CEMENT DEELS VERVANGEN DOOR HOOGOVENSLAKKEN IN ZELFVERDICHTEND BETON + ZELFREINIGEND ZELFVERDICHTEND ARCHITECTONISCH BETON

XIOS HOGESCHOOL LIMBURG DEPARTEMENT INDUSTRIËLE WETENSCHAPPEN EN TECHNOLOGIE

CEMENT DEELS VERVANGEN DOOR HOOGOVENSLAKKEN IN ZELFVERDICHTEND BETON + ZELFREINIGEND ZELFVERDICHTEND ARCHITECTONISCH BETON Pieter EMBRECHTS

Afstudeerwerk ingediend tot het behalen van het diploma van industrieel ingenieur in bouwkunde master in de industriële wetenschappen: bouwkunde

Promotoren:

dhr. K. Goris (Verheyen betonproducten NV) dhr. B. Maes (XIOS Hogeschool Limburg)

Academiejaar 2006 - 2007

XIOS HOGESCHOOL LIMBURG DEPARTEMENT INDUSTRIËLE WETENSCHAPPEN EN TECHNOLOGIE

CEMENT DEELS VERVANGEN DOOR HOOGOVENSLAKKEN IN ZELFVERDICHTEND BETON + ZELFREINIGEND ZELFVERDICHTEND ARCHITECTONISCH BETON Pieter EMBRECHTS

Afstudeerwerk ingediend tot het behalen van het diploma van industrieel ingenieur in bouwkunde master in de industriële wetenschappen: bouwkunde

Promotoren:

dhr. K. Goris (Verheyen betonproducten NV) dhr. B. Maes (XIOS Hogeschool Limburg)

Academiejaar 2006 - 2007

I

Inhoudsopgave INHOUDSOPGAVE ...........................................................................................................................I DANKBETUIGING.........................................................................................................................IV ABSTRACT/SAMENVATTING..................................................................................................... V LIJST VAN GEBRUIKTE AFKORTINGEN EN SYMBOLEN.................................................VI DEEL 1: ZELFVERDICHTEND BETON ..................................................................................... 1 1

ALGEMEEN............................................................................................................................. 1 1.1 1.1.1

Geschiedenis................................................................................................................. 2

1.1.2

Voor- en nadelen van ZVB ........................................................................................... 4

1.2

Basisfilosofie ................................................................................................................ 6

1.2.2

De Japanse methode..................................................................................................... 7

1.2.3

De CBR-methode.......................................................................................................... 8 HULPSTOFFEN .................................................................................................................... 9

1.3.1

Superplastificeerders.................................................................................................. 10

1.3.2

Stabilisators................................................................................................................ 13

1.4

STORTEN .......................................................................................................................... 14

1.4.1

Van bovenaf (‘nat in nat’) vullen................................................................................ 14

1.4.2

Van onderuit vullen .................................................................................................... 15

1.4.3

ZVB controleren op de werf ....................................................................................... 15

GEGRANULEERDE HOOGOVENSLAK.......................................................................... 17 2.1

LITERATUURONDERZOEK ................................................................................................. 17

2.1.1

Geschiedenis............................................................................................................... 17

2.1.2

Productie .................................................................................................................... 17

2.1.3

Chemische samenstelling ........................................................................................... 19

2.1.4

Fysieke eigenschappen ............................................................................................... 19

2.1.5

Cementachtige reactie van hoogovengranulaat ......................................................... 20

2.2 2.2.1 3

ENKELE MANIEREN OM ZVB AAN TE MAKEN ..................................................................... 6

1.2.1

1.3

2

DEFINITIE EN EIGENSCHAPPEN ........................................................................................... 1

HOOGOVENCEMENT ......................................................................................................... 21 Verschillen tussen portland(composiet)-cement en hoogovencement ........................ 21

PROEVEN MET GEGRANULEERDE HOOGOVENSLAK ........................................... 23 3.1

WIT CEMENT .................................................................................................................... 26

3.1.1

Bepalen van de waterbehoefte.................................................................................... 26

3.1.2

Bepalen van de hulpstofdosering................................................................................ 27

3.2 3.2.1

GRIJS CEMENT .................................................................................................................. 29

bepalen van de waterbehoefte .................................................................................... 29

Xios Hogeschool Limburg

II 3.2.2

bepalen van de hulpstofdosering ................................................................................ 30

3.3

VERGELIJKING WIT EN GRIJS CEMENT .............................................................................. 31

3.4

BINDINGSTIJD .................................................................................................................. 32

3.5

BESLUIT MORTELPROEVEN .............................................................................................. 36

3.6

TESTEN OP BETON ............................................................................................................ 37

3.7

PRIJSVERGELIJKING ......................................................................................................... 40

3.8

ALGEMEEN BESLUIT......................................................................................................... 41

DEEL 2: ZELFREINIGEND BETON ........................................................................................... 42 1

2

LITERATUURONDERZOEK.............................................................................................. 43 1.1

GESCHIEDENIS VAN TITANIUMDIOXIDE ............................................................................ 43

1.2

ALGEMENE EIGENSCHAPPEN VAN TITANIUMDIOXIDE....................................................... 44

1.3

MECHANISME VAN DE FOTOKATALYSE MET TIO2 ............................................................ 46

1.3.1

Bandstructuur van halfgeleiders ................................................................................ 46

1.3.2

Energie structuur van titaniumoxide .......................................................................... 47

1.3.3

Kristalstructuur en fotokatalytische activiteit van titaniumoxide............................... 48

1.3.4

Effect van uv-stralen op titaniumoxide....................................................................... 48

1.3.5

Afbreken van organische stoffen door fotokatalyse met TiO2..................................... 50

1.4

HYDROFIELE EIGENSCHAPPEN VAN TIO2 ......................................................................... 52

1.5

KEUZE VAN HET TIO2 – POEDER....................................................................................... 55

1.6

EIGENSCHAPPEN VAN P25................................................................................................ 56

1.7

VOORBEELDEN ................................................................................................................ 57

PROEVEN MET ZELFREINIGEND BETON ................................................................... 58 2.1

HYDROFIELE EIGENSCHAPPEN ......................................................................................... 58

2.2

HET AFBREKEN VAN VERVUILING .................................................................................... 62

2.3

BESLUIT ........................................................................................................................... 65

2.4

TESTEN OP BETON ............................................................................................................ 66

2.5

PRIJSVERSCHIL................................................................................................................. 66

2.6

ALGEMEEN BESLUIT......................................................................................................... 68

BIJLAGEN ....................................................................................................................................... 69 BIJLAGE 1 : ARCHITECTONISCH BETON ............................................................................. 70 1.1 DEFINITIE ................................................................................................................................. 70 1.2 GRIJS-WIT CEMENT ................................................................................................................... 70 1.2.1 Grijs cement..................................................................................................................... 70 1.2.2 Wit cement ....................................................................................................................... 70 1.3 ZAND ........................................................................................................................................ 71 1.4 BEHANDELINGEN ..................................................................................................................... 71 1.4.1 Uitwassen......................................................................................................................... 71 1.4.2 Zuurbeitsen ...................................................................................................................... 71


III 1.4.3 Stralen.............................................................................................................................. 72 1.4.4 Polijsten ........................................................................................................................... 72 1.4.5 Behakt beton .................................................................................................................... 73 BIJLAGE 2 : ZELFREINIGEND BETON.................................................................................... 74 BIJLAGE 3 : TESTEN .................................................................................................................... 82 3.1 TESTEN OP VERSE MENGSELS ................................................................................................... 82 3.1.1 Representatief monster nemen ......................................................................................... 82 3.1.2 Vloeibaarheid (slump flow) ............................................................................................. 82 3.1.3 Viscositeit (V-funnel test)................................................................................................. 85 3.1.4 Stijghoogte (U-box) ......................................................................................................... 87 3.1.5 Segratie (Stabiliteitsproef met zeef) ................................................................................. 89 3.1.6 Beoordeling van de testen................................................................................................ 90 3.2 MORTELPROEVEN ..................................................................................................................... 91 3.3 TESTEN OP VERHARD BETON .................................................................................................... 93 BIJLAGE 4 : RESULTATEN MORTELPROEVEN................................................................... 96 4.1 WATERBEHOEFTE ..................................................................................................................... 97 4.2 HULPSTOFDOSERING ............................................................................................................... 100 BIJLAGE 5 : RESULTATEN BINDINGSTIJD ......................................................................... 105 BIJLAGE 6 : UREN ZONNESCHIJN EN UV-INDEX TIJDENS DE TESTPERIODE ........ 108 FIGURENLIJST ............................................................................................................................ 110 TABELLENLIJST......................................................................................................................... 113 LITERATUURLIJST .................................................................................................................... 114


IV

Dankbetuiging Dit eindwerk leg ik voor als het sluitstuk van mijn 4 jaar durende studie. Om dit werk tot een goed einde te brengen ben ik dank verschuldigd aan verschillende personen. Allereerst aan Kurt Goris die mij gedurende het ganse jaar heeft geholpen met raad en daad tijdens mijn stage en het schrijven mijn eindwerk. Ook dank voor de toffe samenwerking in het labo. Graag had ik ook Bert Maes bedankt om mee de juiste richting te bepalen waar ik heen moest met mijn stage en eindwerk, en nuttige informatie te verstrekken omtrent de materie. Tenslotte wil ik ook mijn familie en vrienden bedanken voor de steun die ze mij hebben gegeven gedurende de 4-jaar durende opleiding.


V

Abstract/samenvatting Dit werk heeft als uitgangspunt zelfverdichtend architectonisch beton in de prefabindustrie. Het eindwerk handelt over 2 onderwerpen, enerzijds het vervangen van cement in zelfverdichtend beton door gegranuleerde hoogovenslak en anderzijds een kennismaking met zelfreinigend beton. Cement deels vervangen door hoogovenslakken is een techniek die sterk in opmars is in de betonindustrie, dit wordt meestal gebruikt om de prijs te drukken, en om in te spelen op de verhardingstijd. Als de verhardingstijd stijgt, dan is er minder kans op scheurvorming. Een ander groot voordeel van deze ingreep is de vermindering van de CO2 uitstoot. Bij de productie van cement komt een grote hoeveelheid CO2 in de lucht, deze uitstoot is veel minder bij de productie van hoogovenslak. Dit werk heeft als doel door middel van mortel- en betonproeven een beter inzicht te verkrijgen in de gevolgen van het gebruik van hoogovenslakken. Na een kleine literatuurstudie worden de resultaten van deze proeven vermeldt en hieruit worden dan ook conclusies getrokken. Zelfreinigend beton is een nieuwe ontwikkeling in de betonindustrie. Door beton zelfreinigend te maken blijft het beton zijn oorspronkelijke kleur behouden, en worden verontreinigingen afgebroken. Ook hecht het vuil minder goed aan het beton door de hydrofiele eigenschappen die het beton krijgt door de toevoeging van TiO2. Een ander effect van deze technologie is het luchtzuiverende effect. Het beton is dan ook in staat om vervuilde lucht te zuiveren. Dit werk heeft als doel een kennismaking te vormen met deze nieuwe technologie, hierbij wordt enkel het zelfreinigende effect onderzocht. Na een grondige literatuurstudie is er gezocht naar een geschikte methode om een indicatie te krijgen van de effecten van het zelfreinigende beton. Deze testen zijn gebeurd op een korte tijdspanne, maar kunnen wel als representatief genomen worden. Er wordt een samenstelling gezocht van welke men kan aannemen dat het beton werkelijk zelfreinigend is. Ten slotte wordt ook de invloed van de fotokatalysator op de eigenschappen van beton getest.


VI

Lijst van gebruikte afkortingen en symbolen βp

hoeveelheid water dat wordt vastgehouden door het poeder

Cp= Ґm

vloeiwaarde

Fp

vloeimaat

P

poeder = cement + vulstof

PL

plastificeerder

W/P

water/poeder factor

Rm

trechterwaarde

SPL

superplastificeerder

W/C

water/cement factor

ZVB

zelfverdichtend beton

ZZVAB

zelfreinigend zelfverdichtend architectonisch beton


Cement deels vervangen door slakken in ZVB

1

Deel 1: Zelfverdichtend beton 1 Algemeen 1.1 Definitie en eigenschappen Zelfverdichtend beton (ZVB) of zelfnivellerend beton wordt als volgt beschreven; “zelfverdichtend beton is beton dat in verse toestand een dusdanige vloeibaarheid vertoont dat het louter onder invloed van het eigengewicht en dus zonder bijkomende verdichtingsenergie in staat is doorheen een dicht wapeningsnet of in aanwezigheid van andere hindernissen de bekistingvorm volledig te vullen, terwijl het een voldoende stabiliteit vertoont tegen segratie en dus homogeen blijft gedurende transport, verpompen en verwerken.” (G. De Schutter, 2000) Zelfverdichtend beton is dus zondermeer een gewoon beton en moet dus aan alle eisen voldoen, het grote verschil met traditioneel beton zit hem in de verse toestand van het mengsel. Dit verschil geeft voordelen voor de verwerking van het mengsel. Soms spreekt men ook van hoogvloeibaar beton of verdichtingsarm beton. In de literatuur krijgt het ook de afkorting SCC, van het engelse ‘self-compacting concrete’.



2

1.1.1 Geschiedenis De principes van ZVB zijn ouder dan men zou vermoeden, zo moet bijvoorbeeld onderwaterbeton gestort worden zonder bijkomende trilenergie. Ontmenging, welke nog bevorderd wordt door het trillen, mag er zeker niet voorvallen. Het onderwaterbeton wordt gekenmerkt door de grote hoeveelheden cementpasta (later superplastificeerder). Nadelen van deze betontoepassing zijn onder andere de noodzaak aan gespecialiseerde en goed gecontroleerde plaatsingsmethodes om ontmenging te vermijden, de grote hoeveelheid cementpasta welke het beton gevoelig maakt voor sterke krimp, en hoge hydratatiewarmte en een hoge totale kost. Hierdoor bleef de toepassing ervan beperkt. De huidige technologie van zelfverdichtend beton is in de jaren ’80 in Japan ontstaan, het beton werd ontwikkeld aan de universiteit van Tokio. In 1988 waren Okamura en Ozawa de onderzoekers die voor het eerst zelfverdichtend beton gebruikten. Men heeft dit zelfverdichtende beton ontwikkeld omdat in Japan sinds 1983 de duurzaamheid van betonnen constructies een belangrijk probleem was. Om duurzame betonnen constructies te bekomen heeft men bekwame arbeiders nodig om deze te plaatsen. Omdat er een tekort was aan deze bekwame arbeiders ging de kwaliteit van het beton achteruit. Dit probleem heeft men trachten op te lossen met zelfverdichtend beton, want er is minder arbeid nodig bij het plaatsen van dit beton. Deze arbeidsvermindering ontstaat door het uitschakelen of door het reduceren van de nood om te trillen om op die wijze consolidatie te bekomen. Een bijkomende motivering werd gevonden in gezondheids- en milieuaspecten (trillingen, lawaaihinder, energie beheer). De introductie van zelfverdichtend beton in Europa is sterk verbonden aan de activiteiten van het RILEM (Réunion Internationale des Laboratoires d’Essais et de recherche sur les Matériaux et les constructions) en in het bijzonder van haar technisch comité TC 145-WSM – “Workability of Fresh Special Concrete Mixes”. Deze laatste organiseerde in 1996, te Glasgow, de RILEM-conferentie “Production Methods and Workability of Concrete” waar het zelfverdichtend beton voor het eerst Xios Hogeschool Limburg


3

ter sprake kwam in Europa. In 1997 is er uit dit TC145 een nieuw technisch comité ontstaan, nl. TC 174 – “Self-compacting Concrete”, onder leiding van Å. Skarendahl van het Zweedse CBI (Swedish Cement and Concrete Research Institute), tevens ook de voorzitter van het “eerste internationaal symposium over zelfverdichtend beton” te Stockholm in 1997. Dit symposium had als complexe taak het formuleren van ‘aanbevelingen

i.v.m.

de

productie,

eigenschappen

en

toepassingen

van

zelfverdichtend beton’. In mei 2005 kwam er dan “The European Guidelines for Selfcompacting Concrete: Specifications, Production and use”. Deze richtlijnen en specificaties werden voorbereid door een projectgroep bestaande uit vijf Europese federaties gewijd aan de bevordering van geavanceerde materialen, en systemen voor de levering en het gebruik van beton. De Europese projectgroep van zelfverdichtend beton werd opgericht in januari 2004 met vertegenwoordigers van: BIBM, CEMBURO, ERMCO,EFCA,EFNARC.



4

1.1.2 Voor- en nadelen van ZVB Voordelen van een goed zelfverdichtend beton: • arbeidsvriendelijk: beton storten kost veel minder moeite; • lager energieverbruik omdat er niet verdicht hoeft te worden; • vullen van de bekisting is minder kritisch: de betonspecie loopt zonder ontmengen meters ver door de bekisting, dus ook interessant voor het vullen van stapelblokken en prefabwanden; • bij een zeer dichte wapening kan toch een gelijkmatige, hoge betonkwaliteit bereikt worden; • trillings- en geluidsoverlast van trilapparatuur is verdwenen; • constantere kwaliteit van het beton: zowel macro- als microscopisch; • kan op moeilijk bereikbare plaatsen gestort worden; • architectonisch gecompliceerde vormen kunnen gerealiseerd worden; • stortwerkzaamheden kunnen met minder personeel verricht worden; • pomptechnieken kunnen vereenvoudigd worden; • cohesiever dan standaardbeton en dus minder lekkage door naden in de bekisting. Nadelen: • werken onder een helling is erg lastig en wordt dus niet gedaan; • hogere prijs van de specie; • er worden hogere eisen gesteld aan het mengproces; • de dosering van het water en de superplastificeerder moet zeer nauwkeurig gebeuren om ontmenging te vermijden • men heeft meer kans op chemische krimp: dit is de krimp die optreedt als het water reageert met het cement om zo de cementmatrix te vormen, en dit komt vooral voor als de water/cement-factor klein is; • er is heel weinig bleeding: dit is het ‘zweten’ van het beton, waardoor een waterig laagje aan de oppervlakte van het beton komt. Hierdoor heeft men meer kans op plastische krimp: dit is de krimp ten gevolge van het verdampen



5

van water uit het jonge betonmengsel: horizontale oppervlakken moeten in de eerste uren na het gieten goed beschermd worden om een te grote verdamping te vermijden; • ook de uitdrogingskrimp is groter: dit is de krimp ten gevolge van het drogen: hoe groter de waterhoeveelheid, des te meer water kan verdampen en hoe groter de krimp is. De grote uitdrogingskrimp zou te wijten kunnen zijn aan het grotere aandeel aan fijne deeltjes: deze hebben een groot specifiek oppervlak en zullen daardoor meer ongebonden aanmaakwater vereisen. Er kan dus meer water verdampen, wat een grotere krimp veroorzaakt.



