FACULTEIT WETENSCHAPPEN
Opleiding Master of Science in de geologie
Evaluatie van vorstschade bij kalkstenen: een technische beoordeling Gijs Berghmans
Academiejaar 2012–2013 Scriptie voorgelegd tot het behalen van de graad Van Master of Science in de geologie
Promotor: Prof. Dr. V. Cnudde Co-promotor: Prof. Dr. Ir. G. De Schutter Begeleider: T. De Kock Leescommissie: Prof. Dr. P. Jacobs, M. De Ceukelaire
Voorwoord Alvorens van start te gaan met de bespreking van de thesis, zou ik graag enkele mensen bedanken die het tot stand komen van deze masterscriptie mede mogelijk gemaakt hebben. Allereerst wil ik mijn promotor Prof. Dr. Veerle Cnudde bedanken voor deze kans om aan het boeiende onderzoek te kunnen deelnemen dat binnen de onderzoekseenheid Sedimentaire Geologie en Ingenieursgeologie (SGIG) wordt gevoerd. Daarnaast waren de feedback en de verbeteringen een zeer grote hulp bij het schrijven van de masterscriptie. De mensen van Labo Magnel ben ik ook veel dank verschuldigd: mijn co-promotor Prof. Dr. Geert De Schutter voor het mogelijk maken van de technologische proeven in het labo, Ing. Tommy De Ghein voor mij in te passen in het drukke schema daar, en Nicolas Coppieters wiens ervaring meermaals van pas kwam bij de uitvoering van de proeven. Ook Daniëlle Schram van het Labo Sedimentologie in de S8 verdient een vermelding, aangezien ik bij haar altijd terecht kon met labogerelateerde vragen. Verder wil ik de doctoraatstudenten van de onderzoekseenheid SGIG bedanken voor hun bijdrage, met in het bijzonder Drs. Tom Bultreys voor de uitleg over het programma Morpho+ en het ontwarren van wiskundige knopen, Drs. Wesley De Boever voor de harsimpregnatie van enkele proefstukken en het boren van kleine monsters voor de CT-scanner, en Dr. Jan Dewanckele voor de hulp tijdens de microscopische studie en verwerking van CT-data. De grootste lof gaat uiteraard uit naar mijn begeleider Drs. Tim De Kock voor de talloze uren die gekropen zijn in het verzagen van de proefstukken, de tips en hulp tijdens de uitvoering van de proeven en de verwerking van data, het advies bij het typen, en het nalezen van mijn masterscriptie. Tenslotte wil ik ook nog mijn ouders, broers, opa, peter en meter bedanken die mij gedurende deze vijfjarige opleiding voortdurend ondersteund hebben met morele (en financiële) steun. Allemaal hartelijk bedankt
Inhoudsopgave 1. Inleiding ............................................................................................................................................... 1 2. Vries-dooi processen ........................................................................................................................... 3 2.1. Vochthuishouding van natuurstenen ........................................................................................... 3 2.1.1. Opname van water ................................................................................................................ 3 2.1.1.1. Waterdamptransport in natuursteen............................................................................. 3 2.1.1.2. Watertransport in natuursteen ...................................................................................... 3 2.1.2. Droging van natuursteen ....................................................................................................... 5 2.2. IJsvorming ..................................................................................................................................... 6 2.2.1. Thermodynamische achtergrond .......................................................................................... 6 2.2.2. Kristalnucleatie en kristalgroei .............................................................................................. 6 2.2.3. Stoppen van kristalgroei ........................................................................................................ 7 2.2.4. Gedrag van ijs t.o.v. poreuze media ...................................................................................... 9 2.2.5. Soorten spanning in poriën en hun impact ......................................................................... 11 2.3. Duurzaamheid en zwaktezones.................................................................................................. 12 2.4. Mechanismes van vorstschade .................................................................................................. 15 2.4.1. Vorstschade als direct gevolg van ijsvorming...................................................................... 15 2.4.1.1. Volumetrische expansie ............................................................................................... 15 2.4.1.2. De ‘Ice segregation’ theorie ......................................................................................... 16 2.4.2. Vorstschade als indirect gevolg van ijsvorming .................................................................. 17 2.4.2.1. Hydraulische/hydrostatische druk ............................................................................... 17 2.5. Breukpropagatie ......................................................................................................................... 17 2.6. Belang van vries-dooi cycli ......................................................................................................... 18 3. Materiaal en methodes ..................................................................................................................... 20 3.1. Bespreking van de gebruikte karakteriseringsproeven .............................................................. 20 3.1.1. Europese normen ................................................................................................................ 20 3.1.2. Proef ter bepaling van de open porositeit po en de schijnbare volumieke massa ρb ......... 20 3.1.3. Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid doorheen natuursteen ............. 23 3.1.4. Proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit ............................................... 25 3.1.5. Proef ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk ................................ 27 3.1.6. Proef ter bepaling van de buigsterkte ................................................................................. 28 3.1.7. Proef ter bepaling van de druksterkte ................................................................................ 30 3.1.8. Petrografische beschrijving ................................................................................................. 32 3.1.9. Computergestuurde X-stralen tomografie .......................................................................... 38
3.2. Bespreking van de gebruikte destructieve en niet-destructieve duurzaamheidsproeven ........ 41 3.2.1. Proef ter bepaling van de vorstgevoeligheid door middel van vorst-dooi cycli .................. 41 3.2.2. Proef ter bepaling van de vorstgevoeligheid door middel van onrechtstreekse methodes45 3.2.2.1. Verzadiginscoëfficiënt of Hirschwald coëfficiënt ......................................................... 45 3.2.2.2. GC-coëfficiënt ............................................................................................................... 47 3.3. Materialen .................................................................................................................................. 50 3.3.1. Witstenen ............................................................................................................................ 50 3.3.2. Geologische setting en herkomst ........................................................................................ 50 3.3.2.1. Vlaamse witstenen ....................................................................................................... 50 a) Ledesteen of Balegemse steen.......................................................................................... 50 3.3.2.2. Franse witstenen .......................................................................................................... 52 a) Massangis .......................................................................................................................... 54 b) Euville Marbrier ................................................................................................................. 55 c) Savonnières demi-fine ....................................................................................................... 56 d) Noyant Fine ....................................................................................................................... 57 3.3.3. Gebruik en verspreiding ...................................................................................................... 57 3.3.3.1. Ledesteen ..................................................................................................................... 57 3.3.3.2. Franse witstenen .......................................................................................................... 58 a) Massangis ......................................................................................................................... 59 b) Euville Marbrier ................................................................................................................. 59 c) Savonnières Demi Fine ..................................................................................................... 59 d) Noyant Fine ....................................................................................................................... 60 4. Resultaten.......................................................................................................................................... 61 4.1. Overzicht gebruikte proefstukken .............................................................................................. 61 4.2. Resultaten van de gebruikte destructieve en niet-destructieve karakteriseringproeven, uitgevoerd voor de vries-dooi cycli ................................................................................................... 62 4.2.1. Petrografische en macroscopische beschrijving ................................................................. 62 a) Ledesteen .......................................................................................................................... 63 b) Massangis .......................................................................................................................... 66 c) Euville Marbrier ................................................................................................................. 69 d) Savonnières Demi Fine ...................................................................................................... 71 e) Noyant Fine ....................................................................................................................... 72 4.2.2. Proef ter bepaling van de open porositeit po en de schijnbare volumieke massa ρb ......... 74 4.2.3. Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid doorheen natuurstenen ........... 77
4.2.4. Computergestuurde X-stralen tomografie .......................................................................... 78 4.2.5. Proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit ............................................... 85 4.2.6. Proef ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk ................................ 87 4.2.7. Proef ter bepaling van de buigsterkte ................................................................................. 89 4.2.8. Proef ter bepaling van de druksterkte ................................................................................ 91 4.3. Resultaten van de onrechtstreekse proeven ter bepaling van de vorstgevoeligheid................ 92 4.3.1. Hirschwald of verzadigingscoëfficiënt ................................................................................. 92 4.3.2. GC-coëfficiënt ...................................................................................................................... 94 4.4. Resultaten van de gebruikte destructieve en niet-destructieve karakteriseringproeven, uitgevoerd na de vries-dooi cycli....................................................................................................... 95 4.4.1. Macroscopische waarnemingen.......................................................................................... 96 4.4.2. Massaverlies ...................................................................................................................... 100 4.4.3. Proef ter bepaling van de open porositeit po en de schijnbare volumieke massa pb ....... 101 4.4.4. Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid................................................. 102 4.4.5. Proef ter bepaling van de capillariteit ............................................................................... 103 4.4.6. Proef ter bepaling van de druksterkte .............................................................................. 106 4.5. Kroniek van een aangekondigd breuk ...................................................................................... 110 4.5.1. Euville Marbrier ................................................................................................................. 110 4.5.2. Ledesteen .......................................................................................................................... 110 4.5.3. Massangis Roche Claire ..................................................................................................... 111 4.5.4. Massangis Roche Jaune ..................................................................................................... 111 4.5.5. Noyant Fine ....................................................................................................................... 111 4.5.6. Savonnières Demi-Fine ...................................................................................................... 112 5. Discussie .......................................................................................................................................... 113 5.1. Destructieve en niet-destructieve karakterisatie van de steensoorten................................... 113 5.1.1. Open porositeit po en schijnbare volumieke massa ρb...................................................... 113 5.1.2. Geluidsvoortplantingssnelheid doorheen natuurstenen .................................................. 115 5.1.3. Computertomografie- scan (CT-scan) ............................................................................... 116 5.1.4. Waterabsorptie door capillariteit ...................................................................................... 118 5.1.5. Waterabsorptie onder atmosferische druk ....................................................................... 120 5.1.6. Buigsterkte ........................................................................................................................ 120 5.1.7. Druksterkte ........................................................................................................................ 121 5.2. Onrechtstreekse bepaling van de vorstgevoeligheid ............................................................... 122 5.2.1. Hirschwald coëfficiënt ....................................................................................................... 122
5.2.2. GC-coëfficiënt .................................................................................................................... 122 5.3. Destructieve en niet-destructieve karakterisatie na vries-dooi cycli ....................................... 124 5.3.1. Euville Marbrier ................................................................................................................. 124 5.3.2. Ledesteen .......................................................................................................................... 125 5.3.3. Massangis Roche Claire ..................................................................................................... 126 5.3.4. Massangis Roche Jaune ..................................................................................................... 126 5.3.5. Noyant Fine ....................................................................................................................... 127 5.3.6. Savonnières Demi-Fine ...................................................................................................... 128 5.4. Kroniek van een aangekondigd breuk ...................................................................................... 129 5.4.1. Euville Marbrier ................................................................................................................. 129 5.4.2. Ledesteen .......................................................................................................................... 130 5.4.3. Massangis Roche Claire ..................................................................................................... 132 5.4.4. Massangis Roche Jaune ..................................................................................................... 133 5.4.5.Noyant Fine ........................................................................................................................ 134 5.4.6. Savonnières Demi-Fine ...................................................................................................... 135 6. Samenvatting ................................................................................................................................... 136 7. Besluit .............................................................................................................................................. 139 8. Referenties ...................................................................................................................................... 142
1. Inleiding Natuursteen is niet meer weg te denken uit ons straatbeeld. Gezaagd en bewerkt tot dimensiestenen worden ze al eeuwenlang als bouwmateriaal (gevelbekleding, vloeren, dorpels, etc.) en decoratief element (tafelbladen, beelden, omlijstingen, etc.) in constructies gebruikt (Cnudde, 2011a; Prentice, 1990). Hun afmetingen variëren sterk naargelang de toepassing: van metersgrote blokken in publieke gebouwen, tot vloertegels of dunne platen waarmee gevels bekleed worden. Dimensiestenen werden/worden vaak gebruikt omdat ze beschikbaar of gemakkelijk aan te voeren waren/zijn, maar ook omdat ze een zekere esthetische waarde hebben en klasse uitstralen. Een goede dimensiesteen moet echter ook aan enkele voorwaarden voldoen. Allereerst moet de steen een voldoende grote structurele sterkte hebben: afhankelijk van de spanningen waaraan het in de toepassing onderhevig is, gaat dit over druk-, buig- of treksterkte. Daarnaast moeten dimensiestenen uiteraard ook voldoen aan bepaalde esthetische voorwaarden en mag de ontginning en bewerking van de steen geen al te grote problemen met zich meebrengen. Een laatste voorwaarde is dat de dimensiesteen duurzaam moet zijn (Prentice, 1990). Die duurzaamheid wordt echter stevig op de proef gesteld door verschillende vormen van verwering, meer bepaald fysische, chemische en/of biologische verwering (Cnudde, 2011a). Om een snel verval van de steen te vermijden, zal men voor een “duurzame” steensoort moeten opteren. “Duurzaam“ is echter relatief: het verschilt van toepassing tot toepassing en van klimaat tot klimaat. Een voorbeeld van toepassingsafhankelijke duurzaamheid is het gebruik van natuursteen in grondslagmuren, waar men poreuze gesteenten zal vermijden aangezien het water er gemakkelijk door capillariteit omhoog kan klimmen. Ook bij afdekkende en uitkragende elementen in opstaande muren zal men de voorkeur geven aan weinig poreuze stenen: in dergelijke toepassingen krijgen de stenen tijdens een regenbui meestal veel water te verwerken. Andere posities in de gevel krijgen dan weer minder water te verwerken, waardoor poreuze stenen hier wel duurzaam zijn in gebruik. Dit, in combinatie met het feit dat ze gemakkelijker bewerkbaar zijn, gemakkelijker diffusie van waterdamp toelaten (zodat waterdamp binnenin vlotter weggeraakt), en de geleiding van warmte en geluid bemoeilijken, is de reden waarom er ook poreuze stenen in gebouwen worden gebruikt. Voor wat betreft klimaatsafhankelijke duurzaamheid is het zo dat een steen die duurzaam is in het zuiden van Frankrijk, niet noodzakelijk geschikt is in een Belgisch of Nederlands klimaat (Camerman, 1957). Toch worden er tegenwoordig steeds meer stenen in- en uitgevoerd naar omgevingen die verschillen van hun oorsprongsgebied, en waar ze hun duurzaamheid in de praktijk nog moeten bewijzen. Esthetische criteria en duurzaamheid tegen een aantal vormen van verwering (zoals chemische verwering door luchtverontreiniging) zijn daarbij belangrijke beweegredenen (Ingham, 2005), maar minstens even doorslaggevend is het goedkopere prijskaartje. Het toenemend gebruik van natuurstenen in omgevingen die verschillen van hun historische bronlocatie is dus een van de redenen waarom duurzaamheid voldoende getest moet worden in het laboratorium (De Kock et al., 2012). Een andere reden is dat natuursteen onderhevig is aan een natuurlijke variatie in de groeve en de banken waaruit het wordt ontgonnen: deze variatie kan de gevoeligheid voor verwering van een steensoort grondig beïnvloeden (Ingham, 2005). Een van de belangrijkste aspecten van duurzaamheid in onze streken, is de vorstbestendigheid van natuursteen. Deze thesis behandelt daarom de studie van schadepatronen die optreden bij verschillende kalksteentypes ten gevolge van vries-dooi processen. Het doel is om inzicht te krijgen in 1
welke intrinsieke gesteente eigenschappen bepalend zijn bij schadevorming. Een eerste deel omvat de karakteriserende studie van zes poreuze witstenen: vijf verschillende Noord-Franse kalkstenen en een Vlaamse zandige kalksteen. Hierbij zal de focus liggen op het bepalen van eigenschappen die betrekking hebben tot de porositeit. Aan de hand van zowel de meer traditionele beproevingsmethodes als de eerder recente computertomografie (CT)-scans , zullen de verschillende gesteentetypes bestudeerd worden voor wat betreft hun poriënnetwerk en hygroscopische eigenschappen. Het tweede deel van de thesis bestaat uit het inschatten van de vorstbestendigheid, op basis van enerzijds directe vorstproeven, gemonitord m.b.v. waarnemingen en veranderingen in identificatie eigenschappen, en anderzijds indirecte methodes (vb. GC-criterium, de Hirschwald coëfficiënt, etc.). Hierbij zal getracht worden om volgende vragen te beantwoorden. Geeft de rechtstreekse vorstproef een goede indicatie van de vorstgevoeligheid van poreuze en minder poreuze kalkstenen? Is het voorkomen van vorstschade in overeenkomst met de resultaten van de indirecte methodes ter bepaling van de vorstgevoeligheid? Welke eigenschappen van de steen liggen achter de oorzaak van de vorstschade? Waar in de steen zal vorstschade het eerst optreden? Welke eigenschappen brengen interne schade aan het licht? Is de waargenomen schade het gevolg van vries-dooi processen, of werd de schade door een ander proces veroorzaakt?
2
2. Vries-dooi processen Het herhaaldelijk bevriezen en ontdooien van water in poriën en scheuren is verantwoordelijk voor één van de belangrijkste vormen van fysische verwering waar natuursteen door wordt geaffecteerd. Dankzij laboratoriumproeven heeft men een verband ontdekt tussen vorstverwering en parameters zoals de temperatuur, gesteente-eigenschappen en vochtgehalte (Matsuoka, 2001). Dit betekent dat er drie voorwaarden zijn voordat er vorstschade kan optreden: er moeten vriestemperaturen voorkomen, de natuursteen moet vorstgevoelig zijn, en er moet voldoende vocht in de poriën aanwezig zijn (WTCB, 2008). In gebieden zoals bijvoorbeeld West Europa (WTCB, 2008) is het niet ongewoon dat bouwstenen vocht bevatten of opnemen, en vervolgens onderworpen worden aan korte termijn afwisselingen tussen vriestemperaturen en dooi. In veel gebouwen in België is vorstschade daarom een veel voorkomend probleem (Ingham, 2005). Afhankelijk van de omstandigheden zal die verwering volgens een bepaald mechanisme verlopen.
2.1. Vochthuishouding van natuurstenen Zoals hierboven al werd vermeld, is de aanwezigheid van voldoende vocht één van de voorwaarden voor vorstschade (WTCB, 2008). Het watergehalte in natuursteen kan van verschillende bronnen afkomstig zijn, waaronder regeninslag, opstijgend grondwater, overstromingen, inwendige condensatie, lekkende leidingen en dakgoten, te hoge initiële bouwvochtgehaltes, contact met aangrenzende vochtige materialen en het binnendringen van waterdamp uit de lucht. Verscheidene van deze bronnen kunnen vermeden worden, maar in het geval van bijvoorbeeld regeninslag is het onmogelijk om de vochttoevoer af te snijden. Het is in deze situaties dat de vochthuishouding van de natuurstenen een belangrijke rol speelt. Idealiter zal de poriënstructuur wateropname bemoeilijken en/of opdroging na bevochtiging vergemakkelijken, zodat het vochtgehalte in de steen niet te hoog is tijdens vorstperiodes. Het transport van water kan zowel in de dampfase als in de vloeibare fase gebeuren (WTCB, 2008). 2.1.1. Opname van water 2.1.1.1. Waterdamptransport in natuursteen Indien de buitenlucht vochtig genoeg is, kan een natuursteen dankzij zijn hygroscopisch gedrag waterdamp opnemen, waarbij de waterdampmoleculen vervolgens kunnen neerslaan op de poriënwanden. De opname van waterdamp vanuit de buitenlicht kan op twee manieren. Meestal gebeurt het transport via diffusie als gevolg van concentratieverschillen. Het is evenwel niet ongewoon dat stenen met een voldoende open poriënstructuur ook waterdamp opnemen door convectie, met de winddruk als drijvende kracht. Aangezien de meeste natuurstenen hygroscopische materialen zijn, kunnen ze al bij een lage relatieve luchtvochtigheid een grote hoeveelheid waterdamp opnemen. Deze opname gaat door totdat zich een evenwicht instelt tussen de relatieve luchtvochtigheid en het vochtgehalte van de natuursteen, ook wel het hygroscopische evenwicht genoemd (WTCB, 2008). 2.1.1.2. Watertransport in natuursteen Transport van water in de vloeibare fase gebeurt voornamelijk door capillaire aanzuiging in fijne poriën. Andere mechanismes zijn ook mogelijk, zoals de zwaartekracht en uitwendige drukken uitgeoefend door water of lucht (WTCB, 2008).
3
Capillariteit is een eigenschap die afhankelijk is van enkele kenmerken van het porienetwerk zoals poriëngrootte- en vorm, connectiviteit en de topologie van de poreuze structuur. De al dan niet spontane waterabsorptie door capillaire werking is echter niet alleen afhankelijk van de poriestructuur, maar ook van de vloeistoffen die in contact komen met de poriewanden. Een droog, poreus, vast materiaal zoals een natuursteen zal gemakkelijk water opnemen. Water is in dit geval een wetting vloeistof (Beck et al., 2003), en de poriewand wordt een water-wet systeem genoemd. Wetting houdt in dat een bepaalde vloeistof meer de neiging heeft om zich over een vast oppervlak uit te spreiden dan de andere vloeistof (in dit geval lucht) die aanwezig is. In een water-wet systeem zijn olie, kwik of lucht voorbeelden van non-wetting vloeistoffen. Deze zullen het oppervlak met de poriewand zo klein mogelijk houden. Of een vloeistof al dan niet wetting is t.o.v. een vast materiaal, kan uitgedrukt worden d.m.v. de contacthoek θ. Dit is de hoek die de vloeistof in kwestie maakt met het vaste materiaal. Indien de contacthoek kleiner is dan 90° is de vloeistof wetting, indien deze hoek groter dan 90° is de vloeistof non-wetting (figuur 2.1.) (Dandekar, 2013).
Figuur 2.1.: Bij non-wetting vloeistoffen (links) is de contacthoek θ groter dan 90°, bij wetting vloeistoffen (rechts) groter dan 90° (Cnudde, 2011 a).
Indien de contacthoek θ gekend is, alsook de oppervlaktespanning σ en de straal van de porie in kwestie, kan de capillaire druk Pc tussen water en lucht berekend worden met de vergelijking van Young-Laplace: Pc =
(formule 2.1.)
Hieruit blijkt dat de capillariteit zowel afhankelijk is van de steen als van de vloeistof, zoals hierboven reeds werd aangegeven. Bij een wetting vloeistof zal de capillaire druk groot genoeg zijn om de zwaartekracht te overwinnen (Shepherd, 2009). Bij non-wetting vloeistoffen daarentegen zal er een druk moeten opgelegd worden opdat de vloeistof het poreuze medium zou kunnen binnendringen. Ook lucht dat initieel in het gesteente aanwezig is, is non-wetting en zal vervangen worden door water (Beck et al., 2003). Verder is de capillaire druk ook afhankelijk van de poriëndiameter: hoe kleiner de poriëndiameter, des te groter de capillaire aanzuiging. Niet alleen poriën kunnen als capillair fungeren, ook barsten zijn hiertoe in staat. Wanneer het water een zekere hoogte in de capillair of barst bereikt, zullen de zwaartekracht en de wrijvingskrachten tussen het poriënwater en de poriënwand de capillaire kracht tegenwerken. Nadat de watertoevoer is gestopt, zullen zich watereilandjes in de poriën vormen. Dit zijn geïsoleerde hoeveelheden water die door capillaire krachten, de zwaartekracht en wrijvingskrachten verplaatst worden, totdat het een stabiele positie gevonden heeft. Externe drukken kunnen deze eilandjes uit hun stabiele positie verdrijven naar een nieuwe plek (WTCB, 2008).
4
Natuurstenen kunnen in constructies rechtstreeks in contact komen met regenbuien. Wanneer de stenen als gevelbekleding worden gebruikt en water het buitenvlak raakt, zal de snelheid van waterabsorptie afhangen van de regenintensiteit en van de capillaire waterabsorptiecoëfficiënt (kg/m².√s). De laatste parameter stelt de snelheid voor waarmee een oppervlak van de steen water kan opnemen. Deze eigenschap wordt kleiner naarmate de diameter van de poriën kleiner wordt en/of wanneer de contacthoek tussen het water en de poriënwand groter wordt. In het begin van de regenbui zal de snelheid van waterabsorptie nog hoog liggen. Indien de regenintensiteit echter te groot wordt, en de capillaire waterabsorptiecoëfficiënt relatief gezien te klein is, dan zal er zich een waterfilm op het buitenoppervlak vormen, waardoor de snelheid van waterabsorptie sterk afneemt en het regenwater vooral de onderste delen van de muur zal belasten. Het is duidelijk dat het vooral de capillaire waterabsorptiecoëfficiënt is die een belangrijke rol speelt in de uiteindelijke hoeveelheid water die geabsorbeerd wordt. Indien deze eigenschap klein is (bij microporeuze gesteenten bijvoorbeeld), zal de hoeveelheid geabsorbeerd water op het einde van de regenbui eerder aan de lage kant liggen (WTCB, 2008). Indien het materiaal hydrofoob is (bijvoorbeeld na het aanbrengen van een hydrofobe laag op een natuursteen), zal er capillaire afstoting i.p.v. capillaire opname plaatsvinden. De contacthoek tussen het water en de poriënwand ligt dan immers tussen 90° en 180° (formule 2.1.). Toch is directe wateropname dan nog steeds mogelijk wanneer externe drukken het water door de porie duwen (WTCB, 2008). 2.1.2. Droging van natuursteen Bij natuurstenen die gebruikt worden als gevelbekleding, gebeurt het drogen in twee fasen. In het begin ligt het droogfront aan het buitenvlak van de steen, waardoor het water er vrij kan verdampen. Het water dat hier verdwijnt, wordt heraangevuld door water dat via capillair watertransport vanuit het binnenste van de steen wordt aangevoerd. Ondanks die aanvoer, neemt het vochtgehalte aan het buitenoppervlak geleidelijk af. Hoe lager het capillair potentieel van de steen, des te moeizamer er water naar het buitenoppervlak wordt gevoerd en des te sneller het vochtgehalte er afneemt. Wanneer het vochtgehalte onder een kritische waarde duikt, zal het droogfront niet meer aan het buitenoppervlak liggen, maar naar de binnenkant van de steen bewegen. Op dat moment lijkt de steen van buiten droog, maar kan er binnenin nog een grote hoeveelheid water zitten. Dit zal niet meer door capillair transport tot aan het buitenoppervlak gevoerd worden: verdamping vindt immers al plaats binnen in de steen zelf ter hoogte van het droogfront. Het is vanaf hier dat de tweede, veel tragere droogfase begint, waarbij water nu onder de vorm van waterdamp d.m.v. diffusie uit de steen wordt gevoerd. De snelheid van drogen zal nu afhangen van de waterdampdoorlaatbaarheid, maar ligt sowieso een stuk lager dan tijdens de eerste droogfase, aangezien diffusie van waterdamp een veel trager proces is dan capillair watertransport (Ruedrich et al., 2010; WTCB, 2008). Het is dus wenselijk dat het capillair watertransport tijdens de eerste droogfase zo lang mogelijk onderhouden kan blijven zodat de natuursteen snel kan opdrogen (WTCB, 2008). Dit betekent dat stenen met een groot capillair potentieel dus niet alleen gemakkelijk water opnemen, maar dat ook weer snel kunnen afstaan.
5
2.2. IJsvorming Een tweede voorwaarde voor vorstverwering is het voorkomen van vriestemperaturen zodat het water in de poriën kan bevriezen. 2.2.1. Thermodynamische achtergrond Wanneer ijs ondergedompeld is in water, zal het groeien noch smelten zolang de chemische potentialen van ijs µc en water µl gelijk zijn. Onder atmosferische druk zal deze situatie van evenwicht zich voordoen bij 0°C. Als de temperatuur T van het systeem daalt, zal de chemische potentiaal van ijs µc kleiner worden dan die van water µl en zal het ijskristal groeien. Dit wordt duidelijk bij het beschouwen van de Gibbs-Duhem vergelijking voor ijskristallen dµc = -ScdT + vcdpc
(formule 2.2.)
en voor water dµl = -SldT + vldpl
(formule 2.3.)
met S de molaire entropie en v het molaire volume. IJs heeft door zijn geordende kristalstructuur een lagere molaire entropie Sc dan water Sl. Daarom zal een daling in temperatuur voor een grotere toename van de chemische potentiaal µ zorgen bij water dan bij ijs, en zal de laatste fase dus stabieler zijn. Kristalgroei kan in dat geval enkel nog tegengewerkt worden d.m.v. een drukkracht (Scherer, 1999). 2.2.2. Kristalnucleatie en kristalgroei IJsvorming gebeurt volgens twee processen: nucleatie en kristalgroei. Onder normale atmosferische omstandigheden vindt de faseovergang van water naar ijs plaats bij een temperatuur van 0°C. In poreuze gesteenten gebeurt dit echter bij een lagere temperatuur (Ruedrich et al., 2010). Metingen met de differentiële scanning calorimeter geven waarden tussen -7 en -15°C (Scherer, 1999). Een eerste verklaring kan de schaarste aan nuclei zijn (Ruedrich et al., 2010). Het belang van nuclei kan aangetoond worden door het gedrag van gedestilleerd water en kraantjeswater te vergelijken. Bij het zorgvuldig gecontroleerde afkoelen van uiterst zuiver water, zal ijs pas ontstaan bij -38°C: dit is homogene nucleatie (Scherer, 1999). De oorzaak hiervan is dat de interface energie tussen ijs en water de vorming van een klein ijskristal verhindert. IJsvorming zal daarom pas beginnen wanneer een aggregaat van watermoleculen toevallig een “ijs-achtige” configuratie krijgt. Wanneer dit aggregaat verder groeit, zal het water bevriezen (Chahall & Miller, 1965). Bij het bevriezen van bijvoorbeeld kraantjeswater zijn er echter onzuiverheden aanwezig die een oppervlak voorzien met relatief lage interface energie tussen de onzuiverheid en ijs: dit proces staat bekend als heterogene nucleatie (Scherer, 1999). Deze onzuiverheden hebben een bepaalde kritische temperatuur waarbij ze actief worden als nuclei. Als er echter onvoldoende nuclei zijn, zal er nog steeds onderkoeling van het water gebeuren en blijft het water als een vloeistof bestaan (Chahall & Miller, 1965). In een natuursteen zou onderkoeling normaal gezien niet mogen voorkomen, aangezien nuclei hier juist talrijk aanwezig onder de vorm van mineraaloppervlakken. Door de heterogene verdeling van de nuclei zal dit verschijnsel echter toch (in beperkte mate weliswaar) ijsvorming tegengaan. Een andere verklaring voor onderkoeling kan een daling in smelttemperatuur zijn, die bijvoorbeeld veroorzaakt kan zijn door een toename in zoutgehalte. In poreuze gesteenten echter is de poriëngrootteverdeling 6
de belangrijkste oorzaak van een daling van het smeltpunt. Hoe kleiner de poriën, des te sterker het water onder spanning komt te staan, en des te lager de smelttemperatuur (Ruedrich et al., 2010). Dit zal verder in meer detail besproken worden (sectie 2.3.4.). 2.2.3. Stoppen van kristalgroei Bij temperaturen lager dan 0°C zal er zoals eerder reeds vermeld kristalnucleatie en -groei plaatsvinden. Zolang dergelijke temperaturen aanhouden, zullen de ijskristallen ongehinderd verder groeien totdat al het water bevroren is. Kristalgroei kan echter gestopt worden voordat al het water opgebruikt is. Dit is het gevolg van een druk die wel op het ijskristal (dpc), maar niet op het water (dpl) wordt uitgeoefend: hierdoor zal de chemische potentiaal van het ijskristal toenemen (formule 2.2.), totdat deze terug gelijk is aan de chemische potentiaal van water. Op die manier zou er per graad van onderkoeling een druktoename van 1,2 MPa nodig zijn om kristalgroei te vermijden (Scherer, 1999). Over het algemeen kan dus gesteld worden dat wanneer de temperatuur een graad daalt, kristalgroei toch verhinderd kan worden indien er een gepaste drukkracht op uitgeoefend wordt. Die drukkracht kan op verschillende manieren ontstaan, maar één van de mogelijke bronnen is de interface-energie γcl tussen het ijskristal en water, zoals uit de Laplace vergelijking blijkt: pc = pl + γclκcl
(formule 2.4.)
Deze vergelijking, met pl de druk in het water en κcl de kromming van de kristal/water interface, vertelt ons dat er een capillaire druk pc heerst in het ijskristal (figuur 2.2.).
Figuur 2.2.: Capillaire druk pc in een sferisch ijskristal, omgeven door water (eigen bewerking).
De kromming κcl kan bepaald worden met volgende formule: κcl = 1/r1 + 1/r2, met r1 en r2 de belangrijkste radii van de kromming. Die radii zijn positief wanneer het centrum van de kromming in het ijskristal ligt, zoals dat het geval is voor een convexe kromming in een sferisch kristal (figuur 2.2.), in tegenstelling tot vb. een concave kromming. Aangezien de daling van de smelttemperatuur ΔT evenredig is met
(formule 2.5.), zal het smeltpunt bij een sferisch kristal lager liggen dan bij een
vlak kristal zonder kromming (Scherer, 1999). In de praktijk is de evenwichtsvorm van een (ijs)kristal geen sferisch, maar een polyhedrisch kristal (Scherer, 1999). Dergelijke vorm wordt ook wel de Wulff vorm genoemd, en kan in de praktijk eender welke vorm zijn, zoals een kubus, een parallellepipedum, een tetraëder, octaëder, … (figuur 2.3.). 7
Dankzij deze vorm wordt de totale interface energie van het ijskristal geminimaliseerd (Siem & Carter, 2004). De Laplace vergelijking voor een Wulff vorm wordt: pc = pl + (2γi/ri)
(formule 2.6.)
met γi en ri respectievelijk de oppervlaktespanning en de afstand tot het centrum van het kristal voor de ie familie van kristalvlakken (figuur 2.3.).
Figuur 2.3.: Wulff vorm (in dit geval een kubus), met oppervlaktespanning γ en afstand tot het centrum van het kristal r (naar Siem & Carter, 2004).
Een andere vorm van druk die op een ijskristal kan inwerken, is een uniaxiale, niet-hydrostatische druk, uitgeoefend van buitenaf. Wanneer een kristal groeit en bijvoorbeeld met één van de zijden tegen een poriën-/breukwand duwt, ondervindt het als gevolg van de derde wet van Newton (actie en reactie) een tegengestelde druk. Volgens de Gibbs-Duhem vergelijking (formule 2.2.) neemt de chemische potentiaal hier toe en wordt het groter dan de chemische potentiaal van water, waardoor het ijs aan deze zijde begint te smelten. In een adiabatisch systeem zal de temperatuur van de vloeistof als gevolg van deze faseovergang beginnen dalen, waardoor de chemische potentiaal van het water groter wordt dan de chemische potentiaal van de zijde die niet onder druk staat, en het kristal hier begint groeien. Door deze kristalgroei zal de temperatuur van het water terug stijgen naar de oorspronkelijke temperatuur. De zijden van het ijskristal die niet onder stuk staan, zullen tijdens hun groei geleidelijk een kromming en bijhorende capillaire druk verkrijgen. Dit gaat door totdat de chemische potentiaal van het water en dit deel van het ijs terug gelijk zijn, en er een evenwichtsvorm ontstaat. De capillaire druk is op dat ogenblik even groot als de uniaxiale druk uitgeoefend door de wand (figuur 2.4.). Vanaf dat moment ondervindt het ijskristal opnieuw een hydrostatische druk en bevindt het zich in mechanisch evenwicht (Scherer, 1999).
8
Figuur 2.4.: Uniaxiale druk aan twee zijden van een ijskristal wordt gecompenseerd door capillaire druk in de twee andere (gekromde) zijden: dit systeem is in evenwicht (Scherer, 1999)
2.2.4. Gedrag van ijs t.o.v. poreuze media De maximale druk die een ijskristal kan uitoefenen, is afhankelijk van de mate van onderkoeling. Deze bovengrens wordt in poreuze media meestal niet bereikt omwille van de aanwezigheid van een extra materiaal: de druk die hier door het ijskristal uitgeoefend kan worden, is nu immers ook afhankelijk van enkele extra factoren. Een eerste factor is de contacthoek θ tussen het ijskristal en de poriewand. Dit beïnvloedt de kromming κcl van de kristal/water interface volgens onderstaande formule: κcl = -2 cos(θ)/rp
(formule 2.7.)
met rp de poriënradius. Indien θ > 90°, zal de kromming positief zijn. Volgens de Laplace vergelijking (formule 2.6.) zal daardoor ook de capillaire druk in het ijskristal positief zijn. Verder zal de smelttemperatuur van het kristal verlagen (formule 2.5.), en moet de temperatuur van het systeem dus afnemen vooraleer het kristal de porie kan binnendringen. Een contacthoek van θ = 180° verhindert contact tussen het ijs en de poriewand, zodat tussen beide materialen een waterfilm aanwezig is. Op basis van formule 2.7. en formule 2.4. zal de druk in het kristal in dat geval maximaal zijn, waardoor het een grote niet-hydrostatische, uniaxiale druk kan verdragen. Indien θ < 90°, wordt het contactoppervlak tussen het ijs en de poriewand vergroot en kan het substraat als nucleus dienen. De kromming is negatief (formule 2.7.), waardoor de smelttemperatuur van het ijskristal niet afneemt (formule 2.5.). Dergelijke poriën laten daarom juist gemakkelijk ijs toe, en dit bij het normale smeltpunt onder atmosferische druk van 0°C. Moest de contacthoek over de hele poriënwand kleiner zijn dan 90°, zou het ijskristal onmiddellijk door alle poriën beginnen propageren, zonder dat de temperatuur verder zou moeten dalen. Hoe kleiner de contacthoek, des te hoger de temperatuur waarbij een merkbare nucleatiesnelheid wordt bereikt van 1 ijskristal per cm³ en per seconde (figuur 2.5.). Poriënwanden hebben echter geen uniforme contacthoek. Over het algemeen neemt men aan dat de contacthoek van poriën groter is dan 90°. Enkel breukjes en putten in de poriewand kunnen een contacthoek hebben die kleiner is dan 90°: hierin zal nucleatie preferentieel van start gaan. Eenmaal hier ijskristallen gevormd zijn, zal de temperatuur verder moeten zakken om nieuwe nucleatiepunten te vormen op plaatsen met een grotere contacthoek (Scherer, 1999).
9
Figuur 2.5.: Temperatuur waarbij de nucleatiesnelheid voor een bepaalde contacthoek 1 ijskristal per cm³ en per s bedraagt (Scherer, 1999).
Nog uit formule 2.7. blijkt dat er een tweede factor belangrijk is: de poriëngrootte. Deze parameter bepaalt bij welke temperatuur een ijskristal in een porie kan binnendringen. Uit formule 2.5. en 2.7. blijkt dat de temperatuur waarbij een ijskristal in een porie kan binnendringen, afhankelijk is van de straal rp. Wanneer de poriën groot zijn, zal het ijskristal al bij een relatief hoge temperatuur kunnen voorkomen, terwijl ijs pas bij zeer lage temperaturen in de fijnere poriën en capillairen kan binnendringen (figuur 2.6.) (Scherer, 1999). Aangezien in de meeste natuurstenen de poriëngroottes meestal een breed interval beslaan, zal de kristallisatie tijdens het afkoelen bijgevolg heterogeen gebeuren, zoals het geval is voor de tufsteen in figuur 2.6. (Ruedrich et al., 2010). Ook de vorm heeft een invloed op de smelttemperatuur: die zal hoger liggen bij cilindrische poriën dan bij sferische poriën (Setzer et al., 2002).
Figuur 2.6.: Relatie tussen de poriënradius en het smeltpunt volgens Stockhausen (Ruedrich et al., 2010).
Een derde punt tenslotte is dat er naast de interface-energie tussen water en ijs γcl, nu ook rekening gehouden moet worden met de interface-energie tussen ijs en het poreuze medium γcs en de interface-energie tussen water en het poreuze medium γsl. Als γcs groter is dan de som van γcl en γsl, dan is er een chemische potentiaal die proportioneel is met γcs - (γcl + γsl) en contact tussen het ijs en de porie vermijdt. Hierdoor kan water tussen beide materialen in gezogen worden, wat een 10
voortdurende groei van het ijskristal en wegduwen van de poriewand mogelijk maakt. In deze waterfilm tussen het ijs een de poriënwand werken afstotende krachten zoals van der Waals krachten, waterstofbindingen, hydratatiekrachten en elektrostatische afstoting. Indien γcs klein zou zijn, zou nucleatie en kristalgroei van ijs juist plaatsvinden op de poriewanden en zouden ijskristallen zonder al te veel weerstand doorheen het porienetwerk kunnen propageren (Scherer, 1999). 2.2.5. Soorten spanning in poriën en hun impact De spanningen die op de porie- en breukwanden werken, zijn van velerlei aard. Initieel is er in de poriewand reeds een radiale rekspanning aanwezig die het gevolg is van de kromming van het poriënoppervlak en van de druk in het poriewater (Scherer, 1999). Bij kristalgroei in de porie kunnen er bijkomende spanningen ontstaan, aangezien het bevriezende water in zijn expansie belemmerd wordt door de poriënstructuur (WTCB, 2008). Bij een kristal met een contacthoek θ > 90°, zal de poriewand een radiale spanning uitoefenen op de zijden van het kristal waarmee het in contact staat. Aangezien hierdoor een niet-hydrostatische, uniaxiale druk op het ijskristal wordt uitgeoefend, zullen de zijden die de poriewand niet raken (zoals eerder vermeld) beginnen groeien en een kromming krijgen waardoor een compenserende capillaire druk in dit deel van het ijskristal ontstaat: het ijskristal is dan terug volledig in evenwicht (figuur 2.4.). Als gevolg van de wet van actie en reactie zal het kristal op zijn beurt een radiale compressiespanning uitoefenen op de poriewand. De radiale spanning die daarvoor al bestond, zal toenemen met Δσr = -
(formule 2.8.)
met γ de interface-energie tussen water en ijs en r de poriënstraal. Een contacthoek tussen het ijs en het poreuze medium van 180°, zorgt zoals eerder reeds vermeld voor een vloeistoffilm tussen beide materialen en levert de grootste compressiedruk op: de toename in radiale spanning bedraagt dan Δσr =
(formule 2.9.)
met δ de dikte van de waterfilm. Uit formule 2.8. blijkt dat op poriënwanden met een contacthoek θ 90° geen druk door het ijskristal zal worden uitgeoefend. Ook de poriënradius heeft hier een aandeel: deze eigenschap speelt immers niet alleen een belangrijke rol voor wat betreft de temperatuur waarbij een ijskristal een porie kan binnentreden, maar ook voor wat betreft de spanningen die opgewekt kunnen worden (formule 2.8.) (Scherer, 1999). In grote poriën zal de kristallisatiedruk klein zijn, aangezien deze als een soort expansievat fungeren waarin het bevriezende water probleemloos kan uitzetten zonder voor al te veel interne drukken te zorgen (WTCB, 2008). Het omgekeerde geldt voor klein poriën. Samengevat zal wanneer een ijskristal in een porie of breuk dringt en de contacthoek groter is dan 90°, de totale radiale spanning bestaan uit de spanning uitgeoefend door het ijskristal op de wand, de druk in de vloeistof, de capillaire druk en de radiale rekspanning als gevolg van de kromming van het poriënoppervlak (Scherer, 1999). Naast deze radiale compressiespanning, is er voor θ > 90° ook nog een tensile hoop stress. Deze spanning ontstaat doordat de poriewand kristalgroei in de radiale richting probeert tegen te werken.
11
Deze trekspanning werkt tangentieel in de poriënwand en is de oorzaak van opgelopen vorstschade (Scherer, 1999). De tensile hoop stress in de poriënwand neemt af wanneer er een negatieve druk in de vloeistof heerst. Die druk is afhankelijk van de kromming tussen de vloeistof/damp-interface, die op zijn beurt afhankelijk is van de relatieve dampdruk. Wanneer de relatieve vochtigheid kleiner is dan 100% (wat het geval is in elk onverzadigd poreus materiaal), zal er een negatieve druk heersen in de vloeistof, en zal de tensile hoop stress iets kleiner zijn (Scherer, 1999). In sommige gevallen kunnen de kristallen zeer dun tot zelfs naaldvormig zijn. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer er kristalnucleatie plaatsvindt op een poreus oppervlak (vb.: breukwand) waar de capillaire zuigkracht van de poriën verhindert dat er water over het oppervlak stroomt: enkel bij de poriën is water beschikbaar en kan verdere kristalgroei gebeuren. De spanning die een dergelijk ijskristal op de poriënwand kan uitoefenen wordt echter beperkt door de vloeispanning en kleine oppervlakte van het kristal, en zijn neiging om te buigen (Scherer, 1999). Eenmaal er breukvorming en/of breukpropagatie heeft plaatsgevonden, zal het al dan niet voortbestaan van de druk afhankelijk zijn van de contacthoek en de interface energie. Wanneer θ < 180° en als γcs kleiner is dan de som van γcl en γsl, is er geen waterfilm tussen het ijs en de poriewand aanwezig. Het ijskristal zal dan een statische druk op de poriewand uitoefenen. Die druk valt (gedeeltelijk) weg als er een scheur of een breuk in de poriewand ontstaat: er is immers geen waterbron die onafgebroken kristalgroei toestaat. Wanneer θ = 180° en als γcs groter is dan de som van γcl en γsl, is er wel een waterfilm tussen het ijs en de poriewand. Na breukvorming kan de druk dus wel opnieuw opgebouwd worden, zonder dat er daarvoor eerst dooi moet optreden (Scherer, 1999). Het afnemen of wegvallen van de druk op de poriën- en/of breukwanden kan verschillende oorzaken hebben. Het kan het gevolg zijn van veranderingen in het poreuze medium, zoals breukvorming, breukpropagatie, en breukdilatatie. De druk kan echter ook wegvallen door veranderingen in het ijs. Een eerste mogelijk mechanisme is het smelten van ijs (als gevolg van hoge druk) op de plaatsen waar het in contact komt met de gesteentewanden, gevolgd door herbevriezing. Dit effect blijkt de sterkte van het ijs echter niet significant te beïnvloeden, en kan daarom verwaarloosd worden. Een ander, en veel belangrijker mechanisme dat de druk op de wanden wel significant doet afnemen, is plastische vloei van het ijs. In breuken die zich aan de buitenkant van het proefstuk bevinden (edge cracks), zal er bovendien nog een extra factor meespelen. De breuken openen immers naar buiten toe, waardoor de kristallen door extrusie gedeeltelijk uit de breuk worden geduwd (Tharp, 1987).
2.3. Duurzaamheid en zwaktezones Doordat de groei van ijskristallen hinder ondervindt door de poriënstructuur, zal er een hoge druk uitgeoefend worden op de poriënwanden waardoor fijne barsten en breuken in de steen kunnen ontstaan. Hiervoor moet eerst wel nog voldaan worden aan een laatste voorwaarde: de steen moet vorstgevoelig zijn (WTCB, 2008). De vorstgevoeligheid van een natuursteen wordt beïnvloed door verscheidene eigenschappen van de steen. Aangezien natuurstenen hydrofiel zijn, is het een goede zaak voor de duurzaamheid wanneer 12
de poriënstructuur moeilijk water(damp) opneemt en/of gemakkelijk water(damp) afstaat (WTCB, 2008). Bovendien bepalen de grootte, vorm en onderlinge verbinding van de poriën de verdeling van het vocht in de steen, en bij welke temperatuur dit kristalliseert. Eenmaal de kristallisatie van ijskristallen begonnen is, zal de aangerichte schade afhangen van de accommodatieruimte en de solid body. Dit laatste wordt bepaald door de structuur en in het elkaar grijpen van de korrels: dit controleert de weerstand die de steen kan bieden tegen de trekspanningen die zich in de poriënruimte ontwikkelen (Ruedrich et al., 2010). Soms kan het voorvallen dat een steen met een grote treksterkte en een gunstige poriënstructuur toch vorstschade oploopt. De steen is in dat geval toch niet zo duurzaam als verwacht, en dit als gevolg van de aanwezigheid van zwaktezones of flaws. Dit zijn elementen of structuren die voor een mechanische of lithologische heterogeniteit in het gesteente zorgen. Zwaktezones kunnen primair zijn, zoals afzettingsstructuren, lithologische variaties en fossielen, of ze kunnen secundair zijn zoals diagenetische en metamorfe effecten, verweringseffecten en breuken (tabel 2.1.). In 1920 gaf Alan Arnold Griffith al aan dat sommige van deze zwaktezones de druk waarbij een steen breekt, gevoelig kunnen verlagen. Uiteraard zijn niet alle flaws even schadelijk. Het is bijvoorbeeld maar weinig waarschijnlijk dat ondiepe holtes of een verkleuring voor een toegenomen verwering zorgen. Breuken, stylolieten, aders, enz. zorgen daarentegen voor het loskomen van schilfers, fragmentatie en breukvorming. Variaties in korrelgrootte, porositeit en mineralogie zorgen voor een beperkte verwering onder de vorm van korrelverlies of een lichte desintegratie. De mate waarin flaws een steen doordringen, zal de mate en wijze van verwering bepalen (Nicholson & Nicholson, 2000). Meestal hebben de zwaktezones dimensies die groot (tientallen tot honderden micrometers) zijn in vergelijking met de gemiddelde poriëngrootte. Indien de spanning slechts opgewekt wordt in één enkele porie, zal het volume van de steen dat hierdoor geaffecteerd wordt, te klein zijn om breukvorming te veroorzaken. IJskristallisatie kan pas een invloed hebben op grote flaws wanneer de ijskristallen doorheen een voldoende groot volume porieruimte kunnen propageren. Het spanningsveld gegenereerd door de ijskristallen moet dus een radius R hebben dat in magnitude vergelijkbaar is met de lengte c van de flaw (figuur 2.7.) (Scherer, 1999).
Figuur 2.7.: Het gearceerde gebied waarin de spanning ontstaat, heeft een radius R die vergelijkbaar in grootte is met de lengte c van de flaws (Scherer, 1999).
Indien niet aan deze voorwaarde voldaan wordt, zal de flaw enkel propageren bij zeer hoge spanningen (figuur 2.8.). Om dit te vermijden, moeten de ijskristallen door een gebied propageren dat vele micrometers lang is en dus een groot aantal poriën bevat. Daarbij zal het voorvallen dat het ijs doorheen een relatief nauwe opening moet. Hierbij komt het concept van de breakthrough radius rBT naar voren. Dit is de straal van de grootste opening die toegang biedt tot een nog niet bezet netwerk van grotere poriën. Het ijs zal dus enkel verder kunnen propageren wanneer er verdere 13
onderkoeling gebeurt zodat er een drijvende kracht ontstaat waardoor het kristal door poriëningangen met een radius rBT kan. Op die manier zullen de ijskristallen in een voldoende groot volume poriën druk kunnen uitoefenen (Scherer, 1999).
Figuur 2.8.: Genormaliseerde tensile hoop stress die nodig is voor flaw-propagatie, als functie van de relatieve grootte van het spanningsveld R t.o.v. de flaw c (Scherer, 1999). Tabel 2.1.: Classificatie van verschillende primaire en secundaire flaws (Nicholson & Nicholson, 2000).
14
Flaws verlagen dus de spanning waarbij er vorstschade optreedt en zijn daarom zeer belangrijk tijdens kristallisatie in een poreus gesteente. In een duurzaam gesteente treedt verwering trouwens meestal op langs deze zwaktezones. Langs de andere kant mag hun belang ook niet overschat worden. De gesteentesterkte en textuureigenschappen spelen bijvoorbeeld een belangrijke rol in de wijze van breken. In sterke stenen zal verwering preferentieel langs duidelijke flaws zoals aders, stylolieten of reeds bestaande breuken gebeuren, terwijl dit in zwakke stenen eerder willekeurig verloopt. In zandstenen kan het zelfs voorvallen dat de verwering volledig onafhankelijk van de aanwezige flaws gebeurt, en alleen maar beïnvloed wordt door de textuur (Nicholson & Nicholson, 2000).
2.4. Mechanismes van vorstschade Over de exacte mechanismes achter het ontstaan van vorstschade bestaat maar weinig consensus. Verscheidene, soms tegenstrijdige voorstellen werden in de loop van de eeuw naar voren geschoven. Van al deze hypotheses zullen hier enkel de belangrijkste voorbeelden besproken worden. Daarbij kan het soms voorvallen dat meerdere effecten met elkaar verbonden zijn en overlappen. De opgewekte druk zal in het begin toenemen, maar niet overal even sterk gecompenseerd worden. Aan de buitenkant van de steen is er geen tegendruk van nabijgelegen mineralen, waardoor vorstschade in dit deel van de steen het eerst zal optreden onder de vorm van afschilferingen en barsten (Dusar et al., 2009). In het binnenste van de steen is dit niet het geval, en zal er pas vorstschade optreden wanneer de geïnduceerde spanningen hoger zijn dan de treksterkte (Ruedrich et al., 2010). 2.4.1. Vorstschade als direct gevolg van ijsvorming 2.4.1.1. Volumetrische expansie Het proces van volumetrische expansie werd lange tijd als enige oorzaak van vorstverwering gezien. In 1908 stelde August Hirschwald vast dat er met de faseovergang van water naar ijs een volumetoename van 9 vol % gepaard gaat (Ruedrich et al., 2010). Bij een verdere temperatuursdaling zal het volume nog meer toenemen tot maximaal 13,5% bij een temperatuur van -22°C: op dat moment bedraagt de druktoename 207 MPa (Tharp, 1987). Aangezien de treksterkte van de meeste natuurstenen een of twee grootordes kleiner is, is een dergelijke druktoename groot genoeg om vorstschade te veroorzaken. Ook bij temperaturen hoger dan -22°C, zijn de uitgeoefende drukken nog steeds groot genoeg (Matsuoka & Murton, 2008). Water dat tijdens de volumetrische expansie nog niet bevroren is, wordt van het ijs weggestuwd. Volumetrische expansie kan echter enkel vorstschade veroorzaken als er aan een belangrijke voorwaarde voldaan is: de poriënruimte waarin het water in situ bevriest, moet afgesloten zijn zodat de accommodatieruimte voor ijs beperkt blijft (Tharp, 1987). Bovendien moet de poriënruimte in theorie voor 90-91 vol % (Walder & Hallet, 1986) met water gevuld zijn: op die manier wordt vermeden dat samendrukking van lucht de uitzetting van het ijs zou kunnen accommoderen (Matsuoka & Murton, 2008). In de praktijk volstaat het meestal al dat de poriënruimte voor slechts 80 vol % met water gevuld is (Camerman, 1957). Dit is een stuk lager dan men op basis van de 9 vol % expansie zou verwachten. Waarschijnlijk vindt er herverdeling van vocht in de steen plaats, of is het vocht al ongelijk over de steen verdeeld voordat het vriezen begint (Matsuoka, 2001). 15
Een waterverzadigde, afgesloten porie of breuk lijkt op het eerste zicht niet echt vanzelfsprekend, aangezien een ruimte niet enerzijds volledig afgesloten kan zijn, en anderzijds een goede hydraulische verbinding heeft met de rest van de poriënruimte (Walder & Hallet, 1986). De enige optie die overblijft, is dat de ruimte wordt afgesloten tijdens het bevriezen zelf. Een concreet voorbeeld van een dergelijke situatie is een steen waar de breuk- of poriënwand impermeabel is en er een snelle bevriezing van buitenaf plaatsvindt waardoor het ijs het geheel afsluit. Indien er nog een dunne waterfilm tussen het ijs en de wand is, is de ruimte nog steeds afgesloten omdat de waterfilm een hoge hydraulische impedantie heeft. Een ander voorbeeld is waar het volledige oppervlak van de steen verzadigd is en van buitenaf begint te bevriezen (Tharp, 1987). De schade zal voornamelijk plaatsvinden in de buitenste centimeters van de steen onder de vorm van loskomende mineraalkorrels en brokstukjes (Matsuoka & Murton, 2008). Uit beide voorbeelden blijkt dat volumetrische expansie enkel voor schade kan zorgen indien de steen verzadigd is en er een zeer snelle afkoeling naar binnen toe plaatsheeft (Walder & Hallet, 1986; Tharp, 1987). Omdat dergelijke omstandigheden niet vaak voorkomen, en er toch veel stenen vorstschade vertonen, zijn verscheidene auteurs van mening dat volumetrische expansie niet de belangrijkste oorzaak van vorstschade kan zijn. Het wegstuwen van het nog niet bevroren poriënwater zal de opbouw van hoge drukken op de plaats waar het ijs bevriest bovendien bemoeilijken (Walder & Hallet, 1986). 2.4.1.2. De ‘Ice segregation’ theorie De ice segregation theorie werd oorspronkelijk geformuleerd om het oprijzen van bodems tijdens vorstperiodes te verklaren. Later werd dit concept uitgebreid naar andere poreuze materialen zoals natuursteen. Eén van de belangrijke kenmerken van deze theorie is dat onbevroren water als gevolg van chemo-potentiële gradiënten naar de freezing sites beweegt en er daar bevriest: de vorming en groei van ijskristallen gebeurt dus niet in situ. Bovendien is de bewegingszin net het omgekeerde van wat men zou verwachten bij het volumetrisch expansie model (Walder & Hallet, 1986). Het onbevroren water wordt aangevoerd via capillairen, of langsheen een waterfilm die (zoals eerder al besproken) tussen het ijs en de porie- of breukwand kan voorkomen wanneer de contacthoek tussen beiden 180° bedraagt en wanneer γcs groter is dan de som van γcl en γsl (Scherer, 1999). Het water dat naar de freezing sites wordt gevoerd en daar bevriest, voedt een groeiend ijskristal: de druk die hier wordt gegenereerd is dus vooral het gevolg van het groeien, en niet zozeer van het uitzetten van ijskristallen. Wanneer het oprijzen van het materiaal wordt onderdrukt, zal de druk toenemen met 1,12 MPa/°C (wat wel een grootorde kleiner is dan de spanningen die met volumetrische expansie gepaard gaan) (Tharp, 1987). Op die manier kunnen de spanningen er oplopen tot 10 of 20MPa (Walder & Hallet, 1986). In tegenstelling tot volumetrische expansie, vindt ice segregation plaats bij trage bevriezing in een open systeem (Walder & Hallet, 1986). Het open systeem is nodig om watertoevoer toe te laten, en de trage bevriezing voorkomt dat die toevoer bemoeilijkt zou worden (Walder & Hallet, 1985). De temperatuur waarbij vorstschade door dit proces optreedt, is een stuk lager dan bij volumetrische expansie en zal ruwweg tussen -5 en -15°C liggen, hoewel dit interval nog kan variëren afhankelijk van de gesteente-eigenschappen (Walder & Hallet, 1986). Bij hogere temperaturen zal de druk om thermodynamische redenen niet voldoende opgebouwd kunnen worden om tot significante breukvorming en -groei te leiden. Bij lagere temperaturen zal kristalgroei de permeabiliteit poriën reduceren waardoor de aanvoer van water naar de freezing sites bemoeilijkt wordt (Walder & Hallet, 1985; Matsuoka, 2011). Zolang de vereiste temperaturen aanhouden en de watertoevoer behouden 16
blijft, zal verwering op deze manier progressief plaatsvinden. Ondanks het feit dat ice segregation progressief voor vorstschade kan zorgen tijdens slechts een enkele vriesperiode, blijven vries-dooi cycli zeer belangrijk, tenminste zolang die de watertoevoer doen toenemen en zolang de temperatuur herhaaldelijk tussen -5 en -15°C ligt. Indien vries-dooi cycli maar een lage temperatuursamplitude rond 0°C vertonen, zal de steen daarentegen maar weinig schade ondervinden. Tenslotte blijkt dat ice segregation onafhankelijk van de hoeveelheid water kan plaatsvinden: de waterverzadiging beïnvloedt enkel de snelheid van watermigratie naar de freezing sites (Walder & Hallet, 1986). 2.4.2. Vorstschade als indirect gevolg van ijsvorming Naast spanningen die direct veroorzaakt worden door groeiende ijskristallen, kan ijsvorming ook indirect voor schadelijke spanningen zorgen door de beweging van onbevroren, resterend poriënwater. 2.4.2.1. Hydraulische/hydrostatische druk Zoals hierboven al werd vermeld, wordt het niet-bevroren poriënwater door volumetrische expansie weggedreven van de freezing sites. Op de plaatsen waar het water naartoe wordt gestuwd en waar geen bevriezing plaatsvindt, kunnen hierdoor hoge drukken ontstaan (Walder & Hallet, 1986). Er zijn twee mogelijke wijzes waarop een dergelijke druk opgebouwd kan worden. Een eerste mogelijkheid is dat het water met hoge snelheid (als gevolg van de hoge vriessnelheden) in fijne poriën wordt gestuwd. Dergelijke poriën hebben een lage hydraulische conductiviteit waardoor het water maar moeilijk weggeraakt en er dus zeer snel een hydraulische druk ontstaat (Ingham, 2005). Het gaat hier voornamelijk over stenen waarvan de poriën kleiner zijn dan of gelijk zijn aan de kritische poriëngrootte van ongeveer 0,005 mm (Bell, 1998). De andere mogelijke oorzaak is dat het water niet kan ontsnappen, bijvoorbeeld wanneer het buitenste oppervlak afgesloten is door een ijslaagje: dit resulteert in een hydrostatische druk. Hiervoor zijn zelfs geen hoge vriessnelheden nodig, maar volstaan ook lage vriessnelheden, zoals die vaak voorkomen tijdens de winters in West-Europa (Ingham, 2005).
2.5. Breukpropagatie Als gevolg van vorstverwering tijdens vries-dooi cycli, of de variaties in temperatuur en vochtgehalte die daarmee gepaard gaan, kunnen er zich barsten en breuken vormen (Ruedrich et al., 2010). Verder kunnen barsten, breuken en joints ook als flaws in het gesteente aanwezig zijn nadat ze ontstaan zijn door andere gebeurtenissen, zoals tektonische activiteit, het wegvallen van een lading, of verwering bij blootstelling aan atmosferische omstandigheden (Matsuoka, 2001). Omdat ze vaak zeer smal zijn, kunnen ze tijdens dooi water vasthouden via capillaire druk (WTCB, 2008). Wanneer er een nieuwe vorstperiode aanbreekt, en er ijskristallen in deze breuken groeien, zal er breukpropagatie of frost wedging plaatsvinden. Verwering bij harde, duurzame gesteenten zal zoals eerder al vermeld preferentieel langs zwaktezones verlopen. In het geval van breuken gebeurt dit niet alleen omdat de materiaalsterkte van de steen er door deze flaws gereduceerd wordt, maar ook omdat er gewoonlijk meer water in aanwezig is dan in het intacte inter-joint materiaal (Nicholson & Nicholson, 2000). Daarom zullen niet de fysische eigenschappen van het intacte materiaal, maar eerder bepaalde eigenschappen van de 17
breuk (zoals de breukgeometrie) informatie kunnen geven over de vorstgevoeligheid van de steen (Matsuoka, 2001). Op basis van hun locatie in de steen, kan er onderscheid gemaakt worden tussen randbreuken, die aan het vrije oppervlak van de steen openen, en interne breuken. Aangezien breuken langer moeten zijn dan een kritische minimumlengte, en interne breuken vrij klein zijn, zal breukpropagatie voornamelijk in randbreuken gebeuren (Tharp, 1987). Het al dan niet voorkomen van breukpropagatie, en de snelheid waarmee dit zal gebeuren, hangt af van de spanningsintensiteit die aan de tip van de breuk geproduceerd wordt. Die spanningsintensiteit hangt op zijn beurt af van verscheidene factoren zoals de sterkte van het ijs, extrusie van ijs uit de breuk, breukdilatatie en breukgeometrie. Die laatste eigenschap omvat verscheidene aspecten zoals o.a. de vorm van de breuk. Deze is ofwel spits toelopend naar de breuktip toe, zoals dikwijls het geval is in fijnkorrelige stenen waar geen grote intergranulaire poriën aanwezig zijn, ofwel heeft de breuk een constante opening over de volledige breuklengte (zoals in grofkorrelige stenen) (figuur 2.9.). Ook de aspect ratio (maximale opening/breuklengte) beïnvloedt de spanning waarbij breukpropagatie zal optreden (Tharp, 1987).
Figuur 2.9.: Spits toelopende breuken (A) en breuken met een constante opening (B) (Tharp, 1987)
Al deze factoren kunnen gebruikt om de spanning te berekenen die theoretisch nodig is opdat de breuken zouden propageren. In de praktijk zal de nodige spanning wat lager liggen als gevolg van chemische verzwakking aan de breuktip: dit wordt subkritische breukgroei genoemd (Nicholson & Nicholson, 2000). Ook wanneer een lading gedurende lange tijd een kracht op de steen uitoefent, kunnen de breuken al bij een lagere spanning beginnen propageren (Tharp, 1987). Dit kan mogelijk gevolgen hebben voor stenen die als dragend element in een monument of gebouw verwerkt zijn.
2.6. Belang van vries-dooi cycli Tot nu toe werd voornamelijk beschreven wat de impact is van een enkele vriesperiode. In het veld is er echter meestal een opeenvolging van meerdere vries en dooi cycli. Bij de bespreking van de ice segregation theorie, werd al vermeld dat vries-dooi cycli belangrijk zijn en voor een sterkere verwering kunnen zorgen. Het is echter geen absolute voorwaarde voor de progressieve ontwikkeling van vorstschade, aangezien er tijdens de vriesperiode al water wordt aangevoerd (Walder & Hallet, 1986). Bij volumetrische expansie daarentegen valt de spanning weg 18
na de vorming en groei van breukjes, en zal er gedurende de rest van de vriesperiode geen vorstschade meer optreden door dit proces. Toenemende vorstverwering is hier dus enkel mogelijk wanneer er opnieuw water kan aangevoerd worden: daarom zijn dooiperiodes hier dus zeer belangrijk (Tharp, 1987). Naast thermische shock, schade door variaties in vochtgehalte, en natuurlijk ook de vorstschade zelf, zijn er nog andere invloeden die inherent zijn aan vries-dooi cycli en die bijkomende schade kunnen veroorzaken. Een van die invloeden is moeheid van de steen, en is een gevolg van herhaaldelijke vorst en dooi. Het is evenwel een zeer traag en inefficiënt proces, waardoor de sterkte van de steen maar weinig zal afnemen (Tharp, 1987).
