUR 110 kubusmethode 20 65 Evenwicht na 28 dagen CUR 62 20 ± 2 65 ± 5 28 d / 0,5 % TV 189 droging bij 45°C 13 80 3,8% droging bij 45°C 22 50 2,8% carbidefles 13 80 2,3% carbidefles 22 50 1,4 % TV 193 droging bij 45°C 20 45 2,5% à 5% droging bij 45°C 20 65 droging bij 45°C 20 80 3,5% à 7% Tabel 22 Overzicht van de evenwichtsvochtgehaltes

Vloerbedekking

Dampdicht Vochtgevoelig Nietvochtgevoelig

Toegelaten vochtgehalte (massa%) Droging bij Carbidefles 45°C TV 189 TV 189 e-cahier CSTB nr. 3578 3,5 2,5 2,5 4,0 2,5 2,5 5,0 5,0 4,0

Tabel 23 Toegelaten vochtgehalte volgens het type vloerbedekking


59/122

Stand van zaken: uitvoering van gietdekvloeren Werkvoorbereiding Bij het verwerken van cementgebonden gietmortels op de bouwplaats moet bij de organisatie van het bouwproject in de uitvoering rekening worden gehouden met een aantal zaken. Grondig overleg tussen de betrokken partijen zal dus van groot belang zijn voor de vlotte en goede uitvoering van een project. Wijze van morteltoelevering De wijze waarop de mortel wordt gemengd en aangeleverd heeft consequenties voor het uitvoeringsproces op de bouwplaats. De mogelijkheden werden al behandeld. De zones waarin gegoten wordt Van project tot project zal bepaald moeten worden in hoeveel zones het totale vloeroppervlak gegoten kan worden. Dit heeft ondermeer te maken met het hoogste en het laagste punt van de draagvloer en de vereiste dikte van de gietdekvloer. De maximale breedte van de baaien waarin tijdens het gieten gewerkt wordt of van de stroken die gegoten worden, is 6 tot 15 meter. Dit is ondermeer afhankelijk van de dikte van de dekvloer, de capaciteit van de pompen en het gekozen product. Omgevingsomstandigheden Tijdens het gieten van de mortel tot 24 uur na verwerking moet de ruimte afgesloten worden van tocht en vorstvrij gehouden worden. De omgevingstemperatuur moet over het algemeen minimaal 5°C en maximaal 25°C bedragen, maar is enigszins afhankelijk van het gekozen mortelproduct. De ondergrond waarop de mortel gegoten wordt, dient een temperatuur te hebben van minmaal 5°C. Vervaardigen van de specie Dosering Bindmiddel, toeslagmateriaal, eventuele vulstoffen en eventueel (fabrieksmatig) to te voegen water moeten worden gedoseerd in door de producent aangegeven massa- of volumeverhoudingen met een onnauwkeurigheid van ten hoogste 2% van de aangegeven hoeveelheid. Eventuele hulpstoffen en/of kleurstoffen evenals alle nodige materialen die worden toegevoegd, moet met een onnauwkeurigheid van ten hoogste 3% van de aangegeven hoeveelheid worden gedoseerd, tenzij de producent anders schriftelijk heeft vastgelegd en voorgeschreven. Menging Eventuele vulen hulpstoffen moeten in een door de producent voorgeschreven volgorde aan het mengsel of de specie worden toegediend en ingemengd. De grondstoffen en het water moeten mechanisch zodanig worden gemengd dat een homogeen mengsel of homogene specie wordt verkregen zonder kluiten. De mengtijd wordt onder meer bepaald door de aanwezigheid van vloeimiddelen. De menging moet voldoende lang zijn om het vloeimiddel te activeren. De specietemperatuur De specietemperatuur mag niet meer bedragen dan 30°C en niet minder dan 5°C.


60/122

Vervaardigen gietvloer Gietvloerdikte Voor de gietvloerdikte moet ten minste gelden:

Geen kleinere dikte dan 10 mm voor een dekvloer GD-D of GD-T; Voor een vloertype GD-Z moet de gietvloerdikte worden bepaald conform NEN 2742; De te realiseren dikte van de gietvloer mag niet kleiner zijn dan vijf maal de grootste korrelafmeting van het toeslagmateriaal, tenzij anders is overeengekomen; De minimale en maximale laagdikte die met een bepaald product is toegestaan, moet gerespecteerd worden. Voegen In de gietvloer moeten, in overeenstemming met wat hierover is afgesproken, voegen worden aangebracht. Dilatatievoegen moeten worden gemaakt door het inzagen over de volle hoogte en het stellen van een dilatatieprofiel, dan wel voorafgaand of tijdens het storten op die plaatsen een onderbreking maken. Krimpvoegen mogen worden ingezaagd, waarbij de zaagdiepte ten minste 1/3 van de hoogte moet zijn. Inzagen moet plaatshebben zodra de gietvloer beloopbaar is. Kantstroken Bij een zwevende gietvloer en een vloer op een scheidingslaag moeten langs alle omringende en ingesloten opgaande bouwdelen kantstroken worden toegepast. Bij een niet-hechtende gietvloer op een dragende ondergrond, moet het al dan niet toepassen van een kantstrook worden overeengekomen. Kantstroken moeten worden aangebracht tot boven het eindpeil van de uiteindelijke vloerafwerking en worden gekozen conform NEN 2742. Gietproces Zonodig moet de vloer in vakken worden verdeeld om de specie binnen de beschikbare verwerkingstijd te kunnen verwerken. Ter plaatste van beëindigen van deze vakken, een dagproductie of langdurige onderbrekingen in het productieproces, moet een (tijdelijke) bekisting worden aangebracht om wegvloeien van specie uit het al gegoten vak te verkomen. Overzicht De uitvoeringsrichtlijn (Uitvoeringsrichtlijn vervaardiging van cementgebonden gietdekvloeren, 2007) vervaardiging van cementgebonden gietdekvloeren biedt hier een invulformulier ter controle van alle eisen.


61/122

Tabel 24 Projectformulier cementgebonden gietdekvloeren


62/122

Stand van zaken: wetenschappelijk onderzoek op cementgebonden gietdekvloeren Een overzicht van het al geleverde wetenschappelijk onderzoek op cementgebonden gietdekvloeren wordt gegeven aan de hand van de gebruikte materialen waarmee geëxperimenteerd is. Cement Calcium sulfoaluminaat cement Door het gebruik van CSA kan een zelfnivellerende mortel ontworpen worden waarbij het schotelvormings- en krimpgedrag drastisch verbeterd wordt. Zowel (Georgin, 2008) als (Frouin, 1999) maken hiervan nota. Vulstoffen Invloed van vulstoffen op hydratatie en eigenschappen van SCC (HEIRMAN, 2005) Met uitzondering van één mengsel vertoonden alle SCC mengsels een grotere krimp dan het traditioneel verdichte beton. Het mengsel dat minder krimpt dan het traditioneel verdichte mengsels bevat ipv een CEM I 42,5 R een CEM III/A 42,5 LA. Daarnaast wordt ook een significant hogere druksterkte opgemerkt bij dit mengsel. Ook de vervanging van rolgrind door gebroken steenslag levert betere resultaten, dit zowel voor de druksterkte als voor de krimp. Het effect van chemische en minerale additieven op de eigenschappen van zelfverdichtende mortels (Sahmaran, 2006) De verwerkbaarheid is voor een heel groot deel afhankelijk van het type superplast dat gebruikt wordt. Zowel vliegas als kalksteenmeel verbeteren de verwerkbaarheid van de mortels aanzienlijk. Hoewel kalksteenmeel merkelijk fijner gegradeerd is dan vliegas, is de invloed op de verwerkbaarheid wel vergelijkbaar. Er kan dus besloten worden dat de fijnheid niet de enige eigenschap is die de verwerkbaarheid bepaalt. Het gladde oppervlak en de ronde vorm van de vliegas draagt ook bij tot een verbetering van de karakteristieken van de mortel. Ternaire mengsels waarbij zowel vliegas als kalksteenmeel gebruikt worden, presteren nog beter op het vlak van verwerkbaarheid. Minerale additieven hebben een negatieve invloed op de sterkteontwikkeling.


63/122

Bibliografie Bonnet, H. e. (1993). TV 189: Dekvloeren. Brussel: WTCB. Bonnet, H. e. (1994). TV193 Dekvloeren deel 2: uitvoering. Brussel: WTCB. de Larrard, F. (1999). Concrete mixture-proportioning - a scientific approach. Londen: E & FN Spon. DE SCHUTTER, G. (2005). Guidelines for testing fresh self-compacting concrete. Opgeroepen op januari 22, 2010, van Testing-SCC: http://www2.cege.ucl.ac.uk/research/concrete/TestingSCC/Guidelines%20for%20testing.pdf EFNARC. (2002). Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete. Surrey: EFNARC. (2003). EN 13892-7: Methods of test for screed materials - Part 7: Determination of wear resistance to rolling wheel of screed material with floor coverings. Brussel: CEN. Frouin, L. e. (1999). Patentnr. 5910215. Frankrijk. Georgin, J. e. (2008). Development of self-leveling screed based on calcium sulfoaluminate cement: modelling of curling due to drying. Cement & concrete composites , 769-778. Haelewyn, S. (2006). Applicatie van Design of Experiments voor de optimalisatie van een kristallisatie. Oostende: KHBO. Hanehara, S., & Yamada, K. (1999). Interaction between cement and chemical admixture from the point of cement hydration, absorption behaviour of admixture, and paste rheology. Cement and Concrete Research , 1159–1165. HEIRMAN, G. (2005). Invloed van vulstoffen op hydratatie en eigenschappen van SCC. Affligem: KULeuven. HUYGHE, S. (2005). Zelfverdichtend licht beton volgens het Aangepaste Andreasen en Andersenmodel. Oostende: KHBO. Konik, Z., Malolepszy, J., Roszczynialski, W., & Stok, A. (2007). Production of expansive additive to portland cement. Journal of European Ceramic Society , 605-609. (200). NBN EN 12706:2000 Lijmen - Beproevingsmethoden voor hydraulisch verhardende vloerafvlakkings- en/of egalisatiemengsels - Bepaling van de vloeieigenschappen. Brussel: BIN. (2000). NBN EN 13318: Dekvloermortels en dekvloeren - Begripsbepalingen. Brussel: BIN. (2004). NBN EN 13454-1 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 1 Definities en eisen. Brussel: NBN. (2004). NBN EN 13454-2 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 2 Beproevingsmethode. Brussel: NBN. (2002). NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren - Dekvloermortels Eigenschappen en eisen. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-1 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-2 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 2: Bepaling van de buigen druksterkte. Brussel: BIN. (2004). NBN EN 13892-3 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 3: Bepaling van de slijtweerstand volgens Böhme. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-6 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 6: Bepaling van de oppervlaktehardheid. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-8 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 8: Bepaling van de hechtsterkte. Brussel: BIN. (2001). NEN 2741: In het werk vervaardigde vloeren - Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren. Delft: NEN. Nunes, S. (2008). Performance-based design of self-compacting concrete (SCC): a contribution to enchance SCC mixtures robustness. Porto: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

64/122

Odler, I., & Colán-Subauste, J. (1999). Investigations on cement expansions associated with ettringite formation. Cement and concrete research , 731-735. RatioTEC. (sd). Opgehaald van http://www.ratiotec-gmbh.de/en/measuringtesting/abrasion-testing.htm Rixom, R., & Mailvaganam, N. (1999). Chemical Admixtures for Concrete. Londen: E & FN Spon. Rols, S., Ambroise, J., & Pera, J. (1999). Effects of different viscosity agents on the properties of self-leveling concrete. Cement & Concrete Research , 261-266. Sahmaran, M. (2006). The effect of chemical admixtures and mineral additives on the properties of self-compacting mortars. Cement & Concrete Composites , 432-440. (1975). STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren. Brussel: Nationaal instituut voor de huisvesting. Uitvoeringsrichtlijn vervaardiging van cementgebonden gietdekvloeren. (2007). IKOBBKB BV. VAN GINDERACHTER, C. e. (2005). Cementgebonden gietvloeren. Rotterdam: SBR. VANDEWAETERE, V. (2009). BRE Screed Test: parameteronderzoek. Oostende: KHBO. VANDEWALLE, L. (2006). Betontechnologie. Brussel: Belgische Betongroepering. VANGHEEL, T. (2010, januari 11). gietdekvloeren. via mail.