6

1.2 Enkele manieren om ZVB aan te maken 1.2.1 Basisfilosofie Er zijn verschillende manieren om zelfverdichtend beton te maken, maar ze zijn echter allemaal terug te brengen tot dezelfde basisfilosofie: - zelfverdichtend beton is hoog vloeibaar - zelfverdichtend beton heeft een grote weerstand tegen segregatie. Deze twee eisen kunnen eveneens via hun rheologische tegenhangers beschreven worden: - voldoende lage plastische vloeidrempel en - voldoende hoge viscositeit van de pasta. Een te hoge plastische vloeidrempel van de pasta leidt tot een te stijf materiaal, wat niet zal beginnen vloeien onder zijn eigengewicht. Een te lage viscositeit leidt tot een hoog risico op uitzakken van de granulaatkorrels, en dus ontmenging van het beton. Anderzijds leidt een te lage plastische vloeidrempel ook tot een verhoogd risico op segregatie en een te hoge viscositeit tot een vertraging (eventueel zelfs stilvallen) van het zelfverdichtend beton tijdens het storten. Samengevat kan een gebied afgebakend worden zoals in figuur 1 waarbinnen het zelfverdichtend beton zich situeert in functie van de plastische vloeidrempel en de viscositeit van de pasta.

Figuur 1: definitiegebied van zelfverdichtend beton (bouwkroniek, februarie 2002)



7

Deze eisen lijken op het eerste zicht onverenigbaar, voor het bekomen van een zelfverdichtend beton moet er dan ook een optimum gezocht worden voor de combinatie van beiden. Hoe aan beide eisen voldaan kan worden blijkt uit de onderstaande tabel:

Uit deze tabel kunnen we 3 mogelijkheden halen om tot een zelfverdichtend beton te komen, nl.: - verhogen Water/Poeder-verhouding + toevoegen viscositeitsagent; - toevoegen superplastificeerder + viscositeitsagent; - verlagen Water/Poeder-verhouding + toevoegen superplastificeerder. Opm.: poeder = cement + vulstof.

1.2.2 De Japanse methode Deze mengprocedure werd in 1993 voorgesteld door een researchteam onder leiding van Prof. Okamura. Ze gaat uit van de experimentele bepaling van de verhouding water, poeder en superplastificeerder. Aan deze pasta worden dan zand en grind in vaste hoeveelheid toegevoegd. Allereerst bepaalt men de gehalten aan lucht, grind en zand uitgaande van een luchtgehalte van 3%, om daarna de samenstelling van de pasta te bepalen. Dit doet men door eerst de volumeverhouding water/poeder te bepalen en vervolgens de hoeveelheid water en plastificeerder. Dan heeft men eigenlijk al de definitieve betonsamenstelling bekomen, maar dan gaat men nog zoeken naar de optimale hoeveelheid superplastificeerder in functie van mengprocedure, temperatuur,… De ontwerpmethode van Prof. Okamura vertoont wel enige beperkingen:



8

- veronderstelt een zeer goede beheersing van de waterbehoefte van de verschillende componenten; - beperkte materiaalkeuze; - vast zand- en grindgehalte; - omslachtige proefprocedure; - houdt geen rekening met sterkte en/of duurzaamheidseisen. Systematisch onderzoek op een groot aantal betonsamenstellingen leidde tot een beter inzicht in de grondslagen van deze Japanse methode, waaruit een praktische variante gedistilleerd werd ter bepaling van de samenstelling van de pasta (cement, vulstof, superplastificeerder en water), deze meer hedendaagse methode wordt soms omschreven als “de CBR methode”. Deze methode heeft als voordeel dat de W/Cfactor als basisgegeven gebruikt wordt, waardoor bij het mengselontwerp de te bereiken sterkte in rekening gebracht wordt.

1.2.3 De CBR-methode Bij de CBR-methode gaat men eerst uit van de materialen waar men over beschikt(cement, vulstof, zand, grind en een superplastificeerder) en een W/C-factor die berekend wordt uitgaande van de gemiddelde sterkte als de sterkte maatgevend is. W/C=25/(fcn + 45 – 0,8Nn) fcn = fck + 1,64sn met: fcn = gemiddelde druksterkte [N/mm²] fck = karakteristieke druksterkte [N/mm²] sn = standaardafwijking op de fabricage (gegeven) Nn = Rilem druksterkte na n dagen [N/mm²] (gegeven) Vervolgens bepaalt men βcement en βvulstof, uit literatuur- en experimenteel onderzoek blijkt dat βpoeder volumetrisch evenredig berekend kan worden uit βcement en βvulstof. Xios Hogeschool Limburg


9

Hierdoor volstaat de bepaling van deze 2 waarden voor de kennis van βpoeder van om het even welke volumetrische verhouding van beide grondstoffen. Dan gaat men de volumetrische verhouding cement-vulstof bepalen uitgaande van de W/C-factor. In deze berekening gaat men ervan uit dat de waterbehoefte van het mengsel gelijk is aan de βp van het mengsel, bij de Japanse methode neemt men er nog een veiligheidsfactor op. Deze gegevens leiden tot enkele vergelijkingen die men kan oplossen en alzo kan elke component bepaalt worden.

1.3 Hulpstoffen Bij het aanmaken van ZVB maakt men gebruik van verschillende hulpstoffen. Een hulpstof is een stof die, als regel, bij een toevoeging in hoeveelheden gelijk aan of minder dan 5% van de cementhoeveelheid, een significante wijziging bewerkstelligt van 1 of meer eigenschappen van de cementpasta, de mortel- of betonspecie of het verharde product. Een hulpstof kan nooit tekortkomingen van het beton wegnemen en wordt aangewend om: • de eigenschappen van plastisch beton te wijzigen (vloeibaarheid); • binding en verharding te beïnvloeden (versnellen, vertragen, vorstresistentie); • de weerstand van verhard beton tegen fysisch en mechanische inwerking te verbeteren (vorstresistentie, waterdichtheid, slijtweerstand); • de duurzaamheid te vergroten (atmosferische invloeden, corrosie, insecten); • speciale eigenschappen van verhard beton te veranderen (kleur, krimp, kruip). Hulpstoffen zijn hoe langer hoe meer een normaal bestanddeel van beton. Ze werken altijd in op meerdere eigenschappen van het beton en niet steeds in positieve zin. De werking kan ook veranderen in wordt onder meer beïnvloed door: •

het cement en zijn dosering;

•

de verenigbaarheid van cement en hulpstof;

•

de toevoegsels;

•

duur en wijze van mengen;

•

de verwerking van het beton;

•

klimatologische omstandigheden. Xios Hogeschool Limburg


10

1.3.1 Superplastificeerders Beton wordt vervaardigd door toeslagmaterialen, cement en water te mengen. De onderlinge verhouding is afhankelijk van de eisen die worden gesteld. Dit geldt zowel vlak na het mengen als in het verdere leven van het beton. Aan het begin van zijn leven is beton plastisch en wordt de betonspecie genoemd. De belangrijkste eigenschap van betonspecie is de verwerkbaarheid. In feite is dit een verzamelnaam voor

onder

andere

mengbaarheid,

transporteerbaarheid,

verdichtbaarheid,

vloeibaarheid en stabiliteit. De verwerkbaarheid kan op verschillende manieren worden beïnvloed. Superplastificeerders zijn hierbij niet meer weg te denken hulpstoffen. In de meeste gevallen gaat de toepassing probleemloos. Maar soms kunnen we ineens voor verrassingen komen te staan. Plastificeerders (PL) en superplastificeerders (SPL) zijn hulpstoffen die bij een gelijkblijvende water-cementfactor de verwerkbaarheid van mortel- en betonspecie verhogen, dan wel het mogelijk maken met behoud van dezelfde verwerkbaarheid mortel en beton te maken met een lagere water-cementfactor. Een combinatie van de hiervoor genoemde eigenschappen is ook mogelijk. Globaal kunnen we ervan uitgaan dat toevoegen van een plastificeerder de verwerkbaarheid met één consistentiegebied verhoogt. Bij toevoeging van een superplastificeerder zijn dit ten minste twee consistentiegebieden.

Figuur 2: invloed van de SPL tot de verwerkbaarheid



11

Hoe werkt een superplastificeerder? Als cementdeeltjes met water gemengd worden, hebben ze de neiging om samen te klonteren, dit noemen we flocculatie. De cementdeeltjes rijgen zich hierdoor aaneen tot lange ketens en vormen een open netwerk (figuur 3 links). In de holle ruimtes in het netwerk zit het water letterlijk opgesloten. Het is niet beschikbaar om de pasta vloeibaarder te maken. Door toepassing van een superplastificeerder stoten de cementdeeltjes elkaar af. Een ander woord hiervoor is dispergeren. De cementdeeltjes worden gelijkmatiger in het water verdeeld. Er ontstaat een optimaal contact tussen het water en de cementdeeltjes (figuur 3 rechts). Het opgesloten water komt vrij en is beschikbaar als smeermiddel tussen de cementdeeltjes. De cementpasta wordt hierdoor vloeibaarder.

Figuur 3: verdeling van cementdeeltjes in water. links samengeklonterd, rechts gelijkmatig verdeeld (betoniek, mei 1999)

Werking superplastificeerders De superplastificeerder bestaat uit lange molecuulketens en ioniseert het water. Hierdoor ontstaat aan de kop van de keten een negatief geladen sulfonaatgroep (SO3). De lange staart van de keten is plaatselijk afwisselend positief en negatief geladen. Deze staart zet zich dan vast aan de cementdeeltjes. De negatief geladen sulfonaatgroep die niet aan de cementdeeltjes vastzit, is naar het water gericht en zorgt ervoor dat de cementdeeltjes elkaar afstoten. Deze werking is weergegeven in figuur 4:



12

Figuur 4: schikking van de superplastificeerders (betoniek, mei 1999)

De lange molecuulketens zorgen ook voor een zekere fysische afscherming. Ze vormen als het ware een tijdelijke fysische barrière en tegelijkertijd vormen ze glijlaagjes tussen de cementdeeltjes. Er zijn echter nog verscheidene andere mechanismen die de werking van een superplastificeerder kunnen verklaren. Hierbij een overzicht van alle mogelijke verklaringen:

Een superplastificeerder zorgt voor: •

een reductie van de oppervlaktespanning van het water;

•

het induceren van elektrostatische afstotingskrachten tussen de cementdeeltjes onderling;

•

het vrijkomen van water door de dispersie van de cementkorrels;

•

het verhinderen van de hydratatiereacties zodat meer water overblijft om het mengsel vloeibaar te houden;

•

het induceren van sterische hindernissen om zo het contact te verhinderen tussen de cementdeeltjes onderling.

De ene verklaring is al beter geargumenteerd in de literatuur dan de andere. Dit geldt zowel voor de oudere generaties superplastificeerders als voor de nieuwe generatie ‘super-superplastificeerder’. Deze laatste werken volgens het zelfde principe maar kunnen een waterreductie tot 40% realiseren. Internationaal wordt deze nieuwe generatie polycarboxylaat-ethers genoemd (PCE). Deze nieuwe generatie wordt vooral gebruikt in nieuwere toepassingen zoals zelfverdichtend of



13

hogesterkte beton. Deze plastificeerders kosten wel tot 3 maal zoveel als de conventionele hulpstoffen.

Eigenschappen superplastificeerder Superplastificeerders zijn polymeren. Dit zijn lange molecuulketens. Deze ketens zijn niet allemaal even lang. Er wordt daarom gesproken van een gemiddelde lengte van de keten. De gemiddelde lengte van de keten is een maat voor de plastificerende werking. Hoe langer de keten, hoe effectiever de superplastificeerder. Lange ketens dispergeren het cement beter. Een maat voor de lengte van de keten is het molecuulgewicht (figuur 5)

Figuur 5: De verdeling van het molecuulgewicht van een superplastificeerder op basis van naftaleen (betoniek, mei 1999)

Superplastificeerders zijn zeer geschikt om de rheologie van pasta’s, mortel en betonspecie te verbeteren. Het is mogelijk: •

bij een lagere hoeveelheid aanmaakwater een gelijke verwerkbaarheid te verkrijgen;

•

bij een gelijke hoeveelheid aanmaakwater een hogere verwerkbaarheid te verkrijgen;

•

combinaties van bovenstaande eigenschappen

1.3.2 Stabilisators Stabilisators verminderen de neiging van ZVB om te ontmengen, ze maken ook andere mengselsamenstellingen mogelijk en verbeteren het vulvermogen. Door de Xios Hogeschool Limburg


14

toevoeging van stabilisators vermindert de invloed van een variatie in de mengselsamenstelling.

Een

andere

naam

voor

stabiliseerders

zijn

‘viscositeitsmiddelen’. Echter, omdat het gewenste effect niet het verhogen van de viscositeit is, maar van de stabiliteit van het mengsel, wordt het woord ‘stabilisator’ verkozen. Stabiliseerders worden dus om 3 redenen toegevoegd aan ZVB: •

verhogen van de homogeniteit van het mengsel

•

vergroten van de robuustheid

• verkrijgen van meer vrijheid bij de samenstelling van ZVB Let wel op; stabilisators zijn in principe niet nodig om ZVB te maken, de toevoeging van deze hulpstof dient enkel om het beton minder gevoelig te maken voor lichte schommelingen in de samenstelling. Echter wanneer men architectonisch ZVB maakt is het wel altijd aangewezen om een stabilisator te gebruiken omdat de granulatenopbouw discontinu is. Het nadeel van deze stof is natuurlijk de kostprijs.

1.4 Storten Men kan ZVB storten zoals normaal beton, van bovenaf. Hier moet men wel aandacht schenken aan het feit dat hoe groter de storthoogte, des te meer lucht er in het mengsel zal zitten. ZVB trilt men niet, er wordt dus verondersteld dat de lucht er vanzelf uitgaat. Natuurlijk hoe groter de storthoogte des te meer lucht er in het mengsel zal zitten. Men kan dit probleem in ieder geval oplossen door te storten van onderuit of ‘nat in nat’.

1.4.1 Van bovenaf (‘nat in nat’) vullen Deze stortmethode leunt het dichtst bij de meest gekende methode aan, men laat de specie in de reeds gestorte specie glijden. Deze methode is analoog voor het storten van onderwaterbeton.



15

Figuur 6: constructie van bovenaf vullen (betoniek, oktober 2005)

1.4.2 Van onderuit vullen Men kan beton ook van onderen uit onder druk in de bekisting persen, hier zal men gebruik maken van een betonpomp. Men maakt een aansluiting aan de onderzijde van de bekisting om daar het specie in te pompen. Hier moet men letten op de hoge bekistingsdruk.

Figuur 7: de betonspecie onder druk inpersen (betoniek, oktober 2005)

1.4.3

ZVB controleren op de werf

Omdat de compactheid van een mengsel afhangt van de mate waarin het beton zelfverdichtend is, en omdat weinig zelfverdichtend beton niet kan gecompenseerd worden, moet zelfverdichtend beton volledig gecontroleerd worden op de werf vooraleer het gestort wordt. Omdat de traditionele testmethoden slechts een monster Xios Hogeschool Limburg


16

testen en omdat deze testen meestal in laboratoriumomstandigheden gebeuren, is het aangewezen al het beton te testen op zijn zelfverdichtende eigenschappen. Een gangbare testmethode voor zelfverdichtend beton werd ontwikkeld door Ouchi en Al (1999).

Figuur 8: testapparaat voor zelfverdichtend beton op de werf (journal of advanced concrete technology vol 1)

1.

het testapparaat wordt geïnstalleerd tussen de mixer en de pomp op de werf.

Al het beton moet door het apparaat gaan. 2.

als het beton door het apparaat vloeit, dan wordt hij beschouwd als

zelfverdichtend. Wanneer het beton er niet door vloeit dient de samenstelling worden aangepast.



2

17

Gegranuleerde hoogovenslak

2.1 literatuuronderzoek 2.1.1

Geschiedenis

Hoogovengranulaat is geen nieuw product. De slak wordt al vanaf de 19e eeuw wereldwijd toegepast en heeft zijn betrouwbaarheid bewezen. Achtendertig jaar nadat John Aspdin in 1824 voor het eerst patent aanvroeg voor portlandcement, ontdekte Emil Langin cement uit hoogovengranulaat. Al in 1865 is in Duitsland een aanvang gemaakt met de productie van hoogovengranulaat met kalk als activeringsmiddel, en in 1880 werd hoogovengranulaat al gebruikt met portlandcement als activeringsmiddel. In 1889 werd de slak gebruikt voor de constructie van de metro van Parijs. In de Verenigde Staten werd in 1896 een aanvang gemaakt met de productie van slakkencement. Sindsdien wordt hoogovengranulaat in Europa, met haar vele hoogovens en staalindustrieën, op grote schaal en in tal van structuren gebruikt. Al in 1914 werd hoogovengranulaat geproduceerd in Schotland. Hoogovengranulaat wordt op grote schaal gebruikt door cement- en betonindustrie in heel Europa, niet alleen vanwege de vele technische voordelen die het biedt, maar ook om de gevolgen van de productie van portlandcement op het milieu te reduceren. 2.1.2

Productie

Hoogovengranulaat wordt gemaakt van een bijproduct van de ijzerproductie in hoogovens, waarin ijzererts, kalk en cokes worden verhit tot een temperatuur van ongeveer 1500°C. Door de lagere dichtheid van de niet-metaalhoudende materialen, ook wel slak genaamd, worden deze materialen van het gesmolten mengsel afgescheiden en drijven deze naar het oppervlak van het zwaardere ijzermengsel. De gegranuleerde slak wordt verkregen als de gesmolten slak van de hoogovens snel wordt afgekoeld met water (schrikken). De hoogovens van de Europese staalindustrie produceren meer dan 16 miljoen ton gegranuleerde slak per jaar. Xios Hogeschool Limburg


18

Figuur 9: de productie van gegranuleerde hoogovenslak (orcem)

De staalproducent heeft verder weinig belang bij de gegranuleerde slak, dat wel van groot belang is voor de cementindustrie. Als de slak op de juiste manier wordt gedroogd en gemalen, ontstaat hoogovengranulaat, ofwel een fijn, bijna wit, poeder, met als eigenschap dat het bindt en verhardt tengevolge van een chemische reactie met water onder een alkalisch milieu. Het verhardingsproces verloopt onder een hydraulisch reactie. Voor iedere ton ruwijzer die wordt geproduceerd in de hoogoven, komt ongeveer 300 kg hoogovengranulaat vrij. Gemalen hoogovengranulaat wordt geproduceerd in een gesloten circuit in een maal/droogfabriek. Als de gemalen hoogovengranulaat de vereiste fijnheid heeft, wordt deze gescheiden, gefilterd en naar een bulksilo gebracht voor opslag.