19
3. Materiaal en methodes 3.1. Bespreking van de gebruikte karakteriseringsproeven 3.1.1. Europese normen Om te bepalen welke proef nodig is voor de bepaling van een eigenschap en hoe deze proef uitgevoerd moet worden, is literatuuronderzoek aangewezen. Een goed overzicht van de voorwaarden en opstellingen van de proeven, de te volgen stappen en de verwerking van de data, kan gevonden worden in de Europese normen van het CEN (Europees Comité voor Standaardisatie/Normalisatie) en in de publicaties van het WTCB (Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf). Naar Europese normen wordt verwezen via een cijfer- en lettercode. Vb.: EN 12371:2010 is de Europese Norm (EN) voor de bepaling van de vorstbestandheid (12371), die van kracht ging in het jaar 2010. Vaak wordt deze verwijzing voorafgegaan door “NBN”. NBN is een afkorting voor “Bureau voor normalisatie” en “Bureau de normalisation”. Dit is een Belgische nationale instelling die instaat voor het realiseren en publiceren van normen in België. Het vertegenwoordigt België op Europees vlak als lid van het CEN en als lid van de International Organization for Standardization (ISO) (http://www.nbn.be). Hierna volgt een uitvoerige bespreking van de gebruikte normen. De praktische uitvoering, het nut en de relevantie van de proeven worden in detail besproken. 3.1.2. Proef ter bepaling van de open porositeit po en de schijnbare volumieke massa ρb a) Inleiding De open porositeit is een eigenschap die aangeeft hoeveel volume percent (vol%) van de steen uit open poriënnetwerk bestaat. Open poriën staan (in tegenstelling tot gesloten poriën) in contact met elkaar en met de buitenzijde van de steen. Sedimentaire gesteenten bezitten meestal een grote open porositeit, terwijl in magmatische gesteenten vooral gesloten poriën voorkomen (Camerman, 1957). Er bestaan verscheidene niet-destructieve proeven voor de bepaling van de open porositeit. De meest gangbare proef is deze waarbij het gehalte aan open poriën (vol%) bepaald wordt door de proefstukken onder vacuüm met water te impregneren. Deze proef geeft niet alleen de mogelijkheid om de open porositeit te bepalen, maar ook de schijnbare volumieke massa (EN 1936:2006). De schijnbare volumieke massa wordt uitgedrukt in massa per volume (kg/m³) en mag niet verward worden met de schijnbare dichtheid, die gedefinieerd wordt als de ratio van de schijnbare volumieke massa t.o.v. de schijnbare volumieke massa van water (1000 kg/m³). Schijnbare dichtheid is bijgevolg dimensieloos (Cnudde, 2011 a). Nog een mogelijkheid om de open porositeit te bepalen is via kwik intrusie porosimetrie, waarbij niet alleen de open porositeit van het te onderzoeken materiaal bepaald wordt, maar ook poriëngrootte (een gemiddelde diameter), specifieke oppervlakte en de poriëngrootte verdeling (Cnudde, 2011 a). Een andere mogelijkheid voor de bepaling van de porositeit (en poriëngrootteverdeling) kan m.b.v. X-stralen computer tomografie (X-stralen CT). Hierbij wordt het poriënnetwerk op een nietdestructieve manier gevisualiseerd. Uniek voor deze techniek is dat men ook informatie kan bekomen over de vorm en structuur van zowel open als gesloten poriën. Dit kan interessant zijn aangezien vorm en structuur van poriën een grote invloed uitoefenen op het interne watertransport 20
(Cnudde, 2011 a). Zo maakt Camerman (1957) bijvoorbeeld melding van gemakkelijk toegankelijke en zakvormige, moeilijk toegankelijke poriën. Een bijkomend voordeel van X-stralen CT is dat niet alleen de poriën, maar ook mineralen en fossielen gevisualiseerd worden in 3D. Een nadeel is dat deze techniek gepaard gaat met vrij hoge kosten en een beperking in resolutie bij grotere proefstukken (Cnudde, 2011 a). Voor dit onderzoek wordt vooral gebruik gemaakt van impregnatie met water onder vacuüm, omwille van het niet-destructieve karakter en de mogelijkheid om veel en grote (> 1 cm) proefstukken te meten b) Norm NBN EN 1936:2006. Natural stone test methods - Determination of real density and apparent density, and of total and open porosity. c) Doelstelling Er zijn verschillende redenen waarom de open porositeit bepaald dient te worden. Het is doorheen de open poriestructuur dat vloeistoffen, met al dan niet opgeloste bestanddelen, migreren en het gesteente van binnenuit kunnen aantasten of verweren. Verder beïnvloedt deze eigenschap niet alleen de absorberende eigenschappen van een steen, maar ook andere eigenschappen zoals druksterkte, geluidsvoortplantingssnelheid, enz. Bepaling van de open porositeit is dus een absolute vereiste wanneer men onderzoek wil doen naar intrinsieke materiaaleigenschappen, prestaties bij gebruik en de duurzaamheid van natuursteen (Cnudde, 2011 a). Gegevens over de schijnbare volumieke massa van een steensoort hebben vooral hun nut bij de praktische regeling van het transport (Camerman, 1957) of voor het inschatten van het gewicht dat de stenen in een gebouw zullen uitoefenen (Cnudde, 2011 a). Het is een controlemiddel om na te gaan of de stenen waarover men beschikt dezelfde zijn als op de technische fiches en dus over dezelfde kwaliteit beschikken. Eventuele afwijkingen in waarden kunnen veroorzaakt worden door laterale of verticale variaties in de groeve. Tenslotte kan de schijnbare volumieke massa een aanwijzing zijn voor de graad van compactie (Camerman, 1957). Tenslotte kan de waterabsorptie (massa%) onder vacuüm berekend worden door de open porositeit te delen door de schijnbare dichtheid. Deze grootheid kan later vergeleken worden met de waterabsorptie onder atmosferische druk (sectie 3.1.5.), om zo een idee te krijgen van de toegankelijkheid van de poriën (www.WTCB.be). d) Methode Allereerst moeten de proefstukken tot een constante droge massa md gedroogd worden. Dit dient niet letterlijk genomen te worden: met constante massa wordt bedoeld dat het verschil tussen twee opeenvolgende wegingen (tot op 0,01 g nauwkeurig) bij een interval van (24 ± 2) h niet groter is dan 0,1% van de massa van het proefstuk (EN 1936:2006). Het drogen zal bij een temperatuur van (40 ± 5)°C gebeuren, en niet bij de (70 ± 5)°C zoals in de norm wordt voorgeschreven. Kalkstenen zijn namelijk nogal gevoelig voor hoge temperaturen. Bij (70 ± 5)°C bestaat de kans dat er micro-breukjes gevormd worden (Cnudde, 2011 a). De thermische expansie coëfficiënt α van calciet evenwijdig met de c-as (25,8 X 10-6/°C) verschilt immers sterk van de expansie coëfficiënt loodrecht op de c-as (-4,7 X 21
10-6/°C) (Lamond & Pielert, 2006). Volgens de formule ε = α.Δt, waar ε (mm/m) het uitzetten van de steen voorstelt en Δt het temperatuursverschil (K), zal dit leiden tot een anisotrope dilatatie, en bijgevolg ook tot een afname van de cohesie tussen de mineralen (Cnudde, 2011 a). Het drogen bij lage temperatuur geldt ook bij de bespreking van de volgende proeven. Na drogen en wegen, worden de proefstukken in een vacuümklok geplaatst. Afhankelijk van het aantal proefstukken, wordt een grote (foto 3.1. a) of een kleinere vacuümklok (foto 3.1. b) gebruikt.
Foto 3.1: Grote (a) en kleine (b) vacuümklok.
Nadien wordt dit vat afgesloten en vacuüm getrokken tot een restdruk van (2,0 ± 0,7) kPa bekomen wordt. Deze toestand wordt gedurende (2 ± 0,2) h aangehouden. Vervolgens wordt gedemineraliseerd water toegevoegd zodat de proefstukken geïmpregneerd worden met gedestilleerd water. Dit moet voldoende traag gebeuren: volledige onderdompeling van de proefstukken moet minstens 15 minuten duren. Eenmaal ondergedompeld, mag de atmosferische druk in het vat terug hersteld worden. De proefstukken blijven dan nog (24 ± 2) h ondergedompeld zodat de open poriën volledig verzadigd zijn (NBN EN 1936:2006) met gedestilleerd water. De proefstukken worden gewogen onder water (mh of P3) en vervolgens, wanneer de druppels met een vochtige doek van het proefstuk geveegd zijn, ook boven water (ms of P2). De open porositeit po en schijnbare volumieke massa ρb kunnen dan uiteindelijk berekend worden door de droge massa md, de massa onder water mh en de massa boven water ms te gebruiken in volgende formules (NBN EN 1936:2006): po =
X 100
[vol%]
(formule 3.1.)
ρb =
X 1000
[kg/m³]
(formule 3.2.)
22
3.1.3. Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid doorheen natuursteen a) Inleiding Deze proef is een nauwkeurige, niet-destructieve en eenvoudige methode om de voortplantingssnelheid V (km/s) van een akoestische puls te bepalen door de reistijd T (µs) te meten die de puls erover doet om van de ene elektro-akoestische transducer naar de andere transducer te propageren over een gekende padlengte L (mm). De geluidsvoortplantingssnelheid van een steen is een eigenschap die zowel afhankelijk is van de aard, als de toestand waarin de steen zich tijdens de meting bevindt. Concreet gaat het over porositeit, vochtgehalte, mineralogie, microscheurtjes, enz.: dit zijn allen parameters die een niet te onderschatten invloed op de meetwaarde hebben (Cnudde, 2011 a). b) Norm EN 14579:2004. Natural stone test methods – Determination of sound speed propagation. c) Doelstelling De geluidsvoortplantingssnelheid laat toe om de homogeniteit van een steen te bepalen en de graad van verwering op te volgen bij proefstukken die duurzaamheidproeven ondergaan (Cnudde, 2011 a). d) Methode In deze proef zal een puls van longitudinale trillingen, geproduceerd door een elektro-akoestische transducer die in contact staat met een oppervlak van het proefstuk, ultrasone longitudinale golven in het proefstuk veroorzaken. De golven zullen met een bepaalde snelheid, afhankelijk van de gesteente-eigenschappen, doorheen het monster bewegen. Eenmaal aan het andere uiteinde van het proefstuk gekomen, worden de golven omgezet in een elektrisch signaal door een tweede transducer, zodat de reistijd, en daaruit volgend ook de geluidsvoortplantingssnelheid bepaald kan worden (EN 14579:2004). De benodigdheden om dergelijke metingen uit te kunnen voeren, zijn een elektrische pulsgenerator, een paar transducers, een versterker en een elektronisch meetsysteem om de reistijd te meten. Het elektronisch meetsysteem dat in deze masterproef gebruikt werd, is een interval timer (foto 3.2. a) waarop het tijdsinterval tussen het vertrek van de puls die gevormd wordt aan de verzendende transducer, en de aankomst van de puls bij de ontvangende transducer digitaal tot op ±0,1 µs nauwkeurig kan worden afgelezen. De transducers die tijdens deze masterproef gebruikt werden, hebben een natuurlijke frequentie van 55 kHz (foto 3.2. c). Transducers met een hoge natuurlijke frequentie hebben een hogere resolutie. In grote proefstukken echter is de padlengte L langer en zal het signaal snel geattenueerd worden. Daarom moet men bij grote proefstukken voor Foto 3.2.: Intervaltimer en elektrische transducers met een kleine natuurlijke frequentie opteren pulsgenerator (A), witte kalibratiecilinder (B), en cilindrische transducers (C). (10 tot 40 kHz), terwijl men bij kleine proefstukken 23
transducers met een grote frequentie (82 tot 200 kHz) kan gebruiken. Transducers met een frequentie die hiertussen in ligt (40 tot 82 kHz), zijn voor de meeste toepassingen geschikt (EN 14579:2004). De monsters worden verzaagd zodat anisotropievlakken evenwijdig of loodrecht staan met de lange as van de proefstukken. In deze masterproef wordt er met kubussen gewerkt, dus daarom werd er hierop toegezien dat de anisotropievlakken hoeken van 0° of 90° maken met de kubusvlakken. Nadien moeten de monsters gedroogd worden bij (40 ± 5)°C tot een constante massa om de invloed van het vochtgehalte te elimineren. Bij aanvang van de meting wordt het toestel geijkt met een kalibratiecilinder (foto 3.2. b) om de exogene parameters uit te sluiten. Wanneer het vlak voldoende glad is, kan er een koppelend medium zoals petroleum gelei, vet, vaseline, … gebruikt worden. Bij een ruw en oneffen oppervlak zal het oppervlak afgevlakt en gladder gemaakt moeten worden door gebruik van een epoxyhars (EN 14579:2004). De proefstukken die tijdens deze thesis gebruikt werden, hadden een voldoende glad oppervlak, waardoor een kleine hoeveelheid vaseline voor het boven- en ondervlak volstond. Eenmaal de voorbereidende stappen zijn afgewerkt, kunnen de metingen van start gaan. Belangrijk bij de uitvoering hiervan, is de wijze waarop de transducers t.o.v. elkaar geplaatst worden. Er bestaan 3 soorten van mogelijke schikkingen (figuur 3.1.): directe transmissie (a), semi-directe transmissie (b), en indirecte of oppervlakte transmissie (c).
Figuur 3.1.: Drie mogelijke vormen van transducer plaatsing (EN 14579:2004).
De meest gebruikte wijze, die trouwens ook tijdens deze masterproef gebruikt werd, is de directe transmissie: de uitzendende transducer T en de ontvangende transducer R worden recht tegenover elkaar op tegenoverliggende zijdes geplaatst (figuur 3.1a). Dit is de meest interessante plaatsing omdat de maximale energie altijd in een richting loodrecht op het vlak van de verzendende transducer propageert, en er maar een klein deel van de energie in andere richtingen beweegt (EN 14579:2004). Tenslotte, wanneer de reistijd gekend is, moet de padlengte L ook nog gemeten worden alvorens men de geluidsvoortplantingssnelheid kan berekenen. Bij directe transmissie is de padlengte de afstand (met een accuraatheid van ± 1%) tussen de transducers (EN 14579:2004). In de masterproef gebeurt het meten van de lengte m.b.v. een noniusmeter.
24
Uiteindelijk kan de geluidsvoortplantingssnelheid tot op 0,01 km/s nauwkeurig berekend worden met volgende formule: v = L/T
[km/s]
(formule 3.3.)
3.1.4. Proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit a) Inleiding Absorptie is het vermogen van een steen om gassen en vloeistoffen zoals water, op te nemen. Resultaten van een waterabsorptie proef kunnen aangeven voor welke toepassingen een steen geschikt is. Stenen met een hoge waterabsorptie zijn bijvoorbeeld gevoeliger voor de vorming van vlekken door vuil, vet en andere vervuilende stoffen. Bovendien laten dergelijke stenen gemakkelijk water toe, wat nefast kan zijn indien er later ijs- of zoutkristallen gevormd worden, hoewel de poriëngrootte in dat geval toch een belangrijkere rol zal spelen (Cnudde, 2011 a). Een van de mogelijke manieren waarop waterabsorptie kan gebeuren, is via capillaire werking. Dit werd reeds in sectie 2.1.1.2. besproken. b) Norm EN 1925:1999. Natural stone test methods – Determination of water absorption coefficient by capillarity. c) Doelstelling Het doel van deze proef is om de waterabsorptie door capillariteit te bepalen. Dit geeft niet alleen een indicatie van de snelheid waarmee een steen via capillariteit water opneemt, maar het kan ook een hulpmiddel zijn om scheuren en breuken op te sporen die ontstonden tijdens verweringstesten. Daarnaast kunnen de metingen die tijdens de proef worden verzameld, gebruikt worden om de GCcoëfficiënt te berekenen. Dat laatste is een indirecte methode om de vorstbestendigheid van stenen na te gaan en zal besproken worden in sectie 3.2.2.2. d) Methode Voor deze niet-destructieve proef is een tank met platte basis nodig waarin dunne, niet-oxiderende en niet-absorberende steunen geplaatst kunnen worden. In de omgeving waar de proef zal worden uitgevoerd, moet de temperatuur (20 ± 5) °C bedragen. De te onderzoeken proefstukken moeten een open porositeit groter dan 1% hebben, en zullen gedroogd worden bij 40°C tot een constante droge massa md. De afmetingen van het vlak waarmee het proefstuk op de steunen zal staan, zullen met een noniusmeter tot op 0,1 mm nauwkeurig gemeten worden zodat de oppervlakte A per vierkante meter gekend is (EN 1925:1999). Bij proefstukken waar grote stukken materiaal van het ondervlak zijn afgebroken, wordt het ondervlak ingescand zodat de oppervlakte A door beeldanalyse bepaald kan worden. De metingen loodrecht op de gelaagdheid verschillen soms sterk van de metingen horizontaal met de gelaagdheid. In deze masterproef zal bij alle proefstukken de capillariteit loodrecht op de gelaagdheid bepaald worden. Nadien worden de monsters op de steunen in de tank geplaatst en kan er gedestilleerd water toegevoegd tot een hoogte van (3 ± 1) mm (foto 3.1a). Van zodra het water in de tank wordt toegevoegd, start de proef. De massa mi wordt bepaald op tijdstip ti. Afhankelijk van 25
het absorberende vermogen van de steensoorten stelt de norm verschillende meetintervallen voor: sterk absorberende stenen zullen over eenzelfde tijdspanne in het begin frequenter gewogen moeten worden dan steensoorten die trager absorberen. Met het vorderen van de proef mag de frequentie van meten afnemen. Omdat het tijdsinterval tussen twee opeenvolgende reeksen van metingen daardoor toeneemt, zullen er steeds langere periodes voorkomen waarin er niet gemeten moet worden. Om verdamping te voorkomen moet de tank in die tussenperiodes afgesloten worden met een deksel. Tijdens de masterproef werden de deksels aan de binnenkant nog voorzien van een absorberend papier (foto 3.1b), om te voorkomen dat er condens aan het deksel gevormd wordt. Bij condens zouden er immers waterdruppels naar beneden vallen en mogelijk op de bovenvlakken van de proefstukken belanden (EN 1925:1999).
Foto 3.3.: A: proefstukken op steunen in een bak die tot op 3 mm hoogte met water gevuld is; B: deksel met absorberend papier.
De proef is afgelopen wanneer het verschil tussen twee opeenvolgende metingen niet groter is dan 1% van de massa van het water dat door het proefstuk geabsorbeerd werd. In totaal moeten er minstens 7 metingen per proefstuk uitgevoerd worden. De gemeten waarden worden dan geplot in een grafiek, met op de x-as de vierkantswortel van de tijd (√(s)) en op de y-as de waterabsorptie (in g/m²). In theorie zou men normaal volgende grafiek moeten bekomen (EN 1925:1999):
Figuur 3.2.: Grafiek met de vierkantswortel van de tijd op de x-as, en de waterabsorptie op de y-as (EN 1925:1999).
De grafiek bestaat uit twee delen: eerst een stijgende rechte, gevolgd door een horizontale. Als de correlatiecoëfficiënt tussen de meetpunten van dit eerste deel van de grafiek en de regressierechte doorheen deze meetpunten groter is dan 0,90 (in het geval dat minstens 5 meetpunten werden geselecteerd), of groter is dan 0,95 (in het geval dat slechts 4 meetpunten werden geselecteerd), dan 26
is de waterabsorptiecoëfficiënt C1 (loodrecht op de gelaagdheid) gelijk aan de helling van de regressielijn. De waterabsorptiecoëfficiënt kan ook berekend worden door de ordinaat en abscis van eender welk punt op de eerste rechte te gebruiken in volgende formule: C1 =
[g/m².√s]
(formule 3.4.)
Opvallend aan de eerste rechte, is dat de oorsprong van de grafiek buiten beschouwing wordt gelaten. De reden hiervoor is dat er in het begin van de proef niet enkel waterabsorptie door capillariteit zal plaatsvinden, maar ook waterabsorptie onder atmosferische druk (zie sectie 3.1.5.). Dit is eigen aan de proef aangezien het water in de tank tot (3 ± 1) mm hoogte moet komen en dus ook tot het onderste deel van de zijvlakken van de proefstukken zal reiken. Vanaf het moment dat het vochtfront in de proefstukken gestegen is tot dezelfde hoogte als het waterniveau in de tank, zal de waterabsorptie volledig door capillariteit gebeuren. Pas dan mogen de meetpunten gebruikt worden voor het berekenen van de waterabsorptiecoëfficiënt C1 (EN 1925:1999). Indien niet aan de voorwaarde voor de correlatiecoëfficiënt is voldaan, dan geldt formule 3.4. niet langer. In dat geval kan het zijn dat de geplotte grafiek lijkt op deze in figuur 3.3.
Figuur 3.3.: Grafiek met de vierkantswortel van de tijd op de x-as, en de waterabsorptie op de y-as (EN 1925: 1999).
De stappen die gevolgd moeten worden om de waterabsorptiecoëfficiënt in dit geval te bepalen, zullen hier niet besproken worden. De uitwerking van dit probleem kan in norm EN 1925: 1999 gevonden worden. 3.1.5. Proef ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk a) Inleiding Het concept van waterabsorptie werd reeds besproken in sectie 3.1.4. over de proef ter bepaling van waterabsorptie door capillariteit. De proef ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk verschilt van voorgaande proef doordat de monsters nu volledig in water ondergedompeld worden. In tegenstelling tot de proef ter bepaling van de open porositeit, gebeurt dit niet in een luchtledige omgeving, maar onder atmosferische druk. De geabsorbeerde hoeveelheid water in deze 27
niet-destructieve proef zal bijgevolg lager liggen dan bij de open porositeit, aangezien de lucht uit slecht toegankelijke poriën minder snel plaats zal ruimen voor water. b) Norm EN 13755:2008. Natural stone test methods – Determination of water absorption at atmospheric pressure. c) Doelstelling Het doel van deze proef is om te bepalen hoeveel water de natuurstenen kunnen opnemen onder atmosferische druk. Bovendien zullen de meetwaarden een indicatie kunnen geven over de vorstgevoeligheid van een steen, maar dit zal verder in sectie 3.2.2.1. behandeld worden. d) Methode De monsters worden bij (40 ± 5)°C gedroogd tot een constante massa md. Vervolgens worden de proefstukken op niet-oxiderende en niet-absorberende rasters in een bak met vlakke onderkant geplaatst. Daarbij moet er op worden toegezien dat de proefstukken minimum 15 mm van elkaar verwijderd zijn. De proef wordt vervolgens gestart op tijdstip t0 door gedestilleerd water met een temperatuur van (20 ± 10) °C in de bak gieten, totdat het waterpeil tot halverwege de hoogte van de proefstukken reikt. Bij tijdstip t0 + (60 ± 5) min wordt er opnieuw gedestilleerd water toegevoegd totdat de proefstukken zich voor drie kwart onder het waterpeil bevinden. (120 ± 5) min na de start van de proef wordt een laatste keer water toegevoegd zodat de proefstukken nu volledig ondergedompeld zijn en de bovenvlakken zich (25 ± 5) mm onder het wateroppervlak bevinden. Na (48 ± 2) h worden de monsters een eerste maal uit de bak gehaald en dienen waterdruppels snel met een vochtige doek afgeveegd te worden alvorens de massa mi tot op 0,01 g nauwkeurig te wegen. Het is wenselijk dat een proefstuk 1 min na het verwijderen uit de tank terug ondergedompeld is. De volgende metingen van mi zullen op identieke wijze telkens om de (24 ± 2) h gedaan worden. Van zodra de toename in massa tussen twee opeenvolgende metingen kleiner is dan 0,1 % van de massa van de eerste meting van de twee, dan is de laatst gewogen massa gelijk aan de massa van het verzadigde monster ms. De massa’s ms en md kunnen dan gebruikt worden om de waterabsorptie onder atmosferische druk Ab tot op 0,1% te berekenen, en dit m.b.v. volgende vergelijking: Ab =
. 100
[massa%]
(formule 3.5.)
3.1.6. Proef ter bepaling van de buigsterkte a) Inleiding De buigsterkte geeft na in welke mate een steensoort bestand is tegen buigspanningen (Cnudde, 2011a). Deze grootheid is afhankelijk van o.a. mineraalsamenstelling, porositeit, korrelgrootte en vorm, dichtheid van pakking, mate waarmee de korrels in elkaar grijpen, type van contact, hoeveelheid en type cement en matrix, enz., aangezien textuur een grote invloed heeft op de mechanische eigenschappen van een steen (Koncagül & Santi, 1998; Liu et al., 2005). De buigsterkte wordt bepaald door het opleggen van een constant moment tijdens een identificatie test of een technologische test (EN 13161:2001). Buigspanningen komen voor in façades, vloeren, bestrating en trottoirs, trappen of daken (Cnudde, 2011a).
28
b) Norm EN 13161:2001. Natural stone test methods – Determination of flexural strength under constant moment. c) Doelstelling Kennis van de buigsterkte van een steensoort is belangrijk en kan aangewend worden voor verscheidene doeleinden. Een praktische toepassing vindt men in de bouwsector, waar men moet uitzoeken of een steensoort in staat is om een bepaalde buigbelasting in de constructie te dragen. Verder kan kennis van de buigsterkte een hulp zijn bij de identificatie van een steen of kunnen de resultaten vergeleken worden met referentiewaarden om de mate na te gaan waarin een steensoort verweerd is (Cnudde, 2011 a). Deze proef geeft echter niet alleen informatie over de buigsterkte: het is een van de mogelijke methodes om informatie over de treksterkte te bekomen (Nagaraj, 1993; WTCB, 1997). Bij het buigen van het proefstuk ontstaan er naast de drukspanningen in de “concave” zijde immers ook rekspanningen in de “convexe” zijde. De maximale lading die nodig is om het gesteente te breken, is evenredig met de fracture toughness KQ en kan gebruikt worden om deze eigenschap te berekenen. Deze fracture toughness heeft op zijn beurt een direct verband met de treksterkte (Nagaraj, 1993). Kennis van de treksterkte kan handig zijn voor het inschatten van de duurzaamheid, aangezien het een indicatie geeft van de mate waarin een steensoort bestand is tegen uitzettende krachten, veroorzaakt door zoutkristallisatie of door het bevriezen van water (Cnudde., 2011). Indien de spanningen die op de poriënwanden worden uitgeoefend groter zijn dan de treksterkte van de steen, zal er vorstschade optreden (Ruedrich et al., 2010). d) Methode Om de buigsterkte volgens de hierboven vermelde norm te kunnen uitvoeren, is een toestel nodig dat bestaat uit twee lager gelegen ondersteunende rollers die stationair blijven tijdens de proef, en een hoger gelegen roller die een neerwaarts gerichte kracht op het proefstuk uitoefent (figuur 3.4.) (EN 13161:2001).
Figuur 3.4: Positie van de ondersteunende en de druk uitoefenende rollers t.o.v. het proefstuk (Ochiai et al., 2001; eigen bewerking).
29
De dimensie van de proefstukken wordt bepaald door de keuze van de dikte h (mm). Deze moet tussen 25 en 100 mm liggen, en bovendien groter zijn dan twee keer de grootte van het grootste kristal in de steen. De lengte L (mm) van het proefstuk moet zes keer groter zijn dan de dikte. De afstand tussen de ondersteunende rollers ℓ (mm) moet vijf keer groter zijn dan de dikte. De breedte b (mm) tenslotte, moet tussen 50 mm en drie keer de waarde van de dikte liggen (EN 13161:2001). Verder hebben de aanwezigheid en oriëntatie van anisotropievlakken een belangrijke invloed op de buigsterkte. Daarom moeten de anisotropievlakken aangeduid worden met minstens twee parallelle lijnen en moeten de proefstukken zo gezaagd worden dat deze vlakken tijdens de proef loodrecht staan op of evenwijdig liggen met de richting van de uitgeoefende kracht (figuur 3.5a-c) (EN 13161:2001).
Figuur 3.5.: De kracht wordt loodrecht op (a) of evenwijdig met (b) de anisotropievlakken uitgeoefend, of loodrecht op de randen van de anisotropievlakken (c)
De proefstukken worden gedroogd tot een constante massa. Vervolgens moeten de rollers afgeveegd worden en moeten losse korrels aan het oppervlak (dat in contact zal komen met de rollers) van het proefstuk verwijderd worden: onregelmatigheden kunnen immers de resultaten beïnvloeden. Even belangrijk als schoongeveegde rollers en proefstukken, is de wijze van plaatsen. Het proefstuk zal zo op de ondersteunende rollers geplaatst moeten worden, dat het centraal tussen beide rollerparen zal liggen. De roller die de kracht uitoefent, moet exact tussen beide ondersteunende rollers liggen (figuur 3.4.). Uiteindelijk kan de proef (bij een temperatuur van (20 ± 5)°C) gestart worden door de bovenliggende roller een druk te laten uitoefenen die toeneemt met een snelheid van (0,25 ± 0,05) MPa/s, en dit totdat het gesteente breekt. De grootste kracht F die tussen het begin van de proef en het breken van het proefstuk bereikt werd, moet tot op 10 N nauwkeurig genoteerd worden. Uiteindelijk kan de buigsterkte Rtc berekend worden (tot op 0,1 MPa nauwkeurig) m.b.v. volgende formule: Rtc =
(formule 3.6.).
3.1.7. Proef ter bepaling van de druksterkte a) Inleiding De druksterkte geeft aan in welke mate een natuursteen bestand is tegen drukspanningen. Deze eigenschap wordt bepaald in een destructieve proef waarbij een uniaxiale drukkracht op een proefstuk wordt uitgeoefend totdat het faalt of breekt (Cnudde, 2011 a). Net zoals de buigsterkte, is de druksterkte afhankelijk van textuureigenschappen zoals de mineraalsamenstelling, porositeit, korrelgrootte en -vorm, dichtheid van pakking, mate waarmee de korrels in elkaar grijpen, type van contact, hoeveelheid en type cement en matrix, enz. (Koncagu & Santi, 1998; Liu et al., 2005). 30
Vaak wordt de druksterkte in verband gesteld met de duurzaamheid: stenen met een hoge druksterkte zouden duurzamer zijn dan stenen met een lagere druksterkte. Dit klopt echter niet altijd, en vaak is het verhaal veel genuanceerder. In enkele specifieke toepassingen zoals drempels, trappen, grondslagen, enz. krijgt de steen hoge spanningen te verduren, of wordt het blootgesteld aan stoten en/of afslijting: in dat geval is het inderdaad aangewezen om sterke steensoorten te gebruiken aangezien zij duurzaam zijn in deze toepassing. Bij andere toepassingen (vb. gevelbekleding) hebben zachtere steensoorten meestal een druksterkte die veel groter is dan de drukspanningen waaraan ze in gebouwen onderhevig zijn: de zachte steensoorten zijn in dit geval zeker niet minderwaardiger dan de sterke steensoorten. Wat betreft de vorstbestendigheid blijkt uit de studie van stenen in constructies en monumenten dat zachte steensoorten vaak zelfs minder snel verweren dan de sterke, en daarom dus duurzamer zijn: dit is het omgekeerde van wat men zou verwachten (Camerman, 1957). Andere auteurs (Nicholson & Nicholson, 2000) hebben (tijdens experimenteel onderzoek weliswaar) toch een direct verband waargenomen tussen druksterkte en vorstbestendigheid. Stenen met een zeer hoge druksterkte zouden duurzamer zijn dan stenen met een zeer lage druksterkte. Dit is niet onlogisch, aangezien druksterkte immers gerelateerd is aan reksterkte en porositeit. Deze twee eigenschappen beïnvloeden op hun beurt de vorstgevoeligheid. Bij stenen met een intermediaire druksterkte is de relatie tussen druktsterkte en vorstgevoeligheid minder duidelijk (Nicholson & Nicholson, 2000). Op basis van deze tegenstrijdige bevindingen, kan besloten worden dat het moeilijk is om alleen op basis van de druksterkte voorspellingen te doen over de duurzaamheid. Belangrijker dan het feit of de steen nu een hoge of lage druksterkte heeft, is de betekenis die de waarde van de druksterkte heeft voor de beschouwde steensoort. Uit referentieproeven legt men een bereik aan waarden met een minimum- en maximumgrens vast. Als de druksterkte in daaropvolgende proeven lager ligt dan die minimumgrens, dan heeft de steen een slechte kwaliteit en lage duurzaamheid voor die steensoort. Van een steen met een druksterkte dicht bij de maximumgrens, kan gezegd worden dat deze een goede kwaliteit en duurzaamheid heeft (Camerman, 1957). b) Norm NBN EN 1926:1999. Beproevingsmethoden voor natuursteen. Bepaling van de druksterkte (1999). c) Doelstelling Kennis van de druksterkte is belangrijk wanneer de beschouwde steensoort als dragend element in een gebouw wordt verwerkt. Verder kan deze eigenschap aangewend worden voor identificatie van de steen, of voor een vergelijking met referentiewaarden om de graad van verwering in te schatten (www.WTCB.be). Tenslotte kunnen de waarde van de druksterkte en de structuur van de breuken die na falen in de proefstukken verschijnen, in sommige gevallen informatie geven over bepaalde aspecten van de bestudeerde steensoort, zoals de korrelgrootte en graad van compactie (Cnudde, 2011 a).
31
d) Methode De belangrijkste voorwaarde waaraan in deze proef voldaan moet worden, is dat de zijdes van de proefstukken voldoende vlak zijn en quasi loodrecht op elkaar staan, zodat de bekomen druksterktes representatief zijn. Als hieraan voldaan is, worden de monsters gedroogd tot een constante massa (NBN EN 1926:1999). Dit is zeer belangrijk, aangezien veranderingen in vochtgehalte de druksterkte sterk beïnvloeden: bij een verzadigd proefstuk kan de druksterkte twee keer kleiner zijn dan bij een droog proefstuk (Koncagu & Santi, 1998). Vervolgens worden de monsters op het vierkantig drukplatform van een morteldrukpers gelegd (figuur 3.4.). Dit moet zodanig gebeuren dat de naar beneden gerichte druk loodrecht op de eventueel aanwezige gelaagdheid in het proefstuk zal werken. Indien ook de plaatsing correct uitgevoerd is, kan de proef van start Foto 3.4.: Ledesteen in de morteldrukpers. gaan en wordt er een gelijkmatig verdeelde kracht op het proefstuk uitgeoefend.Deze zal continu verhoogd worden met 1N/mm².s totdat er breukvorming optreedt en het proefstuk de opgelegde druk niet meer kan trotseren. De grootste kracht waaraan het proefstuk werd blootgesteld, ook wel de bezwijklast F (N) genoemd, wordt genoteerd en kan samen met de oppervlakte van de dwarsdoorsnede A (mm²) in volgende formule gebruikt worden om de druksterkte Rc te berekenen (NBN EN 1926:1999): Rc =
[N/mm²]
(formule 3.7.)
3.1.8. Petrografische beschrijving Bij het onderzoeken van natuursteen is een petrografische beschrijving onontbeerlijk. Dit omvat zowel een macro- als microscopische studie van de verschillende natuursteensoorten. Buiten het feit dat petrografisch onderzoek één van de hulpmiddelen bij uitstek is voor de identificatie van steensoorten- en variëteiten, kan het ook van nut zijn bij de interpretatie van resultaten van karakterisering- en duurzaamheidproeven. Bij de macroscopische studie worden kenmerken genoteerd die al dan niet duidelijk met het blote oog waargenomen kunnen worden. Concreet gaat het hier over kleur, korrelgrootte, poriën, fossielen, zwaktezones, breuken, of andere vormen van anisotropie. Vervolgens kan overgegaan worden tot microscopische onderzoek. Voor alle besproken kalkstenen in deze thesis was er reeds een slijpplaatje voorhanden. Aangezien ze uit stenen gezaagd zijn met gelijkaardige eigenschappen als de stenen uit de masterthesis, kunnen de slijpplaatjes gebruikt worden om de mineralogie en textuur van de onderzochte natuursteensoorten te bepalen.
32
Een eerste kenmerk dat bepaald kan worden, is het relatief gehalte aan poriën, bioklasten, en verschillende soorten mineralen, en dit d.m.v. punttelling. Verspreid over elk slijpplaatje worden gemiddeld drie digitale foto’s genomen, die allen ingevoerd worden in het freeware programma JMicroVision 1.2.7. Voor elke foto wordt dan een gepaste onderverdeling gemaakt in verschillende klassen (porie, crinoïde, kwarts,…), waarna de punttelling kan beginnen. Om voldoende representatieve en reproduceerbare resultaten te krijgen, wordt er volgens een regelmatig grid geteld, bestaande uit 250 punten (foto 3.5.). Microscopisch onderzoek beperkt zich echter niet enkel tot punttelling en bepaling van de mineralogie, fossielen, structuur, enz. De poriën bijvoorbeeld kunnen onderverdeeld worden in meerdere porietypes. Kennis van de aanwezige porietypes in een steen zou kunnen helpen bij de interpretatie van resultaten van karakteriseringproeven zoals waterabsorptie onder atmosferische druk of waterabsorptie door capillariteit. In deze masterproef zal volgens het classificatiesysteem van Choquette en Pray uit 1970 gewerkt worden. Dit maakt allereerst een onderscheid in drie grote groepen: maaksel-selectief, niet maaksel-selectief, en een laatste groep die ofwel maaksel-selectief, ofwel niet maaksel-selectief is. Een maaksel-selectieve porie houdt in dat de vorming ervan gecontroleerd wordt door het maaksel dat tijdens of na de afzetting in het gesteente is ontstaan. Een niet maaksel-selectieve porie daarentegen ontwikkelt zich volledig onafhankelijk van het maaksel. Elke groep bevat zo verscheidene poriëntypes (figuur 3.6.). Eenmaal het poriëntype bepaald is, kan er nog een verdere onderverdeling gemaakt worden op basis van het proces dat de porie heeft gevormd, of dat dit proces de grootte van de porie eventueel heeft beïnvloed, of dat de porie primair of secundair ontstaan is, tot welke grootteklasse de porie behoort, en hoe groot het aandeel van het poriënvolume in de volledige steen is (figuur 3.7.) (Flügel, 2010). Deze gedetailleerde indeling van figuur 3.7. zal in deze masterthesis niet volledig behandeld worden. Enkel wanneer en door welke processen de poriën gevormd werden, alsook hun abundantie, zullen in de petrografische bespreking meestal vermeld staan. Aangezien de poriëngrootte door oplossing sterk kan variëren, en microporositeit in de slijpplaatjes niet waarneembaar is, wordt ervoor geopteerd om dit m.b.v. Xstralen computer tomografie te bepalen. De richting waarin de poriën geëvolueerd zijn (vergroting, verkleining, opvulling) wordt niet behandeld omdat dit ons te ver zou leiden.
33
Figuur 3.6.: Classificatiesysteem van Choquette en Pray (1970), met een onderverdeling in drie verschillende groepen (maaksel-selectief, niet maaksel-selectief of beide), die elk verschillende poriëntypes omvatten (Flügel, 2010).
Figuur 3.7.: Meer gedetailleerde indeling volgens het classificatiesysteem van Choquette en Pray (1970) (Flügel, 2010).
De korrelgrootte en sortering zijn twee andere belangrijke kenmerken die met microscopie bepaald kunnen worden. Korrelgrootte heeft invloed op het gedrag van een natuursteen, zoals bijvoorbeeld de wijze van breken bij het opleggen van een druksterkte (WTCB, 1997). Intergranulaire poriënruimte is een ander element dat sterk beïnvloed wordt door de korrelgrootte en sortering. Stenen met een grote korrelgrootte en goede sortering, zullen een grote intergranulaire porositeit hebben. Sortering 34
kan onder de microscoop bepaald worden met behulp van referentiekaarten, maar bij korrelgroottes moeten er lengtes gemeten worden. Dit kan op een vrij eenvoudige manier m.b.v. het programma AxioVision Rel.4.8. Op de digitale foto die van het microscopisch beeld getrokken wordt, kan elke lengte gemeten worden door een rechte van punt A naar punt B te trekken. De juiste lengte verschijnt dan automatisch bij deze rechte, tenminste als de objectiefgrootte die in het programma werd aangevinkt overeen komt met deze van de microscoop (foto 3.6.).
Foto 3.5.: Voorbeeld van punttelling in een project in JMicroVision, met links de verschillende klassen: kwarts (rood), glauconiet (lichtgroen), geoxideerd materiaal (geel), bioklasten (lichtblauw), (micro)spariet (roze), micriet (bruin), opake mineralen (groen), accessorische mineralen (oranje), poriën (donkerblauw).
Foto 3.6.: Voorbeeld van het meten van korrelgroottes in AxioVision Rel.4.8. Links en in het rood omkaderd staat de objectiefgrootte aangevinkt.
35
Nog een belangrijk aspect van natuurstenen dat microscopisch onderzocht kan worden, is cementatie, en carbonaatcement voor deze thesis in het bijzonder. Afhankelijk van de diagenetische geschiedenis van een afzetting, zal het gesteente één of meerdere cement types bevatten (figuur 3.8.). Al deze cement types behoren tot vijf groepen: cementkristallen die van een vrij oppervlak in de poriën groeien, hangende cementen, porievullende cementen, syntaxiale cementen en micritische cementen (Flügel, 2010). De variatie aan verschillende cementtypes en hun relatief aandeel, kunnen een sterke invloed hebben op enkele eigenschappen van de steen. De porositeit en poriënvorm worden bijvoorbeeld bepaald door de al dan niet volledige invulling van de poriënruimte. Verder kan de graad van cementatie bepalend zijn voor de duurzaamheid van een steen. Bij een steen waar de korrels stevig gecementeerd zijn, kan de levensduur gevoelig hoger liggen (Camerman, 1957).
36
Figuur 3.8.: Verschillende calciumcarbonaat cementtypes (Flügel, 2010).
Tenslotte kan de kalksteen in kwestie nog ondergebracht worden in een bepaald carbonaat classificatiesysteem. De twee meest gebruikte zijn de oorspronkelijke classificatie van Dunham (1962) en de classificatie van Folk (1959) (figuur 3.9.). De classificatie van Folk kan enkel gebruikt worden na microscopisch onderzoek, terwijl de classificatie van Dunham ook in het veld (macroscopisch) kan toegepast worden (Flügel, 2010). 37
Figuur 3.9.: De oorspronkelijke Dunham classificatie en daaronder de Folk classificatie (Flügel, 2010).
Zoals uit figuur 3.9. blijkt, moeten enkele zaken eerst gekend zijn, nl. de matrix, de verschillende cement types, de verschillende carbonaatkorrels en of deze matrix- of korrel ondersteunend zijn, alvorens tot classificatie kan overgegaan worden (Flügel, 2010). Een extra behandeling voor slijpplaatjes bestaat erin om de boven- en onderkant met kleurstoffen te behandelen zodat extra informatie over de mineralogie en chemische samenstelling verkregen kan worden. Zo kan één kant (een derde van het slijpplaatje) gekleurd worden met de kleurstof alizarine red S (foto 3.7.). Indien een rode kleur verschijnt, betekent dit dat de steen calciet bevat. Indien er geen kleuring optreedt, bevat de steen dolomiet. De andere zijde (opnieuw een derde) van het slijpplaatje kan dan gekleurd worden met de kleurstof kalium ferricyanide (foto 3.7.). Indien dit deel blauw kleurt, is er ijzer aanwezig.
Foto 3.7.: V.l.n.r.: Noyant Fine, Massangis Roche Jaune, Euville Marbrier, Massangis Roche Claire, Savonnières Demi-Fine, Ledesteen. Het bovenste deel van deze slijpplaatjes is gekleurd met kalium ferricyanide, het onderste deel met alizarine red S. Het middelste deel is niet gekleurd.
3.1.9. Computergestuurde X-stralen tomografie a) Inleiding Een nadeel van lichtmicroscopie is dat de onderzochte monsters niet ongeschonden blijven, waardoor ze na microscopische studie niet meer gebruikt kunnen worden om proeven op uit te voeren. Zichtbaar licht heeft immers maar een beperkt doordringingsvermogen, dus als men wilt dat 38
het licht tot aan de andere zijde van het proefstuk geraakt, zal er preparatie van slijpplaatjes moeten gebeuren. Niet alleen is lichtmicroscopie een destructieve techniek, het is ook niet echt de meest geschikte manier om 3D informatie bekomen. Een oplossing voor beide problemen is het gebruik van X-stralen (of Röntgen stralen), ontdekt door Wilhelm Conrad Röntgen in 1895. Deze straling heeft een golflengte die gewoonlijk kleiner is dan 10 nm, en kan dus voor microscopische doeleinden gebruikt worden, zoals tegenwoordig het geval is in (micro-) computergestuurde X-stralen tomografie. In tegenstelling tot zichtbaar licht, worden X-stralen minder gemakkelijk geattenueerd tijdens hun traject doorheen een monster. Monsters dienen dus niet in dunne plaatjes gezaagd te worden voor microscopisch onderzoek, maar kunnen in hun geheel ingescand worden, waardoor het bovendien zelfs mogelijk wordt om 3D informatie te bekomen. Dankzij het niet-destructieve karakter, alsook de mogelijkheid om een voorwerp in zijn geheel te visualiseren, heeft computergestuurde X-stralen tomografie in de loop van de decennia toegang gevonden tot verscheidene toepassingsgebieden, zoals de medische sector, de industrie en andere wetenschappelijke domeinen, zoals materiaalkunde, paleontologie, sedimentologie, bodemkunde en petrologie (Cnudde, 2011 b). b) Technische uitleg i) Principe Computergestuurde X-stralen tomografie maakt dus een niet-destructieve 3D visualisatie en karakterisatie van een voorwerp mogelijk. Onontbeerlijk daarbij is dat er een relatieve rotatiebeweging van een bron-detector systeem t.o.v. een voorwerp daartussenin plaatsvindt (Cnudde, 2011 b).
Figuur 3.11.: Principe van computergestuurde X-stralen tomografie: relatieve beweging van een brondetector systeem t.o.v. een object daartussenin (Cnudde, 2011 b).
Deze relatieve beweging wordt bij medische CT-scans bekomen door rotatie van het bron-detector systeem rond het voorwerp, in tegenstelling tot bij micro-CT-scanners (die trouwens een hogere resolutie hebben), waar het monster op een roterend platform wordt geplaatst en het bron-detector systeem stationair blijft (figuur 3.11). De detector ontvangt de X-stralen die worden omgezet in digitale radiografiën. Door de rotatiebeweging kunnen er op die manier honderden unieke 39
radiografiën op de harde schijf opgeslagen worden, elk voor een verschillende rotatiehoek tussen 0° en 360°. Deze radiografiën tonen de variatie aan waarmee de X-stralen als gevolg van verstrooiing en absorptie geattenueerd worden doorheen het voorwerp. De graad van attenuatie is afhankelijk van verscheidene factoren: de samenstelling (meer bepaalde het effectieve atoomnummer), de densiteit en dikte van het object, en de energie van de X-stralen. De signalen die doorheen het object geraken, worden gedetecteerd en kunnen dan gebruikt worden voor tomografische reconstructie. Wanneer de steen gescand is en de radiografiën opgeslagen zijn, zal een algoritme doorsneden doorheen het object berekenen. Op die manier wordt een stapel van 2D beelden bekomen, die uiteindelijk omgezet kan worden in een volledig intern 3D beeld (Cnudde, 2011 b). Uiteindelijk bekomt men een CT-beeld van het object. Door de beperkte resolutie zijn sommige elementen (met elk een verschillende attenuatie coëfficiënt) echter kleiner dan de pixelgrootte. Elke pixel van dit beeld zal dus een attenuatie coëfficiënt hebben die het gemiddelde is van de attenuatie coëfficiënten van de verschillende elementen die door de voxel worden afgebakend. Dit is trouwens de reden waarom de randen van materiaalgrenzen wazig zijn: door de (inherent) gelimiteerde resolutie van computergestuurde X-stralen tomografie bevatten de pixels die de rand van het voorwerp bevatten tevens een deel van de achtergrond. Deze problemen vallen onder de noemer van het partial-volume effect. Het nadeel is dat CT-data hierdoor kwantitatief moeilijker te interpreteren is. Daartegenover staat wel dat er soms elementen kunnen opgemerkt worden die veel kleiner zijn dan de resolutie. Dit is mogelijk aangezien ook zij een bijdrage leveren aan de gemiddelde attenuatie coëfficiënt (Cnudde, 2011 b). ii) Data visualisatie Eenmaal het object in 3D gereconstrueerd is, kan het op verschillende manieren gevisualiseerd worden. Het volledige object kan weergegeven worden, maar het is ook mogelijk om virtuele doorsneden te maken, of om bepaalde componenten transparant te maken en andere opaak. Informatie over de vorm en grootte van de objecten kan kwantitatief bepaald worden (Cnudde, 2011 b). c) Parameters CT laat toe om heel wat kwantitatieve informatie over de objecten in het bestudeerde voorwerp te berekenen. Allereerst moeten de objecten door segmentatie uit het voorwerp (of het volume of interest) geselecteerd worden, om vervolgens in de groep van foreground voxels ondergebracht te worden. De rest van het voorwerp bestaat dan uit background voxels. Indien de objecten waarover gegevens verzameld moeten worden, poriën zijn, kan de totale porositeit bijvoorbeeld relatief eenvoudig berekend worden door het aantal foreground voxels te delen door het totale aantal voxels in het volume of interest. Voor het bepalen van extra parameters, zijn nog een aantal tussenstappen nodig. Zo zal het, na het labellen van de objecten, mogelijk zijn om de open porositeit te bepalen. De open porositeit omvat alle objecten (of poriën) die in contact staan met de rand van het volume of interest, terwijl de gesloten porositeit alle geïsoleerde objecten beslaat. Om nog andere parameters te berekenen, zullen de objecten die initieel met elkaar verbonden zijn, van elkaar gescheiden moeten worden. De maximale opening bijvoorbeeld is de diameter van de maximale ingeschreven sfeer die in het object past (figuur 3.12.) (Cnudde, 2011 b).
40
Figuur 3.12.: Principe van maximale opening: maximale ingeschreven sfeer (rood) in een object (wit) (Cnudde, 2011 b).
Het totaal volume van een object (of ook wel de poriëngrootte) kan heel eenvoudig berekend worden door het aantal voxels in het object te tellen. Dit wordt echter uitgedrukt als equivalente diameter: de diameter van de sfeer die exact het zelfde volume heeft als het object(Cnudde, 2011 b). d) Doelstelling Zoals in de uitleg hierboven al werd aangehaald, is het mogelijk om met computergestuurde Xstralen (micro-) tomografie tot 3D visualisatie van een voorwerp te komen en op die manier informatie over de samenstelling en morfologie te verzamelen.
3.2. Bespreking van de gebruikte destructieve en niet-destructieve duurzaamheidsproeven 3.2.1. Proef ter bepaling van de vorstgevoeligheid door middel van vorst-dooi cycli a) Inleiding De vries-dooi proef is Europees gestandaardiseerd en is een methode om het effect van vries-dooi cycli op natuursteen in te schatten. De proef kan op twee mogelijke manieren gebeuren, afhankelijk van het beoogde doel. Test A is een technologische test om het effect van vries-dooi cycli op de prestatiekenmerken van de natuursteen in kwestie te achterhalen. Test B is bedoeld als identificatie test. Het principe van de directe vorstproef is dat de proefstukken cycli ondergaan waarbij bevriezing in lucht, en dooi in water plaatsvindt (NBN EN 12371:2010). De proef heeft wel enkele nadelen. Een eerste daarvan is dat de uitvoering van de proef volgens de norm niet alleen verwering als gevolg vries-dooi cycli veroorzaakt, maar dat er ook schade kan optreden als gevolg van veranderingen in temperatuur en vochtgehalte. Aangezien de temperatuur in de klimaatkast relatief gezien zeer snel daalt, zijn de proefstukken gevoelig voor thermische shock en kunnen er microscheuren ontstaan. Deze kunnen door ijskristallisatie verder uitgroeien waardoor vorstschade zich op die manier veel eerder kan voordoen dan verwacht (Ruedrich et al., 2010). Daarnaast simuleert de vorstproef die in deze thesis gebruikt wordt, zeer ongunstige omstandigheden. Zo wordt de steen tijdens dooi volledig ondergedompeld in water, hoewel zoiets zich in de praktijk niet zo vaak voordoet. Daardoor zullen de stenen een hogere waterverzadiging hebben dan normaal, en gevoeliger zijn voor vorstschade (Ingham, 2005). Verder wordt er in de vorstproef een belangrijk deel van het vorstverhaal niet gesimuleerd: het water in de proefstukken krijgt niet de kans om op te drogen. Nochtans krijgt een groot deel van de gebruikte stenen in een constructie meestal de kans om te drogen en op die manier een significante hoeveelheid water uit het poriënnetwerk te verwijderen. Enkel bij stenen die in een constructie continu aan vochtige omstandigheden blootgesteld staan (vb. opstijgend grondwater), zal de afwezigheid van droogtijd 41
tijdens de vorstproef in overeenstemming zijn met de realiteit (WTCB, 2008). Verder vind er aan alle zijden van het proefstuk een zeer snelle bevriezing plaats. In de praktijk verloopt dit echter meestal wat trager en zal dit in gebouwen meestal maar aan een of twee zijden van de steen plaatsvinden. In de vorstproef zal volumetrische expansie van ijs door de snelle bevriezing van buitenaf daarom een veel belangrijkere rol spelen dan in de praktijk meestal het geval is (Walder & Hallet, 1986; Tharp, 1987; Matsuoka & Murton, 2008). Bovendien is het mogelijk dat onbevroren, weggestuwd water moeilijker uit het gesteente kan migreren: hierdoor blijft de hoge verzadigingsgraad in het proefstuk behouden en kunnen er hydraulische drukken ontstaan (Ingham, 2005). Voorts kan ook de monstergrootte een probleem vormen: tussen de kleine proefstukken in de vorstproef en de grote dimensiestenen die in constructies worden gebruikt, kunnen er voor eenzelfde steensoort grote verschillen bestaan voor wat betreft de mate en wijze van verwering (Ingham, 2005). Al deze nadelen, kunnen in de meeste gevallen tot een onderschatting van de vorstbestendigheid leiden. Anderzijds wordt er in de proef geen rekening gehouden met de zware lasten waaraan de steen in constructies onderworpen kan worden. In hoofdstuk 2 is namelijk gebleken dat breuken bij lagere spanningen kunnen propageren wanneer de steen een lading moet dragen (Tharp, 1987). De afwezigheid van een last kan dus voor een lichte overschatting van de vorstbestendigheid zorgen. b) Norm NBN EN 12371:2010. Beproevingsmethoden voor natuursteen – Bepaling van de vorstbestandheid. c) Doelstelling Het is de bedoeling om te evalueren of de opstelling en het verloop van de proef representatief zijn voor natuurlijke schadefenomenen door vorst. Indien dit het geval is, zouden stenen die bijvoorbeeld in de natuur als vorstgevoelig bekend staan, tijdens de proef vrij snel veranderingen in fysische eigenschappen moeten vertonen. Vorstbestendige stenen zouden de proef min of meer onbeschadigd moeten doorkomen. Een tweede doel is om de invloed van zwaktezones (flaws) op de vorstgevoeligheid en op de wijze van verwering te achterhalen. Zwaktezones in proefstukken kunnen namelijk sneller gaan verweren of als oorsprong voor breuken of desintegratie fungeren. Om de realiteit zo goed mogelijk na te bootsen, is het dus belangrijk dat proefstukken met zwaktezones niet uit de vorstproef geweerd worden. Vorstproeven waarin enkel proefstukken worden gebruikt die geen zichtbare flaws bevatten, zijn enkel belangrijk om het effect van variaties in monstergrootte of variaties in temperatuur en vocht in te schatten (Nicholson & Nicholson, 2000). d) Methode Zoals hierboven werd aangehaald, bestaat er een technologische test (test A) en een identificatie test (test B). In deze masterproef is het de bedoeling om het effect van vries-dooi cycli op de eigenschappen en prestaties van proefstukken te bepalen, en dus wordt er volgens test A gewerkt. Na een vooraf bepaald aantal cycli (14, 28, 56, 84, 140 en 164 cycli) wordt een deel van de proefstukken onderworpen aan karakteriseringsproeven. Vanwege het uitvoeren van een drukproef wordt geopteerd voor kubische proefstukken (NBN EN 12371:2010). De vries-dooi cycli worden uitgevoerd in een klimaatkast van het merk Weiss (type CONSTANT-KLIMA - serie WK 3/0 (VCO)). Hierin kan de temperatuur manueel of automatisch geregeld worden om de vries-dooi cycli te sturen binnen een grens van ± 2 °C. Hiervoor wordt een thermokoppel gebruikt dat in een van de specimen bevestigd wordt (NBN EN 12371:2010). 42
Bij de proefstukken moet eventuele initiële defecten en onregelmatigheden (vb. afgebroken hoeken) gemarkeerd worden, zodat deze later niet geïnterpreteerd zouden worden als vorstschade. Na het aanbrengen van de markeringen moeten alle proefstukken gedroogd worden tot een constante massa Md0. Vervolgens kan begonnen worden met het verzadigen van de monsters door ze (op een afstand van minstens 15 mm van elkaar) in een container te plaatsen en progressief onder te dompelen in water. Eerst zal er water met een temperatuur van (20 ± 10)°C tot halverwege de hoogte van de specimens toegevoegd worden. Na (60 ± 5) min wordt er nog eens water toegevoegd totdat het waterniveau een hoogte bereikt van ¾ van de hoogte van de specimen. Na nog eens (60 ± 5) min worden de specimen volledig ondergedompeld tot het wateroppervlak zich (25 ± 5) mm boven de specimen bevindt. Na een periode van (48 ± 2) h onderdompeling Foto 3.8.: Klimaatkast (Weiss mogen de waterverzadigde monsters in de klimaatkast geplaatst type CONSTANT-KLIMA - serie WK 3/0 (VCO). worden. Tussen de proefstukken moet er zich minstens 10 mm ruimte bevinden en 20 mm tot de wand van de vorstkamer. Het referentiemonster waarmee de temperatuur gemonitord zal worden, komt in het midden van de opstelling (NBN EN 12371:2010). Vanaf dan is de voorbereiding afgewerkt en kan de eigenlijke vorstproef van start gaan. Een vriesdooi cyclus bestaat uit een vorstperiode die 6 h duurt, en een dooiperiode die eveneens 6 h duurt. Het dooien gebeurt in water, zodat de steen altijd verzadigd is met water bij het begin van de volgende vorstperiode. De vorstperiode zelf gebeurt steeds in droge omgeving. De cycli worden weergegeven in tabel 3.1. (NBN EN 12371:2010). De minimumtemperatuur bedraagt ongeveer -12 °C. Dergelijke temperaturen zijn voldoende laag om het water in poriën die groter of gelijk zijn aan 0,005 µm te doen bevriezen (figuur 2.5.) (Ruedrich et al., 2010). De temperatuursvariatie die tijdens deze proef kan optreden, moet evenwel beperkt blijven tot een zeker bereik van temperaturen binnen de zone in figuur 3.13. Men gebruikt een bereik en niet één enkele temperatuur, omdat er verschillende afkoelings-, bevriezings- en dooisnelheden zullen zijn voor de verschillende steensoorten als gevolg van de verschillen in schijnbare densiteit, porositeit en waterabsorptie (NBN EN 12371:2010). Tabel 3.1.: Overzicht van een vries-dooi cyclus (NBN EN 12371:2010).
43
Figuur 3.13.: Toegelaten temperatuursvariatie (NBN EN 12371:2010).
De proefstukken worden in twee gevallen uit de klimaatkast gehaald. Een eerste geval is wanneer een vooraf bepaald aantal cycli bereikt wordt. In de masterproef werden er van elke steensoort telkens 4 proefstukken uit de klimaatkast gehaald na 14, 28, 56, 84, 140 en 164 cycli. Het andere geval doet zich voor wanneer de proefstukken volgens bepaalde criteria te grote schade hebben opgelopen. Eén van die criteria is de visuele inspectie van alle zijden en randen van de proefstukken, waarbij het gedrag van de steen beoordeeld kan worden op een schaal van 0 tot 4 (NBN EN 12371:2010): 0: Het proefstuk is intact. 1: De vries-dooi cycli hebben voor weinig schade (zoals afronding van hoeken en randen) gezorgd, zonder dat daarbij de integriteit van de steen werd aangetast. 2: Er heeft/hebben zich een of meerdere breuken gevormd (breedte 0,1 mm) of er zijn kleine fragmenten losgekomen (elk fragment 30 mm²). 3: Er heeft/hebben zich een of meerdere breuken gevormd, of er zijn fragmenten losgekomen die groter zijn dan de breuken en fragmenten uit de vorige klasse. Er kan ook verwering van materiaal in aders plaatsgevonden hebben, of het specimen toont belangrijke tekenen van loskomende korrels of van oplossing. 4: Het proefstuk heeft grote breuken, of is in twee of meer grote stukken gebroken, of is gedesintegreerd. Wanneer de proefstukken een beoordeling 3 krijgen tijdens visuele inspectie, zal het aantal cycli genoteerd worden. Normaal gezien zouden ze dan ook uit de klimaatkast gehaald moeten worden,
44
maar in het kader van deze thesis was het interessant om de proef verder te zetten om zo zwaktezones en hun evolutie beter te kunnen bestuderen. Wat in de norm niet vermeld wordt, is dat de identificatie eigenschappen na elke reeks van afgewerkte vries-dooi cycli opnieuw gemeten kunnen worden zodat eventuele veranderingen aan het licht komen. Indien de karakteriseringproeven die voor de start van de vorstproef werden uitgevoerd, verschillende resultaten leveren na de vorstproef, kan dit immers wijzen op vorstverwering. Op die manier kan microscopische en/of interne schade die met het blote oog niet zichtbaar is, toch opgemerkt worden. In deze thesis zullen hiervoor de verandering in massa, open porositeit, geluidsvoortplantingssnelheid, waterabsorptie en druksterkte getest worden in functie van het aantal doorlopen cycli. 3.2.2. Proef ter bepaling van de vorstgevoeligheid door middel van onrechtstreekse methodes Naast de directe vorstproef bestaan er talloze (al dan niet verouderde) indirecte proeven om de vorstgevoeligheid van natuursteen in te schatten. Waar er bij de directe vorstproef soms vreemde resultaten bekomen worden, blijkt er tussen historische informatie en de resultaten van indirecte methodes meestal een goede overeenkomst te bestaan (Ingham, 2005). In wat nu volgt zullen er hiervan een tweetal besproken worden die in deze masterproef gebruikt zullen worden. 3.2.2.1. Verzadiginscoëfficiënt of Hirschwald coëfficiënt a) Inleiding De verzadigingscoëfficiënt of coëfficiënt van Hirschwald is een indirecte manier om een idee te krijgen van de vorstgevoeligheid van natuurstenen die verzadigd door onderdompeling onder atmosferische druk. Men baseert zich hierbij op de rol van de toegankelijkheid van de poriën. Daarom zullen de waterabsorptie onder atmosferische druk en onder vacuüm beschouwd worden. b) Norm Er wordt gebruik gemaakt van twee vooraf besproken normen: NBN EN 1936:2006. Natural stone test methods - Determination of real density and apparent density, and of total and open porosity. NBN EN 13755:2008. Natural stone test methods – Determination of water absorption at atmospheric pressure. c) Doelstelling Het doel van deze proef is om op een niet-destructieve manier een idee te krijgen van de vorstgevoeligheid van de te onderzoeken steensoorten, op basis van hun waterabsorberende eigenschappen. d) Methode De Hirschwald of verzadigingscoëfficiënt is de verhouding van het volume water dat opgenomen wordt na 24 of 48h onderdompeling bij atmosferische druk Pv (vol%) tot het volume water dat opgenomen wordt onder vacuüm Pa (vol%). Pv stelt dus eigenlijk het volume gemakkelijk toegankelijke poriën voor, terwijl Pa de open porositeit po voorstelt en dus zowel de gemakkelijk als 45
de moeilijk toegankelijke open poriën omvat (zie sectie 3.1.2.). Eenmaal Pv en Pa voorhanden zijn, wordt de Hirschwald coëfficiënt m.b.v. volgende formule berekend: Hirschwald coëfficiënt = (Camerman, 1957). In theorie geldt dat stenen waarvan meer dan 90% van de poriën met water gevuld kunnen worden door eenvoudige onderdompeling (of dus een verzadigingscoëfficiënt groter dan 0,90 hebben), er te weinig niet gevulde poriënruimte zal overblijven om kristalgroei tijdens bevriezing te kunnen accommoderen. Dergelijke natuurstenen worden vriesbarstig genoemd. Uiteraard zijn stenen waarvan minder dan 90% van de poriën met water gevuld zijn, niet vriesbarstig. In de praktijk blijkt echter dat dit percentage een tiental procent lager ligt. Stenen met een verzadigingscoëfficiënt kleiner dan 0,75 zijn normaal gezien vorstvrij, terwijl stenen met een verzadigingscoëfficiënt groter dan 0,85 meestal vriesbarstig zijn. Als 75 tot 85% van de poriënruimte uit gemakkelijk toegankelijke poriën bestaat, bevindt de natuursteen zich in een onzekerheidszone (Camerman, 1957). Alhoewel deze manier van werken niet helemaal nauwkeurig is, is het volgens de bevindingen van Camerman (1957) toch al vrij betrouwbaar gebleken voor constructies in België, zo ook voor een viertal van de in deze thesis onderzochte witstenen (zie tabel 3.2.). De Euville, Massangis Roche Jaune, en Savonnières zijn vorstvrij gebleken na waarnemingen in constructies, wat in overeenstemming is met hun verzadigingscoëfficiënt die kleiner is dan 0,75. De Massangis Roche Claire heeft een Hirschwald coëfficiënt groter dan 0,85, wat het normaal gezien vorstgevoelig zou moeten maken. Dit blijkt in de waarnemingen inderdaad het geval te zijn (Camerman, 1957). Ook in deze thesis zal nagegaan worden of de Hirschwald coëfficiënt een goede indicatie is voor vorstgevoeligheid. Tabel 3.2.: Verzadigingscoëfficiënten en observaties door Camerman (Camerman, 1957).
