BETONTECHNOLOGIE Uitgever : Belgische Betongroepering, Brussel 4de herziene druk 2006

UITTREKSELS van het boek

BETONTECHNOLOGIE

Uitgever : Belgische Betongroepering, Brussel 4de herziene druk 2006

Deze publicatie is verkrijgbaar bij : Belgische Betongroepering vzw Voltastraat 8 1050 Brussel telefoon : 02 645 52 11 telefax : 02 640 06 70 e-mail : [email protected] website : www.betongroepering.be

Foto’s cover : rijksarchief te Mons (studiebureau Greisch; © J-L DERU / photo-daylight.com), werken ‘Antwerpse ring’ (foto : Jef Apers), algemeen zicht werf (foto : André Nullens) Verantwoordelijke uitgever : Robert Gheysens Drukkerij : De Bouwkroniek Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enig andere manier zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Belgische Betongroepering. De Belgische Betongroepering, de auteurs en al diegenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans is de mogelijkheid niet uitgesloten dat er zich toch fouten, onnauwkeurigheden of onvolledigheden in deze publicatie kunnen bevinden. Degene die gebruik maakt van de gegevens in deze publicatie, aanvaardt daarvoor het risico. De Belgische Betongroepering sluit, mede ten behoeve van al diegenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze publicatie. © Belgische Betongroepering, 2006 ISBN 2-9600637-1-6 ISBN 978-2-9600637-1-4 (nieuwe nomenclatuur) EAN 9782960063714 D/2006/8423/02

VOORWOORD Beton – ongewapend, gewapend of voorgespannen – is reeds decennia lang het belangrijkste bouwmateriaal gebruikt bij kunstwerken, gebouwen en wegenbouw. Om een degelijk beton te kunnen maken, is een grondige kennis van de betontechnologie onontbeerlijk. De Beroepsvereniging voor Stortklaar Beton heeft daarom vanaf 1971 het Centrum voor Beroepsopleiding van de Betontechnologie opgericht. Dit opleidingscentrum gebruikte een tekst, die initieel werd opgesteld door diegenen die de opleiding zelf verzekerden. Aldus was de basis gelegd van de eerste elementaire cursus betontechnologie. Vrij vlug volgde een meer gespecialiseerde cursus betontechnologie. Bijna twintig jaar later, in 1990, nam de Belgische Betongroepering het initiatief om deze cursustekst te actualiseren en, in samenwerking met het Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid, opnieuw te publiceren. In 1991 kwam een tweede uitgave tot stand. De derde uitgave in 1994 was een volledig herwerkte versie, aangepast aan de recentste evolutie in de betontechnologie, de normalisatie en de certificatie. In 1998 voelde men de noodzaak om een viertal hoofdstukken uit de uitgave van 1994 te herwerken; deze herwerkte hoofdstukken werden als “Complement 1998” gepubliceerd. De uitgave 1994 samen met het complement 1998 vormen de basis van het onderhavig boek (2006). De laatste ontwikkelingen en recent verschenen of herziene normen zoals de NBN EN 206-1:2001 met de nationale aanvullende norm NBN B 15-001:2004 zijn erin verwerkt, zodat de inhoud van het boek actueel is. Deze uitgave richt zich tot iedereen die met beton bezig is en behoefte heeft aan betontechnologische kennis en inzicht. Het doel van dit naslagwerk is het verschaffen van grondige kennis over de bestanddelen, de samenstelling, het vervaardigen en het verwerken van beton. Ook de eigenschappen, het uiterlijk, de controle en de duurzaamheid van beton komen uitvoerig aan bod. Een inleiding tot speciale betonsoorten werd niet vergeten waardoor het inzicht in “betonmogelijkheden” verruimd wordt en de horizon verder open getrokken wordt voor nieuwe toepassingen. Dit boek is vergelijkbaar met analoge initiatieven in de ons omringende landen en kan als cursus of als naslagwerk gebruikt worden. Mede in naam van de Belgische Betongroepering danken ondergetekenden al de auteurs en de leden van de coördinatiegroep voor de zeer gewaardeerde bijdragen die ze geleverd hebben. Prof.dr. ir. Lucie Vandewalle, voorzitster van de Commissie Vorming ir. Robert Gheysens, voorzitter van de Belgische Betongroepering

AUTEURS EN COÖRDINATIEGROEP HOOFDSTUK

AUTEURS

I

Beton, een veelzijdig bouwmateriaal

H. LAMBOTTE, Em. Professor, Universiteit Gent

II

Betonbestanddelen

II.1

Cement

C. LADANG, Raadgevend ingenieur, CBR. Cementbedrijven C. XHONNEUX, Raadgevend ingenieur, CBR Cementbedrijven

II.2

Granulaten

J. HOREMANS, Verantwoordelijke Promotie, UCP

II.3

Water

P. MAGERA, Product Manager Admixtures, SIKA C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, Federatie van de Belgische Cementnijverheid (FEBELCEM)

II.4

Hulpstoffen

P. MAGERA, Product Manager Admixtures, SIKA C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, FEBELCEM

II.5

Toevoegsels

II.5.1

Vliegas, microsilica, fillers, slakken,…)

C. LADANG, Raadgevend ingenieur, CBR. Cementbedrijven

II.5.2

Pigmenten

C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, FEBELCEM

II.6

Polymeren

A. BEELDENS, dr. ir. - Onderzoeker, Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW)

II.7

Polypropyleenvezels voor mortel en beton

F. DEMULDER, Gedelegeerd Bestuurder, DEMULA

III

Eigenschappen van betonspecie en van verhardend beton

G. DE SCHUTTER, Prof. dr. ir., Laboratorium Magnel voor Betononderzoek Universiteit Gent

IV

Verhard beton en zijn eigenschappen

L. VANDEWALLE, Prof. dr. ir., KULeuven

V

Duurzaamheid van beton

J. APERS, Hoofdingenieur – Gebouwen, FEBELCEM

VI

Specificatie van beton

J. APERS, Hoofdingenieur – Gebouwen, FEBELCEM

VII

Betonsamenstelling

L. CHRISTIAENS, Business Development Manager, F.S.B.P. G. DE SCHUTTER, Prof. dr. ir., Laboratorium Magnel voor Betononderzoek Universiteit Gent

VIII

Controle en certificatie van beton

B. DE BLAERE, Directeur BCCA

IX

Productie en vervoer

P. FAFCHAMPS, Kwaliteitsverantwoordelijk, NV Holcim Beton België

X

Verwerking van het beton

V. POLLET, ir. Adjunct- Diensthoofd, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB)

XI

Ontkisting, nabehandeling en bescherming van beton

V. POLLET, ir. Adjunct- Diensthoofd, WTCB

XII

Speciale betonsoorten

XII.1

Hogesterktebeton

P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven

XII.2

Licht beton

P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven

XII.3

Schuimbeton

P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven

XII.4

Onderwaterbeton (colloïdaalbeton)

G. VERMEULEN, Ingenieur Kwaliteit, INTER-BETON

XII.5

Vuurvast beton

J. TIRLOCQ, Verantwoordelijke Kwaliteit, BCRC / INISMA

XII.6

Staalvezelbeton

L. VANDEWALLE, Prof. dr. ir., KULeuven

XII.7

Zelfverdichtend beton

V. DIERYCK, ir. AdjunctLaboverantwoordelijke, WTCB J. DESMYTER, ir. Diensthoofd Afdeling structuren, WTCB

XII.8

Spuitbeton

M. VANDEWALLE, Raadgevend ingenieur - Bouw, Bekaert

XII.9

Zicht- en sierbeton

J. APERS, Hoofdingenieur Gebouwen, FEBELCEM

XII.10 Zwaar beton

P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven

XIII

Betonstaal

L. TAERWE, Gewoon Hoogleraar Directeur Laboratorium Magnel voor Betononderzoek Universiteit Gent

XIV

Bekisting

J. APERS, Hoofdingenieur Gebouwen, FEBELCEM

XV

Wegenbeton

L. RENS, Raadgevend ingenieur Wegen, FEBELCEM C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, FEBELCEM

COÖRDINATIEGROEP J. APERS, Hoofdingenieur - Gebouwen, FEBELCEM A. BROUCKE, Em. Professor, Vrije Universiteit Brussel - Hoofdredacteur J-F. DENOËL, Raadgevend ingenieur - Gebouwen, FEBELCEM P. HARDY, Raadgevend ingenieur – Technologie cement en beton, FEBELCEM L. VANDEWALLE, Prof. dr. ir., KULeuven - Voorzitster Commissie Vorming

Inhoudstafel

585

INHOUDSTAFEL VOORWOORD

3

AUTEURS EN COÖRDINATIEGROEP

5

HOOFDSTUK I : BETON, EEN VEELZIJDIG BOUWMATERIAAL

9

1. Betontechnologie ................................................................................................9 2. Beton.....................................................................................................................9 3. Geschiedenis van beton als constructiemateriaal..........................................11 3.1. Beton en metselwerk - de boogconstructie ..................................................11 3.2. Gewapend beton - van boog naar balk.........................................................12 3.3. Voorgespannen beton - het verleggen van de grenzen ...............................14 4. De ontwikkelingen in de betontechnologie ....................................................17 4.1. De betonsamenstelling................................................................................17 4.2. Productie en verwerking..............................................................................19 4.3. Normalisatie, certificatie, kwaliteit ...............................................................20 5. Besluit.................................................................................................................21

HOOFDSTUK II : BETONBESTANDDELEN

23

Hfst. II.1 : CEMENT

23

1. Definitie ..............................................................................................................23 2. Historiek .............................................................................................................23 2.1 Natuurlijk cement..........................................................................................23 2.2. Kunstmatig cement......................................................................................24 3. Samenstellende bestanddelen.........................................................................25 3.1. Portlandklinker.............................................................................................25 3.1.1. Definitie ...............................................................................................25 3.1.2. Basisgrondstoffen ...............................................................................26 3.1.3. Fabricatieprocessen............................................................................27 3.1.4. Chemische en mineralogische samenstelling klinker .........................31 3.2. Gegranuleerde hoogovenslak .....................................................................33 3.2.1. Definitie ...............................................................................................33 3.2.2. Basisgrondstoffen en fabricatieproces................................................33 3.2.3. Scheikundige samenstelling van de slak ............................................34 3.2.4. Mineralogische samenstelling van de slak..........................................36 3.3. Vliegas.........................................................................................................36 3.3.1. Definitie ...............................................................................................36

Inhoudstafel

586

3.3.2. Chemische samenstelling .................................................................. 37 3.4. Kalksteen .................................................................................................... 38 3.5. Andere hoofdbestanddelen ........................................................................ 39 3.6. Nevenbestanddelen.................................................................................... 39 3.7. Toevoegingen ............................................................................................. 40 3.8. Calciumsulfaat ............................................................................................ 40 4. Productie van cement door doseren/malen van de bestanddelen .............. 41 4.1. Verschillende cementtypes, samenstelling, genormaliseerde aanduiding.................................................................................................. 41 4.2. Maalproces met kogelmolen....................................................................... 43 4.3. Maalproces met rollenpers ......................................................................... 45 4.4. Separatoren ................................................................................................ 46 4.5. Verzending van het cement........................................................................ 47 5. Normeisen NBN EN 197-1 ................................................................................ 47 5.1. Mechanische eisen..................................................................................... 48 5.1.1. De normsterkte ................................................................................... 48 5.1.2. De beginsterkte .................................................................................. 48 5.2. Fysische eisen ............................................................................................ 49 5.3. Chemische eisen ........................................................................................ 49 5.3.1. Sulfaat-en chloridegehalte.................................................................. 49 5.3.2. Gloeiverlies en onoplosbare rest........................................................ 49 5.4. Duurzaamheideisen.................................................................................... 50 6. Controle van het cement.................................................................................. 51 6.1. Belangrijkste controleproeven .................................................................... 51 6.1.1. Bepaling van de mechanische sterkte (NBN EN 196-1) .................... 51 6.1.2. Bepaling van de binding en van de stabiliteit (NBN EN 196-3).......... 51 6.1.3. Bepaling van de maalfijnheid ............................................................. 53 6.1.4. Bepaling van de hydratatiewarmte ..................................................... 53 6.1.5. Chemische analyse ............................................................................ 53 6.2. Evaluatie van de conformiteit ..................................................................... 54 6.3. Conformiteitsmerk....................................................................................... 56 7. Speciale cementsoorten .................................................................................. 57 7.1. Cement met laag alkaligehalte ................................................................... 57 7.2. Cement met hoge bestandheid tegen sulfaten........................................... 58 7.3. Cement met lage hydratatiewarmte............................................................ 58 7.4. Cement met hoge aanvangssterkte............................................................ 59 7.5. Wit cement.................................................................................................. 59 7.6. Aluminaatcement........................................................................................ 60 7.7. Overgesulfateerd cement ........................................................................... 61 8. Toepassingsgebied cementsoorten ............................................................... 61 9. Milieuaspecten .................................................................................................. 62 10. Aspecten betreffende veiligheid en gezondheid ......................................... 62 11. Bibliografie ...................................................................................................... 64 Bijlage : uittreksel uit de veiligheidsvoorschriften ........................................... 64

Inhoudstafel

Hfst. II.2 : GRANULATEN

587

67

1. Inleiding ..............................................................................................................67 1.1. Definitie........................................................................................................67 1.2. Waarom granulaten.....................................................................................67 2. Hoe worden de granulaten onderverdeeld? ...................................................67 2.1. Onderverdeling naar grootte .......................................................................67 2.2. Onderverdeling naar volumieke massa.......................................................68 2.3. Onderverdeling naar oorsprong ..................................................................68 2.4. Onderverdeling naar ontstaanswijze...........................................................69 2.4.1. Gesteente............................................................................................69 2.4.2. Zand ....................................................................................................71 3. Beschikbaarheid van granulaten in België .....................................................72 3.1. Grove granulaten.........................................................................................72 3.1.1. Natuurlijke granulaten .........................................................................72 3.1.2. Kunstmatige granulaten ......................................................................77 3.2. Fijne granulaten...........................................................................................78 4. Kenmerken van de granulaten gebruikt in de betonsector...........................78 4.1. Algemene kenmerken .................................................................................78 4.2. Proeven op granulaten ................................................................................78 4.2.1. Normen en eisen.................................................................................78 4.2.2. Eigenschappen van granulaten voor beton ........................................79

Hfst. II.3 : WATER

89

1. Inleiding ..............................................................................................................89 2. Het water in het beton .......................................................................................89 3. Vereiste kwaliteiten voor het water .................................................................90 3.1. Watertypes ..................................................................................................90 3.2. Monstername ..............................................................................................91 3.3. Proeven en vereisten ..................................................................................92 4. Invloed van de watertemperatuur ....................................................................93

