Oorzaak en gevolg
• De aanleiding : • Vaste commissie in situ • Cur vc12 voorschriftenbetontechnologie
Betonsterkte vs. Duurzaamheid • • •
Stufib en Stutech Stufib rapport 20 (studiecel 18) te downloaden www.stufib.nl Ab van den Bos – TNO DIANA bv
•
Kennis ook aanwezig bij ABT – Niels Punt
• • • • 25 juni 2015
Het resultaat : Stufib rapport 20 (2012) Betoncentrale intern onderzoek 91 dgn SBR CURNET preadvies (2015) Betonsterkte
1
De verleiding
25 juni 2015
2
Het Proces
• Richting gevend, en minder concluderend.
• 2009 - 2012 • discussies en literatuuronderzoek • Gegevensverzameling beton centrales
•
Discussie en verandering ??!!
Betonsterkte
25 juni 2015
3
De stakeholders
• Constructeur – Betonsterkteklasse – Milieuklasse
Betonsterkte
25 juni 2015
4
De overlegdriehoek
• Betontechnoloog
Ontwerp (constructeur)
– Minimale sterkte eis – Verwerkbaarheid
beton constructie
• Aannemer
Uitvoering (aannemer)
Technologie (betontechnoloog)
– Verwerkbaarheid
Betonsterkte
5
25 juni 2015
Betonsterkte
25 juni 2015
6
1
De gevolgen van betonsterkte
Normachtergrond
• Milieu belasting
• Rekenwaarde betonsterkte
• Wapeningspercentage
•• fg =a 1,5 isfck opgebouwd / gc uit cdc = cc * –– a = 1,0 (lange duur) 5% Modelonnauwkeurigheid cc –– gGeometrie = 1,5 (normale materiaalfactor) 5% c
• Krimp
– Betonsterkte variatie 15% – Verschil in uitharden tussen de waterbak en het project (1,15)
Betonsterkte
25 juni 2015
7
Normachtergrond
Betonsterkte
25 juni 2015
8
Normachtergrond
• Belastingstijd Rusch tests (1960)
• Belastingstijd Rusch tests (1960)
• Als er belasting tot 80 % van de druksterkte wordt aangebracht en deze aanwezig blijft dan zal het beton uiteindelijk bij circa 0,81 van de korte duur sterkte bezwijken.
• MAAR…., de normregels zijn gebaseerd op testen die toch al wel circa 1,5 uur duren. Daar zit al een reductie in van circa 0,87
• Blijft dus over : 0,81/0,87 = 0,94 Betonsterkte
25 juni 2015
9
Normachtergrond
Betonsterkte
25 juni 2015
Normachtergrond
• Belastingstijd Rusch tests (1960)
• Belastingstijd Rusch tests (1960)
• MAAR…., Rusch deed zijn tests op 28 daags beton. En de werkelijke belasting treedt in projecten veel later op. • Het beton is dan wel 10 tot 30 % sterker.
• MAAR…., als je de toename in sterkte na 28 dagen in de berekening wil meenemen dan dient beseft te worden dat al 6% ingecalculeerd is !!
• Blijft dus over 0,94 * 1,1 tot 1,3 • 1,03 tot 1,22 we kiezen acc = 1,0
• Dus voeren we voor de zekerheid een factor in kt = 15%??!!
Betonsterkte
10
25 juni 2015
11
Betonsterkte
25 juni 2015
12
2
Normachtergrond
Normachtergrond
• Conclusie
• Aanbeveling
• kt bedraagt 15 % om 6% te compenseren. • De keuzes zijn gebaseerd op materiaal van lang geleden en niet actueel
• “Verlaag” de kt naar 0,95. • Zet een onderzoeksprogramma op voor de druksterkte op termijn.