Steensoort
Verzadigings-coëfficiënt
Euville Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Savonnières
0,58 0,89 0,58 0,55
Vastgestelde vorstgevoeligheid in de constructies Vorstbestendig Vorstgevoelig Vorstbestendig Vorstbestendig
Deze methode kan niet gebruikt worden indien de onderzochte natuurstenen een waterabsorptie hebben die kleiner is dan 2 tot 3 %. Experimentele fouten van de grootte-orde van een decimaal hebben hier immers een relatief grote invloed op de uiteindelijke waarde van de waterabsorptie bij onderdompeling, en dus ook op de Hirschwald coëfficiënt. Bij stenen die heel weinig poreus zijn, blijkt bovendien dat vorstverwering niet zozeer veroorzaakt wordt door expansie van ijs tijdens vriesdooi cycli, maar eerder door spanningen die voortkomen uit krimp en warmte-uitzetting (Camerman, 1957). In Frankrijk gaat men op een andere manier te werk. De verzadigingscoëfficiënt, die daar ook wel de waterabsorptiecoëfficiënt wordt genoemd, wordt uitgezet t.o.v. de open porositeit (figuur 3.14.). In deze grafiek bestaan er vier zones, waarvan de grenzen vastgelegd werden op basis van experimenteel werk en ervaring van deskundigen. Elke zone geeft aan of een steensoort bestand is tegen vorstverwering wanneer het in een bepaalde toepassing wordt gebruikt. In zone 1 zullen 46
voornamelijk vorstbestendige stenen plotten die in tal van toepassingen gebruikt kunnen worden. In zone 4 daarentegen zullen de vorstgevoelige stenen te vinden zijn, die enkel in de vlakke delen van een façade redelijk duurzaam zullen zijn (CATED, 1980).
Figuur 3.14.: Verzadigingscoëfficiënt ten opzichte van de open porositeit (CATED, 1980). Zone 1: Verhoging (elévation), rejaillissement, bandeau, goot, balkon, sokkel, kom, pijler in rivieren, buitenbevloering (tegels), waterspuwer. Zone 2: Verhoging (elévation), rejaillissement, bandeau, goot, balkon, sokkel, kroonlijst van een borstwering, grondslag/grondmuur. Zone 3: Verhoging (elévation), rejaillissement, bandeau, goot. Zone 4: Verhoging (elévation).
3.2.2.2. GC-coëfficiënt a) Inleiding De Hirschwald coëfficiënt kijkt dus naar de verhouding tussen waterabsorptie door onderdompeling t.o.v. open porositeit. De oude Belgische norm voor het testen van de vorstbestandheid (NBN B 27010) maakt gebruik van een andere indirecte methode als indicatie voor de vorstbestandheid: de GCcoëfficiënt of het GC-criterium, waarbij GC een afkorting is voor gélivité basée sur capillarité. De GCcoëfficiënt is een cijfer dat aangeeft wat het waterimpregnatievermogen of wateropnamevermogen, en tevens de mogelijke vorstbestandstanheid van een steensoort is (Dusar et al., 2009). Deze techniek is echter ietwat in onbruik geraakt en wordt niet meer in de recentere versies van de Technische Voorlichting (228) van het WTCB opgenomen (WTCB, 1997).
47
b) Norm De GC-coëfficiënt kan bepaald worden volgens de norm voor keramische producten: NBN B 27-010:1983. Keramische producten voor wand- en vloerbekleding; Vorstbestendigheid; Vermogen tot wateropslorping door capillariteit. In deze masterproef zal echter volgens de uitleg in de (verouderde) Technische Voorlichting 205 (TV_205) van het WTCB gewerkt worden. Twee proeven die uitgevoerd zullen moeten worden, zijn deze ter bepaling van de open porositeit en van de waterabsorptie door capillariteit. Hiervoor worden volgende normen gebruikt: NBN EN 1936:2006. Natural stone test methods - Determination of real density and apparent density, and of total and open porosity. EN 1925:1999. Natural stone test methods – Determination of water absorption coefficient by capillarity. c) Doelstelling Het doel van deze proef is om op een niet-destructieve manier een idee te krijgen van de vorstgevoeligheid van de te onderzoeken steensoorten, op basis van hun waterabsorberende eigenschappen. d) Methode De gegevens die men nodig heeft om de GC-coëfficiënt te berekenen, worden eigenlijk al bekomen via de proeven die in secties 3.1.2. en 3.1.4. werden besproken. Het enige waar rekening mee moet gehouden worden is dat de proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit 14 dagen moet duren. In principe mag de proef dus niet gestopt worden als voldaan wordt aan de voorwaarde die in sectie 3.1.4. werd vermeld, meer bepaald dat de proef is afgelopen wanneer het verschil tussen twee opeenvolgende metingen niet groter is dan 1% van de massa van het water dat door het proefstuk geabsorbeerd werd (WTCB, 1997). Voor elke meting die in de capillariteitproef wordt uitgevoerd, zal de ratio genomen worden van de geabsorbeerde hoeveelheid water door capillariteit (g) t.o.v. de geabsorbeerde hoeveelheid water bij onderdompeling onder vacuüm (g). Dit is de relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%), en zal uitgezet worden tegenover de vierkantswortel van de tijd in minuten. De grafiek die hiermee bekomen wordt, kan twee gedaantes aannemen. Ofwel een grafiek met twee rechten, waarbij de eerste rechte steiler is dan de tweede (figuur 3.15.), ofwel een grafiek met maar een rechte (figuur 3.16.) (WTCB, 1997).
48
Figuur 3.15.: Grafiek met twee rechten (WTCB, 1997).
Figuur 3.16.: Grafiek met een rechte (WTCB, 1997).
Om de GC-coëfficiënt te berekenen, zijn er twee verschillende formules. Welke van de twee gebruikt moet worden, zal volledig afhangen van welke grafiek geplot wordt. Indien de grafiek twee rechten bevat (figuur 3.15.), dan is GC = -14,53 - 0,309 α + 0,203 S, waarbij α gelijk is aan de helling van de eerste rechte en S gelijk is aan de relatieve waterabsorptiegraad S in het snijpunt van de twee rechten. Indien de grafiek slechts uit een rechte bestaat (figuur 3.16.), dan is GC = -6,35 + 21,473 α, waarbij α gelijk is aan de helling van de enige rechte (WTCB, 1997). Eenmaal de GC-coëfficiënt berekend is, kan een steensoort ondergebracht worden in een bepaalde vriesbarstigheidsklasse. In tabel 3.3. staan enkele stenen afgekort opgelijst (A-E). Door onderzoek is hun vorstgedrag en GC-coëfficiënt bepaald kunnen worden. Op basis van deze tabel zou het vorstgedrag van een steen dus eventueel voorspeld kunnen worden indien de GC-coëfficiënt gekend is. Stenen met een zeer negatieve GC-coëfficiënt zouden dus zeer vorstbestendig zijn, in tegenstelling tot stenen met een positieve GC-coëfficiënt. Het dient wel onderstreept te worden dat dit slechts een informele mogelijkheid tot kwantificeren is (Dusar et al., 2009). 49
Tabel 3.3.: Informele classificatie van de vorstgevoeligheid op basis van GC-coëfficiënten (Dusar et al., 2009).
Steenaanduiding A B C D E
Vorstgedrag Zeer vorstbestendig Vorstbestendig Middelmatig vorstbestendig Weinig tot niet-vorstbestendig Niet-vorstbestendig
GC-coëfficiënt -6,84 tot -3,93 -1,50 +1,59 +2,00 +2,57
3.3. Materialen Voor deze studie werd geopteerd om de lithologische variatie te beperken tot kalksteentypes die in België en/of omstreken gebruikt zijn als bouwsteen en onder de algemene noemer ‘witsteen’ vallen. Meer specifiek werd gekozen voor een zandige kalksteen, een crinoïdenkalksteen, een oölitische kalksteen, een bioklastische foraminiferenkalksteen en een bioklastische kalksteen met dolomitisatie en dedolomitisatie. 3.3.1. Witstenen De term ‘witstenen’ is een eerder technische dan geologische benaming voor witachtige kalk/zandstenen met een lichtgele, beige of grijze tint. Na een bepaalde periode in open lucht te hebben vertoefd, krijgen ze meestal een heldere patina (Camerman, 1957). De ontginning gebeurt in de postpaleozoïsche deklagen van o.a. Vlaanderen en het Bekken van Parijs: deze lagen hebben een minder hoge graad van compactie en verkitting ondergaan dan oudere lagen. Daarom is hun druksterkte lager en porositeit hoger dan die van kalkstenen uit het Paleozoïcum. Sommige witsteensoorten kunnen zeer resistent zijn tegen vries-dooi processen door de vorming van een beschermende calciethuid (of calcin). Indien de witsteensoorten toch vorstgevoelig zijn, kan de steen sterk verzwakt raken in een omgeving waar de lucht verontreinigd is (WTCB, 1997). Om de tekst vlot leesbaar te houden, zal de naam van de besproken steensoort meestal niet volledig uitgeschreven staan. Euville Marbrier wordt dan bijvoorbeeld Euville, en Massangis Roche Jaune wordt Massangis RJ. 3.3.2. Geologische setting en herkomst 3.3.2.1. Vlaamse witstenen In België en Nederland zijn er drie witstenen die in zeer grote hoeveelheden ontgonnen zijn voor gebruik in de Lage Landen. Deze zijn de Maastrichtersteen, de Gobertange steen en de Ledesteen (Camerman, 1957). a) Ledesteen of Balegemse steen Ledesteen wordt op sommige plaatsen in de 6 tot 12 meter dikke Formatie van Lede gevonden. Deze zandige kalksteen werd ± 46 Ma geleden gevormd tijdens het Lutetiaan (midden-Eoceen). Het zand in de Formatie van Lede wordt het Zand van Lede genoemd en bevat fijne, licht grijs-gele, fossiel- en kalkhoudende zanden en zandstenen (Dusar et al., 2009). Het werd afgezet na transgressie vanuit het noordwesten (Cnudde et al., 2009a). In de ondiepe, warme zee die toen bestond, werd het Zand van Lede afgezet op een versteende basislaag, bestaande uit herwerkt(e) kwartsgrind, steenfragmenten 50
en haaientanden. De kalkrijkere banken van de Formatie van Lede waren destijds gekoloniseerd door kokerwormen en lagen een beetje hoger dan zeebodem. Door deze verheven ligging hadden stormgolven er vrij spel: kalkskeletten werden opgebroken en het fijne zand en slib werden gescheiden van grovere bioklasten. De tempestietlagen die op deze manier gevormd werden, bestaan uit fossielgruis en hebben een dikte in de orde van enkele centimeters tot decimeters. Afwisselend hiermee komen meer fijnkorrelige banden met een gelijke dikte voor. Een veel voorkomend mineraal in het Eoceen dat ook in de Ledesteen gevonden kan worden, is glauconiet (Dusar et al., 2009). Dit is een kalium-ijzer houdend silicaat dat gevormd wordt in mariene wateren waar trage sedimentatie plaatsvindt (restricted environments). Belangrijk zijn de lokaal reducerende omstandigheden (vb. als gevolg van een belangrijk aandeel organisch materiaal) om te voorkomen dat er oxidatie van ijzer zou plaatsvinden. Eenmaal gevormd, kunnen deze kleimineralen samenkitten tot detrietische korrels die transport en sortering kunnen ondergaan (Krumbein & Sloss, 1963). Na afzetting van de Formatie van Lede werd de gelaagdheid nagenoeg volledig uitgewist als gevolg van intense bioturbatie. Daarnaast werd het aragonietisch (en dus bijgevolg ook instabiel) schelpenmateriaal van de kalkrijke tempestietbanken opgelost door zoetwaterinfiltratie tijdens lage zeespiegelstanden. Dit opgelost CaCO3 diende dan weer als kalkcement voor de vorming van drie (of meer, afhankelijk van de locatie) verharde banken (Dusar et al., 2009). Tenslotte hebben er zich in sommige delen van de banken Liesegangen ontwikkeld. Dit zijn ritmische precipitatie patronen bestaande uit hematiet of limoniet, die in 1896 voor het eerst in een wetenschappelijk werk werden beschreven door R.E. Liesegang. Ze worden voornamelijk gevormd tijdens epidiagenese, wanneer de formaties worden opgeheven, en er een langdurige meteorische influx plaatsvindt. De precipitatie vindt plaats in joints en poreuze media, waardoor respectievelijk planaire en omnidirectionele tot concentrische patronen ontstaan (Larsen & Chilingar, 1983). Liesegangen ontstaan als gevolg van afwisseling tussen oplossing, zodat er diffusie van ionen kan plaatsvinden, en oververzadiging, zodat er nuclei van ijzeroxides gevormd worden en beginnen te precipiteren. De ionen in kwestie zijn opgelost Fe2+ en O2, en zijn afkomstig van twee verschillende bronnen. Immers, Fe is enkel mobiel onder de vorm van Fe2+, en moet dus afkomstig zijn van een anoxische bron, terwijl het zuurstof van een oxische bron komt. Bij precipitatie zal de concentratie van beide bestanddelen dalen. Op een bepaald moment zal er een tekort zijn aan één van de twee bestanddelen, en slaat er geen hematiet of limoniet meer neer. De concentratie zal dan geleidelijk terug de kans krijgen om te stijgen door aanvoer via diffusie, totdat het poriënwater weer oververzadigd is en er weer ijzeroxiden kunnen precipiteren (Berner, 1980). De Formatie van Lede wordt gevonden in een groot gebied tussen Gent, Mechelen, Leuven, Brussel en Oudenaarde (paarse vlek in figuur 3.17.) (Dusar et al., 2009).
51
Figuur 3.17.: Verspreiding van de verschillende Meso- en Cenozoïsche gesteenten in Vlaanderen en omstreken. De Ledesteen wordt gevonden in het paarse gebied (Dreesen & Dusar., 2004).
In de Zuid-Vlaamse heuvelrij (in de Vlaamse Ardennen) wordt een ontkalkte versie van de Formatie van Lede gevonden, waardoor er hier geen Ledesteen aanwezig is (Dusar et al., 2009). Bescherming tegen ontkalking door bovenliggende, moeilijk doordringbare lagen (vb. Tertiaire klei van Asse of Quartaire leem) is een vereiste voor het voorkomen van deze natuursteen (Cnudde et al., 2009a). Ontginning van de Ledesteen vond vroeger plaats in onder meer Lede, Meldert, Bambrugge, Vlierzele en Oosterzele. Vooral in het gebied tussen Schelde en Dender werd de steen het meest geëxploiteerd. In het westen van Brabant is er waarschijnlijk exploitatie geweest in Dilbeek, Hekelgem, Jette en Grimbergen. Tussen Brussel en Gent gebeurde de ontginning in open zandgroeves. Tegenwoordig is er nog een actieve open groeve in Balegem: Balegro bvba. Hier zijn drie, soms samengesmolten, steenbanken met een dikte van 0,4 m beschreven. De zeer poreuze buitenkant van de banken is evenwel niet geschikt als bouwsteen. Na “wegschillen” van dit zachte, poreuze gedeelte zullen afgewerkte blokken een dikte hebben tussen 0,20 en 0,25 m (naast een lengte van 0,5 - 1,5 m en een breedte van 0,4 - 1,0 m). Tussen Brussel en Leuven gebeurde de ontginning (net zoals de Brusseliaanse steen) afhankelijk van het reliëf in ondergrondse of open groeves. De diktes van afgewerkte stenen hier ligt tussen 0,15 en 0,20 m (Dusar et al., 2009). In deze regio wordt echter een variant van de Ledesteen ontgonnen: de Lakense steen (Cnudde et al., 2009a). 3.3.2.2. Franse witstenen De Franse witstenen zijn een verzamelnaam voor verschillende mariene kalksteenvariëteiten, gevormd tijdens het Meso- of Cenozoïcum en afkomstig uit het Bekken van Parijs (Cnudde et al., 2009a). Het ontstaan van het Bekken van Parijs begon door rifting tijdens het Perm en Trias (na de Hercynische orogenese) als gevolg van rekbewegingen tussen 3 blokken: de Ardennen, het Armoricaanse blok, en het Arverne-Vogezen blok. De subsidentie die hierdoor ontstond, duurde tot aan het Laat-Jura. Waar de sedimentatie in het Laat-Trias nog continentaal was (Tolboom et al., 2012), werd tijdens het Jura een eerste sedimentaire megasequentie van mariene carbonaatplatformen afgezet (Megnien et al., 1980), bestaande uit grote plateaus met koraalriffen aan de rand. Aan het einde van het Jura was er een relatieve zeespiegeldaling zodat er afzetting van 52
ondiep-mariene sedimenten plaatsvond (Cnudde et al., 2009a). Nadien volgde een lange periode van emersie, totdat een tweede cyclus aanving aan het einde van het Vroeg-Krijt: de grote Meso-Krijt transgressie. De sedimentatie die tijdens deze twee cycli plaatsvond, werd steeds gecontroleerd door de relatieve beweging van de drie eerder vernoemde blokken t.o.v. elkaar. Tegen het einde van het Krijt begon een eerste tektonische fase die werd verder gezet in het Paleoceen. Nadien volgden nog verscheidene andere episodes, deels als gevolg van lokale epirogenetische bewegingen, en deels door druk- of rekspanningen die veroorzaakt werden door de Alpijnse en Pyreneese gebergtevorming. Hierdoor nam de graad van subsidentie meer en meer af totdat dit proces in het Mioceen uiteindelijk stopte (Megnien et al., 1980). De uiteindelijke maximumdikte van dit traag subsiderende, continentale bekken is 3000 m (Einsele, 2000). Tektonische vervorming is doorheen de geschiedenis van het bekken echter altijd achterwege gebleven. De gesteenten zijn dus niet geplooid geweest en bevatten geen breukvlakken of diaklazen. Die afwezigheid van fragmentatie maakt het daarom mogelijk om grote steenblokken te ontginnen (Camerman, 1957). Camerman vergelijkt het Bekken van Parijs in zijn huidige vorm met een zeer grote, ondiepe kuip met een onregelmatige omtrek. De verschillende steenlagen zijn een stapel ondiepe kommen met afnemende diameters die in elkaar passen. Dit heeft tot gevolg dat oudere (Mesozoïsche) lagen eerder aan de rand van het bekken dagzomen. De jongere, Cenozoïsche lagen komen meer naar het centrum van het bekken toe aan het oppervlak. Tegenwoordig wordt het bekken begrensd door het Armoricaans massief in het westen, het Centraal massief in het zuiden, de Vogezen in het oosten en de Ardennen en het LondenBrabant massief in het noorden (figuur 3.18.) (Cnudde et al., 2009a).
Figuur 3.18.: Geologische kaart van het Bekken van Parijs en de omliggende massieven (naar Delay et al., 2008).
53
Figuur 3.19.: Geologische kaart van Frankrijk, met o.a. het Bekken van Parijs en alle ontginningsplaatsen van de Franse witstenen die in deze thesis onderzocht worden (naar Dreesen et al., 2012).
a) Massangis De carbonaatsedimentatie was al een tijd aan de gang, toen 167,7 tot 164,7 Ma geleden de Oolithe Blanche afgezet werd (Tolboom et al., 2012). Dit kalkrijk, 20 tot 60 m dik pakket sedimentaire gesteenten op de zuidoostrand van het Bekken van Parijs (figuur 3.19.) bevat oöiden en bioklasten, en werd afgezet in een ondiep marien milieu. De Oolithe Blanche vormt een onderdeel van het Bourgondische Platform dat zich uitstrekt van de Jura tot het centrum van het bekken van Parijs. Hier heerste een woelig afzettingsmilieu, wat resulteerde in onregelmatige laagvlakken en onderwaterduinen. Dit stond in contrast met de rest van het Bekken van Parijs waar de zee veel dieper, en de zeebodem bijgevolg veel kalmer was: afzetting van mergel was hier dus niet ongewoon (Dusar et al., 2009). Het onrustige afzettingsmilieu van het Bourgondische Platform was ideaal voor de vorming van de oöiden waaruit de Oolithe Blanche bestaat. Deze carbonaatkorrels worden immers gevormd in onrustige waters met sterke bodemstromingen en hoge concentraties aan calciumcarbonaat. Over het algemeen hebben oöiden een detrietische korrel zoals een schelpfragment of een kwartskorrel als nucleus. De cortex omgeeft de nucleus onder de vorm van een of meerdere dunne lagen van fijn calciet of aragoniet (Boggs, 2011). Deze laagjes worden afgewisseld met door algen gevormde laagjes (Tolboom et al., 2012). De mineralogie van de cortex blijkt af te hangen van het CO2 gehalte en de Mg/Ca ratio’s van het zeewater. Meestal worden oöiden gevormd met een cortex van aragoniet, die dan later tijdens diagenese omgezet word tot calciet. Tijdens het Midden-Paleozoïcum en Midden-Mesozoïcum echter werden cortexen rechtstreeks van calciet gemaakt. Dit was het gevolg van de hogere CO2 concentraties en de lagere 54
Mg/Ca ratio’s (Boggs, 2011). De oöiden die tijdens het Jura in de Oolithe Blanche werden afgezet, hadden dus waarschijnlijk een calcietcortex. Nabij het dorpje Massangis komt een steensoort in deze Oolithe Blanche voor die meerdere variëteiten bevat: de Massangis. De post-depositionele geschiedenis heeft een belangrijke rol gespeeld in het ontstaan van deze steen. Tijdens deze periode zijn immers de verschillende variëteiten ontstaan. Eerst was er een periode van algemene dolomitisatie, waarvan de Massangis Roche Claire (of ook nog Liais de Massangis genoemd) het bewijs is. Nadien volgde in sommige zones van de Oolite Blanche een periode van dedolomitisatie. Dit proces gaf ontstaan aan die andere bekende variëteit: de Massangis Roche Jaune (Elsen et al., 2007). Tussen beide variëteiten bestaat er nog een overgangszone met andere variëteiten: de Massangis Roche Jaune Claire, Massangis Roche Claire Nuancée, en Massangis Roche Jaune Nuancée (Cnudde et al., 2009a). De Massangissteen wordt ontgonnen in het dorpje Massangis in het departement Yonne. De dikte van de aangetroffen lagen schommelt hoofdzakelijk tussen de 0,50 en 1,50 m. De ontgonnen blokken hebben meestal een dikte van 1,25 m (dimensie: 3,00 m x 1,25 m x 1,25 m). Tegenwoordig zijn er een drietal groeves in gebruik. Eén daarvan is de grote, open groeve van Vaurion (foto 3.9.), waarin de verschillende Foto 3.9.: Open groeve van Massangis. types Massangissteen voorkomen. Bovenaan wordt de bleke Massangis Roche Claire aangetroffen, gevolgd door een 15m dik pakket met willekeurig verspreide Massangis Roche Claire en Massangis Roche Jaune. De andere twee groeves zijn een kleine groeve, Carrière de la Malpierre, en een grote groeve die een samensmelting is van de groeve van Vaurion en die van Val d’Arion (Dusar et al., 2009). b) Euville Marbrier Een kleine 10 Ma later werd aan de oostrand van het Bekken van Parijs de Formatie van de crinoïdenkalksteen (encriniet of entroquite) van Euville en Lérouville afgezet (figuur 3.19.) (Tolboom et al., 2012). Deze 20 m dikke Formatie vormt een onderdeel van de Oxfordiaankalkstenen van de Maascuesta en heeft een ouderdom van 155,6 Ma (Midden-Oxfordiaan; Laat-Jura). In deze formatie kunnen meerdere gesteentesoorten teruggevonden worden. De Euvillesteen is daar een van en is er aanwezig onder de vorm van afgeplatte, lensvormige kalksteenbanken die tot enkele meters dik kunnen zijn en een scheve gelaagdheid vertonen. De afzetting is ontstaan als een kustparallelle opeenvolging van strandwallen of onderwaterduinen die 10 m dik kunnen zijn. Het materiaal dat hier door zeestromingen en stormen in werd opgehoopt, zijn hoofdzakelijk overblijfselen van stekelhuidigen zoals crinoïden (of ook wel entroques) en zee-egels. Hun skelet viel na afsterven uiteen in verschillende fragmenten. Na opeenstapeling op de bodem van de zee, werd dit materiaal samengekit door microkristallijn calciet. Tijdens diagenese kristalliseerden de skeletdeeltjes van deze stekelhuidigen tot rhomboëdrische calcietkristallen (Camerman, 1957), ook wel calciet-éénkristallen genoemd. Na opeenhoping is de top van de afzetting droog komen te liggen, waardoor cementatie met zoetwatercalciet kon plaatsvinden: dit deel van de Formatie heeft hierdoor een minder goede steenkwaliteit. Een variëteit van de Euvillesteen die in dezelfde formatie gevonden kan worden, is de Lérouvillesteen, die zich van de Euvillesteen onderscheidt door een lagere hardheid (Dusar et al., 2009) en een minder kristallijn calcietcement (Tolboom et al., 2012). 55
Nog in dezelfde Formatie, maar dan 25 km noordelijker, ligt een verwant van de Euvillesteen: de Senonvillesteen. De Formatie van de Encriniet van Euville en Lérouville is hier slechts 5 m dik. In deze streek vond de afzetting initieel plaats in dieper water, resulterend in een meer gevarieerde fossielsamenstelling. Door een relatief hoge sedimentaccumulatie echter nam de zeediepte steeds meer af, totdat een afzettingsomgeving gelijkaardig aan deze bij de Euvillesteen bekomen werd (Dusar et al., 2009). Euville en Lérouville liggen in het departement Meuse aan de Maas, niet ver van het stadje Commercy. De Euvillesteen werd in talrijke grote groeves, zowel in dagbouw als ondergronds, uitgebaat. Tegenwoordig gebeurt de ontginning in de Carrière Communale, 3 km ten noordoosten van Euville (foto 3.10.). De hoogte van de steen varieert tussen de 0,30 en 1,30 m (Camerman, 1957).
Foto 3.10.: De open groeve van Euville (links) (Cnudde et al., 2009a) en de verlaten, ondergrondse groeve van Euville (rechts) (Dreesen et al., 2012).
c) Savonnières demi-fine Niet veel later na de afzetting van de Euville, werd op het einde van het Jura en in dezelfde regio een zuivere, oölitische kalksteen afgezet. Dit is het Lid van de Vacuolaire Oöliet van Perthois, dat een deel is van de Formatie van de Kalksteen van de Plateaus van Barrois. Die Formatie vormt op zijn beurt een onderdeel van de Portlandiaancuesta aan de oostrand van het Bekken van Parijs (figuur 3.19.). De afzetting van deze 100 m dikke Formatie gebeurde in het Portlandiaan (Laat-Jura), zo een 140 Ma geleden. Het Lid van de Vacuolaire Oöliet van Perthois is 6 m dik en is het jongste van de vijf leden van de Formatie van de Kalksteen van de Plateaus van Barrois. Het is dit Lid waarin de Savonnièressteen gevonden kan worden (Dusar et al., 2009). De oöiden in de Savonnièressteen ontstonden in ondiep, helder, goed belucht, subtropisch zeewater. Vervolgens werden ze tijdens stormen opgestapeld in kalkzandbanken en gemengd met schelpengruis. Dit resulteerde in een scheve gelaagdheid. Dit is goed te zien in de schelpengruis- en lumachellenlagen. Na afzetting van het Lid van de Vacuolaire Oöliet van Perthois, losten de oölietkernen vrij snel op, nog voordat zoetwatercementie van het pakket kon optreden. In Brauvilliers echter bleven de oölieten onaangetast, aangezien ze afgeschermd werden door
56
Foto 3.11.: Open groeve van de Savonnièressteen (Cnudde et al., 2009a).
bovenliggende verkiezelde concreties (Dusar et al., 2009). De Savonnièressteen wordt tegenwoordig uitgebaat in de gemeente Savonnières-en-Perthois in het zuidwesten van het departement Meuse, op 30 km van de Maas. Vroeger gebeurde dit in een veel grotere regio, ondergronds weliswaar omdat de goede laag hoogstens 3 m dik is en onder een 20 m dikke bedekking ligt. De blokken die tegenwoordig geproduceerd worden hebben dimensies van 2,50 m x 1,10 m x 1,10 m (Dusar et al., 2009).
d) Noyant Fine Na de tweede grote sedimentatiecyclus tijdens het Krijt, en grote hiaten als gevolg van een tektonische fase tijdens het Paleogeen, nam de sedimentatie in het Bekken van Parijs tijdens het Eoceen weer toe onder de vorm van trans- en regressiecycli (Megnien et al., 1980). Tijdens het Lutetiaan (Eoceen) werden op die manier enkele foraminiferenkalkstenen afgezet (Dreesen et al., 2012). Zo kan in het dorpje Noyant-et-Aconin, 5 km ten zuiden van Soissons en 90 km ten noordoosten van Parijs, in het department Aisne, de Noyantsteen gevonden worden (figuur 3.19.) (Anoniem, 1976). Tegenwoordig gebeurt de ontginning in de groeve van Septmonts. De ontginning van grote blokken gebeurt er 23 meter onder de grond in galerijen die in totaal een lengte van 50 km hebben (foto 3.12.) Foto 3.12.: Ondergrondse ontginning in de groeve van Septmonts (http://www.pierreparis.fr). (http://www.pierreparis.fr). Deze zachte kalksteen wordt ontgonnen in drie banken: een bank van demi roche douce die 3 m dik is, een fossielrijke bank van demi roche éveillée (of ook wel de Banc Grignard) die 1,50 m dik is, en de Banc Royal die 3 m dik is (Anoniem, 1976). In totaal zijn er twee variëteiten die in de groeve van Septmonts worden ontgonnen: de Noyant Roche Demi-Fine en de Noyant Roche Fine. De laatste variëteit wordt in de Banc Franc gevonden en zal in deze thesis onderzocht worden. De grootst mogelijke blokken die ontgonnen kunnen worden, hebben een hoogte van 2,40 tot 2,50 m, een lengte van 1,80 m en een breedte van 1,40 m (Anoniem, 1976). 3.3.3. Gebruik en verspreiding 3.3.3.1. Ledesteen Het gebruik van de Balegemse steen dateert van uit de Romeinse tijd (Cnudde et al., 2009a). Vanaf de intrede van de gotische bouwstijl begon het gebruik van de zandige kalksteen toe te nemen, en dit vooral in kerken, kastelen, stadhuizen en patriciërswoningen (Gullentops & Wouters, 1996). Het absolute hoogtepunt was tijdens de 15e en 16e eeuw, waarbij de Ledesteen dominant in het grootste deel van de gotische en renaissance bouwwerken aanwezig was. Het was de voornaamste bouwsteen in de gebieden ten noorden van de lijn Brussel-Ninove-Oudenaarde-Brugge (West57
Brabant en het toenmalige Graafschap Vlaanderen). Verder werd er een belangrijk deel naar de Nederlandse provincies Zeeland en Holland uitgevoerd. Ten oosten van de lijn Halle-BrusselAntwerpen, maakte men ook gebruik van de Ledesteen, maar gaf men nog vaker de voorkeur aan de Brusseliaan steen. In Limburg (ten oosten van de lijn Leuven-Diest-Geel) domineerde de Maastrichtersteen, en was de Ledesteen volledig afwezig. Vanaf de 19e eeuw zit de Ledesteen, als gevolg van chemische verwering door luchtverontreiniging tijdens de industriële revolutie, over haar hoogtepunt heen en grijpt men tijdens restauratie steeds vaker naar andere natuursteensoorten. Eerst was dit nog de Gobertangesteen, maar later is men overgeschakeld naar Franse en Duitse steen. Tegenwoordig is de Massangis zeer populair bij de vervanging van verweerde Ledesteen (Dusar et al., 2009). 3.3.3.2. Franse witstenen Halverwege de 19e eeuw komt er een massale import van bepaalde Franse witstenen op gang. Deze dienen als vervangsteen voor de verweerde Vlaamse witstenen en ook voor de bouw van nieuwe constructies. Er zijn enkele redenen waarom de import juist rond deze periode zo sterk op gang kwam. Ten eerste werd het transport aanzienlijk makkelijker door de aanleg van kanalen en spoorwegen. Groeves die sinds de tijd van de Romeinen niet meer ontgonnen waren, werden dankzij het verbeterd transport terug in gebruik Tabel 3.4.: Prijzen per kubieke meter voor genomen. Ook voor sommige groeves die verschillende steensoorten afgeleverd op het station van Brussel (Dusar & Nijland, 2012). voordien al aan een bevaarbare waterloop lagen, werd de ontginning pas echt rendabel dankzij transport via het spoor. Een tweede reden voor de toegenomen import was dat er na langdurige ellende (revoluties, Kleine IJstijd, …) een periode van voorspoed aanbrak. De Kleine IJstijd was een koudere periode die in Europa van de 16e tot de helft van de 19e eeuw heeft geduurd. Deze periode ging gepaard met koudere omstandigheden en een wijziging van de atmosferische circulatiepatronen, waardoor verscheidene oogsten mislukten. Een groot deel van de hongersnood, ziektes en toegenomen kindersterfte wordt toegeschreven aan deze Kleine IJstijd (Mann, 2002). Het einde van deze periode, maar ook het verbeteren van opleidingen, het stimuleren van de industrie, een verbeterde communicatie, en de afname van handelsbelemmeringen, zijn de belangrijkste oorzaken van het aanbreken van de voorspoedige periode halverwege de 19e eeuw. De bevolkingstoename en economische ontwikkeling die hiermee gepaard gingen, zorgden voor een nood aan nieuwe gebouwen. Een derde reden is dat de prijzen van de Franse (en andere buitenlandse) stenen, inclusief transportkosten, in staat waren om de concurrentie aan te gaan met de Belgische inheemse stenen (tabel 3.4.) (Dusar & Nijland, 2012). Tenslotte eisten de stijlperiodes in die periode grote blokken, en niet de kleinere exemplaren die de groeves in Vlaanderen
58
voortbrachten. De blauwstenen uit Wallonië voldeden eveneens niet aan deze stijl omdat ze te hard in gebruik waren (Dreesen et al., 2012). a) Massangis Deze steen wordt pas vrij recent in het Vlaamse gewest (behalve in de provincie Limburg) toegepast. Halfweg de 20e eeuw, begon men de Massangissteen als vervanging te gebruiken bij restauraties. Vanaf 1980 werd de steen massaal aangewend voor vervanging van de Ledesteen (Dreesen et al., 2012). Vandaag de dag wordt de Massangis nog steeds gebruikt, maar echter op zo een grote schaal dat de afwisseling en verscheidenheid van natuursteen in de Belgische monumenten eronder begint te lijden (Cnudde et al., 2009a). Architect Karel Breda heeft dit probleem benoemd met de term Massangitis (Dreesen et al., 2012). De redenen van het overmatig gebruik zijn de goede technische kwaliteit, zoals de bestendigheid tegen luchtvervuiling en vries-dooi cycli, alsook de kleur die min of meer overeen zou komen met die van de Ledesteen. In Nederland wordt de Massangissteen slechts sporadisch gebruikt, en in Frankrijk enkel bij vervanging in gebouwen die oorspronkelijk in deze steen werden opgetrokken (Dusar et al., 2009). b) Euville Marbrier Ondanks de ideale ligging van de Euville groeves langs de Maas, werd de Euvillesteen pas vanaf 1870 massaal in België ingevoerd. Eerst en vooral werd deze crinoïdenkalksteen gebruikt in de vele nieuwbouwprojecten die Leopold II bevolen had. Het was vooral onder impuls van zijn architecten Maquet en Giraud dat het gebruik van de Euvillesteen floreerde. De rijke burgerij volgde dit voorbeeld bij de bouw van hun woningen. Verder werd de Euvillesteen als vervanger gebruikt voor de Balegemse steen, ondanks het grote verschil in textuur en patina. Na enkele decennia echter begon de staat van voornamelijk sculpturen en uitkragende elementen aanzienlijk te verslechteren. Dit was het gevolg van verwering door luchtverontreiniging: een proces waarbij het cement wordt aangetast en de crinoïdenstengellidjes vervolgens loskomen (foto 3.13.). Samen met de geringe kwaliteitscontrole in die tijd, zorgde dit ervoor dat de Euvillesteen vaak nog sneller verweerde dan haar inheemse voorgangers. Uiteindelijk begon, na 50 jaar intensief gebruik, de interesse voor de Euvillesteen zienderogen te dalen, en is men uiteindelijk overgeschakeld naar de Massangissteen (Dusar et al., 2009). Foto 3.13.: Voorbeeld van afgebroken, sterk vervuilde Euvillesteen (Cnudde et al., 2009a).
c) Savonnières Demi Fine Het gebruik van de Savonnièressteen gaat terug tot de Gallo-Romeinse periode, toen deze oölitische kalksteen zelfs al geëxporteerd werd naar andere gebieden in het Maasbekken (vb. Tongeren). In België en Nederland kende het gebruik ervan een echte bloei vanaf 1860. Het werd vaak in combinatie met andere steensoorten gebruikt bij de bouw van o.a. openbare en neoromaanse kerkelijke gebouwen. Net als de Euvillesteen, werd het verder ook aangewend voor het vervangen van inheemse witstenen (zoals vb. de Ledesteen). Het is dan ook niet verwonderlijk dat de Euville- en Savonnièressteen de meest gebruikte Franse natuurstenen zijn in België (Dusar et al., 2009). 59
Als gevolg van veranderde constructietechnieken (waarbij bij gevelbekleding een toenemend gebruik van dunne platen uit harder materiaal ten koste ging van de parementsteen), de dominantie van de Massangissteen in de wereld van de restauratie, de beperkte commercialisering, en de hoge duurzaamheid van de nu nog aanwezige Savonnièresstenen in gebouwen, is het gebruik ervan in België enorm afgenomen, en zet men het slechts sporadisch in bij restauratiewerk (Dusar et al., 2009). d) Noyant Fine De ontginning van de Noyant Fine gebeurt vermoedelijk al sinds de 11e eeuw. Het was initieel bedoeld voor de bouw van het kasteel van Septmonts, ten oosten van Noyant-et-Aconin. Later werd deze bioklastische foraminiferenkalksteen aangewend voor huizen, kastelen en kerken. In de 20e eeuw werd de steen ook in Parijs gebruikt voor de bouw van residentiële gebouwen, herenhuizen en zelfs een ministerie. Nu nog steeds bestaan in Parijs en omgeving talrijke residentiële gebouwen uit de Noyant steen (http://www.pierreparis.fr). Over het gebruik in België en Nederland zijn er in de bronnen noch aanwijzingen te vinden dat de Noyant er ooit een belangrijke rol heeft gespeeld, noch aanwijzingen dat de steen er nooit gebruikt zou zijn. Andere stenen uit de (soms zeer) wijde omgeving van Noyant-et-Aconin die tijdens het Lutetiaan in het Bekken van Parijs werden afgezet, zoals de St.-Vaast en de Saint-Leu, werden in de eerste helft van de 19e eeuw dan weer massaal in Brussel gebruikt (Dreesen et al., 2012) en kunnen ook in enkele Nederlandse constructies teruggevonden worden (Tolboom, 2012). Het is dus niet onwaarschijnlijk dat de Noyant in België en Nederland gebruikt is. De verspreiding heeft zich evenwel niet beperkt tot Frankrijk en de Lage Landen. In Japan bijvoorbeeld werd de steen gebruikt voor zowel de façade als het interieur van een hotel-club (http://www.pierreparis.fr).
60
4. Resultaten De gegevens die tijdens de proeven, beschreven in hoofdstuk 3, verzameld werden, alsook de resultaten van de berekeningen die hierop werden uitgevoerd, zijn voor alle individuele proefstukken terug te vinden in de bijlagen B tot en met Q. Bijlage A bevat de afmetingen van de proefstukken. In de bespreking hieronder zullen enkel de gemiddeldes en standaarddeviaties vermeld worden.
4.1. Overzicht gebruikte proefstukken Voor het merendeel van de proeven werden kubussen met dimensies 40 mm × 40 mm × 40 mm gebruikt (tabel 4.1. en foto 4.1.). Deze proefstukken hebben allen dezelfde vorm en grootte om te voorkomen dat er effecten zouden optreden als gevolg van geometrische verschillen (Nicholson & Nicholson, 2000). Elk proefstuk heeft een eigen aanduiding, bestaande uit de eerste letter van de steen en een getal (foto 4.1.). Voor alle proefstukken werden eerst de open porositeit, schijnbare volumieke massa, geluidsvoortplantingssnelheid, waterabsorptie onder atmosferische druk en waterabsorptie door capillariteit bepaald. De druk- en buigsterkte werden tijdens een ander onderzoek op dezelfde steensoorten met gelijkaardige eigenschappen bepaald (De Kock et al., 2012b). Na deze karakteriseringproeven werd de vorstproef gestart, en werden na een bepaald aantal afgewerkte cycli opnieuw dezelfde eigenschappen (op de waterabsorptie onder atmosferische druk en de buigsterkte na), bepaald. Tabel 4.1.: Overzicht van de afmetingen van de proefstukken die in elke proef gebruikt werden.
Proeven -Open porositeit -Schijnbare volumieke massa, -Geluidsvoortplantingssnelheid, -Waterabsorptie, -Capillariteit, -Vorstproef, -Drukproef (na vorstproef) Drukproef (ter karakterisering) Buigproef (ter karakterisering) Computergestuurde X-stralen tomografie
Dimensies
40 mm x 40 mm x 40 mm (kubus)
/ / Cilinder: r=3mm; l=10mm
61
Steensoort Massangis Roche Jaune Massangis Roche Claire Ledesteen Euville Marbrier Noyant Fine Savonnières Demi-Fine Alle Alle Alle
Aantal 32 22 30 23 24 21 / / 6
Foto 4.1.: Alle kubische proefstukken van de zes bestudeerde witsteensoorten: Noyant (a), Euville (b), Massangis Roche Jaune (c), Ledesteen (d), Massangis Roche Claire (e), en Savonnières (f).
Voor de uitvoering van CT-scans waren zeer kleine afmetingen vereist om een voldoende grote resolutie te bekomen. Daarom werd voor elke steensoort een kleine cilinder met een diameter van ± 6 mm en een lengte van ± 10 mm geboord (tabel 4.1.; foto 4.2.).
Foto 4.2.: Cilindrische monsters die een CT-scan ondergingen. V.l.n.r.: Savonnières, Massangis Roche Jaune, Massangis Roche Claire, Noyant, Euville, en Ledesteen.
4.2. Resultaten van de gebruikte destructieve en niet-destructieve karakteriseringproeven, uitgevoerd voor de vries-dooi cycli 4.2.1. Petrografische en macroscopische beschrijving Informatie over verscheidene eigenschappen van de zes verschillende natuurstenen (zoals mineralogische samenstelling, porositeit, zwaktezones, enz.) werd bekomen d.m.v. macroscopische waarnemingen op de proefstukken, en microscopisch onderzoek met de petrografische microscoop op normale en op met Alizarine red S en kalium ferricyanide gekleurde slijpplaatjes. Op de normale slijpplaatjes werden punttellingen uitgevoerd ter bepaling van de samenstelling en het percentage aan verschillende mineralen. De resultaten hiervan zullen (zonder weergave van de porositeit) voor 62
elke steen in respectievelijk tabellen 4.2. t.e.m. 4.7. weergegeven worden. De resultaten van de punttelling, zijn zowel met als zonder rekening te houden met de porositeit terug te vinden in bijlage B. a) Ledesteen De beproefde proefstukken hebben een vers oppervlak met een grijsgroene tot blauwgrijze kleur (foto 4.3.). Bij blootstelling aan verwering zal deze kleur lichtgrijs tot bleek beige worden (Dusar et al., 2009). Afgezien van enkele oplossingsholtes van macrofossielen (foto 4.3.), lijkt de Ledesteen met het blote oog weinig poreus. Een groot deel van de proefstukken bevat Liesegangen. Doordat deze structuren allerlei soorten patronen in het gesteente kunnen aannemen (planair, concentrisch, omnidirectioneel), zal de oriëntatie van die Liesegangen in de proefstukken onafhankelijk van de gelaagdheid variëren (foto 4.4.). Het grootste deel van deze structuren staat loodrecht op, of ligt evenwijdig met de gelaagdheid.
Foto 4.3.: Ledesteen (5cm x 5cm).
Foto 4.4.: Variabele oriëntatie Liesegangen.
In sommige proefstukken is een haarscheurtje aanwezig parallel met de Liesegangstructuren (foto 4.5.), wat later een zwaktezone bleek te zijn. Deze zwaktezones zijn macroscopisch te herkennen als fijne scheurtjes. Ze worden benadrukt door een verkleuring rondom de scheur.
Foto 4.5.: Potentiële zwaktezone: macroscopisch zichtbare (micro)scheur in proefstuk (rode pijl).
Punttelling tijdens het microscopisch onderzoek toont aan dat de Ledesteen een zandige kalksteen is aangezien het meer calciumcarbonaat (± 70 %) bevat dan kwarts (± 26 %) (tabel 4.2.). Uit de literatuur blijkt echter dat de Ledesteen evengoed een kalkhoudende zandsteen kan zijn. Gewoonlijk varieert het calciumcarbonaat percentage tussen 40 en 65 %, hoewel het kalkgehalte lokaal soms kan oplopen tot 80 % (Dusar et al., 2009).
63
Tabel 4.2.: Punttelling (%) op drie verschillende plaatsen in hetzelfde slijpplaatje van de Ledesteen.
1 Kwarts Glauconiet Geoxideerd glauconiet Bioklasten (Micro)spariet Micriet Opake mineralen Accessorische mineralen
2 33,0 0,87 1,74 2,17 52,6 9,57 0,00 0,00
3 20,4 2,60 0,00 23,4 49,4 4,33 0,00 0,00
Gemiddelde 26,6 0,84 0,00 7,17 64, 6 0,00 0,42 0,42
26,7 1,44 0,58 10,9 55,5 4,63 0,14 0,14
Een groot deel van het calciumcarbonaat in de Ledesteen is opgebouwd uit microspariet en micriet. De rest van de kalkfractie bestaat uit spariet en fossielen (tabel 4.2.). Van dat laatste zijn het vooral de Nummulites variolarius (Dusar et al., 2009) van de suborde Rotaliina die door hun abundantie en grootte (gemiddeld 1 tot 1,3 mm, met uitschieters tot 2 mm) in het oog springen (linksboven foto 4.6.). Enkele andere aanwezige fossielsoorten zijn mollusken (soms 1,5 cm lang), de suborde Miliolina (Foraminifera), uni- en biseriële foraminiferen, enz.
Foto 4.6.: Slijpplaatje zonder kleuring, zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5).
Naast het grote aandeel calciumcarbonaat, is er ook een niet onbelangrijke hoeveelheid kwarts dat volgens de punttelling tussen de 20 en 33 % schommelt (tabel 4.2.). Dit komt overeen met eerdere studies, die een zeer variabele spreiding aangeven van 15 tot 40 % (Dusar et al., 2009). Het eerste wat opvalt aan de kwartskorrels is de zeer slechte sortering: de korrelgroottes vertonen een bimodale verdeling met eerder kleine korrels waarvan de grootte voornamelijk tussen 60 en 100 µm schommelt, en een grovere fractie die tussen 0,2 mm en 0,8 mm groot is. Dit kwarts behoort dus voornamelijk tot de zandfractie. Een klei- en siltfractie die volgens eerdere studies een abundantie tussen de 10 en 20 % kunnen hebben (Dusar et al., 2009) werd tijdens deze thesis niet waargenomen. Het kan zijn dat deze fractie verkeerdelijk als micriet werd herkend, of misschien was het afzettingsmilieu gewoon te onrustig. Voor de rest zijn de kwartskorrels meestal langgerekt, hoekig en monokristallijn. Minder abundant in de Ledesteen is glauconiet. Punttelling geeft een eerder laag gemiddeld aandeel van slechts 1,44 % (tabel 4.2.) in vergelijking met de 5 % volgens Dusar et al (2009). Tenslotte is er ook nog een verwaarloosbare hoeveelheid opake en accessorische mineralen te vinden. Op de plaatsen waar Liesegangstructuren aanwezig zijn, is het gehalte aan 64
geoxideerde mineralen een stuk groter (rechts onderaan foto 4.7.). Na kleuring van een derde van een slijpplaatje met kalium ferricyanide komt bovendien aan het licht dat het spariet tussen de allochems, alsook het spariet dat de intragranulaire porositeit in sommige fossielen vult, een blauwe kleur heeft en bijgevolg ijzerhoudend is (foto 4.7.). De Ledesteen is dus zeer ijzerrijk, wat de vorming van een oker- tot roestbruine patina tijdens verwering verklaart (Dusar et al., 2009).
Foto 4.7.: Zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Ledesteen gekleurd met kalium ferricyanide geeft een blauwe kleur aan het spariet. Rechts onderaan liggen de Liesegangen.
De waarneembare porositeit is grotendeels moldic door oplossing van schelpen. Bij sommige nummulieten is er een beginnende oplossing in het centrum waar te nemen. Bij enkele Quinqueloculina (suborde Miliolina) is de schelp zelf opgelost, maar is de vorm toch bewaard gebleven als gevolg van een eerdere invulling van de intragranulaire porositeit door microspariet, micriet en kwarts: de porositeit beperkt zich hier dus enkel tot waar vroeger de schelp zat. Een laatste vorm van moldic porositeit uit zich als grote oplossingsholten, waar in sommige gevallen slechts enkele resten van de schelp aan de rand te vinden zijn (foto 4.6. rechts onderaan). Tenslotte is er nog interkristallijne porositeit tussen de microsparietkristallen, maar dit heeft maar een beperkt aandeel in het totale poriënvolume. Over het algemeen blijkt uit de punttelling dat de poriënruimte minder dan 7 % van het totale volume omvat: de Ledesteen is dus weinig poreus (bijlage B). Tussen de korrels bevindt zich hoofdzakelijk poriënvullend, granulair (micro)spariet, hoewel er op sommige plaatsen spariet van het drusy type kan voorkomen. Sommige secundaire (moldic) poriën hebben een rand van kleine platvormige kristallen, of werden tijdens diagenese al gedeeltelijk met poriënvullende drusy kristallen gevuld. Classificatie van de Ledesteen is niet zo eenvoudig. De korrels raken elkaar niet altijd, maar de fractie aan korrels is zo groot dat het beter is om de Ledesteen als packstone i.p.v. wackestone te definiëren volgens de classificatie van Dunham (1962). Volgens de classificatie van Folk (1959), is de Ledesteen een kwartshoudende biospariet. Tenslotte kunnen er op basis van de classificatie in tabel 2.1. (Nicholson & Nicholson, 2000), enkele flaws in de Ledesteen herkend worden. Daartoe behoren o.a. de macrofossielen (primaire flaws), de oplossingsholten en de Liesegangen (secundaire flaws), die macroscopisch reeds werden waargenomen. Onder de microscoop wordt er een microscheur opgemerkt die parallel met de Liesegangen loopt (foto 4.8.). Deze komt overeen met het macroscopisch waargenomen 65
haarscheurtje. Gezien deze parallel met de Liesegangen loopt, is de vorming van de microscheur mogelijks gerelateerd aan het voorkomen van de Liesegangen en dus post-sedimentair.
Foto 4.8.: Zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Microscheur in linkerbovenhoek, parallel met de Liesegangen in de rechteronderhoek.
b) Massangis Uit macroscopische waarnemingen is het reeds duidelijk dat de Massangis uit meerdere variëteiten bestaat. Een eerste variëteit is de Massangis Roche Claire die, zoals de naam reeds doet vermoeden, een witte kleur heeft. Deze kleur wordt onderbroken door de wat grijzere schelpfragmenten en het sporadisch voorkomen van roestvlekjes (foto 4.9.). De tweede variëteit is de Massangis Roche Jaune, die omwille van een hoger ijzergehalte een bruin-gele kleur heeft. Dit zal na verloop van tijd evolueren naar een zeer helder patina (Camerman, 1957). Verder valt de Roche Jaune variëteit nog op door de sterke heterogeniteit. De gele, redelijk poreuze steen wordt doorsneden door zones die weinig poreus zijn en een grijze kleur hebben als gevolg van herkristalliserend calciet (foto 4.10.) (Camerman, 1957). Net als in de Claire variëteit bevat de Massangis Roche Jaune grote schelpen.
Foto 4.9.: Massangis Roche Claire (5cm x 5cm).
Foto 4.10.: Massangis Roche Jaune (5cm x 5cm).
Onder de microscoop valt voor beide variëteiten het hoge gehalte aan oöiden op. Deze zijn gemiddeld 0,3 mm groot, gemicritiseerd, en bij sommige exemplaren is de kern vervangen door spariet. De andere aanwezige allochems zijn bioklasten zoals crinoïden en grote brachiopodenschelpen waarvan de rand gemicritiseerd is. De oöiden en bioklasten worden samengehouden door een (micro)spariet (foto 4.11.). 66
Foto 4.11.: Massangis Roche Claire: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5).
In de Massangis Roche Jaune vertonen de oöiden soms oplossingscontacten als gevolg van compactie. Voorts zijn de oöiden soms te vinden in grote intraklasten (foto 4.12.). Rond de poriën is er verder meestal een roestkleur aanwezig, veroorzaakt door de aanwezigheid van Fe-oxyhydroxiden.
Foto 4.12.: Massangis Roche Jaune: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Rechts bevindt zich een grote intraklast van oöiden.
Uit tabel 4.3. en tabel 4.4. blijkt dat de Massangis Roche Claire en Roche Jaune zeer zuivere kalkstenen zijn. Bij de Roche Jaune variëteit is dit in overeenstemming met de samenstelling van 97 % calciumcarbonaat die in de literatuur wordt vermeld (Dusar et al., 2009). Tabel 4.3.: Punttelling (%) op drie verschillende plaatsen in hetzelfde slijpplaatje van de Massangis RC.
1 Oöiden (Micro)spariet Bioklasten Fe-oxy-hydroxiden
2 66,0 31,5 2,55 0,00
67
3 53,7 22,3 24,1 0,00
Gemiddelde 65,0 27,4 7,17 0,42
61,6 27,1 11,3 0,14
Tabel 4.4.: Punttelling (%) op drie verschillende plaatsen in hetzelfde slijpplaatje van de Massangis RJ.
1 Oöiden Bioklasten Kalkspaat/cement Fe-oxy-hydroxiden
2 42,8 36,7 20,5 0,00
3 52,7 1,69 45,6 0,00
Gemiddelde 53,7 12,9 32,6 0,86
49,7 17,1 32,9 0,29
Voor wat de Massangis Roche Claire betreft, blijkt uit de gekleurde slijpplaatjes dat er ook dolomiet aanwezig is. Kleuring met Alizarine red S geeft immers een minder intense rode kleur (foto 4.13.) dan bij de Massangis Roche Jaune (foto 4.14.). Vooral in het spariet tussen de korrels is er geen rode kleuring. De Massangis Roche Claire bevat dus een niet onbelangrijke hoeveelheid dolomiet, en dan in het bijzonder in de matrix. De Massangis Roche Jaune daarentegen heeft minder dolomiet als gevolg van een dedolomitisatieproces (Elsen et al., 2007).
Foto 4.13.: Massangis RC: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Kleuring met Alizarine red S geeft slechts een weinig intense rode kleur.
Foto 4.14.: Massangis RJ: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Kleuring met Alizarine red S geeft een redelijk duidelijke rode kleur.
De porositeit in de Massangis is voornamelijk intergranulair en werd niet volledig met kalkspaat opgevuld. Soms heeft de porositeit de neiging om vuggy te worden omdat sommige van de gemicritiseerde oöiden die aan de intergranulaire poriën grenzen, lichtjes beginnen af te brokkelen. Tussen de twee Massangis variëteiten die in deze thesis onderzocht worden, zijn er wel nog enkele 68
verschillen. Zo is de intergranulaire porositeit die voor de cementatiefase bij de Massangis Roche Jaune aanwezig was, wat kleiner dan bij de Massangis Roche Claire als gevolg van compactie. Tegenwoordig heeft de Jaune variëteit grote, hoekige poriën (die vrij talrijk aanwezig zijn in de meer poreuze zones van de steen). Deze moldic porositeit is ontstaan door oplossing van dolomietkristallen tijdens dedolomitisatie. In de Massangis Roche Claire zijn de poriën wat kleiner. Het totale poriëngehalte ligt, volgens de waarden uit de punttelling (bijlage B), voor beide stenen tussen 6,5 en 7 vol%. Het cement is hoofdzakelijk granulair microspariet. In de intergranulaire poriën die voor de cementatie nog vrij groot waren, kan soms poriënvullend drusy cement aangetroffen worden. De classificatie van Dunham (1962) geeft voor beide variëteiten dezelfde benaming, namelijk een oölietische en bioklastische grainstone. Volgens de classificatie van Folk (1959) is de Massangis een oöspariet. Op basis van de classificatie in tabel 2.1., lijken er op de macrofossielen na, niet al te veel flaws in beide Massangis variëteiten voor te komen. Bij de Massangis RJ kan de grens tussen de grijze, weinig poreuze zones en de gele, poreuze zones eventueel een zwaktezone zijn. c) Euville Marbrier In het handstuk heeft de Euville een romige, lichtgele tot zeer bleke oranje kleur. Bij gebruik in gebouwen zal een romig wit patina verschijnen (Dusar et al., 2009). Een diagnostisch kenmerk van deze steen is het korrelige en flikkerende uitzicht. Dit wordt veroorzaakt door calciet-éénkristallen die perfecte rhomboëdrische splijtvlakken vertonen. Hoe grover deze kristallen, des te intenser de schittering (Dusar et al.,2009). Calciet-éénkristallen (of calcietmonokristallen) zijn overblijfselen van crinoïden en zee-egels. Oorspronkelijk bestaat het skelet van deze echinodermata uit stroma (of bindweefsel) dat zich tussen, boven en onder een stereoom (of calcietskelet) bevindt. Na afsterven van het organisme, verdwijnt het stroma en komt er een calcietkristal in de plaats (Verniers, 2009). Afhankelijk van o.a. de grootte en variatie in grootte van deze kristallen, wordt er onderscheid gemaakt tussen een beter bewerkbare, homogenere, fijnkorrelige steen met een meer regelmatige structuur (Euville marbrier), en een grovere, slecht gesorteerde steen met een ruwe, alveolaire structuur (Euville éveillé) (Camerman, Foto 4.15.: Euville Marbrier (5cm x 5cm). 1957; Dusar et al., 2009). Na punttelling onder de microscoop wordt al snel duidelijk dat de Euville met ruim 99 % calciumcarbonaat, een zeer zuivere kalksteen is (tabel 4.5.). In de literatuur wordt melding gemaakt van 97 à 98% calciumcarbonaat (Camerman, 1957). Het grootste deel van dit calciet (bijna 70%) bestaat uit calciet-éénkristallen van crinoïden. Deze crinoïden zijn langgerekt en hebben langs de lange as meestal een lengte van 1,0 tot 1,3 mm, met uitschieters tot 1,9 à 2 mm (foto 4.16.). Een andere belangrijke hoeveelheid calciet (bijna 30%) wordt vertegenwoordigd door kalkspaat. De rest
69
bestaat uit micriet en andere bioklasten. Sporadisch kunnen er opake mineralen waargenomen worden. Tabel 4.5.: Punttelling (%) op drie verschillende plaatsen in hetzelfde slijpplaatje van de Euville marbrier.
1 Crinoïden Kalkspaat Andere bioklasten Opake mineralen Micriet (cortoïden)
2
3
72,9 21,4 0,00 0,00 5,73
80,4 19,2 0,00 0,44 0,00
4 62,6 31,6 2,92 0,00 2,92
Gemiddelde 57,7 42,3 0,00 0,00 0,00
68,4 28,6 0,73 0,11 2,16
Foto 4.16.: Euville: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Bovenaan zijn er twee duidelijke crinoïden te zien die elk een karakteristieke intragranulaire porie bevatten.
Een eerste poriëntype dat in de Euville gevonden kan worden, zijn intragranulaire poriën (foto 4.16.). In alle crinoïdenstengellidjes is er immers een holte waar vroeger het coeloom en zenuwstelsel doorheen liepen. Intergranulaire porositeit is een tweede soort porositeit die in deze crinoïdenkalksteen aanwezig is. Deze intergranulaire porositeit was net na afzetting vermoedelijk relatief hoog omwille van de grove korrels. Tijdens diagenese werden de poriën gedeeltelijk opgevuld met grote kalkspaat kristallen, wat trouwens het ontstaan van interkristallijne porositeit met zich meebracht. Omdat dit proces vroegtijdig werd afgebroken, is de porositeit met 16 % (bijlage B) in de Euville nog steeds vrij groot. Mogelijk zou ook oplossing van intraklasten tot de hoge porositeit hebben bijgedragen (Dusar et al., 2009). Tijdens de periode van cementatie werden de meeste crinoïden overgroeid met een syntaxiaal cement. Dit houdt in dat het cement dezelfde kristallografische oriëntatie heeft als de korrel die wordt overgroeid. Op die manier gaan beide materialen op hetzelfde ogenblik in uitdoving onder gekruiste polarisatoren. Toch is de overgang wel duidelijk dankzij een stofrand rond de crinoïde, vermoedelijk gevormd na verwering door algen. Op basis van al deze gegevens, kan de Euville Marbrier volgens de classificatiesystemen van Dunham (1962) en Folk (1959) respectievelijk als een grainstone en een biospariet beschouwd worden. Tenslotte onderscheidt de Euville zich van de andere onderzochte steensoorten door de afwezigheid van zichtbare flaws: de steen oogt immers zeer homogeen. 70
d) Savonnières Demi Fine De Savonnières heeft een zeer bleke, oranjegele kleur (foto 4.17.) die zal evolueren in een romig wit patina na plaatsing in een gebouw (Dusar et al., 2009). Bij studie van enkele proefstukken springen onmiddellijk de centrale oplossingsholtes in een groot deel van de korrels in het oog. De lithologie van de proefstukken is echter niet uniform en wordt (bij het ene proefstuk al wat meer dan bij het andere) onderbroken door minder poreuze lagen van maximum 1 cm dikte (foto 4.18.). Op grote schaal wordt dit weerspiegeld in de scheve gelaagdheid.
Foto 4.17.: Savonnières (5cm x 5cm).
Foto 4.18.: Schelpenlaag nabij ondervlak.
Na punttelling onder de microscoop is het duidelijk dat ook de Savonnières een zeer zuivere kalksteen is (tabel 4.6.), wat in overeenkomst is met waarden uit de literatuur van 98 tot 99 % (Camerman, 1957). Met een aandeel van ruim 60 % vormen de afgeronde korrels het belangrijkste bestanddeel van de Savonnières (tabel 4.6.). Het grootste deel van deze korrels zijn concentrisch opgebouwde oöiden die ontstonden door afzetting van calciet op fecale pellets. Deze pellets hebben een hoog Mg-gehalte en zijn daardoor gemakkelijk oplosbaar. Tabel 4.6.: Punttelling (%) op drie verschillende plaatsen in hetzelfde slijpplaatje van de Savonnières.
1 Oöiden (+ pellets) Kalkspaat Schelpengruis Bioklasten
2 63,9 35,6 0,48 0,00
3 63,2 10,5 21,5 4,82
Gemiddelde 57,4 42,6 0,00 0,00
61,5 29,6 7,32 1,61
De gemiddelde diameter van de oöiden is 0,5 mm (Camerman, 1957), en hun vorm varieert tussen twee extremen: van quasi perfect cirkelvormig tot eerder langgerekt (foto 4.19.). In het grootste gedeelte van deze steen worden de intergranulaire poriën maar gedeeltelijk door kalkspaat gevuld. Deze zones worden echter af en toe onderbroken door dunne lagen waar de intergranulaire porositeit volledig opgevuld wordt door schelpengruis (foto 4.19.): zo een laag kan in dikte variëren van 0,3 tot 1 cm. Verspreid doorheen de Savonnières kunnen er nog pellets en langwerpige, holle schelpfragmenten aangetroffen worden. Op basis van de abundantie van deze schelpfragmenten, wordt de Savonnières in drie handelskwaliteiten onderverdeeld. Van zeer naar weinig schelphoudend zijn er de constructiesteen, de half-fijne steen en de fijne steen (Camerman, 1957). In deze thesis wordt gewerkt met de half-fijne steen (Savonnières Demi-fine).
71
Foto 4.19.: Savonnières: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Schelpengruislaag neemt rechterdeel van beide foto’s in.
Voor wat betreft de porositeit valt allereerst de secundaire (moldic) porositeit in de centra van de oöiden op. De mate waarin oplossing plaats heeft gevonden verschilt van oöide tot oöide. Dit kan gaan van geen, tot weinig, tot een zeer sterke oplossing (foto 4.19.). In het laatste geval kan het zijn dat enkel de omtrek van de oöide overblijft. Over de hele steen is secundaire (moldic) porositeit ongeveer in gelijke mate verdeeld. De primaire porositeit echter is, zoals eerder vermeld, verschillend voor de dunne lagen met schelpengruis en de rest van de steen. In de grote zones zonder schelpengruis is de intergranulaire porositeit voor een groot deel interkristallijne porositeit geworden, maar is de opvulling met cement al bij al nog vrij beperkt gebleven. In de dunne lagen met schelpengruis daarentegen is de intergranulaire porositeit quasi volledig opgevuld, en kan er slechts sporadisch nog interkristallijne porositeit aangetroffen worden. De totale porositeit die tijdens de punttelling bekomen werd, kan dus sterk variëren van plaats tot plaats: in het grootste deel van het slijpplaatje schommelt het waarneembare poriënvolume tussen 15 en 20 vol%, terwijl dit lager is dan 5 vol% in een schelpengruislaagje (bijlage B). Cementatie heeft voornamelijk plaatsgevonden in de zones zonder schelpengruis. De intergranulaire porositeit die initieel tussen de oöiden te vinden was, is er maar gedeeltelijk verdwenen. Poriënvullende drusy cementatie is immers vroegtijdig gestopt. In sommige intergranulaire poriën zijn er zelfs enkele dog tooth kristallen circumgranulair op de randen van de oöiden kunnen groeien. Door de afwezigheid van een kalkmodder en het feit dat de korrels elkaar raken, kan besloten worden dat de Savonnières Demi-Fine volgens de classificatie van Dunham (1962) een oölietische en bioklastische grainstone is. In de classificatie van Folk (1959) zal de Savonnières Demi-Fine omschreven worden als een oöspariet. Tenslotte kan nog gesteld worden dat de schelpengruislaagjes (op basis van tabel 2.1.) voor een lithologische variatie in de steen zorgen, en tijdens verwering eventueel als primaire flaw kunnen optreden. e) Noyant Fine De Noyant Fine is een kalksteen met crème kleur (foto 4.20.). Wanneer de steen waterverzadigd is, komt er gemakkelijk kalkmodder los: de Noyant is dus een vrij zachte steen. Bovendien blijkt uit de 72
literatuur dat de coefficient de taille een waarde n°3 heeft. Deze coëfficiënt is een maat (van 1 tot 14) die de moeilijkheidsgraad weergeeft waarmee in een natuursteen gezaagd kan worden. Lage waarden wijzen op een zachte steen, hoge waarden op een harde steen (Anoniem, 1976). In de proefstukken zijn talrijke, langwerpige, witte (soms licht gekromde) lijnen en beige vlekjes zichtbaar. Dit zijn foraminiferen (Orbitolites complanatus) en andere schelpfragmenten, die vooral goed zichtbaar zijn in een onregelmatig, verweerd oppervlak (foto 4.21.). Tenslotte zijn er nog talrijke kleine oplossingsholtes.