Hfst. II.4 : HULPSTOFFEN

97

1. Inleiding ..............................................................................................................97 1.1. Definitie........................................................................................................97 1.2. Gebruiksvoorzorgen ....................................................................................98 2. De hulpstoffen voor beton en hun eigenschappen .......................................98 2.1. Plastificeerder - waterreduceerder ..............................................................98 2.1.1. Definitie ...............................................................................................98 2.1.2. Basisproducten ...................................................................................98 2.1.3. Werking ...............................................................................................99 2.1.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2) .................................................100 2.1.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden................................100 2.1.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton...............................100 2.1.7. Toepassingsgebieden .......................................................................101

Inhoudstafel

588

2.2 Superplastificeerder - sterk waterreduceerder .......................................... 101 2.2.1. Definitie............................................................................................. 101 2.2.2. Basisproducten................................................................................. 101 2.2.3. Werking ............................................................................................ 101 2.2.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)................................................. 102 2.2.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden............................... 102 2.2.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton.............................. 103 2.2.7. Toepassingsgebieden ...................................................................... 104 2.3. Watervasthoudende hulpstof.................................................................... 104 2.3.1. Definitie............................................................................................. 104 2.3.2. Basisproducten................................................................................. 104 2.3.3. Werking ............................................................................................ 104 2.3.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)................................................. 105 2.3.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden............................... 105 2.3.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton.............................. 105 2.3.7. Toepassingsgebieden ...................................................................... 105 2.4. Luchtbelvormer ......................................................................................... 105 2.4.1. Definitie............................................................................................. 105 2.4.2. Basisproducten................................................................................. 106 2.4.3. Werking ............................................................................................ 106 2.4.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)................................................. 108 2.4.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden............................... 109 2.4.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton.............................. 111 2.4.7. Toepassingsgebieden ...................................................................... 111 2.5. Bindings- en verhardingsversnellers ........................................................ 111 2.5.1. Definitie............................................................................................. 111 2.5.2. Basisproducten................................................................................. 112 2.5.3. Werking ............................................................................................ 112 2.5.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)................................................. 112 2.5.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden............................... 112 2.5.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton.............................. 113 2.5.7. Toepassingsgebieden ...................................................................... 113 2.6. Bindingsvertrager ..................................................................................... 113 2.6.1. Definitie............................................................................................. 113 2.6.2. Basisproducten................................................................................. 113 2.6.3. Werking ............................................................................................ 113 2.6.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)................................................. 114 2.6.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden............................... 114 2.6.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton.............................. 114 2.6.7. Toepassingsgebieden ...................................................................... 114 2.7. Waterdichtingsmiddel in de massa........................................................... 115 2.7.1. Definitie............................................................................................. 115 2.7.2. Basisproducten................................................................................. 115 2.7.3. Werking ............................................................................................ 115 2.7.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)................................................. 115 2.7.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden............................... 115 2.7.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton.............................. 116 2.7.7. Toepassingsgebieden ...................................................................... 116 3. Besluiten.......................................................................................................... 116

Inhoudstafel

589

4. Bibliografie.......................................................................................................117

Hfst II.5 : TOEVOEGSELS

119

Hfst. II.5.1 : VLIEGAS, MICROSILICA, FILLERS, SLAKKEN,…

119

1. Inleiding ............................................................................................................119 2. Vliegas ..............................................................................................................120 2.1. Inleiding .....................................................................................................120 2.2. Kwaliteit poederkoolvliegas .......................................................................120 2.3. Definitie......................................................................................................120 2.4. Chemische samenstelling en fysische kenmerken ...................................121 2.5. Mineralogische eigenschappen.................................................................122 2.6. Puzzolane activiteit....................................................................................122 2.7. Korrelopbouw en korrelvorm .....................................................................123 2.8. Het gehalte aan onverbrande kool ............................................................123 2.9. Vliegas als gedeeltelijke cementvervanging .............................................123 3. Gemalen hoogovenslak ..................................................................................125 4. Microsilica ........................................................................................................126 4.1. Inleiding .....................................................................................................126 4.2. Handelsvormen .........................................................................................127 4.3. Chemische samenstelling en fysische kenmerken ...................................127 4.4. Toepassing in beton ..................................................................................128 5. Inerte toevoegsels ...........................................................................................130 6. Toepassing van toevoegsels .........................................................................130 7. Bibliografie.......................................................................................................131

Hfst. II.5.2 : PIGMENTEN

133

1. Inleiding ............................................................................................................133 2. Eisen gesteld aan de kleurstoffen gebruikt in beton...................................133 3. Types kleurstoffen...........................................................................................133 4. Gebruik van de kleurstoffen...........................................................................134 5. Bibliografie.......................................................................................................134

Hfst. II.6 : POLYMEREN

135

1. Situering ...........................................................................................................135 2. Eigenschappen van polymeerdispersies voor polymeermodificatie.........136 3. Geïntegreerd model voor polymeermodificatie ...........................................139 3.1. Polymeerfilmvorming in aanwezigheid van cement ..................................140 3.2. Cementhydratatie in polymeer gemodificeerd materiaal...........................141

Inhoudstafel

590

4. Invloed van polymeermodificatie op mechanische en fysische eigenschappen van mortel of beton ............................................................ 142 5. Besluit .............................................................................................................. 143 6. Bibliografie ...................................................................................................... 144

Hfst. II.7 : POLYPROPYLEENVEZELS VOOR MORTEL EN BETON

145

1. Inleiding ........................................................................................................... 145 2. Vermindering van scheurvorming. ............................................................... 145 3. Werking van polypropyleenvezels in plastische fase van het beton. ...... 145 4. Werking van polypropyleenvezels in verhard beton. ................................. 146 5. Aanvullende inlichtingen ............................................................................... 146 6. Bibliografie ...................................................................................................... 146

HOOFDSTUK III : EIGENSCHAPPEN VAN BETONSPECIE EN VAN VERHARDEND BETON

147

1. Het hydratatieproces ...................................................................................... 147 2. Hydratatiegraad .............................................................................................. 151 3. Relatie tussen microstructuurvorming en macro-eigenschappen............ 153 4. Betonspecie..................................................................................................... 155 4.1. Consistentie .............................................................................................. 155 4.2. Praktische meting van de consistentie ..................................................... 156 4.2.1. Zetmaat (NBN EN 12350-2) ............................................................. 156 4.2.2. Schokmaat (NBN EN 12350-5) ........................................................ 157 4.2.3. VeBe-consistometer (NBN EN 12350-3).......................................... 158 4.2.4. Verdichtingsgraad van Walz (NBN EN 12350-4) ............................. 158 4.3. Consistentieklassen.................................................................................. 159 4.4. Binding...................................................................................................... 160 4.5. Luchtgehalte ............................................................................................. 161 4.6. Volumieke massa ..................................................................................... 161 5. Verhardend beton ........................................................................................... 161 5.1. Warmteontwikkeling ................................................................................. 161 5.2. Sterkteontwikkeling................................................................................... 164 5.3. Stijfheidsontwikkeling ............................................................................... 165 5.4. Breukrek ................................................................................................... 166 5.5. Diagram spanning-vervorming ................................................................. 166 5.6. Coëfficiënt van Poisson ............................................................................ 167 5.7. Krimp ........................................................................................................ 168 5.8. Kruip ......................................................................................................... 168 5.9. Thermische eigenschappen ..................................................................... 169 6. Invloed van de temperatuur op eigenschappen van vers en verhardend beton .......................................................................................... 169

Inhoudstafel

591

7. Invloed van de relatieve vochtigheid op eigenschappen van vers en verhardend beton ...........................................................................................171 8. Sterktevoorspelling van verhardend beton in de praktijk..........................172 9. Bibliografie......................................................................................................174

HOOFDSTUK IV : VERHARD BETON EN ZIJN EIGENSCHAPPEN

175

1. Volumieke massa ............................................................................................175 2. Sterkte...............................................................................................................176 2.1. Druksterkte ................................................................................................176 2.2. Treksterkte ................................................................................................178 2.3. Sterkteklassen...........................................................................................181 3. Vervorming.......................................................................................................183 3.1. Elasticiteitsmodulus...................................................................................183 3.2. Coëfficiënt van Poisson.............................................................................184 3.3. Thermische eigenschappen ......................................................................184 3.3.1. Thermische uitzettingscoëfficiënt......................................................184 3.3.2. Soortelijke warmte.............................................................................185 3.3.3. Volumieke soortelijke warmte ...........................................................185 3.4. Krimp .........................................................................................................185 3.5. Kruip ..........................................................................................................187 4. Thermisch en akoestisch isolatievermogen.................................................190 5. Gedrag van beton in extreme omstandigheden...........................................191 5.1. Invloed van hoge temperaturen ................................................................191 5.2. Invloed van lage temperaturen..................................................................193 6. Bibliografie.......................................................................................................194

HOOFDSTUK V : DUURZAAMHEID VAN BETON

195

1. Inleiding ............................................................................................................195 2. Theoretische achtergrond ..............................................................................196 2.1. Transportmechanismen in beton...............................................................196 2.1.1. Poriënstructuur ..................................................................................196 2.1.2. Permeabiliteit.....................................................................................198 2.1.3. Verschillende transportmechanismen...............................................200 2.1.4. Besluit................................................................................................208 2.2. Scheurvorming ..........................................................................................209 2.2.1. Toelaatbare scheuren .......................................................................209 2.2.2. Ontoelaatbare scheurvorming...........................................................210 3. Aantastingmechanismen ................................................................................211 3.1. Milieuklassen en duurzaamheidseisen .....................................................211 3.1.1. Milieuklassen.....................................................................................211 3.1.2. Duurzaamheidseisen ........................................................................212 3.2. Aantasting door corrosie ...........................................................................212

Inhoudstafel

592

3.2.1. Corrosiemechanisme........................................................................ 212 3.2.2. Beschermende werking van de betondekking. ................................ 214 3.2.3. Door carbonatatie geïnitieerde corrosie ........................................... 214 3.2.4. Door chloride geïnitieerde corrosie .................................................. 218 3.3. Aantasting door vorst/dooicycli (met en zonder dooizouten) ................... 222 3.3.1. Vorst/dooicycli .................................................................................. 222 3.3.2. Vorst/dooicycli in combinatie met dooizouten .................................. 226 3.4. Aantasting door alkalisilicareactie. ........................................................... 227 3.4.1. Mechanisme. .................................................................................... 227 3.4.2. Hoe schade voorkomen? ................................................................. 228 3.5. Chemische aantasting door externe zouten en zuren.............................. 230 3.5.1. Destructie door expansieve zouten (sulfaataantasting) ................... 230 3.5.2. Oplossen van cementsteen door zuren............................................ 231 3.5.3. Afbraak van cementsteen door zouten............................................. 232 4. Duurzaamheidseisen in de praktijk .............................................................. 233 4.1. Toepassing van milieuklassen.................................................................. 233 4.2. Omgevingsklassen : definitie en duurzaamheidseisen ............................ 234 4.3. Betondekking ............................................................................................ 235 4.3.1. Algemeen ......................................................................................... 235 4.3.2. Minimale betondekking..................................................................... 236 4.3.3. Tolerantie.......................................................................................... 236 5. Schade door brand ......................................................................................... 237 6. Besluit .............................................................................................................. 238 7. Tabellen ........................................................................................................... 239 8. Bibliografie ...................................................................................................... 249

HOOFDSTUK VI : SPECIFICATIE VAN BETON

251

1. NBN EN 206-1:2001 en NBN B 15-001:2004 ................................................. 251 2. Basiseisen A, B, C en D ................................................................................. 251 2.1. Druksterkte (A).......................................................................................... 251 2.2. Duurzaamheid (B)..................................................................................... 252 2.3. Consistentie (C) ........................................................................................ 252 2.4. Korrelafmeting (D) .................................................................................... 253 3. Aanvullende eisen (E) .................................................................................... 253 4. Het voorschrijven van beton ......................................................................... 254 5. Bibliografie ...................................................................................................... 254

HOOFDSTUK VII : BETONSAMENSTELLING

259

1. Inleiding ........................................................................................................... 259 1.1. Specificatie van de kwaliteit van het beton............................................... 259 1.2. Omzetten van prestatie-eisen naar een betonsamenstelling randvoorwaarden ..................................................................................... 260 1.3. Kwaliteit : garanties en verantwoordelijkheid ........................................... 261 1.4. Cementmatrix ........................................................................................... 262

Inhoudstafel

593

1.5. Het inert skelet ..........................................................................................262 1.6. Optimale betonsamenstelling....................................................................262 1.7. Kwaliteitsborging .......................................................................................263 2. Theoretisch wetenschappelijk kader.............................................................263 3. Wetenschappelijk onderzoek van de cementmatrix ....................................264 3.1. Verband tussen betonsamenstelling en drukweerstand ...........................264 3.1.1. Formule van FERET .........................................................................264 3.1.2. Opmerkingen bij de formule van FERET ..........................................266 3.1.3. Oefeningen........................................................................................268 3.1.4. Andere formules................................................................................269 3.1.5. Gebruik van de formules als basis voor de betonfamilie ..................271 3.1.6. Het begrip W/C-factor (of C/W-factor)...............................................272 3.2. Duurzaamheid ...........................................................................................272 3.2.1. Eisen en betontypes..........................................................................272 3.2.2. Invloed van het luchtgehalte en de verdichting.................................273 3.2.3. Oefeningen........................................................................................275 3.3. Invloed van de consistentieklasse.............................................................276 3.3.1. Inleiding .............................................................................................276 3.3.2. Bepaling van de waterbehoefte en de waterdosering.......................277 3.3.3. Bepaling van de hoeveelheid hulpstoffen .........................................281 3.3.4. Bepaling van het gehalte aan fijne stoffen ........................................282 3.4. Dmax............................................................................................................284 3.5. Eventuele bijkomende eisen .....................................................................284 3.6. Samenvatting in verband met de cementmatrix :......................................284 4. Opbouw van het inerte skelet en optimale samenstelling ..........................285 4.1. Optimale korrelverdelingscurven...............................................................285 4.1.1. Formule van FULLER .......................................................................286 4.1.2. Andere formules – Formule van BOLOMEY.....................................288 4.2. Rekenkundige methoden ..........................................................................290 4.2.1. De methode van de kleinste kwadraten............................................290 4.2.2. De methode van de fijnheidsmodulus...............................................291 4.3. Grafische methode ....................................................................................291 4.4. Controle en berekening van de samenstelling..........................................292 4.4.1. Controle van de mengverhoudingen.................................................292 4.4.2. Omzetting van de ideale korrelkromme naar een te produceren samenstelling ....................................................................................293 4.5. Invloed van de bekistingen of van de vorm van het te betonneren volume ......................................................................................................294 4.5.1. Wandeffect ........................................................................................294 4.5.2. Gemiddelde straal .............................................................................295 4.5.3. Verband tussen de gemiddelde straal en Dmax .................................296 4.5.4. Invloed van het wandeffect op de zand/grind verhouding ................296 5. Controle van de betonsamenstelling en de bijkomende eisen .................298 5.1. Rendementscontrole .................................................................................298 5.2. W/C factor..................................................................................................298 5.3. Gehalte aan fijne deeltjes (< 250 µm) .......................................................298 5.4. Chloridegehalte .........................................................................................298 5.5. Alkaligehalte (natriumequivalent) ..............................................................299