19

Figuur 10: de productie van gegranuleerde hoogovenslak (orcem)

Aangezien gemalen hoogovengranulaat een cementsoort is, is de slak in de fabriek aan dezelfde kwaliteitscontroles en tests onderhevig als iedere andere soort cement. 2.1.3

Chemische samenstelling

Chemische samenstelling: hoogovengranulaat heeft dezelfde hoofdbestanddelen als portlandcement, maar in verschillende verhoudingen:

Tabel 1: chemische samenstelling van gegranuleerde hoogovenslak

2.1.4

Fysieke eigenschappen

Hoogovengranulaat is een fijn, gebroken wit poeder. Bulkdichtheid: 1,2 ton/m3. Relatieve dichtheid: 2,9



2.1.5

20

Cementachtige reactie van hoogovengranulaat

Als hoogovengranulaat in contact wordt gebracht met water, reageert de slak hetzelfde als portlandcement, maar met een lagere reactiesnelheid. Voor praktisch gebruik is dus een activeringsmiddel nodig. Hoogovengranulaat kan worden geactiveerd met ieder willekeurig alkali. Voor normaal gebruik wordt hoogovengranulaat gecombineerd met portlandcement. Door de hydratatie van portlandcement komt een alkali via de kalk vrij, die dienst doet als activeringsmiddel voor hoogovengranulaat. De onderlinge reacties van hoogovengranulaat, portlandcement en water zijn complex,

en

leveren

andere

hydraulische

producten

dan

wanneer

geen

hoogovengranulaat wordt toegepast. De afwijkende chemische werking en structuur van cement gemaakt met hoogovengranulaat zijn doorslaggevend voor de technische eigenschappen.

Voordelen •

Hoogovengranulaat voldoet aan alle technische vereisten van beton, tegen lagere kosten.

•

Hoogovengranulaat voorziet in een hogere mate van uniformiteit, een betere verwerkbaarheid, verpompbaarheid en verdichting in gebruik. Beton dat gemaakt is met hoogovengranulaat is sterker en duurzamer. Het is minder poreus en beschermd beter tegen chloriden en sulfaten.

•

Zeer sterke onderdrukker van de Alkali-Silica-reactie.

•

Hoogovengranulaat voorziet in een mooiere oppervlakteafwerking en maakt beton lichter van kleur, beter bestand tegen kalkuitbloei en geeft het een mooier uiterlijk, of het nu voorzien is van een kleur, of in de originele kleur is gelaten. De betere bewerkbaarheid en de toegenomen sterkte leveren betongebruikers, naar mate de tijd verstrekt, grote voordelen.

•

Het gebruik van hoogovengranulaat kan aangepast worden om beter te voldoen aan de producten de productie-eisen die voortdurend onderhevig Xios Hogeschool Limburg


21

zijn aan veranderingen. Er kan controle uitgeoefend worden over zowel de bindtijd als de warmte-ontwikkeling, afhankelijk van de uit te voeren stort en werk. •

Gegranuleerd gemalen hoogovenslak levert aanmerkelijke prestaties op milieutechnisch gebied. Er hoeft niet voor in het landschap gedolven te worden (zoals bij de St. Pietersberg) en tijdens het productieproces van het cement komt vrijwel geen CO2 vrij. Op die manier levert de cementindustrie een bijdrage aan het terugbrengen van de uitstoot van broeikasgassen. Dit is van essentieel belang om het voldoen aan de Kyoto-verplichtingen. Dankzij gegranuleerd gemalen hoogovenslak heeft beton ook een langere levensduur en kan cement gemaakt worden uit gerecycleerde materialen.

2.2 Hoogovencement 2.2.1 Verschillen tussen portland(composiet)-cement en hoogovencement Sterkteontwikkeling Beton of mortel met hoogovencement onderscheidt zich wat betreft eindsterkte niet van beton of mortel met portlandcement. De verschillen zitten in de snelheid van sterkteontwikkeling

en

de

bestandheid

tegen

bepaalde

aantastingen.

Hoogovencement is gevoeliger voor temperatuurinvloeden dan portlandcement. Onder normale omstandigheden reageert het trager, maar bij heel hoge temperaturen juist sneller. Bij lage temperaturen zal voor bepaalde toepassingen portlandcement de voorkeur hebben. Om in koude perioden de verharding te versnellen kan ook een deel van het hoogovencement worden vervangen door bijvoorbeeld portlandcement CEM I 52,5 R.

Warmteontwikkeling De reactie van cement en water is een chemisch proces, waarbij warmte vrijkomt. Hoogovencement ontwikkelt tijdens de reactie minder warmte dan portlandcement. Temperatuurverschillen in verhardend beton kunnen een oorzaak zijn van



22

scheurvorming. Voor het maken van constructies met forse afmetingen kan dit een reden zijn om voor hoogovencement te kiezen. Dat het een cement betreft met lage warmteontwikkeling blijkt uit de toevoeging LH (Lage Hydratatiewarmte) in de naamgeving.

Bestandheid tegen aantasting Hoogovencement is beter dan portlandcement bestand tegen aantasting door sulfaten, zoals die voorkomen in zeewater, afvalwater en mest. Beton met hoogovencement heeft bovendien een grotere weerstand tegen de indringing van chloriden uit bijvoorbeeld zeewater. Dat het een cement betreft met hoge bestandheid tegen aantasting van sulfaten blijkt uit de toevoeging HS (Hoge Sulfaatbestandheid) in de naamgeving.



3

23

Proeven met gegranuleerde hoogovenslak

Cement deels vervangen door hoogovenslakken is een techniek die sterk in opmars is en vooral gebruikt wordt om de kostprijs van beton te drukken. Een ander voordeel van deze ingreep is dat men beter kan inspelen op de verhardingstijd van het beton. Een beton dat trager uithard heeft minder kans op scheurvorming. Er zijn cementsoorten op de markt die al een (groot) gedeelte hoogovenslakken bevatten. Waarom dan nog testen doen om zelf hoogovenslakken toe te voegen? Om architectonisch beton en vooral zelfverdichtend beton te maken is het dikwijls zoeken naar de juiste verhouding voor cement, granulaten,… Door zelf te kiezen welk percentage van cement we gaan vervangen door hoogovenslakken kunnen we beter de eigenschappen van het beton controleren en dit in verschillende omstandigheden, zo kunnen we dus makkelijker architectonisch beton samenstellen en indien nodig de samenstelling aanpassen. Voor elementen vervaardigd met zelfverdichtend beton zijn een aantal eisen waaraan het beton moet voldoen. Zo kan men bijvoorbeeld het meest geschikte percentage superplastificeerder bepalen aan de hand van mortelproeven. Hier dient men eerst de waterbehoefte van de pasta te bepalen, daarna kan het percentage superplastificeerder bepaald worden. De waterbehoefte van een mengsel wordt gezocht aan de hand van de vloeimaat. Het doel van deze proef is het bepalen van de βp-waarde, dit is een waarde die de hoeveelheid water aangeeft dat wordt vastgehouden door het poeder. Deze waarde wordt bepaald door verschillende mengsels te maken met een verschillende W/Pfactor. Van deze mengsels bepalen we de vloeiwaarde(Cp of Ґp) m.b.v. de vloeimaat(Fp) welke een gemiddelde is van 4 spreidmaten.(zie bijlage 3; testen.) Cp= (Fp/F0)^2 – 1

F0=100mm

Deze vloeiwaarde dient uitgezet te worden in een grafiek samen met de W/P-factor. Het snijpunt van de rechte die door deze punten gaat met de y-as is de βp-waarde



24

Figuur 11: bepalen van de βp-waarde (betonbouw)

Vervolgens worden mortelspecies beproefd die bestaan uit: •

de eerder gekozen cementsoort, filler en cement/filler verhouding;

•

de waterdosering gedefinieerd door βp;

•

een superplastificeerder.

Voor verschillende doseringen van de superplastificeerder wordt de relatieve vloeimaat(Ґm of Cp) van het mengsel bepaald alsook de trechterwaarde(Rm). (uitleg zie bijlage 3) Er ontstaat een nagenoeg lineair verband tussen Ґm / Rm en het gehalte aan superplastificeerder.

Figuur 12: aanvaardbare verhouding Ґm /Rm bepaald de grenzen van de hulpstofdosering (betonbouw)



25

Aanvaardbare grenzen van Ґm en Rm definiëren de limieten van de hulpstofdosering: 5,25< Ґm <8 1
of

Uit deze grenzen word dan het optimale percentage superplastificeerder (ten opzicht van het gewicht aan cement) bepaald voor een bepaald mengsel. Maken van het mengsel Om juist 1l mengsel te maken moet voor elke W/P-factor de hoeveelheid cement, kalk en water bepaald worden. Het nodige aanmaakwater wordt in 2 gedeeld; W1is 70% van de totaal te doseren hoeveelheid aanmaakwater en W2 is bijgevolg 30%.

Enkele randopmerkingen •

30% hoogovenslakken wil zeggen 30% van het gewicht van cement

vervangen wordt door hoogovenslakken. Dus als men normaal gezien 100g cement zou toevoegen wordt er nu 30g gegranuleerde hoogovenslak toegevoegd en 70g cement. Idem voor 50% en 70% hoogovenslakken. Verder wordt dit aangeduid door 30, 50 en 70 slakken. •

Voor de testen is gebruik gemaakt van een superplastificeerder van demula;

HR20. Demula is momenteel bezig met de ontwikkeling van een nieuw type ‘hyperplastificeerder’, dit is nog in de ontwikkelingsfase. Daarom is het aangegeven met LC; lab code. De bindingstijd is ook gecontroleerd met deze plastificeerder; LC91. •

Het percentage SPL is genomen ten opzichte van het gewicht aan cement



26

3.1 Wit cement Nodig: CEM I 52,5 N WIT Calcitec 2000 (kalk,vulstof) LMA ORCEM (hoogovenslakken) Molzand Superplastificeerder: demula HR20

3.1.1 Bepalen van de waterbehoefte Resultaten: zie bijlage 4 1,4 1,2

W/P

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Cp

Figuur 13: de waterbehoefte van een mengsel met wit cement zonder slakken

βp-waarde = 0,964 1,4 1,2

W/P

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Cp

Figuur 14: de waterbehoefte van een mengsel met wit cement en 30% slakken

βp-waarde = 0,969



27

Als we de 2 grafieken naast elkaar zetten zien we dat rechten gelijklopend zijn. Ook de βp-waarde verschilt heel weinig. Aan de helling van de rechte kunnen we zien dat ook de gevoeligheid van het mengsel tegenover water ook dezelfde is.

Conclusie •

de waterbehoefte is even groot voor een mengsel met of zonder slakken

(daarom is de waterbehoefte niet getest van een mengsel met 50% en 70% slakken)

3.1.2

Bepalen van de hulpstofdosering

9 8 7 met 30 slakken

Ґm/Rmi

6

zonder slakken

5

met 50 slakken met 70 slakken

4

maximum

3

minimum

2 1 0 0,0%

0,5%

1,0%

1,5%

2,0%

%SPL

Figuur 15: vergelijking van de verhouding Tm/Rm tussen mengsels met en zonder slakken bij wit cement



28

1,2 1

% SPL

0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

hoeveelheid slakken

Figuur 16: invloed van de hoeveelheid slakken op de behoefte naar SPL bij wit cement

Conclusie •

De grafieken tonen aan dat de hoeveelheid superplastificeerder die nodig is

om een mengsel zelfverdichtend te maken kleiner is naarmate men meer hoogovenslakken gebruikt. Het gebruik van hoogovenslakken verlaagt dus de hulpstofdosering. De grafiek verloopt niet lineair maar buigt af.



29

3.2 grijs cement 3.2.1 bepalen van de waterbehoefte 1,4 1,2

W/P

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Cp

Figuur 17: bepalen van de waterbehoefte van een mengsel met grijs cement en zonder slakken

βp-waarde = 0,9941 1,4 1,2

W/P

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

0,5

1

1,5

2

Cp

Figuur 18: bepalen van de waterbehoefte van een mengsel met grijs cement met 30% slakken

βp-waarde = 0,998 Conclusies •

De waterbehoefte is dezelfde voor een mengsel met of zonder slakken

(ook hier is het niet nodig verdere testen te doen met mengsels met 50 of 70% slakken)



3.2.2

30

bepalen van de hulpstofdosering

9

Ґm/Rm

8 7

met 30 slakken

6

met 50 slakken

5

zonder slakken

4

met 70 slakken

3

minimum

2

maximum

1 0 0

0,005

0,01

0,015

%SPL

Figuur 19: vergelijking van de verhouding Tm/Rm tussen mengsels met en zonder slakken bij grijs cement

•

We bemerken hetzelfde positieve effect bij wit cement, de hoeveelheid superplastificeerder die nodig is om de pasta zelfnivellerend te maken is kleiner naarmate men meer hoogovenslakken toevoegt aan het mengsel.

•

Ook hier valt op dat de waarde van 30 en 50% slakken dichter bij elkaar liggen, wat hetzelfde effect doet vermoeden als bij wit cement.

1,4 1,2

% SPL

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

hoeveelheid slakken

Figuur 20: invloed van de hoeveelheid slakken op de behoefte naar SPL bij grijs cement

•

De grafieken tonen aan dat de hoeveelheid superplastificeerder die nodig is om een mengsel zelfverdichtend te maken kleiner is naarmate men meer hoogovenslakken gebruikt. Het gebruik van hoogovenslakken verkleint dus



31

de hoeveelheid benodigde superplastificeerder. De grafiek verloopt niet lineair maar buigt af.

3.3 Vergelijking wit en grijs cement grijs

W/P (V/V)

d1(mm)

d2

d3

d4

Fp

Cp

1,000

111

109

111

113

111,000

0,232

1,050

125

125

124

126

125,000

0,563

1,075

136

138

135

136

136,250

0,856

1,100

164

156

147

155

155,500

1,418

Fp

Cp

wit W/P (V/V)

d1(mm) d2(mm) d3(mm) d4(mm)

1

125

120

120

120

121,250

0,470

1,05

160

155

150

160

156,250

1,441

1,1

170

170

162

160

165,500

1,739

1,15

190

195

190

190

191,250

2,658

Tabel 2: resultaten vergelijking waterbehoefte bij wit en grijs cement

1,4 1,2

W/ P

1,0

grijs

0,8

wit

0,6

grijs wit

0,4 0,2 0,0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Cp

Figuur 21: vergelijking waterbehoefte bij wit en grijs cement


Cement deels vervangen door slakken in ZVB •

32

De waterbehoefte verschilt een beetje tussen grijs en wit cement, maar dit verschil is zeer klein. verhouding, vgl wit en grijs 6,0 5,0

wit zonder slakken wit met 30 slakken wit met 50 slakken grijs zonder slakken grijs met 30 slakken grijs met 50 slakken

Ґm/Rm

4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0%

0,5%

1,0%

1,5%

%SPL

Figuur 22: vergelijking verhouding Tm/Rm bij wit en grijs cement

•

Er is geen significant verschil tussen wit of grijs cement

3.4 Bindingstijd Het is gekend dat men de bindingstijd (en uithardingstijd) van beton kan regelen via de toevoeging van hoogovenslakken aan het beton, daarom zijn deze testen apart uitgevoerd. De bindingstijd werd beproefd door het labo van Demula te Laarne. Deze hebben testen gedaan met de superplastificeerder die momenteel nog wordt gebruikt door Verheyen betonproducten NV, maar hebben dezelfde testen ook gedaan met een hyperplastificeerder, die zij nog aan het ontwikkelen zijn om een vergelijking te maken tussen de 2 superplastificeerders. Deze superplastificeerder is nog een ‘lab code’ nl. LC91. Omdat dit nieuw type vele mogelijkheden biedt gaat men deze waarschijnlijk gebruiken in mijn stagebedrijf. Met deze nieuwe superplastificeerder zijn wel geen verdere proeven gebeurd. Voor de resultaten van de bindingsproeven verwijs ik naar bijlage 5.



33

Op de grafieken zien we de start en het einde van een binding voor mengsels met verschillende hoeveelheden slakken. Het referentiestaal is er een zonder superplastificeerder. 30 70

250

0

30

50

tijd (minuten)

200

150

20

15

referentie 30

50

70 10

100

50

0

25

referentie0 0

30

50

70

hoeveelheid SPL (g)

300

Start Binding Einde Binding HR20

5

0

referentie

Figuur 23: bindingstijd voor een mengsel met wit cement en verschillende hoeveelheden slakken (HR 20)

30

450 70

400 0

30

50

25

b

b

350

tijd (minuten)

250

referentie

0

200

15

30 50

70 10

150 100

referentie

0 30

50 0

50

70

hoeveelheid SPL (g)

20

300

Start Binding Einde Binding HR20

5

0

referentie

Figuur 24: bindingstijd voor een mengsel met grijs cement en verschillende hoeveelheden slakken (HR 20)



34

250

200

70

tijd (minuten)

30 150

100

50

referentie0

Start Binding 70

0 referentie

30

Einde Binding

50

50

0

Figuur 25: bindingstijd voor een mengsel met wit cement en verschillende hoeveelheden slakken (LC 91)

300 250

30 0 referentie

50 70

tijd (minuten)

200 Start Binding

150 referentie0

30

50

70

Einde Binding

100 50 0

Figuur 26: bindingstijd voor een mengsel met grijs cement en verschillende hoeveelheden slakken (LC 91)

Deze resultaten zijn niet zoals verwacht werd, er is geen echte stijging van de bindingstijd naarmate er meer hoogovenslak gebruikt word. Dit is in tegenstelling tot de gekende gevolgen van het gebruik van slakken.



35

300 70

tijd (minuten)

250

0

30

50

200

150

100

70 referentie 0

0 referentie 0

30

50

30

50

Einde Binding LC91 70 70

30

Start Binding LC91 Start Binding HR20 Einde Binding HR20

50

50

0

Figuur 27: vergelijking HR20 en LC91 voor wit cement

450 70

400 0

30

50

350

tijd (minuten)

300 250

30 referentie

0 0

200

referentie 0

30

Start Binding LC91 70

30

150 100

50

50

70

50

70

Einde Binding LC91 START BINDING HR20 EINDE BINDING HR20

50 0

Figuur 28: vergelijking HR20 en LC91 voor grijs cement

Als we de 2 superplastificeerders met elkaar vergelijken merken we dat de bindingstijd verkort met het gebruik van LC91. Dit doet vermoeden dat de bindingstijd sterker beïnvloed wordt door de superplastificeerder dan door het gebruik van hoogovenslakken.