Foto 4.20.: Noyant (5cm x 5cm).
Foto 4.21.: Afdruk van Orbitolites complanatus.
Na punttelling onder de microscoop is het duidelijk dat de carbonaatfase de dominante mineraalfase is (tabel 4.7.). In tegenstelling tot de andere Franse witstenen die in deze masterproef besproken werden, is dit geen zuivere kalksteen: er is nog een vrij grote kwartsfractie aanwezig (20 %), en sporadisch kunnen er glauconietvlekjes gevonden worden. Tabel 4.7.: Punttelling (%) op drie verschillende plaatsen in hetzelfde slijpplaatje van de Noyant.
1 Bioklasten (Micro)spariet Kwarts
2 14,5 83,6 1,87
3 25,3 74,2 0,44
Gemiddelde 21,5 76,2 2,34
20,4 78,0 1,55
De kalkfractie bestaat voornamelijk uit talrijke fossielen, ingebed in een matrix van microspariet (foto 4.22.). Aangezien de calcietmineralen een grootte tussen de 5 en 10 µm hebben, kan er nog net van microspariet i.p.v. micriet gesproken worden. De fossielen bestaan voornamelijk uit verschillende subordes van foraminiferen. Zo komt o.a. de suborde Miliolina voor, die vertegenwoordigd wordt door de quinqueloculina en triloculina (centraal en rechts in foto 4.22.). Een tweede suborde is die van de Textulariina. Één van de daarbij horende genera zijn de Textularia (centraal onderaan in foto 4.22.). Hier is de schelp (in het specifieke geval van de Noyant Fine) opgebouwd uit kalkrijke korrels die d.m.v. een cement geagglutineerd werden (Armstrong & Brasier, 2005). Een ander genus van de Textulariina dat in de Noyant gevonden kan worden, is dat van de Orbitulina. In het slijpplaatje zijn ze herkenbaar als grote en lange geperforeerde schelpfragmenten (links bovenaan in foto 4.22.), maar in 3D zijn ze spiraalvormig. De Noyant Fine kan dus het best omschreven worden als een foraminiferenkalksteen (Dreesen et al., 2012). De aanwezigheid van deze foraminiferen is belangrijk. Hun schelpen bevatten één of meerdere kamers die, na afsterven en verdwijnen van het organisme, 73
voor intragranulaire porositeit in het fossiel zullen zorgen. Andere fossielen dan de reeds vermelde foraminiferen zijn minder talrijk: hier en daar zijn er nog enkele schelpen en wieren en/of algen aanwezig.
Foto 4.22.: Noyant: zonder (links) en met (rechts) gekruiste polarisatoren (10 x 5). Deze steen bevat talrijke fossielen zoals Orbitolites complanatus, tri- en quinqueloculina, textulariina.
De porositeit bestaat zoals eerder vermeld voor een deel uit intragranulaire porositeit in foraminiferen. Daarnaast is er ook intergranulaire porositeit die niet volledig opgevuld werd door een matrix van microspariet. Tenslotte is er ook nog heel wat vuggy en moldic porositeit. Alles samen zorgt dit (op basis van de resultaten uit de punttelling) voor een totale porositeit van ± 12 vol % (bijlage B). Er kan besloten worden dat de Noyant Fine volgens de classificatie van Dunham (1962) een bioklastische kalksteen is, en volgens de Folk classificatie (1959) een biospariet. In de Noyant is er maar één type van waarneembare flaws aanwezig, namelijk de macrofossielen zoals de Orbitolites complanatus. 4.2.2. Proef ter bepaling van de open porositeit po en de schijnbare volumieke massa ρb Voor de berekening van de open porositeit po werd formule 3.1. gebruikt (bijlage C). Uit de gemiddelde waarden in tabel 4.8. blijkt dat er twee stenen zijn met een zeer grote open porositeit: de Noyant en de Savonnières. Bij de andere onderzochte steensoorten ligt dit gemiddelde veel lager. De Euville en ook beide Massangis variëteiten hebben intermediaire waarden, terwijl de Ledesteen zich onderscheidt door zijn zeer lage open porositeit. Tabel 4.8.: Open porositeit (vol%).
Steensoort
Open Porositeit (vol%)
Standaarddeviatie (vol%)
Euville Ledesteen Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
14,6 4,38 13,2 11,8 34,9 33,1 74
0,75 0,40 0,26 1,66 0,53 1,84
Voor wat betreft de standaarddeviatie, springen vooral de Ledesteen, de Savonnières en de Massangis Roche Jaune in het oog. Bij deze laatste hebben de proefstukken die veel grijze zones bevatten een lagere open porositeit dan de proefstukken met een kleinere hoeveelheid grijze zones (tabel 4.9.). Tabel 4.9.: Open porositeit (vol %) voor proefstukken met veel en proefstukken met weinig grijze zones.
Veel grijze zones 10,8 (1,67)
Weinig grijze zones 13,0 (1,02)
De open porositeitwaarden verschillen voor de meeste stenen wel vrij sterk van de totale porositeit die met punttelling tijdens de microscopische studie werd bekomen (bijlage B en C). Bij beide Massangis variëteiten bijvoorbeeld is de open porositeit twee keer groter dan de totale porositeit onder de microscoop, en bij de Noyant en Savonières is dit zelfs bijna drie keer groter (tabel 4.10.). Tabel 4.10.: Gemeten open porositeit versus totale porositeit uit microscopisch onderzoek
Steensoort
Open Porositeit (vol%)
Euville Ledesteen Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
Totale porositeit microscopie (vol%) 14,6 4,38 13,2 11,8 34,9 33,1
16,0 6,9 6,5 6,8 12,4 12,3
Met dezelfde gegevens die gebruikt werden om de open porositeit te berekenen, kon m.b.v. formule 3.2. ook de schijnbare volumieke massa ρb bepaald worden (bijlage C). De Ledesteen heeft het grootste gemiddelde, gevolgd door beide Massangis variëteiten en de Euville. De Savonnières en Noyant hebben de kleinste schijnbare volumieke massa: hun gemiddelde ligt een stuk lager dan dat van de andere vier witstenen (tabel 4.11.). Tabel 4.11.: Schijnbare volumieke massa (kg/m³).
Steensoort
Schijnbare Volumieke Massa (kg/m³)
Standaarddeviatie (kg/m³)
Euville Ledesteen Massangis RC Massangis RJ Noyant
2284 2577 2338 2384 1739
19,32 6,079 7,910 42,11 12,39
Savonnières
1795
46,18
In heel wat technische fiches en werken in de literatuur, waaronder de technische fiches van Beltrami NV, Monumat, ROCAMAT, CTMNC, de Technische Voorlichting nr. 205 van het WTCB, en enkele werken zoals Franse Witte Steen (Camerman, 1957), les pierres de France (1980), Gent Steengoed (Cnudde et al., 2009a) en Natuursteen in Vlaanderen (Dusar et al., 2009), staan er waarden vermeld voor tal van karakteristieke eigenschappen zoals de open porositeit en de schijnbare volumieke massa. Het is zinvol om deze waarden te vergelijken met de resultaten uit de 75
masterproef ter controle van de resultaten en om na te gaan of de onderzochte stenen eventueel afkomstig zijn uit een deel van de ontgonnen bank met een afwijkende samenstelling. De open porositeit lijkt goed overeen te komen met waarden uit de literatuur (tabel 4.12.). Enkel de Ledesteen bevat blijkbaar heel weinig poriën in vergelijking met de resultaten van andere auteurs (tabel 4.13.). Tabel 4.12.: Open porositeit (vol %) volgens 1: www.monumat.brgm.fr, 2: La Mausolée, 3: Camerman, 4: les pierres de France, 5: www.rocamat.com, 6: CTMNC, 7: Roches de France, 8: WTCB, 9: Beltrami.
Steensoort
Proef
1
2
3
4
5
6
Euville
14,6 (0,75) 13,2 (0,26) 11,8 (1,66) 34,9 (0,53) 33,1 (1,84)
15-20
6,7-14,8
9-16
12-17
10-15
16,9 15-20
16,0 15-20
10-15
11,9-16,4
/
10-14
14-20
14,2 10-15
/
10-15
6,5-12,9
10-17
8-13
10-15
11,0 10-15
15,1 15,09
/
34,4-38,3
/
34-38
/
33,6 35
/
30-40
31,7-41,1
28-39
22-41
25-35
35,6 30-40
38,4 /
Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
7
8
9
10-15
/
Tabel 4.13.: Open porositeit volgens verschillende bronnen uit de literatuur (vol %).
Steensoort
Proef
Natuursteen in monumenten (1982)
WTCB (1997)
Natuursteen in Vlaanderen (2009)
Lede
4,38 (0,40)
7 - 22,4
5,7 - 13,2
6 - 14,4
De schijnbare volumieke massa’s uit deze proeven komen voor alle steensoorten goed overeen met de waarden uit de literatuur (tabel 4.14. en 4.15.). Tabel 4.14.: Schijnbare volumieke massa (kg/m³) volgens 1: www.monumat.brgm.fr, 2: La Mausolée, 3: Camerman, 4: les pierres de France, 5: www.rocamat.com, 6: CTMNC, 7: Roches de France, 8: WTCB, 9: Beltrami.
Steensoort Euville
Proef
2284 (19,32) 2338 Massangis RC (7,910) 2384 Massangis RJ (42,11) 1739 Noyant (12,39) Savonnières 1795 (46,18)
1
2
3
21002200 22002400
22802486 22652372
22002400
4
5
6
7
2280- 2100- 20002640 2300 2500 / 2200- 22002350 2300
2220
2100- 2233 2300 2200- / 2400
2200
22892518
2240- 2300- 23002400 2450 2400
2410
2200- 2301 2400
22002400
/
16231779
/
1790
1750
/
16001800
15892120
1650- 1600- 17001950 1800 1900
1740
1600- 1667 1800
1620- / 1760
76
2320
8
/
9
22002400
16001800
Tabel 4.15.: Schijnbare volumieke massa’s volgens verschillende bronnen uit de literatuur (kg/m³).
Steensoort
Proef
Natuursteen in monumenten (1982)
WTCB (1997)
Natuursteen in Vlaanderen (2009)
Lede
2577 (6,079)
2400
2305 - 2513
2310 - 2500
4.2.3. Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid doorheen natuurstenen De geluidsvoortplantingssnelheden in bijlage D werden berekend m.b.v. formule 3.3. Aangezien de proefstukken kalkstenen zijn, moet de geluidsvoortplantingssnelheid tussen 2,4 en 6,2 km/s liggen (WTCB, 1997), wat hier ook het geval is. Het is duidelijk dat geluidspulsen zich gemiddeld het snelst doorheen de Massangis Roche Jaune voortbewegen, hoewel er ook hoge snelheden in de Massangis Roche Claire en in de Ledesteen bereikt kunnen worden. De Noyant en Savonnières hebben een kleine geluidsvoortplantingssnelheid, terwijl de Euville een eerder intermediaire waarde heeft (tabel 4.16.). Tabel 4.16.: Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s).
Steensoort
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
Standaarddeviatie (km/s)
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
2,85 3,66 3,70 3,98 2,29 2,39
0,07 0,23 0,11 0,23 0,06 0,12
Verder hebben de Ledesteen en de Massangis Roche Jaune een hoge standaarddeviatie. Bij die laatste bestaat er een verband tussen de hoeveelheid grijze zones en de snelheid waarmee de geluidsgolven doorheen het proefstuk propageren: hoe groter het gehalte aan grijze zones, des te sneller het geluid beweegt (tabel 4.17.). Tabel 4.17.: Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s) voor proefstukken met veel en proefstukken met weinig grijze zones.
Veel grijze zones 4,02 (0,22)
Weinig grijze zones 3,90 (0,22)
Bij de Ledesteen wordt net zoals bij de andere witstenen, loodrecht op de gelaagdheid gemeten. De oriëntatie van de Liesegangen (en de zwaktezone/scheur die soms aanwezig is) is, zoals in de petrografische beschrijving van de Ledesteen al werd vastgesteld, niet gebonden aan de gelaagdheid: het overgrote deel van deze structuren staat loodrecht op, of ligt evenwijdig met het boven- en ondervlak. Uit de metingen blijkt dat proefstukken uit het eerste geval een grotere geluidsvoortplantingssnelheid hebben dan proefstukken uit het tweede geval (tabel 4.18). Metingen op proefstukken waar de Liesegangen loodrecht op het boven- en ondervlak staan, geven bovendien grotere snelheden dan bij de Massangis Roche Claire, maar wel nog steeds kleinere waarden dan bij de Roche Jaune variëteit.
77
Tabel 4.18.: Geluidsvoortplantingssnelheid bij Ledestenen met Liesegangen (en zwaktezone) evenwijdig met en loodrecht op het bovenvlak (km/s).
Steensoort
Ledesteen Evenwijdig
Loodrecht
Geluidsvoortplantings- 3,51 (0,21) snelheid (km/s)
3,78 (0,17)
Massangis Roche Gemiddelde Claire 3,66 (0,23) 3,70 (0,11)
Massangis Roche Jaune 3,98 (0,23)
De meeste waarden komen goed overeen met deze uit de literatuur. Enkel in beide Massangis variëteiten beweegt de ultrasone geluidspuls trager dan verwacht (tabel 4.19. en 4.20.). Tabel 4.19.: Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s) volgens 1: www.monumat.brgm.fr, 2: La Mausolée, 3: les pierres de France, 4: www.rocamat.com, 5: Roches de France, 6: WTCB.
Steensoort
Proef
1
2
3
4
5
6
Euville Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
2,85 (0,07) 3,70 (0,11)
2,50 - 3,00 2,80 - 3,10 2,50 - 3,60 3,316 3,11 4,00 - 4,50 4,03 - 4,61 / 3,50 - 4,00 4,50 -5,00
3,98 (0,23)
4,80 - 5,20 4,89 - 5,36 4,80 - 5,20 4,50 - 5,50 4,50 - 5,00 4,42
2,29 (0,06) 2,39 (0,12)
/ 2,34 - 2,56 2,30 - 2,50 / 2,69 - 2,81 / 2,50 - 3,00 2,28 - 3,23 2,30 - 3,50 2,50 - 3,00 2,50 - 3,50 /
2,43 /
Tabel 4.20.: Geluidsvoortplantingssnelheid volgens verschillende bronnen uit de literatuur (km/s).
Steensoort
Proef
WTCB (1997)
Natuursteen in Vlaanderen (2009)
Lede
3,66 (0,23)
4,07
2,50 - 4,20 OF 4,22 - 5,50
4.2.4. Computergestuurde X-stralen tomografie Bij X-stralen CT werd voor elk van de cilindervormige proefstukken een serie 2D gereconstrueerde beelden bekomen, welke samen een 3D representatie geven van de gescande proefstukken. De verschillende steensoorten zijn in de gereconstrueerde 2D beelden meestal duidelijk herkenbaar (foto 4.23.). In de Euville (foto 4.23a) zijn de crinoïden met hun centrale holte identificeerbaar. De Ledesteen (foto 4.23b) heeft een zeer lage porositeit met sporadisch wat oplossingsholtes; verspreid in de matrix zijn glauconietkorrels (witte vlekjes) te zien. In de Massangis RC (foto 4.23c) zijn de oöiden zoals verwacht talrijk aanwezig. In de Massangis RJ (foto 4.23d) daarentegen zijn geen oöiden te zien, maar zijn er in plaats daarvan romboëdervormige kristallen abundant aanwezig. Deze samenstelling en textuur is zeer ongewoon voor de Massangis RJ. Omdat dit monster van de Massangis RJ zo sterk afwijkt van wat gewoonlijk gevonden wordt, werd er nog een extra monster geanalyseerd (Massangis RJ (2)). Dit (foto 4.23e) verschilt sterk van de Massangis RJ (1) omdat er nu romboëdervormige oplossingsholten aanwezig zijn i.p.v. romboëdervormige kristallen: dit is al meer in overeenstemming met de beschrijving in sectie 4.2.1. De Noyant (foto 4.23f) is duidelijk herkenbaar aan de vrij grote porositeit en de talrijke foraminiferen zoals de miliolina en de Orbitolites complanatus. De Savonnières (foto 4.23g) tenslotte is zoals verwacht rijk aan oöiden en schelpfragmenten, bedekt met dog tooth cementkristallen. Ook de grote primaire en secundaire porositeit springt in het oog bij de Savonnières.
78
79
Foto 4.23.: Micro CT-scan van Euville (a), Lede (b), MC (c), MJ(1) (d), MJ(2) (e), Noyant (f) en Savonnières (g).
Deze serie 2D gereconstrueerde beelden werd vervolgens m.b.v. het programma Morpho+ 2.0. (Brabant et al., 2011) verwerkt om enkele poriëneigenschappen te berekenen die niet met de klassieke methode uit sectie 4.2.2. bepaald kunnen worden. De resultaten zijn in detail terug te vinden in bijlage E. De resultaten van deze berekeningen hangen o.a. af van de resolutie van de beelden. Hoe hoger de resolutie, des te kleiner de voxelgrootte, en des te kleiner de objecten die onderscheiden kunnen worden. Ondanks de gelijke staaldiameter zijn de voxelgroottes niet in alle steensoorten even groot. De Euville, Noyant en Savonnières werden samen in één beweging gescand waardoor ze allen dezelfde voxelgrootte hebben. Deze voxelgrootte is hier zeer klein, waardoor de resolutie van de beelden zeer hoog ligt. De Massangis RJ (1), Massangis Roche Claire en Ledesteen werden eveneens tegelijk gescand: hun voxelgrootte is wel wat groter dan bij eerstgenoemde steensoorten, waardoor de graad van detail hier lager ligt. De Massangis RJ (2) tenslotte werd apart gescand en heeft een zeer hoge resolutie (tabel 4.21.). Tabel 4.21.: Voxel grootte (µm).
Voxelgrootte
Euville
Lede
3,99
8
Massangis RC 8
Massangis RJ (1) 8
Massangis RJ (2) 2,5
Noyant
Savonnières
3,99
3,99
Een eerste parameter die tijdens de verwerking van de CT-beelden berekend kan worden, is de totale porositeit (bijlage E), binnen het bereik van de resolutie en de staaldiameter. Van alle steensoorten heeft de Savonnières met ruim 25 vol % de grootste porositeit. De Euville, de Noyant en Massangis RJ (2) hinken wat dat betreft ver achterop. De Ledesteen, de Massangis Roche Claire en RJ (1) hebben zelfs een zeer lage totale porositeit die rond 1,5 vol % schommelt (tabel 4.22.).
80
Tabel 4.22.: Poriënvolume (vol %).
Euville Lede Totale porositeit
11,9
1,41
Massangis RC 1,43
Massangis RJ (1) 1,51
Massangis Noyant Savonnières RJ (2) 11,86 5,15 25,6
Het valt op dat deze waarden voor sommige steensoorten sterk verschillen van de porositeitwaarden die gevonden werden door waterimpregnatie onder vacuüm (tabel 4.23. en grafiek 4.1.). Bij de Euville, de Savonnières en de Massangis RJ (2) valt dit relatief gezien nog mee, maar bij de andere witstenen kan het verschil zeer hoog oplopen. Tabel 4.23.: Porositeit onder vacuüm versus porositeit d.m.v. CT (vol %).
Steensoort
Vacuüm
CT
Verschil
Euville
14,6
11,9
2,74
Lede
4,38
1,41
2,97
MC
13,2
1,43
11,8
MJ (1)
11,8
1,51
10,3
MJ (2)
11,8
11,9
-0,1
Noyant
34,9
5,15
29,8
Savonnières
33,1
25,6
7,55
Vacuüm versus CT 40 35
Porositeit (vol %)
30 25 Vacuüm
20
CT
15 10 5 0 E
L
MC
MJ (1)
MJ (2)
N
S
Grafiek 4.1.: Porositeit onder vacuüm versus porositeit d.m.v. CT (vol %).
Naast totale porositeit, kan er nog andere kwantitatieve informatie over de poriënruimte uit CT-data berekend worden (bijlage E). De equivalente diameter bijvoorbeeld is een parameter die, net zoals de maximale opening, een indicatie geeft van de grootte van de poriën die tijdens de CT-scan onderscheiden kunnen worden. Bij de Massangis Roche Claire is deze parameter gemiddeld het 81
grootst. De andere steensoorten hebben een kleinere equivalente diameter. Bij de Noyant heeft deze parameter een zeer lage waarde. Relatief gezien hebben de Euville, de Savonnières en de Massangis RJ (2) de grootste standaarddeviatie (tabel 4.24). Tabel 4.24.: Equivalente diameter (µm).
Equivalente diameter (µm) 40,32 53,61 82,21 46,77 36,59 26,40 53,90
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune (1) Massangis Roche Jaune (2) Noyant Savonnières
Standaarddeviatie (µm) 43,37 21,05 54,75 25,90 37,34 16,02 49,64
De grafieken van het aantal poriën per grootteklasse van equivalente diameter geven de poriëngrootteverdeling weer (grafiek 4.2.). Dankzij de hoge resolutie waarbij de Euville, Noyant, Savonnières en Massangis RJ (2) werden gescand, is te zien dat de Massangis RJ (2) en vooral de Noyant relatief gezien veel kleine poriën hebben. De Massangis Roche Claire, en in minder mate ook de Savonnières, hebben een niet onbelangrijke hoeveelheid grotere poriën, terwijl in de Massangis RJ (1) bijna hoofdzakelijk kleine poriën voorkomen.
Lede 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 8,0 40,0 72,0 104,0 136,0 168,0 200,0 232,0 264,0 296,0 328,0 360,0
Aantal objecten
1200 1000 800 600 400 200 0 4,0 75,8 147,6 219,5 291,3 363,1 434,9 506,7 578,5 650,4 722,2 794,0
Aantal objecten
Euville
Equivalente diameter (µm)
Equivalente diameter (µm)
Massangis Roche Claire
Massangis RJ (1) Aantal objecten
600 400 200
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 8,0 56,0 104,0 152,0 200,0 248,0 296,0 344,0 392,0 440,0 488,0 536,0
392,0
344,0
296,0
248,0
200,0
152,0
104,0
56,0
0 8,0
Aantal objecten
800
Equivalente diameter (µm)
Equivalente diameter (µm)
82
Massangis RJ (2)
Noyant Aantal objecten
Aantal objecten
5000 4000 3000 2000 1000 2,5 47,5 92,5 137,5 182,5 227,5 272,5 317,5 362,5 407,5 452,5 497,5 542,5
4,0 28,0 52,0 76,0 100,0 124,0 148,0 172,0 196,0 220,0 244,0
0
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
Equivalente diameter (µm)
Equivalente diameter (µm)
Savonnières Aantal objecten
1500 1000 500
4,0 35,9 67,8 99,8 131,7 163,6 195,5 227,4 259,4 291,3 323,2 355,1 387,0
0
Equivalente diameter (µm)
Grafiek 4.2.: Aantal poriën per klasse van equivalente diameter (µm).
Indien bekeken wordt hoe groot het volume is dat elke grootteklasse van equivalente diameter inneemt, valt het op dat de poriën waarvan de equivalente diameter groter is dan de voxelgrootte, en kleiner is dan of gelijk is aan 10 µm, bij alle steensoorten maar een zeer klein volume inneemt (bijlage E). De maximale opening is een andere parameter die dankzij CT bepaald kan worden. Ook hier heeft de Massangis Roche Claire de grootste waarde. Bij de andere stenen is de maximale opening ongeveer de helft tot 2/3 kleiner (tabel 4.25.). De Euville, Savonnières, Massangis Roche Claire en Massangis Roche Jaune (2) hebben relatief gezien veel variatie, terwijl de maximale opening bij de Ledesteen, de Massangis Roche Jaune (1) en de Noyant voor het grootste deel beperkt blijft tot een beperkt aantal grootteklassen (grafiek 4.3.). Tabel 4.25.: Maximale opening (µm).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune (1) Massangis Roche Jaune (2) Noyant Savonnières
Maximale opening (µm) 18,43 26,38 47,89 24,19 18,03 13,65 21,61 83
Standaarddeviatie (µm) 15,28 6,620 29,96 2,88 15,79 5,05 15,45
Euville
Lede 15000 Aantal objecten
2000 1500 1000 500
5000
104,0
88,0
72,0
56,0
8,0
40,0
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 24,0
Aantal objecten
1200 1000 800 600 400 200 0 8,0 24,0 40,0 56,0 72,0 88,0 104,0 120,0 136,0 152,0 168,0 184,0 200,0
Maximale opening (µm)
Massangis RJ (2)
Noyant 25000 Aantal objecten
10000 8000 6000 4000 2000
15000 10000 5000
Maximale opening (µm)
Savonnières
4,0 20,0 35,9 51,9 67,8 83,8 99,8 115,7 131,7 147,6 163,6
3000 2500 2000 1500 1000 500 0
Maximale opening (µm)
Grafiek 4.3.: Aantal poriën per klasse van maximale opening (µm).
84
116,0
100,0
84,0
68,0
52,0
4,0
Maximale opening (µm)
20,0
0 2,5 22,5 42,5 62,5 82,5 102,5 122,5 142,5 162,5 182,5 202,5 222,5
0
20000
36,0
Aantal objecten
Massangis RJ (1)
Maximale opening (µm)
Aantal objecten
72,0
Maximale opening (µm)
Massangis Roche Claire
Aantal objecten
56,0
8,0
Maximale opening (µm)
40,0
0 4,0 27,9 51,9 75,8 99,8 123,7 147,6 171,6 195,5 219,5 243,4 267,3
0
10000
24,0
Aantal objecten
2500
4.2.5. Proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit Tijdens de capillariteitproef werden de proefstukken op een vooraf bepaald aantal tijdstippen gewogen, om op die manier de waterabsorptie door capillariteit (loodrecht op de gelaagdheid) nauwgezet op te kunnen volgen, zowel visueel (stijgend vochtfront) als door de snelheid van massatoename. Het aantal metingen en de frequentie waarmee gewogen moest worden, werd beslist op basis van de open porositeit (tabel 4.8.). Intermediaire tot weinig poreuze witstenen, zoals de Massangis variëteiten en de Ledesteen, werden in het begin minder frequent gewogen dan poreuze soorten zoals de Euville en de Noyant. De Savonnières werd in het eerste uur na de start van de proef het vaakst van alle stenen gewogen (bijlage F). De waarnemingen van het naar boven migrerend vochtfront in de proefstukken gaven reeds kwalitatieve informatie over de capillariteit. In de Ledesteen bijvoorbeeld klom het vochtfront het traagst. Indien de Liesegangen loodrecht staan op het ondervlak, bereikte het vochtfront het bovenvlak meestal in minder dan Foto 4.24.: Na 48h ligt het vochtfront links nog steeds aan de twee dagen. Bij proefstukken waar bovengrens van de Liesegangen. Rechts staan de Liesegangen de Liesegangen evenwijdig liggen loodrecht op het ondervlak en heeft het vochtfront het bovenvlak met het ondervlak, kan dit echter intussen al bereikt. verscheidene dagen duren. Het vochtfront blijf immers lange tijd rond de bovengrens van de Liesegangen schommelen (foto 4.24.).Bij de Massangis variëteiten gebeurt capillaire wateropname sneller dan bij de Ledesteen, maar iets trager dan bij de Euville, en veel trager dan bij de Noyant. In geen enkele van deze witstenen echter stijgt het water zo snel als in de Savonnières. In de Euville, Noyant, Masssangis Roche Claire, Ledesteen en in mindere mate ook de Savonnières, blijft het vochtfront meestal horizontaal en vlak tijdens migratie naar het bovenvlak. In de Massangis Roche Jaune daarentegen stijgt het vochtfront zeer ongelijkmatig. Bij deze laatste klimt het water via de gele, poreuze zones naar omhoog zodat het bovenvlak na minder dan 24 uur al bereikt is. De grijze, weinig poreuze zones aan het bovenvlak lijken in sommige Foto 4.25.: Na 48h zijn de grijze proefstukken rond dat tijdstip echter nog droog, en hebben zones nog steeds droog. meerdere dagen nodig om het vocht volledig te laten doordringen (foto 4.25.). Om kwantitatieve informatie over de capillariteit van de witstenen te bekomen, moet m.b.v. de gewogen massa’s de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit C loodrecht op de gelaagdheid berekend worden. Daarvoor moeten eerst de waterabsorptie (g/m²) en de vierkantswortel van de tijd (√s) t.o.v. elkaar geplot worden (grafiek 4.4.). Voor de Euville, Massangis Roche Claire en Jaune, Noyant en Savonnières verschijnt een trend die sterk gelijkt op deze in figuur 3.2. De waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit C kan daarom voor deze witstenen berekend worden m.b.v. formule 3.4. De Ledesteen daarentegen heeft een grafiek die eerder overeenstemt met deze uit figuur 3.3. Bovendien voldoet de steen niet aan de voorwaarde van een voldoende hoge 85
correlatiecoëfficiënt tussen de eerste 4 à 5 meetpunten en hun regressierechte. Formule 3.4. mag hier dus niet gebruikt worden. Het berekenen van de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit C bij de Ledesteen gebeurt daarom volgens de methode die in Annex A van norm EN 1925:1999 beschreven staat. Een andere belangrijke vaststelling die in grafiek 4.4. gedaan kan worden, is dat bij alle stenen het deel van de grafiek voorbij het knikpunt niet horizontaal loopt zoals in figuur 3.2., maar nog lichtjes verder stijgt.
L3
4000
Waterabsorptie (g/m²)
Waterabsorptie (g/m²)
E3 3000 2000 1000 0 0
500
1500 1000 500 0
1000
0
Vierkantswortel (√s)
Waterabsorptie (g/m²)
Waterabsorptie (g/m²)
MJ3
5000 4000 3000 2000 1000 0 500
6000 4000 2000 0
1000
0
Vierkantswortel tijd (√s)
1000
S3
15000
Waterabsorptie (g/m²)
Waterabsorptie (g/m²)
500
Vierkantswortel tijd (√s)
N3
10000 5000 0 0
1000
Vierkantswortel tijd (√s)
MC3
0
500
500
1000
8000 6000 4000 2000 0 0
Vierkantswortel tijd (√s)
200
400
600
Vierkantswortel tijd (√s)
Grafiek 4.4.: Waterabsorptie t.o.v. de vierkantswortel van de tijd, voor een willekeurig proefstuk van elke steensoort.
Na het berekenen van de waterabsorptiecoëfficiënten (bijlage F), blijkt dat de waarden sterk uiteenlopen (tabel 4.26.). Van alle stenen neemt de Ledesteen het traagst water op door capillariteit. De Noyant, en vooral de Savonnières nemen zeer snel water op. Net zoals in de voorgaande proeven hebben de Euville, Massangis Roche Claire en Roche Jaune intermediaire waarden.
86
Tabel 4.26.: Waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit C loodrecht op de gelaagdheid (g/m².√(s)).
Steensoort
Water absorptie coëfficiënt C door Standaarddeviatie capillariteit loodrecht op gelaagdheid (g/m².√(s)) (g/m².√(s))
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
43,2 7,58 45,5 31,4 83,8 145
6,80 2,21 2,75 14,0 5,82 53,4
Voor wat betreft de standaarddeviaties, zijn het vooral de Massangis Roche Jaune, de Savonnières en de Ledesteen die relatief hoge waarden hebben. De Massangis Roche Claire en de Noyant daarentegen hebben een relatief lage standaarddeviatie. Net zoals bij de proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid, en zoals uit de observaties (foto 4.24.) al vermoed kon worden, valt de Ledesteen op door waarden die sterk afhangen van de oriëntatie van Liesegangen (en eventuele zwaktezones). De waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit voor proefstukken waarbij de Liesegangen loodrecht op het ondervlak staan, is groter dan voor de proefstukken waarbij deze structuren evenwijdig met het ondervlak liggen (tabel 4.27.). Tabel 4.27.: Waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit C bij Ledestenen met Liesegangen (en eventuele zwaktezones) evenwijdig met en loodrecht op het ondervlak (g/m².√(s)).
Evenwijdig
Loodrecht
Gemiddelde
6,13 (2,24)
8,64 (1,47)
7,58 (2,21)
Bij de Massangis Roche Jaune is de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit, net zoals de open porositeit, afhankelijk van de hoeveelheid grijze zones: de capillariteit van het proefstuk is groter bij proefstukken met weinig grijze zones (tabel 4.28.). Tabel 4.28.: Waterabsorptiecoëfficiënt (g/m².√(s)) voor proefstukken met veel en proefstukken met weinig grijze zones.
Veel grijze zones
Weinig grijze zones
23,7 (10,8)
36,0 (11,5)
Tijdens deze proef werden ook gegevens verzameld om de GC-coëfficiënt te berekenen. De resultaten hiervan zullen in sectie 4.3.2. besproken worden. 4.2.6. Proef ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk De waterabsorptie werd m.b.v. formule 3.5. berekend (bijlage G). Op het eerste zicht kunnen min of meer dezelfde grote groepen onderscheiden worden als bij de open porositeit: de Noyant en de Savonnières hebben de grootste waterabsorptie, de Ledesteen de kleinste, en de overige steensoorten hebben intermediaire waarden (tabel 4.29.).
87
Tabel 4.29.: Waterabsorptie Ab onder atmosferische druk (massa %).
Steensoort
Waterabsorptie Ab (massa %)
Standaarddeviatie (%)
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
3,6 1,2 4,9 3,6 15,5 10,5
0,3 0,1 0,1 0,7 0,4 1,3
De Savonnières en vooral de Massangis Roche Jaune hebben een hoge standaarddeviatie. Ook hier valt de afhankelijkheid op van de waterabsorptie t.o.v. het aantal grijze zones (tabel 4.30). Tabel 4.30.: Waterabsorptiecoëfficiënt (g/m².√(s)) voor proefstukken met veel en proefstukken met weinig grijze zones.
Veel grijze zones 3,28 (0,73)
Weinig grijze zones 4,01 (0,46)
Om na te gaan wat de invloed is van het al dan niet opleggen van een vacuüm omgeving, en wat het gehalte aan moeilijk toegankelijke poriën in elke steensoort is, kan de waterabsorptie onder atmosferische druk vergeleken worden met de waterabsorptie onder vacuüm. De waterabsorptie onder vacuüm kan eenvoudig berekend worden door ofwel formule 3.5. te gebruiken, of door de open porositeit te delen door de schijnbare volumieke massa en vervolgens te vermenigvuldigen met 1000 (www.WTCB.be, 2013). Zo wordt al snel duidelijk dat het verschil tussen waterabsorptie onder atmosferische druk en onder vacuüm zeer groot is voor de Euville en Savonnières. Bij de andere steensoorten is dat verschil eerder klein (tabel 4.31. en grafiek 4.5.). Tabel 4.31.: Waterabsorptie onder atmosferische druk en onder vacuüm (massa %).
Steensoort
Onder atmosferische druk
Onder vacuüm
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
3,6 1,2 4,9 3,6 15,5 10,5
6,4 1,7 5,7 5,0 20,1 18,5
88
Waterabsorptie: vacuüm versus atmosferische druk Euville: vacuüm 25
Euville: atmosferische druk Lede: vacuüm
Waterabsorptie (massa%)
20
Lede: atmosferische druk Massangis Roche Claire: vacuüm
15
Massangis Roche Claire: atmosferische druk Massangis Roche Jaune: vacuüm
10
Massangis Roche Jaune: atmosferische druk Noyant: vacuüm
5
Noyant: atmosferische druk Savonnières: vacuüm
0
E
L
MC
MJ
N
S
Savonnières: atmosferische druk
Grafiek 4.5.: Waterabsorptie Ab onder atmosferische druk en onder vacuüm (massa %).
Uit de weinige waarden voor de waterabsorptie die in de literatuur te vinden zijn, lijken de resultaten uit deze thesis realistisch te zijn (tabel 4.32.). Tabel 4.32.: Waterabsorptie onder atmosferische druk volgens bronnen uit de literatuur (massa %).
Steensoort
Proef
Camerman (1957)
Euville Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
3,6 (0,3) 4,9 (0,1) 3,6 (0,7) 15,5 (0,4) 10,5 (1,3)
1,5 tot 4 / 2 tot 4 / 6,7 tot 12,1
Tijdens deze proef werden ook gegevens verzameld om de Hirschwald of verzadigingscoëfficiënt te berekenen. De resultaten hiervan zullen in sectie 4.3.1. besproken worden. 4.2.7. Proef ter bepaling van de buigsterkte De buigsterkte werd bepaald tijdens een ander onderzoek (De Kock et al., 2012b). De stenen die toen werden gebruikt, hadden gelijkaardige kenmerken als de stenen in deze masterproef. De buigsterktes Rtc werden berekend m.b.v. formule 3.6. (tabel 4.33.). De Ledesteen springt hierbij met een zeer hoge waarde (15,6 N/mm²) in het oog, terwijl de andere witstenen ver achterop volgen. De Euville valt echter ook op doordat het de tweede grootste buigsterkte heeft, terwijl de steen bij andere eigenschappen zoals de schijnbare volumieke massa en geluidsvoortplantingssnelheid lagere waarden had dan de Massangis variëteiten. De Savonnières en de Noyant hebben de kleinste buigsterkte. Over het algemeen lijkt het erop dat een hoge buigsterkte gepaard gaat met een kleine open porositeit en omgekeerd (grafiek 4.6.). 89
Tabel 4.33.: Buigsterkte Rtc (N/mm²).
Steensoort
Buigsterkte (N/mm²)
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
4,8 15,6 4,0 4,3 3,2 2,7
Open porositeit
Buigsterkte 0
35
5
30 10
25 20
15
15
20
10 25
5 0
Buigsterkte (N/mm²)
Open porositeit (vol%)
40
30
Grafiek 4.6.: Verband tussen de buigsterkte en de open porositeit.
Een vergelijking van de waarden met buigsterktes uit de literatuur, geeft aan de Massangis Roche Claire eerder zwak scoort op dit gebied, en dat de Massangis Roche Jaune zelfs ongewoon weinig bestand is tegen buigspanningen (tabel 4.34). Voor de andere stenen blijkt er een vrij goede overeenkomst te zijn. Tabel 4.34.: Buigsterkte volgens verschillende bronnen uit de literatuur (N/mm²).
Steensoort
Proef
http://monumat. brgm.fr (2013)
WTCB (1997)
www.rocamat. com (2013)
Beltrami (2007)
4-5 9 - 11
CTMNC (20112012) 6,20 9,10
Euville Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
4,8 4,0
2,26 - 3,43 /
2-4 4-8
4 tot 5 /
4,3
10 - 12
13,7
8,30 - 14,8
8 - 11
/
3,2 2,7
/ /
3,50 3,10
/ 2,74 - 4,27
/ 4-8
/ 8 - 18
90
4.2.8. Proef ter bepaling van de druksterkte De druksterkte werd eveneens bepaald in een ander onderzoek (De Kock et al., 2012b). De stenen die toen gebruikt zijn, hadden gelijkaardige kenmerken als de stenen in deze masterproef. De druksterktes Rc werden berekend met formule 3.7, en aangezien de onderzochte steensoorten kalkstenen waren, liggen de waarden allemaal tussen de 2 en 240 N/mm² (WTCB, 1997). De gemiddelden in tabel 4.35. zijn sterk uiteenlopend, met zwakke witstenen zoals de Noyant en de Savonnières, en sterke tot zeer sterke soorten zoals de Massangis Roche Jaune en de Ledesteen. De Massangis Roche Claire heeft een vrij grote druksterkte, terwijl de Euville al zal begeven onder vrij kleine uniaxiale drukkrachten. Verder heeft de Massangis Roche Jaune de grootste standaarddeviatie. Tabel 4.35.: Druksterkte Rc (N/mm²).
Steensoort
Druksterkte (N/mm²)
Standaarddeviatie (N/mm²)
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
32,8 120,4 67,7 90,4 13,3 14,8
3,5 19,9 7,8 28,7 1,0 2,4
Hoewel de onderzochte witsteensoorten soms sterk verschillende druksterktes hebben, breken ze allen op een min of meer gelijke manier, meer bepaald volgens twee afgeknotte piramides die met hun kleine basis aan elkaar kleven (WTCB, 1997) (foto 4.26.). Net als bij de proef ter bepaling van de Foto 4.26.: Massangis RJ (links) en Euville (rechts) na de buigsterkte, gaat een hoge druksterkte ook drukproef. hier gepaard met een kleine open porositeit en omgekeerd (grafiek 4.7.).
Druksterkte
40 35 30 25 20 15 10 5 0
0 20 40 60 80 100 120 140
Grafiek 4.7.: Verband tussen de druksterkte en de open porositeit.
91
Druksterkte (N/mm²)
Open porositeit (vol%)
Open porositeit
Een vergelijkende studie met waarden uit de literatuur brengt aan het licht dat alle stenen een realistische druksterkte hebben (tabel 4.36a en 4.36b). De Ledesteen die in deze masterproef onderzocht werd, is wel zeer sterk (tabel 4.37.). Tabel 4.12.: Druksterkte (N/mm²) volgens 1: www.monumat.brgm.fr, 2: La Mausolée, 3: les pierres de France, 4: www.rocamat.com, 5: Roches de France, 6: WTCB, 7: Beltrami.
Steensoort
Proef
1
2
Euville
32,8 (3,5)
20 - 35
Massangis RC Massangis RJ Noyant
67,7 (7,8)
50 - 70
90,4 (28,7)
Savonnières
3
4
5
6
7
33,92 - 12,5 - 35 42,84 67,84 - 60 - 100 104,22
/
20 - 35
50 - 70
50 - 90
25,19 - 12 - 35 32,62 / 50 - 70
80 - 100
75,10 - 60 - 110 113,33
65 - 85
50 - 90
44,67 - 80 - 100 77,62
13,3 (1,0)
/
/
13,7
/
/
14,8 (2,4)
10 - 20
12,35 - 10 - 16 17,35 8,04 - 8 - 18 27,16
10 - 15
15 - 25
/
10 - 20
Tabel 4.37.: Druksterkte volgens verschillende bronnen uit de literatuur (N/mm²).
Steensoort
Proef
WTCB (1997)
Natuursteen in Vlaanderen (2009)
Natuursteen in monumenten (1980)
Lede
120,4
55,7 tot 122,5
59,8 tot 110
80,9
4.3. Resultaten van de onrechtstreekse proeven ter bepaling van de vorstgevoeligheid 4.3.1. Hirschwald of verzadigingscoëfficiënt Na het uitvoeren van de proeven ter bepaling van de open porositeit en ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk, kan de Hirschwald coëfficiënt berekend worden door de porositeit onder atmosferische druk (Pv) te delen door de porositeit onder vacuüm (Pa) (bijlage H). Vrijwel alle gemiddeldes in tabel 4.38. zijn kleiner dan 0,75, op de Massangis Roche Claire na. Deze heeft zelfs een waarde die boven de kritische grens van 0,85 ligt. De Euville en Savonnières hebben zeer lage verzadigingscoëfficiënten in vergelijking met de Noyant, Ledesteen en Massangis Roche Jaune. Tabel 4.38.: Verzadigingscoëfficiënten.
Steensoort
Verzadigingscoëfficiënt
Standaarddeviatie
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
0,50 0,73 0,86 0,71 0,71 0,53
0,01 0,04 0,01 0,03 0,01 0,02
In tabel 4.39. worden de verzadigingscoëfficiënten uit deze proef vergeleken met waarden uit de literatuur. Die lijken goed overeen te komen, op de Massangis Roche Jaune na. In de meeste 92
onderzoeken heeft deze steen een lage tot zeer lage verzadigingscoëfficiënt, terwijl in de masterproef een waarde gevonden werd die een stuk hoger ligt. Verder hebben de Euville en de Ledesteen respectievelijk een iets lagere en iets hogere Hirschwald coëfficiënt dan de waarden in de literatuur (tabel 4.40.). Tabel 4.39.: Verzadigingscoëfficiënten volgens verschillende bronnen uit de literatuur.
Steensoort
Proef
Camerman, Les pierres http://monumat. Natuursteen in Vlaanderen 1957 de France, brgm.fr (2013) (2009) 1980
Euville Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
0,50 (0,01) 0,86 (0,01) 0,71 (0,03) 0,71 (0,01) 0,53 (0,02)
0,58 0,89 0,58 / 0,55
0,56 / / 0,70 /
0,55 tot 0,65 0,70 tot 0,85 0,30 tot 0,40 / 0,33 tot 0,65
/ / 0,55 tot 0,56 / 0,50 tot 0,68
Tabel 4.40.: Verzadigingscoëfficiënten volgens verschillende bronnen uit de literatuur.
Steensoort
Proef
Natuursteen in Vlaanderen (2009)
Lede
0,73 (0,04)
0,66
Wanneer de verzadigingscoëfficiënten t.o.v. de open porositeit worden uitgezet, komen de verschillende steensoorten in verschillende zones voor. De Euville en de Ledesteen plotten in zone 1, de Massangis Roche Jaune in zone 2, de Savonnières en de Massangis Roche Claire in zone 3 en de Noyant valt op de grens tussen zone 3 en 4 (grafiek 4.8).
Grafiek 4.8.: Verzadigingscoëfficiënt ten opzichte van de open porositeit (CATED, 1980), met de Euville (E), Ledesteen (L), Massangis Roche Claire (MC) en Roche Jaune (MJ), Noyant (N) en Savonnières (S).
93
4.3.2. GC-coëfficiënt Voor de berekening van de GC-coëfficiënt werd voor elke steen de relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S uitgezet t.o.v. de vierkantswortel van de tijd (√min). Een gelijkaardige grafiek als deze in figuur 3.15. werd bekomen, waaruit vervolgens de helling α van de eerste rechte, en de relatieve waterabsorptiegraad S bepaald werden (bijlage I). De helling α toont geen al te grote verschillen tussen de steensoorten onderling. Enkel in de Ledesteen worden de poriën een stuk langzamer gevuld door capillaire wateropname. Bij de relatieve waterabsorptiegraad S lopen de waarden ver uiteen. De Euville en de Savonnières hebben een eerder laag gemiddelde dat rond de 50% schommelt, terwijl de Ledesteen een grote relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit heeft, en de Massangis Roche Claire zelfs een waarde van ruim 80% heeft (tabel 4.41.). Tabel 4.41.: Gemiddelde α en S (%).
Steensoort
Helling van de eerste rechte α (%/√(t))
Relatieve waterabsorptiegraad S (%)
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
6,53 1,09 6,39 4,53 4,48 7,60
48,7 77,8 83,8 70,6 68,0 53,8
In formule GC = -14,53 - 0,309 α + 0,203 S zullen de grote verschillen in relatieve waterabsorptiegraad S bijgevolg voor sterk uiteenlopende GC-coëfficiënten zorgen (bijlage I en tabel 4.42.). De Euville en Savonnières bijvoorbeeld onderscheiden zich, net als bij de Hirschwald coëfficiënt, ook hier van de andere steensoorten door hun zeer lage waarden. De andere stenen hebben veel hogere waarden. De Massangis Roche Claire en de Ledesteen hebben zelfs een GCcoëfficiënt die groter is dan nul. Tabel 4.42.: GC-coëfficiënt.
Steensoort
GC-coëfficiënt
Standaarddeviatie
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
-6,65 0,93 0,50 -1,60 -2,11 -5,96
0,34 0,99 0,17 0,67 0,17 0,62
Bij de Massangis Roche Jaune en de Ledesteen kan de GC-coëfficiënt relatief gezien vrij sterk variëren. Zoals uit sectie 4.2.5. al was gebleken, is waterabsorptie door capillariteit bij de Ledesteen afhankelijk van de oriëntatie van de Liesegangen t.o.v. het ondervlak: dit beïnvloedt de α-waarde en daarmee ook de GC-coëfficiënt (tabel 4.43.). Zo hebben proefstukken waarin de Liesegangen evenwijdig met het ondervlak liggen, een grotere GC-coëfficiënt.
94
Tabel 4.43.: α, S en GC-coëfficiënt bij Ledestenen met Liesegangen evenwijdig met en loodrecht op het ondervlak.
Helling van de Relatieve waterabsorptiegraad GCeerste rechte α door capillariteit S (%) coëfficiënt (%/√(min)) Evenwijdig met ondervlak Loodrecht op ondervlak
0,96 (0,13) 1,19 (0,23)
78,1 (6,33) 77,7 (3,64)
1,03 (1,26) 0,88 (0,76)
Ook in de Massangis Roche Jaune beïnvloedt het gehalte aan grijze zones voornamelijk de α-waarde. Hoe meer grijze zones, des te kleiner de α-waarde en des te groter de GC-coëfficiënt (tabel 4.44.). De S-waarde lijkt hier net als bij de Ledesteen minder door beïnvloed te worden. Tabel 4.44.: α, S en GC-coëfficiënt bij Massangis Roche Jaune proefstukken met veel en proefstukken met weinig grijze zones.
Helling van de Relatieve waterabsorptiegraad GCeerste rechte α door capillariteit S (%) coëfficiënt (%/√(min)) Veel grijze zones Weinig grijze zones
3,47 (1,58) 4,98 (1,51)
70,5 (3,14) 70,2 (2,00)
-1,29 (0,54) -1,83 (0,46)
In vergelijking met GC-coëfficiënten die in de literatuur vermeld staan, hebben de Savonnières en de Massangis Roche Jaune minder negatieve waarden (tabel 4.45.). Tabel 4.45.: GC-coëfficiënten volgens verschillende bronnen uit de literatuur.
Steensoort
Proef
Natuursteen in Vlaanderen (2009)
WTCB (1997)
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
-6,65 (0,34) 0,93 (0,99) 0,50 (0,17) -1,60 (0,67) -2,11 (0,17) -5,96 (0,62)
/ / / -4,56 / /
-5,52 / / -4,56 / -8,10
4.4. Resultaten van de gebruikte destructieve en niet-destructieve karakteriseringproeven, uitgevoerd na de vries-dooi cycli Om de evolutie van vorstverwering op te volgen, werden na het afwerken van een vooraf bepaald aantal vries-dooi cycli (sectie 3.2.1.), van elke steensoort telkens vier proefstukken uit de vorstkast gehaald. Hierop werden vervolgens verscheidene van de hierboven reeds besproken karakteriseringproeven uitgevoerd, zodat vorstverwering onder de vorm van veranderde identificatie eigenschappen aan het licht gebracht zou worden. In bijlage P staat deze vorstschade samen met de resultaten van de karakteriseringproeven opgelijst.
95
4.4.1. Macroscopische waarnemingen Allereerst kan de controle van de proefstukken begonnen worden met een visuele inspectie volgens de classificatie uit sectie 3.2.1. De soort en de graad van opgelopen schade staan voor elk proefstuk beschreven in bijlage J. In deze thesis bestaat de visuele inspectie enkel uit macroscopische waarnemingen, waardoor eventuele microscopische schade (vb. microscheuren) in deze sectie onopgemerkt blijft. Tabel 4.46.: Visuele inspectie van proefstukken na 14, 28, 56, 84, 132, 140 en 164 cycli.
Euville Lede Massangis RC Massangis RJ Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
0 0-2 0 0 0-1-2 0
0 0-2 0 0 3 0
0-2 0-2 0(-1) 0 3 0
0-2 2 0(-1) 0-2 tot 3 3-4 0(-1)
0-2 0-2 0-1 0-2-3/4 3-4 0-2(/3)
/ 2 / 2-4 / /
0-3 2 0 0-2-3/4 / 0
De Euville lijkt in het begin, op wat sporadisch korrelverlies na, geen last te ondervinden van de vele tientallen vries-dooi cycli. Na 56 en 84 cycli heeft er zich echter in telkens 1 van de 4 proefstukken een dunne scheur van ongeveer 4 cm lengte gevormd (foto 4.27.). Dit heeft zich doorheen het calcietcement gesneden, zonder daarbij de korrels te beschadigen. Dit verklaart trouwens de ietwat grillige vorm van de breuk. De textuur van de Euville heeft de richting van propagatie niet beïnvloed. In beide gevallen ontstond de breuk in een van de randen en is het loodrecht daarop naar de twee aanliggende zijvlakken beginnen propageren. De vorming van dergelijke smalle breukjes betekent dus dat de integriteit van het gesteente is aangetast, waardoor de schade in deze twee proefstukken onder klasse 2 valt (tabel 4.46). Na 132 cycli is er zelfs in 2 van de 4 proefstukken een dunne breuk ontstaan. Het dient wel gezegd dat de breuken na 56, 84 en 132 cycli voor wat betreft breedte en lengte niet al te sterk verschillen. Het is pas vanaf 164 cycli dat er zich in een van de proefstukken een brede (> 0,1 mm) breuk heeft gevormd (klasse 3) (foto 4.28.), die rond een van de hoeken loopt.
Foto 4.27.: Scheur.
Foto 4.28.: Brede breuk.
96
In de Ledesteen wordt tijdens het verloop van de proef het verschil in gedrag duidelijk tussen proefstukken zonder en proefstukken met flaws. Proefstukken met een zichtbare flaw (foto 4.5.) vertonen na 14 cycli microscheurtjes die in elkaars verlengde liggen, langsheen de flaw (foto 4.29.). Na 164 cycli zijn deze scheuren niet verder ontwikkeld en valt de verweringsgraad nog steeds onder klasse 2. Proefstukken zonder vooraf zichtbare flaw vertonen geen schade tijdens het verloop van de proef en zijn ook na 164 cycli nog steeds intact, op één Foto 4.29.: Scheur langs proefstuk na waar stukjes van een van de hoeken zijn losgekomen. zwaktezone.
De Massangis Roche Claire vertoont gedurende de hele proef geen merkbare visuele veranderingen (klasse 0). Na 84 en 132 cycli is er aan enkele randen of hoeken van een beperkt aantal proefstukken een heel lichte afronding te zien (klasse 1), maar over het algemeen is er bij de meeste proefstukken op het einde van de vorstproef (164 cycli) nog steeds geen zichtbare vorstschade opgetreden (klasse 0). De Massangis Roche Jaune blijft net zoals de Euville gedurende tientallen cycli ogenschijnlijk ongeschonden. Na 84 cycli loopt er echter een 2 à 3 cm lange breuk in 2 van de 4 proefstukken. In het ene proefstuk is deze smaller dan 0,1 mm (klasse 2) en loopt het evenwijdig met de gelaagdheid. In het andere proefstuk is de breuk breder dan 0,1 mm (klasse 3) en heeft het de neiging om rond een van de hoeken te groeien (foto 4.30.). Na 132 cycli is er een proefstuk met een breuk die smaller is dan 0,1 mm (klasse 2) en zijn er 2 proefstukken met meerdere breuken die breder zijn dan 0,1 mm (klasse 3). De brede breuken reiken tot diep in de kern van het proefstuk en hebben zich rond een van de hoeken van de proefstukken verzameld, waardoor in beide proefstukken telkens één groot brokstuk loskomt (klasse 4) (foto 4.31.).
Foto 4.30.: Breuk breder dan 0,1mm in MJ.
Foto 4.31.: Groot brokstuk uit bovenhoek.
Foto 4.32.: doormidden.
Proefstuk
breekt
Het is opvallend dat de vorming van breuken en brokstukken zich voornamelijk in de gele zones voordoet. Indien er een grijze zone in de weg ligt, zal de breuk echter geen omweg maken. Ook na 140 en 164 cycli komen er verschillende mogelijke vormen van schade voor: kleine stukjes die uit het centrum van een vlak loskomen, dunne breuken, brede breuken, (zeer) grote brokstukken die uit een hoekpunt loskomen, tot proefstukken die in 3 of meer grote brokstukken volledig uit elkaar vallen (foto 4.32.). Het is opmerkelijk dat er zelfs na 164 cycli nog proefstukken zijn die volledig intact lijken.
97
De Noyant kent een enorm snelle gedaanteverwisseling doorheen de vorstproef. Al na 14 cycli beginnen de hoekpunten bij de meeste proefstukken af te brokkelen (foto 4.33a) (klasse 1-2).
a)
b)
c)
d)
Foto 4.33.: Evolutie van de Noyant na 14 (a), 28 (b), 56 (c) en 84 (d) cycli.
Na 28 cycli komen er naast hoekpunten ook stukken van de rand los. In foto 4.33.b is te zien hoe een breuk vlakbij de rechterrand groeit en uiteindelijk dit stuk rand zal losmaken. Bij deze verwering wordt nu ook de onderkant van de proefstukken niet gespaard. De grootte van de fragmenten is voor sommige proefstukken groter dan 30 mm² waardoor de verwering onder klasse 3 valt (foto 4.33b). Opmerkelijk is dat in sommige proefstukken het breukvlak (afdrukken van) fossielen bevat. Bij proefstukken die 54 cycli hebben afgewerkt, is de verwering alleen maar toegenomen onder de vorm van een grotere hoeveelheid afgebrokkeld materiaal (foto 4.33c). Na Foto 4.34.: Afdrukken van de 84 cycli kunnen in sommige proefstukken enkele (afdrukken van) Orbitolites complanatus in het breukvlak (84 cycli). fossielen in het breukvlak duidelijk herkend worden (gastropoden, Orbitolites complanatus, enz.) (foto 4.34.). Verder zijn sommige proefstukken zo sterk gedesintegreerd dat hun hoogte kleiner is dan de helft van hun oorspronkelijke hoogte (klasse 3-4), terwijl andere proefstukken toch nog een groot deel van hun oorspronkelijke hoogte behouden hebben (foto 4.35.). Tussen 84 en 132 cycli zijn vrijwel alle proefstukken zeer sterk gefragmenteerd tot kleine brokjes steengruis (foto 4.36.), op één proefstuk na dat geïsoleerd stond van de andere Noyant kubussen en zelfs nog in voldoende goede staat was om metingen op uit te voeren. Het lijkt er hiermee op dat de graad van verwering tussen de proefstukken onderling sterk kan verschillen. Tenslotte valt het op dat het grondvlak in verscheidene proefstukken nog grotendeels bewaard is gebleven. De erosie werkt dus hoofdzakelijk op de bovenzijde van de proefstukken.
Foto 4.35.: Proefstukken na 84 cycli.
Foto 4.36.: Steengruis na 132 cycli.
98
Bij de Savonnières zijn er lange tijd geen indicaties van verwering. Pas vanaf 84 cycli lijken sommige proefstukken licht aangetast te zijn aan het bovenvlak (klasse 1). Na 132 cycli is er een breuk in een zeer dense schelpengruislaag aan het bovenvlak van een van de proefstukken ontstaan (klasse 2). Het valt daarbij op dat de breuk naar de rand van het laagje toe af begint te buigen en uiteindelijk verdwijnt, nog voor het in het meer poreuze gedeelte van het proefstuk zou komen (foto 4.37.). Het enige proefstuk dat nog overbleef na Foto 4.37.: Breuk in schelpengruislaag. 164 cycli, heeft net als vrijwel alle andere Savonnières proefstukken geen vorstschade opgelopen (klasse 0). Volgens de Europese norm voor de proef ter bepaling van de vorstbestendigheid NBN EN 12371:2010, heeft een proefstuk de vorstproef niet doorstaan wanneer de mate van verwering onder klasse 3 valt. Wanneer het aantal vries-dooi cycli dat de steensoorten in deze proef doorstaan hebben, vergeleken wordt met kwantitatieve informatie van andere vorstproeven uit de literatuur, blijken er toch enkele verschillen te zijn. De Massangis Roche Claire doorstaat de vorstproef in deze thesis zonder problemen terwijl deze volgens de literatuur na 154 cycli al vrij zwaar beschadigd zou moeten zijn. Bij de Massangis Roche Jaune doet zich juist het omgekeerde voor: meerdere proefstukken breken tussen 84 en 164 vries-dooi cycli, terwijl deze steen in andere studies normaal gezien 168 cycli overleeft. Enkel de Noyant en de Savonnières ondergaan de vorstproef op een gelijkaardige manier als in de literatuur (tabel 4.47.). Tabel 4.47.: Vergelijking van de resultaten uit de proef met waarden uit de literatuur.
Proef CTMNC (2011-2012)
Euville Ledesteen Massangis Roche Claire ≤ 164 164 164 / / 154
Massangis Noyant Roche Jaune 84 - 164 < 28 168 24
Savonnières 164 168
Bij het vergelijken van de waarden uit de vorstproef met kwalitatieve informatie uit historische bronnen, komen er ook hier enkele verrassingen naar boven. De Massangis Roche Jaune bijvoorbeeld verweert in deze proef onverwacht snel, terwijl de Massangis Roche Claire juist zeer goed stand houdt voor een vriesbarstige steen. Verder wordt er in de literatuur geen melding gemaakt van breukvorming bij de Euville, terwijl meerdere proefstukken in deze thesis al vrij snel breuken (meestal smaller dan 0,1 mm weliswaar) begonnen te vormen. Hetzelfde geldt voor de Ledesteen. Enkel de Savonnières gedraagt zich zoals verwacht (tabel 4.48.). Tabel 4.48.: Vergelijking van de resultaten uit de proef met historische informatie.