Inhoudstafel

594

5.6. Rekenvoorbeeld........................................................................................ 299 6. Praktische uitwerking van een betonsamenstelling ................................... 300 6.1. Bepalen van het cement- , water- en luchtgehalte ................................... 300 6.1.1. Bepalen van het luchtgehalte ........................................................... 300 6.1.2. Bepalen van de W/C-factor en het cementgehalte .......................... 301 6.2. Dosering van de hulpstoffen..................................................................... 304 6.3. Bepaling van de granulaten...................................................................... 304 6.4. Controle van de betonsamenstelling ........................................................ 304 7. Bijlagen ............................................................................................................ 305 7.1. Rekenmethodes voor de ideale korrelkrommen....................................... 305 7.1.1. Methode van de kleinste kwadraten................................................. 305 7.1.2. De methode van de fijnheidsmodulus .............................................. 307 8. Bibliografie ...................................................................................................... 309

HOOFDSTUK VIII : CONTROLE EN CERTIFICATIE VAN BETON

311

1. Inleiding ........................................................................................................... 311 1.1. Kwaliteit van beton ................................................................................... 311 1.2. De regels van de kunst voor beton........................................................... 311 1.3. Wie is verantwoordelijk voor kwaliteit ? .................................................... 312 1.4. Begrippen met betrekking tot kwaliteitsborging........................................ 313 2. De specificatie................................................................................................. 313 2.1. Algemeen.................................................................................................. 313 2.2. Verhard beton ........................................................................................... 314 2.2.1. Mechanische eigenschappen........................................................... 314 2.2.2. Duurzaamheid .................................................................................. 315 2.2.3. Verwerking........................................................................................ 316 2.2.4. De korrelverdeling ............................................................................ 316 2.2.5. Esthetische kenmerken .................................................................... 316 2.2.6. Andere kenmerken ........................................................................... 316 3. Beheersing en controle van de betonproductie .......................................... 317 3.1. Organisatie van het productiesysteem ..................................................... 317 3.2. Keuze van de bestanddelen ..................................................................... 317 3.2.1. De algemene geschiktheid ............................................................... 317 3.2.2. De specifieke geschiktheid............................................................... 318 3.3. De bepaling, de identificatie en de groeperingen van producten ............. 318 3.4. De initiële typeproeven ............................................................................. 318 3.5. De beheersing van het productieproces of productiecontrole.................. 319 3.5.1. Algemeen ......................................................................................... 319 3.5.2. De ingangskeuring van de bestanddelen ......................................... 320 3.5.3. De bewaring van de bestanddelen................................................... 320 3.5.4. De controle van de productieapparaten ........................................... 320 3.5.5. De meet- en proefuitrusting.............................................................. 320 3.5.6. Verificaties tijdens de productie........................................................ 321 3.6. Conformiteitscontrole................................................................................ 321 3.6.1. Algemeen ......................................................................................... 321

Inhoudstafel

595

3.6.2. Gecontroleerde eigenschappen ........................................................321 3.6.3. Monsterneming en criteria.................................................................321 3.6.4. Werkwijze bij monsterneming en beproeving ...................................322 3.6.5. Doseringscontrole .............................................................................322 3.6.6. Interpretatie en correctieve maatregelen ..........................................322 3.7. Leveringsdocumenten en informatie .........................................................323 3.7.1. Informatie ..........................................................................................323 3.7.2. Leveringsbons ...................................................................................323 4. Aanvaardingskeuring en certificatie .............................................................323 4.1. Aanvaardingskeuring.................................................................................323 4.2. Certificatie .................................................................................................324 4.2.1. Algemeen ..........................................................................................324 4.2.2. Certificatieschema's en reglementen ................................................325 4.2.3. Hoofdprincipes ..................................................................................325 5. Controle bij de verwerking op de bouwplaats..............................................326 5.1. Algemeen ..................................................................................................326 5.2. Controles bij levering van het beton..........................................................326 5.2.1. Productiecontrole en certificatie ........................................................326 5.2.2. Nazicht leveringsbons .......................................................................326 5.2.3. Nazicht van het vers beton................................................................327 5.2.4. Toevoeging van hulpstoffen en andere bestanddelen......................327 5.2.5. Controle van de samenstelling van vers beton .................................327 5.2.6. Monsternemingen voor proeven op verhard beton ...........................328 5.2.7. Controle van het gedrag van het beton tijdens de verwerking..........328 5.2.8. De verwerkingstijd.............................................................................328 5.3. Controle op de verwerkingsmiddelen en het verwerkingsproces..............329 5.3.1. Voorbereiding ....................................................................................329 5.3.2. Controle tijdens de verwerking..........................................................329 5.4. De nabehandeling .....................................................................................330 5.5. De opvolging van de verharding ...............................................................330 5.5.1. Doelstelling........................................................................................330 5.5.2. Drukproeven op bouwplaatsproefstukken.........................................330 5.5.3. Voorspelling van de druksterkte........................................................331 5.5.4. Niet-destructieve metingen ...............................................................331 6. Controle bij de prefabricage...........................................................................331 6.1 Algemeen ...................................................................................................331 6.2 Prestatie-eigenschappen van een geprefabriceerd betonelement ............332 6.3 Producttypes qua ontwerpfilosofie .............................................................332 6.4 Kwaliteitszorg voor de prefabricage ...........................................................332 6.5 Het belang van ontwerp en ontwikkeling....................................................333 6.6 De productiecontrole ..................................................................................333 6.7 Keuring, certificatie en CE-markering ........................................................333 7. Controles op gerealiseerde bouwwerken .....................................................334 7.1. Algemeen ..................................................................................................334 7.2. De bepaling van sterkte-eigenschappen door uitgeboorde cilinders ........335 7.3. Algemeen duurzaamheidonderzoek en schadediagnose .........................335 7.3.1. Niet-destructieve mechanische proeven...........................................335 7.3.2. Mechanische proeven op uitgeboorde cilinders................................336

Inhoudstafel

596

7.3.3. Fysische proeven op uitgeboorde of uitgezaagde stukken .............. 336 7.3.4. Chemische analyse van monsters verhard beton ............................ 336 7.3.5. Snelle chemische en elektrochemische identificatiemethoden........ 336 7.3.6. Petrografisch – microscopisch onderzoek op slijpplaatjes............... 336 7.3.7. Simulatieproeven op monsters verhard beton ................................. 337 7.3.8. Metingen van de wapeningsdekking en eventuele corrosie ............ 337 8. Bepaling van de druksterkte - methoden voor beproeving, keuring en interpretatie .................................................................................................... 337 8.1. De proefmethode...................................................................................... 337 8.2. De proefstukken........................................................................................ 338 8.2.1. Controleproefstukken ....................................................................... 338 8.2.2. Bouwplaatsproefstukken .................................................................. 338 8.2.3. Uit het werk genomen proefstukken................................................. 338 8.3. Monsterneming, bewaring en tijdstip van beproeving .............................. 338 8.4. De beproeving volgens NBN B 15-220 .................................................... 339 8.5. Invloed van de afmetingen van het proefstuk op de druksterkte.............. 339 8.6. Begrippen over statistiek toegepast bij de controle van de betondruksterkte ...................................................................................... 340 8.6.1. Algemeenheden ............................................................................... 340 8.6.2. Normale verdeling of de Gauss-curve.............................................. 340 8.6.3. Karakteristieke sterkte ...................................................................... 343 8.7. Conformiteitscontrole................................................................................ 345 8.7.1. Algemeen ......................................................................................... 345 8.7.2. ITT (Initial Type Test – Initiële typeproef)......................................... 345 8.7.3. Conformiteitscontrole als onderdeel van de productiecontrole ........ 345 8.7.4. Conformiteitscontrole als onderdeel van aanvaardingskeuringen ... 347 8.8. Invloed van de ouderdom op de druksterkte ............................................ 350 8.9. Invloed van de omgevingstemperatuur op de verharding ........................ 351 8.10. Controle op bouwplaatsproefstukken - te bereiken waarden voor de effectieve druksterkte............................................................................. 352 8.10.1. Algemene minimale waarden voor betonconstructies.................... 352 8.10.2. Minimum waarden voor specifieke toepassingen .......................... 352 8.10.3. Voorwaarden waaraan de resultaten van de drukproeven op de bouwplaatsproefstukken moeten voldoen................................. 353 8.10.4. Controle van de effectieve druksterkte van het beton voor geprefabriceerde elementen .......................................................... 353 9. Bijlagen ............................................................................................................ 354

HOOFDSTUK IX : PRODUCTIE EN VERVOER

361

1. Inleiding ........................................................................................................... 361 2. Types betoncentrales..................................................................................... 362 2.1. Volgens de toegepaste fabricagemethode............................................... 363 2.2. Volgens de fabricagewijze........................................................................ 364 2.3. Volgens de configuratie van de centrale .................................................. 364 2.4. Volgens de graad van verplaatsbaarheid................................................. 365 3. Aanvoer en opslag van de bestanddelen..................................................... 366 3.1. Algemeenheden........................................................................................ 366

Inhoudstafel

597

3.2. Cement ......................................................................................................367 3.2.1. Aanvoer .............................................................................................367 3.2.2. Opslag ...............................................................................................367 3.2.3. Voorzorgen........................................................................................367 3.2.4.Verlading ............................................................................................368 3.3. Granulaten.................................................................................................368 3.3.1. Aanvoer .............................................................................................368 3.3.2. Opslag ...............................................................................................368 3.3.3. Voorzorgen........................................................................................370 3.3.4. De verlading ......................................................................................374 3.4. Aanmaakwater ..........................................................................................375 3.4.1. Aanvoer en opslag ............................................................................375 3.4.2. Voorzorgen en behandeling ..............................................................376 3.5. Hulpstoffen en toevoegsels .......................................................................376 3.5.1. Aanvoer en opslag ............................................................................376 3.5.2. Voorzorgen en behandeling ..............................................................376 4. Dosering van de bestanddelen ......................................................................377 4.1. Algemeenheden ........................................................................................377 4.2. Cement ......................................................................................................378 4.3. Granulaten.................................................................................................379 4.3.1. Volumedosering ................................................................................379 4.3.2. Massadosering ..................................................................................380 4.4. Water .........................................................................................................381 4.5. Hulpstoffen ................................................................................................382 4.6. Toevoegsels van het type I of II ................................................................382 5. Menging van de betonspecie .........................................................................382 5.1. Algemeenheden ........................................................................................382 5.2. Types betonmengers.................................................................................383 5.2.1. Betonmengers met discontinue productie.........................................383 5.2.2. Betonmengers met continue productie .............................................385 5.3. Basisprincipes ...........................................................................................386 5.3.1. Volgorde van het inbrengen van de bestanddelen ...........................386 5.3.2. Vullingsgraad ....................................................................................386 5.3.3. Mengtijd.............................................................................................387 5.4. Lossen van de menger..............................................................................387 6. Transport van betonspecie ............................................................................387 6.1. Lange afstanden........................................................................................387 6.1.1. Mengwagen / truckmixer ...................................................................387 6.1.2. Roerwagen ........................................................................................389 6.1.3. Vrachtwagen met laadbak.................................................................389 6.2. Korte afstanden .........................................................................................390 6.2.1. Rechtstreeks storten in de bekisting .................................................390 6.2.2. Gebruik van stortgoten of van stortbuizen ........................................390 6.2.3. Gebruik van kruiwagens of van kiepkarren.......................................390 6.2.4. Gebruik van transportbanden............................................................391 6.2.5. Gebruik van een kubel of van een grijper met een hijskraan............391 6.2.6. Gebruik van de betonpomp...............................................................392

Inhoudstafel

HOOFDSTUK X : VERWERKING VAN HET BETON

598

393

1. Inleiding ........................................................................................................... 393 2. Controles vóór de plaatsing van het beton.................................................. 394 2.1. Bekistingen ............................................................................................... 394 2.2. Wapeningen.............................................................................................. 394 2.3. Beton ........................................................................................................ 395 3. Toevoegingen aan het beton op de bouwplaats ......................................... 395 3.1. Watertoevoeging....................................................................................... 395 3.2. Toevoeging van een superplastificeerder sterk waterreduceerder .......... 395 3.3. Toevoeging van vezels............................................................................. 396 4. Speciale betonneringstechnieken ................................................................ 396 4.1. Betonpompen en pompbaar beton ........................................................... 396 4.1.1. Betonpompen ................................................................................... 396 4.1.2. Pompbaar beton ............................................................................... 399 4.1.3. Praktische opmerking ....................................................................... 400 4.2. Beton storten onder water ........................................................................ 400 5. Storten van het beton in een bekisting ........................................................ 401 6. Verdichten ....................................................................................................... 402 6.1. Inleiding .................................................................................................... 402 6.2. Trillen ........................................................................................................ 403 6.2.1. Trilnaalden........................................................................................ 403 6.2.2. Bekistingstrillers................................................................................ 407 6.2.3. Oppervlaktetrillers............................................................................. 408 6.2.4. Triltafel.............................................................................................. 408 6.3. Verdichten door schokken ........................................................................ 408 6.4. Verdichten door persen ............................................................................ 409 6.5. Walsen (pletten)........................................................................................ 409 6.6. Centrifugeren ............................................................................................ 409 7. Stortnaden ....................................................................................................... 410 8. Bibliografie ...................................................................................................... 410

HOOFDSTUK XI : ONTKISTING, NABEHANDELING EN BESCHERMING VAN BETON

411

1. Inleiding ........................................................................................................... 411 2. Bescherming van jong beton tegen uitdroging........................................... 411 2.1. Verdamping van het water aan het betonoppervlak................................. 411 2.2. Nadelige gevolgen van de uitdroging van het betonoppervlak ................ 412 2.2.1. Stilvallen van de hydratatie .............................................................. 413 2.2.2. Scheurvorming ten gevolge van plastische en vroegtijdige hydraulische krimp ........................................................................... 413 2.3. Nabehandelingsmethodes........................................................................ 414 2.3.1. De bekisting laten staan ................................................................... 415 2.3.2. Beschermen met zeilen in kunststof of met dekpanelen.................. 415 2.3.3. Aanbrengen van natte bedekkingen................................................. 415