65/122

Deel 2: Receptuurtechnologie Inhoudsopgave Inhoudsopgave ....................................................................................................66 Lijst van de figuren, tabellen en grafieken ...............................................................67 Figuren .............................................................................................................67 Grafieken ..........................................................................................................67 Tabellen ...........................................................................................................67 Methode voor de ontwikkeling van mengsels ............................................................68 De methode ......................................................................................................69 Toeslagmaterialen ...........................................................................................69 Cement .........................................................................................................70 Water ............................................................................................................70 Lucht .............................................................................................................70 Superplastificeerder en andere hulpstoffen .........................................................70 Vulstoffen ......................................................................................................70 Aanpassing van het mengsel ............................................................................70 Formules .......................................................................................................72 Pastaproeven ....................................................................................................74 Apparatuur .....................................................................................................74 Werkwijze ......................................................................................................74 Samenstelling van de pasta .......................................................................................................................... 74 Mengprocedure ............................................................................................................................................ 74 Vullen van de conus ..................................................................................................................................... 75 Vloeiproef ..................................................................................................................................................... 75 Resultaten .................................................................................................................................................... 75 Mortelproeven ...................................................................................................75 Vloeimaat ......................................................................................................75 Doorstroomtijd ...............................................................................................75 Doorstroomtijd op T5 minuten ...............................................................................76 GTM screen stability test (EFNARC, 2002) ..........................................................76 Penetration test (DE SCHUTTER, 2005) ..............................................................76 L-box: zelfnivellerend vermogen (EFNARC, 2002) ...............................................77 Procedure ..................................................................................................................................................... 77 Interpretatie van de resultaten .................................................................................................................... 77 Commentaar op de methode ...............................................................................77 Design of experiments (DoE) (Haelewyn, 2006) .....................................................77 Vastleggen van de factoren en responsen ..........................................................78 Factoren ....................................................................................................................................................... 78 Responsen .................................................................................................................................................... 78 Keuze van design ............................................................................................79


66/122

CCC (central composite circumscribed)........................................................................................................ 79 CCI (central composite inscribed). ................................................................................................................ 80 CCF (central composite faced)...................................................................................................................... 80 Optimalisatie ................................................................................................................................................ 80 Praktische verwezenlijking & tools .....................................................................82 Bibliografie ..........................................................................................................83

Lijst van de figuren, tabellen en grafieken Figuren Figuur 1 Proefopstelling van de penetration test (DE SCHUTTER, 2005) .......................76 Figuur 2 L-box (EFNARC, 2002) ..............................................................................77 Figuur 3 Full factorial design .................................................................................79 Figuur 4 Fractional factorial design .........................................................................79 Figuur 5 CCC.......................................................................................................80 Figuur 6 CCI .......................................................................................................80 Figuur 7 CCF .......................................................................................................80 Figuur 8 Response surface (Bron: http://www.infolytica.com/en/applications/ex0048/ForceRSM.gif) ..............................81 Grafieken Grafiek 1 Toepassingsgebieden i.f.v. de funnel tijd en de vloeimaat (HEIRMAN, 2005) ..68 Tabellen Tabel 1 Eisen en methodes zelfverdichtend beton .....................................................69 Tabel 2 Troubleshooting voor lage resultaten ...........................................................71 Tabel 3 Troubleshooting voor hoge resultaten ..........................................................71 Tabel 4 Mogelijke verbeteringsacties in functie van het probleem ...............................72 Tabel 5 Aantal experimenten ivf. het aantal variërende parameters (zonder centerpoints) ..........................................................................................................................78 Tabel 6 coëfficiëntenplot (Haelewyn, 2006) ..............................................................82


67/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten

Methode voor de ontwikkeling van mengsels De mengsels voor gietvloeren tonen een grote mate van gelijkenis met zelfverdichtend beton (ZVB) wat hun reologische5 eigenschappen betreft. Dit zijn specifieke eigenschappen van beton die het gedrag tijdens het storten en verdichten bepalen. Het reologisch gedrag van beton wordt meestal gekarakteriseerd aan de hand van het Bingham-model: Waarbij: de vloeidrempel is [MPa] de plastische viscositeit is [Pa.s] De plastische vloeidrempel geeft aan hoe gemakkelijk een specie tot vloeien kan gebracht worden. Hoe hoger deze vloeidrempel, hoe groter de kracht die nodig is om de specie in beweging te brengen. De viscositeit geeft aan hoe goed een vloeistof blijft vloeien eens ze in beweging gebracht is. Een meer viskeuze vloeistof zal trager vloeien. Een zelfverdichtend beton kan als volgt gedefinieerd worden:

“Zelfverdichtend beton is beton dat in verse toestand een dusdanige vloeibaarheid vertoont dat het louter onder invloed van het eigengewicht en dus zonder bijkomende verdichtingsenergie in staat is doorheen een dicht wapeningsnet of in aanwezigheid van andere hindernissen de bekistingsvorm volledig te vullen, terwijl het een voldoende stabiliteit vertoont tegen segregatie en dus homogeen blijft gedurende transport, verpompen en verplaatsen.” (HEIRMAN, 2005) Bij het ontwerpen zullen volgende basisideeën gehanteerd worden:

-

hoge vloeibaarheid;

-

hoge weerstand tegen segregatie.

Deze worden reologisch respectievelijk vertaald als een lage plastische vloeidrempel en een hoge viscositeit van de pasta. Dit kan vertaald worden naar twee basisproeven, meer bepaald de funneltijd [s] en de vloeimaat [mm]:

Grafiek 1 Toepassingsgebieden i.f.v. de funnel tijd en de vloeimaat (HEIRMAN, 2005)

Reologie is de wetenschap die de vervloeiing en deformatie van materie onderzoekt en de relatie tussen kracht, tijd en deformatie beschrijft. 5


68/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten De eisen die gesteld worden aan het ZVB, of in ons geval de gietvloermortel, hebben hun respectievelijke methodes om die te bekomen. Het spel van mengselontwerp bestaat er dan grosso modo uit om een perfecte balans te zoeken tussen de eisen. Eis Hoge vloeibaarheid Weerstand tegen segregatie

Methode Verhogen W/P6 factor Toevoeging SP7 Verlagen W/P factor Toevoeging VMA8

Tabel 25 Eisen en methodes zelfverdichtend beton

Om de mengsels te ontwerpen wordt uitgegaan van de Chinese methode waarbij het aangepaste Andreasen en Andersenmodel de basis vormt voor het bepalen van de korrelverdeling in de mortel. De methode gaat ervan uit dat alle holtes in het korrelskelet gevuld worden met pasta (cement, filler en water) Als deze holtes gevuld zijn dan wordt een goed verwerkbaar beton verkregen. De methode De Chinese methode modelleert een betonmengsel als een tweefasenmateiraal opgebouwd uit toeslagmaterialen en pasta. De holle ruimte tussen de toeslagmaterialen worden gevuld met pasta, net zolang totdat een vloeibare specie ontstaat die voldoet aan de gestelde eisen met betrekking tot verwerkbaarheid, sterkte en duurzaamheid. Aanvankelijk wordt het gehalte aan toeslagmateriaal, dat een grote invloed heeft op de verwerkbaarheid, bepaald. Immers hoe meer toeslagmateriaal, hoe minder pasta en des te lager de vloeibaarheid. Vervolgens wordt gekeken naar de hoeveelheid cement. Deze wordt afgestemd op de gewenste sterkte van het beton. Toeslagmaterialen De eerste stap is het opvullen van de holle ruimte zoals aanwezig in een skelet van losgestorte toeslagmaterialen met een optimale hoeveelheid pasta. Dit zouden kunnen onderzocht worden aan de hand van een aantal modellen om een correcte en optimale korrelopbouw te krijgen. Er kan bijvoorbeeld uitgegaan worden van het model van de Larrard of het aangepaste Andreasen en Andersenmodel (AAA-model). Om het mengsel zo eenvoudig mogelijk te houden wordt in eerste instantie uitgegaan van een mengsel van pasta en één type granulaat. Bijgevolg kan dus ook geen optimale korrelopbouw gemaakt worden. Er zal echter wel een afwijkingsfactor gebruikt worden ten opzichten van het AAA-model. Dit geeft enerzijds een zicht op de optimaalheid van de korrelopbouw en anderzijds kan de grootte van de afwijking ten opzichte van een ideaal model ook een richtlijn zijn voor de grootte van de afwijking van de druksterkte ten opzichte van een bepaald ideaal. Het AAA-model wordt opgesteld aan de hand van de volgende vergelijking:

Met:

Pt(d) de cumulatieve doorval op zeef met maaswijdte d [%]; q = 0,3; Dmin = de minimum korrelmaat

Dmax = de maximum korrelmaat

W/P = water / poederfactor met poeder = cement en vulstof SP = superplastificeerder 8 VMA = Viscosity Modifying Agent of viscositeitsagent 6 7


69/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Cement De hoeveelheid cement die nodig is, kan berekend worden uit de formule van Bolomey. Let wel, deze gaat uit van een gemiddelde kubusdruksterkte. In de proeven op dekvloermortels worden geen kubussen maar prisma‟s gebruikt. De formule geeft dus enkel een idee over de cementhoeveelheid.

Met:

C = cementgehalte [kg/m³]; W = watergehalte [l/m³]; L = luchtgehalte [l/m³]; K’ = factor (= 0,5); K = factor die rekening houdt met de cementklassen en de granulometrie: 0,6 x cementklasse voor een onbetrouwbare granulometrie; 0,7 x cementklasse voor een courante granulometrie; 0,8 x cementklasse voor een bestudeerde granulometrie; fcm cub = gemiddelde kubusdruksterkte na 28 dagen [N/mm²]. Water De hoeveelheid water wordt bepaald door de eisen met betrekking tot vloeien. Van de verschillende pasta‟s wordt de relatieve vloeimaat Γp bepaald. De proefbeschrijving wordt beschreven onder “Pastaproeven”. Indien Γp > 0 dan kan het mengsel vloeien. Een bijkomende eis is wel dat de relatieve vloeimaat van de verschillende poedermaterialen gelijk is. Uit de te realiseren druksterkte en een bepaalde W/C factor, kan de hoeveelheid filler bepaald worden. Als richtlijn wordt meegegeven dat deze tussen 400 en 600 kg/m³ beton ligt. Lucht Het volume lucht kan bepaald worden conform EN 12350-11. Voor zelfverdichtende mengsels is 1,5% een goede richtlijn. Superplastificeerder en andere hulpstoffen De hulpstoffen worden toegevoegd in een massapercentage van het cementgehalte. Dit situeert zich meestal ergens tussen de 0,1% en de 1%. Aan de hand van de massadichtheid kan ook het volume hulpstoffen berekend worden. Vulstoffen Het volume filler kan berekend worden uit: Aangezien alle bekenden al ingevuld zijn, kan het volume filler berekend worden. Aanpassing van het mengsel Laboratoriumproeven, zoals verder omschreven, worden gebruikt om de eigenschappen van het initiële mengsel te onderzoeken. Indien noodzakelijk worden de aanpassingen op deze basis uitgevoerd. Troubleshootingadviezen zijn weergegeven in de onderstaande tabellen (EFNARC, 2002).


70/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Test

eenheid

vloeimaat

mm

Resultaat < 180

V-funnel Screen stability

s %

3 5

Mogelijke oorzaak Te hoge viscositeit Te hoge vloeigrens Te lage viscositeit Te hoge viscositeit Blockage

Tabel 26 Troubleshooting voor lage resultaten

Test

eenheid

vloeimaat

mm

Resultaat > 300

V-funnel

s

5

Verhoging V-funnel T5

s

3

Te lage viscositeit Segregatie Viscositeit te hoog Te hoge “yield value” Blockage Segregatie

15

Snel verlies verwerkbaarheid Blockage Segregatie

minuten

Screen stability

%

Mogelijke oorzaak

Tabel 27 Troubleshooting voor hoge resultaten


71/122


Acties

Effect op vulcapaciteit

segregatie sterkte krimp kruip Te hoge viscositeit Verhoging water + Verhoging pasta + + + Verhoging SPL + + 0 0 Te lage viscositeit Verlagen water + + + + Verlagen pasta + + Verlagen SPL + 0 0 Verhogen VMA + 0 0 0 Fijner poeder + + 0 Fijner zand + + 0 0 Te hoge yield value Verhogen SPL + + 0 0 Verhogen pasta + + + Segregatie Verhogen pasta + + + Verlagen water + + Fijner poeder + + 0 Snel verlies verwerkbaarheid Trager werkend cement 0 0 0 Verhoging vertrager 0 0 0 Andere SPL ? ? ? ? ? Andere filler ? ? ? ? ? Blockage Kleinere Dmax + + Verhogen pasta + + + + geeft meestal een beter resultaat 0 geeft meestal geen significante verandering - geeft een slechter resultaat ? betekent dat er geen uitspraak kan gedaan worden over het effect op het beton Tabel 28 Mogelijke verbeteringsacties in functie van het probleem

Formules De gebruikte variabelen zijn:

De verhouding van het volume water tot het volume poeder: Vw/Vp; De w/c factor; Het gewicht superplastificeerder ten opzichte van het gewicht poeder: Sp/p; Het volume zand ten opzichte van het volume mortel. In eerste instantie wordt uitgegaan van 1 m³ beton: Met:

Vs = volume zand Vp = volume poeder Vw = volume water Va = volume lucht


72/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Als het volume lucht op 0,015 m³ gesteld wordt, dan worden het volume mortel en het volume zand:

Uit de gekozen waarden voor Vw/Vp volgt dan:

Uit Vw/Vp en w/c volgt de verhouding van het gewicht filler tot het gewicht cement:

Waarbij ρw, ρc en ρf respectievelijk de massadichtheid van water, cement en filler zijn. Uit deze verhouding kunnen de massa‟s cement, kalksteenmeel en water als volgt bepaald worden:

Het gewicht superplastificeerder wordt dan:

Met deze formules kan een mengsel berekend worden met droge granulaten, die geen vocht absorberen. Volgende aanpassingen moeten nog doorgevoerd worden:

De massa water wordt verminderd met het vochtgehalte van de superplast, vermeerderd met de massa water nodig voor de verzadiging van de granulaten en verminderd met het actuele watergehalte van de granulaten; De massa van de granulaten wordt gecorrigeerd met hun watergehalte.