36

3.5 Besluit mortelproeven Bij grijs en wit cement is dezelfde trend zichtbaar, de waterbehoefte voor een mengsel met of zonder slakken is dezelfde. De hoeveelheid superplastificeerder die nodig is om een mengsel zelfverdichtend te maken daalt naarmate het aandeel van hoogovenslakken stijgt, deze daling is niet evenredig met de hoeveelheid hoogovenslakken, maar neemt af naarmate de hoeveelheid slakken stijgt. De bindingstijd geeft verassende resultaten, de verwachte daling van de bindingstijd bleek niet waarneembaar, de invloed van de superplastificeerder op de bindingstijd werd wel duidelijk



37

3.6 Testen op beton Of de trend die duidelijk is geworden tijdens de mortelproeven zich doorzet tijdens de vertaling naar een betonmengsel is het noodzakelijk betonmengsels te onderzoeken met verschillende percentages hoogovenslakken. Verheyen betonproducten NV heeft als doel een deel van het cement te vervangen door hoogovenslakken in zijn productie. Om dichter bij de praktijk te staan zijn er dan ook testen gebeurd op mengsels van 30 liter. Deze betonsamenstellingen werden getest op zijn zelfverdichtende eigenschappen alsook naar sterkte en wateropslorping toe.

Opmerkingen •

Om over te schakelen naar proeven op beton is het normaal gezien aangewezen een veiligheidscoëfficiënt te nemen op de gevonden waarden van de hulpstofdosering. In dit werk is dit niet gebeurd, het zoeken van deze coëfficiënt is te arbeidsintensief voor deze verhandeling. Wanneer men na deze testen gaat overschakelen naar de productie is het ook weer noodzakelijk de doseringen van de hulpstoffen aan te passen aan de praktijk. Nu wordt de hulpstofdosering aangepast volgens de ervaring van de uitvoerder.

•

De bekomen waarden van de hulpstofdoseringen zijn een indicatie geweest voor hoe de dosering gaat verlopen bij de testen op beton. De waarden die gevonden zijn door de mortelproeven moeten ook nog vertaald worden naar de waarden in de praktijk. Als er bijvoorbeeld uit de mortelproeven bleek dat er 1% SPL nodig is (voor een mengsel zonder slakken), en momenteel werkt men in productie met 1,2% SPL, dan worden ook al de waarden bekomen voor mengsels met slakken lineair verrekend volgens deze omzetting.

Voor de uitvoering van de testen verwijs ik naar bijlage 3.



38

.

hoeveelheid SPL

%

0 slakken wit taunus grijs silex 1,3 1,15

30 slakken wit taunus grijs silex 1 0,7

slump flow

cm 80,5

81

70

69

82

83,5

68,5

trechtertijd

sec 9,89

12,79

16,35

18,11

9,34

11,06

11,22

0,5 0,5

1,4 1

1,5 1,6

0,5 0,2

0,5 0,3

2 2,3

stijghoogte (U-box)

cm

0,5 0,7

temperatuur

°C

15

druksterkte na x dag 1 N/mm² 43,6 druksterkte na x dagen 7 N/mm² 53,8 druksterkte na x dagen 28 N/mm² 60,9 gem druksterkte na 28 N/mm² 61 wateropslorping 6,1

61,1 6,1

69

2,7 2,5

50 slakken wit taunus grijs silex 0,9 0,7 67,5

65

74,5

72,5

8,98

9,2

8,42

8,16

1,9 2

1,9 2,3

2 2

2 2

70 slakken wit taunus grijs silex 0,85 0,7 75

74

66,5

11,53 12,56 15,22 14,86 0,3 0,3

0,3 0,3

2 2,3

16

17

16

15

14

12

15

39,9 60,6 73,1 73,95 4,5

25,5 49,4 58,4 58,85 6,3

22,2 49,6 64,6 63,45 6,6

23,9 51,9 65,9 63,75 5,9

10,1 38,1 61,6 63 5,9

5,5 41,5 51,8 57,25 5,5

5,2 48,3 59,7 56,1 4,7

74,8 5,4

59,3 6

62,3 6,6

61,6 6

64,4 6,6

62,7 5,5

Tabel 3: resultaten testen op wit en grijs cement met verschillende hoeveelheden hoogovenslakken

De trend die al waarneembaar was tijdens de mortelproeven zet zich hier voort; naarmate de hoeveelheid gegranuleerde hoogovenslak stijgt is er minder superplastificeerder nodig om het mengsel zelfverdichtend te maken.


65

2 2

52,5 4,6


39

80 70 druksterkte (N/mm²)

60 50 40

wit 0 slakken

30

wit 30 slakken

20

wit 50 slakken

10

wit 70 slakken

0 0

5

10

15 20 aantal dagen

25

30

80 druksterkte (N/mm²)

70 60 50 40

grijs 0 slakken

30

grijs 30 slakken

20

grijs 50 slakken

10

grijs 70 slakken

0 0

5

10

15

20

25

30

aantal dagen

•

De druksterkte van beton met hoogovenslakken is duidelijk lager na 1 dag. De eindsterkte na 28 dagen is wel dezelfde.



40

3.7 Prijsvergelijking

SI 28 besparing TA 28 besparing

prijsvergelijking 0% slakken 30% slakken 50% slakken 70% slakken 100% 92% 88% 84% 8% 12% 16% 100% 90% 84% 77% 10% 16% 23%

Tabel 4: prijsvergelijking samenstellingen met verschillende hoeveelheden hoogovenslakken



41

3.8 Algemeen besluit Het doel van dit deel van het eindwerk was de invloed van de hoogovenslakken bestuderen naar verschillende eigenschappen van beton. Dit gebeurde in verschillende stappen, eerst werden er testen gedaan op mortel om vervolgens over te schakelen op betonproeven en testen op verhard beton. Deze testen gaven een duidelijk beeld van de gevolgen van het gebruik van gegranuleerde hoogovenslak in beton. Eerst werden er testen gedaan op verschillende mortelsamenstellingen om alzo een eerste indicatie te verkrijgen naar de invloed van slakken naar waterbehoefte en verwerkbaarheid toe. Hieruit bleek dat er geen significant verschil was voor de waterbehoefte tussen een mengsel met of zonder hoogovenslakken. Er werd wel een duidelijke trend waarneembaar tijdens de testen met superplastificeerders. Een mengsel met hoogovenslakken heeft een kleinere hoeveelheid superplastificeerder nodig om dezelfde vloeibaarheid te verkrijgen als een mengsel zonder hoogovenslakken. Naar bindingstijd toe werd er geen duidelijke trend zichtbaar bij het gebruik van hoogovenslakken, enkel de invloed van de superplastificeerder werd zichtbaar. Na de mortelproeven werd nagegaan of de tendensen zich doorzetten in testen met grotere betonmengsels. De trend bleef dezelfde, een daling van de hulpstofdosering, en de eisen die gesteld worden aan zelfverdichtend beton werden makkelijk gehaald. Ook naar sterkte (na 28 dagen) en wateropslorping zijn er geen problemen. Verheyen betonproducten NV kan dus gebruik gaan maken van hoogovenslakken in zijn beton, en dit in verschillende percentages. Dit zou een kostenbesparende maatregel zijn (zowel voor het gebruik van hoogovenslakken als de vermindering van de hoeveelheid superplastificeerder). Ook kan men nu niet alleen de bindingstijd regelen met de superplastificeerder, ook het gebruik van hoogovenslakken kan mee de verhardingstijd regelen van het beton. Wanneer men gebruik zou maken van grote hoeveelheden hoogovenslak, zal het wel moeilijk zijn de minimum ontkistingsterkte te halen na 1 dag. Het gebruik van de nieuwe superplastificeerder zou wel een regelmatiger resultaat naar verhardingstijd kunnen geven, maar dit moet nog verder onderzocht worden.


Zelfreinigend beton

42

Deel 2: Zelfreinigend beton Zoals iedereen al wel opgemerkt heeft behoud beton niet zijn oorspronkelijke kleur in de tijd, door vervuiling van bv uitlaatgassen krijgt wit beton een grijze tint. Ook mosgroei kan het uitzicht van een betonnen structuur hinderen. Beton kan op verschillende manieren gereinigd worden, maar dit zijn dikwijls dure aangelegenheden daarom is men op zoek gegaan naar een manier op beton op een andere wijze proper te houden. De oplossing hiervan is het beton zelfreinigend te maken, hierdoor kan vuil zich minder goed hechten aan het beton en word het vuil ook afgebroken op een natuurlijke manier. Zelfreinigend beton kan men maken door de toevoeging van een halfgeleider. Deze werkt als fotokatalysator en zorgt voor de natuurlijke afbraak van verontreinigingen onder invloed van UV-licht. Als halfgeleider wordt gebruik gemaakt van TiO2, waarom deze halfgeleider wordt in de volgende paragrafen uitgelegd. Een andere toepassing van toevoeging van een halfgeleider aan beton is het luchtzuiverend effect. Deze toepassing wordt volop onderzocht en kent vele voordelen. Denk bijvoorbeeld aan straatstenen, geluidsschermen, huizen, …


Zelfreinigend beton

43

1 literatuuronderzoek 1.1 Geschiedenis van titaniumdioxide Titanium werd in 1791 ontdekt door William Gregor uit Engeland in het mineraal ilmeniet (FeTiO2). Het werd herontdekt door de Duitse chemicus Martin Heinrich Klaproth in rutielerts in 1795. Hij gaf het zijn huidige naam, naar analogie met de titanen uit de Griekse mythologie. In 1887 bereidden Nilson en Petterson onzuiver titanium. Het pure metaal (99,99% puur) werd pas in 1910 gemaakt door Matthew A. Hunter. Hij bereikte dit resultaat door titaniumtetrachloride (TiCl4) met sodium op te warmen tot 700-800°C in een stalen reactorvat. In 1946 slaagde William Justin Kroll erin titanium commercieel te produceren door de reductie van TiCl4 met magnesium. Pas vanaf dat moment werd titanium ook toegepast buiten het laboratorium. Ongeveer 0,6% van de massa van de aardkorst bestaat uit titanium. Het materiaal staat dan ook negende op de ranglijst van de meest voorkomende materialen. Het komt voor in mineralen zoals ilmeniet (FeTiO3), rutiel (TiO2) en spheen (CaTiSiO5). Titaniumerts wordt ondermeer gevonden in Australië, Scandinavië, Noord-Amerika en Maleisië. Titanium is een chemisch element, een transitiemetaal, met atoomnummer 22. Het heeft een witte kleur als het zuiver is en kleurt eerder zilvergrijs als het onzuiver is. Titanium is een sterk en licht metaal. Het vindt een belangrijke toepassing in de luchtvaartindustrie. Omdat het materiaal corrosiebestendig is, niet oplosbaar in water en het niet wordt aangetast door zeewater, wordt dit metaal ook veel toegepast in de zeevaartindustrie. Titanium kan eveneens worden toegevoegd aan legeringen om de sterkte en de corrosiebestendigheid te verhogen. Bovendien is titanium niet toxisch, niet kankerverwekkend voor mensen en reageert het niet met het menselijk lichaam. Deze eigenschappen maken dat het zich eveneens leent voor medische doeleinden. De belangrijkste hoeveelheid titanium (95%) wordt commercieel toegepast in de vorm van titaniumdioxide. In het proefprogramma dat in hoofdstuk 2 verder wordt besproken, wordt ook titaniumdioxide gebruikt. Daarom wordt in de volgende paragrafen verder ingegaan op de eigenschappen van dit oxide.


Zelfreinigend beton

44

1.2 Algemene eigenschappen van titaniumdioxide Titaniumdioxide (TiO2) wordt ook wel titanium IV, titania of wit titanium genoemd. In figuur 29 wordt de geometrie van deze verbinding weergegeven.

Figuur 29: geometrie van TiO2

Titaniumdioxide is een intens wit pigment dat in vele gesteenten voorkomt en dat commercieel geproduceerd wordt uit ilmeniet, door toepassing van het sulfaat- of chlorideproces. Titaniumdioxide is biologisch en chemisch inert, niet toxisch en stabiel met betrekking tot fotocorrosie en chemische corrosie. Het wordt in belangrijke mate toegepast als pigment in witte verf (50%), papier (40%) en plastic. Verder wordt dit oxide ook gebruikt in vloerbekledingen, textielen, inkt, cosmetica, voeding en als katalysator in industriële processen. Titaniumdioxide bestaat in drie kristallijne vormen: rutiel, anatase en brookiet. Deze kristallijne vormen hebben elk andere eigenschappen die afhankelijk zijn van de structuur. Deze structuur wordt voor de anatase- en rutielvorm weergegeven in figuur 30.

Figuur 30: kristallijne vormen van anataas en rutiel


Zelfreinigend beton

45

Anatase is een onstabiele vorm van TiO2, die bij kamertemperatuur zeer langzaam wordt omgezet in rutiel. Bij temperaturen boven 500°C gebeurt deze omzetting veel sneller. Titaniumdioxide is een halfgeleidend materiaal met fotokatalytische eigenschappen. De anatasevorm bezit de meest uitgesproken fotokatalytische eigenschappen. Rutiel wordt vooral toegepast als wit pigment; brookiet kent tot nu toe zeer weinig toepassingen. Het principe van de halfgeleider wordt in de volgende paragrafen verder toegelicht.

Figuur 31: verschillende types TiO2 (Three Bond Technical News)

Sinds de jaren 1980 wordt TiO2 als fotokatalysator gebruikt om organische verontreinigingen in water te ontbinden. TiO2 is ook de meest onderzochte halfgeleider op het gebied van omzetting van zonne-energie in chemische energie, hoewel het slechts 5% van het zonlicht dat de aarde bereikt absorbeert. De recombinatie van de elektronen en de holten gebeurt bij TiO2 trager dan bij andere halfgeleiders. Het percentage van deze ladingsrecombinatie heeft een groot effect op de efficiëntie. Gerecombineerde ladingen zijn namelijk niet meer in staat om een redoxreactie op gang te brengen.


Zelfreinigend beton

46

1.3 Mechanisme van de fotokatalyse met TiO2 1.3.1 Bandstructuur van halfgeleiders Elektronen bevinden zich in banden rondom de kern van het atoom. Er zijn verschillende banden rond een atoom. Het gebied tussen 2 energiebanden wordt een verboden band genoemd. De band die het verst verwijdert is van de kern en elektronen bevat noemen we de valentieband. De volgende band na deze valentieband is de conductieband. Het energieverschil van de verboden band tussen deze 2 banden noemen we ‘bandgap’ of ‘energy-gap’. Deze ‘bandgap’ is als een muur over welke de elektronen moeten ‘springen’ om ‘vrij’ te worden. De hoeveelheid energie die nodig is om over die muur te springen wordt de ‘bandgap energy’ genoemd. Enkel de elektronen die over de muur geraken en in de conductieband terechtkomen (ze worden conductie-electronen genoemd) kunnen vrij rond bewegen. De energie die hiervoor nodig is kan afkomstig zijn van warmte of stralingen. Materialen kunnen ingedeeld worden volgens de grootte van het ‘bandgap’. Materialen met een grote ‘bandgap’ worden isolatoren genoemd, geleiders zijn dan weer materialen waar de valentieband en de conductieband kort tegen elkaar liggen. Halfgeleiders zoals titaniumdioxide hebben een kleinere ‘bandgap’ dan isolatoren maar een grotere dan geleiders.

Figuur 32: 'bandgap' van geleiders, halfgeleiders en isolatoren

In het geval van silicium is het bandgap 1,1eV, wat overeenkomt met 1100nm wanneer men deze hoeveelheid energie omzet in lichtgolflengten. Wanneer TiO2 van het rutiel of anataas type bestraald worden met licht met een golflengte van minstens Xios Hogeschool Limburg

Zelfreinigend beton

47

respectievelijk 413nm of 388nm, dan worden de elektronen van de valentieband opgeschoven naar de conductieband. Tegelijkertijd worden er net zoveel positieve gaten gevormd in de valentieband als er elektronen wegspringen.

1.3.2 Energie structuur van titaniumoxide In een samengestelde halfgeleider bestaande uit verschillende soorten atomen is de bandformatie van de valentie- en conductieband ingewikkeld, maar de principes blijven dezelfde. Bijvoorbeeld is het bekend dat de valentieband van titaniumoxide samengesteld is uit 2p orbitalen van oxide (O), terwijl de conductieband van titanium is gemaakt uit 3d-orbitalen. In een halfgeleidermateriaal met een grote verboden band kunnen de valentie-elektronen niet uit zichzelf naar de conductieband springen. Dit kan wel als men externe energie toevoegt, de elektronen komen dan in excitatie. Er worden dan ook weer positieve gaten gevormd in de valentieband. Dit is equivalent aan de beweging van de elektronen van het gebonden orbitaal naar het niet-gebonden orbitaal. De foto-excitatie stand van de halfgeleider is dus zeer onstabiel en kan eenvoudig afgebroken worden. TiO2 kan anderzijds wel stabiel blijven wanneer men er licht op laat vallen. Dit maakt het een uitstekende fotokatalysator. De volgende 3 factoren hebben de grootste invloed op de fotokatalytische reactie; - bandgap energy - positie van het laagste punt in de conductieband - positie van het hoogste punt in de valentieband Voor de fotokatalytische reactie is de bandgap energy de meest beslissende factor voor welke golflengte van licht er moet gebruikt worden. En voor de oxidatie is het hoogste punt van de valentieband het meest doorslaggevend.


Zelfreinigend beton

48

Figuur 33: bandstructuur van titaniumdioxide(Three Bond Technical News)

1.3.3 Kristalstructuur en fotokatalytische activiteit van titaniumoxide Er zijn 3 natuurlijke types van TiO2, rutiel, anataas en brookiet. Deze hebben allemaal dezelfde chemische formule (TiO2) maar hun kristalstructuur is verschillend. Titaniumoxide die licht absorbeert heeft een hoger energieniveau dan de verboden band, zo kunnen de elektronen dus naar de conductieband springen. Ondanks het feit dat de ‘energy gap’ voor het rutiel type 3,0 eV is en voor het anataas type 3,2 eV is kunnen ze beiden enkel ultraviolette stralen absorberen (maar het rutiel type kan ook stralen absorberen die dichter liggen bij het zichtbare spectrum van licht). Aangezien titaniumdioxide van het rutiel type meer stralen kan opnemen zou het logischer lijken om dit type te gebruiken voor de fotokatalyse. Maar in de realiteit blijkt dat het anataas type een hogere fotokatalytische activiteit heeft. Dit verschil heeft te maken met het verschil in energiestructuur tussen de 2 types. Bij beide types is de positie van de valentieband diep, en de gevormde positieve gaten zijn voldoende oxidatie sterk . Door de verschillende ligging van de conductieband is het anataas type fotokatalytisch meer actief dan het rutiel type.