Inhoudstafel

599

2.3.4. Nabehandeling met water .................................................................416 2.3.5. Aanbrengen van een nabehandelingsproduct (curing compound) ........................................................................................416 2.4. Duur van de nabehandeling ......................................................................417 2.4.1. Algemeenheden ................................................................................417 2.4.2. Aanbevelingen ..................................................................................418 3. Bescherming van het verse beton tegen de regen ......................................419 4. Bescherming van het verse beton tegen vorst ............................................420 4.1. Invloed van de koude op vers beton .........................................................420 4.1.1. Vertraging van de verharding............................................................420 4.1.2. Vorstschade bij vers beton................................................................420 4.2. In de winter te nemen voorzorgsmaatregelen...........................................421 4.2.1. Weertypes .........................................................................................421 4.2.2. Bijzondere maatregelen ....................................................................422 4.2.3. Controle.............................................................................................423 5. Bescherming van verhardend beton tegen scheurvorming van thermische oorsprong ...................................................................................424 5.1. Warmteontwikkeling in verhardend beton .................................................424 5.1.1. Isotherme omgeving..........................................................................424 5.1.2. Adiabatische omgeving .....................................................................425 5.2. Gevolgen van de warmteontwikkeling.......................................................425 5.2.1. Scheurvorming ten gevolge van temperatuurgradiënten..................425 5.2.2. Scheurvorming ten gevolge van uitwendig belemmerde vervormingen ....................................................................................426 5.3. Maatregelen ter voorkoming van thermische scheuren ............................427 5.3.1. Algemeenheden ................................................................................427 5.3.2. Isolatiemaatregelen...........................................................................427 5.3.3. Afkoeling van het element in de verhardingsfase .............................428 6. Het ontkisten....................................................................................................428 6.1. Het tijdstip van ontkisten ...........................................................................428 6.1.1. Algemeenheden ................................................................................428 6.1.2. Aanbevelingen ..................................................................................429 6.2. Bijzondere gevallen ...................................................................................430 6.3. Versnellen van de verharding ...................................................................430 6.3.1. Algemeenheden ................................................................................430 6.3.2. Stoomverharding...............................................................................431 7. Bescherming van het verharde beton tegen een chemisch agressieve omgeving.........................................................................................................432 7.1. Chemische aantasting van beton..............................................................432 7.1.1. Mechanisme van de chemische aantasting van beton .....................432 7.1.2. Graad van agressiviteit van de chemische aantasting .....................433 7.2. Oppervlaktebeschermingsmiddelen..........................................................434 7.2.1. Algemeenheden ................................................................................434 7.2.2. Hydrofoberen.....................................................................................434 7.2.3. Oppervlakteversteviging....................................................................435 7.2.4. Gebruik van coatings ........................................................................436 7.3. Aanbrengen van coatings op beton ..........................................................437

Inhoudstafel

600

8. Bibliografie ...................................................................................................... 438

HOOFDSTUK XII : SPECIALE BETONSOORTEN

439

Hfst. XII.1 : HOGESTERKTEBETON

439

1. Definitie............................................................................................................ 439 2. Bestanddelen en hulpstoffen ........................................................................ 439 3. Specificatie van hogesterktebeton ............................................................... 440 4. Eigenschappen en karakteristieken van hogesterktebeton....................... 441 5. Mengselontwerp van hogesterktebeton....................................................... 442 6. Toepassingen van hogesterktebeton ........................................................... 443 7. Bibliografie ...................................................................................................... 443

Hfst. XII.2 : LICHT BETON

445

1. Definitie en omschrijving ............................................................................... 445 2. Eigenschappen en keuze van de lichte granulaten..................................... 446 3. Specificatie van licht beton ........................................................................... 448 4. Eigenschappen en karakteristieken van licht beton ................................... 449 5. Mengselontwerp van licht beton ................................................................... 454 6. Verwerking en plaatsing : voorzorgsmaatregelen ...................................... 456 7. Toepassingen van licht beton ....................................................................... 457 8. Bibliografie ...................................................................................................... 458

Hfst. XII.3 : SCHUIMBETON

459

1. Definitie............................................................................................................ 459 2. Granulaten, schuim, schuimmiddelen en hulpstoffen................................ 459 2.1. Granulaten ................................................................................................ 459 2.2. Schuim en schuimmiddelen...................................................................... 459 2.3. Hulpstoffen................................................................................................ 460 3. Specificatie van schuimbeton ....................................................................... 460 4. Eigenschappen en karakteristieken van schuimbeton............................... 460 5. Mengselontwerp van schuimbeton............................................................... 462 6. Vervaardigingsmethodes van schuimbeton ................................................ 463 7. Voorzorgsmaatregelen................................................................................... 464 8. Toepassingen van schuimbeton ................................................................... 464 9. Bibliografie ...................................................................................................... 465

Inhoudstafel

Hfst. XII.4 : ONDERWATERBETON (COLLOÏDAALBETON)

601

467

1. Inleiding ............................................................................................................467 2. Omschrijving van colloïdaal beton................................................................469 3. Classificatie en gebruik ..................................................................................472 4. Waterdicht colloïdaal beton ...........................................................................472 4.1. Omschrijving..............................................................................................472 4.2. Specificaties van waterdicht colloïdaal beton ...........................................472 4.3. Plaatsen van waterdicht colloïdaal beton..................................................473 5. Waterdoorlatend colloïdaal beton .................................................................474 5.1. Omschrijving..............................................................................................474 5.2. Specificaties van waterdoorlatend colloïdaal beton ..................................476 5.3. Plaatsen van waterdoorlatend colloïdaal beton ........................................478 6. Colloïdaal penetratiebeton voor oeverbekleding.........................................478 6.1. Omschrijving..............................................................................................478 6.2. Specificeren van colloïdaal penetratiebeton .............................................479 6.3. Plaatsen van colloïdaal penetratiebeton ...................................................479 7. Bibliografie.......................................................................................................480

Hfst. XII.5 : VUURVAST BETON

481

1. Omschrijving....................................................................................................481 2. Bestanddelen ...................................................................................................481 3. Types vuurvast beton op basis van aluminaatcement................................482 4. Hydratatie van aluminaatcement ...................................................................482 5. Verwerking .......................................................................................................482 6. Drogen en opstarten van een installatie .......................................................483 7. Doelstellingen van de nieuwe betonsoorten met laag en met zeer laag cementgehalte (LC en ULC) ..........................................................................484 8. Bibliografie.......................................................................................................484

Hfst. XII.6 : STAALVEZELBETON

485

1. Definitie ............................................................................................................485 2. Staalvezels .......................................................................................................485 3. Werking van de staalvezels............................................................................486 4. Samenstelling en verwerking van staalvezelbeton......................................486 5. Eigenschappen van staalvezelbeton.............................................................488 6. Toepassingen ..................................................................................................488 7. Bibliografie.......................................................................................................489

Inhoudstafel

Hfst. XII.7 : ZELFVERDICHTEND BETON

602

491

1. Inleiding ........................................................................................................... 491 2. Technologie..................................................................................................... 491 3. Formulering van een zelfverdichtend beton ................................................ 494 4. Karakteriseringmethodes .............................................................................. 496 5. Eigenschappen van het verharde beton ...................................................... 499 6. Productie en verwerking ................................................................................ 499 7. Aanbevelingen in Europa............................................................................... 500 8. Toepassingen.................................................................................................. 501 9. Bibliografie ...................................................................................................... 502

Hfst. XII.8 : SPUITBETON

505

1. Definitie............................................................................................................ 505 2. Spuittechniek .................................................................................................. 505 3. Verwerking ...................................................................................................... 505 4. Eigenschappen................................................................................................ 506 5. Toepassingen .................................................................................................. 507

Hfst. XII.9 : ZICHT- EN SIERBETON

509

1. Definitie............................................................................................................ 509 2. Randzone......................................................................................................... 509 3. Oppervlakte van beton (betonhuid) .............................................................. 511 3.1. Rijk aan cement ........................................................................................ 511 3.2. Kleur ......................................................................................................... 511 3.3. Textuur...................................................................................................... 515 4. Normen en voorschriften ............................................................................... 517 5. Bibliografie ...................................................................................................... 518

Hfst. XII.10 : ZWAAR BETON

519

1. Definitie............................................................................................................ 519 2. Eigenschappen van de zware granulaten .................................................... 519 3. Specificatie van zwaar beton......................................................................... 520 4. Eigenschappen en karakteristieken van zwaar beton ................................ 520 5. Mengselontwerp van zwaar beton ................................................................ 521 6. Verwerking en plaatsing: voorzorgsmaatregelen ....................................... 522

Inhoudstafel

603

7. Toepassingen van zwaar beton .....................................................................522 8. Bibliografie.......................................................................................................523

HOOFDSTUK XIII : BETONSTAAL

525

1. Inleiding ............................................................................................................525 2. Soorten betonstaal ..........................................................................................525 3. Aanduiding van betonstaal ............................................................................527 4. Kwaliteit van betonstaal (staalkwaliteit)........................................................528 5. Geometrische kenmerken van wapeningsstaal ...........................................529 5.1. Nominale diameter ....................................................................................529 5.2. Nominale doorsnede A..............................................................................530 5.3. De ribhoogte..............................................................................................531 5.4. De afstand tussen de dwarsribben............................................................531 5.5. Identificatie van de technische klasse en van de producent.....................531 6. Bewerking, opslag en transport.....................................................................532 6.1. Bewerking..................................................................................................532 6.1.1. Algemeen ..........................................................................................532 6.1.2. Knippen – plooien .............................................................................532 6.1.3. Rechten van betonstaal ....................................................................532 6.1.4. Lassen van betonstaal ......................................................................532 6.1.5. Controle van de eigenschappen tijdens de verwerking ....................532 6.2. Opslag en transport...................................................................................533 6.2.1. Algemeen ..........................................................................................533 6.2.2. Opslag in de wapeningscentrale .......................................................533 6.2.3. Transport naar de bouwplaats ..........................................................533 6.2.4. Opslag en transport op de bouwplaats .............................................533 7. Verankering van draden en staven................................................................534 8. Doorverbinden van staven en draden ...........................................................534 9. Plaatsen van de wapening..............................................................................535 9.1. Minimale afstand tussen de wapeningsstaven..........................................535 9.2. Betondekking.............................................................................................535 9.3. Afstandhouders .........................................................................................535 10. Bibliografie.....................................................................................................536

HOOFDSTUK. XIV : BEKISTING

537

1. Inleiding ............................................................................................................537 2. Bekistingsmaterialen ......................................................................................537 2.1. Inleiding .....................................................................................................537 2.2. Hout ...........................................................................................................537 2.2.1. Algemeen ..........................................................................................537 2.2.2. Soorten..............................................................................................538 2.3. Metaal........................................................................................................538

Inhoudstafel

604

2.4. Kunststoffen.............................................................................................. 539 2.5. Beton ........................................................................................................ 540 3. Het ontwerpen van bekistingen..................................................................... 540 3.1. Algemene ontwerpprincipes ..................................................................... 540 3.2. Toleranties ................................................................................................ 541 3.3. Betonspeciedruk ....................................................................................... 541 3.3.1. Verticale betonspeciedruk ................................................................ 541 3.3.2. Horizontale betonspeciedruk............................................................ 542 3.4. Bekisting en het uiterlijk van beton ........................................................... 546 3.4.1. Contactbekisting ............................................................................... 546 3.4.2. Naden, stortnaden en centerpengaten............................................. 546 4. Toepassingen.................................................................................................. 548 5. Ontkistingsmiddelen ...................................................................................... 548 6. Bibliografie ...................................................................................................... 553

HOOFDSTUK XV : WEGENBETON

555

1. Inleiding ........................................................................................................... 555 2. Verhardingstypes ........................................................................................... 556 2.1. Ongewapende verhardingen .................................................................... 556 2.2. Gewapende verhardingen ........................................................................ 556 2.2.1. Constructief gewapende verhardingen............................................. 556 2.2.2. Doorgaand gewapend beton (DGB)................................................. 557 3. Toepassingsgebieden van betonnen verhardingen.................................... 557 3.1. Wegen ...................................................................................................... 557 3.2. Andere toepassingen................................................................................ 558 4. Belastingen van een wegverharding ............................................................ 559 4.1. Belastingen eigen aan het beton .............................................................. 559 4.1.1. Belastingen van het verse beton ...................................................... 559 4.1.2. Belastingen van het verharde beton................................................. 559 4.2. Verkeersbelasting ..................................................................................... 560 4.3. Belasting door vorst en dooizouten .......................................................... 560 5. Samenstellende bestanddelen van wegenbeton......................................... 560 5.1. Grove granulaten (stenen)........................................................................ 560 5.2. Zand.......................................................................................................... 561 5.3. Water ........................................................................................................ 562 5.4. Cement ..................................................................................................... 562 5.5. Hulpstoffen................................................................................................ 562 6. Samenstellingen van wegenbeton................................................................ 563 6.1. Bestekeisen Typebestek RW 99 en Standaardbestek 250...................... 563 6.2. Voorbeelden ............................................................................................. 565 7. Eigenschappen en vereisten van wegenbeton............................................ 567 7.1. Mechanische sterkte................................................................................. 567 7.2. Verwerkbaarheid ...................................................................................... 568 7.3. Luchtgehalte ............................................................................................. 569

Inhoudstafel

605

7.4. Wateropslorping ........................................................................................569 7.5. Weerstand tegen afschilfering...................................................................569 8. Verwerking van wegenbeton..........................................................................571 8.1. Aanmaak en dosering ...............................................................................571 8.2. Vervoer van de betonspecie .....................................................................571 8.3. Uitspreiden van de betonspecie................................................................572 8.4. Aanleg tussen vaste bekistingen...............................................................572 8.5. Aanleg met glijbekisting.............................................................................572 8.6. Oppervlakafwerking...................................................................................573 8.7. Oppervlakbescherming .............................................................................573 9. Bijzondere toepassingen van wegenbeton...................................................574 9.1. Geluidsarm beton ......................................................................................574 9.2. Snelhardend beton ....................................................................................575 9.3. Gekleurd (uitgewassen) beton ..................................................................575 9.4. Gefigureerd beton .....................................................................................575 10. Wegfunderingen in cementgebonden materialen......................................576 10.1. Cementgebonden steenslagmengsel......................................................577 10.2. Zandcement ............................................................................................578 10.3. Schraal beton ..........................................................................................578 10.4. Drainerend schraal beton ........................................................................579 10.5. Walsbeton ...............................................................................................580 11. Duurzame aspecten van betonwegen .........................................................580 12. Bibliografie.....................................................................................................583

Hfst. II.1

-

Cement

29

Sintering (vorming van klinker) : gedeeltelijk smelten en vormen van hydraulische verbindingen bij ongeveer 1450 °C.