73/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Pastaproeven Apparatuur

weegschaal; spatel; chronometer; maatcilinders met een inhoud van 500 ml en 250 ml; een menger in overeenstemming met NBN EN 196-1; een vormvaste roestvrij stalen conus (Haegerman-kegel) met een bovendiameter van 70 ± 0,5 mm en een onderdiameter van 100 ± 0,5 mm en een hoogte van 60 ±0,5 mm; een roestvrijstalen plaat van minimum 2 mm dikte en een zijde van 400 mm. De plaat moet zodanig ontworpen zijn dat elke vervorming vermeden wordt. Het midden van de laat moet aangeduid zijn met twee haaks op elkaar staande lijnen en met een gecentreerde cirkel waarvan de diameter overeenstemt met de buitendiameter van de basis van de mal; een vlakke metalen lat; een schuifmaat met een bereik van 0 tot 300 mm; een thermometer. Werkwijze Samenstelling van de pasta Om de waterbehoefte van het poeder te bepalen, moet de vloeimaat van de pasta, mengsel van poeder en water; met vier verschillende watergehaltes uitgevoerd worden. Voor het behoud van de inwendige energie (die toegevoegd wordt via de menger) moet voor elke watergehalte de hoeveelheid poeder en de hoeveelheid water aangepast worden. Zodoende blijft het totaal gebruikte volume constant. Er wordt uitgegaan van een volume van 1 liter per proef. Mengprocedure

Bevochtig de kom en de klopper van de menger; Giet het eerste deel van het water (70%) en daarna het poeder in de kom van de menger; Noteer het einde van deze behandeling als de nultijd. Start onmiddellijk de menger en laat hem gedurende 60 seconden traag draaien; Zet de menger stil en schraap gedurende 60 seconden de pasta die aan de kom kleeft buiten het menggebied weer bij de vulling; Laat de menger 60 seconden draaien; Voeg het tweede deel van het water toe en meng 60 s; Stop de menger gedurende 60 seconden en schraap opnieuw zoals hierboven; Laat de menger 60 seconden draaien.


74/122


Vullen van de conus

Bevochtig de conus en de plaat. Zorg ervoor dat er geen water achterblijft; Vul onmiddellijk de conus met de pasta door deze in één werkgang uit te gieten via de kom van de menger of met behulp van een pollepel; Strijk de pasta gelijk met trage dwarse bewegingen en gebruik daarvoor de smalle zijde van de vlakke metalen lat die schuin gehouden wordt op ± 60°. Vloeiproef

Hef de conus zo verticaal mogelijk op; traag, voorzichtig en zonder schokken; Wacht tot de pasta volledig uitgevloeid is en meet dan op de mm na de grootste diameter van de uitgevloeide pasta en haaks de daarop liggende diameter, dit zijn respectievelijk d1 en d2. De gemiddelde diameter dm1 wordt op de mm na bepaald; Dm1 moet tussen 140 en 245 mm liggen. Voldoet dm1 niet, dan wordt de proef verworpen; Maak de conus en de basisplaat schoon en herbegin de voorgaande procedure om op tijdstip 5 minuten na de eerste vloeiproef de twee diameters opnieuw op te meten. Bereken de gemiddelde diameter dm2; Als dm2 meer dan 10 mm verschilt van dm1 wordt de proef verworpen. Dm2 ligt eveneens tussen 140 en 245 mm. Resultaten

Met: D = (dm1 + dm2)/2 [mm]; D0 = diameter van de basis van de kegel (100 mm); = de relatieve vloeimaat Mortelproeven Vloeimaat De vloeimaat wordt bepaald volgens EN 13454-2 en EN 12706. De principes worden omschreven in het hoofdstuk “eisen gesteld aan de dekvloermortel”. Daaruit worden de vloeimaat en de relatieve vloeimaat berekend. Als het mengsel heel gevoelig is voor segregatie dan zal bij deze proef het granulaat vooral in het midden van de uitgevloeide mortel blijven liggen. Doorstroomtijd De kleine V-funnel wordt bevochtigd, gevuld met mortel en afgestreken. De tijd wordt gemeten vanaf het openen van de trechter totdat het eerst daglicht gezien wordt door te trechter. Deze tijd wordt de doorstroomtijd genoemd. De parameter R m wordt berekend door de doorstroomtijd door 10 te delen. De doorstroom tijd moet voor vloeren tussen de 3 en 5 seconden liggen. (HEIRMAN, 2005).


75/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Doorstroomtijd op T5 minuten Maak de funnel niet schoon en vul deze direct na het uitvoeren van de proef opnieuw volgens de beschreven methode. Open 5 minuten na de eerste proef de funnel opnieuw en meet opnieuw de doorstroomtijd. Indien de segregatie te groot is zal een opmerkelijk verschil in doorstroomtijd gemeten worden. GTM screen stability test (EFNARC, 2002) Deze test werd ontwikkeld door de Franse aannemer GTM om de stabiliteit en de weerstand tegen segregatie van een mengsel te meten. Daarbij gaat men uit van een hoeveelheid beton op een 5 mm zeef. Er wordt gecontroleerd hoeveel er van de massa verdwenen is gedurende een periode van 2 min. EFNARC gaat uit van een segregatiepercentage dat tussen de 5% en 15% ligt. Dit wordt berekend door de verhouding te nemen van de massa van het sample dat in de schaal ligt na de proef en de massa van het sample op de zeef bij het begin van de proef. Penetration test (DE SCHUTTER, 2005) De proef gaat na of er segregatie is door een cilinder met een bepaald gewicht in het verse mengsel te laten zakken. Hoe minder weerstand tegen segregatie, hoe dieper de cilinder in het mengsel zakt. De diepte van de zakking is bijgevolg een maat voor de weerstand tegen segregatie. Plaats (10 ± 5) l vers mengsel onder het apparaat en laat 2 minuten ± 10 seconden rusten. Stel de cilinder zo in dat hij net het oppervlak raakt en na 2 minuten wordt de stelschroef losgedraaid zodat de cilinder in het beton zakt. Na stabilisatie (< 15 – 20 s) wordt de diepte afgelezen op de meetschaal. Meet de diepte één keer in het midden en twee keer excentrisch. Deze drie metingen moeten uitgevoerd worden binnen de 3 minuten.

Figuur 18 Proefopstelling van de penetration test (DE SCHUTTER, 2005)


76/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten L-box: zelfnivellerend vermogen (EFNARC, 2002) Deze simpele test geeft snel inzicht in de vulcapaciteit en daarmee wordt ook een idee verkregen over het zelfnivellerend vermogen. Daarnaast kan ernstige segregatie met het blote oog vastgesteld worden. De onderstaande figuur geeft de opstelling weer.

Figuur 19 L-box (EFNARC, 2002)

Procedure Er is ongeveer 14 liter mortel nodig voor deze test. Plaats de L-box horizontaal op een stevige ondergrond en zorg ervoor dat de poort gesloten is. Vul vervolgens het verticale deel met mortel en laat 1 minuut rusten. Open de poort en start de chronometer. Noteer de tijden wanneer het mengsel de 200 en 400 mm markeringen passeert en meet de hoogtes H1 en H2 als het mengsel niet meer vloeit. Bereken de verhouding H 2/H1. De hele test moet uitgevoerd worden binnen de 5 minuten. Interpretatie van de resultaten Als het mengsel even goed vloeit als water zal H2/H1 gelijk zijn aan 1. Volgens het onderzoeksteam van de Europese Unie is 0,8 aanvaardbar. T 20 en T40 geven een indicatie van het gemak waarmee een mengsel vloeit. Commentaar op de methode Bij deze trial en error methode is het moeilijk om vooraf in te schatten hoeveel proeven nodig zijn om een optimaal mengsel samen te stellen. Daarnaast levert deze optimalisatiemethode geen algemene oplossing voor het samenstellen van gietvloermortels. Statistisch experimentenontwerp levert echter wel een wetenschappelijke en efficiënte benadering voor dergelijke problemen, terwijl het aantal proeven geminimaliseerd kan worden. Daarnaast kan de optimalisatie redelijk gemakkelijk doorgevoerd worden en kunnen onderlinge invloeden onderzocht worden. De bovenstaande methode wordt dus niet gebruikt. Er zal echter wel gebruik gemaakt worden van de sturende factoren zoals aangehaald in de paragraaf “formules”. Design of experiments (DoE) (Haelewyn, 2006) Met een experimental design is het mogelijk een maximum aan informatie te verkrijgen met een minimum aan experimenten. Alle kritische parameters worden simultaan gevarieerd over een reeks van experimenten. Op deze manier kan er nagegaan worden welke parameters het meeste effect hebben en ook wat de interacties zijn tussen de verschillende parameters. DoE kan ondermeer gebruikt worden voor screening, optimalisatie en robuustheidsstudies. Bij de OVAT methode wordt telkens één parameter gevarieerd en de rest constant gehouden. RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

77/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten De voordelen van DOE ten opzichte van de OVAT methode (one variable at a time):

het aantal experimenten ligt vooraf vast; via RSM (response surface modelling) is er mogelijkheid tot het maken van voorspellingen en het bepalen van een optimum; het is een robuuste methode; het is mogelijk statistische uitspraken te doen en foutenmarges te bepalen. Vastleggen van de factoren en responsen De eerste stap bij het uitvoeren van een DOE is het vastleggen van de kritische parameters of factoren en de responsen. Factoren Er moet nagegaan worden welke factoren of parameters mogelijk een belangrijke invloed hebben op het proces, en dus „kritisch‟ zijn. Het onderzoeken welke factoren kritisch zijn kan op verschillende manieren gebeuren. Men kan gebruik maken van de OVAT methode of een DoE, hierbij gebruikt men dan een fractional factorial design of een full factorial design. Het is erg belangrijk de potentieel kritische parameters nauwkeurig vast te leggen, gezien het aantal parameters het aantal experimenten gevoelig laat toenemen. In de onderstaande tabel wordt het aantal experimenten i.f.v. het aantal parameters weergegeven voor de verschillende designs. Bij deze waarden moet evenwel nog het aantal centerpoints worden bijgeteld. Fractional factorial: #exp = 2 k

k-x

+n

Full factorial: #exp = 2 + n k

Composite: #exp = 2 + 2k + n Waarbij: k = # parameters n = # centerpoints Aantal Aantal experimenten parameters Fractional Full Composite factorial factorial 2 4 8 3 4 8 14 4 8 16 24 5 16 32 42 6 16 64 76 7 16 128 142 8 16 256 272 9 32 512 530 10 32 1024 1044 Tabel 29 Aantal experimenten ivf. het aantal variërende parameters (zonder centerpoints)

De parameters kunnen beheersbaar, niet beheersbaar (vb. lotnummer) en verborgen zijn. De parameters kunnen eveneens continu (kwantitatief) of discreet (kwalitatief) zijn. De keuze van de parameterranges is erg belangrijk. Deze ranges moeten realistisch zijn en mogen niet te breed of te beperkt zijn. Als de ranges te breed gekozen zijn, dan kan de verkregen informatie uit het model niet nauwkeurig genoeg zijn. Bij een te beperkte keuze van de ranges bestaat de kans dat het absolute optimum niet gevonden wordt en dat extra experimenten noodzakelijk zijn. Responsen Er kunnen een onbeperkt aantal responsen gekozen worden, er dient enkel nagegaan te worden waarover men informatie wil verkrijgen. Het is echter van groot belang dat de RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

78/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten analysemethodes waarmee de responsen gemeten worden juist, betrouwbaar, robuust en reproduceerbaar zijn. Indien dit niet zo zou zijn, dan zou dit weinig betrouwbare resultaten opleveren. Keuze van design De keuze van het design hangt af van het doel van het onderzoek en de hoeveelheid informatie die men wenst. Bij een screening wordt geopteerd voor een fractional factorial design (minimale informatie) of een full factorial design (gemiddelde informatie).

Figuur 20 Full factorial design

Figuur 21 Fractional factorial design

Bij een robuustheidsstudie wordt ook gekozen voor een fractional factorial design. Bij een optimalisatie wordt gekozen voor een composite design (maximale informatie). Bij dit design worden de experimenten op de hoekpunten en op de zijvlakken van een kubus uitgevoerd. De experimenten in het centrum van de kubus zijn de centerpoints, dit zijn 3 tot 5 herhaalde experimenten om de toevallige fout te meten. Er zijn 3 verschillende composiet designs, die toegepast worden naargelang de gekozen grenzen van de factoren al dan niet absolute limieten zijn. CCC (central composite circumscribed). Dit type van composite design wordt gebruikt wanneer nieuwe limieten / maxima voor alle factoren getest worden. Een nadeel hierbij is dat de gekozen ranges breder zijn, waardoor de verkregen informatie iets minder nauwkeurig is.


79/122


Figuur 22 CCC

CCI (central composite inscribed). Dit type van design wordt gebruikt wanneer de gekozen grenzen van de factoren in een of meerdere gevallen niet kunnen bereikt worden, als men met andere woorden bepaalde maximale of minimale waarden in werkelijkheid niet kan bereiken, wordt vaak gekozen voor een CCI Design.

Figuur 23 CCI

CCF (central composite faced). Dit type design ligt tussen de twee bovenstaande.

Figuur 24 CCF

Optimalisatie Met DOE is het niet enkel mogelijk de invloeden van de verschillende parameters op de responsen te onderzoeken, maar ook wat de invloeden van verschillende parameters samen zijn op de responsen. Er kan dus ook nagegaan worden welke de interacties zijn tussen de verschillende parameters. Op die manier kan gezocht worden naar een optimum. Het onderzoeken van de responsen wordt RSM of response surface modelling genoemd.


80/122


Figuur 25 Response surface (Bron: http://www.infolytica.com/en/applications/ex0048/ForceRSM.gif)

Deze grafieken volgen uit de volgende formule: y=β +β x +β x +β x +β x x +β x x +β x x +β x 0

1 1

2 2

3 3

12 1 2

13 1 3

23 2 3

11 1

2

+β x

22 2

2

+β x

33 3

2

+ε

Waarbij: y: De respons. β: De coëfficiënten. β : Schatting van de respons wanneer alle variabelen op de nul waarde worden 0

ingesteld. β : Maat voor de lineaire invloed van de corresponderende variabelen. 1

β : Maat voor de interactie tussen twee corresponderende variabelen. 12

β : Maat voor de niet lineaire invloed van de corresponderende variabelen. Deze 11

waarde beschrijft de helling van de kromming van de grafiek. x: De experimentele variabelen. ε: De totale fout. Het coëfficiëntenplot geeft de regressiecoëfficiënten voor een bepaalde responsie en het 95 % betrouwbaarheidsinterval weer. Een coëfficiënt en dus de invloed van een bepaalde variabele is significant wanneer het betrouwbaarheidsinterval de nullijn niet overschrijdt.