Betonsterkte
– 28 dagen – 91 dagen – 365 dagen – 1825 dagen
25 juni 2015
Betonsterkte
13
Betonsterkte en milieuklasse
25 juni 2015
14
Betonsterkte en milieuklasse
Sterkte C30/37 Kubussen op de centrale 28 dagen alle centrales
Sterkte C20/25 Kubussen op de centrale 28 dagen alle centrales
60,0 0,45;58 0,45(4%);50
50,0
0,50;52 0,55;48
40,0
0,60;44 0,65;41 0,70;38
Sterkte (N/mm2)
30,0 min
0,45;58 0,45(4%);50
50,0
0,50;52 0,55;48
40,0
0,60;44 0,65;41 0,70;38
30,0 min max
20,0
max Fck+1,48s sturing rekenwaarde EC2 wcf;sterkte (theoretisch)
10,0
Fck+1,48s sturing rekenwaarde EC2 wcf;sterkte (theoretisch)
,4 5 XF 1; 30 0; 0, 55 XF 2; 30 0; 0, 45 XF 4; 32 0; 0, 45
,5 5
,6 0
,6 5
,5 0
XD 3; 30 0 ;0
XC 4; 30 0 ;0
Duurzaamheidsklasse
XC 3; 28 0 ;0
XA 2 ;3
XA2;320;0,5 XA3;340;0,45 XC1;260;0,65 XC2;280;0,60 XC3;280;0,55 XC4;300;0,50 XF2;300;0,45 XF4;320;0,45
XC 2; 28 0 ;0
0,0
40 ;0 ,4 5
0,0
20 ;0 ,5
10,0
XC 1; 26 0 ;0
20,0
XA 3 ;3
Sterkte (N/mm2)
60,0
Duurzaamheidsklasse
Betonsterkte
25 juni 2015
15
Samenvatting
25 juni 2015
16
Betonsterkte en milieuklasse
Koppeling Wcf en sterkte
0,60
0,55
0,50
0,45
Voorbeelden milieuklassen
XC2
XC3,XD1,XF1,XF2*,XA1
XC4,XD2,XS1,XF3,XF4*,XA2
XD3,XS2,XS3,XF2,XF4
Minimale sterkte**
Zoals een C20/25 bedoeld is. Geen speciale verhoging uit de wcf.
35 MPa (mag in bij platen gewoon een C30/37 in de berekening worden gehanteerd, terwijl de bestelomschrijving C20/25 is).
42 MPa (mag dus altijd een C30/37 worden gehanteerd, bij een bestelling op C20/25).
45 MPa (mag altijd een C30/37 worden gehanteerd en bij platen in bepaalde gevallen een C35/45).
MIN/GEM/MAX waarde bij bestelling C20/25 ***
33 / 37 / 45 MPa
35 / 42 / 52 MPa
42 / 45 / 55 MPa
45 / 52 / 60 MPa
* ** ***
Alleen als er lucht wordt toegevoegd. Moet voorgeschreven staan in het bestek! Sterkte in de waterbak op de centrale (normtechnisch 15% hoger dan het werk). Zonder verdere verzwarende eisen (ontkistingstijdstip en/of cementkeuzen).
Betonsterkte
Betonsterkte
0,45: XD3 / XS2 / XS3 / XF2 / XF4 / XA3 XF2 en XF4 -> luchtbelvormer -> 0,50 25 juni 2015
17
Betonsterkte
25 juni 2015 18
3
Vorst dooizout
•
Waarom gaat het dan toch vaak mis? Meestal kiest men voor de samenstelling zonder lucht ! Niet altijd is de nabehandeling optimaal !
DIA’s van Peter de Vries (ENCI), waarvoor vele malen dank
Betonsterkte
25 juni 2015
25 juni 201520
Betonsterkte 19
NEN 8005 schrijft voor….
Effect van wel of geen lucht i.c.m. CEM III/B
Milieuklasse
max. wcf
min. cementgehalte kg/m3
Grootste korrel D in mm
Luchtgehalte % v/v
XF1
0,55
300
-
-
XF2
0,55
300
63 31,5 16 8
3,0 3,5 4,0 5,0
XF2
0,45
300
-
-
XF3
0,50
300
-
-
XF4
0,50
300
63 31,5 16 8
3,0 3,5 4,0 5,0
XF4
0,45
320
-
-
7
14
28
42
56
De norm suggereert gelijkwaardigheid Betonsterkte
25 juni 2015
21
Betonsterkte
25 juni 2015
22
De conclusie
Effect van nabehandelen op capillaire porositeit
• Er is winst te halen voor het milieu, maar ook voor de kwaliteit van de betonwerken door aandacht te besteden aan de maximale (druk)sterkte van het beton. • Er is meer onderzoek nodig naar de betonsterkte ontwikkeling op termijn 28, 56, 91 dagen en 1 of 5 jaar. • De invloed op rekenparameters en huidige normregels dient goed onderzocht te worden. Betonsterkte
25 juni 2015
23
Betonsterkte
25 juni 2015
24
4
De aanbeveling: de norm
De aanbeveling: constructeur
• De kt factor dient beter onderbouwd te worden dan wel te worden verhoogd. • Zou bij een XF4 een luchtbelvormer moeten voorschrijven (in het werk gestort). • De omrekening van sterkte uit de praktijk naar de rekenwaarde verbeteren. • Voer een constructiefactor in.