De dehydratatie en de decarbonatatie kan op 2 manieren verlopen : -

Hetzij in de klinkeroven zelf, voor de natte methode (figuur II.1/2)

-

Hetzij in een externe warmtewisselaar, voor de droge methode (figuur II.1/3), waardoor de klinkeroven minder lang is. De externe warmtewisselaar bestaat uit een reeks verticaal opgestelde cyclonen, waarin het poeder neerdaalt en warmte uitwisselt met de opstijgende verbrandingsgassen uit de klinkeroven.

Figuur II.1/2 : Productie van klinker volgens de natte methode De sintering gebeurt steeds in de omgeving van de vuurhaard in de draaioven. Deze licht hellende en langzaam om zijn as draaiende metalen cilinder is binnenin bekleed met vuurvaste stenen. De klinker verlaat de oven onder de vorm van korrels met een diameter van maximum 5 cm op een temperatuur van ongeveer 1200 °C. De koeling gebeurt met lucht, waarvan de warmte vervolgens nuttig aangewend wordt, ofwel in de brander ofwel voor het drogen van diverse materialen. De rookgassen verlaten de schoorsteen op een temperatuur van minder dan 200 °C. Ze worden eerst met zorg ontstoft in elektrostatische of doekenfilters die bijna 100 % van de meegesleurde stofdeeltjes tegenhouden.

Hfst. II.1

Cement

42

Hoofdbestanddelen Hoofdtypen

Aanduiding van de 27 producten (gewone cementsoorten)

Klinker

Hoog- Microoven- silica slak

Puzzolanen

Gebran de leisteen

Vliegas

Kalksteen

Natuur- Gebrande Silicium- Calciumlijke natuurlijke houdend houdend Portlandcement

CEM I

Portlandslakcement Portlandmic rosilicacemen t Portlandpuzzolaancement

CEM II Portlandvliegascement

Portlandleisteenceme nt

Portlandkal ksteenceme nt

Portlandcomposietcement c)

Hoogovencement

CEM III

Puzzolaancement c)

CEM IV

Composietcement c)

CEM V a)

b)

Nevenbestanddelen

Samenstelling (gehalten in massaprocent) a)

K

S

D

P

Q

V

W

T

L

LL

CEM I

95-100

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/A-S

80-94

6-20

-

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/B-S

65-79

21-35

-

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/A-D

90-94

-

6-10

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/A-P

80-94

-

-

6-20

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/B-P

65-79

-

-

21-35

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/A-Q

80-94

-

-

-

6-20

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/B-Q

65-79

-

-

-

21-35

-

-

-

-

-

0-5

CEM II/A-V

80-94

-

-

-

-

6-20

-

-

-

-

0-5

CEM II/B-V

65-79

-

-

-

-

21-35

-

-

-

-

0-5

CEM II/A-W

80-94

-

-

-

-

-

6-20

-

-

-

0-5

CEM II/B-W

65-79

-

-

-

-

-

21-35

-

-

-

0-5

CEM II/A-T

80-94

-

-

-

-

-

-

6-20

-

-

0-5

CEM II/B-T

65-79

-

-

-

-

-

-

21-35

-

-

0-5

CEM II/A-L

80-94

-

-

-

-

-

-

-

6-20

-

0-5

CEM II/B-L

65-79

-

-

-

-

-

-

-

21-35

-

0-5

CEM II/A-LL

80-94

-

-

-

-

-

-

-

-

6-20

0-5

CEM II/B-LL

65-79

-

-

-

-

-

-

-

-

21-35 0-5

CEM II/A-M

80-94

Å-----------------------------------------

6-20

----------------------------------------Æ 0-5

CEM II/B-M

65-79

Å-----------------------------------------

21-35

----------------------------------------Æ 0-5

CEM III/A

35-64

36-65

-

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM III/B

20-34

66-80

-

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM III/C

5-19

81-95

-

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM IV/A

65-89

-

Å----------------

11-35

-----------------Æ

-

-

-

0-5

CEM IV/B

45-64

-

Å----------------

36-55

-----------------Æ

-

-

-

0-5

CEM V/A

40-64

18-30

-

Å--------18-30---------Æ

-

-

-

-

0-5

CEM V/B

20-38

31-50

-

Å---------31-50---------Æ

-

-

-

-

0-5

De waarden in de tabel zijn uitgedrukt ten opzichte van de som van hoofd- en nevenbestanddelen.

b)

Het gehalte microsilica mag niet meer dan 10% bedragen.

c)

In het geval van Portlandcomposietcement CEM II/A-M en CEM II/B-M, Puzzolaancementen CEM IV/A en CEM IV/B en Composietcement CEM V/A en CEM V/B, moeten de hoofdbestanddelen, anders dan klinker, in de aanduiding van het cement vermeld zijn.

Tabel II.1/9 : De 27 producten van de familie van gewone cementsoorten

Hfst. II.1

Cement

61

7.7. Overgesulfateerd cement De norm NBN B12-111 (Maart 2006) definieert de vereisten betreffende de samenstelling en de conformiteit voor het Overgesulfateerd Cement, aangeduid als CSS 30, 40 of 50 LH. Het CSS cement voldoet eveneens aan de eisen van de normen NBN B12-108 en 109 voor de karakteristieken HSR en LA. Zijn hoofdbestanddelen zijn gegranuleerd hoogovenslak en calciumsulfaat, evenals een activeringssysteem. De aanbevolen toepassingsgebieden zijn beton in agressief milieu (zeewater, grondwater dat sulfaten bevat,...), beton voor massieve constructies (stuwdammen, sluizen,...), en beton met een lange verwerkingstijd.

8. Toepassingsgebied cementsoorten Een samenvatting van enkele hoofdprincipes ten aanzien van de keuze van de meest geschikte cementsoort is gegeven in tabel II.1/14 : Aanbevolen sterkteklassen of cementsoorten

TOEPASSINGSGEBIEDEN

Gewoon gebruik

Normale omstandigheden, namelijk : -

-

Gebruikelijke wachttijd voor het ontkisten, ontvormen en/of in gebruik nemen; Normale omgevingstemperatuur; Afwezigheid van agressieve stoffen die sulfaten bevatten;

Klasse 42,5

- Beton van sterkteklasse ≤ C 25/30

Klasse 32,5

Klasse 52,5

Klasse 42,5

- Mortels

Bouwwerken van gewone omvang.

Gewijzigde verhardingssnelheid

Speciale omstandigheden

Beton van sterkteklasse > C25/30

Agressief milieu, uitzonderlijke omstandigheden of bouwwerken

Vertraagde verharding

Klasse 32,5 N

Mortel en beton die traag mogen of moeten verharden

Klasse 42,5 L

Versnelde verharding

Klasse 42,5 N of R

Beton dat na korte tijd moet ontvormd, ontkist of in gebruik genomen worden

Klasse 52,5 L of N

Sterk versnelde verharding

Klasse 52,5 R

Nastreven van grote sterkte na 24 u. Gevaar voor vorst tijdens de eerste uren volgend op het storten van beton

HES-cement

Aanwezigheid van agressieve bestanddelen die sulfaten bevatten

HSR-cement

Gebruik van alkaligevoelige granulaten in beton bestemd voor een vochtige omgeving

LA-cement

Zeer massieve bouwwerken

LH-cement

Tabel II.1/14 : Toepassingsgebied cementsoorten

Hfst. II.1

Cement

64

-

Cement kan bij inademing irritatie van de ademhalingswegen veroorzaken;

-

Cement kan bij contact met de ogen ernstig oogletsel veroorzaken;

-

Zodra cement gemengd wordt met water, heeft het mengsel een hoge pH : bij langdurig contact kan huidirritatie optreden;

-

Bij herhaald contact met de huid kan een overgevoeligheid (eczeem) ontstaan;

-

Cement houdt geen bijzonder risico in voor het milieu.

4. EERSTEHULPMAATREGELEN Contact met de ogen :

Onmiddellijk en overvloedig spoelen met water waarbij de oogleden meerdere minuten en – naargelang van de belangrijkheid van het contact – zelfs tientallen minuten van elkaar worden gehouden. Onverwijld een oogarts raadplegen.

Contact met de huid :

−

Indien het cement droog is, het cementstof zo veel mogelijk verwijderen en daarna overvloedig wassen met water.

−

Indien het cement reeds gemengd is, overvloedig afspoelen met water.

−

Hoed u voor restjes tussen huid en nagels of horloge, op of in kleren, in schoenen, …

Inademing :

Bij vrij belangrijke inademing : Het slachtoffer buiten de stoffige ruimte brengen. Een geneesheer raadplegen.

Inslikking :

Bij vrij belangrijke opname : De mond overvloedig spoelen met water. Veel water of melk drinken. Niet laten braken. Een geneesheer raadplegen.

AANVOER VAN STROMEND WATER VOORZIEN OM HUID EN OGEN TE KUNNEN SPOELEN.

5. BRANDBESTRIJDINGSMAATREGELEN Cement is niet ontvlambaar. Alle brandbestrijdingsmiddelen zijn geschikt in geval van brand in de omgeving.

Hfst. II.2

Granulaten

83

4.2.2.3.1.Grove granulaten Vroeger werd de vorm van grove granulaten gemeten door het bepalen van de vormindex. Dit was de verhouding tussen de dikte en de lengte van de granulaten. In de nieuwe geharmoniseerde normen is de vormindex vervangen door de afplattingscoëfficiënt. De proef bestaat uit het afzeven van het grof granulaat op een reeks staafzeven. Voor elke zeef die gebruikt wordt bij het bepalen van de korrelverdeling bestaat een bijhorende staafzeef waarvan de opening gelijk is aan de helft van de opening van de plaatzeven.

Met andere woorden, voor de granulaten die uitgezeefd worden op een plaatzeef van 40mm, bestaat een staafzeef met een opening van 20mm. Ze wordt uitgevoerd op de fractie d ≥ 4 mm en D ≤ 63 mm Werkwijze : -

Voer een zeefanalyse uit zoals beschreven voor het bepalen van de korrelverdeling. Na weging wordt de zeefrest van elke zeef op een plaatzeef gebracht met opening gelijk aan Di / 2.

-

Weeg de hoeveelheid aan granulaat die door de staafzeef valt .

-

Tel de hoeveelheden bekomen bij het bepalen van de korrelverdeling bij elkaar op (M1).

-

Tel de hoeveelheden die door de verschillende staafzeven vielen bij elkaar op (M2).

-

Bereken de afplattingscoëfficiënt A als : A=

M2 x 100 M1

Hfst. II.4

Hulpstoffen

102

Figuur II.4/3 – Werking van de superplastificeerders 2.2.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2) De druksterkte moet minstens volgend percentage van de druksterkte van het referentiebeton bereiken : -

bij gelijke consistentie : minstens 140 % na 1 dag en 115 % na 28 dagen;

-

bij een zelfde water-cementfactor : minstens 90 % na 28 dagen.

Bij gelijke consistentie moet de waterreductie minstens 12 % van het watergehalte van het referentiebeton bedragen. Het luchtgehalte van een betonspecie met hulpstof mag het luchtgehalte van het referentiebeton met niet meer dan 2 % in absolute waarde overschrijden. 2.2.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden De doeltreffendheid van de superplastificeerders hangt van een groot aantal factoren af zoals de categorie van het product en de geschiktheid ervan om door het cement geadsorbeerd te worden, het type en de aard van het cement, de W/C-factor, de wijze en het ogenblik van het inbrengen in het beton.

Hfst. II.5.1

Vliegas, microsilica, fillers, slakken, …

119

Hfst II.5 : TOEVOEGSELS Hfst. II.5.1 : VLIEGAS, MICROSILICA, FILLERS, SLAKKEN,… 1. Inleiding Een toevoegsel, ook vulstof of filler genoemd, is een inerte, puzzolane of latent hydraulische stof, meestal fijner dan 80µm, die aan beton wordt toegevoegd ter verbetering van bepaalde eigenschappen. Zowel de eigenschappen van vers beton (consistentie, verwerkbaarheid,…) als de eigenschappen van verhard beton (sterkte, permeabiliteit, kleur,…) kunnen door de toevoeging van een toevoegsel gewijzigd worden. Toevoegsels mogen alleen aan het mengsel toegevoegd worden in hoeveelheden die de duurzaamheid van het beton niet in het gedrang brengen en geen corrosie van de wapening veroorzaken. De op heden meest gebruikte toevoegsels in België zijn de volgende : -

Vliegassen (siliciumhoudend)

-

Kalksteenfiller

-

Microsilica

-

Gemalen hoogovenslak

Daarnaast worden in specifieke toepassingen ook wel minder courante materialen als colloïdale silica, metakaolien e.d. toegepast. Vermelden we tenslotte de pigmenten, die door hun hoge fijnheid en specifieke kleur toelaten om beton in alle mogelijke tinten te vervaardigen. Deze worden behandeld in deel II.5.2. Door de opkomst van het zelfverdichtend beton, nemen de toevoegsels in de betonsamenstelling een steeds belangrijkere plaats in. Bij deze toepassingen mag niet uit het oog verloren worden dat, meer nog dan de eigenschappen van een toevoegsel, de stabiliteit van die eigenschappen in de tijd bepalend is voor een betrouwbaar mengselontwerp. De betonnormen NBN EN 206-1 en NBN B15-001 (2004) voorzien specifieke kwaliteitseisen voor toevoegsels. Onderscheid wordt hierbij gemaakt tussen type I filler en type II filler. Type I fillers zijn inerte materialen, die een aanvulling vormen op het inerte skelet (bv. kalksteenfiller, pigmenten). In de norm NBN EN 206-1 worden ze door “vrijwel inert” aangeduid.

Hfst. II.5.1

Vliegas, microsilica, fillers, slakken, …

k

124

CEM I 32,5

CEM I ≥ 42,5

CEM III/A

CEM II, CEM V, CEM III/B en /C

0,2

0,4

0,2

0

Deze voorwaarden zijn : (1)

De maximale water/cement factor, gedefinieerd voor de milieuklasse, wordt vervangen door de verhouding water/(cement+k x vliegas)

(2)

(Cement + k x vliegas) moet groter zijn dan of gelijk zijn aan het minimale cementgehalte, gedefinieerd voor de milieuklasse.