1.3.4 Effect van uv-stralen op titaniumoxide De bandgap energy van TiO2 bedraagt 3,2 eV; deze waarde geeft aan over welke energie de elektronen minimaal moeten beschikken opdat ze zouden kunnen migreren van de valentie- naar de geleidingsband. De elektronen zelf bezitten deze energie niet, maar ze kunnen wel geëxciteerd worden door fotonen, indien deze


Zelfreinigend beton

49

lichtdeeltjes beschikken over een stralingsenergie die minstens even groot is als de bandgap energy.

Figuur 34: 'band gap energy' van halfgeleiders

Uit de Wet van Planck kan bepaald worden hoe groot de frequentie van de fotonen minstens moet zijn opdat zij de elektronen kunnen exciteren naar de geleidingsband. E = h * f,

met

h = constante van Planck = 6,626 * 10-34 J.s f = frequentie [Hz]

Een energie van 3,2 eV kan enkel geleverd worden door fotonen met een frequentie gelijk aan 7,737 * 1014 Hz. Met deze waarde kan dan de golflengte bepaald worden die ermee overeenstemt, vermits er een directe relatie bestaat tussen de golflengte l en de frequentie n: l = ν/c

met c = lichtsnelheid = 2,99792458 * 108 m/s

Uit deze relatie volgt dat een minimale frequentie van 7,737 * 1014 Hz overeenstemt met een maximale golflengte van 387nm. Deze golflengte is kenmerkend voor UVstraling. UV-licht is namelijk dat deel van het licht met golflengten tussen 180 en 400nm. De absorptie van ultraviolette straling die korter zijn dan deze golflengte (388nm) lokt reactie uit. Deze UV-stralen zijn bijna gelijk aan de UV-stralen die de aarde bereiken vanuit de zon. De ontwikkeling van een fotokatalysator die werkt met zichtbaar licht mag beschouwd worden als een oplossing, maar geen enkele (al ontdekte) stof heeft betere fotokatalytische effecten dan titaniumdioxide. Een grote reden hiervoor is dat


Zelfreinigend beton

50

een halfgeleider met een smallere verboden band dan TiO2 een autolyse zal ondergaan wanneer het licht ontvangt als het zich in water bevindt.

Tabel 5: UV-straling in normale omgevingen

1.3.5 Afbreken van organische stoffen door fotokatalyse met TiO2 Wanneer licht wordt opgenomen door titaniumoxide worden er 2 dragers gevormd, elektronen (e-) en positieve gaten (h+). In normale substanties reageren deze elektronen en positieve gaten zeer snel, maar bij titaniumoxide gebeurt deze reactie trager. Het percentage van dragers die met elkaar reageren, heeft een groot effect op de fotokatalytische eigenschappen.

Figuur 35: elektronenstructuur van titaan (Three Bond Technical News)

Één van de merkwaardige eigenschappen van titaniumdioxide is de sterke oxidatiekracht van de positieve gaten, welke groter is dan de reductie-kracht van de elektronen in de conductieband. De oppervlakte van een fotokatalysator bevat water, Xios Hogeschool Limburg

Zelfreinigend beton

51

wat ‘geabsorbeerd water’ wordt genoemd. Wanneer dit water wordt geoxideerd door de positieve gaten, worden er hydroxy radicalen gevormd, welke een sterke oxidatiekracht hebben. Vervolgens reageren deze hydroxy radicalen met het organisch materiaal. Wanneer er zuurstof aanwezig is bij dit proces, kunnen de radicalen in de organische

samenstellingen

en

zuurstof

moleculen

radicale

kettingreacties

ondergaan, en kunnen ze in sommige gevallen zuurstof verbruiken. In zulke gevallen zullen de organische materialen uiteindelijk afbreken, en omgevormd worden tot koolstofdioxide en water. Onder sommige condities kunnen organische materialen direct reageren met de positieve gaten, wat resulteert in sterke krachten om stoffen oxidatief te ontbinden. Ondertussen zal de reductie van zuurstof uit de lucht optreden als een paarreactie. Omdat zuurstof een makkelijk afbreekbare substantie is, zal als er zuurstof aanwezig is, de reductie van zuurstof eerder plaatsvinden dan de vorming van hydrogenen. De reductie van zuurstof resulteert in de vorming van oxide anionen ( 02-). Deze anionen hechten met de tussenstof in de oxidatiereactie, en vormen peroxide of zetten om in hydrogene peroxide en vervolgens naar water.

Figuur 36: oxidatiemechanisme (Three Bond Technical News)

Figuur 37: reductiemechanisme (Three Bond Technical News)


Zelfreinigend beton

52

De kans dat positieve gaten gebruikt worden in de oxidatie reactie met organische materialen verhoogt samen met de reductie, die makkelijker blijkt te gebeuren in organisch materiaal dan water, wanneer de concentratie van organisch materiaal hoger wordt. Dit heeft de vermindering van recombinatie van dragers als gevolg. Er wordt algemeen aangenomen dat, onder zulke omstandigheden dat positieve gaten voldoende worden gebruikt, het proces waarbij elektronen overgezet worden naar zuurstofmoleculen op de reductiezijde, de reactiesnelheid bepaalt van de gehele fotokatalyse. Met andere woorden, door de overgang van elektronen naar de zuurstof moleculen makkelijker te laten verlopen kunnen we de snelheid en efficiëntie van de gehele fotokatalyse verbeteren. Dit kan bereikt worden door een metaal als steun te laten dragen door titaniumdioxide.

1.4 Hydrofiele eigenschappen van TiO2 Wanneer TiO2 bestraald wordt met UV-licht, treedt niet alleen fotokatalyse op. Het UV-licht zorgt er ook voor dat het bestraalde oppervlak ( dat TiO2 bevat) hydrofiele eigenschappen verkrijgt. Bij bestraling reageren de zuurstofatomen in het oppervlak van de TiO2kristalstructuur met waterdamp die in de lucht aanwezig is. Op deze manier worden er OH--ionen gebonden aan het oppervlak.(zie figuur 38) Deze hydroxylgroepen vergroten de aantrekkingskracht van water tot het oppervlak en maken zo een dunne waterfilm op het oppervlak mogelijk. Het oppervlak is met andere woorden sterk hydrofiel geworden.

Figuur 38: hydrofiel gedrag van TiO2 onder bestraling met UV-licht


Zelfreinigend beton

53

Een oppervlak is hydrofiel als de contacthoek klein is, wanneer de contacthoek groot is spreekt men van een hydrofoob oppervlak. De contacthoek is gedefinieerd als tweemaal de hoek die de verbindingsrechte, van voet tot top van de druppel, maakt met het oppervlak.(zie figuur 39)

Figuur 39: contacthoek en druppelvorming op een hydrofiel en hydrofoob materiaal

In onderstaande tabel wordt de contacthoek tussen water en een TiO2-bevattend oppervlak weergegeven in functie van de intensiteit van het invallende UV-licht. Men merkt dat het oppervlak meer hydrofiel wordt bij hogere UV-intensiteit. Ter vergelijking dient men te weten dat voor een gewone tegel de contacthoek 35° bedraagt. UV-licht (mW/cm²) 3,5 tot 0,01 0,01 tot 0,001 < 0,001

contacthoek opmerking 5° - 10° buitenomgeving 15° - 20° binnenruimten 20° - 25° duisternis

Tabel 6: contacthoek tussen water en hydrotec tegel

Het hydrofiele effect blijft gedurende een hele tijd (±2 dagen) gewaarborgd, zelfs wanneer de bestraling met UV-licht gestopt is. Met behulp van een fotokatalytisch metaaloxide (TiO2) is een contacthoek van <1° mogelijk. Merk op dat ook de contacthoek met olie sterk daalt zodat men van een amphifiel oppervlak mag spreken. Een oppervlak wordt amphifiel genoemd als het een grote affiniteit voor zowel water als olie heeft. Als er water neerkomt op een hydrofiel oppervlak, bv. bij regenval, worden er geen druppels gevormd, maar ontstaat er een continue oppervlaktefilm. Door deze continue waterfilm hechten de vervuilende deeltjes zich moeilijker aan het oppervlak en worden ze gemakkelijker weggespoeld. Wanneer men over bevuiling van diverse oppervlakken spreekt, moet men een onderscheid maken tussen de stofdeeltjes (opgewaaid stof, opgedroogde spatten,…)


Zelfreinigend beton

54

enerzijds en een kleverige, olieachtige bevuiling anderzijds (uitlaatgassen, industriële rook, vetten,…). Wanneer men de stofdeeltjes bekijkt, ziet men dat de waterfilm de aanhechting tegengaat en zelfs tussen de stofdeeltjes en het oppervlak indringt. Op deze manier drijft de vervuiling als het ware op de waterfilm en wordt ze makkelijk weggespoeld.(zie figuur 40)

Figuur 40: principe van de zelfreinigende werking bij TiO2-houdende oppervlakken

Figuur 41: afvoer van vuildeeltjes op een hydrofiel oppervlak

Bij bevuiling met olieachtige producten speelt mogelijk ook een ander effect een rol. Het TiO2 heeft ook een afbrekende functie waarvan het mechanisme reeds in de vorige punten is behandeld. De bevuiling wordt langs het aanhechtingsvlak afgebroken waardoor de binding minder sterk is. Vervolgens neemt de waterfilm de olie op en spoelt de vervuiling weg. (zie figuur 42)


Zelfreinigend beton

55

Figuur 42: verwijdering van kleverige bevuiling

Of die afbrekende functie bij deze kleverige vervuiling een grote rol speelt, wordt echter in vraag gesteld. Omdat de afbraaksnelheid zeer traag verloopt zou de zelfreinigende werking ook bij olieachtige bevuilingen te danken zijn aan de hydrofiele eigenschappen van de drager. Water wringt zich tussen het oppervlak en de oliedeeltjes waardoor de deeltjes opgetild en weggespoeld worden.

1.5 Keuze van het TiO2 – poeder De aard van de kristalstructuur met zijn defecten is bepalend voor de efficiëntie van de halfgeleider. De twee parameters die bepalen in welke mate een kristalstructuur efficiënt is, zijn enerzijds de competitie tussen het vangen van de ladingen in de roosterdefecten en de recombinatie van die ladingen, en anderzijds de competitie tussen recombinatie van de in de roosterdefecten gevangen ladingen en de ladingsoverdracht vanuit de defecten naar de geabsorbeerde moleculen. Een stijging van de recombinatielevensduur van de ladingsdragers of een stijging van de overdrachtsnelheid van ladingen tussen de roosterdefecten en de geabsorbeerde moleculen verbetert de efficiëntie van de fotokatalyse. Deze parameters werden bestudeerd voor enkele types TiO2. De verschillende types hebben een verschillende efficiëntie. Dit is te wijten aan verschillende bereidingsmethoden die resulteren in verschillende kristaldefect-structuren en verschillende oppervlaktemorfologiën. Degussa P25 heeft een ten opzichte van de andere TiO2-types een relatief hoge reactiviteit omwille van zijn trage recombinatie. Dit wordt verklaard door de specifieke anatase-rutiel structuur van P25 die ladingsscheiding begunstigt en zo recombinatie verhindert. Naast het feit dat de karakteristieken ervan goed gekend zijn, is dit de reden dat P25 standaard gebruikt wordt in wetenschappelijk onderzoek.


Zelfreinigend beton

56

1.6 Eigenschappen van P25 P25 is pure titaniumdioxide welke voor 80 tot 90% (voor gewicht) bestaat uit het anataas type met een klein gedeelte rutiel. Het poeder is niet oppervlakte behandeld. Zoals op onderstaande figuur te zien is, zijn de eigenschappen van de pigmenten niet meer relevant bij nanodeeltjes omwille van de grootte.

Figuur 43: kleurverschil tussen nanodeeltjes en pigment

AEROXIDE® TiO2 P25 is een fijn wit poeder met een hydrofiel karakter wat veroorzaakt wordt door hydroxyl groepen aan de oppervlakte. Het bestaat uit een samenstelling van primaire deeltjes. De complexen zijn enkele honderden nm groot en de primaire deeltjes hebben een gemiddelde diameter van ongeveer 21 nm. De grootte van het deeltje en de dichtheid van ca. 4 g/cm³ leiden tot een specifieke oppervlakte van ong. 50 m²/g. Wegens de vorming van complexen en agglomeraten, is de onttrokken dichtheid van AEROXIDE® TiO2 P25 slechts ongeveer 130 g/l (bepaalde acc. aan DIN ISO 787/XI). De gewichtsverhouding van anataas en rutiel is ongeveer 80/20. Beide kristalvormen zijn tetragonaal maar met verschillende afmetingen van de elementaire cellen. Bij 300°C, begint een langzame omzetting van anataas aan de stabielere rutielstructuur. Bij temperaturen hoger dan 600°C loopt de omzetting sneller gecombineerd met een vermindering van de specifieke oppervlakte. Anatase kan zelfs bij kamertemperatuur omzetten in rutiel, maar dit bij een zeer lage snelheid.


Zelfreinigend beton

57

1.7 Voorbeelden Er is reeds een cement op de markt dat TiO2 bevat; TX active® (TX millenium). In België zijn er momenteel 2 gebouwen in aanbouw die wandpanelen bevat die zijn gemaakt met dit cement, nl Commodore in Oostende en de gebouwen van Decomo in Moeskroen. In Italië en Frankrijk staan al meerdere gebouwen waaronder de Millenium Dome in Rome.

Figuur 44: Millenium Dome in Rome

Figuur 45: Commodore in Oostende


Zelfreinigend beton

58

2 Proeven met zelfreinigend beton Zelfreinigend beton heeft een tweevoudige werking zoals in de literatuurstudie is vermeld. Enerzijds heeft men de hydrofiele eigenschappen van het beton waardoor vuil minder goed hecht aan het beton en makkelijker wordt verwijderd door regenval. Anderzijds is er de eigenschap om stoffen af te breken door het fotokatalytische effect van TiO2. Beide eigenschappen kunnen worden aangetoond door tegels te gieten die TiO2 bevatten.

Opmerking, zoals hierboven gezegd bevat titaniumdioxide ook een gedeelte rutiel, dit is een witte kleurstof die gebruikt wordt in de betonindustrie. Door de toevoeging van deze TiO2 is er al een kleurverschil tussen de tegels onderling, tegels met een hoog percentage TiO2 zijn witter door de kleurstof.

Figuur 46: vergelijking tussen een tegel met 20% TiO2 en een tegel zonder TiO2. Deze foto is genomen voor de bevuiling.

2.1 Hydrofiele eigenschappen De hydrofiele eigenschappen van zelfreinigend beton kunnen eenvoudig worden aangetoond door een vervuiling aan te brengen en deze te laten wegspoelen door water. 1.

aanbrengen van de vervuiling

Allereerst dient de vervuiling aangebracht te worden op de tegels. Hier werd gekozen voor olie.


Zelfreinigend beton

59

Figuur 47: links een gewone glad grijze tegel, rechts een tegel met 1%TiO2

2.

overgieten met water

Figuur 48: hydrofiel effect op gladde tegel na enkele malen te overgieten met water


Zelfreinigend beton

60

Bij de rechtertegel met 1% TiO2 valt duidelijk op te merken dat de olie er makkelijker afloopt. Als er meer water over wordt gegoten wordt dit effect echt duidelijk.

Figuur 49: verschil in hydrofiele eigenschappen tussen een standaard grijs gladde tegel(links) en een tegel met 1% TiO2 (rechts)

Als de tegels van naderbij bekeken worden, is de waterfilm duidelijk te zien die gevormd wordt op de zelfreinigende tegel. Links zijn nog duidelijk de kleurschakeringen zichtbaar van de olie, terwijl rechts het grootste stuk van de tegel volledig proper is en er zich een waterlaagje heeft gevormd welke de olie er makkelijker laat afvloeien. Deze test heb ik ook gedaan met uitgewassen tegels. Hier was het effect niet goed zichtbaar. De verklaring hiervoor is dat door het ruwe oppervlak het moeilijker is om een waterfilm te vormen. Deze is noodzakelijk om de olie weg te laten spoelen. Let op; nu staat de zelfreinigende tegel aan de linkerkant.


Zelfreinigend beton

61

Figuur 50: uitgewassen silex tegels, links met TiO2, rechts een gewone tegel

Figuur 51: uitgewassen tegels na overgieten met water

Het hydrofiele karakter van de tegel is hier niet goed zichtbaar. De enige aanwijzing tot dit effect is dat de olie verder uitloopt op de linkertegel. Dit wijst erop dat er een effect is, maar dat dit te klein is. De testen werden ook uitgevoerd met tegels met maar 1% TiO2. Ook na langere tijd blijft het hydrofiele effect zichtbaar. De tegel met TiO2 heeft het grootste deel van de vervuiling kunnen wegwerken. Bij een normale tegel blijft de olie zichtbaar.


Zelfreinigend beton

62

Figuur 52: de gladde tegels na 2 weken

Figuur 53: de uitgewassen tegels na 2 weken

2.2 Het afbreken van vervuiling Om de reinigende eigenschappen van het beton te controleren maakt men gebruik van een kleurstof; rhodamine B. Dit is een zeer sterke organische kleurstof die moeilijk te verwijderen is. Door deze op het beton aan te brengen en te laten intrekken kan men de zelfreinigende eigenschappen aantonen. Het sterk verbleken of zelfs volledig verdwijnen van de kleur zal dan een goede indicatie zijn voor de reinigende eigenschappen van het beton. Zoals hierboven beschreven werkt de katalysator onder invloed van UV-licht, bv afkomstig van de zon. Door een deel van het beton af te dekken van het zonlicht zal dat gedeelte dus ook geen zelfreinigend effect mogen ondergaan. Men plaatst de tegels ook best verticaal, of toch onder een zo groot mogelijk hoek met de grond, hierdoor kan de regen de reeds afgebroken vuildeeltjes wegspoelen. Dit zal in de praktijk ook zo zijn. Daarom werd er een opstelling gemaakt die aan deze eisen voldoet; verticaal en de helft afdekken voor het zonlicht.


Zelfreinigend beton

63

Figuur 54: proefopstelling zelfreinigende tegels

1.

Eerst worden de proefstukken besproeid. Dit gebeurt best zo egaal mogelijk.

Men kan hier gebruik maken van een sproeier of dergelijke. Op deze wijze moet men trachten elk proefstuk gelijkmatig te ‘bevuilen’. Dit gaat makkelijker met uitgewassen beton omdat de kleurstof hier blijft liggen tussen de granulaten. Terwijl bij glad beton de rhodamine er makkelijker afloopt.

Figuur 55: gelijkmatig verdelen van de rhodamine


Zelfreinigend beton 2.

64

Vervolgens is het aangewezen om de rhodamine B in te laten trekken in de

beton, dit om weer zo een egaal mogelijke verdeling te bekomen.