81/122


Tabel 30 coëfficiëntenplot (Haelewyn, 2006)

Praktische verwezenlijking & tools Om het één en ander gemakkelijk uitvoerbaar te maken worden een aantal open source invoegtoepassingen gebruikt in Excel®. Deze twee invoegtoepassingen bevatten zowel een module om de experimenten te ontwerpen als een module om het experiment te analyseren en te optimaliseren. Meer info: http://www.jowerner.homepage.t-online.de/index.html


82/122


Bibliografie Bonnet, H. e. (1993). TV 189: Dekvloeren. Brussel: WTCB. Bonnet, H. e. (1994). TV193 Dekvloeren deel 2: uitvoering. Brussel: WTCB. de Larrard, F. (1999). Concrete mixture-proportioning - a scientific approach. Londen: E & FN Spon. DE SCHUTTER, G. (2005). Guidelines for testing fresh self-compacting concrete. Opgeroepen op januari 22, 2010, van Testing-SCC: http://www2.cege.ucl.ac.uk/research/concrete/TestingSCC/Guidelines%20for%20testing.pdf EFNARC. (2002). Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete. Surrey: EFNARC. (2003). EN 13892-7: Methods of test for screed materials - Part 7: Determination of wear resistance to rolling wheel of screed material with floor coverings. Brussel: CEN. Frouin, L. e. (1999). Patentnr. 5910215. Frankrijk. Georgin, J. e. (2008). Development of self-leveling screed based on calcium sulfoaluminate cement: modelling of curling due to drying. Cement & concrete composites , 769-778. Haelewyn, S. (2006). Applicatie van Design of Experiments voor de optimalisatie van een kristallisatie. Oostende: KHBO. Hanehara, S., & Yamada, K. (1999). Interaction between cement and chemical admixture from the point of cement hydration, absorption behaviour of admixture, and paste rheology. Cement and Concrete Research , 1159–1165. HEIRMAN, G. (2005). Invloed van vulstoffen op hydratatie en eigenschappen van SCC. Affligem: KULeuven. HUYGHE, S. (2005). Zelfverdichtend licht beton volgens het Aangepaste Andreasen en Andersenmodel. Oostende: KHBO. Konik, Z., Malolepszy, J., Roszczynialski, W., & Stok, A. (2007). Production of expansive additive to portland cement. Journal of European Ceramic Society , 605-609. (200). NBN EN 12706:2000 Lijmen - Beproevingsmethoden voor hydraulisch verhardende vloerafvlakkings- en/of egalisatiemengsels - Bepaling van de vloeieigenschappen. Brussel: BIN. (2000). NBN EN 13318: Dekvloermortels en dekvloeren - Begripsbepalingen. Brussel: BIN. (2004). NBN EN 13454-1 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 1 Definities en eisen. Brussel: NBN. (2004). NBN EN 13454-2 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 2 Beproevingsmethode. Brussel: NBN. (2002). NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren - Dekvloermortels Eigenschappen en eisen. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-1 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-2 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 2: Bepaling van de buigen druksterkte. Brussel: BIN. (2004). NBN EN 13892-3 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 3: Bepaling van de slijtweerstand volgens Böhme. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-6 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 6: Bepaling van de oppervlaktehardheid. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-8 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 8: Bepaling van de hechtsterkte. Brussel: BIN. (2001). NEN 2741: In het werk vervaardigde vloeren - Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren. Delft: NEN.


83/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Nunes, S. (2008). Performance-based design of self-compacting concrete (SCC): a contribution to enchance SCC mixtures robustness. Porto: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Odler, I., & Colán-Subauste, J. (1999). Investigations on cement expansions associated with ettringite formation. Cement and concrete research , 731-735. RatioTEC. (sd). Opgehaald van http://www.ratiotec-gmbh.de/en/measuringtesting/abrasion-testing.htm Rixom, R., & Mailvaganam, N. (1999). Chemical Admixtures for Concrete. Londen: E & FN Spon. Rols, S., Ambroise, J., & Pera, J. (1999). Effects of different viscosity agents on the properties of self-leveling concrete. Cement & Concrete Research , 261-266. Sahmaran, M. (2006). The effect of chemical admixtures and mineral additives on the properties of self-compacting mortars. Cement & Concrete Composites , 432-440. (1975). STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren. Brussel: Nationaal instituut voor de huisvesting. Uitvoeringsrichtlijn vervaardiging van cementgebonden gietdekvloeren. (2007). IKOBBKB BV. VAN GINDERACHTER, C. e. (2005). Cementgebonden gietvloeren. Rotterdam: SBR. VANDEWAETERE, V. (2009). BRE Screed Test: parameteronderzoek. Oostende: KHBO. VANDEWALLE, L. (2006). Betontechnologie. Brussel: Belgische Betongroepering. VANGHEEL, T. (2010, januari 11). gietdekvloeren. via mail.


84/122


Deel 3: Voorlopige proefresultaten


85/122


Inhoudsopgave Inhoudsopgave ....................................................................................................86 Lijst van de figuren, tabellen en grafieken ...............................................................87 Grafieken ..........................................................................................................87 Tabellen ...........................................................................................................88 Eigenschappen van de gebruikte materialen.............................................................89 Eigenschappen van de granulaten ........................................................................89 Korrelverdeling ...............................................................................................89 Geometrische, mechanische en fysische eigenschappen .......................................89 Eigenschappen van het cement ...........................................................................90 Eigenschappen van het kalksteenmeel ..................................................................90 Chemische eigenschappen ...............................................................................90 Fysische eigenschappen ...................................................................................91 Eigenschappen van de hulpstoffen .......................................................................91 Receptuurstudies ..................................................................................................92 Receptuurstudie referentiemengsels reeks 1 .........................................................92 Keuze van de materialen..................................................................................92 Grenzen van de parameters .............................................................................92 Resultaten .....................................................................................................94 Model voor de bepaling van de vloei ........................................................................................................... 94 Model voor de bepaling van de segregatie .................................................................................................. 97 Model voor de bepaling van de druksterkte ................................................................................................ 99 Analyse van de verwerkbaarheid ............................................................................................................... 102 Analyse van de druksterkte ........................................................................................................................ 107 Optimalisatie van het mengsel ................................................................................................................... 109 Toekomstig onderzoek ................................................................................... 110 Receptuurstudie mengsels met betonpuin reeks 1 ................................................ 110 Keuze van de materialen................................................................................ 110 Grenzen van de parameters ........................................................................... 111 Resultaten ................................................................................................... 111 Modellen voor de bepaling van de vloei, segregatie en de druksterkte .................................................... 111 Analyse van de verwerkbaarheid ............................................................................................................... 113 Analyse van de druksterkte ........................................................................................................................ 114 Optimalisatie van het mengsel ................................................................................................................... 116 Vergelijking van beide proefreeksen ................................................................... 117 Aanzetten voor verder onderzoek ...................................................................... 119 Bibliografie ........................................................................................................ 121


86/122


Lijst van de figuren, tabellen en grafieken Grafieken Grafiek 1 Korrelverdeling van de gebruikte granulaten ..............................................89 Grafiek 2 Laserkorrelverdeling van het kalksteenmeel ...............................................91 Grafiek 3 de voorspelde i.f.v. de gemeten vloei ........................................................95 Grafiek 4 Residuen i.f.v. de voorspelde vloei ............................................................96 Grafiek 5 Residuen i.f.v. de gemeten vloei ...............................................................96 Grafiek 6 Residuen i.f.v. de runorder.......................................................................97 Grafiek 7 De voorspelde i.f.v. de gemeten segregatie ................................................98 Grafiek 8 Residuen i.f.v. de voorspelde segregatie ....................................................98 Grafiek 9 Residuen i.f.v. de gemeten segregatie .......................................................99 Grafiek 10 Residuen i.f.v. de runorder .....................................................................99 Grafiek 11 De voorspelde i.f.v. de gemeten druksterkte .......................................... 100 Grafiek 12 Residuen i.f.v. de gemeten druksterkte .................................................. 101 Grafiek 13 Residuen i.f.v. de voorspelde druksterkte ............................................... 101 Grafiek 14 Residuen i.f.v. de runorder ................................................................... 102 Grafiek 15 3D grafiek van het response surface model voor de vloei, i.f.v. Vs/Vm en Sp/p bij Vw/Vp = 0.9 .................................................................................................. 102 Grafiek 16 Vloei i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters ...................................................................... 103 Grafiek 17 Segregatie i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters ............................................................. 104 Grafiek 18 Vloei i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters: detail ............................................................ 104 Grafiek 19 Segregatie i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters: detail.................................................... 105 Grafiek 20 Vloei i.f.v. Sp/p bij vaste Vs/Vm en Vw/Vp ............................................. 106 Grafiek 21 Segregatie i.f.v. Sp/p bij vaste Vs/Vm en Vw/Vp ..................................... 106 Grafiek 22 Vloei i.f.v. Vw/Vp bij vaste Vs/Vm en Sp/p ............................................. 107 Grafiek 23 Segregatie i.f.v. Vw/Vp bij vaste Vs/Vm en Sp/p ..................................... 107 Grafiek 24 Druksterkte i.f.v. Vs/Vm bij vaste w/c en Sp/p uit het model .................... 108 Grafiek 25 De druksterkte i.f.v. het kwadraat van de verhouding van het volume zand ten opzichte van het volume mortel ...................................................................... 108 Grafiek 26 Druksterkte i.f.v. het cementgehalte ..................................................... 109 Grafiek 27 Druksterkte i.f.v. de verhouding van de hoeveelheid superplastificeerder ten opzichte van de massa filler ................................................................................. 109 Grafiek 28 Voorspelde vloei in functie van de gemeten vloei voor mengsel met betonpuin 0/4 ................................................................................................................... 112 Grafiek 29 Voorspelde segregatie in functie van de gemeten segregatie voor mengsel met betonpuin 0/4 .................................................................................................... 112 Grafiek 30 Voorspelde druksterkte in functie van de gemeten druktsterkte voor mengsel met betonpuin 0/4 .............................................................................................. 113 Grafiek 31 vloei i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p ........................ 113 Grafiek 32 vloei i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p: detail .............. 114 Grafiek 33 Segregatie i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p ............... 114 Grafiek 34 Druksterkte in functie van de w/c-factor voor mengsels met 100% betonpuin 0/4 ................................................................................................................... 115 Grafiek 35 Druksterkte in functie van Vs/Vm voor mengsels met 100% betonpuin 0/4 115 Grafiek 36 Druksterkte in functie van het cementgehalte voor mengsels met 100% betonpuin 0/4 .................................................................................................... 116 Grafiek 37 Druksterkte in functie van Vs/Vm bij vaste waarden voor w/c voor mengsels met 100% betonpuin 0/4 .................................................................................... 116 Grafiek 38 Korrelverdeling van de mengsels .......................................................... 118 Grafiek 39 Zeefresten van de mengsels ................................................................. 119 Grafiek 40 Druksterkte in functie van het cementgehalte ......................................... 119 RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

87/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Tabellen Tabel 1 geometrische, mechanische en fysische eigenschappen van de granulaten .......89 Tabel 2 Eigenschappen van de gebruikte cementsoorten ...........................................90 Tabel 3 Chemische eigenschappen ..........................................................................90 Tabel 4 Fysische eigenschappen .............................................................................91 Tabel 5 eigenschappen van de superplastificeerders..................................................91 Tabel 1 grenzen van de mengselparameters ............................................................92 Tabel 2 Gecodeerde waarden voor de mengselreeks R2 .............................................93 Tabel 3 Meetresultaten voor R2 ..............................................................................94 Tabel 4 Kwaliteitsparameters van het RSM voor de vloei ...........................................95 Tabel 5 Kwaliteitsparameters van het RSM voor de segregatie ...................................97 Tabel 6 Kwaliteitsparameters van het RSM voor de druksterkte ................................ 100 Tabel 7 Berekende oplossing die aan de randvoorwaarden voldoen ........................... 110 Tabel 8 parameters voor het mengselonderzoek met 100% puingranulaat ................. 111 Tabel 9 Kwaliteitsparameters voor de modellen voor vloei, segregatie en druksterkte bij 100% betonpuin 0/4 ........................................................................................... 111 Tabel 10 Vergelijking verwerkbaarheid tussen 3 types granulaat .............................. 117


88/122


Eigenschappen van de gebruikte materialen Eigenschappen van de granulaten Korrelverdeling Dat de korrelverdeling een zeer belangrijke rol speelt in de samenstelling van zelfverdichtende mengsels is al eerder aangetoond (HUYGHE, 2005). Onderstaande grafiek toont de korrelverdelingen van de granulaten die in eerste instantie in het onderzoek gebruikt zullen worden. In een latere fase kunnen andere granulaten toegevoegd worden of kunnen door het afzeven in fracties nieuwe granulaten gecreëerd worden.