(3)

De verhouding vliegas/cement moet kleiner zijn dan of gelijk zijn aan 0,33 voor CEM I en 0,25 voor CEM III/A

(4)

Het cementgehalte mag niet kleiner zijn dan de voorgeschreven dosering in de betreffende milieuklasse, verminderd met k x (minimaal cementgehalte - 200) kg/m3.

(5)

Aan beton met CEM II en CEM V mag geen vliegas toegevoegd worden.

Voorbeeld : Welke dosering aan vliegas (V) en cement CEM I 52,5 N (C) moet voorzien worden voor een gewapend beton in omgevingsklasse EE1, wetende dat de hoeveelheid aanmaakwater (W) is vastgesteld op 180 liter per m³? Met klasse EE1 komt het type beton T(0,60) overeen met een maximale verhouding water/cement en een minimaal cementgehalte gegeven in tabel F.1 van de norm NBN B15-001 (2004) : (W/C)max = 0,60 Uit (1) volgt

180/(C + k x V) ≤ 0,60

Cmin = 280 kg/m³ hetzij C + k .x V ≥ 300 kg/m³ C + k x V ≥ 280 kg/m³

Uit (2) volgt

De eerste voorwaarde is strenger, en bijgevolg bepalend zodat C + k x V ≥ 300 kg/m³ De voorwaarde (3) wordt geschreven als

V/C ≤ 0,33 hetzij V ≤ 0,33 x C

Uit de combinatie van de laatste twee vergelijkingen en met k = 0,4 volgt : C + k x V = C + k x 0,33 x C = C x (1+0,33 x k) = 300 kg/m³ hetzij C = 300/1,132 = 265 kg/m³ En dus

V = (300 – 265)/0,4

hetzij V = 87,5 kg/m³

Vervolgens wordt gecontroleerd of aan voorwaarde (4) voldaan is : C ≥ Cmin – k x (Cmin – 200) = 280 - 0,4 x 80 = 248 kg/m³ is gezien C = 265 kg/m³

waaraan voldaan

In dit voorbeeld werd 300 kg cement vervangen door 265kg cement en 87,5 kg vliegas (aangezien W/C ≤ 0,60 en W = 180 l/m3).

Hfst. II.5.2

Pigmenten

134

Kleur

Chemische formule

Chemische benaming

Courante gebruiksbenaming

Prijs

wit

TiO2

titaanoxide

titaandioxide

4

zwart

Fe3O4

ijzeroxide

ijzeroxidezwart

1

rood

α-Fe2O3

ijzeroxide

ijzeroxiderood

2

geel

α-FeOOH

ijzerhydroxide

ijzeroxidegeel

2,2

groen

α-Cr2O3

chroomoxide

chroomoxidegroen

8

blauw

CoAl2O4

kobaltaluminaat

kobaltblauw

60

ijzeroxidebruin

1,8

bruin

Mengsel van α-FeOOH en/of α-Fe2O3 met Fe3O4

Tabel II.5.2/1 - Pigmenten types De bestaande kleurstoffen bezitten verschillende kleurschakeringen (afhankelijk van hun chemische samenstelling maar ook van de deeltjesgrootte). Zo variëren, bijvoorbeeld, het ijzeroxiderood van een geelachtige naar een blauwachtige, en ijzeroxidegeel van een groenachtige naar een roodachtige tint.

4. Gebruik van de kleurstoffen Gekleurd beton wordt in vele gevallen aangewend zoals betonbestrating, stortklaar gekleurd beton, geprefabriceerde gevelelementen, betondakpannen, enz.. Wanneer minerale kleurstoffen met een hoog kleurend vermogen gebruikt worden, neemt men aan dat hoeveelheden, gaande van 3 tot 5 % van het cementgewicht, een voldoende kleuring geven. Men moet erover waken niet meer kleurstoffen te gebruiken dan strikt noodzakelijk is. Boven een zeker kleurstofgehalte (5 à 7 %), bereikt men de zogenaamde verzadigingsgraad, dit is de drempel waarboven elke bijkomende hoeveelheid kleurstof slechts in zeer geringe mate, of zelfs helemaal niet, tot de kleurintensiteit bijdraagt.

5. Bibliografie 1. NBN EN 12878, Pigments de coloration des matériaux de construction à base de ciment et/ou de chaux – Spécifications et méthodes d’essai. Bruxelles 2005. 2. BÜCHNER G. - Pigments pour la coloration des matériaux de construction. Après-midi d’étude organisée par le CRR et l’ABEM. Sterrebeek. 2000. 3. HORCKMANS J. - Produits de revêtement routier colorés en béton. Après-midi d’étude organisée par le CRR et l’ABEM. Sterrebeek, 2000. 4. VENUAT M. - Adjuvant et traitements, 1ère édition. 1984

Hfst. II.7

Polypropyleenvezels

voormortel en beton

145

Hfst. II.7 : POLYPROPYLEENVEZELS VOOR MORTEL EN BETON 1. Inleiding Het idee dat vezels scheurvorming in bouwmaterialen beperkt is zeker niet nieuw. Het concept gaat terug naar de Oudheid. De Egyptenaren gebruikten modder gecombineerd met stro bij de bouw van hun piramiden. Verder in de geschiedenis werd paardenhaar of haar van andere dieren her en der gebruikt in mortel en berapingen om vroege scheurvorming te voorkomen. Dit basisconcept werd eeuwen toegepast. Pas in de vorige eeuw, in de jaren 60 werd door ingenieur Goldfein testen op vezels uitgevoerd in opdracht van het Amerikaans leger. De opdracht was een beton te ontwikkelen die beter bestand was tegen ontploffingen en inslagen. Ingenieur Goldfein gebruikte voor zijn testen vezels bestaande uit : nylon, glas, polyester, staal en polypropyleen. Uit resultaten bleek dat, onafhankelijk van de andere materialen, polypropyleenvezels stabiel bleven in het alkalisch milieu van beton. Na dit onderzoek werd polypropyleenvezel her en der reeds toegepast en bij verdere testen kwamen de vele voordelen aan het licht.

2. Vermindering van scheurvorming. Polypropyleenvezels verminderen scheurvorming die een gevolg zijn van interne spanningen. Beton is berekend om hoge sterktes te bieden na verharding. Maar, direct na het plaatsen van de betonspecie, zodra de binding begint, ontstaan interne spanningen als gevolg van de zwaartekracht en het verdampen van het water. Er kunnen scheuren ontstaan als gevolg van zetting, krimp, kleef aan wapening en bekisting,en trillingen. Deze scheuren hebben geen structuur en verdwijnen niet tijdens de verharding van het beton. De permeabiliteit van het beton wordt hierdoor verhoogd. Zouten en andere schadelijke stoffen kunnen gemakkelijk indringen waardoor de levensduur van de constructie nadelig wordt beïnvloed. Deze niet-structurele scheuren worden door toevoeging van polypropyleenvezels verminderd met 80 tot 100 %.

3. Werking van polypropyleenvezels in plastische fase van het beton. Polypropyleenvezels verhogen de weerstand tegen vervormen van het beton in zijn jonge fase. De vermindering of uitschakeling van plastische krimpscheuren en hun destructief effect op lange duur is de basiseigenschap van de polypropyleenvezels.

Hfst. III

Eigenschappen van betonspecie en van verhardend beton

148

Figuur III/1 : Hydratatiewarmte De warmte ontwikkelt zich snel tijdens de binding en het begin van de verharding, en nadien geleidelijk trager. De kernen van de cementkorrels hydrateren immers steeds langzamer, en bovendien geven de laatst reagerende bestanddelen minder warmte af. De totale hydratatiewarmte Qtot kan, voor portlandcement, berekend worden aan de hand van de mineralogische samenstelling van het cement (gehalten aan C3S, C2S, C3A en C4AF). De totale hydratatiewarmte vrijgekomen bij de volledige hydratatie van de afzonderlijke klinkermineralen (zie tabel III/1) mogen gesuperponeerd worden. Voor een portlandcement kan Qtot aldus oplopen tot meer dan 400 J/g. In de praktijk zal de hydratatie evenwel nooit volledig gebeuren (zie paragraaf 2), zodat niet alle warmte uiteindelijk vrijgesteld wordt. Klinkermineraal

Hydratatiewarmte (J/g)

C3S

502

C2S

260

C3A

867

C4AF

419

Tabel III/1 : Hydratatiewarmte van klinkermineralen

Hfst. IV

Verhard beton en zijn eigenschappen

184

Gaat het om belastingen van lange duur, dan zou men eerder de secanselasticiteitsmodulus (Ecm) in de berekeningen moeten invoeren. De experimentele bepaling van deze elasticiteitsmodulus is beschreven in NBN B 15-203. De waarde van de secanselasticiteitsmodulus bij een spanningsniveau σc = 0,4fc,cyl wordt volgens NBN B 15-002 gegeven door : Ecm = 9500(fck,cyl + 8)1/3 waarbij alle waarden in N/mm2 uitgedrukt worden. Karakteristieken van het σc-εc-diagram, waarbij Ec∞ en Ecm berekend worden met bovenvermelde formules, zijn weergegeven in tabel IV/4. 2

12

20

30

40

50

60

70

80

90

2

20

28

38

48

58

68

78

88

98

2

27

30,5

33,5

36,5

38,5

41

42,5

44,5

46

2

27

29

32

35

37

39

41

42

44

fck,cyl (N/mm ) fcm,cyl (N/mm ) Ec∞ (kN/mm ) Ecm (kN/mm )

Tabel IV/4 : Karakteristieken van het σc-εc-diagram

3.2. Coëfficiënt van Poisson Tijdens een één-assige drukproef ondergaat het betonproefstuk niet alleen een axiale stuik εcx maar ook een dwarse rek εcy. De verhouding tussen εcy en εcx is gelijk aan de coëfficiënt van Poisson ν : εcy = ν.εcx . Voor σc < 0,5fc,cyl vindt men waarden variërend tussen 0,15 en 0,20.

3.3. Thermische eigenschappen De onderstaande gegevens hebben betrekking op beton, vervaardigd met normale granulaten, slechts blootgesteld aan een temperatuurswerking na een normaal verhardingsproces. 3.3.1. Thermische uitzettingscoëfficiënt De thermische uitzettingscoëfficiënt geeft de thermische vervorming per °C temperatuursverandering. De waarde van de thermische uitzettingscoëfficiënt αc hangt af van de aard van de granulaten en hun volumefractie vermits over het algemeen de uitzettingscoëfficiënt van de cementsteen en de granulaten verschillend is. Ook het vochtgehalte van het beton speelt een rol. Tussen 0 en 150 °C kunnen de volgende richtwaarden aangenomen worden :

Hfst. V

Duurzaamheid van beton

209

2.2. Scheurvorming 2.2.1. Toelaatbare scheuren Betonnen constructies worden berekend en gedimensioneerd volgens NBN EN 1992-1-1:2005 en de Nationale Bijlage (ANB). (Zie opmerking in bibliografie). De berekeningsmethode gaat uit van bezwijkgrenstoestanden (de constructie is niet meer veilig door instortingsgevaar) en gebruiksgrenstoestanden (de constructie is zodanig vervormd of gescheurd dat vervulling van functies onmogelijk wordt). Eén van de uitgangspunten bij de berekening van de gebruiksgrenstoestanden is het feit dat beton in de trekzone scheurt en dat de scheurwijdte een bepaalde grenswaarde niet mag overschrijden. De norm vermeldt de maximale scheurwijdte in functie van de vroegere blootstellingsklassen. (tabel V/1) Deze constructieve toelaatbare scheuren zullen altijd aanwezig zijn en zullen doorlopen van oppervlak tot wapening (en eventueel verder). Op zich vormen deze scheuren een gemakkelijke toegang voor vocht, gassen en ionen om het beton binnen te dringen. Gelukkig heeft men vastgesteld dat scheuren, kleiner dan 0,4 mm, meestal verstopt geraken en dat transport via deze weg daardoor bemoeilijkt wordt. Aanbevolen waarden voor maximale scheurwijdte (mm) volgens NBN EN 1992-1-1:2005 (Nationale Bijlage) Milieuklasse

Omgevings klasse

Elementen in gewapend beton en elementen in voorgespannen beton zonder aanhechting van de wapening

Elementen in voorgespannen beton met aanhechting van de wapening

Combinatie van quasi-permanente belastingen

Combinatie van frequente belastingen

0,4

(1)

X0, XC1

EI

0,2

XC2, XC3, XC4

EE1, EE2, EE3

0,3

0,2

XD1, XD2, XD3, XS1, XS2, XS3

EE4, ES1, ES2, ES3, ES4

0,3

decompressie

(2)

(3)

(1) Voor de milieuklassen X0 en XC1 en de omgevingsklasse EI heeft de scheurwijdte geen invloed op de duurzaamheid. Deze grenswaarde is vastgelegd om een aanvaardbaar uiterlijk te waarborgen. Bij afwezigheid van voorwaarden over het uiterlijk kan deze grenswaarde minder strikt geïnterpreteerd worden. (2) Voor deze milieu- en omgevingsklassen moet bovendien de decompressie onder combinatie van quasi-permanente belastingen nagegaan worden. (3) Decompressie is de toestand waarbij op een bepaalde plaats de drukspanning ten gevolge van de voorspanning tot nul is herleid.