Figuur 56: de gelijkmatige verdeling van de rhodamine

Deze foto is een kwartier na het besproeien genomen. Wat duidelijk opvalt, is dat de kleur veel helderder is bij de uitgewassen exemplaren dan bij de gladde (onderaan). Dit duidt er op dat er meer kleurstof aanwezig is op de bovenste rij proefstukken. Aan de linkerkant (lage percentages) bij de gladde beton valt het op dat de rhodamine hier minder goed verdeeld is. 3.

Als de rhodamine in de proefstukken is ingetrokken kan men beginnen met ze

te bestralen met UV-licht. Dit kan gebeuren met een UV-lamp of door gebruik te maken van het zonlicht. Ik heb ervoor gekozen om de tegels in het zonlicht te leggen, dit heeft als voordeel dat de resultaten dichter bij de praktijk zullen liggen, en dus een betere indicatie zullen geven over de werkelijke reiniging. Daarbij komt nog dat de proeven in februari gedaan zijn. Het is dan niet lang licht en de UV-index is laag (zie bijlage 6), wat zeker niet bevorderlijk is voor de proeven, en dus nog een extra moeilijkheid is.


Zelfreinigend beton

65

Figuur 57: gladde tegels na 6 dagen zonlicht

Figuur 58: uitgewassen tegels na 6 dagen zonlicht

Op de foto’s is duidelijk het kleurverschil zichtbaar tussen tegels met een laag en een hoog percentage TiO2. Bij de gladde tegels is dit minder uitgesproken omdat hier de verdeling van de rhodamine minder goed was, niet elke tegel is met evenveel kleurstof besproeid. Bij de uitgewassen tegels was dit wel het geval met een beter resultaat tot gevolg. Voor meer gedetailleerde foto’s verwijs ik naar bijlage 3.

2.3 Besluit Na deze reeks testen is er duidelijk sprake van een zelfreinigend effect. Eerst werden de hydrofiele eigenschappen aangetoond. Deze waren duidelijk zichtbaar bij de gladde tegels, maar minder zichtbaar bij een uitgewassen tegel. Beide tegels bevatten 1% TiO2. De testen op het reinigende effect maakten duidelijk dat een vervuiling makkelijker wordt afgebroken wanneer er meer titaniumdioxide wordt toevoegt aan het beton. Het effect is duidelijk merkbaar vanaf een toevoeging van 3% TiO2 ten opzichte van de hoeveelheid cement. Daarom wordt er vanaf nu verder gewerkt met 3% TiO2. Xios Hogeschool Limburg

Zelfreinigend beton

66

2.4 Testen op beton Om een volledig beeld te krijgen van de invloed van TiO2 op het beton en zijn samenstelling heb ik ook de standaardtesten voor zelfverdichtend beton gedaan op het zelfreinigende beton.

slump flow cm

grijs silex 2-8 69 64

wit taunus 2-8 83,5 81,5

trechtertijd sec

13,45

7,42

9,06

stijghoogte cm

1,5 1,4

0 0

0 0

T

14

°C

1,5 1,7

14

Tabel 7: resultaten testen ZZVAB

2.5 Prijsverschil Het toevoegen van TiO2 heeft natuurlijk ook zijn invloed op de prijs van het beton per m³. Hieronder wordt een vergelijking gemaakt van de betonprijs voor 2 samenstellingen.

prijs in €/m³ SI 28 prijsverschil TA 28 prijs verschil

prijsvergelijking ZVB ZZVB met 3% TiO2 93,25 271,95 100% 292% 128,84 308,28 100% 239%

Tabel 8: prijsvergelijking ZZVAB

Men merkt een prijsstijging met factor 2 à 3. De prijs is natuurlijk een niet te onderschatten factor voor het gebruik van zelfreinigend beton in de praktijk. Bij Verheyen betonproducten NV worden er vooral terrassen en balkons voor appartementen gemaakt. Dit zijn prefabelementen waarbij alle vlakken zichtbaar zijn, hierdoor is men genoodzaakt om in het hele element TiO2 te vermengen. Wanneer men wanden of dergelijke zou maken met maar 1 zijde die zichtbaar is, kan de prijs gedrukt worden door elementen te maken waarbij enkel de toplaag TiO2 Xios Hogeschool Limburg

Zelfreinigend beton

67

bevat. Op deze wijze wordt de fotokatalysator veel efficiënter gebruikt daar er nog steeds UV-straling nodig is om het zelfreinigende effect te doen slagen. Hieromtrent loopt er reeds onderzoek op de KU Leuven; invloed van TiO2 op polymeergemodificeerde cementmortels.


Zelfreinigend beton

2.6

68

Algemeen besluit

Na een grondige literatuurstudie moest er eerst een geschikte fotokatalysator gekozen worden. Er is dan gekozen om TiO2 van het anataas type te gebruiken en meer bepaalt P25 van Degussa. Deze bleek de beste eigenschappen te hebben om te gebruiken in zelfreinigend beton. Het zelfreinigende effect is tweeledig; enerzijds wordt het betonoppervlak hydrofiel waardoor vuildeeltjes makkelijker van het element afvloeien op een waterfilm. En anderzijds is zelfreinigend beton in staat om organische en anorganische stoffen af te breken. Beide eigenschappen werden aangetoond en men kan spreken van een zelfreinigend effect vanaf een toevoeging van 3% TiO2 ten opzichte van het gewicht aan cement. Na keuze van een geschikt percentage TiO2 ten opzichte van het gewicht aan cement, werd de nieuwe samenstelling getest op zelfverdichtende eigenschappen alsook naar sterkte. De fotokatalysator bleek geen invloed te hebben op de geteste eigenschappen. Tenslotte werd nog een prijsvergelijking gemaakt die het grote probleem aantoonde van zelfreinigend beton. De prijs van een normaal architectonisch beton wordt met een factor 2 à 3 vermenigvuldigd. Een oplossing van dit probleem ligt erin om enkel de toplaag van een geprefabriceerd element zelfreinigend te maken, een oplossing die niet mogelijk is bij het maken van terrassen en balkons zoals men bij Verheyen betonproducten doet. Men kan dus besluiten dat zelfreinigend zelfverdichtend architectonisch beton technisch haalbaar en effectief is vanaf een toevoeging van 3% TiO2 ten opzichte van het gewicht aan cement. Vanuit commercieel oogpunt is zelfreinigend beton volgens mij zeker haalbaar wanneer er voldoende onderzoek gebeurt naar de effecten op lange termijn, dit ondanks de hoge prijs. De toevoeging van TiO2 heeft naast het zelfreinigende effect ook een luchtzuiverend effect. Dit is hier niet onderzocht maar deze toepassing biedt zeker perspectieven voor de toekomst.


Bijlagen

69

Bijlagen


Bijlagen

70

Bijlage 1 : Architectonisch beton 1.1

Definitie

Een architectonisch beton is een beton dat: •

deel uitmaakt van een binnen- of buitenparament;

•

ontworpen is om met een structuur en zijn soortgenoten te worden verbonden en niet om ingemetseld te worden zoals de aanverwanten van het metselwerk;

•

in het geval van een enkelvoudig paneel groter is dan 1m², anders spreekt men van een gevelplaat;

•

een

ruime

keuze

biedt

aan

de

ontwerper

qua

vorm,

kleur

en

oppervlaktetextuur.

1.2

grijs-wit cement

De basis van architectonisch beton is normaal gesproken grijs of wit cement, wat dus inhoudt dat de mechanische en andere eigenschappen bijna dezelfde zijn.

1.2.1

Grijs cement

De kleur van dit cement wordt door geen enkele fabrikant gegarandeerd, dit is ook onnodig omdat de kleur van het beton ook afhangt van vele andere factoren zoals de W/C-factor, de bekisting(porositeit)… . Toch kan het sierbeton een regelmatige kleur vertonen.

1.2.2

Wit cement

Wit cement wordt gebruikt voor architectonisch beton met een lichte kleur. Het is wel duurder dan grijs cement. Er worden verschillende kleuren gegeven aan beton( geel, zwart,…), om deze kleuren te maken wordt er best vertrokken van een zo licht mogelijk mengsel. Er wordt dus voor gekleurd architectonisch beton altijd gekozen voor wit cement en dikwijls wordt er hier nog een witte kleurstof aan toevoegen samen met de kleur die men wil bekomen. Xios Hogeschool Limburg

Bijlagen

1.3

71

Zand

Het fijne granulaat, nl. het zand, dient zo goed mogelijk de ruimte tussen de grove granulaten op te vullen. Om een voldoende dichte structuur en een goede verwerkbaarheid te bekomen, dient men dus een voldoende hoeveelheid fijn materiaal te voorzien.

1.4 1.4.1

Behandelingen Uitwassen

Op de wanden van de bekisting wordt een product aangebracht dat de hydratatie van het cement deactiveert, vertraagt, of zelfs helemaal teniet doet. Na het ontkisten wordt het niet-gehydrateerd materiaal met een waterstraal weggespoeld zodat de zandkorrels of de granulaten zichtbaar worden. Het effect hangt dan af van de dieptewerking van het deactiverende middel. Ook de vorm, aard, korrelgrootte en tint van de granulaten en de samenstelling van de mengeling spelen een belangrijke rol.

Figuur 59: uitwassen (Memento van architectonisch beton)

1.4.2

Zuurbeitsen

Beton dat behandeld wordt met een zuuroplossing krijgt een zeer fijnzanderige structuur. Is het de bedoeling dat alle zijden van het element die structuur krijgen, dan wordt het element volledig ondergedompeld in een bad met een dergelijke oplossing. In de andere gevallen wordt het zuurhoudende product op het te behandelen oppervlak aangebracht. Grondig spoelen is absoluut nodig.


Bijlagen

72

Figuur 60: zuren (Memento van architectonisch beton)

1.4.3

Stralen

Om een mat effect te bekomen wordt het te bewerken oppervlak met glas of zand onder hoge druk gestraald. Licht zandstralen zorgt ervoor dat de zandkorrels zichtbaar worden, bij grondig zandstralen komen de granulaten aan de oppervlakte. Des te harder er gestraald wordt, des te matter het oppervlak wordt. Zandstralen vereist een grote vakkennis met als voordeel dat het effect gecontroleerd kan worden naarmate de behandeling vordert.

Figuur 61: zandstralen (Memento van architectonisch beton)

1.4.4

Polijsten

Eerst wordt het betonoppervlak afgeslepen om vervolgens de krassen en luchtbellen die zichtbaar zijn geworden terug op te vullen. Hierna gaat wordt het oppervlak terug gepolijst om het nadien eventueel met een beschermingsproduct af te werken.


Bijlagen

1.4.5

73

Behakt beton

Deze technieken dienen om het oppervlak een bepaalde structuur mee te geven

Figuur 62: behakt beton (Memento van architectonisch beton)

•

fig c: met een bouchardhamer; een beitel met een platte gewafelde kop die het beton verbrijzelt;

•

fig d: met een punthamer, een spitse beitel die een “gespikkeld” effect bewerkstelligt;

•

fig e: met een beitel, een beitel met snede die een reeks parallelle groeven aanbrengt

•

fig f: met een diamantfrees, door de draaibeweging kunnen allerlei groeven en vormen bewerkstelligt worden


Bijlagen

74

Bijlage 2 : Zelfreinigend beton Voor de bevuiling is er reeds een kleurverschil tussen de tegels te wijten aan het gedeelte rutiel in de titaniumdioxide. Dit wordt gebruikt in de betonindustrie als witte kleurstof, dit is dus niet geheel onverwacht, wel opvallend. Het kleurverschil is er al vanaf het maken van het mengsel.

Figuur 63: kleurverschil tussen tegels voor bevuiling


Bijlagen

75

Na 4u

Bovenstaand is een foto genomen na 4u belichting door de zon. Bij het referentiestaal is er helemaal geen sprake van een kleurverschil, de tegel van 20% (rechts)vertoont al een licht kleurverschil tussen de boven- en onderzijde of het voor de zon bedekte en onbedekte gedeelte. Bij de andere tegels met een kleiner percentage aan titaniumoxide is er nog geen verschil te merken.


Bijlagen

76

Na 9

Figuur 64: glad beton na 9u

Na 9u blootgesteld geweest te zijn aan het zonlicht is er reeds een verschil merkbaar bij de gladde tegels. Men merkt aan de rechterkant(bij de hoge percentages) een kleurverschil tussen de boven- en de onderzijde.

Figuur 65: uitgewassen beton na 9u


Bijlagen

77

na 2 dagen

Figuur 66: uitgewassen beton na 2 dagen

Figuur 67: glad beton na 2 dagen


Bijlagen

78

na 3 dagen



opmerking; de vlekken zijn regenwater dat nog niet opgedroogd is


Bijlagen

79

na 4 dagen




Bijlagen

80

na 5 dagen




Bijlagen

81

na 6 dagen




Bijlagen

82

Bijlage 3 : Testen 3.1

Testen op verse mengsels

De verschillende eigenschappen van verse zelfverdichtend beton kunnen met verschillende testen gecontroleerd worden. Deze staan allemaal beschreven in “The European Guidelines for SCC”. Hier worden diegene besproken die worden toegepast bij mijn stagebedrijf Verheyen betonproducten. De belangrijkste eisen voor een ZVB zijn de consistentie en de stabiliteit van het mengsel. Deze kunnen door volgende testen gecontroleerd worden. karakteristiek

aanbevolen test

vloeibaarheid

slump-flow test

viscositeit

T500slump-flow test of V-funnel test

stijghoogte

U-box test

segratie

segratie weerstand test

‘the Europeaan Guidelines for SCC’

3.1.1

Representatief monster nemen

In de volgende testen moet steeds een “representatief monster “ genomen worden. Dit dient steeds volgens de norm EN 12350-1 te gebeuren. Bij het nemen van het monster moeten er steeds 2 emmers rechtstreeks uit de stortgoot van de mixer nemen. Bij

gebruik

van

een

kruiwagen

moet

het

“verzamelmonster”

opnieuw

gehomogeniseerd worden met de schep alvorens het “gereduceerd monster” te vormen (vullen van de 2 emmers).

3.1.2

Vloeibaarheid (slump flow)

Inleiding Slump betekent inzakking en flow staat voor vloei. De slump flow test wordt gebruikt om de vrije horizontale vloei van ZVB vast te stellen. Op deze wijze krijgt men een beeld van de consistentie van het mengsel.


Bijlagen

83

De vloeimaat kan ook bepaald worden met de kajima-box. Materiaal •

Abrahamskegel: mal in de vorm van een afgeknotte metalen kegel, aan de binnenkant glad gemaakt zodat deze niet aangetast wordt door de cementpasta. De kegel heeft een hoogte van 300 mm, de diameter is aan de basis en de top respectievelijk 200 mm en 100 mm. De mal moet voldoende zwaar zijn of onderaan uitgerust zijn met steunpoten om hem stabiel te houden tijdens het vullen.

•

Vloeitafel: mobiele tafel, bestaande uit een vlak vierkant blad van tenminste 900mm zijde. De bovenste laag van de tafel moet bestaan uit een stijf en niet absorberend materiaal, hierop moet men het midden en 2 centrische cirkels van 200mm en 500mm aanduiden.

•

Truweel, troffel, meter, stopwatch, vochtige doek (en eventueel trechter)

Werkwijze Zorg er allereerst voor dat de vloeitafel stabiel en waterpas staat, bevochtig vervolgens de plaat en de abrahamskegel. Veeg het overtollige water weg met een vochtige doek en plaats de kegel centrisch op de plaat. Neem een representatief monster en giet dit in de kegel die vaststaat op de tafel. Druk de specie niet aan, de kegel kan eventueel wel afgestreken worden met een truweel. Verwijder de eventuele gemorste resten beton van de tafel. Nu moet men de kegel gelijkmatig verticaal opheffen. Let op dat er geen horizontale- of wringbeweging wordt meegegeven met het mengsel. Het opheffen van de kegel moet 10 s onderbroken worden wanneer men op een hoogte van ongeveer 30 cm boven de tafel is. Als het beton tot stilstand is gekomen meet men de kleinste diameter en de diameter loodrecht op deze. Als deze twee waarden meer dan 5 cm verschillen, zijn de bekomen waardes niet representatief en moet de proef herhaald worden.


Bijlagen

84

Figuur 76: vloeitafel

Met een stopwatch kan hier ook de T500 test gedaan worden, de chrono wordt gestart wanneer men de kegel opheft en de tijd die het mengsel nodig heeft om de cirkel met diameter 500mm te bereiken wordt gemeten. Het is meestal ook interessant om na de test het mengsel eens van naderbij te bekijken. Wanneer men aan de rand geen of weinig granulaten ziet, dan is het beton ontmengd. Best kunnen de granulaten gelijk verdeeld zijn over het bestreken oppervlak. Resultaten slump-flow klasse

(mm)

SF1

550 - 650

SF2

660 - 750

SF3

760 - 850


Bijlagen

85

Figuur 77: spreidmaat

3.1.3

Viscositeit (V-funnel test)

Inleiding De V-funnel of V-trechter wordt het meest gebruikt om de viscositeit van een mengsel te kennen, ze werd ontwikkeld in Japan. Op deze wijze wordt de samenhang, en dus ook de stabiliteit van een mengsel beoordeeld. Men kan de viscositeit ook meten met andere methoden zoals; O-funnel, Orimet, T500 (zie hierboven) Materiaal •

V-trechter Er zijn verschillende formaten van V-trechters al naargelang de korrelgrootte

van het te testen mengsel korrelgroep 0-4

0-8

0-16

0-32

A

270

390

515

600

B

240

350

450

515

C

60

105

150

195

D

30

40

65

85


Bijlagen

86

E

30

40

75

95

liters

1,13

3,27

10,51

18,3

•

Stopwatch, truweel, troffel,…

Figuur 78:V-trechter

Werkwijze Allereerst wordt de trechter bevochtigd en laat men eventueel het overtollige water uit de trechter lopen. Vervolgens sluit men de trechter onderaan en vult men deze. Best wordt de trechter ook afgestreken, niet aangestampt. De doorstroomtijd is de tijd(s) tussen het openen van de klep en het ogenblik dat men licht ziet door de opening onderaan. Resultaten klasse

T500, (s) V-funnel tijd (s)

VS1/VF1 ≤2

≤8

VS2/VF2 >2

9 tot 25


Bijlagen

3.1.4

87

Stijghoogte (U-box)

Inleiding Met deze proef gaat men de beweeglijkheid van een mengsel in een besloten omgeving testen. Zo is men ook zeker dat de granulaten zich door een dicht wapeningsnet kunnen bewegen. De test is ontwikkeld door het Technologie onderzoekscentrum van Taisei Corporation in Japan. Deze eigenschappen kunnen ook getest worden met de L-box, J-ring, Kajima-box (of de Fill-test box). Materiaal •

U-box: U-vormige doos waarvan de 2 delen van elkaar zijn gescheiden door een wand en een aantal wapeningsstaven. Het aantal en de dikte van de staven wordt bepaald door de maximale korrelgrootte van het beton zie ‘The Europeaan Guidelines for SCC’ . De doos bestaat uit metaal en moet glad zijn. Om het stijgen van het beton in het tweede gedeelte beter op te volgen bestaat de voorkant best uit plexiglas.