Korrelverdeling

100% 90%

Doorval (%)

80% 70%

RZ07

60%

RZ04

50%

BP04

40%

CEM

30%

CC

20% 10% 0% 0.001

Zeefdiameter (mm) 0.01

0.1

1

10

100

Grafiek 2 Korrelverdeling van de gebruikte granulaten

Geometrische, mechanische en fysische eigenschappen Benaming Rijnzand 0/8 Rijnzand 0/4 Afkorting RZ0/8 RZ0/4 Geometrische eigenschappen Korrelmaat 0/8 0/4 Percentage fijne deeltjes 0.26% 0.08% Fijnheidsmodulus 3.98 4.34 Uitvloeiingscoëfficiënt 6.0 5.9 Zandequivalent (97.0 ± 0.9) (96.6 ± 1.1) Mechanische en fysische eigenschappen Dichtheid onverdicht 2287 kg/m³ 2257 kg/m³ gran. Gehalte holle ruimten 9.9% 11.3% Dichtheid van de deeltjes (2537.5 ± 13.5) (2596.0 ± 3.2) kg/m³ kg/m³ vochtabsorptie (3.32 ± 0.5) % (1.94 ± 1.72) %

Betonpuin 0/4 BP0/4 0/4 3.83% 3.59 8.6 (81.4 ± 2.0) 1901 kg/m³ 21.4% (2417.2 ± 19.4) kg/m³ (7.2 ± 1.0) %

Tabel 31 geometrische, mechanische en fysische eigenschappen van de granulaten


89/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Eigenschappen van het cement In eerste instantie wordt uitgegaan van een pure portlandcement met hoge sterkte op jonge leeftijd. Verder in het onderzoek kunnen andere types ook getest worden. De eigenschappen van het gebruikte type staan in onderstaande tabel. De belangrijkste eisen die gesteld worden aan het cementtype zijn volgende:

Het cement moet zoveel mogelijk de krimp vermijden. Een hoge sterkte op jonge leeftijd is belangrijk. Een goede verwerkbaarheid is belangrijk, om het gebruik van hulpstoffen en zo ook de prijs te beperken. Na contact met de firma CBR werden volgende types aangeraden op basis van de eisen:

CEM I 52.5 N HES CEM I 52.5 R HES CEM I 52.5 N HSR LA CEM I 52.5 R HSR LA Naam

CEM I 42.5 R HSR LA Fysische en mechanische karakteristieken Maalfijnheid Blaine 3400 cm²/g Dichtheid van de deeltjes 3170 kg/m³ Waterbehoefte 25 % Bindingstijd 4u30 Druksterkte op 28 d 58 N/mm² Chemische karakteristieken SiO2 21.4 % Al2O3 3.3 % Fe2O3 4.0 % CaO 63.3 % MgO 2.4 % SO3 2.8 % K2O3 0.57 % Na2O 0.15 % Cl0.03 % % Na2O eq 0.53 % % C3A 2.0 % Gloeiverlies 1.0 % Onoplosbaar residu 0.1 % Tabel 32 Eigenschappen van de gebruikte cementsoorten

Eigenschappen van het kalksteenmeel Chemische eigenschappen CaCO3 98,40 % MgO 0,31 % SiO2 0,49 % Al2O3 0,09 % Fe2O3 0,05 % pH 9,5 Tabel 33 Chemische eigenschappen


90/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Fysische eigenschappen Absolute volumieke massa Los stortgewicht Aangestampt stortgewicht Waterbehoefte βp Specifieke oppervlakte Blaine

2700 kg/m³ 900 kg/m³ 1350 kg/m³ 0,71 4270 cm²/g

Tabel 34 Fysische eigenschappen

Grafiek 3 Laserkorrelverdeling van het kalksteenmeel

Eigenschappen van de hulpstoffen De twee types superplastificeerders die gebruikt worden, hebben een verschillende samenstelling. Type FM188 is op basis van een polycarboxylaatether en een lignosulfonaat, type FM643 is op basis van een polycarboxylaatether. Het voordeel van de FM188 is een mengsel dat minder gevoelig is voor ontmenging en schommelingen in het watergehalte, de plastificerende werking is echter wel lager dan die van de FM 643. De hoofdeigenschap die van belang is mij het mengselontwerp is de hoeveelheid droge stof. Deze werd bepaald door droging in de oven, eerst bij 90°C tot het vocht uitgedroogd is, daarna nog 24 uur bij 105°C.

Hoeveelheid droge stof (kg/ton) Percentage vocht (%) Dosering

FM188 20

FM643 20

0,8 0,2 – 1,5 M% van het cement

0,8 0,2 – 3,0 M% van het cement

Tabel 35 eigenschappen van de superplastificeerders


91/122


Receptuurstudies Receptuurstudie referentiemengsels reeks 1 Deze fase van het onderzoek is ongetwijfeld het grootste deel van het project. Er zijn een groot aantal proeven nodig om statistisch tot interpretaties te kunnen komen. In eerste instantie worden de mengsels getest op de vloei en de weerstand tegen segregatie. Dit wordt getest met de Haegerman-kegel en de GTM screen stability test. Deze proeven worden omschreven in het eerste deel van het verslag. Daarnaast worden ook van elk mengsel 3 prisma‟s gemaakt. Dit zorgt voor 3 buigproeven en 6 drukproeven per mengsel. Om de conclusies statistisch en met grote zekerheid te onderbouwen, zorgt dit kleine aantal buigen drukproeven voor een grote marge. Anderzijds geven deze proeven wel al een goede indicatie van de eigenschappen van het mengsel en kan in latere instantie op de geoptimaliseerde mengsels een grotere reeks proeven uitgevoerd worden. Deze keuze leidt ertoe dat een groot aantal mengsels kan gemaakt worden zonder zeer veel tijd en materiaal te verspillen. In deze fase is het nog heel erg zoeken naar de gepaste grenzen waarbinnen de ingrediënten van het mengsel kunnen variëren. Keuze van de materialen In de eerste proefreeks wordt uitgegaan, na onderzoek van een aantal parameters, van een mengsel dat samengesteld is uit rijnzand 0/8, cement CEM I 42,5 R, kalksteenmeel en een superplastificeerder op basis van een polycarboxylaatether en een lignosulfonaat. Het rijnzand 0/8 wordt gekozen omwille van de prijs. Er wordt geopteerd voor een pure portlandcement om zo de werking van kalksteenmeel, hoogovenslakken of vliegassen, die in andere types cement voorkomen, uit te sluiten. Later onderzoek kan dan uitwijzen wat de invloed van de andere types cement is. In eerste instantie zou dit echter tot té grote proefreeksen leiden. Om ongeveer analoge reden wordt kalksteenmeel als extra filler gebruikt. Door een inerte vulstof te gebruiken, wordt ervoor gezorgd dat enkel het cement en het zand, de sterkte bepalen. De superplastificeerder werd gekozen in overleg met de leverancier. De polycarboxylaatether zorgt voor een heel goede plastificering maar heeft als nadeel dat de robuustheid en stabiliteit van het mengsel zeer gevoelig zijn voor het watergehalte. Een lignosulfonaat heeft echter een lagere plastificerende werking, maar zorgt wel voor een betere stabiliteit. In deze fase werd ook nagegaan of er stabiele mengsels ontworpen kunnen worden zonder het gebruik van een viscositeitsagent. Grenzen van de parameters In de proefreeks kunnen de parameters van het mengsel een waarde -1, 0 of 1 aannemen. Dit betreft dus het minimum, het gemiddelde en maximum van de gekozen grenzen. Na een aantal oriënterende proeven werden volgende grenzen vastgelegd: Vw/Vp

w/c

Sp/p

Vma/p

Vs/Vm

-1

0,8

0,55

0,4

0

0,45

0

0,9

0,6

0,43

0

0,525

1

1

0,65

0,46

0

0,6

Tabel 36 grenzen van de mengselparameters

Er wordt geopteerd voor een composiet design waarbij de uitersten zich voor alle parameters op 1 of -1 bevinden. Op die manier worden de gekozen grenzen het meest optimaal zonder gegevensverlies gebruikt. Daarnaast worden meerdere parameters gevarieerd per mengsel. Daardoor kunnen besluiten gemakkelijker getrokken worden, met minder proeven en de methode leent zich ertoe om mengsels op een eenvoudiger manier te optimaliseren. Dit levert volgende 26 mengsels, weergegeven met een code, runorder en gecodeerde samenstelling, op:


92/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Code

Runorder

Vw/Vp

w/c

Sp/p

Vma/p

Vs/Vm

R2_01

09

0

0

1

0

0

R2_02

19

-1

-1

1

0

1

R2_03

12

0

0

0

0

1

R2_04

06

-1

0

0

0

0

R2_05

26

0

-1

0

0

0

R2_06

10

-1

1

-1

0

1

R2_07

13

1

1

-1

0

-1

R2_08

22

0

1

0

0

0

R2_09

17

1

1

-1

0

1

R2_10

07

-1

1

1

0

-1

R2_11

04

0

0

0

0

-1

R2_12

25

-1

-1

1

0

-1

R2_13

16

1

1

1

0

1

R2_14

05

0

0

-1

0

0

R2_15

20

1

-1

-1

0

1

R2_16

23

0

0

0

0

0

R2_17

08

1

-1

1

0

-1

R2_18

21

1

-1

1

0

1

R2_19

24

-1

1

-1

0

-1

R2_20

01

-1

-1

-1

0

1

R2_21

14

1

0

0

0

0

R2_22

02

1

1

1

0

-1

R2_23

03

-1

1

1

0

1

R2_24

18

1

-1

-1

0

-1

R2_25

15

-1

-1

-1

0

-1

R2_26

11

0

0

0

0

0

Tabel 37 Gecodeerde waarden voor de mengselreeks R2


93/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Resultaten Code

Vloei (mm) 314,00

Segregatie (%) 0,40

Druksterkte (N/mm²) 37,81

R2_01 R2_02

189,00

0,06

22,88

R2_03

183,50

0,08

17,59

R2_04

293,50

0,27

32,62

R2_05

302,50

0,34

37,00

R2_06

161,00

0,02

24,98

R2_07

395,00

0,73

31,21

R2_08

300,00

0,37

26,24

R2_09

201,00

0,10

23,31

R2_10

349,50

0,77

40,20

R2_11

340,00

0,77

42,72

R2_12

341,00

0,78

35,57

R2_13

237,50

0,11

21,06

R2_14

298,50

0,39

37,76

R2_15

221,50

0,10

28,06

R2_16

299,00

0,32

41,80

R2_17

383,50

0,77

42,69

R2_18

215,50

0,08

27,00

R2_19

331,50

0,67

46,32

R2_20

138,00

0,01

27,34

R2_21

306,00

0,43

33,58

R2_22

378,50

0,79

36,52

R2_23

172,50

0,01

21,10

R2_24

342,50

0,74

39,29

R2_25

333,00

0,73

42,93

R2_26

306,50

0,46

27,83

Tabel 38 Meetresultaten voor R2

De resultaten lopen heel erg uiteen in deze eerste proef. Voordien was er geen zicht op welke mengsels de meest negatieve resultaten opleveren en de grenzen werden ook redelijk wijd gekozen. Op deze resultaten wordt een functie gefit. Aan de hand hiervan kan het mengsels geoptimaliseerd worden en kunnen besluiten getrokken worden naar welke parameters en materialen welke eigenschappen beïnvloeden. Model voor de bepaling van de vloei De vloei kan als volgt numeriek gemodelleerd worden:

Deze vergelijking is dus het response surface model voor de vloei. De algemeenheden werden al eerder besproken. Een eerst opmerking die zeker gemaakt moet worden is het feit dat de verhouding van het volume zand ten opzichte van het volume mortel een zeer grote rol speelt in de grootte van de vloei. Daarnaast spelen ook het volume water ten opzichte van het volume poeder en de massa superplastificeerder ten opzichte van de massa poeder een niet te miskennen rol. RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

94/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Samenvatting |R| 2 R

0,985

2

R adjusted

0,967

Standard Error 2 R for Prediction

13,54

0,971

0,960

Tabel 39 Kwaliteitsparameters van het RSM voor de vloei

De standaardafwijking op dit model is 13,54 mm. Dit is eerder ruim, maar de resultaten geven een goede richtlijn om mengsels te verbeteren. Als daarnaast naar alle Rparameters in de bovenstaande tabel in acht genomen worden, dan kan opgemerkt worden dat deze allemaal de 1 dicht benaderen. Dit duidt erop dat het model de gemeten waarden goed benadert. Dit kan ook grafisch weergegeven worden door de berekende waarden uit te zetten ten opzichte van de gemeten waarden:

Voorspelde i.f.v. de gemeten vloei voorspelde vloei (mm)

600 500 400 300 200 100 0 0

100

200

300

400

500

600

gemeten vloei (mm) Grafiek 4 de voorspelde i.f.v. de gemeten vloei

Een tweede grafische benadering geeft een beeld van de willekeur van de proeven en van het feit of er al dan niet externe effecten een invloed uitoefenen op de proeven. Hierbij wordt gedacht aan de verandering van de korrelkromme in de tijd, het tijdstip op de dag, systematische effecten tijdens de proeven … Om dit bloot te leggen worden de residuen, dit zijn de afwijkingen van de voorspelde waarde ten opzichte van de gemeten waarde, grafisch voorgesteld in functie van de gemeten waarde, de voorspelde waarde en de runorder. Wanneer dit een compleet willekeurig beeld oplevert, dan kan al gesteld worden dat de kans groot is dat er geen effecten zijn die niet vooraf ingecalculeerd zijn.