Tabel V/1 : Maximale scheurwijdte

Hfst. V

Duurzaamheid van beton

214

Fig. V/16 : Soorten schade veroorzaakt door corrosie (uit ref. 6). 3.2.2. Beschermende werking van de betondekking. Een voldoende dikke omhulling van de wapening door beton beschermt het staal tegen roesten. De hoge pH van het poriënwater zorgt daarvoor. Roest wordt gevormd door de reactie van ijzerionen en hydroxylionen. Bij hoge pH zijn er zoveel hydroxylionen aanwezig dat het ijzeroxide vast neerslaat op het staaloppervlak. Er vormt zich een haast ondoordringbare beschermingslaag die verhindert dat er nog ijzerionen in oplossing gaan. Men zegt dat de wapening wordt 'gepassiveerd' en dat zij bedekt is met een passiveringslaag. Als de passiveringslaag wordt aangetast, is wapeningscorrosie mogelijk in aanwezigheid van water en zuurstof. De laag kan aangetast worden door de indringing van CO2 (carbonatatie) en de aanwezigheid van chloorionen. De tijd nodig om de wapening te depassiveren wordt de ‘initiatiefase’ genoemd. De corrosie- of propagatiefase is de tijd die daarna nodig is om het corrosieproces te laten verlopen tot een niet aanvaardbare corrosiegraad. 3.2.3. Door carbonatatie geïnitieerde corrosie 3.2.3.1. Carbonatatie (initiatiefase) De reactie van koolstofdioxide (CO2) met de alkalische bestanddelen van beton noemt men carbonatatie. Zo vormt koolstofdioxide met calciumhydroxide (portlandiet) calciumcarbonaat volgens de reactie : Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (34 ml)

(37 ml)

(18 ml)

Deze reactie verloopt alleen in een waterig milieu. Eerst moet het koolstofdioxide oplossen in het poriënwater, waardoor de pH van het water (van ongeveer 13 tot 9)

Hfst. V

Duurzaamheid van beton

236

4.3.2. Minimale betondekking Logischerwijze hangen de eisen in verband met de betondekking af van de milieuen omgevingsklassen. Zij hangen ook af van de levensduur en van het feit of het gaat om een constructie in gewapend of in voorgespannen beton. De norm NBN EN 1992-1-1:2005 en de Nationale Bijlage (ANB; zie opmerking in bibliografie) vermeldt voor elke milieuklasse de vereiste minimale betondekking rekening houdend met de verwachte levensduur van constructies. De verwachte levensduur wordt ingedeeld in zogenaamde ‘structuurklassen’, aangeduid met een cijfer. Hoe lager het cijfer is, hoe lager de verwachte levensduur van de constructie en hoe kleiner de vereiste cmin. Met het cijfer 4 komt een verwachte levensduur van 50 jaar overeen. De minimale waarden voor ‘structuurklasse’ 4 worden aanbevolen. Zie tabel V/10 (blz 247) voor gewapend beton en tabel V/11 (blz 247) voor voorgespannen beton. Vanaf een bepaalde hogere minimale druksterkteklasse en voor vloerelementen is het mogelijk de met 1 lagere structuurklasse te nemen. Voor een levensduur van 100 jaar is het nodig de structuurklasse met 2 te verhogen. Raadpleeg tabel V/12 (blz 248). Bij de bepaling van cmin moet er ook rekening gehouden met eisen om een goede hechting van beton aan de wapening en een veilige krachtsoverdracht te verzekeren. Zo mag de betondekking niet kleiner zijn dan de staafdiameter (of de equivalente diameter van een staafgroep). Zie in dat verband deel 4.4.1.2(3) van de norm. Ook is een minimale betondekking nodig voor de vereiste brandweerstand. Meer informatie hierover vindt men in NBN EN 1992-1-2:2005. 4.3.3. Tolerantie De minimale betondekking moet vermeerderd worden met de tolerantie (∆cdev) : ∆cdev = 10 mm. Volgens NBN EN 1992-1-1:2005 mag van deze waarde afgeweken worden afhankelijk van het systeem van kwaliteitscontrole op de werf. Als dit systeem van kwaliteitscontrole ook het meten van de betondekking inhoudt, mag de tolerantie als volgt verminderd worden : 10 mm ≥ ∆ctol ≥ 5 mm Voor elementen in geprefabriceerd beton, mag de tolerantie als volgt verminderd worden : 10 mm ≥ ∆ctol ≥ 0 mm Deze vermindering mag alleen toegepast worden indien gelijktijdig aan de volgende 3 voorwaarden voldaan wordt : -

het systeem van de kwaliteitscontrole en de industriële zelfcontrole worden geëvalueerd door een derde partij die continu toezicht houdt;

-

het systeem van de kwaliteitscontrole en de industriële zelfcontrole houden ook het meten van de betondekking in en het verwerpen van de niet conforme elementen;

Hfst. V

Duurzaamheid van beton

OMGEVINGSKLASSE

246

DUURZAAMHEIDSEISEN OB

SYMB

OMSCHRIJVING

GB of VB

betontype

andere eisen (6)

E0

Niet schadelijk

T(1,00)

EI

Binnenomgeving

T(1,00)

EE

Buitenomgeving

betontype

andere eisen

T(0,65)

EE1

Geen vorst

T(1,00)

EE2

Vorst, geen contact met regen

T(0,55)

(1) (3) (4)

T(0,60) T(0,55)

(1) (2) (3) (4)

EE3

Vorst, contact met regen

T(0,55)

(1) (3) (4)

T(0,50)

(1) (2) (3) (4)

EE4

Vorst en dooizouten (aanwezigheid van ter plaatse ontdooid of opspattend of aflopend dooizouthoudend water)

T(0,45) of T(0,50)A

(1) (3) (4) (7)

T(0,45) of T(0,45)A

(1) (2) (3) (4) (7)

Zeeomgeving

ES

geen contact met zeewater; wel contact met zeelucht (tot 3 km van kust) en/of brak water ES1

Geen vorst

T(0,60)

ES2

Vorst

T(0,55)

T(0,50) (1) (3) (4)

T(0,50)

(1) (2) (3) (4)

contact met zeewater ES3

Ondergedompeld

ES4

Getijden- en spatzone

T(0,55)

T(0,45)

T(0,45) of T(0,50)A

(1) (3) (4) (7)

T(0,45) of T(0,45)A

(1) (2) (3) (4) (7)

Agressieve omgeving

EA EA1

Zwak agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206-1:2001

T(0,55)

(5) (8)

T(0,55)

(5) (8)

EA2

Middelmatig agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206-1:2001

T(0,50)

(5) (8)

T(0,50)

(5) (8)

EA3

Sterk agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206-1:2001

T(0,45)

(5) (8)

T(0,45)

(5) (8)

(1)

Granulaten moeten vorstbestendig zijn volgens NBN EN 1367-1:2000 of NBN EN 1367-2:1998.

(2)

Bij gebruik van CEM I met toevoeging van meer dan 33 % vliegas t.o.v. het cementgehalte, is de k-waarde gelijk aan nul. Bij gebruik van CEM III/A met toevoeging van meer dan 25 % vliegas t.o.v. het cementgehalte, is de k-waarde gelijk aan nul.

(3)

Bij toevoeging van vliegas met een gloeiverlies tussen 5 en 7 % aan beton geldt als bijkomende eis (ten aanzien van de eisen in artikel 5.2.5.2.2) dat de totale vliegasmassa in beton niet meer mag bedragen dan 25 % van de cementmassa. Op basis van voorafgaandelijke geschiktheidproeven volgens bijlage J van NBN EN 206-1:2001 kan van deze eis afgeweken worden.

(4)

CEM II/B-V, CEM II/B-M (V-…) en CEM V/A met melding op de zak en/of de leveringsbon dat het daarin verwerkte vliegas een gloeiverlies heeft van 7 %, mogen alleen gebruikt worden wanneer de maximale vliegasmassa in het cement beperkt wordt tot 25 % van de som van hoofd- en nevenbestanddelen van het cement (volgens NBN EN 197-1:2000). Op basis van voorafgaandelijke geschiktheidproeven volgens bijlage J van NBN EN 206-1:2001 kan van deze eis afgeweken worden.

(5)

Cement met hoge bestandheid tegen sulfaten (volgens NBN B 12-108:2002) moet gebruikt worden indien het sulfaatgehalte > 500 mg/kg in water en > 3000 mg/kg in grond.

(6)

Enkel voor uitzonderlijke toepassingen in ongewapend beton, zoals b.v. zuiverheidbeton voor funderingen, is betontype T(1,50) mogelijk.

(7)

Beton zonder toegevoegde lucht behalve indien opgelegd door de voorschrijver naargelang het risico op vorstschade.

(8)

Zie paragraaf 6 van tabel 1 en tabel 2 van NBN EN 206-1:2001.

Tabel V/9 : Duurzaamheidseisen voor ongewapend (OB), gewapend (GB) en voorgespannen (VB) beton

Hfst. VI

Specificatie van beton

256

VOORBEELDEN : BETONSPECIFICATIES VAN ENKELE VEEL VOORKOMENDE BETONTOEPASSINGEN De meest voorkomende betontoepassingen werden samengebracht in onderstaande tabel. Zij werden aangevuld met de courante gegevens nodig voor het specificeren van beton. Deze voorbeelden zijn enkel bij wijze van inlichting gegeven worden. De ONTWERPER (architect, studiebureau...) is verantwoordelijk voor het opgeven van de volgende eisen : Algemene basiseis : beton moet voldoen aan NBN EN 206-1:2001 en NBN B 15-001:2004, basiseis A : de sterkteklasse, basiseis B : het gebruiksdomein (B1) en de milieuklasse (B2), basiseis C : de consistentieklasse, basiseis D : de nominale grootste korrelafmeting, (eventuele) aanvullende eisen (E) Mits akkoord van de ontwerper mag de UITVOERDER de consistentieklasse (C) en de nominale grootste korrelafmeting (D) wijzigen en bijkomende aanvullende gegevens (E) formuleren. TYPE CONSTRUCTIE :

IN TE VULLEN GEGEVENS : A

B

D

EE3

(13)

20, 22 of 32

(10), (11)

OB

EE1

(13)

20, 22 of 32

(10), (11)

OB

EE3

(13)

20, 22 of 32

(10), (11)

C25/30

GB

EE1

S1-S3

20, 22 of 32

(10), (11)

Gewapend beton voor keldermuren, waterdichte constructies ... onder het vorstniveau a) wanddikten ≥ 20 cm ............................ b) wanddikten 10 tot 20 cm......................

C25/30 C25/30

GB GB

EE1 EE1

(13) (13)

20, 22 of 32 14, 16 of 20

(10), (11)

boven het vorstniveau a) wanddikten ≥ 20 cm ............................ b) wanddikten 10 tot 20 cm .....................

C30/37 C30/37

GB GB

EE3 EE3

(13) (13)

20, 22 of 32 14, 16 of 20

(10), (11) (10), (11)

C35/45

GB

EA3 en EE3

(13)

20, 22 of 32

(10), (11)

C30/37

GB

EA2 en EE3

(13)

20, 22 of 32

(9), (11)

C30/37

GB

EA2 en EE1(12)

(13)

20, 22 of 32

(9), (11)

C25/30

GB

EI

(13)

20, 22 of 32

C25/30 C30/37

GB GB

EE2 EE3

(13) (13)

20, 22 of 32 20, 22 of 32

(10), (11) (10), (11)

B2 (3)

C25/30

OB

onder het vorstniveau.......................................

C20/25

boven het vorstniveau ......................................

C25/30

Beton voor paalfunderingen, putten ... .............................

E

(4)

C

B1(1)

1. FUNDERINGEN Niet gewapende fundering voor lichte constructies (terras, garagebox ...) Niet of licht gewapende funderingen (ringbalken, zolen...)

2. KELDERS, SILO'S, RESERVOIRS

Sleufsilo’s Mestbassins bovengronds .................................................... ondergronds (als kelder in stal) ........................

(10), (11)

3. CONSTRUCTIES Beton voor dragende constructies in gewapend beton binnenomgeving............................................... buitenomgeving (vorst, geen contact met regen)............................................................... buitenomgeving (vorst, contact met regen) ...... 4. VLOEREN, PARKINGS, .... Beton voor tuinpaden, voetpaden, terrassen,... (5) ...........

C25/30

OB

EE3

(8)

20, 22 of 32

(10), (11)

Beton voor parkings, opritten (lichte voertuigen), ... ......

C35/45

GB

EE4

(8)

20, 22 of 32

(10), (11)

Beton voor industrievloeren (binnen) (6) (7) ........................

C25/30

GB

EI

(8)

20, 22 of 32

Beton voor industrievloeren (buiten) (6).............................

C35/45

GB

EE4

(8)

20, 22 of 32

(10), (11)

Hfst. VII

Betonsamenstelling

293

Figuur VII/18 : Controle van de samenstelling

4.4.2. Omzetting van de ideale korrelkromme naar een te produceren samenstelling Eens dat de ideale mengverhoudingen berekend zijn, moeten ze omgezet worden naar af te wegen hoeveelheden in kg/m³. Hierbij moet eerst bepaald worden welk deel van het volume van het beton door het inerte skelet zal gevuld worden. De cementmatrix zal de overblijvende holle ruimte tussen de korrels vullen. De eerste benadering is om het volume van beton zo goed mogelijk te vullen met het inerte skelet en een zo hoog mogelijke vullingsgraad na te streven. Deze zal leiden tot een beton met een laag cementgehalte, maar toch van zeer hoge kwaliteit. De verwerkbaarheid zal echter wel beperkt zijn. De andere benadering is, dat wordt uitgegaan van de eisen die worden opgelegd in functie van de duurzaamheid en die een minimale dosering aan cement opleggen, die dus ook bepalend zal zijn voor het volume van de cementmatrix (cement, toevoegsel, water, lucht). Het resterend volume moet dan gevuld worden met het inerte skelet, verdeeld over de verschillende kalibers, volgens de berekende mengverhoudingen. Praktisch levert dit volgende werkwijze : Van het totale volume beton (= 1000 liter) wordt dus eerst het absolute volume cement, het volume water en het volume lucht afgetrokken. Dit geeft het totaal volume granulaten.

Hfst. VIII

Controle en certificatie van beton

• • •

333

de betonkwaliteit, de wapening en de voorspanning, de geometrie (dekking & nauwkeurigheid),

-

de afwerkingstechnieken,

-

de documentatie voor de verwerking op de bouwplaats,

-

de productieplanning.

6.5 Het belang van ontwerp en ontwikkeling Prefabproducten zijn meestal op veel vlakken industrieel geoptimaliseerd o.m. op gebied van globale prestatie-eigenschapen, economie en logistiek. De ontwerpfase in het kwaliteitsborgingsproces is daarom van essentieel belang. Betontechnologisch is de optimalisatie, het gevolg van een goed beheerst samenspel tussen de nauwkeurig bepaalde samenstelling, de verwerkingstechnologie in functie van de gewenste eigenschappen. Door het herhaald karakter van de productie kan deze optimalisatie plaatsvinden en kan ze in de plaats komen van de snelle dynamiek die bepalend is voor de productie van stortklaar beton. De initiële typeproeven onder de vorm van reële beproevingen, berekeningen en proefproducties vormen een essentieel onderdeel van het kwaliteitsborgingsproces.

6.6 De productiecontrole De productiecontrole omvat volgende processen : -

de bestanddeelcontrole, de beheersing van het productiesysteem, (soms volumetrische dosering), sterk uitgewerkte monsternemingsplannen voor de verificatie betonkwaliteit (algemeen & bijzonder kwaliteitsplannen), de controle van supplementaire eisen (wateropslorping,..), de controle op de geometrie en de bekisting, het respect wapeningsplannen & dekking, het nazicht van voorspanning, het verzekeren van de nabehandelingen, het opvolgen van de verhardingsnelheid, transport, levering, montage, nazorg.