Euville Ledesteen Massangis Roche Claire ≤ 168 168 164 Proef Vorst/ Vriesbarstig Camerman (1957) vrij Vorstvrij Vriesbarstig Dusar et al., Vorst2009 vrij 99
Massangis Noyant Roche Jaune 84 - 164 < 28 Vorstvrij /
Savonnières
Vorstvrij
Vorstvrij
/
168 Vorstvrij
4.4.2. Massaverlies Nog een mogelijke manier om de graad van vorstverwering op te volgen, is de bepaling van het massaverlies. Dit kan bij kalkstenen soms zeer grote waarden aannemen (Nicholson & Nicholson, 2000). Het massaverlies werd berekend door de droge massa’s van de proefstukken die de vorstproef hadden afgewerkt, af te trekken van hun oorspronkelijke droge massa (bijlage K). Het gemiddelde massaverlies en bijhorende standaarddeviatie staan voor elke x aantal cycli per steensoort opgelijst in tabel 4.49. Tabel 4.49.: Gemiddeld massaverlies en standaarddeviatie per x aantal vries-dooi cycli (g).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
0,12 (0,02) 0,04 (0,06) 0,09 (0,01)
0,11 (0,07) -0,05 (0,10) 0,04 (0,05)
0,15 (0,06) -0,03 (0,09) 0,01 (0,01)
0,20 (0,05) -0,07 (0,04) 0,10 (0,02)
0,27 (0,03) -0,10 (0,11) 0,06 (0,02)
/
0,29 (0,14) -0,08 (0,04) 0,00 (0,01)
0,02 (0,01)
0,04 (0,05)
-0,04 (0,05)
0,07 (0,02)
6,94 (8,07)
6,09 (12,08)
0,25 (0,37)
0,58 (0,47) 0,22 (0,06)
3,88 (1,08) 0,18 (0,04)
8,23 (2,76) 0,17 (0,04)
43,17 (23,28) 0,26 (0,04)
16,86 (/)
/
/
0,24 (0,01)
/
0,23 (/)
-0,10 (0,09) /
Het massaverlies is bij de meeste steensoorten zeer beperkt gebleven, en is vermoedelijk voor een deel te wijten aan oplossing van instabiel materiaal. Bij de meeste stenen kan er met het vorderen van de vorstproef niet echt een duidelijke trend van toenemend massaverlies onderscheden worden. Bovendien zijn de waarden soms zeer laag. Er is dus bijvoorbeeld geen aanwijzing dat de Massangis Roche Claire eventueel inwendige en/of microscopische vorstschade heeft opgelopen. Zelfs de breuken die bij sommige proefstukken van de Ledesteen en Savonnières te vinden zijn (sectie 4.4.1.), hebben geen merkbaar massaverlies met zich meegebracht. Bij de Euville gaat er met het korrelverlies wel een lichte toename in massaverlies gepaard. Wat betreft breukvorming hebben proefstukken met dunne breuken een iets groter massaverlies dan proefstukken zonder breuken. De brede breuk die na 164 cycli in proefstuk E11 verschijnt, valt daarentegen wel op door een groter massaverlies (bijlage P). Verder springen vooral de Massangis Roche Jaune en de Noyant in het oog. Bij de Massangis Roche Jaune is er in het begin weinig te merken van de vries-dooi cycli. Zelfs de vorming van een breuk in een tweetal proefstukken na 84 cycli (sectie 4.4.1.) levert geen sterke stijging in massaverlies. Het is pas na 132 en 140 cycli, wanneer er bij 1 of 2 van de 4 proefstukken een groot brokstuk loskomt, dat de vorstschade ook merkbaar wordt in de waarden (bijlage P). De andere proefstukken zijn evenwel intact gebleven, waardoor de standaarddeviatie zeer hoog is (tabel 4.49.). Na 164 cycli waren er naast de niet tot weinig beschadigde proefstukken, alleen maar proefstukken waar de grote brokstukken nog niet waren losgekomen, en een proefstuk dat uiteen was gevallen (en dus niet meer gewogen kon worden). Hierdoor is het massaverlies beperkt, hoewel er in enkele proefstukken zeer zware schade heeft plaatsgevonden: dit geeft een vertekend beeld. De Noyant vertoont met het verloop van de vries-dooi cycli wel een duidelijke trend van steeds sterker massaverlies. Doordat er met het vorderen van de vorstproef ook steeds vaker een verschil is
100
in vorstschade tussen de proefstukken onderling (foto 4.35.), neemt ook de standaarddeviatie meer en meer toe. 4.4.3. Proef ter bepaling van de open porositeit po en de schijnbare volumieke massa pb De vorstverwering heeft zoals uit de resultaten in bijlage L en de gemiddelden in tabel 4.50. blijkt, niets veranderd aan de onderlinge hiërarchie tussen de steensoorten. De Noyant en Savonnières hebben nog steeds de grootste open porositeit, de Ledesteen de kleinste, en de andere witstenen hebben intermediaire waarden. Tabel 4.50.: Open porositeit na x aantal vries-dooi cycli (vol %).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
15,0 (0,47) 4,62 (0,23) 13,5 (0,08)
14,6 (0,59) 4,63 (0,29) 13,5 (0,29)
14,7 (1,46) 4,37 (0,37) 13,5 (0,43)
15,4 (0,45) 4,55 (0,62) 13,6 (0,11)
14,8 (0,26) 4,34 (0,32) 13,7 (0,13)
/
16,3 (0,19) 4,53 (0,36) 13,8 (0,06)
12,4 (0,76)
10,7 (2,50)
12,3 (1,13)
13,4 (1,76)
13,1 (2,61)
12,7 (1,58)
11,3 (1,74)
35,5 (0,68) 34,0 (1,42)
35,9 (0,49) 33,2 (2,61)
35,2 (0,15) 32,7 (1,14)
35,8 (0,63) 34,0 (2,17)
36,0
/
/
34,6 (1,17)
/
35,0 (/)
4,61 (0,71) /
Door de waarden van voor de vorstproef af te trekken van de waarden na de vorstproef, kan nagegaan worden of er al dan niet een toename in porositeit heeft plaatsgevonden, en of de steen dus al dan niet aan vorstschade onderhevig is geweest (bijlage L; tabel 4.51.). Uiteraard zullen hier ook andere invloeden dan alleen de vries-dooi cycli meespelen (vb. oplossing van instabiele elementen, onvoldoende/overdreven afdippen van de proefstukken voor het wegen, enz.). Tabel 4.51.: Toename van de gemiddelde porositeit en standaarddeviatie na x aantal vries-dooi cycli (vol %).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
0,34 (0,17) 0,32 (0,28) 0,47 (0,23)
0,33 (0,18) 0,13 (0,16) 0,35 (0,05)
0,31 (0,19) 0,07 (0,22) 0,33 (0,03)
0,22 (0,12) 0,01 (0,34) 0,18 (0,09)
0,62 (0,10) -0,01 (0,18) 0,42 (0,07)
/
1,04 (0,40) 0,19 (0,14) 0,47 (0,23)
0,45 (0,17)
0,33 (0,44)
0,18 (0,20)
0,29 (0,16)
0,93 (0,92)
0,63 (0,13)
0,41 (0,26)
0,72 (0,26) 0,48 (0,47)
1,23 (0,37) 0,70 (0,25)
0,57 (0,23) 0,59 (0,11)
0,54 (0,42) 0,59 (0,17)
0,78 (/) 0,55 (0,44)
/
/
/
1,11 (/)
101
0,29 (0,16) /
Net als bij het massaverlies, is het moeilijk om voor alle stenen een trend te zien, zoals bijvoorbeeld bij de Massangis Roche Claire. Ook in de Savonnières is er een zeer willekeurige toename van de porositeit: de 1,11 vol % toename na 164 cycli is niet representatief aangezien dit een waarde is van maar één proefstuk, en er eerder in de proef al gelijkaardige toenames te zien waren: er is hier dus geen sprake van een trend. Hoewel er geen trend te zien is, is zo een toename van 1 vol % wel significant en kan dit een indicatie zijn van vorstschade. Smalle breuken (< 0,1 mm) die in enkele proefstukken van de Savonnières, maar ook van de Ledesteen en de Massangis Roche Jaune opduiken (sectie 4.4.1.), zorgen dan weer niet voor de verwachte porositeittoename. Sterker nog, proefstukken waarin geen breuken werden waargenomen en die eenzelfde aantal vries-dooi cycli hebben afgewerkt, hebben soms nog een grotere porositeittoename (bijlage P). In de Massangis Roche Jaune doet er zich na 132 cycli plots een zeer sterke porositeittoename voor in twee zwaar beschadigde proefstukken (sectie 4.4.1.). Het moet gezegd dat tijdens deze proef het grote brokstuk in de twee proefstukken nog niet was losgekomen, en er dus een zeer brede breuk doorheen de kubussen liep. Deze twee uitschieters verklaren zowel het hoge gemiddelde als de hoge standaarddeviatie na 132 cycli in tabel 4.51. Na 140 en 164 cycli lijkt er wel een verband te bestaan tussen een porositeittoename en het voorkomen van zware vorstschade (ontstaan van brede breuken en loskomen van brokstukken) (bijlage P). In de Euville is er een steeds grotere toename. Die toename is echter niet groter in proefstukken met smalle breuken. Enkel wanneer een brede breuk verschijnt (proefstuk E11 na 164 cycli), is er een significante porositeittoename. De grootste toename in porositeit is te vinden bij de Noyant. Een stijging van ruim 1 vol % is er niet ongewoon, en komt niet alleen voor in proefstukken met een duidelijke breuk zoals proefstuk N20 in foto 4.33b (bijlage P). In deze waarden is met het verloop van de vorstproef evenwel geen trend te herkennen (tabel 4.51.). 4.4.4. Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid Net zoals bij de open porositeit, hebben de vries-dooi cycli niet veel veranderd aan de onderlinge verhoudingen bij de geluidsvoortplantingssnelheid. Zo hebben de Massangis variëteiten nog steeds de hoogste waarden, op de voet gevolgd door de Lede steen. De Noyant en Savonières hebben de kleinste geluidsvoortplantingssnelheid (bijlage M; tabel 4.52.). Tabel 4.52.: Geluidsvoortplantingssnelheid na de vorstproef (km/s).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
2,79 (0,06) 3,92 (0,27) 3,98 (0,01)
2,89 (0,11) 4,12 (0,16) 4,05 (0,09)
2,79 (0,08) 3,90 (0,29) 4,04 (0,11)
2,66 (0,08) 3,79 (0,46) 4,07 (0,16)
2,64 (0,06) 3,91 (0,31) 4,04 (0,15)
/
2,32 (0,03) 3,95 (0,24) 4,02 (0,00)
4,46 (0,30)
4,59 (0,07)
4,36 (0,18)
4,34 (0,15)
4,10 (0,49)
4,54 (0,31)
4,48 (0,47)
2,31 (0,05) 2,40 (0,07)
2,44 (0,02) 2,72 (0,20)
2,42 (0,04) 2,63 (0,06)
2,37 (/)
/
/
2,34 (0,31)
/
2,51 (/)
2,58 (0,28)
102
3,96 (0,21) /
Wanneer de waarden na de vorstproef vergeleken worden met deze van voor de vorstproef, blijkt uit de hoofdzakelijk positieve waarden dat de geluidsvoortplantingssnelheid bij de meeste stenen is toegenomen (tabel 4.53.). Enkel bij de Euville is er een snelheidsafname met het vorderen van de vorstproef. De toename bij de andere steensoorten is een onverwacht resultaat, aangezien het voorkomen of het uitblijven van vorstschade gepaard zou moeten gaan met respectievelijk een afname van de snelheid of een niet veranderde snelheid: een toename is dus normaal gezien datgene wat juist niet plaats zou mogen vinden. Het moet wel gezegd dat de geluidsmetingen voor en na de vorstproef met een verschillend toestel (wel hetzelfde type) gemeten werden. Tabel 4.53.: Toename van de gemiddelde geluidsvoortplantingssnelheid en standaarddeviatie per x aantal vries-dooi cycli (km/s).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
-0,01 (0,03) 0,15 (0,05) 0,21 (0,06)
0,00 (0,06) 0,36 (0,12) 0,33 (0,03)
-0,13 (0,01) 0,29 (0,13) 0,39 (0,11)
-0,20 (0,09) 0,31 (0,17) 0,37 (0,04)
-0,21 (0,08) 0,31 (0,17) 0,39 (0,11)
/
-0,48 (0,10) 0,24 (0,16) 0,33 (0,05)
0,37 (0,15)
0,56 (0,11)
0,50 (0,14)
0,44 (0,29)
0,12 (0,24)
0,64 (0,19)
0,42 (0,24)
0,05 (0,05) 0,06 (0,01)
0,13 (0,04) 0,27 (0,02)
0,13 (0,07) 0,23 (0,05)
/
0,09 (/)
/
/
0,21 (0,13)
-0,04 (0,30)
/
0,18 (/)
0,30 (0,05) /
In de Massangis Roche Claire is er overal een lichte toename, zonder dat er dat er daarbij een trend optreedt met toenemend aantal vries-dooi cycli (tabel 4.53.). In de Ledesteen neemt de geluidsvoortplantingssnelheid eveneens toe. Deze toename is ongeveer even groot voor proefstukken met een breuk als voor proefstukken zonder breuk. Bovendien is het verschil in snelheidstoename dat veroorzaakt wordt door een verschillende breukoriëntatie bij beschadigde proefstukken, miniem (bijlage P). Bij de Noyant is de snelheidstoename zeer klein. Bij de Savonnières is de geluidstoename beperkt, en is er eveneens niet echt een trend aanwezig. Wel is het enige proefstuk waar een zichtbare breuk aanwezig is, tevens het enige proefstuk waar een vrij sterke snelheidsafname heeft plaatsgevonden: -0,48 km/s (bijlage P). Bij de Massangis Roche Jaune is er geen verband tussen het optreden van vorstschade en de snelheidstoename. Zelfs wanneer er brede breuken voorkomen lijkt de toename niet veel te verschillen van deze bij niet beschadigde proefstukken. Enkel bij een tweetal proefstukken die een groot brokstuk hebben verloren, is er een afname van de geluidsvoortplantingssnelheid (bijlage P). Al deze steensoorten kennen dus (op enkele uitzonderingen na) een toename van de geluidsvoortplantingssnelheid. Tussen onbeschadigde Euville proefstukken en proefstukken waar wel zichtbare breuken aanwezig zijn, is er dan weer geen verschil: de afname is overal ongeveer even groot (bijlage P). 4.4.5. Proef ter bepaling van de capillariteit De opstelling en uitvoering van deze proef waren hetzelfde als in sectie 4.2.5. Alleen bij de Massangis Roche Jaune moesten enkele proefstukken vanaf 132 cycli in het begin frequenter gewogen worden omwille van een toegenomen snelheid in capillaire wateropname. 103
Uit observaties blijkt dat de vorstproef duidelijk invloed heeft gehad op de capillariteit van enkele proefstukken. Over de hele proef stijgt het vochtfront bij de Euville bijvoorbeeld niet meer gelijkmatig in drie (E3, E7, E11) van de zeven proefstukken die zichtbare vorstschade hebben ondervonden, maar zal het vocht sneller langs zichtbare breuken of langs hoeken omhoog migreren. Bij de Ledesteen, bereikt het vocht zeer snel het bovenvlak in proefstukken waar er scheuren loodrecht op het ondervlak gevormd geweest zijn (foto 4.38.). Het duurt vervolgens wel nog steeds een poos vooraleer het hele proefstuk vochtig is. Voor proefstukken waar de Liesegangen evenwijdig met het ondervlak lopen, zal het vochtfront zeer langzaam stijgen, onafhankelijk van het feit of er al dan niet scheuren aanwezig zijn. In de Massangis Roche Claire is er op het gebied van capillariteit niets veranderd: het vochtfront stijgt vrijwel perfect horizontaal in het hele proefstuk.
Foto 4.38.: Vocht beweegt met het vorderen van de proef preferentieel langs de scheur.
Naast het feit dat het vochtfront al sowieso zeer onregelmatig omhoog klimt als gevolg van de grijze, weinig poreuze zones, stijgt dit vanaf 84 cycli in verscheidene proefstukken van de Massangis Roche Jaune nog minder gelijkmatig omdat het water op enkele plaatsen zeer snel omhoogklimt. Bijna al deze proefstukken hadden tijdens de vorstproef zichtbare schade opgelopen, op één uitzondering na: in proefstuk MJ2 is tijdens de visuele inspectie geen schade vastgesteld en toch is er ook hier een toegenomen waterabsorptie door capillariteit. Meestal klimt het water in de beschadigde proefstukken omhoog langs breuken of hoeken. In proefstukken die grote brokstukken verloren hebben, stijgt het vochtfront nog sneller, en dit voornamelijk in het gebied vlakbij het breukvlak. In de Noyant stijgt het water snel en overal min of meer gelijkmatig, op één proefstuk na waar het water zeer snel langs een breuk omhoog migreert (N20 in foto 4.33b). Bij de Savonnières tenslotte klimt het water, net zoals voor de vorstproef, niet overal in het proefstuk even snel naar boven. Het enige proefstuk dat duidelijk vorstschade (onder de vorm van breuken) heeft opgelopen, lijkt niet sneller water op te nemen dan de andere proefstukken. De waterabsorptie door capillariteit kwantitatief bepalen, begint met het uitzetten van de waterabsorptie (g/m²) tegenover de vierkantswortel van de tijd (√s). De grafieken die hieruit voortkomen, zijn wat betreft hun vorm niet veel veranderd en lijken dus voor elke steensoort nog steeds op deze in grafiek 4.1. Vervolgens kunnen de waterabsorptiecoëfficiënten door capillariteit (loodrecht op de gelaagdheid) berekend worden (bijlage N). Gemiddeld blijft de hiërarchie van de waterabsorptiecoëfficiënten die voor de vorstproef bestond, gewoon behouden (tabel 4.54.). De Noyant en vooral de Savonnières nemen zeer snel water op door capillariteit. Bij de Euville en beide 104
Massangis variëteiten zijn de water absorptiecoëfficiënten kleiner. De Ledesteen neemt het traagste water op. Tabel 4.54.: Waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit na de vorstproef (g/m².√(s)).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
49,5 (3,79) 6,00 (0,77) 45,3 (2,77)
51,7 (10,7) 7,52 (1,03) 45,2 (1,44)
52,3 (18,3) 7,47 (1,23) 45,7 (3,24)
56,0 (2,59) 7,87 (1,03) 47,9 (0,80)
56,6 (4,48) 7,05 (0,73) 49,2 (0,73)
/
81,9 (2,41) 6,40 (0,96) 41,6 (5,16)
31,4 (10,6)
17,1 (9,68)
29,6 (3,54)
37,5 (13,9)
69,3 (61,1)
38,1 (25,1)
46,53 (36,4)
92,9 (9,56) 151 (44,5)
111 (10,4) 136 (83,6)
121 (29,7) 119 (34,5)
/
115 (/)
183 (99,9)
204 (27,5)
/
196 (/)
5,19 (2,22) /
Wanneer naar de toename van de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit wordt gekeken, is er in tegenstelling tot de andere proeven voor enkele steensoorten wel een duidelijke, stijgende trend met toenemend aantal vries-dooi cycli te zien (tabel 4.55.). Tabel 4.55.: Toename van de gemiddelde waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit en standaarddeviatie per x aantal vries-dooi cycli (g/m².√(s)).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
140 cycli
164 cycli
5,72 (4,38) -2,02 (0,60) 0,73 (2,34)
8,84 (4,21) -1,01 (1,49) 1,56 (0,91)
10,2 (5,30) -0,06 (1,43) 0,04 (2,41)
10,1 (4,27) -0,56 (1,55) 1,24 (1,98)
15,2 (4,76) 0,15 (1,60) 2,46 (1,58)
/
38,8 (9,07) -0,27 (2,73) -3,77 (0,75)
-3,38 (1,08)
-4,94 (6,26)
3,51 (5,50)
-4,00 (4,09)
32,8 (40,9)
11,0 (15,2)
18,5 (25,1)
7,54 (3,83) 2,62 (39,3)
27,6 (5,71) 5,96 (13,0)
40,0 (29,9) 2,90 (5,85)
/
/
/
/
23,0 (17,7)
41,8 (26,2)
/
20,0 (/)
-1,54 (1,22) /
Bij de Massangis Roche Jaune werden alle proefstukken in het begin om de 10’ gewogen. Voor enkele beschadigde proefstukken was dit evenwel niet frequent genoeg. Tijdens de berekeningen wordt er immers pas vanaf het eerste meetpunt geteld (zie 3.1.4.), waardoor een zeer snelle waterabsorptie door capillariteit tussen de start van de proef en de eerste meting niet meegerekend wordt. Daardoor kan het zijn dat stenen die als gevolg van vorstschade een verhoogde capillariteit hebben gekregen (vb. door de ontwikkeling van scheuren) en voornamelijk water opnemen tijdens de eerste 10’, toch een lagere waterabsorptiecoëfficiënt hebben. De waterabsorptiecoëfficiënten door capillariteit in bijlage N en tabel 4.54 en 4.55. zijn hier voor deze steen dus van niet veel waarde. Op basis van observaties tijdens de proef zelf (vb. abnormaal snelle of onregelmatige stijging 105
van het vochtfront) en door het herbekijken van de meetwaarden, kan een toegenomen waterabsorptie door capillariteit in een groot deel van de zichtbaar beschadigde Massangis Roche Jaune proefstukken toch nog herkend worden. Hetzelfde probleem geldt voor de proefstukken van de Ledesteen waarin zich breuken loodrecht op de gelaagdheid hebben gevormd: ook hier hebben de waterabsorptiecoëfficiënten vermoedelijk een te lage waarde (bijlage N). Bij de Massangis Roche Claire werd in het begin eveneens elke 10’ gewogen. In het slechtste geval is er hier ook een te lage waterabsorptiecoëfficiënt, maar dit is weinig waarschijnlijk omdat observaties tijdens de proef geen gewijzigde snelheid aangaven. Net zoals in voorgaande proeven is de Massangis Roche Claire de minst opvallende steensoort: de toename in capillariteit verloopt niet volgens een trend en is zeer klein in vergelijking met de oorspronkelijke waterabsorptiecoëfficiënten. Bij de Euville is er een duidelijke trend van toenemende waterabsorptie door capillariteit, voornamelijk na 132 en 164 cycli: die toename is echter niet in alle proefstukken even groot. Bovendien valt een sterke toename niet noodzakelijk samen met de aanwezigheid van zichtbare breuken in een proefstuk (bijlage P). Met de toenemende vorstschade, wordt ook de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit bij de Noyant stelselmatig groter. Het enige proefstuk met een zichtbare breuk (N20) heeft ongeveer een even grote toename van deze grootheid als de andere proefstukken die 28 vries-dooi cycli hebben afgewerkt. Dit is niet in overeenkomst met de observatie van de zeer snelle stijging van water via deze breuk. Na 56 cycli is het verschil in capillariteittoename tussen de proefstukken onderling zeer groot (grote standaarddeviatie in tabel 4.55.). Bij de Noyant en de Euville werd in het begin van de capillariteitproef elke 5’ gewogen. Het is ook hier mogelijk dat dit niet frequent genoeg is en dat de waterabsorptiecoëfficiënten hierdoor wat lager uitvallen: de proefstukken die duidelijk beschadigd zijn hebben immers in sommige gevallen een kleinere toename dan de andere proefstukken (vb. proefstuk N20). De Savonnières tenslotte werd zeer frequent gewogen en toont met het verloop van de vorstproef een steeds grotere toename van de capillariteit. Net als bij de Noyant is er ook hier een grote variatie in capillariteittoename zonder dat er daarvoor uitwendige indicaties zijn, op een proefstuk na: het proefstuk waar de waterabsorptiecoëfficiënt het sterkst is toegenomen, is tevens het enige proefstuk met een breuk. 4.4.6. Proef ter bepaling van de druksterkte Ook tijdens deze drukproef breken de meeste proefstukken die de vorstproef hebben afgewerkt volgens twee tegenover elkaar geplaatste afgeknotte piramides zoals in sectie 4.2.8. Bij de meeste steensoorten verloopt het falen van de proefstukken dus niet langs reeds bestaande breuken. De enige uitzondering hierop zijn enkele proefstukken van de Ledesteen waar een vorstscheur loodrecht op de gelaagdheid staat. De gemiddelde druksterktes in tabel 4.56. tonen geen verrassingen: de Ledesteen is nog steeds de sterkste witsteen, gevolgd door de Massangis Roche Jaune, de Roche Claire en de Euville. De Noyant en de Savonnières zijn terug het zwakst (bijlage O). In grafiek 4.9. worden al deze waarden nog eens weergegeven, vergezeld van de bijhorende open porositeit.
106
Tabel 4.56.: Druksterktes in functie van het aantal vries-dooi cycli (N/mm²).
Euville Lede Massangis Roche Claire Massangis Roche Jaune Noyant Savonnières
0 cycli
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli 25,5 (2,55) 86,4 (27,9) 55,4 (1,55)
132 cycli 29,8 (5,45) 106 (14,7) 54,3 (6,90)
140 cycli /
32,8 (3,5) 120 (19,9) 67,7 (7,8)
34,1 (1,92) 123 (28,2) 63,7 (5,11)
32,9 (2,23) 121 (12,7) 54,0 (13,0)
26,6 (5,45) 125 (16,9) 61,3 (9,20)
90,4 (28,7)
77,0 (8,77)
86,8 (14,2)
13,3 (1,0) 14,8 (2,4)
12,9 (1,89) 8,50 (0,99)
9,14 (0,99) 9,21 (2,00)
70,0 (3,51)
65,3 (11,9)
62,3 (18,6)
64,3 (15,7)
76,2 (16,7)
6,90 (1,04) 9,49 (0,53)
/
6,26 (/)
/
/
8,28 (2,55)
7,21 (1,23)
/
6,73 (/)
Euville 40,0 35,0
34,1
32,9 25,5
14,7
15,4
25,5
15,0
14,6
14,8
91,1
60,0
10,0
40,0
5,0
20,0
0,0
4,62 4,63 4,37 4,55 4,34 4,61 4,53
0,0 14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
164 cycli
14 28 56 84 132 140 164 cycli cycli cycli cycli cycli cycli cycli
Massangis Roche Claire 63,7
61,3 54,0
60,0
Massangis Roche Jaune 100,0
55,4
54,3
50,0
49,7
80,0
86,8 77,0
70,0
76,2 65,3 62,3 64,3
60,0
40,0 30,0 20,0
86,4
80,0
16,3
15,0
70,0
116,7 105,5
100,0
25,0 20,0
123,0 120,5 124,9
120,0
29,8 26,6
91,1 (33,9) /
Ledesteen 140,0
30,0
164 cycli 25,5 (3,97) 117 (14,7) 49,7 (4,95)
13,5
13,5
13,5
13,6
13,7
40,0
13,8
20,0
10,0 0,0
12,4 10,7 12,3 13,4 13,1 12,7 11,3
0,0 14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
164 cycli
14 28 56 84 132 140 164 cycli cycli cycli cycli cycli cycli cycli
107
Noyant 40,0
35,5
35,9
35,2
Savonnières 40,00
36,0
35,0
35,00
30,0
30,00
25,0
25,00
33,2
32,7
34,0
34,6
35,0
8,50
9,21
9,49
8,28
7,21
6,73
14 cycli
28 cycli
56 cycli
84 cycli
132 cycli
164 cycli
20,00
20,0 15,0
34,0
15,00
12,9 9,14
10,0
10,00 6,90
6,26
5,00
5,0
0,00
0,0 14 cycli 28 cycli 56 cycli 84 cycli 132 cycli
Grafiek 4.9.: Open porositeit in vol % (blauw) en druksterkte in N/mm² (rood) na de vorstproef, t.o.v. het aantal vries-dooi cycli.
Bij de Euville is er na 56 en 84 cycli een duidelijke afname in druksterkte: zowel ongeschonden als zichtbaar beschadigde proefstukken hebben een lagere druksterkte dan de proefstukken uit voorgaande vries-dooi cycli. Na 132 en 164 cycli zijn het enkel de beschadigde proefstukken die een iets tot veel kleinere druksterkte hebben. Het proefstuk dat tijdens de vorstproef de grootste schade heeft opgelopen (E11), heeft bovendien de laagste druksterkte (bijlage P). Langs de andere kant lijkt er vanaf 56 cycli een omgekeerd evenredig verband te bestaan met de open porositeit (grafiek 4.9.). Bij de Ledesteen is er niet echt een duidelijke trend in de druksterktes. Daarom werd de druksterkte van proefstukken met scheuren vergeleken met de druksterkte van proefstukken zonder scheuren. In de veronderstelling dat de scheur in een proefstuk dat 14 cycli heeft ondergaan, niet veel verschilt van een scheur in een proefstuk dat 164 cycli heeft afgewerkt (zie sectie 4.4.1.), kan er uit tabel 4.57. afgeleid worden dat proefstukken zonder scheuren een veel grotere druksterkte hebben. Tabel 4.57.: Verschil in druksterkte tussen Ledesteen proefstukken met scheuren en proefstukken zonder scheuren (N/mm²).
Geen scheuren 128
Scheuren 107
Wat betreft de oriëntatie van scheuren, werd hierboven al vastgesteld dat in sommige proefstukken waar de scheur zich tijdens de vorstproef loodrecht op de gelaagdheid heeft gevormd, het falen tijdens de drukproef o.a. langs deze scheur plaatsvindt. Op de kracht waarbij het proefstuk faalt lijkt de scheuroriëntatie daarentegen geen al te grote invloed te hebben (tabel 4.58.). Tabel 4.58.: Verschil in druksterkte bij Ledesteen proefstukken met een scheuroriëntatie loodrecht op en evenwijdig met de gelaagdheid (N/mm²).
Scheur loodrecht op gelaagdheid
Scheur evenwijdig met gelaagdheid
107
102
108
Aangezien voornamelijk het al dan niet aanwezig zijn van zichtbare scheuren een invloed heeft op de druksterkte (tabel 4.57.), kan voor elke reeks van afgewerkte cycli bekeken worden hoeveel zichtbaar beschadigde en onbeschadigde proefstukken er zijn. Vervolgens kan dit aantal vergeleken worden met de trend in grafiek 4.9. Tabel 4.59.: Aantal zichtbaar beschadigde en niet-beschadigde proefstukken voor elke reeks van afgewerkte vries-dooi cyli.
14 cycli Niet beschadigd Beschadigd
28 cycli 3 1
56 cycli 1 3
84 cycli 2 2
132 cycli 0 4
140 cycli 2 2
164 cycli 1 3
0 5
Over het algemeen ziet het er naar uit dat wanneer er maar weinig proefstukken zonder scheuren zijn, dit gemiddeld resulteert in een relatief kleinere druksterkte dan wanneer het aantal onbeschadigde proefstukken hoog ligt. In absolute waarden echter zijn die verschillen niet altijd zo groot en duidelijk. Bovendien lijken de proefstukken die na 164 cycli uit de vorstkast werden gehaald, niet aan deze trend te voldoen. De open porositeit tenslotte is vrij constant en toont geen omgekeerd evenredig verband met de variërende druksterkte (grafiek 4.9.). De Massangis Roche Claire kent over het algemeen een daling in druksterkte met het vorderen van de vorstproef, en dit terwijl er geen macroscopisch waarneembare schade is en de open porositeit (net zoals bij de Ledesteen) min of meer constant is (grafiek 4.9.). Bij de Massangis Roche Jaune lijkt het verloop van de druksterkte doorheen de vorstproef de open porositeit te spiegelen. In verband met de vorstschade, blijkt bij het bestuderen van de individuele proefstukken, dat daar waar de schade nog meevalt (haarscheuren of afbrokkeling van een klein brokstuk), de druksterkte niet veel verschilt met de onbeschadigde proefstukken. Bij proefstukken met zware schade (lange, brede breuken of afbrokkeling van grote brokstukken), is er daarentegen wel een sterke afname in druksterkte: bij vele van deze proefstukken is de druksterkte kleiner dan 50 N/mm² (bijlage P). Na 164 cycli is er een gemiddelde toename van de druksterkte: hier is er namelijk nog maar 1 proefstuk over dat zware schade heeft ondervonden en dat toch nog geschikt is om de drukproef op uit te voeren. De andere proefstukken zijn ofwel zo zwaar beschadigd dat er geen druksterkte meer op bepaald kan worden, of hebben geen of slechts weinig schade geleden. Daardoor is de gemiddelde druksterkte na 164 cycli toch nog groot, ondanks de talrijke proefstukken met vorstschade. Bij de Noyant is er met het verloop van de vorstproef een duidelijke dalende trend van afname in druksterkte met toenemende vorstschade. De open porositeit is constant, en toont geen omgekeerd evenredig verband met de druksterkte. Bij de Savonnières daarentegen is de variatie in druksterkte het exacte spiegelbeeld van de variatie in open porositeit. Bovendien geeft het enige proefstuk met zichtbare vorstschade (breuk) maar een intermediaire waarde voor de druksterkte. Opvallend is het grote verschil in druksterkte tussen 0
109
cycli en de cycli die daarop volgen. Dit is waarschijnlijk niet het gevolg van vorstschade, maar eerder van het feit dat de proefstukken die bij 0 cycli werden getest uit een ander onderzoek kwamen.
4.5. Kroniek van een aangekondigd breuk Tenslotte kan nagegaan worden of de proefstukken die tijdens de vorstproef schade hebben opgelopen (zie hoofdstuk 4.4.), opvallende eigenschappen hadden (bijlage Q). Hiervoor zullen de resultaten nagekeken worden van de karakteriseringproeven uit hoofdstuk 4.2. en de onrechtstreekse proeven ter bepaling van de vorstgevoeligheid uit hoofdstuk 4.3., die beiden voor de start van de vorstproef werden uitgevoerd. 4.5.1. Euville Marbrier De Euville proefstukken die vorstschade onder de vorm van zichtbare breuken hebben opgelopen, hadden voor de vorstproef geen bijzondere eigenschappen. De open porositeit en geluidsvoortplantingssnelheid variëren van hoge tot lage waarden. De waterabsorptie onder atmosferische druk en de Hirschwald coëfficiënt zijn laag tot intermediair, net als de capillariteit en GC-coëfficiënt. Niet veel opvallende waarden dus bij de beschadigde proefstukken, op het enige proefstuk met een brede breuk (E11) na: dit heeft de derde grootste capillariteit en de tweede kleinste GC-coëfficiënt van alle monsters. 4.5.2. Ledesteen Gemiddeld bestaat er bij de Ledesteen voor vrijwel alle eigenschappen en coëfficiënten gemiddeld genomen een verschil tussen proefstukken die wel en proefstukken die geen scheur ontwikkelden. De proefstukken waarin scheuren werden gevormd, hadden voor de start van de vorstproef een grotere waterabsorptie, open porositeit en Hirschwald coëfficiënt dan de proefstukken waarin zich later geen scheuren hebben ontwikkeld (tabel 4.60.). De individuele proefstukken tonen echter een vrij grote spreiding in waarden: proefstukken kunnen dus bijvoorbeeld een relatief kleine waterabsorpite, Hirschwald coëfficiënt en open porositeit hebben, en later toch een scheur ontwikkelen (bijlage Q). Tabel 4.60: Gemiddelde waterabsorptie, verzadigingscoëfficiënt en open porositeit voor proefstukken met en zonder scheur.
Waterabsorptie (massa %) Hirschwald coëfficiënt Open porositeit (vol%)
Geen scheur 1,12 0,72 4,18
Scheur 1,20 0,74 4,47
Andere eigenschappen (de geluidsvoortplantingssnelheid, waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit en GC-coëfficiënt) tonen gemiddeld genomen een groter verschil tussen proefstukken met en proefstukken zonder scheur. Zoals hierboven al was gebleken, zijn deze eigenschappen ook afhankelijk van de oriëntatie van de Liesegangen en zwaktezones (tabel 4.61. en 4.62.).
110
Tabel 4.61.: Waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit, geluidsvoortplantingssnelheid en GC-coëfficiënt voor proefstukken waar de Liesegangen en bijhorende zwaktezones evenwijdig met de gelaagdheid liggen.
Geen scheur door 5,96
Water absorptie coëfficiënt capillariteit (g/m².√(s)) Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s) GC-coëfficiënt
3,59 0,41
Scheur 6,23 3,46 1,41
Tabel 4.62.: Waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit, geluidsvoortplantingssnelheid en GC-coëfficiënt voor proefstukken waar de Liesegangen en eventuele zwaktezones loodrecht op de gelaagdheid staan.
Geen scheur door 7,82 g/m².√(s)
Waterabsorptiecoëfficiënt capillariteit (g/m².√(s)) Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s) GC-coëfficiënt
3,90 km/s 0,74
Scheur 8,91 g/m².√(s) 3,74 km/s 0,92
Uit tabel 4.61. en tabel 4.62. blijkt dat proefstukken waarin later scheuren ontstaan, een grotere GCcoëfficiënt en waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit hebben, en een kleinere geluidsvoortplantingssnelheid. Dit geldt zowel voor proefstukken waar de Liesegangen en eventuele zwaktezones loodrecht op de gelaagdheid staan als de proefstukken waarin deze evenwijdig met de gelaagdheid liggen. In de eerste groep (tabel 4.62.) zijn deze eigenschappen gemiddeld wel wat groter dan in de tweede groep (tabel 4.61.). 4.5.3. Massangis Roche Claire Bij de Massangis Roche Claire werd er in hoofdstuk 4.4. geen schade waargenomen. Enkel de druksterkte nam geleidelijk af en kan dus een indicatie zijn voor toenemende vorstschade. Proefstukken waar de druksterkte relatief veel of weinig afneemt, hadden voor de vorstproef echter geen bijzondere identificatie eigenschappen. 4.5.4. Massangis Roche Jaune Bij de Massangis Roche Jaune vallen enkel de proefstukken op die zware schade hebben opgelopen (bijlage Q). Zo hebben monsters die grote brokstukken verliezen of uit elkaar vallen, een grotere capillariteit en waterabsorptie dan het merendeel van de niet of licht beschadigde stenen. Nog bij de zwaar beschadigde proefstukken schommelt de Hirschwald coëfficiënt tussen 0,74 en 0,75, hoewel dergelijke waarden niet ongewoon zijn bij proefstukken met lichtere vormen van schade. De andere proefstukken hebben een veel lagere Hirschwald coëfficiënt. Voor wat betreft de andere eigenschappen (GC-coëfficiënt, open porositeit en geluidsvoortplantingssnelheid) zijn er geen opmerkelijke waarden die samenvallen met schade (bijlage Q). Tenslotte kan voor de Massangis Roche Jaune nog eens benadrukt worden dat de buigsterkte gemiddeld twee tot drie keer kleiner is dan de waarden uit de literatuur (sectie 4.2.7.). 4.5.5. Noyant Fine De Noyant verweert over het algemeen zo gemakkelijk dat het lijkt alsof de verschillen in fysische eigenschappen geen invloed hebben op het proces van vorstschade. Enkel bij de proefstukken die 84 cycli hebben afgewerkt (foto 4.35.), lijkt het erop dat een hogere open porositeit en een hogere
111
waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit samenvallen met een sterkere verwering, hoewel dit bij de proefstukken na 132 cycli niet lijkt op te gaan (bijlage Q). 4.5.6. Savonnières Demi-Fine Bij de Savonnières tenslotte onderscheidt het enige duidelijk beschadigde proefstuk (S9) zich van de andere monsters met enkele extreme waarden. Het heeft bijvoorbeeld de tweede grootste waterabsorptie en de grootste Hirschwald coëfficiënt. Op een drietal proefstukken na, is het verschil met de andere proefstukken hier vrij groot. Verder heeft proefstuk S9 ook de grootste GC-coëfficiënt: hier is het verschil met de waarden van de andere proefstukken eveneens vrij groot. Voor de rest is de open porositeit langs de hoge kant, maar zeker niet het grootst.
112
5. Discussie 5.1. Destructieve en niet-destructieve karakterisatie van de steensoorten 5.1.1. Open porositeit po en schijnbare volumieke massa ρb De grote open porositeit van de Savonnières en Noyant (sectie 4.2.2.) is geen verrassing. Tijdens de microscopische studie in sectie 4.2.1. was immers al vastgesteld dat een groot deel van het gesteentevolume van beide steensoorten uit poriën bestaat. Een niet onbelangrijk deel daarvan is pas ontstaan na afzetting van het sediment (secundaire porositeit). Zo heeft de oplossing van oöidekernen in de Savonnières voor een sterke uitbreiding van het poriënvolume gezorgd. Opvallend aan deze steen is dat de standaarddeviatie in vergelijking met de andere steensoorten relatief groot is: dit betekent dat de Savonnières dus vrij heterogeen is. Een eerste oorzaak is de gelaagdheid in sommige proefstukken: minder poreuze schelpengruislaagjes, waar de intergranulaire porositeit grotendeels is opgevuld (sectie 4.2.1.), onderbreken soms de over het algemeen zeer poreuze textuur van de Savonnières. Proefstukken met meer van deze laagjes hebben bijgevolg een kleinere open porositeit. Het variabele aandeel van deze laagjes in de proefstukken resulteert daarom in een grotere spreiding van de porositeitwaarden. Nu blijkt echter dat S4 (proefstuk met hoogste porositeit) 1 schelpenlaagje heeft (foto 5.1.), terwijl er proefstukken zijn waarin deze laagjes afwezig zijn, en de porositeit toch kleiner is. Deze contradictie kan eventueel veroorzaakt zijn door een variatie in het aantal schelpfragmenten, en/of door een niet overal even sterke oplossing van de oöidekernen (foto 4.19.). Op die manier zouden er meer en minder poreuze zones kunnen bestaan. Dit is dus vermoedelijk een tweede oorzaak van de grote heterogeniteit in de Savonnières. Samengevat hebben de Savonnièresproefstukken met een Foto 5.1.: Schelpenlaag grotere open porositeit vermoedelijk een groot aandeel van dergelijke nabij ondervlak poriënrijke zones en/of bevatten geen of weinig schelpenlaagjes. De andere onderzochte stenen, namelijk de Euville, de Massangis Roche Claire en Roche Jaune, en de Ledesteen, hebben een veel kleinere open porositeit. De Euville heeft de grootste waarde van deze vier steensoorten, aangezien de korrels grofkorrelig zijn, en de grote intergranulaire poriën die hieruit resulteren tijdens diagenese niet volledig gecementeerd werden. De Massangis Roche Jaune en Roche Claire hebben nog een lagere open porositeit dan de Euville. Hun waarden verschillen onderling, ondanks het feit dat ze van dezelfde formatie afkomstig zijn en in dezelfde groeve ontgonnen worden. De oorzaak hiervan is het eerder aangehaalde dedolomitisatieproces dat vooral de Massangis Roche Jaune geaffecteerd heeft. Een blik op de standaarddeviaties van beide Massangis variëteiten maakt duidelijk dat de Roche Jaune een stuk heterogener is (tabel 4.8.). Dit komt door het grote verschil in open porositeit tussen proefstukken met een groot gehalte aan grijze zones en proefstukken met een kleiner gehalte (tabel 4.9.). Grijze zones hebben een kleiner poriënvolume dan de gele zones, waardoor variatie in het aandeel van beide zones de open porositeit van het proefstuk zal beïnvloeden. De Ledesteen tenslotte heeft het kleinste poriënvolume omdat de intergranulaire porositeit er grotendeels opgevuld is met calcietcement. Net al bij de Savonnières en de Massangis Roche Jaune, geeft de vrij grote standaarddeviatie (tabel 4.8.) hier aan dat de Ledesteen relatief heterogeen is. Een 113
eerste mogelijke invloed kunnen de Liesegangen geweest zijn, waar de Fe-oxy-hydroxiden door hun vorming en afzetting tijdens diagenese de porositeit lichtjes hebben gereduceerd. Die invloed lijkt echter niet significant te zijn, aangezien er geen aanwijzingen werden gevonden in de resultaten of de literatuur die deze denkpiste bevestigen. Een andere mogelijkheid is dat grote oplossingsholten in sommige zones frequenter voorkomen: hierdoor is de macroporositeit ongelijk verdeeld over de verschillende proefstukken (Dewanckele et al., 2013). Een laatste mogelijkheid is de rol van het al dan niet voorkomen van microscheuren: in de microscopische studie was al te zien dat deze microscheur na zijn vorming niet meer opgevuld is geweest en dus voor een grotere porositeit in het proefstuk zorgt. Een laatste punt bij de open porositeit is het soms grote verschil (tabel 4.10.) tussen de waarden uit de proef ter bepaling van de open porositeit en de totale porositeit die gevonden werd door punttelling. Dit is niet verwonderlijk, aangezien het inherent is aan de techniek van punttelling dat de gevonden waarde niet exact de realiteit geeft: 250 punten geven maar informatie over een kleine fractie van het hele beeld, waardoor de porositeit hier iets hoger of lager kan uitvallen dan de echte porositeit. Een eventuele oplossing is om meer punten per beeld te tellen, maar dit zou tot een sterke toename van de werklast leiden. Langs de andere kant kunnen de waarden toch als representatief beschouwd worden, aangezien er volgens een regelmatig grid gewerkt werd. Bovendien zijn de verschillen in tabel 4.10. zo groot dat er nog een andere oorzaak moet zijn. Vermoedelijk speelt het feit dat microporositeit (poriën met een diameter kleiner dan of gelijk aan 10 µm) met gewone optische microscopie niet waarneembaar is, een veel belangrijkere rol. De grote verschillen in tabel 4.10. bij de Massangis variëteiten en de Noyant doen daarom vermoeden dat een groot deel van het poriënvolume in deze steensoorten uit microporositeit bestaat. Bij de Savonnières kan microporositeit eveneens een belangrijke oorzaak zijn van het verschil tussen de porositeit onder vacuüm en door punttelling, hoewel dit niet in overeenstemming is met de literatuur (Derluyn, 2012). Bij de Euville en de Ledesteen daarentegen maken microporiën maar een klein deel uit van het volledige poriënvolume. De schijnbare volumieke massa (tabel 4.11.) toont een omgekeerde volgorde in vergelijking met de open porositeit. Zo heeft de Ledesteen de grootste schijnbare volumieke massa. De oorzaak hiervan is de quasi volledige invulling van de intergranulaire porositeit door calcietcement, waardoor het poriëngehalte zeer laag ligt. De aanwezigheid van andere mineralen dan calciet (2,72 g/cm³), zoals glauconiet (2,9 g/cm³) of kwarts (en mogelijk ook veldspaat) (2,63-2,64 g/cm³) (Ruedrich et al., 2010), lijkt van minder groot belang te zijn. De Massangis variëteiten hebben eveneens een relatief hoge schijnbare volumieke massa. De Massangis Roche Jaune heeft de laagste porositeit van de twee en heeft dus bijgevolg een hogere schijnbare volumieke massa. Het verschil tussen beide variëteiten voor deze eigenschap is relatief gezien echter minder groot dan het verschil tussen beiden voor de open porositeit. Mogelijk zit dedolomitisatie bij de Roche Jaune variëteit daar voor iets tussen. Dolomiet heeft immers een dichtheid van 2,87 g/cm³ (Ruedrich et al., 2010) en geeft de Massangis Roche Claire daarom een hogere schijnbare volumieke massa dan men zou verwachten op basis van alleen de open porositeit.
114
De Euvillesteen bestaat volledig uit calciet en dus is de iets lagere schijnbare volumieke massa enkel het gevolg van de grotere open porositeit. De Savonnières en Noyant hebben zoals op basis van hun zeer grote open porositeit al kon verwacht worden, de laagste schijnbare volumieke massa. Bij de Noyant kan, naast het iets grotere poriënvolume, ook de kleine hoeveelheid kwarts (densiteit 2,632,64 g/cm³) een invloed hebben gehad op het feit dat deze steen een iets lagere schijnbare volumieke massa heeft dan de Savonnières. 5.1.2. Geluidsvoortplantingssnelheid doorheen natuurstenen Uit de gegevens die in tabel 4.16. opgelijst staan, blijkt dat de gemiddelde geluidsvoortplantingssnelheden een min of meer omgekeerde hiërarchie vertonen in vergelijking met de open porositeit (tabel 4.8.). Beide eigenschappen kunnen dus aan elkaar gelinkt worden: hoe poreuzer het gesteente, des te trager een ultrasone geluidspuls doorheen het proefstuk beweegt. Dit is logisch omdat geluid trager propageert door lucht (slechts 0,343 km/s) dan door vaste materialen (ca. 3km/s bij beton) (Giancoli, 2008). Indien een ultrasone puls doorheen het vaste gedeelte beweegt, zal er nauwelijks energie overgezet worden wanneer de puls bij een steen-lucht overgang aankomt (NBN EN 14579:2004). Poriën fungeren dus als obstakels wanneer ze op het pad van ultrasone geluidspulsen liggen: de geluidsvoortplantingssnelheid zal daarom lager zijn in poreuze gesteenten. Dit wordt duidelijk in de waarden van tabel 4.16. De Massangis RJ heeft een lage open porositeit (zie tabel 4.8.), waardoor de snelheid van de ultrasone geluidspuls er bijgevolg zeer groot (en in dit geval zelfs het grootst) is. De porositeit bij de andere witstenen is steeds groter: eerst de Massangis RC, daarna de Euville en tenslotte de Savonnières en Noyant. Zoals verwacht neemt de snelheid van de ultrasone geluidspulsen doorheen deze stenen (in dezelfde volgorde) steeds meer af. De enige steen die niet aan deze trend beantwoordt, is de Ledesteen. Deze steen heeft de kleinste porositeit van alle onderzochte witstenen (4 vol %), en toch heeft het tegen de verwachtingen in een geluidsvoortplantingssnelheid die kleiner is dan die van beide Massangis variëteiten. Hier moeten dus nog andere factoren hebben meegespeeld. Heel waarschijnlijk heeft de oriëntatie van de Liesegangen en/of de eventuele microscheur een belangrijke rol gespeeld. Liesegangen en eventuele microscheuren die evenwijdig met het boven- en ondervlak (waarop de transducers geplaatst worden) liggen, bemoeilijken de doorgang van de geluidspulsen, vermoedelijk als gevolg van respectievelijk storende Fe-oxy-hydroxide – calciet overgangen in de Liesegangen en de lucht in de microscheur. In proefstukken waar de Liesegangen en eventuele microscheuren loodrecht op het boven- en ondervlak staan, zullen de geluidsgolven maar weinig tot niet gehinderd worden (tabel 4.18.). Bij de laatste groep is de gemiddelde geluidsvoortplantingssnelheid zelfs groter dan deze van de Massangis Roche Claire, maar wel nog steeds kleiner dan deze van de Roche Jaune variëteit. De aanwezigheid en oriëntatie van Liesegangen en microscheuren lijkt dus wel invloed te hebben op de propagatie van de geluidspulsen, maar is niet voldoende om te verklaren waarom de snelheid in de Ledesteen kleiner is dan in de Massangis Roche Jaune (tabel 4.18.). Een bijkomende oorzaak voor de tragere geluidssnelheid in de Ledesteen kan daarom de aanwezigheid zijn van andere mineralen dan calciet: de Ledesteen heeft immers een hoog kwartsgehalte van ongeveer 25%. Wat de geluidsvoortplantingssnelheid in een calciet mineraal en een kwarts mineraal zijn, werd tijdens de literatuurstudie niet gevonden. Wel is het waarschijnlijk dat de geluidspulsen een lichte hinder kunnen ondervinden door de storende overgangen van de ene mineraalfase naar de andere.
115
Net zoals bij de proef ter bepaling van de open porositeit en schijnbare volumieke massa, heeft de Massangis RJ als gevolg van zijn heterogeniteit terug de grootste standaarddeviatie. De grijze, minder poreuze zones bevatten minder lucht, waardoor de snelheid van de ultrasone geluidspuls er sneller is: meer of minder van die zones beïnvloeden daarmee de snelheid van de puls doorheen het hele proefstuk. Ook de Ledesteen heeft een grote standaarddeviatie, en dit als gevolg van de variërende oriëntatie van de Liesegangen en microscheuren. Bij de Savonnières dient wel nog te worden opgelet: in eerder onderzoek was gebleken dat de oriëntatie van meten t.o.v. de gelaagdheid bij deze steen invloed had op de snelheid (Berghmans, 2010). Als er loodrecht op de gelaagdheid gemeten werd, was de snelheid lager dan wanneer er volgens de gelaagdheid gemeten werd. Volgens de gelaagdheid meten betekent immers dat de ultrasone geluidspuls langs een densere schelpenlaag kan bewegen en dus niet noodzakelijk door het (trage) poreuze gedeelte hoeft. In deze thesis werd voor alle steensoorten loodrecht op de gelaagdheid gemeten (en dus bijgevolg ook loodrecht op de schelpenlaagjes). De vrij grote spreiding van waarden in bijlage D is dus enkel het gevolg van de variatie in aantal en dikte van de schelplagen en de soms onregelmatige verspreiding van poriën. In vergelijking met waarden uit de literatuur (tabel 4.19.), bewegen geluidspulsen gemiddeld iets te traag in beide Massangis variëteiten, terwijl dit bij de andere steensoorten niet zozeer het geval is. Dit kan een indicatie zijn dat de Massangis variëteiten die in deze thesis onderzocht werden, verschillen van de proefstukken die in andere studies werden onderzocht. 5.1.3. Computertomografie- scan (CT-scan) De meeste steensoorten in foto 4.23a-g zien er min of meer hetzelfde uit als tijdens de microscopische studie. Enkel de Massangis Roche Jaune (1) valt op door de abundantie aan rhomboëdervormige kristallen en de afwezigheid van grote oplossingsholten. Eerder in de resultaten was ook al de lagere geluidsvoortplantingssnelheid opgevallen. Of er een causaal verband bestaat tussen beide verschijnsels is echter niet duidelijk. Verder hebben de micro-CT-scans enkele opmerkelijke resultaten in verband met de totale porositeit opgeleverd: in sommige steensoorten wijken de waarden namelijk zeer sterk af van de waarden die bekomen werden door waterimpregnatie onder vacuüm (tabel 4.23.). Een eerste mogelijke oorzaak kan de kleine dimensie van de cilindrische proefstukken zijn. Deze kleine monstergrootte is nodig om een hoge ruimtelijke resolutie te verkrijgen, maar is niet altijd representatief voor het materiaal (en bijhorende ruimtelijke variaties) waaruit het afkomstig is. Een klein monster zal enkel representatief zijn indien de resultaten zowel accuraat als reproduceerbaar zijn. Daarom zal men uit een heterogene steen meer stalen moeten nemen dan uit een eerder homogene steen (Cnudde et al., 2011). In deze thesis werd voor elke steensoort slechts één klein monster gebruikt, aangezien meerdere monsters voor een te hoge werklast zouden zorgen. Enkel bij de zeer heterogene Massangis Roche Jaune werd nog een tweede monster onderzocht. De kleine montsergrootte volstaat om relatief kleine verschillen te verklaren, zoals bij de Massangis Roche Jaune (2) (tabel 4.23.). Deze verklaring alleen is echter niet altijd voldoende om de grotere verschillen bij de andere steensoorten te verklaren. Een andere oorzaak zou de beperkte resolutie van sommige CT-scans kunnen zijn. In de gereconstrueerde CT-beelden van de meeste stenen in deze thesis bedraagt de resolutie 3,99 µm of 8 µm, waardoor microporiën met een diameter kleiner dan de resolutie niet opgemerkt zullen worden. Enkel van de microporiën met een diameter groter dan 116
de resolutie zal in deze techniek (op basis van de equivalente diameter) bepaald kunnen worden wat hun aandeel is in de totale porositeit. Bij de proef ter bepaling van de open porositeit onder vacuüm zullen alle poriën groter dan 100 nm (dus ook de microporiën) gevuld worden met water (Cnudde et al., 2009b). Normaal geeft deze proef enkel een indicatie van het volume open poriën, maar aangezien gesloten poriën in sedimentaire gesteenten zo goed als afwezig zijn (Camerman, 1957), geeft deze proef een waarde voor het totale volume aan poriën groter dan 100 nm. Dit betekent dat indien een steen veel microporiën bevat die een diameter hebben die kleiner is dan de resolutie van de CT-scan en groter dan 100 nm, de proef ter bepaling van de open porositeit een veel groter poriënvolume zal geven dan de CT-data. Samen met de equivalente diameter voor microporiën groter dan de CT-resolutie (bijlage E), kan uit de verschillen tussen CT en vacuüm in tabel 4.23. afgeleid worden of microporositeit in de verschillende steensoorten al dan niet een belangrijk aandeel heeft in het totale poriënvolume. De CT-scan bij de Euville werd bij een zeer hoge resolutie van 3,99 µm uitgevoerd zodat alle microporiën met een diameter groter dan 3,99 µm waargenomen konden worden. Hun aandeel is echter zeer beperkt. Bovendien is het verschil tussen de open porositeit m.b.v. CT en de open porositeit onder vacuüm vrij klein, wat aangeeft dat de microporiën die niet zichtbaar waren met CT, eveneens maar een klein volume innemen. In de literatuur nemen microporiën bij de Euville een groter volume in, en is de verhouding tussen macro- en microporiën ongeveer 55% versus 45% (Nguyen, 2012). Bij de Ledesteen was de resolutie een stuk lager waardoor microporiën kleiner dan 8 µm niet zichtbaar waren. Het relatief grote verschil tussen de totale porositeit uit CT en de open porositeit onder vacuüm geeft evenwel aan dat microporiën met een diameter kleiner dan 8 µm een groot deel van het poriënvolume van de Ledesteen uitmaken. De microporiën met een diameter groter dan 8 µm omvatten daarentegen een verwaarloosbaar volume, zo blijkt uit de waarden van de equivalente diameter (bijlage E). De vrij grote microporositeit bij de Ledesteen wordt in de literatuur bevestigd: dit is vooral te vinden tussen microspariet en in de wanden van verscheidene microfossielen (Dewanckele et al., 2013). In de Massangis Roche Claire is het zeer grote verschil tussen porositeit onder CT en porositeit onder vacuüm volledig te wijten aan microporiën met een diameter kleiner dan de resolutie. De Massangis Roche Claire heeft dus een zeer grote microporositeit, wat in overeenstemming is met beweringen uit de literatuur (Dreesen et al., 2012). Bij de Massangis Roche Jaune (1) kan een grote microporositeit de oorzaak zijn van het grote verschil in tabel 4.23. Het is evenwel ook mogelijk dat het uitblijven van de oplossing van de rhomboëdervormige kristallen (foto 4.23d) verantwoordelijk is voor de lage CT-porositeit, en dus eveneens een aandeel heeft in het grote verschil. Dit maakt het moeilijk om de microporositeit kleiner dan 8 µm bij de Massangis Roche jaune in te schatten. Volgens de waarden van de equivalente diameter (bijlage E), nemen microporiën groter dan 8 µm maar een klein deel van het poriënvolume in. In de Massangis Roche Jaune (2) was de resolutie zeer hoog dankzij de voxelgrootte van slechts 2,5 µm. Het volume microporiën groter dan 2,5 µm is echter verwaarloosbaar. Bovendien is er bijna geen verschil tussen de porositeit via CT en de porositeit onder vacuüm, waardoor het gehalte aan microporiën over het algemeen in deze steen verwaarloosbaar is. Ook volgens de literatuur heeft microporositeit maar een beperkt aandeel, in de Massangis Roche Jaune, en bestaat het poriënvolume voornamelijk uit groter oplossingsholten (De Kock et al., 2012a). Bij de Noyant was de resolutie van de beelden hoog dankzij een voxelgrootte van 3,99 µm. Op basis van de equivalente diameter is het volume microporiën (> 3,99 µm) zeer klein, terwijl uit de vergelijking van de totale porositeit via CT en de open porositeit onder vacuüm blijkt dat microporiën met een diameter kleiner dan 3,99 µm een zeer belangrijk deel van het 117
poriënvolume innemen. Microporiën vormen dus een zeer belangrijk onderdeel van het poriënvolume van de Noyant, zoals ook uit de literatuur blijkt (Dewanckele et al., 2013). Bij de Savonnières tenslotte was de resolutie zeer hoog, en kon een groot deel van de microporiën waargenomen worden. Het kleine gehalte aan zichtbare microporiën, alsook het vrij kleine verschil tussen de porositeit d.m.v. CT en de porositeit onder vacuüm (tabel 4.23.), geven aan dat microporiën niet het belangrijkste aandeel in de steen hebben. Ook dit is in overeenstemming met bevindingen uit een andere studie (Derluyn, 2012). Voor wat betreft de equivalente diameter valt de grote gemiddelde waarde op bij de Massangis Roche Claire. Dit wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van grote oplossingsholten, hoewel ook de relatief lage resolutie een invloed heeft: de talrijke microporiën zullen het gemiddelde niet naar beneden trekken. Dit is niet in overeenstemming met de literatuur: normaal gezien bevat de Massangis Roche Claire geen of weinig macroporiën (Dreesen et al., 2012). Ook bij de Ledesteen resulteert de lage resolutie in een gemiddeld grotere equivalente diameter. Bij de Savonnières, die in foto 4.23g duidelijk zeer veel grote poriën bevat, wordt het gemiddelde wel naar beneden getrokken als gevolg van de hoge resolutie. Dit resulteert trouwens in de hoge standaarddeviatie in tabel 4.24. en de brede spreiding in grafiek 4.2. Bij de Euville geldt een gelijkaardig uitleg. Bij de Noyant, waarvan uit het grote verschil tussen de porositeit d.m.v. CT en de porositeit onder vacuüm al was gebleken dat deze een zeer grote microporositeit heeft, is de equivalente diameter het kleinst. Naast het grote aantal microporiën, heeft de Noyant dus ook een zeer groot aantal kleine poriën die groter zijn dan 10 µm. In tegenstelling tot de bevindingen in de petrografische beschrijving, hebben zowel de Massangis RJ (1) als de Massangis RJ (2) een kleinere gemiddelde equivalente diameter dan de Massangis Roche Claire. In de Massangis Roche Jaune (1) is dit te wijten aan de afwijkende textuur en samenstelling (foto 4.23d), terwijl de relatief lage equivalente diameter in de Massangis Roche Jaune (2) veroorzaakt wordt door het meerekenen van de kleinere poriën als gevolg van de hoge resolutie. Figuur 4.23e en ook de absolute waarden in bijlage E tonen echter aan dat de Massangis Roche Jaune (2) ook veel grote poriën bevat. De waarden van de maximale opening tonen een gelijkaardige hiërarchie en bevestigen het verhaal hierboven. 5.1.4. Waterabsorptie door capillariteit Allereerst moet hier in het achterhoofd gehouden worden dat deze proef enkel informatie over de verticale capillariteit geeft. Het is dus goed mogelijk dat een natuursteen een grote horizontale capillariteit heeft, en in deze proef toch traag water opneemt. De waarnemingen van de snelheid waarmee het vochtfront doorheen de proefstukken naar het bovenvlak migreert, de grafieken van de waterabsorptie t.o.v. de vierkantswortel van de tijd (grafiek 4.4.), en de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit C (tabel 4.26.), wijzen de Savonnières aan als witsteen met het grootst aantal capillairen. De Noyant, nochtans een witsteen met een bijna even groot poriënvolume, hinkt wat betreft het aandeel capillairen een stuk achterop. Zoals reeds in de microscopische beschrijving en de sectie over computertomografie was aangegeven, blijken de Savonnières en de Noyant toch een grondig verschillende poriënstructuur te hebben. De waarden 118
voor de Euville en beide Massangis variëteiten zijn intermediair, waarbij de Massangis Roche Jaune wel wat moeizamer water opneemt. Waarschijnlijk zijn bij deze laatste de weinig poreuze, grijze zones hiervoor verantwoordelijk. Tijdens het uitvoeren van de proef is immers duidelijk te zien hoe de gele, poreuze zones vrij snel vochtig worden, terwijl het bij de grijze, weinig poreuze zones dagen duurt vooraleer de grijze kleur iets donkerder wordt door insijpelend vocht. De grijze zones nemen dus moeilijker water op door capillariteit, vermoedelijk omdat ze op zich al minder poriën bevatten (tabel 4.28.). Een bijkomende verklaring kan zijn dat de poriën in de gele, poreuze zones overwegend uit grote oplossingsholten van dolomietkristallen i.p.v. fijne capillairen bestaan. In de Ledesteen spelen de Liesegangen een belangrijke rol. Wanneer ze loodrecht op de gelaagdheid staan, heeft dit nog geen al te nefaste gevolgen voor de verticale capillaire waterabsorptie van de steen, en kan een eventueel aanwezige microscheur zelfs als capillair fungeren. Indien de Liesegangen echter evenwijdig met de gelaagdheid liggen, fungeren ze als hindernis. De Liesegangen hebben dus vermoedelijk het oorspronkelijke aantal capillairen sterk gereduceerd. Informatie over de heterogeniteit van de witstenen kon in deze proef op twee manieren bekomen worden, namelijk dankzij waarnemingen tijdens de proef en de standaarddeviaties in tabel 4.26. Zo stijgt het vochtfront in de Massangis Roche Jaune zeer onregelmatig aangezien grijze, weinige poreuze zones en gele, poreuze zones samen voorkomen in één proefstuk. Bovendien toont de relatief hoge standaarddeviatie aan dat de capillariteit sterk kan verschillen tussen proefstukken onderling als gevolg van het variabele gehalte aan grijze zones: de Massangis Roche Jaune is dus een zeer heterogene steen. De Roche Claire variëteit daarentegen is extreem homogeen voor wat betreft de capillariteit: de steen heeft een zeer lage standaarddeviatie en het vochtfront stijgt op alle plaatsen in het proefstuk even snel. Ook de Euville en Noyant hebben een vrij horizontaal vochtfront, en zijn dus homogeen. De Savonnières, heeft een relatief hoge standaarddeviatie en is dus minder homogeen. Dit wordt vermoedelijk, net zoals bij de open porositeit, veroorzaakt door de variatie in het aandeel aan schelpengruisbanken en de variatie in poriëngehalte doorheen de steen. Hoe het aandeel aan de schelpengruislaagjes de waterabsorptiecoëfficiënt door capillariteit beïnvloed, kan uit de resultaten echter niet afgeleid worden. De Ledesteen lijkt op het eerste zicht homogeen opgebouwd te zijn, aangezien het vochtfront de hele proef horizontaal doorheen de proefstukken beweegt. De snelheid van stijgen verschilt echter sterk van proefstuk tot proefstuk, afhankelijk van de oriëntatie van de Liesegangen. Wanneer de Liesegangen evenwijdig met het ondervlak lopen, zal het water moeilijkheden ondervinden om voorbij de bovenzijde van deze Liesegangen te geraken, zoals in foto 4.24. en tabel 4.27. reeds duidelijk werd gemaakt. Dat dit ook in proefstukken zonder microscheur het geval is, geeft aan dat naast de microscheur, ook de Liesegangen de verticale wateropname door capillariteit hinderen. Wanneer de oriëntatie van de Liesegangen loodrecht op het ondervlak is, vormen de Liesegangen en eventuele zwaktezone geen hindernis meer. De microscheur die soms aanwezig is, fungeert dan zelfs als capillair, waardoor de wateropname juist gemakkelijker wordt. Deze oriëntatieafhankelijke capillariteit, verklaart de relatief hoge standaarddeviatie bij de Ledesteen. Tenslotte valt bij het bestuderen van grafiek 4.4. op dat er na de lineaire stijging geen horizontale rechte voorkomt zoals in figuur 3.2., maar dat de grafiek eerder een lichte helling heeft. De waterabsorptie door capillariteit is dus na het abrupt afbreken van de initiële lineaire stijging toch niet volledig gestopt. De oorzaak hiervan is dat poriën die tijdens de snelle capillaire wateropname niet met water gevuld werden, nadien toch traag gevuld raken door de oplossing en diffusie van 119
luchtbellen in het water. Deze poriën raakten tijdens de capillaire fase niet gevuld omwille van hun morfologie. Capillaire wateropname zal immers plaatsvinden in micro- en mesoporiën, waardoor macroporiën vaak nog steeds lucht bevatten wanneer het water het bovenvlak van een proefstuk bereikt (Beck et al., 2003). 5.1.5. Waterabsorptie onder atmosferische druk Net zoals bij de proef ter bepaling van de open porositeit, hebben de Savonnières en Noyant de grootste waarde voor de waterabsorptie onder atmosferische druk. De andere witstenen hebben eerder intermediaire waarden, afgezien van de Ledesteen die zeer weinig water opneemt onder atmosferische druk. Een gelijkaardige hiërarchie als bij de porositeit dus, wat aangeeft dat het poriëngehalte een invloed heeft op de waterabsorptie onder atmosferische druk. De morfologie van de poriën is echter minstens even belangrijk. De Euville bijvoorbeeld heeft een waterabsorptie die gelijk is aan die van de Massangis Roche Jaune, terwijl het onder vacuüm een grotere waarde heeft dan beide Massangis variëteiten. Dit is een indicatie dat de poriën van de Euville bij complete onderdompeling en in de afwezigheid van een vacuüm, moeilijker toegankelijk zijn dan die van de Massangis. Waarschijnlijk zijn de poriëntoegangen in de Euville vrij smal door het syntaxiaal cement: dit cement heeft zich immers vooral rond de korrels ontwikkeld, waardoor die laatste beter aaneensluiten en de toegang tot de poriën vernauwen. Nog opvallend is het grote verschil tussen de waterabsorptie van de Savonnières en van de Noyant. De Noyant laat namelijk 50% meer water binnen, wat in schril contrast staat met de waterabsorptie onder vacuüm, waar de gemiddeldes veel dichter bij elkaar liggen. Dat de Savonnières moeilijk water opneemt is vermoedelijk het gevolg van de slecht toegankelijke, opgeloste oöidekernen. Er waren tijdens het microscopisch onderzoek immers geen openingen in de oöideranden zichtbaar. Hierdoor kunnen de oplossingsholten in de oöiden enkel onder vacuüm vlot gevuld worden. Bij de Massangis Roche Claire gaat de waterabsorptie daarentegen zo vlot dat een groot deel van het poriënvolume onder atmosferische druk gevuld raakt. Voor wat betreft de heterogeniteit springen de Savonnières, en vooral de Massangis Roche Jaune tussen de andere stenen uit. In beide gevallen is dit waarschijnlijk het gevolg van de variatie in porositeit die hierboven al werd besproken 5.1.6. Buigsterkte De sterkte van een steen is een zeer complexe eigenschap die afhankelijk is van een hele resem factoren, zoals mineralogie, korrelgrootte en -vorm, de mate waarmee korrels in elkaar grijpen, de hoeveelheid en het type cement/matrix, en anisotropie (Bell., 2000). In grafiek 4.6. is het duidelijk dat er in deze thesis in de eerste plaats een omgekeerd evenredig verband bestaat tussen de druksterkte en de open porositeit van de stenen. Dankzij zijn zeer klein poriënvolume, heeft de Ledesteen bijvoorbeeld een veel grotere buigsterkte dan de andere witstenen. Mogelijk spelen ook andere factoren een rol, zoals de grote hoeveelheid kwartskorrels. De Noyant en Savonnières breken als gevolg van hun grote porositeit heel snel bij het opleggen van een buigspanning. De enige steen die niet volledig aan deze trend beantwoordt, is de Euville. Deze steen heeft ondanks de grotere porositeit toch een grotere buigsterkte dan de Massangis variëteiten: deze hiërarchie is niet in overeenstemming met gegevens uit de literatuur. Een eerste mogelijke oorzaak kan het syntaxiaal cement zijn dat de korrels in de Euville stevig vasthoudt. In de literatuur staan echter gelijkaardige 120
waarden voor de buigsterkte vermeld, waardoor de Euville dus niet sterker is dan normaal (tabel 4.33.). Een tweede, en meer waarschijnlijke verklaring zijn de ongewoon lage buigsterktes van de Massangis Roche Claire en Roche Jaune. Uit de literatuur blijkt immers dat de Massangis gewoonlijk een buigsterkte heeft die twee tot bijna drie keer groter is dan deze van de Euville. In deze masterproef echter is de buigsterkte van de Massangis 2 tot bijna 3 keer kleiner dan normaal (tabel 4.34.). De buigsterkte is niet de eerste eigenschap van de Massangis die in deze thesis een waarde heeft die afwijkt van wat in de literatuur vermeld staat. Ook bij de geluidsvoortplantingssnelheid vielen de waarden van beide Massangis variëteiten lager uit dan verwacht. Bovendien toont het CT-beeld van de Massangis Roche Jaune (1) dat de samenstelling en textuur sterk af te wijken van de Massangis Roche Jaune uit de microscopische studie. Ook al doen deze afwijkende waarden zich niet bij alle karakteriseringproeven voor, toch is het duidelijk dat de Massangis Roche Jaune uit deze thesis zich onderscheidt van de stenen die gebruikt werden in andere studies. Zoals in sectie 3.1.6. al besproken werd, geeft de proef ter bepaling van de buigsterkte ook een indicatie van de treksterkte, en is er een mogelijkheid om het gedrag van de steen tijdens kristalgroei in te schatten. De Ledesteen zal bijvoorbeeld veel grotere spanningen (tensile hoop stress) kunnen verdragen dan de andere witstenen. De Savonnières en Noyant zullen daarentegen al breken bij kleine uitzettende krachten. De Massangis variëteiten (met de Roche Jaune in het bijzonder) hebben een veel lagere buigsterkte hebben dan de waarden in de literatuur. Het is dus goed mogelijk dat de vorstbestendigheid van de Massangis Roche Jaune en Roche Claire kleiner zal zijn dan verwacht. 5.1.7. Druksterkte Net als bij de buigsterkte, bestaat er ook bij de druksterkte een omgekeerd evenredig verband met de open porositeit (grafiek 4.7.). De Noyant en Savonnières bezwijken al bij relatief kleine ladingen als gevolg van hun zeer hoge porositeit. Een groter poriënvolume betekent immers minder materiaal om de uitgeoefende drukkracht te compenseren, en resulteert dus in een kleinere druksterkte. Bij de Ledesteen is het poriënvolume zeer klein in vergelijking met waarden uit de literatuur. Dit in combinatie met de niet onbelangrijke hoeveelheid kwarts, verklaart de zeer hoge druksterkte bij de Ledesteen in deze thesis (tabel 4.35.). Verder is het geen verrassing dat de standaarddeviatie relatief gezien het grootst is bij de Massangis Roche Jaune. Proefstukken met een groot aantal grijze zones hebben over het algemeen een kleiner porievolume en hebben bijgevolg een grotere druksterkte dan proefstukken met weinig grijze zones. Voor wat betreft de wijze van breken valt het op dat dit meestal gelijkaardig verloopt, namelijk volgens twee afgeknotte piramides die elk met hun kleine basis aan elkaar kleven. Dit is eigen aan grofkorrelige en zachte gesteenten, waartoe de witstenen uit deze thesis behoren. Fijnkorrelige en harde gesteenten, zoals kwartsieten zullen eerder een breukvorm hebben zoals bij glas (WTCB, 1997).