95/122


Residuën i.f.v. de voorspelde vloei 40 30

Residu (mm)

20 10 0 -10

0

100

200

300

400

500

-20 -30

Voorspelde vloei (mm)

Grafiek 5 Residuen i.f.v. de voorspelde vloei

Residuën i.f.v. de gemeten vloei 40 30 Residu (mm)

20 10 0 -10

0

100

200

300

400

500

-20 -30

Gemeten vloei (mm)

Grafiek 6 Residuen i.f.v. de gemeten vloei


96/122


Residuën i.f.v. de runorder 40 30 Residu (mm)

20 10 0 -10

0

5

10

15

20

25

30

-20 -30

Runorder

Grafiek 7 Residuen i.f.v. de runorder

Er kan opgemerkt worden dat dit telkens een zeer random beeld oplevert. Hieruit kan dan ook besloten worden dat er geen niet-ingecalculeerde effecten een rol spelen in de werkwijze en de resultaten. Model voor de bepaling van de segregatie

Deze formule kan gebruikt worden om de segregatie van een mengsel te berekenen op basis van dezelfde materialen. Zowel cementtype, korrelverdeling en type van het zand, filler en superplastificeerder moeten hetzelfde zijn. Verder onderzoek zal kunnen uitwijzen wat de invloed is van het cementtype, type superplastificeerder en korrelverdeling van het zand. Er kan opgemerkt worden dat dezelfde parameters die een belangrijke rol spelen bij de vloei, dit ook doen bij de segregatie. Daarvoor is ook een logische verklaring. Naarmate het volume zand in het mengsel stijgt, zal vloei dalen, maar zal ook de segregatie verminderen. Op het vlak van de verwerkbaarheid zal het dus belangrijk worden om een punt te vinden waar de segregatie aanvaardbaar is en de vloei groot genoeg. Samenvatting |R| 2 R

0,993

2

0,985

R adjusted Standard Error 2 R for Prediction

0,987 0,03617 0,982

Tabel 40 Kwaliteitsparameters van het RSM voor de segregatie

De kwaliteitsparameters zijn opnieuw meer dan aanvaardbaar. Zowel R² als R² adjusted als de R² voor de voorspelling liggen opnieuw dicht bij 1. Ondanks het feit dat de segregatie zich wat concentreert rond bepaalde waarden, zijn de afwijkingen ten opzichte van het model toch meer dan voldoende random te noemen en is duidelijker dat de voorspelde segregatie de gemeten segregatie goed benadert:


97/122


voorspelde segregatie t.ov. gemeten segregatie voorspelde segregatie (%)

1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.0

0.2

0.4 0.6 0.8 gemeten segregatie (%)

1.0

1.2

Grafiek 8 De voorspelde i.f.v. de gemeten segregatie

Residuën i.f.v de voorspelde segregatie 0.10

Residu (%)

0.05 0.00 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

-0.05 -0.10

voorspelde segregatie (%)

Grafiek 9 Residuen i.f.v. de voorspelde segregatie


98/122


Residuën i.f.v de gemeten segregatie 0.10 0.08

Residu (%)

0.06 0.04 0.02 0.00 -0.02 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

-0.04 -0.06 -0.08

gemeten segregatie (%)

Grafiek 10 Residuen i.f.v. de gemeten segregatie

Residuën i.f.v de runorder 0.10

Residu (%)

0.05 0.00 0

5

10

15

20

25

30

-0.05 -0.10

Runorder


Model voor de bepaling van de druksterkte

Voor de bepaling van de druksterkte kan opnieuw opgemerkt worden dat het volume zand ten opzichte van het volume mortel een grote rol speelt. Bij de interactieparameter speelt nu ook, logischer wijs de w/c-factor een rol. Waar bij vloei en segregatie de verhouding volume water volume poeder een rol speelt, is dit hier de w/c-factor. Door het vastleggen van de waterhoeveelheid in de parameter Vw/Vp fungeert de parameter w/c hier als een waarde voor de hoeveelheid cement, eerder dan als een waarde voor het vastleggen van de benodigde waterhoeveelheid in het mengsel. Vandaar ook de rol van w/c in het model voor de druksterkte.


99/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Samenvatting |R| 2 R

0,863

2

R adjusted

0,723

Standard Error 2 R for Prediction

4,288

0,745

0,697

Tabel 41 Kwaliteitsparameters van het RSM voor de druksterkte

Hier zijn de kwaliteitsparameters wat minder goed. Uit eerder onderzoek is al gebleken dat de spreiding bij buigen drukproeven al redelijk groot is en omdat dit resultaten zijn van 6 drukproeven per mengsel, verbetert dit de standaardafwijking zeker niet. Een zeer nauwkeurige voorspelling kan dus met een dergelijk model niet gedaan worden, het kan echter wel gebruikt worden als richtlijn en om inzichten en ideeën te verwerven betreffende samenstelling van de mengsels. Hoewel de spreiding van de resultaten eerder aan de grote kant is, is de opzet van de proeven wel correct. Opnieuw is een volledig willekeurige spreiding van de residuen zichtbaar. Als dit niet zo was, dan duidt dit op systematische fouten in de keuze van de parameters of in de werkwijze.

Fcd,voorspeld (N/mm²)

Voorspelde i.f.v. gemeten druksterkte 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

10

20

30

40

50

Fcd,gemeten (N/mm²) Grafiek 12 De voorspelde i.f.v. de gemeten druksterkte


100/122


Residuën i.f.v. de gemeten druksterkte 10.000

dF (N/mm²)

5.000 0.000 0

10

20

30

40

50

-5.000 -10.000

Fcd,gemeten (N/mm²)

Grafiek 13 Residuen i.f.v. de gemeten druksterkte

Residuën i.f.v. de voorspelde druksterkte 10.000

dF (N/mm²)

5.000 0.000 0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

-5.000 -10.000


Grafiek 14 Residuen i.f.v. de voorspelde druksterkte


101/122


dF (N/mm²)

Residuën i.f.v. de runorder 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 -2.000 0 -4.000 -6.000 -8.000 -10.000

5

10

15

20

25

30

runorder


Analyse van de verwerkbaarheid Na uitvoering van de proeven en het berekenen van het model kunnen alle data visueel voorgesteld worden. Het response surfacemodel van de vloei in functie van Vs/Vm en Sp/p bij een vaste Vw/Vp geeft volgend beeld:

Response surface model voor de vloei i.f.v. Vs/Vm en Sp/p bij Vw/Vp = 0,9 400

Vloei (mm)

350 300

350-400 300-350

250 0,46

200

0,44

250-300 200-250 150-200

0.6

0,4 0.59

0.58

0.57

0.56

0.55

0.53

0.54

0.52

0,42 Sp/p 0.51

0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.5

150

Vs/Vm

Grafiek 16 3D grafiek van het response surface model voor de vloei, i.f.v. Vs/Vm en Sp/p bij Vw/Vp = 0.9


102/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Om het echter visueel eenvoudiger te houden, worden de resultaten over vloei en segregatie voorgesteld in functie van één variabele, waarbij de andere 2 parameters constant gehouden worden. Onderstaande grafieken tonen het verloop de vloei en segregatie in functie van de verhouding van het volume zand over het volume mortel bij een aantal combinaties van Vw/Vp en Sp/p. De eerste twee grafieken tonen het verloop over de volledige proefreeks, de derde en vierde grafiek tonen de details voor de waarden van Vs/Vm waarbij de vloei en segregatie zich binnen de gepaste grenzen bevinden. Voor de vloei is dit tussen 220 mm en 260 mm, voor de segregatie is dit tussen de 5% en de 18%.

vloei i.f.v Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p 400

Vloei (mm)

350

0,8 / 0,4 0,9 / 0,4

300

1,0 / 0,4 0,8 / 0,46

250

0,9 / 0,46 1,0 / 0,46

200

ondergrens 150

bovengrens 0.45

0.47

0.49

0.51

0.53

0.55

0.57

0.59

Vs/Vm Grafiek 17 Vloei i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters


103/122


Segregatie i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p 0.9

Segregatie (%)

0.8 0.7

0,8 / 0,4

0.6

0,9 / 0,4

0.5

1,0 / 0,4

0.4

0,8 / 0,46

0.3

0,9 / 0,46

0.2

1,0 / 0,46

0.1

ondergrens

0

bovengrens 0.45

0.47

0.49

0.51

0.53

0.55

0.57

0.59

Vs/Vm Grafiek 18 Segregatie i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters

vloei i.f.v Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p: detail 270 260

Vloei (mm)

0,8 / 0,4 250

0,9 / 0,4 1,0 / 0,4

240

0,8 / 0,46 230

0,9 / 0,46 1,0 / 0,46

220

ondergrens 210

bovengrens 0.53

0.54

0.55

0.56

0.57

0.58

0.59

0.6

Vs/Vm Grafiek 19 Vloei i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters: detail


104/122


Segregatie i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p: detail

Segregatie (%)

0.18 0.16

0,8 / 0,4

0.14

0,9 / 0,4

0.12

1,0 / 0,4

0.1

0,8 / 0,46 0,9 / 0,46

0.08

1,0 / 0,46

0.06

ondergrens

0.04 0.56

0.57

0.58

0.59

0.6

bovengrens

Vs/Vm Grafiek 20 Segregatie i.f.v. het volume zand ten opzichte van het volume mortel voor vaste waarden van de andere parameters: detail

Doorheen de reeks is het duidelijk dat de toename van Vs/Vm een heel significante invloed heeft op de vloei en de segregatie. Dit is respectievelijk een negatief en een positief effect. Daarnaast kan ook opgemerkt worden dat zowel de verandering van Vw/Vp en Sp/p over de hele reeks een constant effect heeft op de indicatoren voor de verwerkbaarheid. Zo verschuift de grafiek voor de vloei 17,35 mm omhoog door de stijging van Vw/Vp met 0,1 en ongeveer 23 mm door de stijging van Sp/p van 0,4 naar 0,46. Dit wordt grafisch voorgesteld in de grafieken 18 tot en met 21. Daarnaast is het zeer belangrijk om op te merken dat in het geval van dit type cement en filler blijkbaar zeer onsignificant is of er nu kalksteenmeel dan wel cement gebruikt wordt om een bepaalde verwerkbaarheid te krijgen. Dit is een zeer interessant gegeven om mee verder te werken en maakt het mogelijk om het onderzoek naar een mengsel met een bepaalde verwerkbaarheid en een mengsel met een bepaalde druksterkte uit elkaar te trekken. Deze hypothese is echter nog niet bevestigd en moet verder onderzocht worden. Om vanuit deze gegevens een goed mengsel te destilleren, moet gezocht worden naar een zo groot mogelijke waarde van Vs/Vm, om de segregatie zo laag mogelijk te houden, waarbij de gepaste vloei nog net bereikt wordt. Daarbij worden de randvoorwaarden enerzijds opgelegd door de fabrikant van de superplastificeerder en anderzijds door de beperking van het krimpgedrag. Voor de hoeveelheid superplastificeerder FM 188 wordt voorgeschreven dat deze niet hoger mag zijn dan 1,5 massaprocent per kilogram cement. Omgerekend naar de parameter Sp/p betekent dit dat de bovengrens op 0,65 gesteld kan worden voor deze proefreeks. Uit eerder onderzoek is al gebleken dat de hoeveelheid water in het mengsel een grote invloed heeft op het krimp- en schotelvormingsgedrag van de gerede dekvloer. Daarom moet de parameter Vw/Vp dus zoveel mogelijk beperkt worden.


105/122


Vloei (mm)

Vloei i.f.v Sp/p bij vaste Vs/Vm en Vw/Vp 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

0,45 / 0,8 0,45 / 1 0,6 / 0,8 0,6 / 1 0.38

0.4

0.42

0.44

0.46

0.48

Sp/p Grafiek 21 Vloei i.f.v. Sp/p bij vaste Vs/Vm en Vw/Vp

Segregatie (%)

Segregatie i.f.v Sp/p bij vaste Vs/Vm en Vw/Vp 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0,45 / 0,8 0,45 / 1 0,6 / 0,8 0,6 / 1 0.38

0.4

0.42

0.44

0.46

0.48

Sp/p Grafiek 22 Segregatie i.f.v. Sp/p bij vaste Vs/Vm en Vw/Vp


106/122


Vloei (mm)

Vloei i.f.v Vw/Vp bij vaste Vs/Vm en Sp/p 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

0,45 / 0,4 0,45 / 0,46 0,6 / 0,4 0,6 / 0,46 0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

Vw/Vp Grafiek 23 Vloei i.f.v. Vw/Vp bij vaste Vs/Vm en Sp/p

Segregatie (%)

Segregatie i.f.v Vw/Vp bij vaste Vs/Vm en Sp/p 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0,45 / 0,4 0,45 / 0,46 0,6 / 0,4 0,6 / 0,46 0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

Vw/Vp Grafiek 24 Segregatie i.f.v. Vw/Vp bij vaste Vs/Vm en Sp/p

Het mengsel met deze materialen zou dus als volgt samengesteld kunnen worden: Vs/Vm wordt vastgezet op 0,59. Voor de segregatie kan dus opgemerkt worden dat elke combinatie van Vw/Vp en Sp/p nog geldt. Voor de vloei blijven er echter heel wat minder mogelijkheden over. Binnen deze proefreeks moet Sp/p zeker 0,46 bedragen (voor hogere waarden is verder onderzoek nodig daar deze buiten de vooropgestelde scope liggen) en moet de waarde voor Vw/Vp minimaal 0,9 bedragen. De verdere optimalisatie en het verder onderzoek worden nader toegelicht onder het onderdeel “optimalisatie van het mengsel” en “toekomstig onderzoek”. Analyse van de druksterkte Voor de druksterkte kan een analoge redenering uitgezet worden als voor de verwerkbaarheid. Hier spelen de parameters Vs/Vm, Sp/p en uiteraard w/c een belangrijke rol. De sterkte wordt hoofdzakelijk positief beïnvloed door het cementgehalte en het gehalte aan superplastificeerder, de hoeveelheid granulaat speelt daarentegen een negatieve rol. In elk geval is duidelijk dat het haalbaar is om gietdekvloermengsels met RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

107/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten een karakteristieke druksterkte van 20 en 30 N/mm² te maken met natuurlijke granulaten zonder grote eisen te stellen aan de korrelverdeling van het granulaat. Om de karakteristieke druksterkte van 40 N/mm² te halen zal zowel op het vlak van korrelverdeling als van cementtype moeten ingegrepen worden. Dat de korrelverdeling wel degelijk een grote rol speelt bij het ontwerpen van een mengsel, wordt onderandere bewezen door de Larrard(de Larrard, 1999). Er is een significante invloed zowel op de druksterkte als op de verwerkbaarheid. Dit werd ook bevestigd door een aantal mengsels te maken uit deze proefreeks, maar met andere granulaten.