•

Meter, vochtige doek, chrono, truweel, troffel.


Bijlagen

88

Figuur 79: U-box

Werkwijze Plaats de box op een stabiele, horizontale ondergrond en pas het wapeningsrooster aan aan de korrelgrootte (zie ‘The Europeaan Guidelines for SCC’). Ook de U-box moet eerst bevochtigd worden en natuurlijk moet het overtollige water verwijderd worden, sluit de klep van de U-box. Neem vervolgens een representatief monster en vul de box langs de grootste zijde. Open de klep, in één beweging, en laat het beton stijgen (dit alles moet binnen de 180s gebeuren). Nu kan men aan de vier hoeken de afstand meten welke het beton nog verwijderd is van de bovenkant van de box.

Figuur 80: verschillende mogelijkheden bij optrekken schuif

Resultaten Het gemiddelde van de vier waarden moet kleiner zijn dan 30mm.


Bijlagen

3.1.5

89

Segratie (Stabiliteitsproef met zeef)

Inleiding Met deze proef kan men de ontmengingsgevoeligheid van het beton controleren. Men kan deze eigenschap ook testen door penetratie test. Materiaal •

Emmer ( 10l ) met een giettuit en een deksel

•

Zeef (vierkante mazen) en bodem

•

Weegschaal met een minimum nauwkeurigheid van 20g en een minimum bereik van 20kg

•

Chrono

•

Schep

Werkwijze Neem een representatief betonmonster in de emmer en bedek deze tegen uitdroging. Laat dit monster 15min rusten en weeg de bodem alleen (=P bodem). Weeg vervolgens de bodem en de lege zeef. Tarreer dit. Observeer en noteer nu of er helder uitzwetingswater aanwezig is aan het oppervlak van de emmer. Giet nu een massa van 4,8kg ( ±0,2 kg) in het midden op de zeef, beperk de valhoogte tot 50cm (± 5cm). Noteer de werkelijk waargenomen massa van het monster(=P monster). Wacht 2min. Neem de zeef en de bodem weg en tarreer de weegschaal. Weeg vervolgens de bodem met de doorval( =P bodem + doorval).


Bijlagen

90

Nu heeft men P doorval = P bodem + doorval – P bodem. Bereken tenslotte de verhouding van de massa doorval tot de massa van het monster( in %). Π = (P doorval / P monster) * 100 Rond af tot 1% nauwkeurig. Resultaten klasse

segratieweerstand (%)

SR1

≤20

SR2

≤15

Voor de andere testen die ik wel vernoemd heb maar niet besproken verwijs ik naar “The European guidelines for SCC”.

3.1.6

Beoordeling van de testen

Nu volgt een tabel waarin we de verschillende klassen vinden die we net hebben gemaakt en de verschillende toepassingen waarvoor we mengsels kunnen gebruiken die tot een bepaalde klasse behoren.


Bijlagen

3.2

91

Mortelproeven

Inleiding Op labo-niveau worden er ook verschillende testen gedaan om bepaalde eigenschappen van een mengsel te onderzoeken. Dit wordt dan gedaan op mortelspecies. Deze testen zijn gelijkaardig aan deze op beton. 1. Viscositeit (v-funnel test) Deze test loopt gelijkaardig als deze op verse betonmengsels, alleen zal men hier kiezen voor de kleinste V-trechter, wat logisch is als men kijkt naar de korrelgrootte. Trechterwaarde Trechtertijd

tm=(t1+t2)/2

Trechterwaarde

Rm=10/tm

Voor een goed zelfverdichtend beton;

1 < Rm < 1,67 (tussen 6 en 10 seconden)

2. vloeibaarheid De vloeibaarheid controleert men aan de hand van de spreidmaat, deze wordt bekomen door een conus met geijkte afmetingen (Haegermankegel) gecentreerd op een horizontale plaat te zetten. Deze conus wordt vervolgens gevuld met mortelspecie, en in 1 vloeiende beweging opgetilt. Ook dient erop gelet te worden dat de tafel horizontaal en stabiel staat, alsook dat de gemorste specie van de tafel verwijderd wordt alvorens de conus op te tillen. Vloeimaat Ґm =Cp= (Fp/F0)^2 – 1

F0=100mm

Fp=(d1+d2+d3+d4)/4 Voor een goed ZVB;

5,25< Ґm <8

( tussen de 25 à 30cm)


Bijlagen

92

Verhouding Ґm /Rm 3,14 < Ґm /Rm < 8 3. Naald van vicat Een voor de praktijk belangrijk gegeven is de snelheid waarmee een beton- of mortelspecie opstijft. Hiermee wordt immers bepaald hoelang de specie verwerkbaar blijft. In de cementnorm is hiervoor de zogenoemde Vicat-proef opgenomen. Bij deze proef wordt het opstijfgedrag gemeten van een pasta van cement en een bepaalde hoeveelheid water zodat een vastgelegde consistentie wordt bereikt. Regelmatig wordt de indringdiepte van een naald gemeten. Begin binding is gedefinieerd als het tijdstip waarop de naald nog een bepaalde indringdiepte bereikt. Op dezelfde manier kan ook het begrip einde binding worden vastgelegd, namelijk het tijdstip waarop de naald juist niet meer in de pasta dringt.

Figuur 81: naald van Vicat


Bijlagen

3.3

93

Testen op verhard beton

1. Druksterkte De sterkte van beton wordt getest door kubussen te gieten en deze na 1, 7 en 28 te drukken op een pers. Met deze destructieve proef wordt de druksterkte bepaald.

Figuur 82: drukpers

2. Wateropslorping Extract uit PVT21-601N : geprefabriceerde architectonische en industriële elementen van sierbeton. 5.1.2.2


Bijlagen

94

a) algemeen De wateropslorpingseis geldt enkel voor het sierbeton van elementen behorend tot de blootstellingsklassen 2 tot en met 5. Die eis betreft in de regel de wateropslorping door onderdompeling van het beton. In het geval van een sierbetonlaag met een dikte kleiner dan 50 mm betreft die eis, naar keuze van de fabrikant, de wateropslorping door onderdompeling of de wateropslorping door capillariteit van het beton. In het voorkomend geval wordt de wateropslorping van het sierbeton bepaald alvorens een waterafstotende behandeling van het betonoppervlak wordt toegepast. b) Wateropslorping door onderdompeling De wateropslorping door onderdompeling van het sierbeton wordt bepaald door 9.2.1.1 (zie verder) De individuele waarde van de wateropslorping door onderdompeling, uitgedrukt als percentage van de droge massa van het beton, is in overeenstemming met de bepalingen van onderstaande tabel. Grootste nominale korrelafmeting dg van de

Maximale

granulaten

wateropslorping

dg > 16 mm

6,5%

8 mm < dg > 16 mm

7,5%

dg < 8mm

8,5%

De wateropslorping door onderdompeling van eht sierbeton mag worden bepaald volgens 9.2.1.1 op ontnomen proefstukken, op voorwaarde dat de correlatie is aangetoond tussen de resultaten bekomen op gevormde proefstukken en die op ontnomen proefstukken. Xios Hogeschool Limburg

Bijlagen

95

9.2.1.1 De wateropslorping door onderdompeling van het sierbeton wordt gemeten op gevormde kubussen met 100 mm zijde of op cilindrische proefstukken ontnomen aan de elementen. De vervaardiging en de bewaring van de gevormde kubussen gebeuren overeenkomstig NBN B 15-237. Het nemen van proefstukken uit verhard beton gebeurt overeenkomstig NBN B 15-209 of NBN EN 12504-1. ontnomen proefstukken omvatten een deel van het sierbetonoppervlak dat niet kleiner is dan 50 cm². In het geval van elementen uit meer dan 1 laag worden de proefstukken ontnomen aan de laag sierbeton. De wateropslorping door onderdompeling wordt bepaald volgens NBN B 15215. Indien het volume van een ontomen proefstuk kleiner is dan 0,8 dm³, worden 1 of 2 indentieke aanvullende proefstukken ontnomen zodanig dat het totaal proefstukvolume niet kleiner is dan 1 dm³. De gemiddelde waarde van de wateropslorping van die proefstukken geldt als resultaat. Als toelatbare waarde van de aldus bepaalde wateropslorping geldt de maximale waarde volgens 5.1.2.2 vermeerderd met 0,1% per volle 0,1dm³ proefstukvolume kleinder dan 0,8dm³, met een maximum van 0,5%.


Bijlagen

96

Bijlage 4 : Resultaten mortelproeven Hier volgen de uitgebreide resultaten van de reeksen mortelproeven die ik heb gedaan. Eerst volgen de testen naar de waterbehoefte van mengsels met wit en grijs cement zonder en met 30% hoogovenslak ten opzichten van het gewicht aan cement. Hierna volgen de resultaten van de proeven naar de hulpstofdosering. De proeven zijn uitgevoerd zoals hierboven beschreven is.


Bijlagen

4.1

97

waterbehoefte

wit cement met slakken W/P (V/V) Ctot C(70%) 1 0,921 0,644 1,05 0,898 0,629 1,1 0,877 0,614 1,15 0,856 0,600

zonder slakken W/P (V/V) C(kg) 1 0,945 1,05 0,922 1,1 0,900 1,15 0,879

slakken(30%) 0,276 0,269 0,263 0,257

V(kg) 0,542 0,529 0,516 0,504

W(kg) W1 (70%) 0,500 0,350 0,512 0,359 0,524 0,367 0,535 0,374

W2 (30%) d1(mm) d2(mm) d3(mm) d4(mm) Fp Cp temp 0,150 125 120 120 115 120,00 0,44 20 0,154 145 150 145 145 146,25 1,14 20 0,157 165 170 160 160 163,75 1,68 20 0,160 185 190 190 185 187,50 2,52 20

V(kg) 0,542 0,529 0,516 0,504

W(kg) W1 (70%) 0,500 0,350 0,512 0,359 0,524 0,367 0,535 0,374

W2 (30%) d1(mm) d2(mm) d3(mm) d4(mm) Fp Cp temp 0,150 125 120 120 120 121,25 0,47 23 0,154 160 155 150 160 156,25 1,44 23 0,157 170 170 162 160 165,50 1,74 23 0,160 190 195 190 190 191,25 2,66 21


Bijlagen

98

grijs cement met slakken W/P (V/V) 1,000 1,050 1,075 1,100 1,150

Ctot 0,921 0,898 0,887 0,877 0,856

C(70%) 0,644 0,629 0,621 0,614 0,600

slakken(30%) 0,276 0,269 0,266 0,263 0,257

V(kg) 0,542 0,529 0,522 0,516 0,504

W(kg) 0,500 0,512 0,518 0,524 0,535

W1 (70) 0,350 0,359 0,363 0,367 0,374

W2 (30) 0,150 0,154 0,155 0,157 0,160

d1(mm) 114 125 135 165 175

d2 115 125 135 170 170

d3 118 130 135 170 170

d4 114 125 140 175 165

Fp 115,25 126,25 136,25 170,00 170,00

Cp 0,33 0,59 0,86 1,89 1,89

temp 21 20 20 20 20

V 0,542 0,529 0,522 0,516

W 0,500 0,512 0,518 0,524

W1 (70) 0,350 0,359 0,363 0,367

W2 (30) 0,150 0,154 0,155 0,157

d1(mm) 111 125 136 164

d2 109 125 138 156

d3 111 124 135 147

d4 113 126 136 155

Fp 111,00 125,00 136,25 155,50

Cp 0,23 0,56 0,86 1,42

temp 20 20 20 20

zonder slakken W/P (V/V) 1,000 1,050 1,075 1,100

C 0,945 0,922 0,911 0,900


99

1,4

1,4

1,2

1,2

1

1

0,8

0,8

W/P

W/P

Bijlagen

0,6

0,6

0,4

0,4

0,2

0,2

0

0

0

0,5

1

0

1,5

0,5

1

2

Cp

Cp

Figuur 84: grijs met 30 slakken

Figuur 83: grijs zonder slakken 1,4

1,4

1,2

1,2

1

1

0,8

0,8

W/P

W/P

1,5

0,6

0,6 0,4

0,4

0,2

0,2

0

0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0

0,5

1

Cp

Cp

Figuur 85: wit zonder slakken

1,5

Figuur 86: wit met 30 slakken


2

2,5

3

Bijlagen

4.2

100

hulpstofdosering

trechtertijd Rm

vloeimaat Ґm

verhouding Ґm/Rm

Grijs cement zonder slakken % SPL 1,00% 1,63 1,10% 3,49 1,20% 3,79 1,30% 5,58 1,40% 5,30 1,50% 5,62

met 30 slakken % SPL 0,80% 3,70 0,90% 4,27 0,95% 4,54 1,00% 4,68 1,10% 4,80

met 50 slakken % SPL 0,70% 3,26 0,76% 3,28 0,82% 4,51

met 70 slakken % SPL 0,65% 3,27 0,71% 3,61 0,78% 5,06

% SPL 1,00% 1,10% 1,20% 1,30% 1,40% 1,50%

1,88 4,94 6,02 9,68 9,56 11,09

% SPL 0,80% 0,90% 0,95% 1,00% 1,10%

7,04 8,75 9,48 9,99 10,92

% SPL 0,70% 0,76% 0,82% 0,89% 0,76% 0,82%

5,62 5,62 9,00 9,18 5,45 9,73

% SPL 0,65% 0,71% 0,78%

6,14 7,12 10,73

% SPL 1,00% 1,10% 1,20% 1,30% 1,40% 1,50%

1,15 1,41 1,59 1,73 1,81 1,97

% SPL 0,80% 0,90% 0,95% 1,00% 1,10%

1,90 2,05 2,09 2,13 2,27

% SPL 0,70% 0,76% 0,82% 0,89% 0,76% 0,82%

1,72 1,71 1,99 2,07 1,67 2,00

% SPL 0,65% 0,71% 0,78%

1,88 1,97 2,12


Bijlagen

101

Ґm/Rm

verhouding Ґm/Rm 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,00%

zonder slakken met 30 slakken met 50 slakken met 70 slakken

0,20%

0,40%

0,60%

0,80%

1,00%

1,20%

1,40%

1,60%

% SPL

vloeimaat Ґm 12,00 10,00 zonder slakken

Ґm

8,00

met 30 slakken

6,00

met 50 slakken

4,00

met 70 slakken

2,00 0,00 0,00%

0,20%

0,40%

0,60%

0,80%

1,00%

1,20%

1,40%

1,60%

%SPL

trechtertijd Rm 2,50

Rm

2,00

zonder slakken

1,50

met 30 slakken

1,00

met 50 slakken

0,50

met 70 slakken

0,00 0,00%

0,50%

1,00%

1,50%

%SPL


2,00%

Bijlagen

102

met 30 slakken %SPL 0,86% 3,39 0,92% 4,37 0,98% 4,35 1,04% 4,96

met 50 slakken %SPL 0,69% 2,55 0,75% 3,83 0,81% 3,95 0,88% 4,62 0,94% 4,68

met 70 slakken %SPL 0,64% 3,05 0,70% 4,21 0,76% 4,22 0,83% 5,13

vloeimaat Ґm

%SPL 1,00% 1,10% 1,20% 1,30% 1,40% 1,50%

4,45 8,53 9,68 10,66 10,54 9,51

%SPL 0,86% 0,92% 0,98% 1,04%

6,06 9,42 10,26 10,56

%SPL 0,69% 0,75% 0,81% 0,88% 0,94%

3,64 7,18 7,32 8,32 9,91

%SPL 0,64% 0,70% 0,76% 0,83%

4,63 7,69 7,51 10,22

%SPL 1,00% 1,10% 1,20% 1,30% 1,40% 1,50%

1,20 1,69 2,03 2,10 2,31 1,76

%SPL 0,86% 0,92% 0,98% 1,04%

1,79 2,16 2,36 2,13

%SPL 0,69% 0,75% 0,81% 0,88% 0,94%

1,43 1,87 1,85 1,80 2,12

%SPL 0,64% 0,70% 0,76% 0,83%

1,52 1,82 1,78 1,99

verhouding Ґm/Rm

zonder slakken %SPL 1,00% 3,71 1,10% 5,06 1,20% 4,76 1,30% 5,09 1,40% 4,55 1,50% 5,41

trechtertijd Rm

wit cement


Bijlagen

103

verhouding Ґm/Rm 6,00

Ґm/Rm

5,00 zonder slakken

4,00

met 30 slakken

3,00

met 50 slakken

2,00

met 70 slakken

1,00 0,00 0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% 1,60% %SPL

vloeimaat Tm 12,00 10,00 zonder slakken

Ґm

8,00

met 30 slakken

6,00

met 50 slakken

4,00

met 70 slakken

2,00 0,00 0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% 1,60% %SPL

trechtertijd Rm

Rm

2,50 2,00

zonder slakken

1,50

met 30 slakken

1,00

met 50 slakken

0,50

met 70 slakken

0,00 0,00%

0,50%

1,00%

1,50%

2,00%

%SPL


Bijlagen

104

verhouding, vgl wit en grijs zonder slakken 6

6

5

5

4

4

wit zonder slakken grijs zonder slakken

3

Ґm/R

Ґm/Rm

verhouding, vgl wit en grijs met 30 slakken

2

2

1

1

0

0

grijs met 30 slakken

0,0% 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6%

0,0% 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6%

%SPL

%SPL

verhouding, vgl wit en grijs met 50 slakken

verhouding, vergelijking wit en grijs 70 slakken

6

6

5

5

4

4

wit met 50 slakken

3


2

Ґm/R

Ґm/Rm

wit met 30 slakken

3

wit met 70 slakken

3


2

1 1

0 0,0 %

0,2 0,4 % %

0,6 %

0,8 1,0 % %

1,2 1,4 % %

1,6 %

0 0,0% 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6%

%SPL

% SPL


Bijlagen

105

Bijlage 5 : resultaten bindingstijd WIT

referentie

CEM I 52,5 N (wit) CIMSA Turkije

553 gram

0 553 gram

HOOGOVENSLAK ORCEM CALCITEC 2000 CARMEUSE zand water cugla HR con. 20% (gram) demula ST 5 TiO2 spreidmaat (kegel van Haegermann) (mm) binding begin (min.) einde (min.)