121
Tenslotte kunnen de zeer hoge en lage druksterktes een indicatie geven van de treksterkte (sectie 3.1.7.) omwille van het evenredig verband dat tussen beide eigenschappen bestaat (Nicholson & Nicholson, 2000). Hieruit volgt dat de Ledesteen een grote treksterkte heeft, en de Savonnières en Noyant een kleine treksterkte hebben.
5.2. Onrechtstreekse bepaling van de vorstgevoeligheid 5.2.1. Hirschwald coëfficiënt In de veronderstelling dat stenen met een verzadigingscoëfficiënt kleiner dan 0,75 niet vorstgevoelig zijn (Camerman, 1957), kan gesteld worden dat de Euville en de Savonnières proefstukken die in deze masterproef onderzocht werden, vorstvrij zijn. Onder atmosferische druk is hun wateropname bij onderdompeling immers beperkt, vermoedelijk door de moeilijk toegankelijke oplossingsholten in de oöiden van de Savonnières, en de vernauwing van poriëntoegangen door syntaxiaal cement bij de Euville. Een groot deel van de poriën blijft daarom beschikbaar als accommodatieruimte tijdens kristalgroei. De Noyant, Ledesteen en Massangis Roche Jaune hebben hogere coëfficiënten, maar worden eveneens als vorstvrij beschouwd aangezien hun waarde nog steeds onder de grens van 0,75 ligt. De Massangis Roche Claire overschrijdt met een Hirschwald coëfficiënt van 0,86 echter de kritische grens van 0,85 en wordt daarom verondersteld vorstgevoelig te zijn. Dit houdt in dat de waterabsorptie onder atmosferische druk maar weinig onderdoet voor de waterabsorptie onder vacuüm, waardoor het grootste deel van de poriënruimte al gevuld is met water en er tijdens vorst niet veel uitwijkmogelijkheden meer overblijven voor groeiende ijskristallen. Enkel en alleen gebaseerd op hun Hirschwald coëfficiënt zouden de Euville en de Savonnières iets beter bestand moeten zijn tegen vries-dooi cycli dan stenen van dezelfde soort die in andere studies werden gebruikt. De Ledesteen, en vooral de Massangis Roche Jaune zouden daarentegen veel minder vorstbestendig zijn dan in de literatuur vermeld wordt (tabel 4.39. en 4.40.). respectievelijk door zwaktezone en voorkomen van vreemde zones. Nog een andere mogelijkheid om te bepalen of de verschillende steensoorten bestand zijn tegen vries-dooi cycli, bestaat uit het plotten van de verzadigingscoëfficiënt t.o.v. de open porositeit. De Euville en de Ledesteen plotten in zone 1 en zijn dus geschikt zijn voor een brede waaier aan toepassingen (figuur 3.14.), waaronder enkele toepassingen waarbij de steen herhaaldelijk of continu in contact komt met water (goot, buitenbevloering, waterspuwer, enz.) en tijdens vries-dooi cycli dus regelmatig aan interne spanningen zal worden blootgesteld als gevolg van ijskristallisatie. Dat de Euville en de Ledesteen geschikt zijn om in ongunstige omstandigheden gebruikt te worden, geeft aan dat ze zeer vorstbestendig zijn. In de andere zones zal het aantal toepassingen waarvoor een steen geschikt is, steeds meer afnemen van zone 2 naar zone 4. De Massangis Roche Jaune (zone 2) zal dus duurzaam in meer toepassingen dan de Massangis Roche Claire en de Savonnières (zone 3). De Noyant valt tenslotte nog net in zone 4. Daarmee is deze steen echter niet noodzakelijk vorstgevoelig, tenminste zolang deze alleen maar als vlakke steen in gevels wordt gebruikt. 5.2.2. GC-coëfficiënt Volgens de resultaten in tabel 4.42. en de informele classificatie in tabel 3.3., zouden de Euville en de Savonnières zeer vorstbestendig moeten zijn. Dit heeft vooral te maken met de vrij lage waarde van de relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (tabel 4.41.): dit betekent dat de waterabsorptie door capillariteit maar een beperkt deel van het poriënvolume kan vullen en dat er dus nog een groot 122
volume als accommodatieruimte voor kristalgroei overblijft. De Noyant en de Massangis Roche Jaune zijn normaal vorstbestendig. De Massangis Roche Claire en de Ledesteen zouden zich op basis van de GC-coëfficiënt middelmatig vorstbestendig gedragen. Dat de Massangis Roche Claire volgens de GC-coëfficiënt minder goed bestand is tegen vorstverwering, is het gevolg van de zeer grote relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S: met gemiddeld 84% zijn de poriën op het einde van de capillaire fase grotendeels gevuld, waardoor er maar weinig accommodatieruimte overblijft. De Ledesteen zou volgens de GC-coëfficiënt het slechtst van alle zes de witsteensoorten tegen vorstwerking kunnen, omwille van het feit dat de poriën hier op het einde van de capillaire fase eveneens grotendeels gevuld zijn (S = 77,8 %), maar ook omwille van de trage capillaire wateropname α. Dit laatste kan verklaard worden door de invloed van capillair transport op de snelheid van drogen. De droogsnelheid ligt veel hoger wanneer de capillairen lang genoeg water naar het buitenoppervlak kunnen voeren zodat het water daar bij het droogfront kan opdrogen. Indien het droogfront, als gevolg van een te trage wateraanvoer (zoals bij de Ledesteen het geval is), naar de binnenkant van de steen opschuift en er daardoor waterdamp in de steen zelf wordt gevormd, zal het water alleen nog maar door het veel tragere proces van dampdiffusie afgevoerd kunnen worden (zie sectie 2.1.2.), en bestaat de kans dat het water niet tijdig weggeraakt voordat er een vorstperiode start. Verder lijkt het heterogene karakter van enkele stenen de vorstgevoeligheid te beïnvloeden. Bij de Massangis Roche Jaune zorgen de grijze zones voor een lagere capillariteit, waardoor er tijdens de droogfase al snel overgeschakeld zal worden naar het tragere proces van dampdiffusie om het water uit de steen te voeren. Proefstukken met veel grijze zones hebben daarom een grotere GC-coëfficiënt en kunnen dus vorstgevoeliger zijn. Bij de Ledesteen is de GC-coëfficiënt gemiddeld groter wanneer de Liesegangen (en eventuele microscheur) evenwijdig met het ondervlak lopen omdat de snelheid waarmee het water via capillariteit wordt getransporteerd (α-waarde) in dat geval kleiner is, en de droogsnelheid daardoor lager ligt. In stenen waar de Liesegangen (en eventuele microscheur) loodrecht op de gelaagdheid staan, is de GC-coëfficiënt kleiner. Of de steen in het eerste geval vorstgevoeliger is en in het laatste geval minder vorstgevoelig, is moeilijk uit te maken. Tijdens de metingen wordt immers alleen maar informatie verzameld over het verticaal transport, terwijl het water ook via de zijvlakken kan afgevoerd worden en horizontaal transport dus minstens even belangrijk is. Het is dus mogelijk dat de proefstukken waarin de Liesegangen evenwijdig met de gelaagdheid liggen, toch snel water kunnen afvoeren via horizontaal capillair transport, en op die manier misschien zelfs vorstbestendiger kunnen zijn dan de proefstukken waarbij de Liesegangen loodrecht op de gelaagdheid staan. Deze opmerking geldt trouwens voor alle steensoorten: indien de horizontale capillariteit sterk verschilt van de verticale, zal het moeilijker worden om de vorstgevoeligheid op basis van de GC-coëfficiënt te voorspellen. In vergelijking met waarden uit de literatuur (tabel 4.45.), en enkel en alleen gebaseerd op de GCcoëfficiënt, blijkt dat de Euville in deze thesis beter bestand zou zijn tegen vries-dooi cycli. De Savonnières zou dan weer minder vorstbestendig zijn dan in de literatuur, hoewel deze steen volgens tabel 3.3. nog steeds zeer vorstbestendig is. Bij de Massangis Roche Jaune is de GC-coëfficiënt zelfs vrij sterk toegenomen, en heeft deze steen nu een normale vorstbestendigheid i.p.v. de zeer grote vorstbestendigheid volgens de literatuur.
123
5.3. Destructieve en niet-destructieve karakterisatie na vries-dooi cycli In dit deel zal nagegaan worden of de macroscopische schade al dan niet veroorzaakt is door vriesdooi processen, en of de wijze van verwering willekeurig verliep of door zwaktezones (flaws) beïnvloed werd. Daarnaast zal bekeken worden of de veranderingen in de waarden van de identificatie eigenschappen ofwel overeen komen met de macroscopisch waarneembare schade, ofwel een indicatie zijn van eventuele microscopische en/of interne schade. 5.3.1. Euville Marbrier a) Oorzaak en wijze van verwering De Euville Marbrier is een van de steensoorten die de vorstproef niet ongeschonden is doorgekomen. In het begin bleef de schade nog beperkt tot zeer licht korrelverlies, maar vanaf 56 vries-dooi cycli begonnen zich in enkele proefstukken dunne breuken te vormen. Hoewel de lengte en breedte van de breuken die in de cycli daarna ontstonden, niet veel meer toenamen, nam het aantal beschadigde proefstukken na 132 cycli toe. Na 164 cycli ontstond er zelfs een brede breuk in een van de proefstukken. Visuele inspectie toont hier dus aan dat er een verband is tussen de toenemende verwering en het vorderen van de vorstproef: de schade is hier daarom het gevolg van vries-dooi processen. Door de zeer snelle bevriezing langs alle zijden van de kubussen, alsook de aanwezigheid van een relatief grote hoeveelheid water in de proefstukken, is het voornaamste vries-dooi proces hier waarschijnlijk volumetrische expansie. Dit zal bij de andere steensoorten vermoedelijk hetzelfde zijn, aangezien ze allen dezelfde vorstproef ondergaan. Van ice segregation zal hier niet of nauwelijks sprake zijn omdat dit normaal gezien enkel bij trage bevriezing voorkomt. Bovendien zijn de minima die tijdens de vorstproef bereikt worden te laag zodat ijskristallen de permeabiliteit van de poriën reduceren en daarmee de toevoer van onbevroren poriënwater naar de freezing sites afsluiten. Uit de petrografische beschrijving was al gebleken dat de Euville een zeer homogene steen is en geen zwaktezones bevat. Dit wordt bevestigd door de wijze van breken, aangezien enkel het calcietcement verweert en de vorm van de breuk eerder door de vorm van het proefstuk bepaald wordt. Het valt trouwens op dat de Euville de enige steen is waar er korrelverlies plaatsvindt. Meestal komt een dergelijke vorm van verwering voor in een grofkorrelig gesteente met een granulaire textuur (Nicholson & Nicholson, 2000). b) Oorzaak van veranderingen in identificatie eigenschappen Verder zijn tijdens de vorstproef ook de identificatie eigenschappen van enkele proefstukken veranderd. Zo nam de massa van alle proefstukken lichtjes af door korrelverlies. Als gevolg van breukvorming werd deze afname iets sterker, waarbij het grootste massaverlies veroorzaakt werd door de vorming van de brede breuk na 164 cycli. Massaverlies is dus een indicatie voor vorstschade, hoewel enkel macroscopisch waarneembare schade hier blijkbaar een invloed heeft. Bij de bepaling van de open porositeit heeft de zichtbare schade geen al te grote invloed op de waarden gehad: enkel bij het proefstuk met de brede breuk nam de porositeit significant toe. In de andere proefstukken is er wel nog steeds een lichte tot matige toename. Dit kan verscheidene oorzaken hebben, zoals korrelverlies of de oplossing van instabiel materiaal. Het feit echter dat de porositeit steeds groter wordt met het vorderen van de vorstproef, en dat deze toename soms sterker is in proefstukken zonder zichtbare breuken, kan eventueel ook wijzen op de aanwezigheid van interne scheuren. 124
Verder is de Euville de enige steensoort in deze thesis waar de geluidsvoortplantingssnelheid in alle proefstukken afneemt. De doorgang van de geluidsgolven verloopt dus iets moeizamer in vergelijking met de situatie voor de vorstproef. Dat deze afname zich ook voordoet in proefstukken zonder zichtbare schade, kan wijzen op de aanwezigheid van interne scheuren. Voorts is de capillariteit in alle proefstukken toegenomen. Hoewel de waarden als gevolg van onvoldoende frequent meten iets anders doen uitschijnen, neemt de capillariteit toch nog steeds het sterkst toe in de zichtbaar beschadigde proefstukken. In het begin van de vorstproef is de toename van de capillariteit nog vrij beperkt, maar naar het einde van de proef worden hoge waarden bereikt, en dit ook in de niet zichtbaar proefstukken: ook hier lijkt er vorming van interne scheuren te hebben plaatsgevonden. De invloed van de vries-dooi cycli op de druksterkte van de Euville is moeilijk te achterhalen. Brede breuken resulteren in de grootste afname, maar bij de andere proefstukken is het verhaal minder duidelijk. Bovendien lijkt er nog een belangrijke invloed van de open porositeit te bestaan. Over het algemeen hebben metingen van het massaverlies, de open porositeit, de geluidsvoortplantingssnelheid en de waterabsorptie door capillariteit dus zeker hun nut bewezen: belangrijke toe- of afnamen van de waarden kwamen overeen met zichtbare vorstschade. Bovendien hebben de bevindingen hierboven over de open porositeit, de geluidsvoortplantingssnelheid en de capillariteit aangetoond dat er naast macroscopische schade, waarschijnlijk ook interne breukvorming in de Euville heeft plaatsgevonden. 5.3.2. Ledesteen a) Oorzaak en wijze van verwering Bij de Ledesteen ging de verwering al na 14 vries-dooi cycli van start met de ontwikkeling in enkele proefstukken van scheuren evenwijdig met de Liesegangen. Met het vorderen van de vorstproef lijkt het aantal beschadigde proefstukken geleidelijk toe te nemen. Na 132 cycli is er echter een vrij abrupte onderbreking van die trend, met twee van de vier proefstukken die nog volledig intact zijn. Bovendien hebben de scheuren bij de proefstukken die na 164 cycli uit de klimaatskast werden gehaald een gelijkaardige breedte en lengte als de scheuren bij de proefstukken die na 14 cycli uit de klimaatskast werden gehaald. Breukvorming heeft zich dus vermoedelijk bij alle beschadigde proefstukken reeds na 14 cycli voorgedaan, waarna de schade in de cycli bijna niet meer is toegenomen. Deze twee vaststellingen geven aan dat de duur van de vorstproef bij de Ledesteen geen invloed heeft gehad op het al dan niet voorkomen van vorstschade en op de graad van verwering. Opvallend aan de wijze van verwering, is dat de scheur zich telkens evenwijdig met de Liesegangen heeft gevormd, op de plaats waar tijdens de petrografische studie een microscheur werd waargenomen. Microscheuren laten meestal veel gemakkelijker vocht toe en hebben bovendien een lagere treksterkte, wat hen gevoeliger maakt voor vries-dooi processen. Meestal neemt het belang van flaws toe in stenen met een hoge druksterkte (Nicholson & Nicholson, 2000), zoals hier het geval is. Schade bij de Ledesteen komt hier dus enkel voor wanneer het proefstuk initieel zo een microscheur bevat. Andere flaws in de Ledesteen hebben geen schade veroorzaakt: de Liesegangen 125
en oplossingsholtes zijn eerder oppervlakkig en verzwakken de steen niet zo sterk. De microscheur dringt daarentegen tot diep in het proefstuk door. Welke vorm van verwering er nu langs deze flaws heeft plaatsgevonden, is niet echt duidelijk. Zoals hierboven al werd aangegeven is het opvallend dat de breuk na zijn vorming bij 14 cycli, niet breder is geworden tijdens het verdere verloop van de proef, of dat het proefstuk niet uit elkaar is gevallen. Dit kan eventueel het gevolg zijn van de grote sterkte van de Ledesteen. In studies op andere stenen is al gebleken dat flaws kunnen uitgroeien tot breuken, maar dat de steen daarna niet noodzakelijk uit elkaar moet vallen (Nicholson & Nicholson, 2000). Het is ook mogelijk dat er een ander mechanisme dan de vries-dooi processen verantwoordelijk is voor de schade, zoals vb. het zwellen bij vochtige omstandigheden van kleien in of rond de zwaktezone. Tijdens de microscopische studie werden evenwel geen kleimineralen waargenomen. b) Oorzaak van veranderingen in identificatie eigenschappen In de resultaten van de karakteriseringproeven zijn er geen aanwijzingen van eventuele microscopische en/of interne vorstschade te vinden. Ook van de macroscopische waarneembare schade is in de waarden meestal niet veel te merken, op twee eigenschappen na. Een eerste daarvan is de waterabsorptie door capillariteit, waar proefstukken met een scheur loodrecht op de gelaagdheid een versnelde capillaire wateropname kennen langs deze scheur. Wanneer de scheur evenwijdig ligt met de gelaagdheid verloopt de capillaire wateropname juist moeilijker, hoewel het verschil met ongeschonden proefstukken waar de Liesegangen evenwijdig met de gelaagdheid liggen, maar miniem is. In het ene geval gedraagt de scheur zich dus als capillair, in het andere als een hindernis. Naast de invloed op de capillariteit, zorgen scheuren gemiddeld voor een daling van de druksterkte. Bij individuele proefstukken zijn er echter verscheidene uitzonderingen: zo zijn er proefstukken die na 140 of 164 cycli nog steeds een zeer grote druksterkte hebben. Hierdoor moet de aanname dat breuken de druksterkte verlagen met een korrel zout genomen worden. 5.3.3. Massangis Roche Claire De Massangis Roche Claire vertoont geen uitwendige tekenen van vorstschade. Ook in de resultaten van de karakteriseringproeven na de vorstproef is er geen opvallende stijging of daling van waarden. Enkel de druksterkte neemt met het verloop van de vorstproef af, wat een indicatie kan zijn van interne schade als gevolg van vries-dooi processen. 5.3.4. Massangis Roche Jaune a) Oorzaak en wijze van verwering De Massangis Roche Jaune is de vorstproef niet ongeschonden doorgekomen: al na 84 cycli begonnen enkele proefstukken dunne breuken te vertonen. Met het verdere verloop van de vorstproef nam de verwering steeds meer toe (brede breuken, loskomen van grote brokstukken, enz.), waardoor de opgelopen schade naar alle waarschijnlijkheid een rechtstreeks gevolg is van de vries-dooi cycli. In de Massangis Roche Jaune zijn er twee soorten flaws waarlangs zich mogelijk vorstschade had kunnen ontwikkelen, meer bepaald de macrofossielen die hier sporadisch voorkomen, en de grens tussen de lithologisch verschillende gele en grijze zones die tot diep in het proefstuk doordringen (sectie 4.2.1.). De vorming van breuken en het loskomen van brokstukken lijkt echter door geen van 126
beide flaws beïnvloed geweest te zijn. Dit doet vermoeden dat de wijze verwering los stond van de gesteente-eigenschappen, maar dat het een gevolg was van de opstelling en/of uitvoering van de proef. In andere studies werd een gelijkaardige vorm van onverklaarbare schade toegeschreven aan hydraulische drukken: door de hoge snelheid van bevriezing, krijgt het water immers niet altijd de kans om het proefstuk tijdig te verlaten (Ingham, 2005). b) Oorzaak van veranderingen in identificatie eigenschappen De toenemende macroscopische verwering wordt (voor de ene identificatie eigenschap al wat duidelijker dan de andere) weerspiegeld in de resultaten van de karakteriseringproeven die na de vorstproef werden uitgevoerd. Meestal zullen de waarden van een eigenschap enkel een grote stijging of daling kennen in proefstukken waar zich duidelijk waarneembare schade (brede breuken, loskomende kleine of grote brokstukken) heeft ontwikkeld. Een uitzondering hierop is een proefstuk dat tijdens de proef ter bepaling van de capillariteit sneller water opnam langs een van de hoeken en toch nergens zichtbare vorstschade vertoonde. Dankzij deze proef kon interne schade in een op het eerste zicht ongeschonden proefstuk opgespoord worden. Langs de andere kant heeft dit proefstuk toch nog steeds een grote druksterkte: het is daarom mogelijk dat de verwering zich nog in een beginfase bevond. 5.3.5. Noyant Fine a) Oorzaak en wijze van verwering De grootste gedaanteverwisseling vindt plaats bij de Noyant. Hoewel de verwering niet overal even snel verloopt, wordt de schade hier zeer waarschijnlijk veroorzaakt door vries-dooi processen, aangezien er met het verloop van de vorstproef steeds meer materiaal van de proefstukken afbrokkelt. Wat betreft de wijze van verwering, brokkelen in het begin voornamelijk de hoekpunten af. Dit wordt ofwel veroorzaakt door de vorm van het proefstuk, ofwel door kleine scheuren die ontstaan zijn tijdens het verzagen van de steen tot kleine proefstukken. Met het vorderen van de vorstproef vormen er zich in de randen kleine, ondiepe breuken (foto 4.33b) waardoor eerst de randen, en later ook de vlakken beginnen af te brokkelen. Door het loskomen van de kleine brokstukken, verdwijnen de breuken, terwijl er zich ondertussen nieuwe breuken onder het verse breukvlak vormen. Al snel worden er fossielen (gastropoden, orbitolieten, enz.) in het breukvlak zichtbaar. Deze hebben de wijze van breken zeker beïnvloed, hoewel hun belang niet zo groot is als vb. de microscheur in de Ledesteen. In zwakkere gesteenten neemt het belang van flaws immers af en beginnen andere factoren mee te spelen, zoals de gesteente-eigenschappen of omgevingsfactoren (Nicholson & Nicholson, 2000). De vergaande verwering van de Noyant heeft tenslotte nog aan het licht gebracht dat het bovenvlak van de proefstukken veel sterker geërodeerd wordt door vries-dooi cycli dan het ondervlak. Ondanks het niet-absorberende karakter van de rasters waarop de proefstukken steunen, en het feit dat het water er normaal gezien ongehinderd doorheen kan, is het mogelijk dat dit hierin een rol speelt.
127
b) Oorzaak van veranderingen in identificatie eigenschappen De toenemende macroscopische verwering komt ook duidelijk tot uiting in de waarden van verscheidene identificatie eigenschappen zoals het massaverlies, de capillariteit en de druksterkte. De grote standaarddeviaties zijn het gevolg van de sterke variatie in verweringsgraad. Voor wat betreft de open porositeit is de toename voor alle reeksen van vries-dooi cycli echter ongeveer even groot omdat er niet alleen nieuwe breuken gevormd worden, maar er ook bestaande breuken verdwijnen als gevolg van afbrokkeling. 5.3.6. Savonnières Demi-Fine a) Oorzaak en wijze van verwering De Savonnières houdt op wat licht aangetaste oppervlakken na, heel lang stand tijdens de vorstproef. Na 132 cycli ontstaat er in een van de proefstukken uiteindelijk toch een breuk: omdat het zo laat in de vorstproef voorkomt is dit vermoedelijk het gevolg van vries-dooi processen. De wijze van breukvorming is opvallend omdat het preferentieel plaatsvindt in schelpengruislaagjes. De breuk die daarbij ontstaat, heeft de neiging om het poreuze deel van het proefstuk te vermijden. Vermoedelijk ligt de oorzaak bij de opvulling van een groot deel van de poriënruimte in deze laagjes door schelpengruis: het poriënvolume bestaat er hierdoor voornamelijk uit microporositeit en dus is de accommodatieruimte voor groeiende ijskristallen beperkter dan in de poreuzere delen van de Savonnières. Uit sectie 2.2.5. blijkt trouwens dat hoe kleiner de poriënradius is, des te groter de radiale compressiespanning zal zijn die door het ijskristal op de poriënwanden wordt uitgeoefend (formule 2.8.). De poriewand zal proberen deze compressiespanningen tegen te werken, waardoor er een schadelijke tensile hoop stress ontstaat. In de meer poreuze gedeeltes van de Savonnières zijn de poriën veel groter, en zal de opgewekte tensile hoop stress minder groot zijn. Er kan daarom gesteld worden dat de schelpengruislaagjes de flaws zijn van de Savonnières. b) Oorzaak van veranderingen in identificatie eigenschappen De schade in het enige duidelijk beschadigde proefstuk is ook waarneembaar in de waarden van enkele karakteriseringproeven. Het is bijvoorbeeld het enige Savonnièresproefstuk waar de geluidssnelheid afneemt. Bovendien kent het de grootste toename in capillariteit. Hoewel er tijdens de visuele inspectie nauwelijks sporen van verwering werden gevonden bij de andere proefstukken, ziet het er toch naar uit dat de vorstproef ook hier een impact heeft gehad op enkele eigenschappen. De porositeit is bijvoorbeeld overal toegenomen, evenwel zonder bijhorende stijgende trend. Mogelijk is er intern wat materiaal opgelost, zoals ook al aan enkele buitenvlakken te zien was. Verder neemt ook de capillaire wateropname toe, en dit keer wel volgens een stijgende trend. Het is dus goed mogelijk dat de meeste proefstukken lichte, interne schade hebben opgelopen als gevolg van het vries-dooi proces, en dat dit lichtjes toeneemt met het verloop van de vorstproef. Langs de andere kant is die schade beperkt, aangezien de druksterkte een sterk omgekeerd evenredig verband toont met de open porositeit, i.p.v. een dalende trend met het vorderen van de vorstproef.
128
5.4. Kroniek van een aangekondigd breuk In deze sectie zal worden nagegaan of het voorkomen van schade bij de steensoort in kwestie tijdens de vorstproef in overeenstemming is met historische bronnen en resultaten uit andere studies. Verder zal er bekeken worden of de verwering van de steen in overeenstemming is met de resultaten van de indirecte methodes ter bepaling van de vorstbestendigheid. Tenslotte zullen de oorspronkelijke waarden van de identificatie eigenschappen elke steensoort bestudeerd worden, en zal er onderzocht worden of er een causaal verband bestaat tussen opvallende maxima of minima in deze waarden en het al dan niet voorkomen van schade in proefstukken. 5.4.1. Euville Marbrier a) Verwachte vorstschade? Het is een verrassing dat de proefstukken van de Euville doorheen de vorstproef toenemende schade ondervinden onder de vorm macroscopisch waarneembare breuken en/of interne schade. Afgaande op beweringen in de literatuur, zou de Euville nochtans een vorstvrije steen zijn (Camerman, 1957; Dusar et al., 2009; Cnudde et al., 2009a). Ook de indirecte methodes om de vorstgevoeligheid te voorspellen, zoals de Hirschwald coëfficiënt en de GC-coëfficiënt, geven aan dat de poriënstructuur in de Euville van die aard is dat de steen als vorstvrij beschouwd kan worden: de waarden in deze thesis zijn zelfs lager dan de waarden in de literatuur. Verder plot de Euville in de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit in zone 1 (figuur 4.8.), waardoor deze normaal in de meest ongunstige omstandigheden gebruikt zou kunnen worden. Bovendien tonen de CT-data en foto 4.23a dat de Euville maar weinig microporositeit heeft en de poriën een vrij grote equivalente diameter hebben. Volgens Ingham (2005) zijn stenen met een microporositeit kleiner dan 30% van het totale poriënvolume, duurzaam: met een percentage van nog geen 20% zou de Euville zich bijgevolg duurzaam gedragen. De grote equivalente diameter houdt normaal gezien in dat er vrij veel ruimte bestaat om kristalgroei te accommoderen: de druk die zich op de poriënwanden ontwikkelt, zal dus geen al te hoge waarden kunnen bereiken (formule 2.8.). Verder hebben de druksterkte en buigsterkte respectievelijk een normale en een vrij hoge waarde in vergelijking met waarden uit de literatuur. Aangezien beide eigenschappen verbonden zijn met de treksterkte (Nicholson & Nicholson, 2000; Nagaraj, 1993; WTCB, 1997), zou de Euville in deze thesis zelfs iets beter bestand moeten zijn tegen inwendige kristalgroei dan normaal het geval zou zijn. Al deze eigenschappen geven aan dat vorstschade in normale omstandigheden niet zou voorkomen, en dat de schade in de thesis het gevolg is van de opstelling en uitvoering van de vorstproef. Vooral het ontbreken van droogtijd, waardoor de steen waterverzadigd is bij aanvang van de vorstperiode, in combinatie met de zeer snelle bevriezing langs alle zijden van het proefstuk, zijn omstandigheden waaraan de Euville in de natuur zelden blootgesteld wordt. In dergelijke omgeving zal volumetrische expansie het voornaamste of zelfs enige vries-dooi proces zijn. Indien onder normale omstandigheden het proces van ice segregation het belangrijkst zou zijn, betekent dit dat de proefstukken tijdens de vorstproef aan interne drukken onderhevig zijn die één grootteorde groter zijn dan normaal (hoofdstuk 2.4.). Bovendien zullen de snelle temperatuursdalingen en -stijgingen tot thermische shock, en bijgevolg ook de vorming van microscheuren leiden. Deze microscheuren nemen gemakkelijk water op en zullen tijdens vries-dooi cycli dus ook gemakkelijk propageren (hoofdstuk 2.5.).
129
Langs de andere kant behoort zowel de uitwendige als interne schade die tijdens de vorstproef ontstond in bijna alle gevallen maximaal tot klasse 2. Dit valt nog mee aangezien de vorstproef voor een proefstuk pas afgelopen is wanneer de schade onder klasse 3 valt (NBN EN 12371:2010). Bovendien is de afname van de druksterkte na ruim 48 cycli minder dan 20%: volgens Ingham (2005) kan een natuursteen dan nog steeds als resistent beschouwd worden. Voor een steen die aan de meest extreem mogelijke omstandigheden wordt blootgesteld, is dit dus eigenlijk nog een behoorlijk resultaat. b) Individuele proefstukken In de resultaten van de karakteriseringproeven die voor de vorstproef werden uitgevoerd, is er geen aanwijzing te vinden waarom sommige proefstukken uitwendige schade vertonen, en andere dan weer gewoon interne schade. De vijf proefstukken van de Euville die zichtbare schade hebben opgelopen, tonen zeer uiteenlopende waarden voor de verschillende eigenschappen (bijlage Q). Bij het enige proefstuk met een brede breuk kan de vrij hoge capillaire waterabsorptie eventueel tot een vlottere waterverzadiging tijdens de dooiperiode hebben geleid, maar over het algemeen lijkt het voorkomen en de graad van zichtbare vorstschade voor dit, en voor alle andere proefstukken eerder het gevolg te zijn van het hoge aantal vries-dooi cycli. Het is dus vrijwel onmogelijk om een verband te vinden tussen het optreden van schade en de berekende identificatie en duurzaamheideigenschappen. 5.4.2. Ledesteen a) Verwachte vorstschade? De Ledesteen staat in de literatuur bekend als een vorstbestendige steen, tenminste zolang deze zich in onverweerde toestand bevindt (Dusar et al., 2009). Enkele proefstukken in deze thesis voldoen aan deze voorwaarde en gedragen zich inderdaad vorstbestendig. In verscheidene andere proefstukken lijkt het materiaal na afzetting echter licht verweerd te zijn geweest. Getuige hiervan is een postsedimentaire microscheur, evenwijdig met de Liesegangen. Het is dan ook niet echt een verrassing dat er tijdens de vorstproef schade langs deze flaw optreedt. Dat de Ledesteen met de aanwezigheid van zo een microscheur nu als vorstgevoelig bestempeld kan worden, is misschien wat kort door de bocht. De schade beperkt zich immers doorheen de vorstproef tot schade van klasse 2 (dunne scheur). Bovendien is het resterende materiaal rondom de scheur ongeschonden. Tenslotte is de druksterkte als gevolg van breukvorming slechts met 20 N/mm² afgenomen: dit is minder dan 20 % van de oorspronkelijke sterkte (120 N/mm²), waardoor besloten kan worden dat zelfs de beschadigde proefstukken nog steeds resistent zijn (Ingham, 2005). Het is trouwens mogelijk dat de vorstproef maar verantwoordelijk is voor een klein deel van de afname van de druksterkte, en dat de druksterkte voorheen al wat lager was door de aanwezigheid van de flaws (microscheuren). Toch lijkt het aangewezen om proefstukken met microscheuren niet aan vorst te onderwerpen. Op basis van enkele indirecte methodes ter bepaling van de vorstgevoeligheid, was de schade niet geheel onverwacht: volgens de GC-coëfficiënt is de Ledesteen maar middelmatig vorstbestendig. Ook de Hirschwald coëfficiënt is een stuk groter dan de waarden uit de literatuur, hoewel deze hier nog steeds kleiner is dan 0,75. Deze hoge waarden zijn (voor een deel) het gevolg van de aanwezigheid van de microscheur. Anderzijds plot de Ledesteen in figuur 4.8. in zone 1, waardoor het normaal zelfs in zeer ongunstige omstandigheden gebruikt kan worden. Dit is in overeenstemming met de 130
afwezigheid van vorstschade in materiaal zonder flaws. Bovendien blijkt uit de bespreking in sectie 5.1.3. dat er vrij veel microporositeit aanwezig is, maar dat ook een niet onbelangrijk deel van het poriënvolume uit poriën met een vrij grote equivalente diameter en maximale opening bestaat, waardoor kristalgroei makkelijk opgevangen kan worden. Verder heeft de steen een zeer grote initiële druksterkte, die trouwens veel groter is dan de waarden uit de literatuur: de Ledesteen uit deze thesis is dus sterker dan Ledestenen uit andere studies. Bovendien is de buigsterkte in vergelijking met de andere steensoorten die hier in de thesis onderzocht worden, ruim drie tot vier keer groter. Dit geeft aan dat de Ledesteen (op de microscheur na) waarschijnlijk een zeer grote treksterkte heeft, en dus zeer goed bestand is tegen inwendige spanningen, zoals de afwezigheid van schade in materiaal zonder flaws bewijst. b) Individuele proefstukken Niet alleen uit het aanwezig zijn van een (micro- en macroscopisch waarneembare) microscheur kan voorspeld worden of er scheur in de Ledesteen zal ontstaan. Ook in de resultaten van de proeven in hoofdstuk 4.2. en 4.3. zijn er aanwijzingen welke proefstukken wel, en welke proefstukken geen vorstschade zullen oplopen. Zo tonen de proefstukken die tijdens de vorstproef breken gemiddeld een grotere open porositeit, waterabsorptie en Hirschwald coëfficiënt, omwille van de microscheur evenwijdig met de Liesegangen. Er zijn echter veel individuele uitzonderingen, waardoor een voorspelling van welk proefstuk zal breken en welk niet, op basis van alleen deze eigenschappen hier niet haalbaar. Ook bij de geluidsvoortplantingssnelheid, waterabsorptie door capillariteit en GC-coëfficiënt is er gemiddeld een verschil tussen proefstukken waarin zich wel en proefstukken waarin zich geen scheur ontwikkelt. Uiteraard is er de invloed van de oriëntatie van de Liesegangen (hoofdstuk 4.2. en 4.3.), maar de waarden tonen aan dat ook het al dan niet aanwezig zijn van een zwaktezone een rol speelt. Bij proefstukken met een microscheur is de geluidsvoortplantingssnelheid gemiddeld lager omwille van de lucht in de microscheur die de geluidsgolven hindert. Zelfs wanneer de microscheur loodrecht op de gelaagdheid staat, beweegt het geluid om de een of andere reden trager dan in ongeschonden proefstukken. Verder is de capillariteit in proefstukken die later tijdens de vorstproef breken, een stuk groter aangezien de microscheur als capillair fungeert. Dit is vooral het geval wanneer de microscheur loodrecht op de gelaagdheid staat. De GC-coëfficiënt tenslotte is groter in proefstukken die later breken. Door dit duidelijke verschil in gemiddelde waarden tussen proefstukken die wel en geen schade oplopen, zou het in theorie mogelijk zijn om op basis van de geluidsvoortplantingssnelheid, waterabsorptie door capillariteit en GC-coëfficiënt een voorspelling te doen van de vorstgevoeligheid. Het is echter niet vanzelfsprekend om dit voor een enkel proefstuk te doen. Alleen wanneer voor alle proefstukken de eigenschappen gekend zijn, zou voor proefstukken met zeer hoge of lage waarden mogelijk voorspeld kunnen worden of er zich al dan niet een scheur zal ontwikkelen tijdens de vorstproef. Dergelijke extreme waarden zijn maar bij een beperkt aantal proefstukken te vinden. Het grootste deel van de monsters heeft meestal tussenliggende waarden, waardoor het dus moeilijk te voorspellen zal zijn (indien er tijdens de macroscopische studie geen zwaktezone werd gevonden), hoe de steen op de vorstproef zal reageren.
131
5.4.3. Massangis Roche Claire a) Verwachte vorstschade? De Massangis Roche Claire vertoont als enige steensoort in deze thesis zelfs na 164 vries-dooi cycli geen uiterlijke tekenen van vorstschade. Er is wel een dalende trend in de druksterkte, maar aangezien de afname na ruim 48 cycli nog steeds kleiner is dan 20 % van de oorspronkelijke druksterkte, is de Massangis Roche Claire resistent in de klimaatskast. Het vorstbestendig gedrag van deze steen in de vorstproef is tegenstrijdig met wat in de literatuur vermeld staat. In andere studies was de Massangis Roche Claire tijdens de vorstproef immers al na 154 vries-dooi cycli zwaar beschadigd (CTMNC, 2011-2012). Bovendien geven verscheidene bronnen aan dat de Massangis Roche Claire in ons land niet geschikt zou zijn voor het grootste deel van de buitentoepassingen (Camerman, 1957; Cnudde et al., 2009a; Dusar et al., 2009). Ook de indirecte methodes ter bepaling van de vorstbestendigheid vertellen een gelijkaardig verhaal: bij het uitzetten van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit, vallen de waarden voor deze steen in zone 3 (grafiek 4.8.): de steen kan dus normaal gezien maar in een beperkt aantal toepassingen buiten gebruikt worden, en zou snel breken in omstandigheden zoals deze die zich in de klimaatskast voordoen. Verder heeft de Massangis Roche Claire een zeer hoge Hirschwald coëfficiënt van 0,85 waardoor de steen normaal gezien niet vorstbestendig is (Camerman, 1957). De GC-coëfficiënt vertelt een gelijkaardig verhaal: de positieve waarde geeft aan dat de steen slechts normaal tot middelmatig vorstbestendig is. Bovendien zou het poriënvolume van de Massangis Roche Claire volgens de bespreking in sectie 5.1.3. voor ongeveer 90 % uit microporositeit (met een diameter kleiner dan 8 µm) bestaan (tabel 4.23.). Volgens Ingham (2005) zijn stenen met een microporositeit groter dan 90% niet duurzaam. Tenslotte is het opvallend dat de buigsterkte tot twee keer kleiner is dan normaal het geval is in andere studies (tabel 4.34.). Omwille van het verband tussen buigsterkte en treksterkte, kan ervan uitgegaan worden dat weerstand tegen inwendige spanningen van de Massangis Roche Claire in deze thesis een stuk kleiner is dan normaal. Ondanks de uiterst ongunstige omstandigheden die in de klimaatskast gecreëerd worden, alsook de vele aanwijzingen dat de Massangis Roche Claire die in deze thesis wordt gebruikt naar alle waarschijnlijkheid vorstgevoelig is, slaagt de steen er toch in om de directe vorstproef zonder (zichtbare) schade te overleven. Aangezien de Massangis Roche Claire in andere studies wel breekt tijdens de vorstproef (CTMNC, 2011-2012), ziet het er hier naar uit dat de steen uit deze thesis op bepaalde gebieden moet verschillen. Zo staat de Massangis Roche Claire normaal gezien niet bekend voor de aanwezigheid van grote oplossingsholten (Dreesen et al., 2012), terwijl de CT-data in deze thesis aangeven dat de poriën (> 10 µm) een zeer grote gemiddelde equivalente diameter en maximale opening hebben: deze poriën kunnen eventueel een deel van de kristalgroei tijdens volumetrische expansie accommoderen. Het is echter nog maar de vraag of de Massangis Roche Claire die in deze thesis onderzocht werd, ook in de praktijk (waar het proces van ice segregation een belangrijke rol kan beginnen spelen) vorstbestendig zal zijn. Het is immers mogelijk dat het water in het grote microporiënvolume, als gevolg van de kleine poriënstraal en de minder negatieve temperaturen die zich in ons land voordoen (figuur 2.6.), lange tijd onbevroren blijft, en daarom als waterbron kan dienen voor de onafgebroken groei van ijskristallen in de grotere poriën tijdens het proces van ice segregation.
132
b) Individuele proefstukken Zoals eerder al aangehaald, is de druksterkte de enige eigenschap die de lichte toename in vorstschade bij de Massangis Roche Claire aan het licht brengt. De proefstukken waarvan de druksterkte na de vorstproef eerder aan de lage kant ligt, hadden echter geen opvallende resultaten in hoofdstukken 4.2 en 4.3. De interne schade lijkt zich dus eerder willekeurig voor te doen. 5.4.4. Massangis Roche Jaune a) Verwachte vorstschade? De Massangis Roche Jaune heeft zwaar geleden onder de vorstproef. Getuigen hiervan zijn o.a. de talrijke dunne en brede breuken, de grote losgekomen brokstukken en de uiteengevallen proefstukken. De druksterkte is na ruim 48 cycli ongeveer 20 % afgenomen, waardoor de steen op basis van de vorstproef moeilijk nog als vorstbestendig kan beschouwd worden (Ingham, 2005). Het voorkomen en de hoge graad van verwering bij de Massangis Roche Jaune in deze thesis is op zijn minst een verrassing te noemen: deze steen staat in de praktijk immers bekend als een vorstbestendige steen, die normaal gezien een betere kwaliteit heeft dan de Roche Claire variëteit (Camerman, 1957; Cnudde et al., 2009a; Dusar et al., 2009). Het gebruik van deze steen is zelfs in de laatste decennia enorm toegenomen, en dit voor tal van buitentoepassingen. Ook in de klimaatskast zou de steen normaal gezien moeiteloos 168 cycli kunnen afwerken (CTMNC, 2011-2012). Anderzijds tonen de indirecte methodes ter bepaling van de vorstgevoeligheid aan dat vorstschade toch niet volledig onmogelijk is. De Hirschwald coëfficiënt bijvoorbeeld is met een waarde van 0,71 een stuk groter dan de waarden uit de literatuur, en ligt daarmee dicht tegen de ondergrens van de onzekerheidszone tussen 0,75 en 0,85. Ook de waarden van de GC-coëfficiënt zijn groter dan anders. Daarnaast plot de steen nu in zone 2 i.p.v. zone 1 (grafiek 4.8.), waardoor het voor minder buitentoepassingen geschikt is. Dat de poriënstructuur iets minder gunstig is dan normaal, mag echter geen excuus zijn voor de zware vorstschade, aangezien de Massangis Roche Jaune volgens beide coëfficiënten slechts gedegradeerd wordt van een zeer vorstbestendige naar een normaal vorstbestendige steen. De CT-data geven zeer uiteenlopende waarden. In het cilindervormige monster Massangis RJ (1) zijn er maar weinig grote oplossingsholten, waardoor er niet veel uitwijkmogelijkheden voor ijskristallen overblijven (foto 4.23d). Samen met de microporositeit die vermoedelijk rond de 90 % schommelt, is dit een indicatie dat de duurzaamheid van dit monster niet al te hoog zal zijn (tabel 4.23). In het andere monster (Massangis RJ (2)) zijn daarentegen veel grote oplossingsholten aanwezig waarin ijskristallen gemakkelijk accommodatieruimte kunnen vinden. Het is eventueel mogelijk dat de breuken zich preferentieel gevormd hebben in materiaal dat gelijkaardig was als dat van de Massangis RJ (1). Net als bij de Massangis Roche Claire heeft de druksterkte een vrij normale waarde, maar is het de buigsterkte die veel lager uitvalt dan anders: hoewel het nog steeds een vrij hoge waarde is in vergelijking met andere gesteentesoorten, is de buigsterkte hier twee tot zelfs drie keer kleiner dan normaal (tabel 4.34.). Dit geeft aan dat ook de treksterkte langs de lage kant zal liggen, en dat de Massangis Roche Jaune mogelijk veel sneller kan breken bij het ontstaan van interne spanningen.
133
Het staat dus vast dat de gesteente-eigenschappen van de Massangis Roche Jaune in deze thesis een stuk ongunstiger zijn dan de proefstukken die in andere studies werden gebruikt. Of dat dit de oorzaak is van de soms zeer zware verwering die de proefstukken ondergaan, is niet echt duidelijk: de poriëneigenschappen zijn niet van die aard dat de steen vorstgevoelig is, en ook de sterkte van de steen is groter dan de sterkte van andere steensoorten die geen schade hebben geleden. Mogelijk ligt de oorzaak van de zware schade bij de opstelling en uitvoering van de vorstproef, in combinatie met het voorkomen op sommige plaatsen in de steen van zones met een ongunstige samenstelling zoals in de Massangis RJ (1). b) Individuele proefstukken Bij enkele identificatie eigenschappen die voor de vorstproef werden bepaald (hoofdstuk 4.2. en 4.3.), komen minimum of maximum waarden overeen met vorstschade. Dit is echter meestal alleen het geval voor proefstukken met zware schade (brede breuken, grote losgekomen brokstukken). Deze hebben bijvoorbeeld een grote waterabsorptie en Hirschwald coëfficiënt. Ook de wateropname door capillariteit is in deze proefstukken groter dan bij de niet of weinig beschadigde proefstukken. Bij proefstukken die tijdens de thesis hoge waarden voor deze eigenschappen hadden en toch geen vorstschade hebben opgelopen, kan het beperkt aantal afgewerkte vries-dooi cycli een verklaring zijn voor het uitblijven van verwering. Over het algemeen lijkt het dus dat Roche Jaune proefstukken die gemakkelijk water opnemen, over het algemeen sneller onderhevig zullen zijn aan vorstschade tijdens de vorstproef. Een groot deel van de poriën raakt immers snel gevuld, waardoor er maar weinig accommodatieruimte overblijft voor de groei van ijskristallen. 5.4.5.Noyant Fine a) Verwachte vorstschade? Op basis van de zeer snelle verwering van de proefstukken, met zeer zware macroscopische schade na minder dan 28 cycli, en een afname van de druksterkte met ruim 50 % na 48 cycli, kan gesteld worden dat de Noyant zich in de vorstproef als een vorstgevoelige steensoort gedraagt. Ook uit de literatuur blijkt dat de Noyant de vorstproef maar 24 vries-dooi cycli kan uithouden (CTMNC, 20112012). Hoewel er in de literatuur niet letterlijk vermeld wordt of de steen in de praktijk nu vorstgevoelig of vorstbestendig is, kan uit de toepassingen waarvoor de steen gebruikt wordt (façades en binnentoepassingen) (http://www.pierreparis.fr), vermoed worden dat het niet de meest vorstvrije steen is, en dat het de vorstproef niet lang zou overleven. In façades zal de steen immers niet volledig waterverzadigd raken en krijgt het bovendien veel vaker de kans om voldoende te drogen. In de vorstproef daarentegen worden de stenen volledig ondergedompeld en wordt er geen droogtijd voorzien. Hierdoor blijft er maar weinig ongevulde poriënruimte over en zal kristalgroei moeilijker geaccommodeerd worden. Normaal gezien zal men vermijden dat de Noyant aan dergelijke extreme omstandigheden wordt blootgesteld. Ondanks de hoge vorstgevoeligheid geven de indirecte methodes ter bepaling van de vorstgevoeligheid verkeerde informatie. De Hirschwald coëfficiënt (0,71) is kleiner dan 0,75, waardoor de Noyant dus niet vorstgevoelig zou zijn. De GC-coëfficiënt is zelfs zo klein dat de steen vorstbestendig zou zijn.
134
Andere indicatoren zijn wel in overeenstemming met wat er in de klimaatskast gebeurt. Zo blijkt bij het uitzetten van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit dat de steen niet geschikt is voor een hele resem aan buitentoepassingen. Ook de CT-data geven aan dat de Noyant zeer vorstgevoelig is. Zo bestaat het poriënvolume voor 85 % uit microporositeit, wat zeer dicht aanleunt tegen de grens van 90 % waarbij een natuursteen normaal gezien niet meer duurzaam is (Ingham, 2005). Bij de andere poriën (> 10 µm) zijn de equivalente diameter en maximale opening klein, waardoor hier zeer grote drukken kunnen ontstaan (formule 2.8.). De lage druk- en buigsterkte zijn eveneens in overeenstemming met de snelle verwering van de Noyant tijdens de vorstproef. b) Individuele proefstukken Aangezien alle proefstukken bij de Noyant schade oplopen tijdens de vorstproef, is de vraag die hier gesteld moet worden waarom er na 84 en 132 cycli zo een groot verschil in verweringsgraad bestaat tussen de proefstukken onderling. Een mogelijke oorzaak van versnelde verwering zou de hogere capillariteit kunnen zijn, die een snellere wateropname en vlottere verzadiging van het poriënvolume mogelijk maakt. Deze redenering is evenwel moeilijk na te gaan bij de proefstukken die 132 cycli hebben afgewerkt. 5.4.6. Savonnières Demi-Fine a) Verwachte vorstschade? Het hoge aantal cycli zonder schade (op een licht beschadigd proefstuk na) en de slechts lichte afname van de druksterkte, is in overeenstemming met de 168 vries-dooi cycli die de Savonnières bij andere studies in de klimaatskast heeft overleefd (CTMNC, 2011-2012). Het vorstbestendige gedrag van de Savonnières in deze thesis is eveneens in overeenstemming met zijn reputatie als vorstvrije steen (Camerman, 1957; Dusar et al., 2009). Ook de zeer lage Hirschwald en GC-coëfficiënt geven aan dat de Savonnières zeer vorstbestendig is. De GC-coëfficiënt is wel wat groter dan de waarden uit de literatuur, maar nog steeds voldoende klein voor de Savonnières om vorstbestendig te zijn. Anderzijds toont de grafiek van de verzadigingscoëfficiënt t.o.v. de open porositeit (figuur 4.8.) dat de Savonnières maar geschikt is voor een beperkt aantal buitentoepassingen (zone 3). Bovendien zijn de druk- en buigsterkte langs de lage kant, zelfs voor de Savonnières. Dat deze steen toch vorstbestendig is, kan een indicatie zijn dat de Savonnières toch een grote treksterkte heeft (ondanks de lage druk- en buigsterkte) dankzij de stevige cementatie van de oöiden en schelpfragmenten (Camerman, 1957; Dusar et al., 2009). Bovendien werd in sectie 5.1.3. al vastgesteld dat de microporositeit maar een beperkt deel inneemt van het totale poriënvolume, en dat de andere poriën (> 10 µm) een relatief grote equivalente diameter en maximale opening hebben: er zijn dus voldoende uitwijkmogelijkheden voor groeiende ijskristallen. b) Individuele proefstukken Het enige zichtbaar beschadigde proefstuk van de Savonnières had voor de start van de vorstproef enkele maxima. Zo had het de grootste Hirschwald en GC-coëfficiënt van alle Savonnièresproefstukken, waardoor de poriën als gevolg van waterabsorptie het sterkst gevuld waren en er minder ruimte (vooral in de schelpengruislaag) overbleef voor accommodatie van kristalgroei: dit proefstuk was dus het minst vorstbestendige van alle Savonnièresproefstukken in de klimaatskast.
135
6. Samenvatting De zes witsteensoorten die in deze thesis onderzocht werden, hebben een zeer verschillende samenstelling en textuur. Dit vertaalt zich in sterk uiteenlopende resultaten bij de vorstproef en verscheidene karakteriseringproeven. Een eerste eigenschap waar de grote diversiteit van de stenen tot uiting komt, is de open porositeit. De Savonnières en Noyant hebben het grootste poriënvolume, gevolgd door de Euville, de Massangis Roche Claire en Roche Jaune, en de Ledesteen. Bij de Savonnières, Massangis Roche Jaune en de Ledesteen speelt heterogeniteit een belangrijke rol. Concreet gaat het over de schelpengruislaagjes en de meer en minder poreuze zones in de rest van de Savonnières, de grijze, weinige poreuze zones en de gele, poreuze zones bij de Massangis Roche Jaune, en de oplossingsholten, Liesegangen en eventueel bijhorende microscheur bij de Ledesteen. Ook bij de andere eigenschappen drukken deze bronnen van heterogeniteit hun stempel op de resultaten. De Euville, Massangis Roche Claire en Noyant daarentegen zijn allen min of meer homogeen. Verdere informatie over de poriën werd gevonden m.b.v. CT-scans. In sectie 5.1.3. werd o.a. duidelijk dat microporositeit een zeer groot aandeel heeft in het totale poriënvolume van de Massangis Roche Claire en de Noyant. Ook in de Ledesteen bestaat de porositeit (in mindere mate weliswaar) voor een groot deel uit microporiën. In de Savonnières, de Massangis Roche Jaune en de Euville is microporositeit eveneens aanwezig, maar is het belang ervan veel kleiner. Voor wat betreft de mesoen macroporositeit (> 10 µm), kan op basis van de gereconstrueerde beelden, de equivalente diameter en de maximale opening gesteld worden dat de Savonnières, de Euville en de Massangis Roche Claire over grote poriën beschikken. Bij de Massangis Roche Jaune kan de poriëngrootte in de gele zones sterk variëren, van vrijwel geen grote poriën in de Massangis RJ (1), tot grote rhomboëdervormige oplossingsholten in de Massangis RJ (2). Bij de Noyant zijn de poriën het kleinst. Vrijwel alle andere eigenschappen die tijdens de karakteriseringproeven werden bepaald, worden (gedeeltelijk) beïnvloed door de open porositeit. Zo hebben de waterabsorptie en capillariteit in de resultaten min of meer een rechte evenredig verband met de open porositeit, terwijl de geluidsvoortplantingssnelheid, schijnbare volumieke massa, druksterkte en buigsterkte grotendeels een omgekeerde hiërarchie tonen: in dat laatste geval heeft de Ledesteen dus meestal de hoogste waarde, en de Savonnières en Noyant de laagste. Uiteraard zullen bij elk van deze eigenschappen nog andere factoren meespelen. Zo is de toegankelijkheid van de poriën tijdens waterabsorptie zeer belangrijk: de opgeloste oöidekernen bij de Savonnières en de vernauwde poriëntoegangen bij de Euville laten veel minder water toe dan men zou verwachten op basis van hun open porositeit. Bij de capillariteit moet de poriënstraal van een groot aantal poriën klein genoeg zijn zodat er voldoende capillaire zuigkracht ontwikkeld kan worden voor wateropname. Bij de Ledesteen zullen de waarden bij deze eigenschap bovendien, net zoals bij de geluidsmetingen, sterk afhankelijk zijn van de oriëntatie van de Liesegangen en eventuele microscheur (flaws). De schijnbare volumieke massa wordt beïnvloed door de mineralogie, terwijl cementatie een belangrijke rol speelt bij de druk- en buigsterkte.
136
De meeste eigenschappen tonen goede overeenkomsten met waarden uit de literatuur, op de Massangis variëteiten na. Hier zijn de geluidsvoortplantingssnelheid en buigsterkte iets tot veel lager dan normaal. Bovendien zijn er in de Massangis Roche Jaune enkele zones die rhomboëdervormige kristallen bevatten in plaats van de verwachte rhomboëdervormige oplossingsholten. Met de gegevens van enkele karakteriseringproeven was het ook mogelijk om de Hirschwald en GCcoëfficiënten te berekenen: deze eigenschappen geven op basis van de poriënstructuur aan of een steen zich in de praktijk vorstgevoelig zal gedragen of niet. De Euville en Savonnières hebben een zeer gunstige poriënstructuur waardoor ze in de praktijk normaal gezien vorstbestendig zijn. De Noyant en de Massangis Roche Jaune hebben iets hogere waarden en zouden dus minder vorstbestendig zijn dan de Euville en Savonnières. De Ledesteen is slechts matig vorstbestendig. Volgens de vrij hoge GC-coëfficiënt is de Massangis Roche Claire eveneens matig vorstbestendig, terwijl de zeer hoge Hirschwald coëfficiënt (> 0,85) aangeeft dat de steen zelfs vorstgevoelig is. De grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit vertelt een iets genuanceerder verhaal: hoewel sommige steensoorten volgens de Hirschwald en/of GC-coëfficiënt minder vorstbestendig zijn dan andere, kunnen ze nog steeds duurzaam zijn zolang ze maar voor de juiste toepassingen worden gebruikt. De Euville en Ledesteen plotten in zone 1 en zijn dus geschikt voor gebruik in zeer ongunstige omstandigheden. Bij de andere stenen ligt het aantal geschikte toepassingen lager: bij de Massangis Roche Jaune valt dit nog mee, maar bij de Massangis Roche Claire en de Savonnières zijn de mogelijkheden beperkt. De Noyant is zelfs enkel geschikt als vlakke gevelsteen. Bij het vergelijken met de literatuur zijn er hier en daar wat kleine afwijkingen. Enkel bij de Massangis Roche Jaune is het verschil zeer opvallend: zowel volgens de GC-coëfficiënt als de Hirschwald coëfficiënt is de vorstbestendigheid een stuk lager dan gewoonlijk. In de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit plot de steen nu zelfs in zone 3 i.p.v. in zone 2, waardoor de Massangis Roche Jaune uit deze thesis voor minder toepassingen geschikt is. Na het uitvoeren van de karakteriseringproeven werd de vorstproef gestart. Daarin toonde de Massangis Roche Claire zich macroscopisch zeer vorstbestendig, terwijl deze steen in de literatuur (zowel in vorstproeven tijdens andere studies, als in bronnen over historisch gebruik) als vorstgevoelig bekend staat. De Noyant, die normaal gezien niet in dergelijke ongunstige omstandigheden gebruikt mag worden, was zoals verwacht zeer vorstgevoelig tijdens de vorstproef. Hier werd de wijze van verwering gedeeltelijk beïnvloed door de aanwezige macrofossielen. De Savonnières, waarvan het gebruik in omgevingen zoals deze in de klimaatskast eveneens vermeden dient te worden, gedroeg zich wel zeer vorstbestendig. Dit is in overeenstemming met de resultaten van vorstproeven in andere studies en de reputatie van de steen uit historische bronnen. Slecht in één proefstuk had er zich toch een breuk gevormd, en meer bepaald in een van de (hoofdzakelijk microporeuze) schelpengruislaagjes. Het gedrag van de Euville en Massangis Roche Jaune kwam dan weer niet overeen met de informatie uit historische bronnen, meer bepaald dat deze stenen vorstvrij zouden zijn. In de waarnemingen bleek dat vooral de Massangis Roche Jaune het zwaar te verduren kreeg tijdens de vorstproef. De verwering in beide stenen gebeurde onafhankelijk van eventueel aanwezige flaws. De Ledesteen kende wel verwering, maar dit bleef beperkt tot de microscheur die initieel reeds in enkele proefstukken aanwezig was. Bovendien bleken scheuren in proefstukken die 137
14 vries-dooi cycli hadden afgewerkt dezelfde lengte en breedte te hebben als de scheuren bij proefstukken die na 164 cycli uit de klimaatskast werden gehaald. De hoge vorstbestendigheid van onverweerd materiaal in de Ledesteen, is in overeenstemming met beweringen uit de literatuur. Eenmaal de proefstukken uit de vorstkast waren gehaald, werden ze opnieuw aan enkele karakteriseringproeven onderworpen. Door vergelijking met de oorspronkelijke identificatie eigenschappen werd in sommige steensoorten interne schade vastgesteld. Bij de Massangis Roche Claire kon, op basis van de steeds sterkere afname in druksterkte verondersteld worden dat de interne/microscopische vorstschade gemiddeld genomen steeds meer toenam doorheen de vorstproef. Bij één van de Massangis Roche Jaune proefstukken klom het water bij de proef ter bepaling van de capillariteit, vermoedelijk als gevolg van interne schade, zeer snel langs één van de hoeken omhoog. Bij de Euville waren er zelfs meerdere indicatoren van interne schade, zoals de steeds sterkere toename in open porositeit en waterabsorptie door capillariteit, en de afname van de geluidsvoortplantingssnelheid. Ook bij de Savonnières kan er lichte interne schade zijn ontstaan, tenminste zo doet de steeds sterkere toename van de capillariteit uitschijnen. Bij alle steensoorten werd tenslotte voor elk proefstuk nagegaan of de vorstschade samenvalt met opvallende identificatie eigenschappen. Bij de Euville gebeurt het voorkomen van macroscopische breuken volledig willekeurig, en speelt enkel het aantal vries-dooi cycli een rol. Bij de Ledesteen ontwikkelen scheuren zich enkel in proefstukken die initieel over een microscheur beschikken. Dergelijke proefstukken hebben over het algemeen een grotere open porositeit, waterabsorptie en Hirschwald coëfficiënt, hoewel veel individuele proefstukken met microscheuren ook lagere waarden hebben. Verder is de geluidsvoortplantingssnelheid gemiddeld kleiner en zijn de capillariteit en GCcoëfficiënt gemiddeld groter in proefstukken die een scheur ontwikkelen. Indien Liesegangen loodrecht op het ondervlak staan, zijn de waarden wel wat groter dan wanneer de Liesegangen evenwijdig met de gelaagdheid liggen. Bij de Massangis Roche Claire geven de oorspronkelijke identificatie eigenschappen van de proefstukken die na de vorstproef een lagere druksterkte hebben, geen enkele aanwijzing waarom er zich hier interne schade heeft ontwikkeld. Bij de Massangis Roche Jaune hadden de zwaar beschadigde proefstukken voor de start van de vorstproef een grote waterabsorptie, capillariteit en Hirschwald coëfficiënt. De sterk uiteenlopende graad van verwering na 84 en 132 cycli bij de Noyant lijkt in sommige gevallen veroorzaakt te zijn door een grotere capillariteit, hoewel dat uiteindelijk toch niet overal blijkt te kloppen. Bij de Savonnières tenslotte, heeft het enige proefstuk met zichtbare schade de grootste Hirschwald en GC-coëfficiënt.