• Zal op elk moment moeten aantonen dat de constructie voldoet, dus niet alleen op 28 dagen blindstaren. • Mag de te verwachten sterkte voor een repeterend bouwwerk of bekend betonrecept gebruiken in zijn berekeningen. • Denk na over de milieuklasse, welke wcf? • Verhinderde vervormingen en sterkte.
Betonsterkte
Betonsterkte
25 25 juni 2015
25 juni 2015
De aanbeveling: technoloog
De aanbeveling: aannemer
• Geef bij elk recept een grafiek af van de te verwachten sterkte in de tijd. • Actief onderzoek doen naar de sterkteontwikkeling in de tijd. • Probeer uit eigen beweging minder cement(klinker)rijke mengsels te maken.
• Sneller bouwen is meer sterkte, koppel dat terug naar de constructeur. Probeer voordeel te halen uit een gerichte ontkisting sterkte. • Wees een schakel tussen de betontechnoloog en de constructeur. Entameer de dialoog.
Betonsterkte
25 juni 2015 27
Onderzoek aan het beton
25 juni 2015
28
De stelling
• Enerzijds onderzoek aan de betonmengsels op de centrales. • Anderzijds onderzoek aan de cementen op een universiteit • Sjabloon voor aanleveren van onderzoeksdata aan KIWA • Onderzoeksbureau kernen
Betonsterkte
Betonsterkte
26
25 juni 2015
• Beton bezwijkt in Nederland niet op druk, daarom zou de veiligheid op de druksterkte omlaag kunnen. • Waar of niet waar ?
29
Betonsterkte
25 juni 2015
30
5
De stelling
De stelling
• De kans dat een balk bezwijkt op druksterkte is groter dan de kans dat een plaat daardoor bezwijkt.
• De betoncentrale / betontechnoloog zou zelf actief het cementgehalte moeten reduceren om het milieu te sparen.
• Waar of niet waar ?
• Waar of niet waar ?
Betonsterkte
25 juni 2015
31
De stelling
Betonsterkte
• Een hogere betonsterkte verhoogt de scheurwijdte.
• Waar of niet waar ?
• Waar of niet waar ?
25 juni 2015
33
De stelling
Betonsterkte
25 juni 2015
34
De stelling
• De gemiddelde constructeur maakt zijn berekening onafhankelijk van de milieuklasse keuze.
• De sterkte van de beton in de constructie zal in de winter groter zijn door een langzamere hydratatie (door lagere temperaturen).
• Waar of niet waar ?
• Waar of niet waar ?
Betonsterkte
32
De stelling
• De betoncentrale zou een beton moeten kunnen leveren op maximale krimpmaat
Betonsterkte
25 juni 2015
25 juni 2015
36
Betonsterkte
25 juni 2015
37
6
De stelling
De stelling
• De invloed van krimp, bij belemmerde vervorming, op de staalspanning mag worden verwaarloosd in de UGT fase.
• Luchtbelvormer is de oplossing van het probleem van eroderende betonoppervlakken.
• Waar of niet waar ?
• Waar of niet waar ?
Betonsterkte
25 juni 2015
38
Betonsterkte
25 juni 2015
39
De stelling
• Als de betontechnologen de sterkte ontwikkeling zouden communiceren met de constructeurs, dan zullen zij de berekening daar toch niet op aanpassen. • Waar of niet waar ?
Betonsterkte
25 juni 2015
40
7