Druksterkte i.f.v. Vs/Vm bij vaste w/c en Sp/p

Druksterkte (N/mm²)

45 40 35

0,55 / 0,4 0,55 / 0,46

30

0,65 / 0,46

25

0,65 / 0,46 20 0.45

0.5

0.55

0.6

Vs/Vm Grafiek 25 Druksterkte i.f.v. Vs/Vm bij vaste w/c en Sp/p uit het model

Fcd (N/mm²)

Druksterkte i.f.v. (Vs/Vm)² 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

(Vs/Vm)² Grafiek 26 De druksterkte i.f.v. het kwadraat van de verhouding van het volume zand ten opzichte van het volume mortel


108/122


Fcd,gemeten (N/mm²)

Druksterkte i.f.v. het cementgehalte 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

100

200

300

400

500

600

Cementgehalte (kg/m³) Grafiek 27 Druksterkte i.f.v. het cementgehalte

Druksterkte i.f.v. Sp/p Fcd,gemeten (N/mm²)

60 50 40 30 20 10 0 0

1

2

3

4

5

Sp/p Grafiek 28 Druksterkte i.f.v. de verhouding van de hoeveelheid superplastificeerder ten opzichte van de massa filler

Optimalisatie van het mengsel Voor de optimalisatie wordt gebruik gemaakt van de functie “oplosser” in Excel®. Deze functie zoekt naar een mogelijke oplossing binnen de opgelegde voorwaarden en grenzen. De gestelde grenzen en voorwaarden voor mengsels met een gepaste verwerkbaarheid en een bepaalde druksterkte:

0,8 < Vw/Vp < 1,0 0,45 < Vs/Vm < 0,6 0,4 < Sp/p < 0,46 0,55 < w/c < 0,65 Vs/Vm wordt gemaximaliseerd Vw/Vp wordt geminimaliseerd RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

109/122


De vloei ligt tussen 220 en 260 mm De segregatie ligt tussen 5% en 18%, maar wordt ook geminimaliseerd Naast de vooropgestelde grenzen worden geen verdere eisen gesteld aan Sp/p De bekomen oplossingen Fck (N/mm²) Fcd (N/mm²) Fcd,voorspeld(N/mm²) Vloei (mm) Segregatie (%) Effectieve waarden Vw/Vp Vs/Vm Sp/p w/c Gecodeerde waarden Vw/Vp Vs/Vm Sp/p w/c

20,0 23,3 24,7 238 14

30,0 33,3 33,7 235 14

40,0 43,3 38,8 258 26

1,0 0,593 0,46 0,63

0,8 0,558 0,4 0,65

0,8 0,54 0,4 0,6

1,0 0,91 1,0 0,6

-1 0,44 -1 1

-0,97 0,20 -1 0,38

Tabel 42 Berekende oplossing die aan de randvoorwaarden voldoen

Bij de berekende oplossingen moeten afwijkingen in acht genomen worden van 7 N/mm² op de druksterkte, 7% op de segregatie en 24 mm voor de vloei. Deze zijn ruimer dan de standaardafwijkingen die berekend werden via de modellen, maar de aandacht moet er wel op gevestigd worden dat heel wat van de waarden voor de parameters aan de rand van het werkgebied liggen en dat daar de nauwkeurigheid ook vermindert. Deze mengsels zullen geproduceerd worden en zo kan het model ook gecontroleerd worden. Toekomstig onderzoek Uit deze mengselreeks zou mits een klein aantal proeven een referentiemengsel dat de 20 N/mm² haalt en een referentiemengsel dat de 30 N/mm² haalt, kunnen gehaald worden. Voor de druksterkteklasse van 40 N/mm² is verder onderzoek nodig. Zowel naar andere cementtypes als naar de invloed van de korrelverdeling en het zoeken naar een ideaal. Daarnaast kan het ook opportuun zijn om deze reeks te herhalen met kleinere marges en eventueel op te splitsen in 3 verschillende reeksen rond de berekende optima voor de 3 referentiemengsels. Daarnaast is het ook aangewezen om de hypothese waarbij het voor de verwerkbaarheid (vloei en segregatie) blijkbaar niet belangrijk is of er kalksteenmeel of cement gebruikt wordt eens nader te onderzoeken. Dit kan met een kleine reeks mengsels waarbij de verhouding kalksteenmeel/cement telkens veranderd wordt, waarbij alle andere parameters constant blijven. Receptuurstudie mengsels met betonpuin reeks 1 Keuze van de materialen In de eerste proefreeks wordt uitgegaan, na onderzoek van een aantal parameters, van een mengsel dat samengesteld is uit betonpuin 0/4, cement CEM I 42,5 R, kalksteenmeel en een superplastificeerder op basis van een polycarboxylaatether. Ten opzichte van de vorige proefreeks werd het granulaat dus vervangen door puingranulaat. In eerste instantie werd uitgegaan van dezelfde superplastificeerder, maar een aantal testen hebben uitgewezen dat dan tegen de marge van de toegestane hoeveelheid gewerkt wordt. Hoewel de pure polycarboxylaatether een minder stabiel mengsel geeft maar echter wel een grotere plastificerende werking, werd toch voor dit type gekozen. De voorbereidende mengsels, die gebruikt worden om de grenzen van de proefreeks af te RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

110/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten tasten hebben uitgewezen dat het mengsel stabiel genoeg kan blijven. Het vermoeden is er dat de grotere ruwheid en de grotere waterabsorptie hier een positieve rol spelen. Grenzen van de parameters De proefopzet verloopt volledig analoog aan de vorige proefreeks, enkel de grenzen werden aangepast. Vw/Vp w/c Sp/p Vma/p Vs/Vm -1

0,8

0,55

0,4

0

0,45

0

0,9

0,6

0,43

0

0,525

1

1

0,65

0,46

0

0,6

Tabel 43 parameters voor het mengselonderzoek met 100% puingranulaat

Resultaten Modellen voor de bepaling van de vloei, segregatie en de druksterkte De modellen gebruiken dezelfde parameters als in de eerste mengselreeks en zien er als volgt uit:

Opnieuw kunnen vrij goede kwaliteitsparameters vastgesteld worden: Vloei Segregatie Druksterkte |R|

0,970

0,949

0,925

2

0,941

0,900

0,855

2

R adjusted

0,932

0,886

0,843

Standard Error

14,26

0,02749

1,666

0,916

0,856

0,815

R

2

R for Prediction

Tabel 44 Kwaliteitsparameters voor de modellen voor vloei, segregatie en druksterkte bij 100% betonpuin 0/4

Ook de grafieken 26, 27 en 28 die respectievelijk de voorspelde vloei, de voorspelde segregatie en de voorspelde druksterkte vergelijken met de gemeten waarden tonen een positief beeld. De kwaliteitsparameters uit tabel 9 en onderstaande grafieken zijn de basis om een model te beoordelen.


111/122


Voorspelde i.f.v. de gemeten vloei voorspelde vloei (mm)

600 500 400 300 200 100 0 0

100

200

300

400

500

600

gemeten vloei (mm) Grafiek 29 Voorspelde vloei in functie van de gemeten vloei voor mengsel met betonpuin 0/4

voorspelde segregatie t.ov. gemeten segregatie voorspelde segregatie (%)

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

gemeten segregatie (%) Grafiek 30 Voorspelde segregatie in functie van de gemeten segregatie voor mengsel met betonpuin 0/4


112/122



Voorspelde i.f.v. gemeten druksterkte 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

10

20

30

40

50

Fcd,gemeten (N/mm²) Grafiek 31 Voorspelde druksterkte in functie van de gemeten druktsterkte voor mengsel met betonpuin 0/4

Analyse van de verwerkbaarheid De verwerkbaarheid wordt opnieuw hoofdzakelijk bepaald door het volume zand ten opzichte van het volume mortel, het volume water ten opzichte van het volume poeder en de massa superplastificeerder ten opzichte van de massa poeder. Bij deze combinatie granulaat en superplastificeerder valt direct op dat Vs/Vm een stuk groter kan zijn dan bij de vorige reeks en dat de segregatie merkelijk kleiner is en zich in een nauwer gebied situeert. Dit wordt enerzijds veroorzaakt door de ervaring uit de vorige reeks. Hierdoor werden de grenzen beter gekozen. Anderzijds zullen de specifieke karakteristieken, zoals een hogere grofheid en een hogere waterabsorptie, ongetwijfeld een rol spelen. In welke mate deze eigenschappen de segregatie en vloei positief, of negatief, beïnvloeden, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. In elk geval is het duidelijk dat er, ook met 100% betonpuin, goed vloeibare mengsels gemaakt kunnen worden, zonder daarbij aan stabiliteit in te boeten. De segregatie is zelf een heel stuk lager dan bij de mengsels met rijnzand 0/8.

vloei i.f.v Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p 400

Vloei (mm)

350 0,9 / 0,6 300

1,1 / 0,6 0,9 / 0,8

250

1,1 / 0,8

200

ondergrens 150

bovengrens 0.55

0.57

0.59

0.61

0.63

0.65

Vs/Vm Grafiek 32 vloei i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p


113/122


vloei i.f.v Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p: detail 270

Vloei (mm)

260 0,9 / 0,6

250

1,1 / 0,6

240

0,9 / 0,8

230

1,1 / 0,8

220

ondergrens

210 0.59

0.61

0.63

0.65

bovengrens

Vs/Vm Grafiek 33 vloei i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p: detail

Segregatie i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p 0.25 0,9 / 0,6

Segregatie (%)

0.2

1,1 / 0,6

0.15

0,9 / 0,8

0.1

1,1 / 0,8 ondergrens

0.05

bovengrens 0 -0.05

0.55

0.57

0.59

0.61

0.63

0.65

Vs/Vm

Grafiek 34 Segregatie i.f.v. Vs/Vm voor vaste waarden van Vw/Vp en Sp/p

Naast de karakteristieken als grofheid en waterabsorptie zou ook de korrelverdeling een rol kunnen spelen. Dit wordt verder besproken in het onderdeel vergelijking van de proefreeksen en vraagt in elk geval naar extra onderzoek betreffende de korrelverdeling en de fysische eigenschappen van de granulaten. Analyse van de druksterkte In de reeks met betonpuin 0/4 kan de druksterkte zo goed als lineair gemodelleerd worden in functie van w/c en Vs/Vm. In tegenstelling tot de mengsels met rijnzand speelt hier de hoeveelheid superplastificeerder een veel ondergeschiktere rol en kan in deze reeks de druksterkte wel met voldoende nauwkeurigheid lineair gemodelleerd worden. Dit is ook goed zichtbaar in de grafieken 35 en 36. Daar zijn de gemeten waarden voor de druksterkte uitgezet in functie van de 2 parameters die in het model gebruikt worden.


114/122


Druksterkte i.f.v. w/c 40

Fcd (N/mm²)

35 30 25 20 15 10 5 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

w/c Grafiek 35 Druksterkte in functie van de w/c-factor voor mengsels met 100% betonpuin 0/4

Druksterkte i.f.v. Vs/Vm Fcd,gemeten (N/mm²)

40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.54

0.56

0.58

0.60

0.62

0.64

0.66

Vs/Vm Grafiek 36 Druksterkte in functie van Vs/Vm voor mengsels met 100% betonpuin 0/4

Deze lineaire trend is ook zichtbaar op grafiek 37, waar de druksterkte weergegeven wordt in functie van het cementgehalte. De spreiding rond de trendlijn is hier merkelijk groter en ongestructureerder. Dit is te wijten aan het feit dat naast het cementgehalte ook het volume zand en het volume water een rol spelen. Deze spreiding toont dus aan dat het cementgehalte als parameter om mengsels te analyseren geen goede parameter is. Het cementgehalte is dus geen onafhankelijke parameter voor de druksterkte.


115/122


Druksterkte i.f.v. het cementgehalte Fcd,gemeten (N/mm²)

40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

100

200

300

400

500

Cementgehalte (kg/m³) Grafiek 37 Druksterkte in functie van het cementgehalte voor mengsels met 100% betonpuin 0/4

Druksterkte i.f.v. Vs/Vm bij vaste w/c en Sp/p

Druksterkte (N/mm²)

45 40 35 0,55

30

0,65

25 20 0.55

0.57

0.59

0.61

0.63

0.65

Vs/Vm Grafiek 38 Druksterkte in functie van Vs/Vm bij vaste waarden voor w/c voor mengsels met 100% betonpuin 0/4

Optimalisatie van het mengsel De optimalisatie van het mengsel naar vloei, segregatie en een bepaalde druksterkte gebeurt analoog als in de vorige reeks. Opnieuw moeten alle parameters zich tussen de grenzen bevinden die opgesteld werden voor deze reeks.