138
7. Besluit Tenslotte zal, om deze masterscriptie te besluiten, nagegaan worden of de onderzoeksvragen die in de inleiding gesteld werden, beantwoord zijn. Op de vraag of de vorstproef een geschikte methode is om de vorstgevoeligheid van natuursteen te voorspellen, kan geen eenduidig antwoord gegeven worden. Aan de ene kant komen de uiterst ongunstige omstandigheden waaraan de proefstukken worden blootgesteld in werkelijkheid zelden tot niet voor. Als gevolg van de ongewone opstelling (proefstukken met kleine afmetingen en vrije oppervlakken aan alle zijden) en uitvoering (herhaalde onderdompeling, zeer snelle temperatuursdalingen, zeer negatieve temperaturen en afwezigheid van droogtijd) van de vorstproef, zal vermoedelijk het proces van volumetrische expansie begunstigd worden. Hierdoor zullen het ijs en weggestuwde water veel hogere drukken veroorzaken dan bij ice segregation het geval is. In vergelijking met informatie uit historische bronnen toont vooral de Massangis Roche Jaune, die normaal gezien in vrij ongunstige omstandigheden wordt gebruikt, onverwacht veel schade. Ook de Euville lijdt tegen de verwachtingen in wat schade, hoewel deze steen op het einde van de proef nog steeds als resistent beschouwd kan worden. De Massangis Roche Claire is dan weer onverwacht vorstbestendig. De Ledesteen gedraagt zich wel zoals op basis van de literatuur verwacht kan worden, aangezien enkel de proefstukken die voor de vorstproef al verweerd waren, schade oplopen tijdens de vorstproef. De vorstbestendigheid van de Savonnières (op één proefstuk na) en de vorstgevoeligheid van de Noyant tijdens de vorstproef in deze thesis zijn zowel in overeenstemming met vorstproeven uit andere studies, als informatie uit historische bronnen. Over het algemeen blijken de resultaten van de vorstproef dus maar voor de helft van de onderzochte steensoorten overeen te komen met beweringen uit historische bronnen. Anderzijds is het wat kort door de bocht om het onverwachte gedrag van sommige stenen volledig aan de vorstproef te wijten. Zo gedroegen de Massangis Roche Jaune en Roche Claire zich tijdens vorstproeven in andere studies wel in overeenstemming met de beschrijvingen uit historische bronnen. Het is dus mogelijk dat de onverwachte vorstgevoeligheid van de Massangis Roche Jaune en de onverwachte vorstbestendigheid van de Roche Claire veroorzaakt worden door de afwijkende waarden van de buigsterkte, geluidsvoortplantingssnelheid en CT-data in vergelijking met de waarden uit de literatuur. Bij de Roche Jaune variëteit hebben ook de Hirschwald en GC-coëfficiënt ongewoon hoge waarden. Enkel bij de Euville lijkt het vorstgevoelige gedrag in de klimaatskast inderdaad volledig veroorzaakt te zijn door de aard van de vorstproef. De verschillende indirecte vorstproeven hebben de schade die tijdens de directe vorstproef werd opgelopen, niet altijd kunnen voorspellen. Zo zou de Euville volgens de GC-coëfficiënt, de Hirschwald coëfficiënt en de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit, een zeer vorstbestendige steen zijn, die in zeer ongunstige omstandigheden kan overleven. Toch vindt er al vrij snel tijdens de vorstproef breukvorming plaats. Bij de Massangis Roche Claire doet zich juist het omgekeerde voor: alle indirecte vorstproeven voorspellen vorstschade, terwijl de proefstukken zich tijdens de directe vorstproef juist het meest vorstbestendig van alle steensoorten in de klimaatskast gedragen. Bij verscheidene andere steensoorten valt het op dat de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit, telkens een correcte voorspelling van de vorstbestendigheid in de klimaatskast geeft. Bij de Noyant bijvoorbeeld geven de Hirschwald en GC-coëfficiënt aan dat deze 139
steen vorstbestendig is, terwijl deze juist zeer snel verweert. Alleen op basis van de grafiek kon verwacht worden dat deze steen inderdaad zeer snel zou breken tijdens de directe vorstproef. Bij de Ledesteen gaven de verschillende indirecte vorstproeven een genuanceerd beeld van de vorstbestendigheid. Enerzijds waren de Hirschwald en GC-coëfficiënt groter dan gewoonlijk als gevolg van de microscheur. De hogere waarden geven dus aan dat de kans op vorstschade groter is, wat bevestigd wordt door breukvorming tijdens de directe vorstproef. Anderzijds toont de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit aan dat de Ledesteen een zeer duurzame steen is, wat in overeenstemming is met het zeer vorstbestendige karakter van materiaal zonder microscheuren en het feit dat beschadigde proefstukken nog steeds resistent zijn. Bij de Massangis Roche Jaune gaven alle indirecte vorstproeven aan dat deze steen vermoedelijk minder vorstbestendig is dan gewoonlijk: dit werd bevestigd door de soms zware schade tijdens de directe vorstproef. Bij de Savonnières tenslotte geeft de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit een verkeerde voorspelling: op basis van deze indirecte vorstproef zou de Savonnières de omstandigheden in de klimaatskast normaal gezien niet kunnen overleven. Tijdens de directe vorstproef in deze thesis is er echter maar 1 proefstuk beschadigd geraakt. Hier gaven de zeer lage Hirschwald en GC-coëfficiënt wel een correcte voorspelling. Over het algemeen geven de indirecte methodes dus niet altijd een juiste voorspelling over wat er in de directe vorstproef kan gebeuren: soms geeft enkel de grafiek van de Hirschwald coëfficiënt t.o.v. de open porositeit een correcte voorspelling, dan weer schatten alleen de Hirschwald en GC-coëfficiënt goed in hoe de steen zich zal gedragen, en nog een andere keer geven ze allen dezelfde juiste/foute voorspelling. Er is dus geen enkele indirecte methode die met zekerheid de vorstgevoeligheid kan aangeven van proefstukken in de klimaatskast. Het feit dat de resultaten van de indirecte vorstproeven niet altijd overeenkomen met deze van de directe vorstproeven, maakt het inschatten van de vorstgevoeligheid alleen maar complexer. Ondanks het feit dat de vorstgevoeligheid niet altijd even correct voorspeld kan worden, heeft de vorstproef zeker zijn nut bewezen door de belangrijkste zwaktezones bij enkele steensoorten aan te duiden. Zo zorgt de sterke microporositeit in de schelpengruislaagjes ervoor dat breukvorming bij de Savonnières preferentieel in deze laagjes plaatsvindt. De Ledesteen breekt uitsluitend langs een microscheur die in verscheidene proefstukken aanwezig is. Bij de Noyant lijken de macrofossielen (zoals gastropoden of Orbitolites complanatus) een rol te spelen in de wijze van breken, hoewel verwering elders in de steen bijna even gemakkelijk gebeurt. De Euville en Massangis Roche Jaune breken daarentegen willekeurig. Bij de ene steen is dit het gevolg van het homogene karakter, bij de andere steen lijken de aanwezige macrofossielen en de grens tussen de grijze en gele zones de steen toch niet zozeer te verzwakken als verwacht. Het is eventueel mogelijk dat de breuken bij de Massangis Roche Jaune zich in gele zones met afwijkende samenstelling en textuur vormen, zoals dat in de 2D gereconstrueerde beelden van de CT-scans te zien was. Bij de Massangis Roche Claire tenslotte hebben de macrofossielen de steen blijkbaar niet voldoende verzwakt om vorstschade te veroorzaken. Belangrijk bij het concept van de flaws, is dat ze enkel invloed zullen hebben op de wijze van breken indien ze voldoende diep in de steen dringen. Indien de flaws eerder oppervlakkig voorkomen en de steen niet verzwakken, zoals bijvoorbeeld de oplossingsholten en Liesegangen bij de Ledesteen, dan zal er ook geen schade langs deze flaws optreden. Dankzij deze informatie kan men er bij gebruik van natuurstenen op toezien dat de stenen niet te veel schadelijke flaws bevatten. Bij de Ledesteen moet men er zich dus bijvoorbeeld van proberen te vergewissen dat er geen
140
microscheur aanwezig is, hoewel o.a. uit de slechts lichte afname van de druksterkte gebleken was dat een microscheur uiteindelijk geen al te zware gevolgen heeft voor de duurzaamheid. Naast het verstrekken van indirecte informatie over de vorstgevoeligheid (treksterkte, Hirschwald en GC-coëfficiënt, …), hebben de karakteriseringproeven ook hun nut bewezen bij het opsporen van interne en/of microscopische schade. Vooral veranderingen in druksterkte en capillariteit hebben in verscheidene steensoorten verborgen schade aan het licht gebracht. Bij de capillariteit was het wel belangrijk om in het begin van de proef voldoende frequent metingen uit te voeren om foutieve waarden bij beschadigde proefstukken te vermijden. Andere eigenschappen die van pas kwamen, waren de geluidsvoortplantingssnelheid en de open porositeit, hoewel dezen slechts bij een of twee steensoorten verborgen schade onthulden. Dankzij deze manier van werken werden in de Euville, de Savonnières, de Massangis Roche Jaune en Roche Claire gevallen van verborgen schade opgemerkt. De trend van steeds toenemende interne/microscopische en macroscopische schade bij de meeste stenen geeft aan dat de schade zeer waarschijnlijk het gevolg is van vries-dooi processen. Enkel bij de Ledesteen leek de duur van de vorstproef geen invloed te hebben op het voorkomen en de graad van vorstschade. Toch is de ontwikkeling van de scheur vermoedelijk veroorzaakt door vries-dooi processen, die evenwel, als gevolg van de grote sterkte van de ledesteen, er niet in geslaagd zijn de schade in de steen te doen toenemen. Samengevat kan dus gesteld worden dat de vorstproef zeer interessant is om schadelijke en onschadelijke flaws van elkaar te onderscheiden en om meer informatie over de wijze van breken te verkrijgen. Uitspraken over de vorstgevoeligheid zijn alleen mogelijk indien er een volledig karakteriserend onderzoek van de beproefde steensoort is uitgevoerd. Daarom moeten de resultaten van de vorstproef altijd vergeleken worden met de waarden van de karakteriseringproeven en de indirecte methodes ter bepaling van de vorstgevoeligheid. Het voorspellen van de vorstgevoeligheid is daarom complex en moet dus steeds met een kritische ingesteldheid gebeuren.
141
8. Referenties Tijdschriftartikels BECK, K., AL-MUKHTAR, M., ROZENBAUM, O. & RAUTUREAU.,M. (2003). Characterization, water transfer properties and deterioration in tuffeau: building material in the Loire valley – France. Building and Environment. 38 (9-10), 1151-1162. BRABANT, L., VLASSENBROECK, J., DE WITTE, Y., CNUDDE, V., BOONE, M.N., DEWANCKELE, J. & VAN HOOREBEKE, L. (2011). Three-Dimensional Analysis of High-Resolution X-Ray Computed Tomography Data with Morpho+. Microscopy and Microanalysis 17 (2), 252-263. CHAHAL, R. S. & MILLER, R. D. (1965). Supercooling of water in glass capillaries. Brit. J. Appl. Phys. 16, 231–239. CNUDDE, V., CWIRZEN, A., MASSCHAELE, B. & JACOBS, P.J.S. (2009 b). Porosity and microstructure characterization of building stones and concretes. Engineering Geology 103, 76-83. CNUDDE, V., BOONE, M., DEWANCKELE, J., DIERICK, M., VAN HOOREBEKE, L. & JACOBS, P. (2011). 3D characterization of sandstone by means of X-ray computed tomography. Geological Society of America 7 (1), 1-8. DEWANCKELE, J., BOONE, M.A., DE KOCK, T., DE BOEVER, W., BRABANT, L., BOONE, M.N., FRONTEAU, G., DILS, J., VAN HOOREBEKE, L., JACOBS, P. & CNUDDE, V. (2013). Holistic approach of pre-existing flaws on the decay of two limestones. Science of The Total Environment 447, 403-414. DREESEN, R. & DUSAR, M. (2004). Historical building stones in the province of Limburg (NE Belgium): role of petrography in provenance and durability assessment. Materials Characterization 53 (2-4), 273–287. FOLK, R. L., 1959. Practical petrographic classification of limestones. American Association of Petroleum Geologists Bulletin 43, 1-38. INGHAM, J.P. (2005). Predicting the frost resistance of building stone. Quaterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology 38, 387-399. KONCAGÜL, E. C. & SANTI, P. M. (1998). Predicting the unconfined compressive strength of the Breathitt shale using slake durability, Shore hardness and rock structural properties. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 36, 139-153. LIU, H., KOU, S., LINDQVIST, P. A., LINDQVIST, J. E. & ÅKESSON, U (2005). Microscope Rock Texture Characterization and Simulation of Rock Aggregate Properties (Report of work carried out JanuaryDecember 2005. Project Report 1), 45. MANN, M. E. (2002). Little Ice Age. The Earth system: physical and chemical dimensions of global environmental change 1, 504-509. MATSUOKA, N. (2001). Microgelivation versus Macrogelivation: Towards Bridging the Gap between Laboratory and Field Frost Weathering. Permafrost and Periglacial Processes 12, 299-313.
142
MATSUOKA, N. & MURTON, J. (2008). Frost Weathering: Recent Advances and Future Directions. Permafrost and Periglacial Processes 19, 195-210. NICHOLSON, D.T. & NICHOLSON, F.H. (2000). Physical deterioration of sedimentary rocks subjected to experimental freeze-thaw weathering. Earth Surface Processes and Landformes 25, 1295-1307. OCHIAI, S., UEDA, T., SATO, K., HOJO, M., WAKU, Y., NAKAGAWA, N., SAKATA, S., MITANI, A. & TAKAHSHI, T. (2001). Deformation and fracture behavior of an Al2O3/YAG composite from room temperature to 2023 K. Composites Science and Technology 61 (14), 2117-2128. RUEDRICH, J., KIRCHNER, D. & SIEGESMUND, S. (2011). Physical weathering of building stones induced by freeze-thaw action: a laboratory long-term study. Environ Earth Sci (2011) 63: 1573-1586. SCHERER, G. W. (1999). Crystallization in pores. Cement and Concrete Research 29, 1347-1358. THARP, T. M. (1987). Conditions for crack propagation by frost wedging. Geological Society of America Bulletin 1, 94-102. WALDER, J. & HALLET, B. (1985). A theoretical model of the fracture of rock during freezing. Geol. Soc. Am. Bull. 96, 336-346. WALDER, J. & HALLET, B. (1986). The physical basis of frost weathering: toward a more fundamental and unified perspective. Arctic and Alpine Research 18 (1), 27-32.
Boeken ANNONIEM (1976). Essai de nomenclature des carrières françaises de roches de construction et de décoration. Givors: Le Mausolée. ANONIEM (2007). Roches de France. Sine loco: librairie de la pierre. ARMSTRONG, H.A. & BRASIER M.D. (2005). Microfossils (2nd Edition). Oxford: Blackwell Publishing. BELL., F. G. (1998). Environmental Geology. Principles and practice. Oxford: Blackwell Science. BERNER, R. A. (1980). Early diagenesis: A theoretical approach (Princeton series in geochemistry). Princeton: Princeton University Press, 116-117. BOGGS, S. Jr. (2011). Principles of sedimentology and stratigraphy (5th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc. CAMERMAN., C. (1957). Beschrijving en gebruik in België en in Nederland van de Franse Witte Steen. Brussel: Uitgever Drukkerij Hayez, P.V.B.A. CENTRE D’ASSISTANCE TECHNIQUE ET DE DOCUMENTATION (ed.) (1980). Les pierres de France: pierres calcaires – roches marbrières - granit- grès. Paris: Editions du MONITEUR.
143
CNUDDE, V., DEWANCKELE, J., DE CEUKELAIRE, M., EVERAERT, G., JACOBS, P. & LALEMAN, M.C. (ed.) (2009 a). Gent … Steengoed! Gent: Academia Press. DANDEKAR, A. Y. (2013). Petroleum Reservoir Rock and Fluid Properties (2nd edition). Boca Raton: Taylor & Francis Group, 135. DELAY, J., LESAVRE, A. & WILEVEAU, Y. (2008). The French underground research laboratory in Bure as a precursor for deep geological repositories. In: Reviews in Engineering Geology 19, 97-111. DUSAR, M., DREESEN, R. & DE NAEYER, A. (2009). Natuursteen in Vlaanderen, versteend verleden. Mechelen: Wolters Kluwer België NV. EINSELE, G. (2000). Sedimentary Basins. Evolution, facies and sediment budget (2nd edition). Berlijn Heidelberg: Springer-Verlag. FLÜGEL, E. (2010). Microfacies of carbonate rocks. Analysis, interpretation and application (2nd Edition). Berlijn/Heidelberg: Springer-Verlag. GIANCOLI, D.C. (2008). Natuurkunde Deel 1. Mechanica en thermodynamica (Vierde editie). Amsterdam: Pearson Prentice Hall (Pearson Education Benelux bv). GULLENTOPS, F. & WOUTERS, L. (1996). Delfstoffen in Vlaanderen. Brussel: Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap HAYEN, R. (2008). Bouwschade-Vorstschade. Mechelen: Wolters Kluwer Belgium NV (Kluwer bouwschade). KRUMBEIN, W. C. & SLOSS, L. L. (1963). Stratigraphy and Sedimentation (2nd edition). San Francisco W.H. Freeman and company (San Francisco), 186. LAMOND, J. F. & PIELERT J. H. (ed.) (2006). Significance of Tests and Properties of Concrete and Concrete-Making Materials. West Conshohocken Pennsylvania: ASTM international, 169 (4), 426. LARSEN, G. & CHILINGAR, G. V. (ed.) (1983). Developments in sedimentology 25 B. Diagenesis in sediments and sedimentary rocks. Amsterdam: Elsevier Scientific Publishing Company, 4; 163. NAGARAJ, T.S. (1993). Principles of testing soils, rocks and concrete. Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V. PRENTICE, J.E. (1990). Geology of construction materials. Londen: Chapman and Hall. SETZER, M. J., AUBERG, R. & KECK, H.-J. (2002). Frost Resistance of Concrete. Cachan (France): RILEM publications S.A.R.L.
144
SHEPHERD, M. (2009). Oil Field Production Geology (AAPG Memoir 91). American Association of Petroleum Geologists. SLINGER, A., JANSE, H. & BERENDS, G. (1980). Natuursteen in Monumenten, Rijksdienst voor de Monumentenzorg. Schoten: Uitgeverij Westland, 43. TOLBOOM, H. -J. (ed.) (2012). Onvermoede weelde. Utrecht: de auteurs p/a Stichting Matrijs.
Tijdschriftartikel naar aanleiding van een congres of symposium DE KOCK, T., BOONE, M., DEWANCKELE, J., DE BOEVER, W., VANDEVOORDE, D., BOONE, M., DE SCHUTTER, G., LEHMANN, E., JACOBS, P. & CNUDDE, V. (2012a). 12th International Congress on the Deterioration and Conservation of Stone (October, 2012). Monitoring frost susceptibility of limestone facies. DE KOCK, T., DEWANCKELE, J., BOONE, M., DE SCHUTTER, G., JACOBS, P., CNUDDE, V., accepted (2012b). Replacement stones for Lede stone in Belgian historical monuments. In: Cassar (ed.), Stone for Historic Buildings: Characterization and Performance. Geological Society Special Publication. DREESEN, R., CNUDDE, V., DUSAR, M., DE CEUKELAIRE, M., BOSSIROY, D., GROESSENS, E., ELSEN, J., DE KOCK, T. & DEWANCKELE, J. (2012). In het voetspoor van Camerman: de opmars van de Franse steen in België. In: Syllabus 4de Vlaams-Nederlandse Natuursteendag (15 februari 2012). Stenen van binnen, stenen van buiten. Natuursteen in de Jonge Bouwkunst, 33-64 DUNHAM, R. J. (1962). Classification of carbonate rocks: a symposium (1962). Classification of carbonate rocks according to depositional texture 1, 108-121. DUSAR, M. & NIJLAND, T (2012). Spoorwegen als ‘enabling technology’ voor de architectuur: Veranderend natuursteengebruik in 1860-1960. In: Syllabus 4de Vlaams-Nederlandse Natuursteendag (15 februari 2012). Stenen van binnen, stenen van buiten. Natuursteen in de Jonge Bouwkunst, 33-64 ELSEN, J., VAN KRIEKINGEN, H. & SWENNEN, R., (2007). 11th Euroseminar on Microscopy Applied to Building Materials (Porto, june 2007). Polarisation fluorescence microscopy as a tool to assess the frost resistance of building stone - the French Massangis building stone as a case-study. MEGNIEN, C. (1980) . Tectogenèse du basin de Paris: étapes de l’évolution du bassin. Texte intégral du colloque C6: Géologie de l’Europe du 26me C.G.I. Géologie de l’Europe du Précambrien aux basins sédimentaires post-hercyniens (Villeneuve d’Ascq, 1980). Société Géologique du Nord 26, 295. SIEM, E. J. & CARTER, W. C. (2004). Orientation-dependent surface tension functions for surface energy minimizing calculations. In: Eleventh international conference on intergranular and interphase boundaries 2004. Journal of materials science 40 (2005), 3107-3113.
Curcus CNUDDE, V. (2011a). Building stones. (Niet gepubliceerd, Gent, Sedimentaire Geologie en Ingenieursgeologie, Universiteit Gent). CNUDDE, V. (2011b). Integrated reservoir modelling. (Niet gepubliceerd, Gent, Sedimentaire Geologie en Ingenieursgeologie, Universiteit Gent). 145
VERNIERS, J. (2009). Nota’s bij de curcus Paleontologie 1. (Niet gepubliceerd, Gent, Paleontologie, Universiteit Gent).
Stageverslag-Doctoraatsverhandeling BERGHMANS, G. (2010). Karakteriserende studie van Noord-Franse bouwstenen met behulp van niet destructieve traditionele beproevingsmethodes: relatie tussen poriënnetwerk en de hygroscopische eigenschappen. (niet-gepubliceerd stageverslag, Sedimentaire Geologie en Ingenieursgeologie, Universiteit Gent). DERLUYN, H. (2012). Salt transport and crystallization in porous limestone: neutron - X-ray imaging and poromechanical modeling. (Dissertation for the degree of Doctor of Sciences, ETH Zurich). NGUYEN, M.T. (2012). Caractérisation géomécanique de la dégradation des roches sous l’effet de l’injection de gaz acides. (Thèse de doctorat, Université Paris-Est).
Technische Fiches VERHEES, R., VANDERLINDEN, H., BRAMS, R, VANDERLINDEN, J., CROMBÉ, PH., HÉRIS, G., CLAERBOUT, G., ABRAHAM, J.F., BRONNE, PH., GLINEUR, J., LEGROS, L., NETELS, V., PALLIX, D., HANSEZ, R.M., VANDENBROUCKE, A., RENIER, F., VAN DEN WILDENBERG, J., CNUDDE, J.P., DE HÉNAU, P., MICHAUX, C., TOURNEUR, F., CLAES, H., KOLSTÉ, G., TYTGAT, D., GÉRARD, R., ELSEN, J., TOURNEUR, F. & DE BARQUIN, F. (1997). Natuursteen. Technische voorlichting 205. Wetenschappelijk en technisch centrum voor het bouwbedrijf. ANONIEM (2002). Technische fiche Febenat : Massangis Roche Jaune. ANONIEM (2005). Technische fiche Beltrami : Euville. ANONIEM (2007). Technische fiche Beltrami : Massangis Roche Claire. ANONIEM (2007). Technische fiche Beltrami : Savonnières.
Internet http://ctmnc1.ecritel.net:8080/cindocwebjsp/ (2011-2012) http://www.nbn.be/NL/BrochureNBN_NL2009.pdf, 2013-05-11 http://monumat.brgm.fr (2013) http://www.pierreparis.fr, 2013-05-19 http://pierreparis.pagesperso-orange.fr/presnoyfr.html (2013) www.rocamat.com (2013) http://www.weisstechnik.be/page/302/Klimaatkasten/ (2013) http://www.wtcb.be/homepage/index.cfm?cat=publications&sub=tv-nit&pag=228&art=4&niv01=4.3 , 2013-05-12 146
Gebruikte software ExcelTM ImageJ JMicrovision Morpho+ 2.0.
147
148
Bijlages Bijlage A: Exacte afmetingen van de 4X4 proefstukken (tot op 0,005cm)
1) Euville
x (cm)
y (cm)
z (cm)
xy-oppervlak (m²)
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
4,170 4,760 4,540 4,070 4,110 4,050 4,060 4,600 4,270 4,170 4,050 4,695 4,190 4,065 4,095 4,110 4,580 4,610 4,160 4,080 4,130 4,080 4,065
4,160 4,610 4,630 4,080 4,150 3,990 4,120 4,530 4,170 4,020 4,430 4,550 4,140 4,060 4,050 4,130 4,660 4,510 4,050 4,150 4,110 4,160 4,200
4,140 4,130 4,130 4,130 4,010 4,170 4,130 4,130 4,060 4,060 4,160 4,110 4,175 4,160 4,160 4,160 4,250 4,140 4,130 4,210 4,010 4,120 4,170
0,0017 0,0022 0,0021 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0021 0,0018 0,0017 0,0018 0,0021 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0021 0,0021 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,248 0,241
4,246 0,222
4,132 0,056
0,0018 0,0002
2) Lede steen L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13
x (cm)
4,150 4,230 4,130 4,110 4,190 4,110 4,140 4,200 4,150 4,150 4,190 4,100 4,130
y (cm)
4,280 4,190 4,210 4,140 4,150 4,230 4,130 4,110 4,180 4,290 4,190 4,240 4,240
z (cm)
4,200 4,080 4,160 4,180 4,110 4,070 4,260 4,160 4,120 4,200 4,300 4,000 4,230
xy-oppervlak (m²)
0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018
L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30 L31
4,100 4,270 4,170 4,130 3,960 4,240 4,140 4,130 4,100 4,080 3,800 4,195 4,140 4,080 4,240 4,190 4,110 4,130
4,250 3,910 4,260 4,160 4,210 3,930 4,140 4,130 4,240 4,200 4,090 4,050 4,270 4,150 4,030 3,855 3,930 4,180
3,990 3,930 4,130 4,220 4,220 4,020 4,290 4,170 4,040 3,990 4,260 4,260 4,160 4,100 3,930 4,270 4,160 4,280
0,0017 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 1,6152 0,0016 0,0017
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,135 0,086
4,147 0,114
4,145 0,108
0,0538 0,2898
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20
x (cm)
3,910 4,240 3,900 3,880 3,900 3,900 3,910 4,400 3,870 3,930 3,910 4,300 3,920 3,860 4,350 3,900 4,420 3,810 4,120 3,900
y (cm)
4,390 3,910 4,170 4,160 4,270 4,140 4,250 3,900 4,140 4,240 4,330 3,880 4,120 4,140 4,140 4,355 3,860 4,350 3,900 4,110
z (cm)
4,185 4,205 4,200 4,060 4,110 4,260 4,030 4,030 4,090 4,260 4,080 3,960 3,995 3,960 4,240 4,030 4,070 4,010 4,290 4,295
xy-oppervlak (m²)
0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0017 0,0016 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016
MC21 MC22
4,110 3,880
3,930 4,320
4,270 4,120
0,0016 0,0017
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,015 0,197
4,137 0,172
4,125 0,112
0,0017 0,0001
4) Massangis Roche Jaune
x (cm)
y (cm)
z (cm)
xy-oppervlak (m²)
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4,150 4,020 4,140 4,160 4,020 4,210 4,050 4,250 4,170 4,070 4,230 4,180 4,330 4,160 4,210 4,170 4,140 4,050 4,060 4,160 4,170 4,150 4,150 4,170 4,160 4,270 4,170 4,050 4,160 4,200 4,160 4,050
4,230 4,140 4,270 4,080 4,170 4,140 4,150 4,160 4,200 4,070 4,180 4,370 4,160 4,320 4,170 4,070 4,110 4,170 4,160 4,240 4,200 4,330 4,200 4,040 4,290 4,170 4,200 4,170 4,340 4,190 4,160 4,160
4,170 4,130 4,170 4,170 4,170 4,160 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,200 4,160 4,140 4,140 4,090 4,140 4,140 4,140 4,140 4,140 4,190 4,190 4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,100
0,0018 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,150 0,073
4,188 0,079
4,158 0,023
0,0017 0,0000
5) Noyant Fine
x (cm)
y (cm)
z (cm)
xy-oppervlak (m²)
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,170 4,170 4,160 4,160 4,150 4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,180 4,180 4,180 4,180 4,120 4,160 4,180
4,170 4,160 4,160 4,160 4,170 4,160 4,170 4,170 4,160 4,160 4,130 4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,180 4,180 4,180 4,180 4,180 4,160 4,160 4,180
4,170 4,170 4,150 4,100 4,140 4,140 4,150 4,150 4,150 4,150 4,170 4,140 4,140 4,140 4,175 4,175 4,170 4,170 4,170 4,200 4,200 4,200 4,130 4,140
0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,163 0,013
4,165 0,011
4,158 0,024
0,0017 0,0000
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
x (cm)
4,360 4,195 4,300 4,260 4,300 4,300 4,270 4,330 3,990 4,290 4,260 4,320 4,300 4,010
y (cm)
4,320 4,310 4,320 3,850 4,320 4,330 4,340 4,000 4,290 4,330 3,840 4,300 4,010 4,310
z (cm)
4,340 4,280 4,280 4,280 4,280 4,280 4,280 4,300 4,300 4,300 4,300 4,340 4,340 4,140
xy-oppervlak (m²)
0,0019 0,0018 0,0019 0,0016 0,0019 0,0019 0,0019 0,0017 0,0017 0,0019 0,0016 0,0019 0,0017 0,0017
S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
4,010 4,310 4,310 4,295 3,940 4,320 4,295
4,310 4,295 4,320 4,340 4,260 3,930 4,270
4,330 4,330 4,330 4,250 4,200 4,270 4,300
0,0017 0,0019 0,0019 0,0019 0,0017 0,0017 0,0018
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,236 0,128
4,219 0,173
4,288 0,048
0,0018 0,0001
Bijlage B: Punttelling
1) Euville Met poriën
1
Bioklasten (crinoïden) Kalkspaat Andere bioklasten Opake mineralen (+roest) Micriet (cortoïden) Poriën
Zonder poriën
2
56,0 16,4 / / 4,4 23,2
1
Bioklasten (crinoïden) Kalkspaat Andere bioklasten Opake mineralen (+roest) Micriet (cortoïden)
3
73,6 17,6 / 0,4 / 8,4
2
72,9 21,4 / / 5,7
4
42,8 21,6 2,0 / 2,0 31,6
3
80,3 19,2 / 0,4 /
Gemiddelde
57,2 42,0 / / / 0,8
4
62,6 31,6 2,9 / 2,9
Gemiddelde
57,7 42,3 / / /
2) Lede steen Met poriën
1
Kwarts Glauconiet Geoxideerd glauconiet Bioklasten (Micro)spariet Micriet Opake mineralen Accessorische mineralen Poriën
Zonder poriën
Kwarts Glauconiet Geoxideerd glauconiet Bioklasten (Micro)spariet Micriet Opake mineralen Accessorische mineralen
2
30,4 0,8 1,6 2,0 48,4 8,8 / / 8,0
1
3
18,8 2,4 / 21,6 45,6 4,0 / / 7,6
2
33,0 0,9 1,7 2,2 52,6 9,6 / /
Gemiddelde
25,2 0,8 / 6,8 61,2 / 0,4 0,4 5,2
3
20,3 2,6 / 23,4 49,4 4,3 / /
24,8 1,3 0,5 10,1 51,7 4,3 0,1 0,1 6,9
Gemiddelde
26,6 0,8 / 7,2 64,6 / 0,4 0,4
57,4 24,4 0,5 0,1 1,6 16,0
26,7 1,4 0,6 10,9 55,5 4,6 0,1 0,1
68,4 28,6 0,7 0,1 2,2
3) Massangis Roche Claire Met poriën
1
Oöiden Kalkspaat (cement) Bruine vlekken Bioklasten Poriën
Zonder poriën
2
62,0 29,6 / 2,4 6,0
1
Oöiden Kalkspaat (cement) Bruine vlekken Bioklasten
3
49,2 20,4 / 22,0 8,4
2
66,0 31,5 / 2,6
Gemiddelde
61,6 26,0 0,4 6,8 5,2
3
53,7 22,3 / 24,0
57,6 25,3 0,1 10,4 6,5
Gemiddelde
65,0 27,4 0,4 7,2
61,5 27,1 0,1 11,2
4) Massangis Roche Jaune Met poriën
1
Oöiden Bioklasten Kalkspaat (cement) Fe-oxy-hydroxiden Poriën
Zonder poriën
2
39,2 33,6 18,8 / 8,4
1
Oöiden Bioklasten Kalkspaat (cement) Fe-oxy-hydroxiden
3
50,0 1,6 43,2 / 5,2
2
42,8 36,7 20,5 /
Gemiddelde
50,0 12,0 30,4 0,8 6,8
3
52,7 1,7 45,6 /
46,4 15,7 30,8 0,3 6,8
Gemiddelde
53,6 12,9 32,6 0,9
49,7 17,1 32,9 0,3
5) Noyant Fine Met poriën
bioklasten (micro)spariet) kwarts poriën
1
2
12,4 71,6 1,6 14,4
3
23,2 68,0 0,4 8,4
Gemiddelde
18,4 65,2 2,0 14,4
18,0 68,3 1,3 12,4
Zonder poriën
1
bioklasten (micro)spariet) kwarts
2
14,5 83,6 1,9
3
25,3 74,2 0,4
Gemiddelde
21,5 76,2 2,3
20,4 78,0 1,5
6) Savonnières Met poriën
1
Oöiden Kalkspaat Schelpengruis Bioklasten Poriën
Zonder poriën
Oöiden Kalkspaat Schelpengruis Bioklasten
2
53,2 29,6 0,4 / 16,8
1
3
57,6 9,6 19,6 4,4 8,8
2
63,9 35,6 0,5 /
Gemiddelde
46,4 34,4 / / 19,2
3
63,2 10,5 21,5 4,8
54,5 19,3 12,5 1,4 12,3
Gemiddelde
57,4 42,6 / /
61,5 29,6 7,3 1,6
Bijlage C: Proef ter bepaling van de open porositeit en schijnbare volumieke massa
1) Euville E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
Droge massa P1 (g)
159,97 196,59 193,41 150,94 153,24 151,76 154,83 195,11 160,45 152,15 167,63 195,64 160,44 153,18 150,57 159,17 201,21 196,12 151,92 160,21 154,18 156,82 156,33
Nat Gewicht onder water P3 (g)
100,21 123,07 121,12 94,53 95,92 95,06 96,96 122,18 100,38 95,34 105,04 122,46 100,53 95,89 94,38 99,68 125,87 122,76 95,14 100,27 96,49 98,19 97,95
Nat gewicht in de lucht P2 (g)
170,33 209,39 206,31 161,54 162,82 161,33 164,23 206,88 171,53 162,42 178,49 207,43 170,94 162,88 161,53 168,44 213,22 207,48 161,45 170,92 163,52 167,17 166,23
Gemiddelde Standaarddeviatie
2) Lede steen L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11
Droge massa P1 (g)
188,84 182,15 183,07 179,77 180,23 180,81 186,51 184,6 178,79 193,1 188
Nat Gewicht onder water P3 (g)
119,42 114,39 114,79 113,32 113,07 113,70 117,43 116,36 111,98 121,12 118,21
Nat gewicht in de lucht P2 (g)
192,63 185,05 186,27 182,83 183,29 183,72 189,59 187,91 181,34 195,97 191,33
Schijnbare Schijnbare volumieke densiteit massa (g/cm³) (kg/m³)
Open porositeit (vol %)
2,28 2,28 2,27 2,25 2,29 2,29 2,30 2,30 2,26 2,27 2,28 2,30 2,28 2,29 2,24 2,31 2,30 2,31 2,29 2,27 2,30 2,27 2,29
2281 2277 2270 2252 2291 2290 2302 2304 2255 2268 2282 2302 2279 2287 2242 2315 2303 2315 2291 2268 2300 2273 2290
14,8 14,8 15,1 15,8 14,3 14,4 14,0 13,9 15,6 15,3 14,8 13,9 14,9 14,5 16,3 13,5 13,7 13,4 14,4 15,2 13,9 15,0 14,5
2,28 0,02
2284 19,32
14,61 0,75
Schijnbare Schijnbare volumieke densiteit massa (g/cm³) (kg/m³)
2,58 2,58 2,56 2,59 2,57 2,58 2,58 2,58 2,58 2,58 2,57
2579 2578 2561 2586 2567 2582 2585 2580 2578 2580 2571
Open porositeit (vol %)
5,18 4,10 4,48 4,40 4,36 4,16 4,27 4,63 3,68 3,83 4,55
L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
178,24 186,36 178,83 164,84 186,51 183,68 175,32 168,78 188,07 180,67 177,37 174,17 170,05 182,56 187,03 176,83 172,68 172,23 171,03
112,02 117,67 112,76 103,35 117,24 115,71 110,85 106,05 118,23 113,47 111,25 109,26 107,02 115,05 117,61 110,81 108,53 108,52 107,63
181,13 189,61 182,12 167,21 189,50 186,84 179,04 171,59 191,32 183,63 180,27 176,98 173,12 186,03 190,12 179,48 175,47 175,51 174,04
Gemiddelde Standaarddeviatie
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20
Droge massa P1 (g)
165,99 159,04 156,91 151,49 156,40 152,08 162,79 158,83 150,46 156,82 163,92 155,92 147,29 147,06 161,87 165,42 159,16 154,17 159,86 159,24
Nat Gewicht onder water P3 (g)
104,36 100,01 98,68 95,33 98,38 95,60 102,36 99,94 94,60 98,63 103,06 98,07 92,57 92,48 101,77 103,98 100,11 96,95 100,49 100,12
Nat gewicht in de lucht P2 (g)
175,63 168,12 165,68 159,97 165,58 160,68 172,21 168,00 158,69 165,77 173,33 164,97 155,85 154,95 170,98 174,95 168,12 162,96 168,60 168,03
2,58 2,59 2,58 2,58 2,58 2,58 2,57 2,58 2,57 2,58 2,57 2,57 2,57 2,57 2,58 2,58 2,58 2,57 2,58
2579 2590 2578 2581 2581 2582 2571 2575 2573 2575 2570 2572 2573 2572 2579 2575 2580 2571 2575
4,18 4,52 4,74 3,71 4,14 4,44 5,46 4,29 4,45 4,22 4,20 4,15 4,64 4,89 4,26 3,86 4,17 4,90 4,53
2,58 0,01
2577 6,08
4,38 0,40
Schijnbare Schijnbare volumieke densiteit massa (g/cm³) (kg/m³)
2,33 2,34 2,34 2,34 2,33 2,34 2,33 2,33 2,35 2,34 2,33 2,33 2,33 2,35 2,34 2,33 2,34 2,34 2,35 2,34
2329 2335 2342 2344 2327 2337 2331 2334 2348 2336 2333 2331 2328 2354 2339 2331 2340 2336 2347 2345
Open porositeit (vol %)
13,5 13,3 13,1 13,1 13,7 13,2 13,5 13,5 12,8 13,3 13,4 13,5 13,5 12,6 13,2 13,4 13,2 13,3 12,8 12,9
MC21 MC22
158,35 160,65
99,95 101,00
167,23 169,79
Gemiddelde Standaarddeviatie
4) Massangis Roche Jaune MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32 Gemiddelde Standaarddeviatie
Droge massa P1 (g)
173,11 163,06 167,79 162,08 163,17 169,62 163,75 169,84 176,54 160,16 176,77 185,78 179,23 178,91 174,32 166,05 163,07 164,07 166,67 173,11 169,19 179,31 175,94 161,85 174,27 172,30 169,70 173,78 177,96 173,33 171,68 162,49
Nat Gewicht onder water P3 (g)
108,96 102,67 105,63 102,16 103,03 106,98 103,22 107,10 111,25 100,88 111,22 117,12 112,97 112,67 109,61 104,44 102,74 103,47 104,89 109,05 106,71 112,70 110,72 102,03 109,86 108,57 107,22 109,15 112,28 109,12 108,31 102,37
Nat gewicht in de lucht P2 (g)
181,64 171,02 178,78 171,90 172,04 178,95 171,90 180,07 183,71 168,93 183,94 192,25 187,23 186,75 182,05 174,28 172,33 172,71 173,90 182,06 178,03 186,99 183,09 170,94 183,32 181,56 179,31 178,76 187,04 181,16 180,34 171,23
2,35 2,34
2354 2335
13,2 13,3
2,34 0,01
2338 7,91
13,25 0,26
Schijnbare Schijnbare volumieke densiteit massa (g/cm³) (kg/m³)
Open porositeit (vol %)
2,38 2,39 2,29 2,32 2,36 2,36 2,38 2,33 2,44 2,35 2,43 2,47 2,41 2,42 2,41 2,38 2,34 2,37 2,42 2,37 2,37 2,41 2,43 2,35 2,37 2,36 2,35 2,50 2,38 2,41 2,38 2,36
2382 2386 2294 2324 2364 2357 2384 2328 2436 2354 2431 2473 2414 2415 2406 2378 2343 2370 2415 2371 2372 2414 2431 2349 2372 2361 2354 2496 2380 2406 2383 2360
11,7 11,6 15,0 14,1 12,9 13,0 11,9 14,0 9,90 12,9 9,86 8,61 10,8 10,6 10,7 11,8 13,3 12,5 10,5 12,3 12,4 10,3 9,88 13,2 12,3 12,7 13,3 7,15 12,1 10,9 12,0 12,7
2,38 0,04
2384 42,11
11,77 1,66
5) Noyant Fine N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
Droge massa P1 (g)
124,68 122,06 121,14 122,05 121,74 125,34 120,07 120,91 122,66 121,78 120,55 121,26 122,67 125,32 124,31 124,57 124,14 123,71 123,82 124,16 122,20 120,71 123,92 122,12
Nat Gewicht onder water P3 (g)
78,41 76,43 75,62 76,27 76,19 78,24 75,14 75,71 76,60 76,19 75,40 75,87 76,86 78,26 77,71 78,01 77,59 77,38 77,45 77,52 76,21 75,33 77,49 76,58
Nat gewicht in de lucht P2 (g)
149,67 147,12 145,70 146,67 146,96 149,31 144,96 145,67 146,60 146,23 145,15 146,53 147,33 149,39 149,02 149,52 148,64 148,12 148,53 148,90 146,64 144,88 148,31 146,89
Gemiddelde Standaarddeviatie
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12
Droge massa P1 (g)
145,92 139,92 143,29 118,66 139,6 139,58 136,11 129,05 125,46 142,94 119,83 142,52
Nat Gewicht onder water P3 (g)
91,48 87,78 89,83 74,67 87,65 87,43 85,35 81,08 78,86 89,44 75,39 89,35
Nat gewicht in de lucht P2 (g)
170,85 166,20 168,52 143,99 166,28 165,41 163,55 153,93 150,65 167,98 144,48 168,16
Schijnbare Schijnbare volumieke densiteit massa (g/cm³) (kg/m³)
Open porositeit (vol %)
1,75 1,73 1,73 1,73 1,72 1,76 1,72 1,73 1,75 1,74 1,73 1,72 1,74 1,76 1,74 1,74 1,75 1,75 1,74 1,74 1,74 1,74 1,75 1,74
1750 1727 1729 1734 1720 1764 1720 1728 1752 1739 1728 1716 1741 1762 1743 1742 1747 1749 1742 1739 1735 1736 1750 1737
35,1 35,5 35,0 35,0 35,6 33,7 35,6 35,4 34,2 34,9 35,3 35,8 35,0 33,8 34,7 34,9 34,5 34,5 34,8 34,7 34,7 34,8 34,4 35,2
1,74 0,01
1739 12,39
34,87 0,53
Schijnbare Schijnbare volumieke densiteit massa (g/cm³) (kg/m³)
1,84 1,78 1,82 1,71 1,78 1,79 1,74 1,77 1,75 1,82 1,73 1,81
1838 1784 1821 1712 1775 1790 1741 1771 1748 1820 1734 1808
Open porositeit (vol %)
31,4 33,5 32,1 36,5 33,9 33,1 35,1 34,2 35,1 31,9 35,7 32,5
S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 Gemiddelde Standaarddeviatie
133,05 125,26 138,19 141,91 142,8 142,01 131,35 129,76 133,6
83,98 78,61 86,60 88,93 89,55 89,05 82,24 81,36 84,00
156,93 148,59 159,43 167,44 168,15 167,21 152,95 152,75 161,64
1,82 1,79 1,90 1,81 1,82 1,82 1,86 1,82 1,72
1824 1790 1897 1808 1817 1817 1858 1818 1721
32,7 33,3 29,2 32,5 32,3 32,2 30,5 32,2 36,1
1,79 0,05
1795 46,18
33,1 1,84
Bijlage D: Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid Duur tot detectie (µs)
1) Euville E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
Meting 1
14,3 14,4 14,5 14,7 13,7 15,0 14,9 14,4 14,2 14,9 14,9 13,6 14,6 14,4 14,9 14,3 14,3 14,9 13,7 15,0 14,0 14,8 15,2
Meting 2
14,5 14,4 14,2 14,8 13,7 14,9 14,8 14,5 14,2 15,0 14,8 13,8 14,5 14,4 14,8 14,2 14,4 14,8 13,8 14,9 14,1 14,8 15,1
Meting 3
14,5 14,5 14,2 14,8 13,7 14,8 14,7 14,4 14,2 14,9 14,6 13,6 14,5 14,5 14,8 14,2 14,2 14,8 13,8 15,0 14,1 14,7 15,1
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
14,4 14,4 14,3 14,8 13,7 14,9 14,8 14,4 14,2 14,9 14,8 13,7 14,5 14,4 14,8 14,2 14,3 14,8 13,8 15,0 14,1 14,8 15,1
Afstand (cm) volgens zrichting
4,140 4,130 4,130 4,130 4,010 4,170 4,130 4,130 4,060 4,060 4,160 4,110 4,175 4,160 4,160 4,160 4,250 4,140 4,130 4,210 4,010 4,120 4,170
Gemiddelde Standaarddeviatie
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11
2,87 2,86 2,89 2,80 2,93 2,80 2,79 2,86 2,86 2,72 2,82 3,01 2,87 2,88 2,80 2,92 2,97 2,79 3,00 2,81 2,85 2,79 2,76 2,85 0,07
Duur tot detectie (µs)
2) Ledesteen
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
Meting 1
13,4 10,9 12,6 11,4 10,8 11,6 11,3 12,4 11,4 10,9 11,4
Meting 2
13,2 10,7 12,6 11,3 10,9 11,5 11,5 12,3 11,2 10,9 11,4
Meting 3
13,1 10,8 12,6 11,3 10,9 11,5 11,5 12,3 11,3 10,8 11,3
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
13,2 10,8 12,6 11,3 10,9 11,5 11,4 12,3 11,3 10,9 11,4
Afstand (cm) volgens zrichting
4,200 4,080 4,160 4,180 4,110 4,070 4,260 4,160 4,120 4,200 4,300
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
3,17 3,78 3,30 3,69 3,78 3,53 3,73 3,37 3,65 3,87 3,78
L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
12,3 10,7 10,3 10,9 11,6 10,6 12,3 11,0 11,6 12,3 10,6 10,0 11,5 12,1 12,1 10,5 10,2 11,1 11,9
12,1 10,7 10,2 10,7 11,6 10,6 12,3 10,8 11,6 12,3 10,5 10,0 11,6 11,9 12,2 10,6 10,0 11,0 11,8
12,0 10,6 10,2 11,0 11,5 10,5 12,1 11,0 11,5 12,5 10,5 10,0 11,5 12,2 12,1 10,6 10,0 11,1 11,8
12,1 10,7 10,2 10,9 11,6 10,6 12,2 10,9 11,6 12,4 10,5 10,0 11,5 12,1 12,1 10,6 10,1 11,1 11,8
4,000 4,230 3,990 3,930 4,130 4,220 4,220 4,020 4,290 4,170 4,040 3,990 4,260 4,260 4,160 4,100 3,930 4,270 4,160
Gemiddelde Standaarddeviatie
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20
3,30 3,97 3,90 3,62 3,57 3,99 3,45 3,68 3,71 3,37 3,84 3,99 3,69 3,53 3,43 3,88 3,90 3,86 3,52 3,66 0,23
Duur tot detectie (µs) Meting 1
11,3 11,2 11,3 11,1 11,0 11,1 11,7 10,8 10,8 11,1 11,3 11,0 11,1 10,6 11,8 11,2 10,9 11,4 11,6 11,3
Meting 2
11,2 11,4 11,2 11,2 10,9 11,3 11,6 10,8 10,7 11,2 11,4 10,9 11,1 10,6 11,9 11,2 11,0 11,8 11,6 11,3
Meting 3
11,1 11,3 11,3 11,0 10,9 11,0 11,4 10,8 10,7 11,2 11,3 11,0 10,9 10,5 11,5 11,1 10,9 11,8 11,6 11,3
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
11,2 11,3 11,3 11,1 10,9 11,1 11,6 10,8 10,7 11,2 11,3 11,0 11,0 10,6 11,7 11,2 10,9 11,7 11,6 11,3
Afstand (cm) volgens zrichting
4,185 4,205 4,200 4,060 4,110 4,260 4,030 4,030 4,090 4,260 4,080 3,960 3,995 3,960 4,240 4,030 4,070 4,010 4,290 4,295
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
3,74 3,72 3,73 3,66 3,76 3,83 3,48 3,73 3,81 3,81 3,60 3,61 3,62 3,75 3,61 3,61 3,72 3,44 3,70 3,80
MC21 MC22
11,4 10,9
11,4 10,7
11,2 10,8
11,3 10,8
4,270 4,120
Gemiddelde Standaarddeviatie
4) Massangis Roche Jaune MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32 Gemiddelde Standaarddeviatie
3,77 3,81 3,70 0,11
Duur tot detectie (µs) Meting 1
9,9 10,9 10,6 11,5 11,4 10,8 10,1 11,2 9,8 10,9 9,9 9,6 11,0 9,9 10,0 10,5 11,0 11,0 10,4 10,4 10,1 10,0 9,7 11,6 11,5 10,0 10,9 10,9 10,3 9,5 10,6 10,4
Meting 2
10,1 10,7 10,5 11,4 11,3 10,9 10,0 11,3 9,8 10,7 9,8 9,4 11,2 9,8 9,9 10,6 10,9 10,9 10,6 10,4 10,0 9,9 9,9 11,8 11,4 10,0 10,8 10,5 10,4 9,6 10,4 10,2
Meting 3
10,1 10,6 10,5 11,6 11,3 11,0 10,1 11,3 9,7 10,7 9,9 9,5 11,2 9,7 10,1 10,8 10,9 10,8 10,6 10,4 9,9 9,9 9,9 11,8 11,4 10,0 10,8 10,6 10,3 9,5 10,4 10,1
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
10,0 10,7 10,5 11,5 11,3 10,9 10,1 11,3 9,8 10,8 9,9 9,5 11,1 9,8 10,0 10,6 10,9 10,9 10,5 10,4 10,0 9,9 9,8 11,7 11,4 10,0 10,8 10,7 10,3 9,5 10,5 10,2
Afstand volgens zrichting (cm)
4,170 4,130 4,170 4,170 4,170 4,160 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,200 4,160 4,140 4,140 4,090 4,140 4,140 4,140 4,140 4,140 4,190 4,190 4,160 4,160 4,160 4,160 4,160 4,100
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
4,16 3,85 3,96 3,63 3,68 3,82 4,14 3,70 4,27 3,87 4,23 4,39 3,75 4,26 4,20 3,91 3,79 3,80 3,88 3,98 4,14 4,17 4,21 3,53 3,66 4,19 3,84 3,90 4,03 4,36 3,97 4,01 3,98 0,23
Duur tot detectie (µs)
5) Noyant N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
Meting 1
18,2 17,9 17,9 19,3 18,1 17,7 18,4 18,9 17,9 17,9 18,2 17,9 18,2 19,4 18,1 18,5 18,1 18,7 17,6 18,2 18,0 18,2 18,3 18,1
Meting 2
18,1 18,1 17,8 19,2 18,0 17,7 18,4 18,1 17,6 17,8 18,1 17,9 18,2 19,3 18,1 18,5 17,9 18,8 17,7 18,1 17,8 18,1 18,1 18,3
Meting 3
18,1 17,9 17,8 19,0 17,9 17,8 18,4 18,1 17,6 17,8 17,9 17,9 18,1 19,3 18,0 18,4 17,8 18,7 17,7 18,0 17,8 18,0 18,4 18,2
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
18,1 18,0 17,8 19,2 18,0 17,7 18,4 18,4 17,7 17,8 18,1 17,9 18,2 19,3 18,1 18,5 17,9 18,7 17,7 18,1 17,9 18,1 18,3 18,2
Afstand (cm) volgens zrichting
4,170 4,170 4,150 4,100 4,140 4,140 4,150 4,150 4,150 4,150 4,170 4,140 4,140 4,140 4,175 4,175 4,170 4,170 4,170 4,200 4,200 4,200 4,130 4,140
Gemiddelde Standaarddeviatie
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11
2,30 2,32 2,33 2,14 2,30 2,33 2,26 2,26 2,34 2,33 2,31 2,31 2,28 2,14 2,31 2,26 2,33 2,23 2,36 2,32 2,35 2,32 2,26 2,27 2,29 0,06
Duur tot detectie (µs)
6) Savonnières
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
Meting 1
16,8 18,7 17,8 19,7 18,5 18,9 18,9 18,3 17,8 17,4 18,6
Meting 2
16,8 18,6 17,8 19,7 18,2 18,9 19,0 18,3 17,8 17,4 18,7
Meting 3
16,6 18,6 17,7 19,5 18,4 18,8 18,7 18,1 18,0 17,4 18,6
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
16,7 18,6 17,8 19,6 18,4 18,9 18,9 18,2 17,9 17,4 18,6
Afstand (cm) volgens zrichting
4,340 4,280 4,280 4,280 4,280 4,280 4,280 4,300 4,300 4,300 4,300
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
2,59 2,30 2,41 2,18 2,33 2,27 2,27 2,36 2,41 2,47 2,31
S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 Gemiddelde Standaarddeviatie
18,3 18,0 17,0 15,9 18,6 18,5 18,6 16,6 17,6 18,7
18,3 18,0 16,9 15,9 18,4 18,7 18,5 16,5 17,5 18,9
18,2 17,8 16,8 15,8 18,4 18,4 18,4 16,6 17,7 18,7
18,3 17,9 16,9 15,9 18,5 18,5 18,5 16,6 17,6 18,8
4,340 4,340 4,140 4,330 4,330 4,330 4,250 4,200 4,270 4,300
2,38 2,42 2,45 2,73 2,34 2,34 2,30 2,54 2,43 2,29 2,39 0,12
Bijlage E: Computergestuurde X-stralen tomografie
1) Euville Voxel size (µm) Total porosity
3,99 11,86%
Equivalent diameter Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70
Middle Volume Volume Begin (µm) End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 0 7,98 3,99 1 1 63,5212 7,98 15,96 11,97 262 4282 271998 15,96 23,94 19,95 1074 52104 3,31E+06 23,94 31,92 27,93 659 91706 5,83E+06 31,92 39,9 35,91 419 133916 8,51E+06 39,9 47,88 43,89 304 183183 1,16E+07 47,88 55,86 51,87 203 205778 1,31E+07 55,86 63,84 59,85 135 214062 1,36E+07 63,84 71,82 67,83 127 293409 1,86E+07 71,82 79,8 75,81 81 267993 1,70E+07 79,8 87,78 83,79 66 300737 1,91E+07 87,78 95,76 91,77 49 298138 1,89E+07 95,76 103,74 99,75 45 348828 2,22E+07 103,74 111,72 107,73 31 301363 1,91E+07 111,72 119,7 115,71 27 324938 2,06E+07 119,7 127,68 123,69 12 179387 1,14E+07 127,68 135,66 131,67 13 229889 1,46E+07 135,66 143,64 139,65 9 193592 1,23E+07 143,64 151,62 147,63 15 382018 2,43E+07 151,62 159,6 155,61 15 444509 2,82E+07 159,6 167,58 163,59 7 248421 1,58E+07 167,58 175,56 171,57 2 77792 4,94E+06 175,56 183,54 179,55 5 232611 1,48E+07 183,54 191,52 187,53 8 426114 2,71E+07 191,52 199,5 195,51 7 414568 2,63E+07 199,5 207,48 203,49 5 339687 2,16E+07 207,48 215,46 211,47 6 451964 2,87E+07 215,46 223,44 219,45 1 84193 5,35E+06 223,44 231,42 227,43 0 0 0 231,42 239,4 235,41 4 415485 2,64E+07 239,4 247,38 243,39 3 351362 2,23E+07 247,38 255,36 251,37 1 126096 8,01E+06 255,36 263,34 259,35 0 0 0 263,34 271,32 267,33 2 303161 1,93E+07 271,32 279,3 275,31 2 327696 2,08E+07
70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160
72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162
279,3 287,28 295,26 303,24 311,22 319,2 327,18 335,16 343,14 351,12 359,1 367,08 375,06 383,04 391,02 399 406,98 414,96 422,94 430,92 438,9 446,88 454,86 462,84 470,82 478,8 486,78 494,76 502,74 510,72 518,7 526,68 534,66 542,64 550,62 558,6 566,58 574,56 582,54 590,52 598,5 606,48 614,46 622,44 630,42 638,4
287,28 295,26 303,24 311,22 319,2 327,18 335,16 343,14 351,12 359,1 367,08 375,06 383,04 391,02 399 406,98 414,96 422,94 430,92 438,9 446,88 454,86 462,84 470,82 478,8 486,78 494,76 502,74 510,72 518,7 526,68 534,66 542,64 550,62 558,6 566,58 574,56 582,54 590,52 598,5 606,48 614,46 622,44 630,42 638,4 646,38
283,29 291,27 299,25 307,23 315,21 323,19 331,17 339,15 347,13 355,11 363,09 371,07 379,05 387,03 395,01 402,99 410,97 418,95 426,93 434,91 442,89 450,87 458,85 466,83 474,81 482,79 490,77 498,75 506,73 514,71 522,69 530,67 538,65 546,63 554,61 562,59 570,57 578,55 586,53 594,51 602,49 610,47 618,45 626,43 634,41 642,39
1 1 0 2 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 1 2 2 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
188238 198410 0 472184 0 0 298768 325733 0 0 397881 0 892405 0 502835 1054125 1127563 0 642116 672726 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1307175 0 0 0 0 0 1722243 0 0 0 0 0 0
1,20E+07 1,26E+07 0 3,00E+07 0 0 1,90E+07 2,07E+07 0 0 2,53E+07 0 5,67E+07 0 3,19E+07 6,70E+07 7,16E+07 0 4,08E+07 4,27E+07 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8,30E+07 0 0 0 0 0 1,09E+08 0 0 0 0 0 0
162 164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 206 208 210 212
164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 206 208 210 212 214
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
646,38 654,36 662,34 670,32 678,3 686,28 694,26 702,24 710,22 718,2 726,18 734,16 742,14 750,12 758,1 766,08 774,06 782,04 790,02 798 805,98 813,96 821,94 829,92 837,9 845,88 Standard deviation (voxels)
654,36 662,34 670,32 678,3 686,28 694,26 702,24 710,22 718,2 726,18 734,16 742,14 750,12 758,1 766,08 774,06 782,04 790,02 798 805,98 813,96 821,94 829,92 837,9 845,88 853,86
Mean (µm)
650,37 658,35 666,33 674,31 682,29 690,27 698,25 706,23 714,21 722,19 730,17 738,15 746,13 754,11 762,09 770,07 778,05 786,03 794,01 801,99 809,97 817,95 825,93 833,91 841,89 849,87
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5000415
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3,18E+08
Standard deviation (µm)
10,1053
10,8706
40,3201
43,3737
106,653
66,6905
425,545
266,095
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12
2 4 6 8 10 12 14
Begin (µm) End (µm) 0 7,98 7,98 15,96 15,96 23,94 23,94 31,92 31,92 39,9 39,9 47,88 47,88 55,86
Middle Volume Volume (µm) Counts (voxels) (µm³) 3,99 42 807 51261,6 11,97 2236 285452 1,81E+07 19,95 783 842269 5,35E+07 27,93 224 769509 4,89E+07 35,91 141 938770 5,96E+07 43,89 65 766907 4,87E+07 51,87 38 810503 5,15E+07
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66
16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
55,86 63,84 71,82 79,8 87,78 95,76 103,74 111,72 119,7 127,68 135,66 143,64 151,62 159,6 167,58 175,56 183,54 191,52 199,5 207,48 215,46 223,44 231,42 239,4 247,38 255,36 263,34 Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
59,85 67,83 75,81 83,79 91,77 99,75 107,73 115,71 123,69 131,67 139,65 147,63 155,61 163,59 171,57 179,55 187,53 195,51 203,49 211,47 219,45 227,43 235,41 243,39 251,37 259,35 267,33 Standard deviation (µm)
4,61978
3,82993
18,4329
15,2814
36,1079
21,6285
144,071
86,2977
2) Lede steen Voxel size (µm) Total porosity
63,84 71,82 79,8 87,78 95,76 103,74 111,72 119,7 127,68 135,66 143,64 151,62 159,6 167,58 175,56 183,54 191,52 199,5 207,48 215,46 223,44 231,42 239,4 247,38 255,36 263,34 271,32
8 1,41%
22 18 13 8 7 3 4 2 4 0 0 0 1 4 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 1
578068 927764 797219 929684 710694 294330 1914511 552050 1220296 0 0 0 515945 2744481 0 0 0 1144951 0 0 0 0 0 0 1307175 0 5000415
3,67E+07 5,89E+07 5,06E+07 5,91E+07 4,51E+07 1,87E+07 1,22E+08 3,51E+07 7,75E+07 0 0 0 3,28E+07 1,74E+08 0 0 0 7,27E+07 0 0 0 0 0 0 8,30E+07 0 3,18E+08
Equivalent diameter Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Middle Volume Volume Begin (µm) End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 0 16 8 2 2 1024 16 32 24 844 13772 7,05E+06 32 48 40 5208 275287 1,41E+08 48 64 56 5170 740607 3,79E+08 64 80 72 2916 910402 4,66E+08 80 96 88 1324 778248 3,98E+08 96 112 104 500 493554 2,53E+08 112 128 120 180 283070 1,45E+08 128 144 136 65 149963 7,68E+07 144 160 152 32 105069 5,38E+07 160 176 168 8 34848 1,78E+07 176 192 184 7 40950 2,10E+07 192 208 200 4 31171 1,60E+07 208 224 216 2 20972 1,07E+07 224 240 232 1 11191 5,73E+06 240 256 248 1 15050 7,71E+06 256 272 264 0 0 0 272 288 280 0 0 0 288 304 296 0 0 0 304 320 312 0 0 0 320 336 328 1 36603 1,87E+07 336 352 344 0 0 0 352 368 360 1 43932 2,25E+07 Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
6,70097
2,63079
53,6078
21,0463
11,0204
6,29212
88,1629
50,3369
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12
2 4 6 8 10 12 14
Begin (µm) 0 16 32 48 64 80 96
Middle Volume Volume End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 16 8 93 2761 1,41E+06 32 24 13875 2315037 1,19E+09 48 40 2120 1339307 6,86E+08 64 56 144 186566 9,55E+07 80 72 28 77781 3,98E+07 96 88 5 19307 9,89E+06 112 104 1 43932 2,25E+07
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
3,29804
0,827531
26,3844
6,62025
4,12426
1,7169
32,9941
13,7352
3) Massangis Roche Claire Voxel size (µm) Total porosity
8 1,43%
Equivalent diameter Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
Begin (µm) 0 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 192 208 224 240 256 272 288 304 320 336 352 368 384 400 416
Middle Volume Volume End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 16 8 0 0 0 32 24 139 2293 1,17E+06 48 40 655 32977 1,69E+07 64 56 454 64398 3,30E+07 80 72 323 102107 5,23E+07 96 88 239 144620 7,40E+07 112 104 201 205295 1,05E+08 128 120 149 237409 1,22E+08 144 136 131 308920 1,58E+08 160 152 97 322715 1,65E+08 176 168 72 324032 1,66E+08 192 184 63 371777 1,90E+08 208 200 50 382957 1,96E+08 224 216 39 385839 1,98E+08 240 232 28 344459 1,76E+08 256 248 13 189711 9,71E+07 272 264 7 127711 6,54E+07 288 280 8 175070 8,96E+07 304 296 5 129381 6,62E+07 320 312 1 29189 1,49E+07 336 328 6 207568 1,06E+08 352 344 0 0 0 368 360 1 43339 2,22E+07 384 376 0 0 0 400 392 0 0 0 416 408 0 0 0 432 424 1 71851 3,68E+07
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
10,2767
6,84408
82,2133
54,7526
23,9081
9,33639
191,265
74,6911
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Middle Volume Volume Begin (µm) End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 0 16 8 15 594 304128 16 32 24 1125 94141 4,82E+07 32 48 40 574 205810 1,05E+08 48 64 56 308 296620 1,52E+08 64 80 72 266 544153 2,79E+08 80 96 88 160 635270 3,25E+08 96 112 104 108 700046 3,58E+08 112 128 120 69 734999 3,76E+08 128 144 136 33 477875 2,45E+08 144 160 152 15 256825 1,31E+08 160 176 168 5 136659 7,00E+07 176 192 184 2 43895 2,25E+07 192 208 200 2 76731 3,93E+07 Standard deviation (voxels)
5,98658
3,74472
47,8926
29,9578
12,8938
4,59011
103,15
36,7209
4) Massangis Roche Jaune (1) Voxel size (µm) Total porosity
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
8 1,51%