6.7 Keuring, certificatie en CE-markering Prefabbeton kenmerkt zich door : -

een zeer grote diversiteit in producttypes en bestanddeelgebruik,

-

een degelijke bepaling van de producteigenschappen,

-

een beheerste stabiele productie,

Hfst. IX

Productie en vervoer

374

Figuur IX/11 : De verlading van de granulaten 3.3.4. De verlading De verlading of de verplaatsing van de granulaten kan op volgende activiteiten betrekking hebben: a. het overbrengen van de granulaten vanuit de bulkopslag naar

Hfst. X

Verwerking van het beton

405

Figuur X/9 : In lagen trillen, met indringing van de naald in de vorige laag (indringingsdiepte : ongeveer 10 à 15 cm) -

men laat de naald verticaal (of bijna verticaal) in het beton dringen. Om ontmenging te vermijden, moet de triltijd beperkt worden;

-

de naald moet uitgetrokken worden wanneer het betonoppervlak begint te glanzen. De ophaalsnelheid van de naald moet zo geregeld worden dat het gat, gevormd door de naald, volledig kan dichtvloeien;

-

noch de wapeningen, noch andere ingebedde elementen mogen aangeraakt worden door de trilnaald. Is er toch contact, dan planten de trillingen zich voort doorheen de wapeningen naar zones waar het beton reeds verdicht werd. Dit leidt tot heterogeniteiten in de verdichting, hetgeen eventueel zichtbaar wordt in de ontkiste oppervlakken. De aanhechting staal-beton kan hierdoor eveneens verstoord worden;

-

een trilnaald dient niet om beton horizontaal te verplaatsen. Het verdichten van beton dat op een helling gestort wordt, moet van onderen beginnen;

Figuur X/10 : Verdichten op een hellend vlak -

in het geval van een uitsparing zoals een vensteropening bijvoorbeeld, aan de ene kant (1) trillen in lagen van 50 cm tot het beton aan de andere kant (2) verschijnt, zodat men zeker is dat het onderste deel goed gevuld werd. Indien het beton aan de twee kanten gestort wordt, dan loopt men het risico dat er zich in het onderste deel luchtinsluitsels voordoen;

Hfst. XI

Ontkisting, nabehandeling en bescherming van beton

422

4.2.2. Bijzondere maatregelen Tabel XI/4 geeft een overzicht van, de bijzondere maatregelen die getroffen moeten worden in functie van het weertype. Voor weertype 0 zijn geen bijzondere maatregelen nodig. WEERTYPE

I

II

III

IV

V

(X)

X

X

X

X

X

X

X

(X)

X

X

X

>7

>10

>12

>15

>15

>5

>5

>10

>10

>10

X

X

X

X

X

Het water verwarmen tot 80 °C maximum (de betontemperatuur mag niet hoger worden dan 40 °C) Bij voorkeur tamelijk isolerende houten bekistingen aanwenden

X

Geïsoleerde metalen bekistingen Minimale betontemperatuur ( °C) Bij belangrijke beschermingsmaatregelen mag minimale temperatuur van het beton dalen tot ( °C)

de

Middelmatig isolerende bescherming (houten panelen of zeildoek met luchtlaag van 2 à 5 cm) Sterk isolerende bescherming (minerale woldeken in kunststofhoes, stromatten beschermd door kunststoffolie) Bescherming door verwarmde afgesloten ruimte

(X)

(X)

X : nodige maatregel (X) : gewenste maatregel

Tabel XI/ 4 : Bijzondere maatregelen Het beton moet onmiddellijk na het storten afgewerkt en afgedekt worden. Bij verwarmd beton moet men trachten een zo hoog mogelijke temperatuur te bereiken : een temperatuur tussen 15 en 30 °C is realistisch. Indien men verwarmde betonspecie gebruikt en indien men alles in het werk stelt om zo weinig mogelijk tijd te verliezen tijdens de verwerking, dan kan de afkoeling beperkt blijven. Onmiddellijk na de afwerking wordt een isolerende laag (dekzeilen en steenwoldeken,…) op het beton aangebracht. Zo kan de temperatuur nog geruime tijd boven het vriespunt gehouden worden. De bescherming geboden door de bekistingen is niet te verwaarlozen (zie figuur XI/1). Deze invloed kan nog verbeterd worden door de bekisting te verwarmen, hetzij elektrisch, hetzij door de circulatie van warme lucht of van warm water tussen dubbele wanden. Figuur XI/1 is gebaseerd op proeven die verricht werden op een betonnen muur met een dikte van 30 cm. De betontemperatuur op het ogenblik van het storten bedroeg 15 °C. Nadien werd deze muur blootgesteld aan een temperatuur van -1 °C. De vier krommen a, b, c en d geven de temperatuur gemeten aan het muuroppervlak weer. Er bestaan diverse doeltreffende materialen, beschikbaar onder de vorm van dekens of van stijve panelen, die als afdekmateriaal voor beton gebruikt worden.

Hfst. XII.1

Hogesterktebeton

440

-

een meestal stijgende waterbehoefte als gevolg van de fijnheid;

-

een verminderde neiging tot ontmenging en waterafscheiding;

-

een aanzienlijke plastische krimp;

-

een verhoogde druksterkte : het toevoegen van 1 kg microsilica aan het beton met 300 kg/m3 cement heeft hetzelfde effect op de druksterkte als het toevoegen van 2 à 3 kg cement aan ditzelfde mengsel;

-

een verbeterde waterdichtheid.

Opmerking : Waarom verbetert microsilica de eigenschappen van het beton? Dit kan verklaard worden aan de hand van het hydratatieproces van normaal beton. Wanneer water en cement in contact komen met elkaar, ontstaan calciumsilicaat-hydraatkristallen. Deze groeien van de cementkorrels weg tot ze eventueel de granulaten bereiken en deze laatste met elkaar verbinden. Hierdoor verliest het beton zijn verwerkbaarheid en verhardt het. Dit proces gaat door zolang er water beschikbaar is. Bij normaal beton zullen er altijd poriën tussen de korrels blijven. Door toevoeging van microsilica zal de ruimte tussen de granulaten en het cement worden opgevuld met ultrafijne microbolletjes. Uit deze bolletjes ontstaan secundaire calciumsilicaat-hydraatkristallen voortkomende uit de reactie tussen portlandiet (uit de reactie van de clinker) met amorfe SiO2 (microsilica). De kristalgroei vindt plaats in de gehele ruimte waar er zich poriënwater bevindt. Dit wil zeggen dat er een vermenging is van kristallen die groeien uit microsilica met de kristallen die ontstaan uit het cement. Omdat de korrels 100-maal kleiner zijn, blijven er nauwelijks poriën over tussen de kristallen waardoor een vrij ondoordringbaar beton ontstaat. Om economische redenen is de toegevoegde hoeveelheid microsilica meestal 10 à 20 % van het cementgehalte. Superplastificeerder Een superplastificeerder is een sterk waterreducerend vloeimiddel. Door toevoeging van een superplastificeerder kan het watergehalte van een betonmengsel sterk verminderd worden zonder de verwerkbaarheid te wijzigen. Andersom kan men de verwerkbaarheid sterk verbeteren zonder het watergehalte te wijzigen. Het watergehalte kan tot 30 à 35 % verminderd worden bij gelijkblijvende consistentie waardoor een hoogwaardig beton kan geproduceerd worden.

3. Specificatie van hogesterktebeton De specificatie van hogesterktebeton gebeurt op analoge wijze als normaal beton en is gebaseerd op NBN EN 206-1:2001 en NBN B 15-001:2004.

Hfst. XII.7

Zelfverdichtend beton

493

Figuur XII.7/2 : Basisprincipes voor de samenstelling van zelfverdichtend beton Er bestaan drie hoofduitgangspunten om een zelfverdichtend beton samen te stellen: -

Het eerste type is gebaseerd op de toepassing van een viscositeitsagent en van een super-plastificeerder.

-

Het tweede type bevat een belangrijke fijne fractie en een superplastificeerder. Indien alleen cement gebruikt zou worden, dan zou deze methode aanleiding kunnen geven tot problemen in verband met een temperatuurstijging in het beton, als gevolg van de ontwikkeling van de hydratatiewarmte. Daarom werkt men doorgaans met binaire of ternaire mengsels (vliegas, kalksteenfiller, enz….).

-

Het derde type combineert beide voorgaande methodes, om de gevoeligheid voor variaties in het watergehalte bij een mengsel met een belangrijke fijne fractie, te verminderen.

Hfst. XII.9

Zicht- en Sierbeton

512

Figuur XII.9/4: Licht en kleur Een speciale situatie ontstaat wanneer alle stralen volledig worden weerkaatst of geabsorbeerd. In het eerste geval kleurt het oppervlak wit, in het tweede zwart. Wanneer per golflengte naar verhouding een zelfde fractie van het invallende licht wordt geabsorbeerd, ontstaat een grijstint. De grootte van die fractie hangt af van de aard van het absorberend materiaal en de structuur van het oppervlak. Naarmate de aard en de structuur variëren, zal de grijstintvariatie toenemen. De grijstint en haar variatie op het oppervlak hangen af van de volgende factoren (figuur XII.9/5):

Figuur XII.9/5: Invloed van enkele parameters op de grijstint

Hfst. XIII

Betonstaal

531

5.3. De ribhoogte De ribben verbeteren de aanhechting van het staal met het beton. De hoogte van een rib is de afstand tussen het hoogste punt van de rib en het oppervlak van de kern. Men onderscheidt dwarsribben en langsribben. Dwarsribben (figuur XIII/2) hebben een veranderlijke hoogte (sikkelvormig) en staan schuin op de langsas van de staaf of de draad. Als langsribben (constante hoogte) voorkomen, zijn ze evenwijdig met de as van de staaf of de draad (figuur XIII/2), behalve bij koudgetorst staal, dat echter niet meer geproduceerd wordt.

Figuur XIII/2 : Dwars- en langsribben

5.4. De afstand tussen de dwarsribben De afstand tussen de ribben is de afstand tussen twee opeenvolgende dwarsribben, gemeten in de lengterichting van de wapening.

5.5. Identificatie van de technische klasse en van de producent De geometrie van de ribben laat toe de technische klasse van de wapening te identificeren. Wapeningen met twee langsribben zijn typisch voor rechte staven van warm gewalst staal. De twee reeksen dwarsribben van gewalst staal BE 400 S (wordt bijna niet meer geproduceerd) zijn evenwijdig (zie figuur XIII/1 voorbeelden 5 en 6). Staal van het type BE 500 S heeft één reeks evenwijdige dwarsribben en in de andere reeks vertonen de dwarsribben afwisselend een sterkere en een flauwere helling ten opzichte van de aslijn van de staaf of de walsdraad. Koud getrokken staal heeft meestal drie reeksen dwarsribben en geen langsribben. Gewalst en getrokken staal heeft meestal 2x2 reeksen dwarsribben en evenmin langsribben (cfr. dwarsdoorsneden in tabel XIII/1). Tenslotte bestaan er nog andere profielen en dit voornamelijk bij schroefbaar staal (specifieke schroeflijnvormige schikking van de dwarsribben). Sommige dwarsribben zijn dikker en vormen aldus een code waarmee de producent kan geïdentificeerd worden. Deze markeringen zijn terug te vinden in de lijst van de gecertificeerde producenten gepubliceerd door het OCBS (lijst beschikbaar op de webstek www.ocab-ocbs.com).

Hfst. XIV

Bekisting

Figuur XIV/3 : Factoren die de grootte van de horizontale betonspeciedruk beïnvloeden.

Figuur XIV/4 : Horizontale betonspeciedruk in functie van stortsnelheid en consistentieklasse (volgens prEN 15113-1:2004)

545

Hfst. XV

Wegenbeton

580

Tegelijk moet een optimale doorlatendheid worden gerespecteerd om het water snel te laten wegstromen. Het Typebestek RW 99 schrijft als gemiddelde effectieve porositeit voor: een minimum van 8,0 % en individueel, een minimum van 6,5 %. Het schrijft ook een waterdoorlatendheidscoëfficiënt voor die hoger is dan 4.10-4 m/s. Het SB 250 schrijft alleen de waterdoorlatendheidscoëfficiënt voor van 4.10-4 m/s.

10.5. Walsbeton Walsbeton (WB) wordt op bijna dezelfde manier vervaardigd als schraal beton, maar het heeft een hoger cementgehalte (min. 200 kg/m3) en de korreldiameter is tot 20 mm beperkt. Dergelijk beton heeft het grote voordeel dat het door de stabiliteit van het korrelskelet bijna onmiddellijk na het verdichten in gebruik kan worden genomen. Behalve als funderingslaag (meestal WB type 20) kan walsbeton ook gebruikt worden als wegverharding (WB type 30), bv. voor landbouwwegen. Het is ook verplicht de maximale korrelgrootte te beperken tot 20 mm, en soms zelfs minder. Dit heeft drie doelstellingen: segregatie vermijden; het mengen, verwerken en verdichten gemakkelijker laten verlopen; en tenslotte, een effener oppervlak realiseren. Om te voldoen aan de eisen inzake druksterkte, moet de hoeveelheid cement minstens 200 of 250 kg/m3 bedragen voor walsbeton met een gemiddelde druksterkte van respectievelijk 20 N/mm2 (WB type 20) en 30 N/mm2 (WB type 30), gemeten op boorkernen van 100 cm2 na 90 dagen. Het toevoegen van vliegas is toegestaan om de verwerkbaarheid van het beton te verbeteren en het risico op scheurvorming te beperken. De hoeveelheid vliegas is beperkt tot hoogstens 5 % van de massa van de droge granulaten. Het ideale watergehalte wordt bepaald met een gewijzigde Proctorproef en bedraagt over het algemeen 4 tot 7 % van de massa van de droge materialen. Om onregelmatige scheurvorming te vermijden, moeten in elk geval voegen ingekerfd of gezaagd worden. De afstand tussen die voegen mag maximaal vijf of zelfs maar vier meter bedragen.

11. Duurzame aspecten van betonwegen Duurzaamheid in de tijd - kwaliteit in technische en economische zin, samen met doordachte functionaliteit - is een begrip dat in de betonwereld zijn sporen heeft verdiend en ons direct aanspreekt. Een duurzame betonverharding kan slechts gerealiseerd worden mits een correcte dimensionering, een oordeelkundig ontwerp, het gebruik van kwalitatieve materialen en een uitvoering overeenkomstig de regels van de kunst. Zo werden in de jaren 1980 een aantal besparingsmaatregelen doorgevoerd bij de aanleg van wegen en autosnelwegen in doorgaand gewapend beton : weglaten van de asfaltlaag tussen fundering en betonverharding, versmallen van de rijstroken, verminderen van de dwarshelling en reductie van de drainerende onderfundering. Deze ontwerpwijziging leidde echter snel tot het verschijnsel van