320 gram 1130 gram 285 gram 0

320 gram 1130 gram 285 gram 5,8

30 390 gram 153 gram 320 gram 1130 gram 286 gram 4,6



TiO2 800 gram 400 gram 844 gram 368 gram 8,8 2 gram

120

317,5

322

260

265

24 gram 390

75 150

75 240

135 240

135 240

135 255

120 285

WIT

referentie

CEM I 52,5 N (wit) CIMSA Turkije

553 gram

0 553 gram

320 gram

320 gram

30 390 gram 153 gram 320 gram



HOOGOVENSLAK ORCEM CALCITEC 2000 CARMEUSE


Bijlagen

106

1130 gram

zand water demula LC 91

1130 gram 285 gram 4 gram

1130 gram 286 gram 4 gram

120

325

350

350

345

75 150

90 150

75 165

75 165

105 195

285 gram

spreidmaat (kegel van Haegermann) (mm) binding begin (min.) einde (min.)

289 gram 0

315 gram 1130 gram 289 gram 6,6

30 384 gram 151 gram 314 gram 1130 gram 290 gram 5



(mm)

120

352

340

275

240

24 gram 260

begin (min.) einde (min.)

120 240

225 375

210 390

180 390

180 420

195 405

GRIJS CEM I 52,5 R CE HES (wit) HOLCIM fabriek Dannes

referentie 550 gram

0 550 gram


315 gram 1130 gram

zand water cugla HR con. 20% (gram) demula ST 5 TiO2 spreidmaat (kegel van Haegermann) binding

1130 1130 gram gram 286 286 gram gram 3,5 gram 3,5 gram


TiO2 800 gram 400 gram 982 gram 360 gram 10,4 2 gram

Bijlagen

107

GRIJS CEM I 52,5 R CE HES (wit) HOLCIM fabriek Dannes

referentie 550 gram

0 550 gram


315 gram 1130 gram

zand water demula LC 91 spreidmaat (kegel van Haegermann) binding

289 gram

315 gram 1130 gram 289 gram 6 gram

30 50 70 384 275 167 gram gram gram 151 251 357 gram gram gram 314 314 314 gram gram gram 1130 1130 1130 gram gram gram 290 290 290 gram gram gram 5,5 gram 4,5 gram 4,5 gram

(mm)

120

300

350

340

340

begin (min.) einde (min.)

120 240

120 255

120 285

135 270

135 225


Bijlagen

108

Bijlage 6 : Uren zonneschijn en UV-index tijdens de testperiode Resultaten uren zonneschijn en uv-straling gedurende de testperiode in ukkel Rayonnement UV moyen par demi-heure sur une surface horizontale à Uccle en W/m² HH:mm 3/feb 4/feb 5/feb 6/feb 7/feb 8/feb 9/feb 10/feb 6:00 6:30 7:00 7:30 0,111378 0,104974 0,02776 0,092053 0,077762 0,025344 0,244073 0,220818 8:00 0,675634 0,638451 0,139201 0,450524 0,5207 0,249904 0,984367 0,734267 8:30 1,650224 1,515269 0,229096 0,858857 1,297419 0,447245 2,128726 1,15506 9:00 2,85668 2,4185 0,365272 1,494816 2,039207 1,077875 3,3768 2,291183 9:30 4,115423 3,16253 0,603769 2,505031 3,009207 1,023071 4,696463 3,235337 10:00 5,281357 4,381773 0,871792 3,157463 3,943593 1,119302 6,270073 4,391367 10:30 6,436647 6,283843 1,113163 3,345167 4,87312 2,028242 7,174497 4,631453 11:00 7,356187 6,27796 1,585287 3,836733 5,315213 3,194617 7,591113 5,707087 11:30 8,122563 5,760013 1,973593 3,53581 4,99602 3,31707 7,645237 3,107193 12:00 8,237363 6,112207 1,630183 4,206693 5,439737 3,64904 8,661393 5,37694 12:30 7,966327 7,93025 0,86331 4,271193 5,66162 4,503423 9,065983 3,741903 13:00 7,91351 8,146063 0,86351 4,770333 6,84175 6,948893 8,620087 1,251702 13:30 7,546353 7,523343 1,723688 3,081297 6,152653 4,788453 7,41796 1,47102 14:00 6,701607 6,540153 1,936299 3,924923 4,775667 2,926349 5,499947 2,144232 14:30 5,4496 5,444713 1,827604 2,153975 4,183823 2,122986 5,354 1,892975 15:00 4,199867 4,21649 1,561111 1,759268 3,767133 1,42674 3,614903 1,649628 15:30 2,870687 2,908233 0,874856 1,015178 2,66426 1,926121 2,72338 1,595274 16:00 1,661621 1,715745 0,473975 0,338174 1,893875 1,482305 1,719451 1,397919 16:30 0,682956 0,711841 0,256264 0,04836 0,84668 0,681578 0,764599 0,851868 17:00 0,123968 0,132681 0,056179 0,006705 0,19144 0,117922 0,167842 0,202457 17:30


11/feb

12/feb

13/feb

0,036951 0,203844 0,298147 1,10316 1,694457 1,921051 2,865051 2,873379 7,797137 3,545296 7,207617 2,452153 3,089495 3,66581 3,883034 1,737776 1,348924 1,257274 0,390649 0,239181

0,252955 0,540086 1,334939 1,721287 4,9885 6,692357 7,75244 6,293067 6,123037 4,36935 6,243817 4,928347 3,33005 2,207444 2,405897 1,144192 1,210275 1,95916 0,411498 0,063523

0,162868 0,456442 0,933338 2,026692 1,989427 2,223658 2,626993 3,000823 3,639057 5,351977 3,380803 2,424649 2,734355 3,924067 3,313243 2,37553 1,716404 1,825116 0,961493 0,311853

Bijlagen

109

GLOBAL J/cm² HH:mm

6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 AM PM J

3

4 13 24 35 44 53 56 62 62 64 54 57 54 43 36 25 14 4

353 351 704

4

5

3 8 1 14 1 20 3 30 4 49 5 43 7 36 10 37 8 57 4 61 4 59 9 52 10 45 8 35 8 24 3 13 2 5 1

240 351 591

39 49 88

6

INSOLATION HELIOGRAPHE en minutes 7

8

9

3 5 8 14 18 16 21 20 25 24 30 18 24 12 10 5 1

4 8 9 14 21 27 29 28 31 30 36 36 28 29 25 18 17 10 1

1 2 4 4 4 9 15 16 17 22 37 26 13 10 7 17 6 3

2 7 15 25 34 51 56 52 49 60 64 62 47 31 35 16 15 9 3

130 124 254

171 230 401

72 141 213

351 282 633

10

11

12

4 6 13 18 24 24 30 14 31 18 5 6 10 8 7 8 12 8 1

1 1 6 8 9 15 15 53 20 48 11 16 16 22 9 6 6 2

1 2 4 12 34 50 59 33 31 21 32 24 16 9 12 4 8 10 1

164 83 247

128 136 264

247 116 363

13

2 5 13 10 11 13 15 18 26 16 12 14 22 15 12 9 11 5 1

113 117 230

HH:mm

6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 AM PM J

3 SH

25 30 30 30 30 30 30 25 25 30 30 30 30 30 30 30 20

230 255 485

4 6 7 8 5 SH SH SH SH SH

15 10

20 30 30 30 30 30 30 10

25 210 235


10

5

9 10 11 12 13 SH SH SH SH SH

10 15 25 30 30 30 30 25 25 25 30 20

5

10

20 25 20 10 5

15

10

5 5

10 10

10 10

220 85 305

5 5

5

10 15 25

80 5 85

5 5

HH:mm

6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 AM PM J

Bijlagen

110

Figurenlijst Figuur 1: definitiegebied van zelfverdichtend beton (bouwkroniek, februarie 2002) . 6 Figuur 2: invloed van de SPL tot de verwerkbaarheid............................................... 10 Figuur 3: verdeling van cementdeeltjes in water. links samengeklonterd, rechts gelijkmatig verdeeld (betoniek, mei 1999) ........................................................ 11 Figuur 4: schikking van de superplastificeerders (betoniek, mei 1999) .................... 12 Figuur 5: De verdeling van het molecuulgewicht van een superplastificeerder op basis van naftaleen (betoniek, mei 1999)........................................................... 13 Figuur 6: constructie van bovenaf vullen (betoniek, oktober 2005) .......................... 15 Figuur 7: de betonspecie onder druk inpersen (betoniek, oktober 2005)................... 15 Figuur 8: testapparaat voor zelfverdichtend beton op de werf (journal of advanced concrete technology vol 1) ................................................................................. 16 Figuur 9: de productie van gegranuleerde hoogovenslak (orcem)............................. 18 Figuur 10: de productie van gegranuleerde hoogovenslak (orcem)........................... 19 Figuur 11: bepalen van de βp-waarde (betonbouw)................................................... 24 Figuur 12: aanvaardbare verhouding Ґm /Rm bepaald de grenzen van de hulpstofdosering (betonbouw) ........................................................................... 24 Figuur 13: de waterbehoefte van een mengsel met wit cement zonder slakken ........ 26 Figuur 14: de waterbehoefte van een mengsel met wit cement en 30% slakken...... 26 Figuur 15: vergelijking van de verhouding Tm/Rm tussen mengsels met en zonder slakken bij wit cement........................................................................................ 27 Figuur 16: invloed van de hoeveelheid slakken op de behoefte naar SPL bij wit cement ................................................................................................................ 28 Figuur 17: bepalen van de waterbehoefte van een mengsel met grijs cement en zonder slakken.................................................................................................... 29 Figuur 18: bepalen van de waterbehoefte van een mengsel met grijs cement met 30% slakken ............................................................................................................... 29 Figuur 19: vergelijking van de verhouding Tm/Rm tussen mengsels met en zonder slakken bij grijs cement...................................................................................... 30 Figuur 20: invloed van de hoeveelheid slakken op de behoefte naar SPL bij grijs cement ................................................................................................................ 30 Figuur 21: vergelijking waterbehoefte bij wit en grijs cement .................................. 31 Figuur 22: vergelijking verhouding Tm/Rm bij wit en grijs cement ......................... 32


Bijlagen

111

Figuur 23: bindingstijd voor een mengsel met wit cement en verschillende hoeveelheden slakken (HR 20) .......................................................................... 33 Figuur 24: bindingstijd voor een mengsel met grijs cement en verschillende hoeveelheden slakken (HR 20) .......................................................................... 33 Figuur 25: bindingstijd voor een mengsel met wit cement en verschillende hoeveelheden slakken (LC 91)........................................................................... 34 Figuur 26: bindingstijd voor een mengsel met grijs cement en verschillende hoeveelheden slakken (LC 91)........................................................................... 34 Figuur 27: vergelijking HR20 en LC91 voor wit cement .......................................... 35 Figuur 28: vergelijking HR20 en LC91 voor grijs cement ....................................... 35 Figuur 29: geometrie van TiO2 .................................................................................. 44 Figuur 30: kristallijne vormen van anataas en rutiel.................................................. 44 Figuur 31: verschillende types TiO2 (Three Bond Technical News) .................... 45 Figuur 32: 'bandgap' van geleiders, halfgeleiders en isolatoren................................. 46 Figuur 33: bandstructuur van titaniumdioxide(Three Bond Technical News) ...... 48 Figuur 34: 'band gap energy' van halfgeleiders.......................................................... 49 Figuur 35: elektronenstructuur van titaan (Three Bond Technical News) ............ 50 Figuur 36: oxidatiemechanisme (Three Bond Technical News) ........................... 51 Figuur 37: reductiemechanisme (Three Bond Technical News) ........................... 51 Figuur 38: hydrofiel gedrag van TiO2 onder bestraling met UV-licht ....................... 52 Figuur 39: contacthoek en druppelvorming op een hydrofiel en hydrofoob materiaal ............................................................................................................................ 53 Figuur 40: principe van de zelfreinigende werking bij TiO2-houdende oppervlakken ............................................................................................................................ 54 Figuur 41: afvoer van vuildeeltjes op een hydrofiel oppervlak ................................. 54 Figuur 42: verwijdering van kleverige bevuiling....................................................... 55 Figuur 43: kleurverschil tussen nanodeeltjes en pigment .......................................... 56 Figuur 44: Millenium Dome in Rome........................................................................ 57 Figuur 45: Commodore in Oostende.......................................................................... 57 Figuur 46: vergelijking tussen een tegel met 20% TiO2 en een tegel zonder TiO2. Deze foto is genomen voor de bevuiling............................................................ 58 Figuur 47: links een gewone glad grijze tegel, rechts een tegel met 1%TiO2........... 59 Figuur 48: hydrofiel effect op gladde tegel na enkele malen te overgieten met water ............................................................................................................................ 59 Xios Hogeschool Limburg

Bijlagen

112

Figuur 49: verschil in hydrofiele eigenschappen tussen een standaard grijs gladde tegel(links) en een tegel met 1% TiO2 (rechts) .................................................. 60 Figuur 50: uitgewassen silex tegels, links met TiO2, rechts een gewone tegel ......... 61 Figuur 51: uitgewassen tegels na overgieten met water............................................. 61 Figuur 52: de gladde tegels na 2 weken ..................................................................... 62 Figuur 53: de uitgewassen tegels na 2 weken ............................................................ 62 Figuur 54: proefopstelling zelfreinigende tegels........................................................ 63 Figuur 55: gelijkmatig verdelen van de rhodamine ................................................... 63 Figuur 56: de gelijkmatige verdeling van de rhodamine ........................................... 64 Figuur 57: gladde tegels na 6 dagen zonlicht............................................................. 65 Figuur 58: uitgewassen tegels na 6 dagen zonlicht.................................................... 65 Figuur 59: uitwassen (Memento van architectonisch beton) ..................................... 71 Figuur 60: zuren (Memento van architectonisch beton) ............................................ 72 Figuur 61: zandstralen (Memento van architectonisch beton)................................... 72 Figuur 62: behakt beton (Memento van architectonisch beton)................................. 73 Figuur 63: kleurverschil tussen tegels voor bevuiling ............................................... 74 Figuur 64: glad beton na 9u ....................................................................................... 76 Figuur 65: uitgewassen beton na 9u........................................................................... 76 Figuur 66: uitgewassen beton na 2 dagen .................................................................. 77 Figuur 67: glad beton na 2 dagen............................................................................... 77 Figuur 68: uitgewassen beton na 3 dagen .................................................................. 78 Figuur 69: glad beton na 3 dagen............................................................................... 78 Figuur 70: uitgewassen beton na 4 dagen .................................................................. 79 Figuur 71: glad beton na 4 dagen............................................................................... 79 Figuur 72: uitgewassen beton na 5 dagen .................................................................. 80 Figuur 73: glad beton na 5 dagen............................................................................... 80 Figuur 74: glad beton na 6 dagen............................................................................... 81 Figuur 75: uitgewassen beton na 6 dagen .................................................................. 81 Figuur 76: vloeitafel................................................................................................... 84 Figuur 77: spreidmaat ................................................................................................ 85 Figuur 78:V-trechter................................................................................................... 86 Figuur 79: U-box........................................................................................................ 88 Figuur 80: verschillende mogelijkheden bij optrekken schuif................................... 88 Figuur 81: naald van Vicat......................................................................................... 92 Xios Hogeschool Limburg

Bijlagen

113

Figuur 82: drukpers.................................................................................................... 93 Figuur 83: grijs zonder slakken.................................................................................. 99 Figuur 84: grijs met 30 slakken.................................................................................. 99 Figuur 85: wit zonder slakken.................................................................................... 99 Figuur 86: wit met 30 slakken.................................................................................... 99

Tabellenlijst Tabel 1: chemische samenstelling van gegranuleerde hoogovenslak ........................ 19 Tabel 2: resultaten vergelijking waterbehoefte bij wit en grijs cement ..................... 31 Tabel 3: resultaten testen op wit en grijs cement met verschillende hoeveelheden hoogovenslakken................................................................................................ 38 Tabel 4: prijsvergelijking samenstellingen met verschillende hoeveelheden hoogovenslakken................................................................................................ 40 Tabel 5: UV-straling in normale omgevingen ........................................................... 50 Tabel 6: contacthoek tussen water en hydrotec tegel................................................. 53 Tabel 7: resultaten testen ZZVAB ............................................................................. 66 Tabel 8: prijsvergelijking ZZVAB............................................................................. 66


Bijlagen

114

literatuurlijst eindwerken • S. Vanham, zelfverdichtend beton, 2006 • A. Schoofs, K Scheldeslachts, invloed van TiO2 op polymeer-gemodificeerde cementmortels, proefschrift departement bouwkunde, K.U. Leuven, 2006 • J. Folens, K. Vanvleteren, ultra-snelhardend beton, proefschrift departement bouwkunde, K.U. Leuven, 2003 • W. Janssens, fotokatalytische afbraak van tolueen aan TiO2, proefschrift departement gezondheidszorg en chemie, KHK Geel, 2006 • G. Heirman, N. Degeyter, de invloed van vulstoffen op de eigenschappen van zelfverdichtend beton in vloeibare en verharde toestand, proefschrift departement bouwkunde, K.U. Leuven, 2002 • P. Van Doosselaere, J. Van Gastel, zelfverdichtend staalvezelbeton, proefschrift departement bouwkunde, K.U. Leuven, 2003 • S. Berx, W. Roes, fotokatalyse in betonoppervlakken, proefschrift departement bouwkunde, K.U. Leuven, 2002 Boeken •

Federatie van de betonindustrie, elementen in architectonisch beton; technische aanbevelingen, • Federatie van de betonindustrie, memento van architektonisch beton, 1996 • N. Naert, ABC van cement en beton, Tijdschrift • • • • • • • • • • •

Three bond, Titanium-Oxide Photocatalyst, Three Bond Technical News 61, January 1, 2004 H. Okamura, M. Ouchi, Journal of advanced concrete technology vol. 1, No. 1, 2003 Betoniek, spelen met slak, mei 2006 Degussa, AEROXIDE® and AEROPERL® Titanium Dioxide as Photocatalyst, technical information No.1243, 2005 LVDB, zelfreinigend beton voor het eerst toegepast in de benelux, bouwkroniek, 2005 R. Benedix, F. Dehn, J. Quaas, M. Orgass, Application of Titanium Dioxide Photocatalysis to Create Self-Cleaning Building Materials, 2000 C. Ployaert, zelfverdichtend beton, dossier cement, augustus 2005 Italcementi group, TX Millenium; ciment a effet photocatalytique, 2006 The European Guidelines for Self-Compacting Concrete, EFCA, mei 2005 W. Bennenk, The mix design of SCC, suitable for the precast industry, 2001 R. Benedix, F Dehn, Anwendung photokatalytisch aktiver Metalloxide zur Entwicklung schadstoffzersetzender und/oder selbstreinigender Beonoberflächen,

Internet • www.orcem.nl • www.ccb.be


CEMENT DEELS VERVANGEN DOOR HOOGOVENSLAKKEN IN ZELFVERDICHTEND BETON + ZELFREINIGEND ZELFVERDICHTEND ARCHITECTONISCH BETON

Recommend Documents