Vs/Vm wordt gemaximaliseerd w/c wordt geminimaliseerd De vloei ligt tussen 220 en 260 mm De segregatie ligt tussen 5% en 18%, maar wordt ook geminimaliseerd Naast de vooropgestelde grenzen worden geen verdere eisen gesteld aan Sp/p Opnieuw is het goed mogelijk om mengsels te maken met een druksterkte 20 N/mm² haalt, bij 30 N/mm² ligt Vs/Vm lager, wat erop wijst dat de paste dus een cruciale rol RecyFlowScreed_voortgangsverslag-1

116/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten speelt in de sterkte van het mengsel. 40 N/mm² is in deze reeks ook niet haalbaar. Net als bij het rijnzand zal ook hier moeten gezocht worden naar een betere korrelkromme en een cementtype dat een hogere sterkte biedt. Deze mengsels voldoen aan alle gestelde eisen: Fck (N/mm²) Fcd (N/mm²) Fcd,voorspeld(N/mm²) Vloei (mm) Segregatie (%) Effectieve waarden Vw/Vp Vs/Vm Sp/p w/c Gecodeerde waarden Vw/Vp Vs/Vm Sp/p w/c

20,0 23,3 23,1 250 5

30,0 33,3 33 310 10

0,905 0,599 0,65 0,656

0,968 0,559 0,647 0,556

-0,953 0,409 -0,500 -0,014

-0,318 -0,926 -0,535 -0,830

Vergelijking van beide proefreeksen Het is opvallend dat voor de reeks met betonpuin 0/4, weliswaar met een ander type superplastificeerder, een merkelijk hoger percentage granulaat gebruikt kan worden terwijl de vereiste vloei toch goed haalbaar blijkt. Naast de fysische eigenschappen, zou ook de korrelverdeling een cruciale rol kunnen spelen. Zowel het model van de Larrard (de Larrard, 1999) als het model van Andreasen en Andersen (HUYGHE, 2005) besteden veel aandacht aan de samenstelling van het skelet. Hoe dichter het skelet ( cement, filler en granulaten) het vooropgestelde ideaalbeeld benadert, hoe efficiënter alle materialen gebruikt worden, maar ook hoe stabieler en robuuster het mengsel is. Bij overschrijding, en dan vooral in de grovere fracties, kan blokkering in het mengsel opduiken, waardoor vloei niet meer mogelijk wordt. In grafiek 31 en 32 worden de korrelverdelingen van het puingranulaat, het rijnzand 0/8 en het rijnzand 0/4 vergeleken met de ideale die voorgesteld wordt door Andreasen en Andersen in hun AA-model. Hierbij wordt uitgegaan van een mengsel dat een goede verwerkbaarheid gaf met rijnzand 0/8. Het betreft mengsel R2_13. Het mengsel werd onveranderd gemaakt met de andere granulaten, waarbij enkel rekening gehouden werd met de veranderende massadichtheid en de veranderende waterabsorptie. De resultaten van de vloeiproef en de segregatieproef worden weergegeven in tabel 10.

Vloei (mm) Segregatie (%)

RZ 0/8 237,5 11

RZ 0/4 114,5 0

BP 0/4 115 0

Tabel 45 Vergelijking verwerkbaarheid tussen 3 types granulaat


117/122


Korrelverdelingen van de mengsels 1.2

1

0.6

0.4

Doorval (m%)

0.8 Ideaal RZ0/4 RZ08 BP04

0.2

0 0.001

0.01

0.1

1

10

Zeefdiameter (mm) Grafiek 39 Korrelverdeling van de mengsels

Op grafiek 31 is duidelijk zichtbaar dat het mengsel met betonpuin 0/4 een veel kleinere afwijking vertoont ten opzichte van het vooropgestelde ideaal. Deze zou dus een voller korrelskelet moeten vertonen. De mengsels met rijnzand 0/4 en rijnzand 0/8 wijken een stuk meer af in de grove fracties. Om die afwijking beter te kunnen inschatten wordt in grafiek 32 de korrelverdeling niet weergegeven aan de hand van de cumulatieve doorval, maar aan de hand van de zeefrest. Zo wordt duidelijk dat waar het mengsel met het betonpuin 0/4 heel dicht aansluit bij de ideale, de beide andere in de fractie 0,063 mm tot ongeveer 3 mm een duidelijk hogere zeefrest vertonen en in de fractie groter dan 3 mm is een duidelijk te lage zeefrest zichtbaar. De blokkering van de mengsels met rijnzand 0/4 en betonpuin 0/4 zouden op 2 niveaus kunnen gezocht worden. Voor het betonpuin zullen de fysische eigenschappen, voornamelijk de hogere ruwheid en de hogere waterabsorptie, mogelijks voor de blokkering zorgen. In het geval van het mengsel met rijnzand 0/4 zal de blokkering, gezien de gelijkaardige fysische eigenschappen, waarschijnlijk veroorzaakt worden door de verschillen in de korrelverdeling. Het mengsel met rijnzand 0/4 toont een opmerkelijk grotere zeefrest tussen 0,125 mm en 0,5 mm en de zeefrest is kleiner vanaf 2 mm. Hoewel met de verschillende granulaten stabiele en goed vloeiende mengsel gemaakt kunnen worden, blijkt het dus zeer noodzakelijk om verder onderzoek te doen naar de invloed van de korrelverdeling en de fysische eigenschappen op de verwerkbaarheid en de druksterkte van de mengsels.


118/122


Zeefrest van de mengsels 0.35 0.3

0.2 0.15

Zeefrest (m%)

0.25

ideaal RZ0/4 RZ08 BP04

0.1 0.05 0 0.001

0.01

0.1

1

10

Zeefdiameter (mm) Grafiek 40 Zeefresten van de mengsels

Wat de druksterkte betreft kan besloten worden dat deze in beide reeksen gelijkmatig bepaald wordt door het cementgehalte. Grafiek 41 geeft de druksterkte weer in functie van het cementgehalte, dit voor de reeks met rijnzand 0/8 als voor de reeks met betonpuin 0/4.

Fcd (N/mm²)

Druksterkte i.f.v cementgehalte 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

BP 0/4 RZ 0/8

0

100

200

300

400

500

600

C (kg/m³) Grafiek 41 Druksterkte in functie van het cementgehalte

Aanzetten voor verder onderzoek


119/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten De grotere waterbehoefte van het puingranulaat, omwille van de grotere absorptie, heeft een grotere krimp en een grotere schotelvorming tot gevolg. Dit is al uit eerder onderzoek gebleken. Om dit onder controle te houden, kunnen hulpstoffen toegepast worden. De verlaging van de waterbehoefte door verhoging van de hoeveelheid superplastificeerder is er één van. Daarnaast zijn er ook specifieke krimpverlagende hulpstoffen op de markt. Een voorbeeld hiervan is Betomix 661® van BASF. Dit zijn meestal middelen op basis van calciumsulfoaluminaten (CSA). Onderzoek heeft al uitgewezen dat dit een zeer effectieve manier is om de krimp te beperkten (Georgin, 2008). Er kan bijvoorbeeld gedacht worden aan een combinatie van anhydriet en cement. Daarbij moet in het achterhoofd gehouden worden dat een controle op vochtgevoeligheid en uitzetting van een uitgehard mengsel onderzocht moet worden. Een kleine hoeveelheid anhydriet (tot maximum 12% van het cementgewicht) zou niet voor problemen zorgen (Konik, Malolepszy, Roszczynialski, & Stok, 2007 en Odler & ColánSubauste, 1999). Misschien nog belangrijker is het onderzoek naar korrelverdelingen en de invloed van de fysische eigenschappen van de granulaten. Uit een aantal proefmengsels is gebleken dat de kennis hiervan van cruciaal belang is om mengsels op voorhand te kunnen begroten én om de eigenschappen van het mengsel te kunnen voorspellen. Enerzijds kunnen natuurlijke granulaten in fracties gezeefd worden en van daaruit kan een proefreeks opgezet worden waarbij door variatie van de verschillende fracties naar een ideaal gezocht wordt. Er kan eerst gezocht worden naar een stabiel mengsel voor zand met een korrelverdeling die het Andreasen en andersen model volgt. Daarna wordt een reeks opgezet waarbij de korrelverdeling varieert rond dit AA-model. Dit principe kan ook toegepast worden voor betonpuin. Anderzijds moet ook gezocht worden naar een methode die niet alleen de korrelverdeling beschouwt, maar waar ook de grofheid, die kan gekarakteriseerd worden volgens EN 933-6 door de uitvloeiingscoëfficiënt, en eventueel ook de waterabsorptie als sturende factoren fungeren. Er kan bijvoorbeeld gedacht worden aan een reeks waarbij de mengselparameters constant gehouden worden, of enkel de superplast of de hoeveelheid water gevarieerd wordt en waarbij beide types granulaat gebruikt worden, maar dan zo afgezeefd en opnieuw samengesteld dat ze een identieke korrelverdeling hebben. Op die manier kan relatief gemakkelijk nagegaan worden wat de invloed is van de afwijkende eigenschappen van puingranulaten. Eens er voldoende kennis opgedaan is omtrent hoe de puingranulaten een mengsel beïnvloeden, kunnen combinaties gemaakt worden, er kunnen vervangingspercentages ingevoerd worden en er kan gestart worden met het effectieve bruikbaarheidsstudie. Hierbij zal bijvoorbeeld het krimp- en schotelvormingsgedrag zeer belangrijk zijn.


120/122


Bibliografie Bonnet, H. e. (1993). TV 189: Dekvloeren. Brussel: WTCB. Bonnet, H. e. (1994). TV193 Dekvloeren deel 2: uitvoering. Brussel: WTCB. de Larrard, F. (1999). Concrete mixture-proportioning - a scientific approach. Londen: E & FN Spon. DE SCHUTTER, G. (2005). Guidelines for testing fresh self-compacting concrete. Opgeroepen op januari 22, 2010, van Testing-SCC: http://www2.cege.ucl.ac.uk/research/concrete/TestingSCC/Guidelines%20for%20testing.pdf EFNARC. (2002). Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete. Surrey: EFNARC. (2003). EN 13892-7: Methods of test for screed materials - Part 7: Determination of wear resistance to rolling wheel of screed material with floor coverings. Brussel: CEN. Frouin, L. e. (1999). Patentnr. 5910215. Frankrijk. Georgin, J. e. (2008). Development of self-leveling screed based on calcium sulfoaluminate cement: modelling of curling due to drying. Cement & concrete composites , 769-778. Haelewyn, S. (2006). Applicatie van Design of Experiments voor de optimalisatie van een kristallisatie. Oostende: KHBO. Hanehara, S., & Yamada, K. (1999). Interaction between cement and chemical admixture from the point of cement hydration, absorption behaviour of admixture, and paste rheology. Cement and Concrete Research , 1159–1165. HEIRMAN, G. (2005). Invloed van vulstoffen op hydratatie en eigenschappen van SCC. Affligem: KULeuven. HUYGHE, S. (2005). Zelfverdichtend licht beton volgens het Aangepaste Andreasen en Andersenmodel. Oostende: KHBO. Konik, Z., Malolepszy, J., Roszczynialski, W., & Stok, A. (2007). Production of expansive additive to portland cement. Journal of European Ceramic Society , 605-609. (200). NBN EN 12706:2000 Lijmen - Beproevingsmethoden voor hydraulisch verhardende vloerafvlakkings- en/of egalisatiemengsels - Bepaling van de vloeieigenschappen. Brussel: BIN. (2000). NBN EN 13318: Dekvloermortels en dekvloeren - Begripsbepalingen. Brussel: BIN. (2004). NBN EN 13454-1 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 1 Definities en eisen. Brussel: NBN. (2004). NBN EN 13454-2 Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervardigde mengsels voor dekvloeren gebaseerd op calciumsulfaat – Deel 2 Beproevingsmethode. Brussel: NBN. (2002). NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren - Dekvloermortels Eigenschappen en eisen. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-1 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-2 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 2: Bepaling van de buigen druksterkte. Brussel: BIN. (2004). NBN EN 13892-3 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 3: Bepaling van de slijtweerstand volgens Böhme. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-6 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 6: Bepaling van de oppervlaktehardheid. Brussel: BIN. (2003). NBN EN 13892-8 Beproevingsmethoden voor dekvloermortels - Deel 8: Bepaling van de hechtsterkte. Brussel: BIN. (2001). NEN 2741: In het werk vervaardigde vloeren - Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren. Delft: NEN.


121/122

Voortgangsverslag periode 1: proefresultaten Nunes, S. (2008). Performance-based design of self-compacting concrete (SCC): a contribution to enchance SCC mixtures robustness. Porto: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Odler, I., & Colán-Subauste, J. (1999). Investigations on cement expansions associated with ettringite formation. Cement and concrete research , 731-735. RatioTEC. (sd). Opgehaald van http://www.ratiotec-gmbh.de/en/measuringtesting/abrasion-testing.htm Rixom, R., & Mailvaganam, N. (1999). Chemical Admixtures for Concrete. Londen: E & FN Spon. Rols, S., Ambroise, J., & Pera, J. (1999). Effects of different viscosity agents on the properties of self-leveling concrete. Cement & Concrete Research , 261-266. Sahmaran, M. (2006). The effect of chemical admixtures and mineral additives on the properties of self-compacting mortars. Cement & Concrete Composites , 432-440. (1975). STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren. Brussel: Nationaal instituut voor de huisvesting. Uitvoeringsrichtlijn vervaardiging van cementgebonden gietdekvloeren. (2007). IKOBBKB BV. VAN GINDERACHTER, C. e. (2005). Cementgebonden gietvloeren. Rotterdam: SBR. VANDEWAETERE, V. (2009). BRE Screed Test: parameteronderzoek. Oostende: KHBO. VANDEWALLE, L. (2006). Betontechnologie. Brussel: Belgische Betongroepering. VANGHEEL, T. (2010, januari 11). gietdekvloeren. via mail.


122/122

10 definitief verslag

Recommend Documents