Equivalent diameter Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Middle Volume Volume Begin (µm) End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 0 16 8 3 3 1536 16 32 24 1718 26982 1,38E+07 32 48 40 5116 250405 1,28E+08 48 64 56 2701 371050 1,90E+08 64 80 72 1107 339878 1,74E+08 80 96 88 443 262410 1,34E+08 96 112 104 216 213648 1,09E+08 112 128 120 113 175733 9,00E+07 128 144 136 79 184151 9,43E+07 144 160 152 48 158706 8,13E+07 160 176 168 30 135405 6,93E+07 176 192 184 21 126306 6,47E+07 192 208 200 8 60660 3,11E+07 208 224 216 9 88714 4,54E+07 224 240 232 6 69600 3,56E+07 240 256 248 4 61360 3,14E+07 256 272 264 3 52593 2,69E+07 272 288 280 2 40579 2,08E+07 288 304 296 2 50546 2,59E+07 304 320 312 1 27771 1,42E+07 320 336 328 1 34890 1,79E+07 336 352 344 0 0 0 352 368 360 0 0 0 368 384 376 1 52192 2,67E+07 384 400 392 1 60126 3,08E+07 400 416 408 0 0 0 416 432 424 1 75682 3,87E+07 432 448 440 0 0 0 448 464 456 0 0 0 464 480 472 1 104038 5,33E+07 480 496 488 0 0 0 496 512 504 0 0 0 512 528 520 0 0 0 528 544 536 1 153361 7,85E+07 Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
5,84634
3,23694
46,7707
25,8955
20,9819
17,1237
167,855
136,989
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8
2 4 6 8 10
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Middle Volume Volume Begin (µm) End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 0 16 8 111 2818 1,44E+06 16 32 24 11280 1816666 9,30E+08 32 48 40 239 1120210 5,74E+08 48 64 56 5 229166 1,17E+08 64 80 72 1 7929 4,06E+06 Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
3,02424
0,360136
24,1939
2,88109
4,007
1,28221
32,056
10,2576
5) Massangis Roche Jaune (2) Voxel size (µm) Total porosity
2,5 12,08%
Equivalent diameter Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Begin (µm) End (µm) 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 60 65 65 70 70 75 75 80 80 85 85 90 90 95 95 100
Middle Volume Volume (µm) Counts (voxels) (µm³) 2,5 0 0 0 7,5 1202 19603 306297 12,5 4236 208227 3,25E+06 17,5 3104 452472 7,07E+06 22,5 2503 802797 1,25E+07 27,5 1964 1187994 1,86E+07 32,5 1535 1576263 2,46E+07 37,5 1261 2000219 3,13E+07 42,5 1113 2617707 4,09E+07 47,5 828 2758315 4,31E+07 52,5 673 3060723 4,78E+07 57,5 541 3217724 5,03E+07 62,5 447 3439061 5,37E+07 67,5 381 3717406 5,81E+07 72,5 349 4210040 6,58E+07 77,5 290 4288905 6,70E+07 82,5 229 4107805 6,42E+07 87,5 220 4753015 7,43E+07 92,5 195 4950016 7,73E+07 97,5 155 4663528 7,29E+07
40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130
42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132
100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325
105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330
102,5 107,5 112,5 117,5 122,5 127,5 132,5 137,5 142,5 147,5 152,5 157,5 162,5 167,5 172,5 177,5 182,5 187,5 192,5 197,5 202,5 207,5 212,5 217,5 222,5 227,5 232,5 237,5 242,5 247,5 252,5 257,5 262,5 267,5 272,5 277,5 282,5 287,5 292,5 297,5 302,5 307,5 312,5 317,5 322,5 327,5
126 116 125 97 93 72 63 50 53 39 40 39 48 40 32 30 27 22 21 15 19 20 12 12 12 12 9 10 8 11 6 5 6 7 5 5 4 1 5 2 0 2 0 1 1 0
4362398 4653764 5766939 5114215 5575264 4872462 4769880 4250196 4998537 4042831 4660225 4958171 6683695 6196667 5372748 5445954 5358437 4754349 4917249 3806807 5200926 5831136 3789488 4104341 4377725 4657207 3730035 4399512 3775368 5484609 3223569 2847663 3546322 4419857 3313575 3500570 2970332 766100 4119869 1748513 0 1895976 0 1054962 1096555 0
6,82E+07 7,27E+07 9,01E+07 7,99E+07 8,71E+07 7,61E+07 7,45E+07 6,64E+07 7,81E+07 6,32E+07 7,28E+07 7,75E+07 1,04E+08 9,68E+07 8,39E+07 8,51E+07 8,37E+07 7,43E+07 7,68E+07 5,95E+07 8,13E+07 9,11E+07 5,92E+07 6,41E+07 6,84E+07 7,28E+07 5,83E+07 6,87E+07 5,90E+07 8,57E+07 5,04E+07 4,45E+07 5,54E+07 6,91E+07 5,18E+07 5,47E+07 4,64E+07 1,20E+07 6,44E+07 2,73E+07 0 2,96E+07 0 1,65E+07 1,71E+07 0
132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 206 208 210 212 214 216 218 220 222
134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 206 208 210 212 214 216 218 220 222 224
330 335 340 345 350 355 360 365 370 375 380 385 390 395 400 405 410 415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525 530 535 540 545 550 555
335 340 345 350 355 360 365 370 375 380 385 390 395 400 405 410 415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525 530 535 540 545 550 555 560
332,5 337,5 342,5 347,5 352,5 357,5 362,5 367,5 372,5 377,5 382,5 387,5 392,5 397,5 402,5 407,5 412,5 417,5 422,5 427,5 432,5 437,5 442,5 447,5 452,5 457,5 462,5 467,5 472,5 477,5 482,5 487,5 492,5 497,5 502,5 507,5 512,5 517,5 522,5 527,5 532,5 537,5 542,5 547,5 552,5 557,5
5 0 3 0 1 1 0 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 2 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6091585 0 3952268 0 1479415 1488981 0 1642487 0 0 0 0 3993201 0 0 2217927 0 4830593 2464334 0 2671685 0 2856147 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4078897 8424899 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9,52E+07 0 6,18E+07 0 2,31E+07 2,33E+07 0 2,57E+07 0 0 0 0 6,24E+07 0 0 3,47E+07 0 7,55E+07 3,85E+07 0 4,17E+07 0 4,46E+07 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6,37E+07 1,32E+08 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
224
226
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
560 Standard deviation (voxels)
565
Mean (µm)
562,5
1
5885501
9,20E+07
Standard deviation (µm)
14,635
14,9364
36,5875
37,3411
85,1625
50,6275
212,906
126,569
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68
Begin (µm) End (µm) 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 60 65 65 70 70 75 75 80 80 85 85 90 90 95 95 100 100 105 105 110 110 115 115 120 120 125 125 130 130 135 135 140 140 145 145 150 150 155 155 160 160 165 165 170
Middle Volume Volume (µm) Counts (voxels) (µm³) 2,5 1 23 359,375 7,5 7988 696930 1,09E+07 12,5 5667 3198335 5,00E+07 17,5 2833 5162792 8,07E+07 22,5 1974 8058538 1,26E+08 27,5 1027 7665487 1,20E+08 32,5 762 9302945 1,45E+08 37,5 538 9930310 1,55E+08 42,5 385 10395151 1,62E+08 47,5 279 10562132 1,65E+08 52,5 223 11751724 1,84E+08 57,5 198 13581187 2,12E+08 62,5 140 13140950 2,05E+08 67,5 102 12064549 1,89E+08 72,5 103 18042384 2,82E+08 77,5 76 11909272 1,86E+08 82,5 62 14547338 2,27E+08 87,5 55 15716961 2,46E+08 92,5 32 10780920 1,68E+08 97,5 32 11351895 1,77E+08 102,5 26 10720068 1,68E+08 107,5 20 10164878 1,59E+08 112,5 10 8638594 1,35E+08 117,5 8 5557264 8,68E+07 122,5 5 5349316 8,36E+07 127,5 7 4190040 6,55E+07 132,5 4 10775246 1,68E+08 137,5 2 4498634 7,03E+07 142,5 3 7149869 1,12E+08 147,5 3 3330547 5,20E+07 152,5 2 4857229 7,59E+07 157,5 0 0 0 162,5 1 808876 1,26E+07 167,5 0 0 0
68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90
70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 Standard deviation (voxels)
175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230
Mean (µm)
172,5 177,5 182,5 187,5 192,5 197,5 202,5 207,5 212,5 217,5 222,5 227,5
0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1
0 1054962 0 0 0 1234912 4078897 0 0 0 0 4255583
0 1,65E+07 0 0 0 1,93E+07 6,37E+07 0 0 0 0 6,65E+07
Standard deviation (µm)
7,21186
6,31597
18,0296
15,7899
33,3885
17,1839
83,4713
42,9597
6) Noyant Fine Voxel size (µm) Total porosity
3,99 5,15%
Equivalent diameter Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Begin (µm) End (µm) 0 7,99848 7,99848 15,997 15,99696 23,9954 23,99544 31,9939 31,99392 39,9924 39,9924 47,9909 47,99088 55,9894 55,98936 63,9878 63,98784 71,9863 71,98632 79,9848 79,9848 87,9833 87,98328 95,9818 95,98176 103,98 103,98024 111,979 111,97872 119,977 119,9772 127,976
Middle Volume Volume (µm) Counts (voxels) (µm³) 3,99924 4 4 255,85437 11,99772 2290 37438 2394657,2 19,9962 11294 574388 36739816 27,99468 6894 945748 60493382 35,99316 2929 913459 58428138 43,99164 1392 826669 52876598 51,99012 764 772325 49400605 59,9886 475 748113 47851935 67,98708 322 749877 47964837 75,98556 196 642611 41103677 83,98404 129 585522 37452128 91,98252 94 559951 35816416 99,981 70 533827 34145383 107,9795 40 384941 24622091 115,978 26 316986 20275533 123,9764 32 482867 30885943
32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62
34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
127,97568 135,97416 143,97264 151,97112 159,9696 167,96808 175,96656 183,96504 191,96352 199,962 207,96048 215,95896 223,95744 231,95592 239,9544 247,95288 Standard deviation (voxels)
135,974 143,973 151,971 159,97 167,968 175,967 183,965 191,964 199,962 207,96 215,959 223,957 231,956 239,954 247,953 255,951
Mean (µm)
131,9749 139,9734 147,9719 155,9704 163,9688 171,9673 179,9658 187,9643 195,9628 203,9612 211,9597 219,9582 227,9567 235,9552 243,9536 251,9521
24 16 11 9 5 3 2 5 2 1 2 0 2 0 1 1
432232 345441 285063 271378 179528 119820 93710 261693 123053 67114 145877 0 187354 0 121071 122627
27647107 22095568 18233627 17358289 11483245 7664109,7 5994022,5 16738800 7870907,4 4292840 9330812 0 11983819 0 7744129,3 7843659,6
Standard deviation (µm)
6,61657
4,01465
26,4001 16,01845
21,9895
14,0409
87,7381 56,02319
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Begin (µm) End (µm) 0 7,99848 7,99848 15,997 15,99696 23,9954 23,99544 31,9939 31,99392 39,9924 39,9924 47,9909 47,99088 55,9894 55,98936 63,9878 63,98784 71,9863 71,98632 79,9848 79,9848 87,9833 87,98328 95,9818 95,98176 103,98 103,98024 111,979 111,97872 119,977
Middle Volume Volume (µm) Counts (voxels) (µm³) 3,99924 234 6689 424893,3 11,99772 22508 2629546 167031915 19,9962 3322 3001915 190685240 27,99468 587 1906756 121119427 35,99316 246 1624595 103196222 43,99164 77 988132 62767329 51,99012 22 437404 27784427 59,9886 17 368227 23390221 67,98708 12 561756 35683415 75,98556 3 69995 4446166,3 83,98404 3 120047 7625529,4 91,98252 2 44267 2811892,9 99,981 1 26653 1693030,5 107,9795 0 0 0 115,978 1 44705 2839715,2
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
Standard deviation (voxels)
Mean (µm)
Standard deviation (µm)
3,4216
1,26548
13,6522 5,049265
7,55107
4,53898
30,1288 18,11053
7) Savonnières Voxel size (µm) Total porosity
3,99 25,55%
Equivalent diameter Begin (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56
End Middle Volume Volume (voxels) Begin (µm) End (µm) (µm) Counts (voxels) (µm³) 2 0 7,98 3,99 1 1 63,5212 4 7,98 15,96 11,97 473 7152 454304 6 15,96 23,94 19,95 1264 59864 3,80E+06 8 23,94 31,92 27,93 664 93990 5,97E+06 10 31,92 39,9 35,91 470 151220 9,61E+06 12 39,9 47,88 43,89 424 259709 1,65E+07 14 47,88 55,86 51,87 274 277744 1,76E+07 16 55,86 63,84 59,85 272 439519 2,79E+07 18 63,84 71,82 67,83 245 575005 3,65E+07 20 71,82 79,8 75,81 194 639233 4,06E+07 22 79,8 87,78 83,79 145 653465 4,15E+07 24 87,78 95,76 91,77 162 952528 6,05E+07 26 95,76 103,74 99,75 138 1062979 6,75E+07 28 103,74 111,72 107,73 101 982932 6,24E+07 30 111,72 119,7 115,71 109 1305237 8,29E+07 32 119,7 127,68 123,69 75 1093869 6,95E+07 34 127,68 135,66 131,67 86 1544870 9,81E+07 36 135,66 143,64 139,65 55 1180865 7,50E+07 38 143,64 151,62 147,63 52 1332675 8,47E+07 40 151,62 159,6 155,61 37 1088869 6,92E+07 42 159,6 167,58 163,59 30 1043404 6,63E+07 44 167,58 175,56 171,57 28 1130741 7,18E+07 46 175,56 183,54 179,55 39 1815837 1,15E+08 48 183,54 191,52 187,53 25 1303626 8,28E+07 50 191,52 199,5 195,51 27 1602434 1,02E+08 52 199,5 207,48 203,49 16 1070184 6,80E+07 54 207,48 215,46 211,47 9 682799 4,34E+07 56 215,46 223,44 219,45 13 1089368 6,92E+07 58 223,44 231,42 227,43 9 864452 5,49E+07
58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102
231,42 239,4 247,38 255,36 263,34 271,32 279,3 287,28 295,26 303,24 311,22 319,2 327,18 335,16 343,14 351,12 359,1 367,08 375,06 383,04 391,02 399
239,4 247,38 255,36 263,34 271,32 279,3 287,28 295,26 303,24 311,22 319,2 327,18 335,16 343,14 351,12 359,1 367,08 375,06 383,04 391,02 399 406,98
235,41 243,39 251,37 259,35 267,33 275,31 283,29 291,27 299,25 307,23 315,21 323,19 331,17 339,15 347,13 355,11 363,09 371,07 379,05 387,03 395,01 402,99
12 6 4 2 2 4 7 2 3 5 5 1 1 3 0 1 2 1 0 1 0 1
1250517 684028 530186 281178 307280 671678 1287082 406188 648545 1169698 1257466 278590 288161 976956 0 371224 769410 410585 0 460910 0 543806
7,94E+07 4,35E+07 3,37E+07 1,79E+07 1,95E+07 4,27E+07 8,18E+07 2,58E+07 4,12E+07 7,43E+07 7,99E+07 1,77E+07 1,83E+07 6,21E+07 0 2,36E+07 4,89E+07 2,61E+07 0 2,93E+07 0 3,45E+07
Standard Standard Mean deviation Mean deviation (voxels) (voxels) (µm) (µm) 13,507 6 12,4411 53,8955 49,64 49,883 3 22,4002 199,034 89,3768
Object weighted Volume weighted
Maximum opening Begin (voxels)
End (voxels) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Begin (µm) End (µm) 0 7,98 7,98 15,96 15,96 23,94 23,94 31,92 31,92 39,9 39,9 47,88 47,88 55,86 55,86 63,84 63,84 71,82 71,82 79,8 79,8 87,78 87,78 95,76 95,76 103,74
Middle Volume Volume (µm) Counts (voxels) (µm³) 3,99 103 1683 106906 11,97 2517 326227 2,07E+07 19,95 1429 2470313 1,57E+08 27,93 553 2948848 1,87E+08 35,91 378 4728479 3,00E+08 43,89 182 3329341 2,11E+08 51,87 129 4438183 2,82E+08 59,85 72 3405591 2,16E+08 67,83 38 2859144 1,82E+08 75,81 29 1850516 1,18E+08 83,79 24 2158638 1,37E+08 91,77 13 1334982 8,48E+07 99,75 11 1888563 1,20E+08
26 28 30 32 34 36 38 40 42
28 30 32 34 36 38 40 42 44
Mean (voxels) Object weighted Volume weighted
103,74 111,72 119,7 127,68 135,66 143,64 151,62 159,6 167,58 Standard deviation (voxels)
111,72 119,7 127,68 135,66 143,64 151,62 159,6 167,58 175,56
Mean (µm)
107,73 115,71 123,69 131,67 139,65 147,63 155,61 163,59 171,57 Standard deviation (µm)
5,416
3,8712
21,6098
15,4461
16,0964
8,59281
64,2245
34,2853
9 5 2 1 1 1 0 1 2
1758783 960143 529684 410585 390744 189889 0 244155 673568
1,12E+08 6,10E+07 3,36E+07 2,61E+07 2,48E+07 1,21E+07 0 1,55E+07 4,28E+07
Bijlage F: Proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit
1) Euville E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
1) Euville E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14
Droge Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Masa na massa (g) 5' (g) 10' (g) 15' (g) 20' (g) 30' (g) 45' (g)
159,97 196,59 193,41 150,94 153,24 151,76 154,83 195,11 160,45 152,15 167,63 195,64 160,44 153,18 150,57 159,17 201,21 196,12 151,92 160,21 154,18 156,82 156,33
162,69 200,36 197,45 153,91 155,43 153,94 157,31 198,69 164,23 155,31 170,48 198,72 163,44 155,89 154,83 162,08 204,58 199,12 154,61 163,02 156,57 160,12 159,18
163,46 201,22 198,41 154,57 156,08 154,53 158,04 199,45 164,96 156,14 171,28 199,46 164,14 156,68 155,94 162,57 205,20 199,90 155,35 163,76 157,07 161,08 159,87
163,95 201,75 199,03 155,13 156,53 154,92 158,44 199,94 165,40 156,65 171,73 199,88 164,65 157,18 156,10 163,09 205,74 200,25 155,80 164,23 157,55 161,57 160,39
164,35 202,34 199,40 155,71 156,93 155,21 158,89 200,18 165,73 156,95 172,31 200,27 165,10 157,51 156,03 163,38 206,01 200,50 156,03 164,54 157,88 161,71 160,89
164,66 202,74 199,52 156,03 157,42 155,60 159,09 200,51 165,81 157,08 172,70 200,55 165,46 157,90 156,24 163,61 206,39 200,95 156,37 165,04 158,26 161,89 161,08
165,14 203,04 199,78 156,27 157,72 156,23 159,23 200,71 166,05 157,35 172,76 201,16 165,67 158,03 156,28 163,70 206,73 201,34 156,48 165,47 158,57 161,94 161,20
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 60' (g) 90' (g) 120' (g) 180' (g) 240' (g) 24h (g) 48h (g)
165,21 203,07 199,69 156,30 157,78 156,21 159,28 200,74 166,07 157,25 172,86 201,19 165,74 157,98
165,14 203,09 199,79 156,27 157,76 156,27 159,31 200,63 166,09 157,26 172,87 201,22 165,63 157,99
165,16 202,95 199,74 156,24 157,76 156,29 159,37 200,63 166,07 157,20 172,92 201,28 165,72 158,06
165,11 203,05 199,77 156,28 157,78 156,26 159,35 200,74 166,02 157,25 172,94 201,29 165,80 158,01
165,14 203,03 199,85 156,29 157,76 156,30 159,43 200,77 166,08 157,31 172,93 201,31 165,83 158,04
165,40 203,19 199,93 156,33 157,88 156,48 159,59 200,91 166,23 157,43 173,04 201,45 165,93 158,15
165,61 203,45 200,18 156,58 158,12 156,67 159,78 201,14 166,48 157,63 173,25 201,73 166,16 158,41
E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
1) Euville E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23 Gemiddelde Standaarddeviatie
156,27 163,67 206,93 201,45 156,45 165,45 158,63 161,87 161,12
156,26 163,62 206,93 201,42 156,42 165,40 158,61 162,01 161,26
156,23 163,71 206,96 201,42 156,43 165,51 158,55 161,92 161,17
156,20 163,75 207,06 201,57 156,59 165,61 158,66 162,03 161,27
156,22 163,64 206,98 201,50 156,49 165,57 158,58 161,58 161,21
156,40 163,82 207,14 201,62 156,66 165,67 158,69 162,07 161,33
156,56 164,05 207,35 201,84 156,82 165,93 158,90 162,33 161,57
Waterabsorptie door xycapillariteit C Massa na Massa na Massa na Massa na oppervlak (g/m².√(s)) 144h (g) 168h (g) 192h (g) 216h (g) (m²)
166,10 203,99 200,64 157,00 158,51 157,13 160,17 201,62 166,91 158,09 173,70 202,21 166,63 158,81 156,96 164,47 207,87 202,40 157,20 166,40 159,29 162,71 161,98
166,20 204,11 200,76 157,13 158,61 157,21 160,28 201,76 167,01 158,18 173,81 202,33 166,73 158,90 157,07 164,54 207,98 202,49 157,28 166,50 159,37 162,80 162,07
166,23 204,17 200,81 157,13 158,63 157,25 160,30 201,79 167,03 158,21 173,82 202,37 166,77 158,93 157,11 164,58 208,02 202,53 157,34 166,53 159,40 162,82 162,11
166,25 204,24 200,95 157,21 158,67 157,30 160,35 201,84 167,08 158,27 173,88 202,47 166,86 158,96 157,19 164,65 208,09 202,57 157,42 166,59 159,49 162,90 162,16
0,0017 0,0022 0,0021 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0021 0,0018 0,0017 0,0018 0,0021 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0021 0,0021 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017
45,9 44,1 40,1 53,1 46,8 41,0 43,4 34,7 36,3 42,7 50,2 34,5 47,5 48,6 62,0 37,5 34,3 34,1 41,3 47,2 40,7 40,8 46,3 43,2 6,80
2) Ledesteen L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
2) Ledesteen L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9
Droge Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na massa (g) 10' (g) 20' (g) 30' (g) 45' (g) 60' (g) 90' (g)
188,84 182,15 183,07 179,77 180,23 180,81 186,51 184,60 178,79 193,10 188,00 178,24 186,36 178,83 164,84 186,51 183,68 175,32 168,78 188,07 180,67 177,37 174,17 170,05 182,56 187,03 176,83 172,68 172,23 171,03
188,97 182,37 183,36 180,16 180,50 180,90 186,81 184,83 178,96 193,37 188,44 178,56 186,61 174,04 164,87 186,66 184,14 175,67 168,87 188,33 180,93 177,62 174,30 170,28 182,92 187,30 176,96 172,89 172,54 171,28
189,12 182,36 183,42 180,21 180,49 181,10 187,02 184,94 178,95 193,39 188,53 178,53 186,79 179,28 164,96 186,80 184,17 175,72 168,91 188,40 180,99 177,72 174,43 170,31 182,93 187,37 176,97 172,94 172,61 171,42
189,16 182,52 183,52 180,35 180,58 181,14 187,01 185,07 179,09 193,44 188,56 178,69 186,88 179,29 165,04 186,87 184,31 175,79 168,94 188,48 181,02 177,77 174,45 170,43 183,02 187,45 177,03 172,99 172,71 171,47
189,18 182,54 183,49 180,37 180,59 181,20 187,10 185,13 179,13 193,46 188,58 178,70 186,91 179,35 165,04 186,90 184,33 175,93 168,98 188,59 181,05 177,85 174,48 170,54 183,08 187,55 177,08 173,04 172,77 171,58
189,21 182,66 183,56 180,51 180,69 181,18 187,20 185,19 179,20 193,45 188,67 178,76 186,96 179,37 165,02 186,93 184,36 175,93 169,03 188,61 181,04 177,88 174,54 170,59 183,14 187,60 177,11 173,07 172,81 171,66
189,31 182,76 183,57 180,55 180,69 181,22 187,23 185,26 179,24 193,56 188,75 178,85 187,03 179,58 165,14 187,04 184,49 176,12 169,13 188,79 181,14 178,00 174,62 170,72 183,24 187,70 177,18 173,14 172,96 171,75
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 120' (g) 180' (g) 240' (g) 24h (g) 48h (g) 72h (g) 96h (g)
189,50 182,79 183,68 180,68 180,82 181,33 187,38 185,37 179,32
189,57 182,92 183,74 180,74 180,87 181,36 187,49 185,48 179,34
189,65 182,98 183,88 180,77 180,86 181,40 187,55 185,50 179,37
190,92 183,93 184,31 181,62 181,60 182,05 188,53 186,54 179,98
191,43 184,31 184,76 181,97 182,02 182,51 188,86 187,03 180,43
191,64 184,47 185,01 182,06 182,22 182,77 188,96 187,23 180,69
191,71 184,49 185,11 182,11 182,38 182,82 189,00 187,28 180,82
L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
2) Ledesteen L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21
193,57 188,84 178,91 187,13 179,69 165,20 187,08 184,57 176,17 169,14 188,86 181,10 178,02 174,60 170,74 183,28 187,74 177,20 173,12 172,97 171,81
193,65 188,99 179,02 187,18 179,84 165,25 187,21 184,68 176,40 169,18 189,07 181,20 178,17 174,61 170,91 183,43 187,85 177,26 173,25 173,06 171,93
193,66 189,05 179,00 187,22 179,92 165,22 187,23 184,79 176,44 169,25 189,08 181,18 178,17 174,64 170,89 183,46 187,76 177,31 173,21 173,21 171,98
194,29 190,10 179,64 187,06 180,81 165,75 187,79 185,66 177,50 169,93 190,21 181,75 179,03 175,44 171,91 184,60 188,54 177,95 174,03 174,02 172,96
194,70 190,41 179,92 188,38 181,09 166,02 188,04 185,94 177,85 170,26 190,34 182,14 179,28 175,82 172,15 184,89 188,91 178,33 174,48 174,33 173,17
194,96 190,52 180,19 188,62 181,28 166,37 188,30 186,12 178,05 / / / / / / / / / / / /
195,10 190,55 180,29 188,70 181,28 166,46 188,42 186,17 178,10 / / / / / / / / / / / /
xyMassa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na oppervlak 144h (g) 168h (g) 192h (g) 216h (g) 240h (g) 264h (g) (m²)
/ / / / / / / / / / / / / / / / / / 170,72 190,54 182,73
/ / / / / / / / / / / / / / / / / / 170,74 190,57 182,76
191,90 184,58 185,38 182,18 182,62 183,11 189,11 187,42 181,13 195,37 190,60 180,54 188,96 181,48 166,78 188,70 186,33 178,22 170,73 190,58 182,77
191,91 184,58 185,40 182,17 182,60 183,10 189,09 187,40 181,17 195,38 190,57 180,52 188,94 181,44 166,79 188,69 186,29 178,17 170,73 190,58 182,77
191,89 184,59 185,40 182,19 182,63 183,12 189,12 187,40 181,17 195,41 190,59 180,54 188,96 181,47 166,79 188,71 186,32 178,23 / / /
191,90 184,63 185,42 182,20 182,65 183,14 189,14 187,43 181,24 195,44 190,62 180,57 188,99 181,48 166,83 188,73 186,33 178,23 / / /
0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017
L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
2) Ledesteen
179,54 176,28 172,36 185,10 189,37 178,87 174,93 174,57 173,35
179,56 176,29 172,37 185,11 189,39 178,92 174,94 174,61 173,38
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
10,7 8,09 6,30 8,60 5,18 4,74 8,90 8,76 4,25 4,23 11,7 4,72 5,60 7,94 3,39 4,05 7,90 10,6 7,84 9,67 7,51 8,23 8,33 10,3 8,38 8,01 6,73 8,01 9,32 9,50
Gemiddelde Standaarddeviatie
7,58 2,21
179,57 176,30 172,38 185,15 189,39 178,94 174,96 174,62 173,39
179,57 176,30 172,38 185,15 189,39 178,94 174,96 174,62 173,39
/ / / / / / / / /
/ / / / / / / / /
0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17
Droge Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na massa (g) 10' (g) 20' (g) 30' (g) 45' (g) 60' (g) 90' (g)
165,99 159,04 156,91 151,49 156,40 152,08 162,79 158,83 150,46 156,82 163,92 155,92 147,29 147,06 161,87 165,42 159,16 154,17 159,86 159,24 158,35 160,65
168,48 161,60 159,30 154,07 158,24 154,02 164,77 160,88 152,44 158,83 166,13 158,08 149,05 149,15 164,47 167,89 161,76 156,70 162,04 161,37 160,57 163,14
169,37 162,39 160,14 154,80 159,33 154,99 165,84 162,18 153,42 159,98 167,20 159,14 149,99 150,19 165,90 169,20 162,87 157,92 163,22 162,41 161,46 164,20
170,10 163,08 160,79 155,33 159,39 155,60 166,57 162,90 154,05 160,64 167,95 159,86 150,67 150,75 166,68 169,89 163,52 158,63 163,81 163,02 162,13 164,90
170,75 163,63 161,40 156,00 160,55 156,14 167,12 163,53 154,54 161,29 168,50 160,33 151,12 151,22 167,30 170,55 164,11 159,16 164,30 163,54 162,68 165,43
171,55 164,22 162,01 156,52 161,09 156,67 167,65 164,15 155,02 161,86 169,10 160,92 151,66 151,67 167,98 171,18 164,73 159,74 164,82 164,06 163,26 166,04
172,56 165,22 162,90 157,42 161,98 157,63 168,75 165,21 155,75 162,83 170,04 161,85 152,50 152,44 169,07 172,19 165,64 160,80 165,67 164,93 164,12 167,04
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 120' (g) 180' (g) 240' (g) 24h (g) 48h (g) 72h (g) 96h (g)
173,32 166,05 163,76 158,18 162,85 158,30 169,47 165,98 156,53 163,65 170,88 162,69 153,21 153,09 169,49 172,06 166,49
173,91 166,57 164,15 158,47 163,90 159,21 170,54 166,46 157,29 164,35 171,81 163,49 154,12 153,68 169,57 173,45 166,72
174,02 166,64 164,27 158,62 163,99 159,32 170,65 166,50 157,37 164,35 171,86 163,53 154,23 153,72 169,60 173,43 166,73
174,14 166,76 164,38 158,67 164,09 159,39 170,85 166,61 157,42 164,50 171,95 163,61 154,29 153,79 169,71 173,59 166,82
174,18 166,82 164,39 158,77 164,15 159,46 170,83 166,64 157,46 164,52 171,99 163,61 154,36 153,85 169,72 173,64 166,91
174,30 166,94 164,52 158,83 164,21 159,50 170,90 166,72 157,56 164,60 172,09 163,74 154,47 153,94 169,84 173,72 166,98
174,28 166,90 164,48 158,79 164,19 159,50 170,90 166,72 157,56 164,61 172,10 163,74 154,47 153,94 169,84 173,73 167,00
MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
161,48 166,42 165,71 164,97 167,82
161,69 167,19 166,58 165,74 168,17
161,67 167,20 166,59 165,74 168,17
161,84 167,38 166,71 165,87 168,37
161,88 167,38 166,73 165,94 168,33
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8
161,94 167,48 166,84 166,05 168,46
Waterabsorptie door xycapillariteit C Massa na Massa na Massa na Massa na oppervlak (g/m².√(s)) 192h (g) 216h (g) 240h (g) 264h (g) (m²)
174,40 167,01 164,60 158,90 164,30 159,61 171,00 166,81 157,65 164,70 172,19 163,84 154,59 154,04 169,93 173,84 167,09 162,03 167,57 166,94 166,15 168,55
174,41 167,02 164,62 158,91 164,35 159,64 171,04 166,85 157,69 164,73 172,22 163,86 154,63 154,07 169,99 173,87 167,12 162,06 167,60 166,95 166,16 168,60
174,42 167,03 164,61 158,91 164,35 159,64 171,05 166,85 157,69 164,74 172,25 163,88 154,63 154,08 169,99 173,89 167,14 162,09 167,61 166,98 166,18 168,59
174,46 167,07 164,65 158,93 164,34 159,64 171,05 166,85 157,70 164,74 172,25 163,89 154,64 154,06 169,97 173,88 167,13 162,07 167,62 166,98 166,18 168,59
0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0017 0,0016 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0016 0,0017
Gemiddelde Standaarddeviatie
4) Massangis Roche Jaune
161,93 167,47 166,83 166,03 168,44
48,5 44,0 44,9 42,3 45,7 44,2 47,1 49,6 41,0 47,6 46,0 44,6 42,4 40,3 50,0 49,9 45,2 48,3 44,0 43,8 44,3 46,0 45,5 2,75
Droge Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na massa (g) 10' (g) 20' (g) 30' (g) 45' (g) 60' (g) 90' (g)
173,11 163,06 167,79 162,08 163,17 169,62 163,75 169,84
174,57 165,27 171,85 165,18 165,66 172,47 166,38 173,42
174,94 166,12 173,01 166,12 166,45 173,53 166,80 174,72
175,27 166,73 173,79 166,91 167,09 174,30 167,12 175,47
175,65 167,26 174,38 167,90 167,90 175,07 167,42 176,26
175,85 167,68 174,85 168,55 168,51 175,87 167,82 176,93
176,26 168,04 175,32 169,01 169,25 176,23 168,38 177,25
MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4) Massangis Roche Jaune MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18
176,54 160,16 176,77 185,78 179,23 178,91 174,32 166,05 163,07 164,07 166,67 173,11 169,19 179,31 175,94 161,85 174,27 172,30 169,70 173,78 177,96 173,33 171,68 162,49
179,22 162,63 178,00 187,30 181,00 180,78 175,58 168,37 166,61 166,78 168,10 176,15 172,21 181,12 179,58 165,08 176,87 175,11 173,32 175,01 181,29 175,67 174,51 165,57
180,11 163,46 179,23 187,82 181,22 181,38 176,03 169,02 167,45 167,76 168,79 177,16 172,75 181,61 179,84 165,75 177,15 175,72 174,32 175,05 182,30 176,04 175,32 166,20
180,22 163,88 179,28 188,35 181,50 181,80 176,23 169,17 167,74 167,95 169,12 177,63 173,26 182,06 179,95 166,47 177,49 176,32 175,10 175,23 183,02 176,20 175,80 166,99
180,30 164,40 179,29 188,86 181,51 182,34 176,64 169,61 168,12 168,53 169,44 178,20 173,69 182,39 180,07 167,08 177,87 176,70 176,03 175,57 183,74 176,48 176,29 167,48
180,35 164,94 179,46 189,43 181,78 182,70 176,90 169,91 168,24 168,75 169,80 178,70 174,29 182,82 180,33 167,70 178,35 177,15 176,63 175,65 184,16 176,77 176,66 167,92
180,53 165,70 179,64 189,70 182,00 183,46 177,43 170,40 168,59 169,45 170,55 179,17 174,77 183,44 180,49 168,29 178,96 177,95 176,71 175,64 184,48 177,16 177,28 168,33
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 120' (g) 180' (g) 240' (g) 24h (g) 48h (g) 72h (g) 96h (g)
176,68 168,12 175,37 169,09 169,39 176,30 168,75 177,28 180,59 165,96 179,72 189,83 182,20 183,83 177,75 170,75 168,75 169,95
177,34 168,21 175,51 169,15 169,52 176,47 169,42 177,35 180,73 166,06 179,92 190,06 182,59 184,20 178,32 171,36 169,16 170,35
177,89 168,34 175,52 169,13 169,57 176,47 169,46 177,36 180,82 166,07 180,06 190,10 182,92 184,38 178,62 171,52 169,36 170,34
178,92 168,42 175,70 169,35 169,75 176,58 169,63 177,53 181,59 166,23 181,36 190,39 184,87 184,50 179,48 171,80 169,79 170,45
179,12 168,62 175,89 169,44 169,81 176,66 169,73 177,62 181,68 166,34 181,63 190,47 184,98 184,58 179,63 171,91 169,92 170,58
179,30 168,84 176,15 169,65 169,96 176,85 169,94 177,92 181,87 166,56 181,85 190,69 185,09 184,74 179,77 172,04 170,04 170,76
179,39 168,94 176,33 169,75 170,05 176,95 170,03 178,05 181,95 166,74 181,96 190,75 185,17 184,83 179,87 172,16 170,13 170,84
MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4) Massangis Roche Jaune MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28
170,97 179,17 174,75 183,60 180,55 168,34 179,47 178,37 176,70 175,62 184,56 177,36 177,44 168,39
171,50 179,24 174,90 183,95 180,63 168,43 180,28 178,54 176,70 175,63 184,51 177,56 177,56 168,40
171,52 179,33 174,98 184,27 180,67 168,39 180,75 178,61 176,75 175,75 184,51 177,79 177,81 168,54
171,72 179,44 175,21 184,55 180,94 168,47 180,92 178,71 176,88 176,33 184,84 178,77 178,02 168,64
171,84 179,54 175,31 184,70 180,99 168,63 181,02 178,78 176,97 176,55 184,92 178,91 178,16 168,68
172,01 179,73 175,45 184,81 181,20 168,83 181,23 179,06 177,21 176,76 / 179,12 178,36 168,90
172,11 179,82 175,54 184,89 181,23 168,94 181,35 179,17 177,34 176,87 / 179,21 178,45 168,97
xyMassa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na oppervlak 144h (g) 168h (g) 192h (g) 216h (g) 240h (g) 264h (g) (m²)
/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /
/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /
179,54 169,12 176,62 169,93 170,22 177,18 170,17 178,26 182,09 166,86 182,14 190,92 185,33 185,01 180,02 172,37 170,30 171,03 172,28 179,99 175,70 185,07 181,43 169,16 181,56 179,39 177,55 177,08
179,59 169,18 176,70 169,97 170,26 177,21 170,23 178,32 182,15 166,90 182,19 190,93 185,37 185,05 180,06 172,40 170,33 171,05 172,32 180,03 175,71 185,10 181,46 169,19 181,58 179,46 177,59 177,12
179,59 169,23 176,71 169,99 170,28 177,23 170,24 178,32 182,17 166,93 182,21 190,95 185,38 185,06 180,09 172,45 170,37 171,06 172,34 180,02 175,73 185,09 181,46 169,21 181,61 179,46 177,60 177,10
179,64 169,23 176,76 170,03 170,32 177,26 170,28 178,37 182,18 166,98 182,24 190,99 185,43 185,11 180,13 172,48 170,41 171,14 172,38 180,09 175,81 185,17 181,54 169,24 181,67 179,52 177,67 177,16
0,0018 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017
MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4) Massangis Roche Jaune
185,21 / / /
185,29 / / /
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 B MJ31 MJ32
21,1 40,6 47,3 56,8 48,3 54,2 23,6 55,0 13,2 38,1 14,2 32,8 11,6 30,3 21,0 24,6 19,3 29,3 27,5 28,5 30,6 26,2 13,0 40,1 25,0 30,5 56,4 6,88 45,1 19,4 34,6 40,1
Gemiddelde Standaarddeviatie
31,4 14,0
/ 179,42 178,66 169,17
/ 179,45 178,70 169,20
/ 179,44 178,71 169,21
/ 179,50 178,77 169,26
0,0018 0,0018 0,0017 0,0017
5) Noyant N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
5) Noyant N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15
Droge Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Masa na massa (g) 5' (g) 10' (g) 15' (g) 20' (g) 30' (g) 45' (g)
124,68 122,06 121,14 122,05 121,74 125,34 120,07 120,91 122,66 121,78 120,55 121,26 122,67 125,32 124,31 124,57 124,14 123,71 123,82 124,16 122,20 120,71 123,92 122,12
127,77 125,92 124,63 125,46 126,72 128,87 123,67 124,68 125,92 126,12 124,97 125,93 127,05 128,59 128,03 129,07 128,51 128,05 127,69 128,62 125,98 124,09 127,20 125,88
129,09 127,40 125,98 126,97 128,31 130,27 125,12 126,16 127,28 127,67 126,46 127,59 128,65 129,85 129,22 130,58 129,79 129,65 129,04 130,07 127,38 125,29 128,35 127,14
129,97 128,53 127,04 127,90 129,27 131,14 126,16 127,24 128,14 128,71 127,44 128,71 129,67 130,63 130,04 131,43 130,76 130,54 129,83 131,02 128,34 126,11 129,13 127,89
130,56 129,19 127,73 128,59 130,01 131,80 126,92 127,98 128,86 129,49 128,11 129,46 130,54 131,33 130,73 132,14 131,47 131,24 130,54 131,82 129,10 126,75 129,75 128,58
131,42 130,18 128,59 129,56 130,97 132,64 127,80 128,97 129,82 130,55 129,07 130,55 131,54 132,28 133,66 133,16 132,39 132,18 131,44 132,91 130,23 127,72 130,67 129,55
132,65 131,56 129,92 130,92 132,45 133,89 129,27 130,44 131,04 132,02 130,55 132,21 133,12 133,60 132,96 134,56 133,76 133,62 132,87 134,35 131,77 129,19 132,03 131,02
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 60' (g) 90' (g) 120' (g) 180' (g) 240' (g) 24h (g) 48h (g)
133,82 132,94 131,17 132,20 133,86 134,98 130,63 131,78 132,17 133,28 131,77 133,64 134,49 134,73 134,12
135,45 134,82 133,03 134,08 135,82 136,62 132,59 133,72 133,88 135,23 133,68 135,82 136,43 136,32 135,72
136,83 136,43 134,67 135,71 137,42 137,99 134,22 135,33 135,28 136,82 135,21 137,41 138,03 137,70 137,06
139,13 138,71 137,03 138,23 138,54 140,18 136,39 137,52 137,63 138,61 137,04 138,19 139,44 139,95 139,30
140,89 139,29 137,73 138,93 138,75 141,62 136,79 137,98 138,89 138,92 137,42 138,42 139,63 141,49 140,68
142,32 140,03 138,52 139,77 139,48 142,69 137,52 138,72 139,80 139,63 138,11 139,05 140,24 142,70 141,73
142,72 140,45 138,95 140,20 139,90 143,09 137,89 139,12 140,24 140,14 138,59 139,47 140,62 143,06 142,13
N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
5) Noyant N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 Gemiddelde Standaarddeviatie
135,76 134,96 134,82 134,14 135,60 133,15 130,35 133,18 132,26
137,58 136,53 136,47 135,92 137,35 135,09 132,11 134,86 134,12
139,06 137,88 137,94 137,45 138,85 136,62 133,58 136,26 135,74
141,19 140,27 139,99 139,95 140,78 138,66 136,14 138,70 138,11
141,69 140,86 140,52 140,64 141,17 139,08 137,28 140,14 138,81
142,34 141,64 141,20 141,41 141,87 139,77 138,17 141,12 139,55
142,74 142,00 141,60 141,83 142,25 140,15 138,60 141,53 139,96
Waterabsorptie door xycapillariteit C Massa na Massa na Massa na Massa na oppervlak (g/m².√(s)) 144h (g) 168h (g) 192h (g) 216h (g) (m²)
143,68 141,36 140,04 141,25 140,87 143,97 138,85 140,04 141,19 141,18 139,72 140,38 141,51 144,06 143,20 143,67 142,93 142,51 142,97 143,22 141,28 139,69 142,57 141,10
143,86 141,53 140,24 141,41 141,06 144,14 139,03 140,23 141,38 141,41 139,91 140,58 141,70 144,23 143,39 143,85 143,12 142,70 143,14 143,38 141,45 139,89 142,77 141,29
143,96 141,64 140,34 141,54 141,18 144,24 139,13 140,33 141,46 141,47 140,02 140,68 141,78 144,32 143,47 143,94 143,20 142,80 143,24 143,46 141,54 139,97 142,83 141,35
144,07 141,77 140,43 141,67 141,31 144,36 139,27 140,43 141,58 141,61 140,14 140,78 141,90 144,46 143,60 144,05 143,34 142,92 143,33 143,58 141,66 140,06 142,93 141,47
0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017
75,5 87,7 83,5 85,2 89,3 75,8 88,1 88,8 78,1 89,5 86,3 96,9 92,2 77,0 75,5 83,7 78,8 81,4 81,5 85,4 89,8 81,6 77,1 82,8 83,8 5,8
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
Droge Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na massa (g) 1' (g) 2' (g) 2,5' (g) 3' (g) 4' (g) 5' (g)
145,92 139,92 143,29 118,66 139,60 139,58 136,11 129,05 125,46 142,94 119,83 142,52 133,05 125,26 138,19 141,91 142,80 142,01 131,35 129,76 133,60
/ / / 124,07 / / / / / 144,82 122,92 / / / / / / / / / 137,48
/ / / 125,96 / / / / / 145,74 124,19 / / / / / / / / / 138,99
150,60 145,54 146,93 / 144,19 142,70 141,24 133,29 130,60 / / 147,79 138,13 130,11 141,98 146,71 148,12 147,42 135,78 134,91 /
/ / / 127,11 / / / / / 146,33 125,05 / / / / / / / / / 140,09
/ / / 128,29 / / / / / 147,02 125,99 / / / / / / / / / 141,19
151,70 147,29 147,54 / 145,48 143,79 142,89 134,43 131,43 / / 149,26 139,17 132,14 142,82 148,04 149,54 148,75 136,75 135,64 /
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 6,5' (g) 7,5' (g) 10' (g) 15' (g) 20' (g) 30' (g) 45' (g)
/ / / 130,20 / / / / / 148,34 127,61 / / / / / / /
152,58 148,86 147,96 / 146,63 144,75 144,28 135,49 132,12 / / 149,95 140,21 133,58 143,47 149,13 150,55 149,79
153,44 150,32 148,31 131,62 147,72 145,62 145,39 136,49 132,78 149,49 128,88 150,32 140,99 134,31 143,90 149,80 151,20 150,42
154,80 152,26 149,02 133,37 149,70 147,59 147,40 138,38 134,11 151,79 130,82 150,97 142,53 135,55 144,77 150,86 152,30 151,39
155,78 153,36 149,66 133,68 151,47 149,26 149,17 140,13 135,38 153,07 132,03 151,48 143,47 136,40 145,29 151,38 153,05 151,98
157,04 154,08 150,69 133,74 153,40 151,42 150,77 142,75 137,33 155,04 133,85 152,20 144,41 137,75 146,11 152,15 154,07 152,97
158,32 154,24 152,26 133,74 154,36 152,94 150,90 143,39 140,01 155,78 133,99 153,36 145,25 138,08 147,10 153,14 155,08 154,23
S19 S20 S21
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
/ / 143,10
137,36 136,19 /
137,74 136,61 144,72
138,39 137,41 147,80
138,81 138,09 149,08
139,55 139,22 149,37
140,60 140,72 149,35
Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na Massa na 60' (g) 90' (g) 120' (g) 180' (g) 240' (g) 24h (g) 48h (g)
158,69 154,22 153,23 133,75 154,40 153,22 150,91 143,39 140,37 155,91 133,97 154,16 145,43 138,09 147,78 153,89 155,62 154,72 141,38 141,68 149,35
158,87 154,25 154,98 133,72 154,38 153,28 150,91 143,39 140,42 156,03 133,97 155,48 145,46 138,12 148,72 154,86 155,95 154,83 142,25 141,97 149,28
158,88 154,24 156,09 133,74 154,35 153,24 150,87 143,38 140,35 156,05 134,00 155,83 145,46 138,12 149,09 155,08 155,97 154,84 142,35 142,01 149,33
158,86 154,23 156,57 133,68 154,39 153,23 150,89 143,39 140,41 156,02 133,97 155,87 145,44 138,09 149,15 154,08 155,94 154,79 142,33 141,98 149,31
Waterabsorptie door xycapillariteit C Massa na oppervlak (g/m².√(s)) 72h (g) (m²)
159,50 154,81 157,33 134,52 155,00 153,78 151,45 144,16 141,13 156,71 134,82 156,41 146,15 138,88
0,0019 0,0018 0,0019 0,0016 0,0019 0,0019 0,0019 0,0017 0,0017 0,0019 0,0016 0,0019 0,0017 0,0017
125 199 64,9 252 176 159 181 178 125 167 208 84,0 142 160
158,85 154,18 156,57 133,69 154,33 153,19 150,84 143,38 140,36 156,00 133,98 155,85 145,42 138,06 149,17 155,05 155,93 154,75 142,32 141,96 149,27
158,95 154,21 156,68 133,84 154,40 153,22 150,90 143,50 140,52 156,09 134,16 155,94 145,56 138,19 149,34 155,15 156,03 154,90 142,50 142,11 149,40
159,15 154,41 156,88 134,05 154,63 153,41 151,09 143,79 140,82 156,33 134,44 156,06 145,72 138,50 149,48 155,30 156,22 155,02 142,64 142,21 149,67
S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 Gemiddelde Standaarddeviatie
149,80 155,73 156,63 155,43 142,93 142,60 150,07
0,0017 0,0019 0,0019 0,0019 0,0017 0,0017 0,0018
86,1 114 117 109 79,3 83,2 239 145 53,4
Bijlage G: Proef ter bepaling van de waterabsorptie onder atmosferische druk
1) Euville
Droge massa md (g)
Massa na 24h (g)
Massa na 72h (g)
Massa na 192h (g)
Massa na 240h (g)
Massa na 336h (g)
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
159,98 196,59 193,40 150,93 153,26 151,77 154,83 195,10 160,49 152,18 167,67 195,67 160,53 153,20 150,56 159,19 201,22 196,15 151,93 160,25 154,20 156,84 156,35
165,26 203,23 199,96 156,40 157,95 156,46 159,52 200,86 166,14 157,46 173,11 201,48 165,93 158,14 156,30 163,87 207,00 201,62 156,60 165,70 158,78 162,12 161,34
165,77 203,41 200,14 156,66 158,04 156,60 159,82 201,10 166,55 157,75 173,23 201,71 166,12 158,31 156,40 163,95 207,31 201,91 156,76 165,93 158,93 162,24 161,58
166,02 203,82 200,57 156,91 158,45 157,01 160,15 201,54 166,83 158,02 173,84 202,27 166,46 158,63 156,84 164,45 207,85 202,32 157,10 166,29 159,21 162,69 161,96
165,99 203,91 200,64 156,88 158,46 157,04 160,07 201,51 166,82 158,03 173,79 202,22 166,53 158,69 156,93 164,40 207,77 202,32 157,16 166,33 159,25 162,70 161,93
166,29 204,05 200,87 157,11 158,63 157,25 160,31 201,78 167,08 158,36 174,09 202,58 166,68 158,87 157,10 164,61 208,06 202,65 157,43 166,59 159,54 162,99 162,21
WaterMassa absorptie verzadigd Ab monster (massa ms (g) %)
166,02 203,82 200,57 156,91 158,45 157,01 160,15 201,54 166,83 158,02 173,84 202,27 166,46 158,63 156,84 164,45 207,85 202,32 157,10 166,29 159,21 162,69 161,96
Gemiddelde Standaarddeviatie
3,78 3,68 3,71 3,96 3,39 3,45 3,44 3,30 3,95 3,84 3,68 3,37 3,69 3,54 4,17 3,30 3,29 3,15 3,40 3,77 3,25 3,73 3,59 3,58 0,26
2) Lede
Droge massa md (g)
Massa na 24h (g)
Massa na 72h (g)
Massa na 192h (g)
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9
189,10 182,30 183,24 179,99 180,47 181,06 186,74 184,92 179,04
191,59 184,31 185,19 182,06 182,48 182,96 188,91 187,16 180,93
191,64 184,46 185,28 182,06 182,53 183,04 188,94 187,24 181,01
191,75 184,47 185,39 182,13 182,57 183,10 189,05 187,35 181,13
Massa na 240h (g)
Massa na 336h (g)
191,80 184,57 185,36 182,14 182,62 183,12 189,05 187,32 181,08
191,82 184,56 185,46 182,17 182,67 183,10 189,09 187,40 181,15
Massa verzadigd monster ms (g)
Waterabsorptie Ab (massa %)
191,64 184,46 185,28 182,06 182,53 183,04 188,94 187,24 181,01
1,34 1,18 1,11 1,15 1,14 1,09 1,18 1,25 1,10
L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
193,39 188,22 178,42 186,66 179,04 164,99 186,73 183,99 175,57 168,84 188,07 180,75 177,41 174,29 170,07 182,75 187,16 176,92 172,90 172,36 171,06
195,29 190,42 180,37 188,77 181,27 166,66 188,63 186,12 178,03 170,81 190,35 182,73 179,39 176,10 172,22 184,99 189,19 178,75 174,74 174,42 173,14
195,44 190,49 180,52 188,53 181,49 166,77 188,76 186,17 178,09 170,80 190,44 182,79 179,51 176,23 172,19 184,99 189,30 178,86 174,81 174,48 173,19
195,57 190,62 180,55 188,95 181,48 166,85 188,86 186,31 178,20 170,90 190,53 182,92 179,55 176,27 172,33 185,09 189,44 178,92 174,88 174,53 173,25
195,55 190,56 180,55 188,97 181,41 166,85 188,79 186,25 178,18 170,89 190,54 182,91 179,58 176,29 172,30 185,06 189,44 178,93 174,86 174,53 173,27
195,60 190,63 180,62 189,04 181,47 166,88 188,81 186,29 178,24 170,96 190,58 182,93 179,57 176,36 172,35 185,09 189,43 179,00 174,92 174,57 173,30
195,44 190,49 180,52 188,53 181,49 166,77 188,76 186,17 178,09 170,80 190,44 182,79 179,51 176,23 172,19 184,99 189,30 178,86 174,81 174,48 173,19
Gemiddelde Standaarddeviatie
1,06 1,21 1,18 1,00 1,37 1,08 1,09 1,18 1,44 1,16 1,26 1,13 1,18 1,11 1,25 1,23 1,14 1,10 1,10 1,23 1,25 1,18 0,09
3) Massangis Roche Claire
Droge massa md (g)
Massa na 24h (g)
Massa na 72h (g)
Massa na 192h (g)
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17
166,07 159,10 156,96 151,57 156,40 152,08 162,80 158,86 150,48 156,85 163,95 155,95 147,30 147,08 161,88 165,43 159,16
174,26 166,87 164,43 158,77 164,13 159,45 170,86 166,61 157,56 164,52 172,00 163,72 154,41 153,86 169,70 173,60 166,84
174,30 166,93 164,51 158,80 164,21 159,48 170,94 166,66 157,56 164,55 172,10 163,72 154,44 153,88 169,79 173,71 166,95
174,35 167,04 164,63 158,95 164,28 159,55 170,98 166,79 157,64 164,78 172,22 163,89 154,54 154,00 169,93 173,85 167,13
Massa na 240h (g)
Massa na 336h (g)
174,44 167,06 164,64 159,00 164,35 159,61 171,09 166,83 157,71 164,70 172,20 163,89 154,56 154,02 169,93 173,80 167,06
174,51 167,11 164,68 158,98 164,41 159,66 171,06 166,90 157,82 164,80 172,32 163,96 154,68 154,06 169,94 173,86 167,17
Massa verzadigd monster ms (g)
Waterabsorptie Ab (massa %)
174,30 166,93 164,51 158,80 164,21 159,48 170,94 166,66 157,56 164,55 172,10 163,72 154,44 153,88 169,79 173,71 166,95
4,96 4,92 4,81 4,77 4,99 4,87 5,00 4,91 4,70 4,91 4,97 4,98 4,85 4,62 4,89 5,01 4,89
MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
154,18 159,87 159,25 158,36 160,66
161,83 167,42 166,77 165,94 168,35
161,89 167,44 166,89 166,03 168,41
162,04 167,59 166,98 166,20 168,66
161,99 167,55 166,94 166,16 168,58
162,10 167,65 167,04 166,22 168,60
161,89 167,44 166,89 166,03 168,41
Gemiddelde Standaarddeviatie
5,00 4,74 4,80 4,84 4,82 4,88 0,11
4) Massangis Roche Jaune
Droge massa md (g)
Massa na 24h (g)
Massa na 72h (g)
Massa na 240h (g)
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
173,14 163,06 167,79 162,08 163,17 169,67 163,82 169,85 176,56 160,21 176,85 185,88 179,30 179,00 174,40 166,06 163,14 164,15 166,67 173,19 169,30 179,36 176,00 161,89 174,35 172,37 169,79 173,87 178,02 172,39 171,75 162,58
179,02 168,56 175,78 169,38 169,72 176,65 169,65 177,55 181,53 166,28 181,60 190,42 184,81 184,50 179,58 171,83 169,69 170,47 171,80 179,41 175,18 184,59 181,01 168,64 181,05 178,82 176,96 176,72 184,77 178,88 178,05 168,73
179,11 168,70 175,92 169,50 169,79 176,77 169,78 177,71 181,77 166,40 181,74 190,57 184,91 184,59 179,62 171,92 169,81 170,56 171,88 179,56 175,30 184,63 181,09 168,67 181,17 178,88 177,07 176,79 184,81 179,01 178,18 168,80
179,15 168,69 175,91 169,44 169,82 176,71 169,74 177,71 181,65 166,36 181,67 190,48 184,90 184,60 179,66 172,03 169,84 170,59 171,83 179,55 175,24 184,63 181,06 168,68 181,15 178,85 177,04 176,78 184,87 179,01 178,19 168,79
Massa na 336h (g)
179,30 168,77 175,98 169,57 169,92 176,85 169,82 177,78 181,75 166,42 181,78 190,62 184,12 184,70 179,72 172,02 169,93 170,68 171,93 179,65 175,36 184,72 181,18 168,75 181,18 178,96 177,21 176,89 184,93 179,14 178,33 168,93
Massa verzadigd monster ms (g)
Waterabsorptie Ab (massa %)
179,11 168,70 175,92 169,50 169,79 176,77 169,78 177,71 181,77 166,40 181,74 190,57 184,91 184,59 179,62 171,92 169,81 170,56 171,88 179,56 175,30 184,63 181,09 168,67 181,17 178,88 177,07 176,79 184,81 179,01 178,18 168,80
3,45 3,46 4,85 4,58 4,06 4,18 3,64 4,63 2,95 3,86 2,77 2,52 3,13 3,12 2,99 3,53 4,09 3,90 3,13 3,68 3,54 2,94 2,89 4,19 3,91 3,78 4,29 1,68 3,81 3,84 3,74 3,83
Gemiddelde Standaarddeviatie
3,59 0,66
5) Noyant
Droge massa md (g)
Massa na 24h (g)
Massa na 72h (g)
Massa na 192h (g)
Massa na 240h (g)
Massa na 312h (g)
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
124,78 122,17 121,25 121,05 121,69 125,27 120,12 120,90 122,67 121,89 120,65 121,33 122,75 125,35 124,40 124,71 124,25 123,82 123,95 124,20 122,21 120,72 123,86 122,16
142,14 139,77 138,46 139,58 139,35 142,61 137,46 138,60 139,67 139,44 137,94 138,81 140,12 142,67 141,77 142,27 141,56 141,19 141,34 141,74 139,73 138,03 141,07 139,56
142,83 140,43 138,95 140,13 139,95 143,25 137,94 139,02 140,14 139,97 138,47 139,44 140,61 143,18 142,17 142,71 141,99 141,55 141,83 142,25 140,17 138,53 141,53 139,92
143,61 141,30 139,75 141,06 140,75 143,95 138,70 139,93 141,06 141,03 139,39 140,30 141,43 143,97 143,04 143,62 142,89 142,47 142,75 143,16 141,12 139,47 142,34 140,77
143,81 141,44 139,91 141,27 141,00 144,16 138,91 140,09 141,16 141,10 139,59 140,48 141,68 144,15 143,23 143,82 143,02 142,65 143,00 143,37 141,24 139,68 142,55 140,95
144,20 141,79 140,28 141,53 141,31 144,39 139,37 140,51 141,67 141,54 139,95 140,91 141,95 144,52 143,64 144,25 143,35 142,98 143,22 143,70 141,63 139,97 142,88 141,36
5) Noyant
Waterabsorptie Ab (massa %)
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11
15,3 15,8 15,4 16,7 15,9 15,1 15,6 15,9 15,1 15,8 15,7
Massa verzadigd Massa na monster 336h (g) ms (g)
144,16 141,85 140,31 141,69 141,44 144,40 139,28 140,47 141,51 141,52 139,94 140,90 142,03 144,46 143,56 144,18 143,39 143,11 143,33 143,76 141,67 140,02 142,91 141,40
143,81 141,44 139,91 141,27 141,00 144,16 138,91 140,09 141,16 141,10 139,59 140,48 141,68 144,15 143,23 143,82 143,02 142,65 143,00 143,37 141,24 139,68 142,55 140,95
N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
15,8 15,4 15,0 15,1 15,3 15,1 15,2 15,4 15,4 15,6 15,7 15,1 15,4
Gemiddelde Standaarddeviatie
15,5 0,38
6) Savonnières
Droge massa md (g)
Massa na 24h (g)
Massa na 72h (g)
Massa na 192h (g)
Massa na 240h (g)
Massa na 312h (g)
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
145,91 139,91 143,29 118,65 139,60 139,57 136,11 129,05 125,46 142,95 119,84 142,51 133,06 125,26 138,20 141,92 142,80 141,99 131,36 129,79 133,60
158,49 153,64 156,30 133,19 153,80 152,81 150,46 143,09 139,96 155,71 133,74 155,59 145,30 137,96 149,09 154,93 155,79 154,50 142,13 141,76 148,84
158,92 154,04 156,45 133,46 154,04 153,24 150,74 143,50 140,22 156,11 134,06 155,70 145,43 138,17 149,38 155,13 155,94 155,19 142,71 142,21 149,42
159,62 154,73 157,21 134,38 154,78 153,86 151,28 144,16 141,05 156,82 134,59 156,35 146,05 139,00 150,02 155,75 156,54 155,55 143,08 142,73 149,88
159,81 154,85 157,36 134,44 154,83 153,99 151,52 144,34 141,10 156,95 134,81 156,45 146,04 139,03 150,10 155,80 156,57 155,61 143,19 142,81 149,80
159,90 154,90 157,49 134,72 155,11 154,34 151,77 144,59 141,52 157,24 134,99 156,80 146,45 139,29 150,36 156,20 157,06 155,91 143,49 143,16 150,49
6) Savonnières
Waterabsorptie Ab (massa %)
Massa verzadigd Massa na monster 336h (g) ms (g)
160,03 155,05 157,57 134,64 155,11 154,28 151,74 144,66 141,51 157,14 135,09 156,66 146,47 139,31 150,31 156,18 156,99 155,95 143,26 142,95 150,10
159,62 154,73 157,21 134,38 154,78 153,86 151,28 144,16 141,05 156,82 134,59 156,35 146,05 139,00 150,02 155,75 156,54 155,55 143,08 142,73 149,88
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
9,40 10,6 9,71 13,3 10,9 10,2 11,1 11,7 12,4 9,70 12,3 9,71 9,76 11,0 8,55 9,74 9,62 9,55 8,92 9,97 12,2
Gemiddelde Standaarddeviatie
10,5 1,27
Bijlage H: Hirschwald coëfficiënt of verzadigingscoëfficiënt
1) Euville
Droge massa md (g)
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
159,97 196,59 193,41 150,94 153,24 151,76 154,83 195,11 160,45 152,15 167,63 195,64 160,44 153,18 150,57 159,17 201,21 196,12 151,92 160,21 154,18 156,82 156,33
Massa na 24h onder atmosferische druk(g)
Geabsorbeerd water onder atmosferische druk (g)
165,26 203,23 199,96 156,40 157,95 156,46 159,52 200,86 166,14 157,46 173,11 201,48 165,93 158,14 156,30 163,87 207,00 201,62 156,60 165,70 158,78 162,12 161,34
5,29 6,64 6,55 5,46 4,71 4,70 4,69 5,75 5,69 5,31 5,48 5,84 5,49 4,96 5,73 4,70 5,79 5,50 4,68 5,49 4,60 5,30 5,01
Massa na 24h vacuüm (g)
170,33 209,39 206,31 161,54 162,82 161,33 164,23 206,88 171,53 162,42 178,49 207,43 170,94 162,88 161,53 168,44 213,22 207,48 161,45 170,92 163,52 167,17 166,23
Geabsorbeerd water onder vacuüm (g)
10,36 12,80 12,90 10,60 9,58 9,57 9,40 11,77 11,08 10,27 10,86 11,79 10,50 9,70 10,96 9,27 12,01 11,36 9,53 10,71 9,34 10,35 9,90
Gemiddelde Standaarddeviatie
Hirschwald coëfficiënt
0,51 0,52 0,51 0,52 0,49 0,49 0,50 0,49 0,51 0,52 0,50 0,50 0,52 0,51 0,52 0,51 0,48 0,48 0,49 0,51 0,49 0,51 0,51 0,50 0,01
2) Ledesteen
Droge massa md (g)
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10
188,84 182,15 183,07 179,77 180,23 180,81 186,51 184,60 178,79 193,10
Massa na 24h onder atmosferische druk(g)
Geabsorbeerd water onder atmosferische druk (g)
191,59 184,31 185,19 182,06 182,48 182,96 188,91 187,16 180,93 195,29
2,75 2,16 2,12 2,29 2,25 2,15 2,40 2,56 2,14 2,19
Massa na 24h vacuüm (g)
192,63 185,05 186,27 182,83 183,29 183,72 189,59 187,91 181,34 195,97
Geabsorbeerd water onder vacuüm (g)
3,79 2,90 3,20 3,06 3,06 2,91 3,08 3,31 2,55 2,87
Hirschwald coëfficiënt
0,73 0,74 0,66 0,75 0,74 0,74 0,78 0,77 0,84 0,76
L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
188,00 178,24 186,36 178,83 164,84 186,51 183,68 175,32 168,78 188,07 180,67 177,37 174,17 170,05 182,56 187,03 176,83 172,68 172,23 171,03
190,42 180,37 188,77 181,27 166,66 188,63 186,12 178,03 170,81 190,35 182,73 179,39 176,10 172,22 184,99 189,19 178,75 174,74 174,42 173,14
2,42 2,13 2,41 2,44 1,82 2,12 2,44 2,71 2,03 2,28 2,06 2,02 1,93 2,17 2,43 2,16 1,92 2,06 2,19 2,11
191,33 181,13 189,61 182,12 167,21 189,50 186,84 179,04 171,59 191,32 183,63 180,27 176,98 173,12 186,03 190,12 179,48 175,47 175,51 174,04
3,33 2,89 3,25 3,29 2,37 2,99 3,16 3,72 2,81 3,25 2,96 2,90 2,81 3,07 3,47 3,09 2,65 2,79 3,28 3,01
Gemiddelde Standaarddeviatie
0,73 0,74 0,74 0,74 0,77 0,71 0,77 0,73 0,72 0,70 0,70 0,70 0,69 0,71 0,70 0,70 0,72 0,74 0,67 0,70 0,73 0,04
3) Massangis Roche Claire
Droge massa md (g)
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19
165,99 159,04 156,91 151,49 156,40 152,08 162,79 158,83 150,46 156,82 163,92 155,92 147,29 147,06 161,87 165,42 159,16 154,17 159,86
Massa na 24h onder atmosferische druk(g)
Geabsorbeerd water onder atmosferische druk (g)
174,26 166,87 164,43 158,77 164,13 159,45 170,86 166,61 157,56 164,52 172,00 163,72 154,41 153,86 169,70 173,60 166,84 161,83 167,42
8,27 7,83 7,52 7,28 7,73 7,37 8,07 7,78 7,10 7,70 8,08 7,80 7,12 6,80 7,83 8,18 7,68 7,66 7,56
Massa na 24h vacuüm (g)
175,63 168,12 165,68 159,97 165,58 160,68 172,21 168,00 158,69 165,77 173,33 164,97 155,85 154,95 170,98 174,95 168,12 162,96 168,60
Geabsorbeerd water onder vacuüm (g)
9,64 9,08 8,77 8,48 9,18 8,60 9,42 9,17 8,23 8,95 9,41 9,05 8,56 7,89 9,11 9,53 8,96 8,79 8,74
Hirschwald coëfficiënt
0,86 0,86 0,86 0,86 0,84 0,86 0,86 0,85 0,86 0,86 0,86 0,86 0,83 0,86 0,86 0,86 0,86 0,87 0,86
MC20 MC21 MC22
159,24 158,35 160,65
166,77 165,94 168,35
7,53 7,59 7,70
168,03 167,23 169,79
8,79 8,88 9,14
Gemiddelde Standaarddeviatie
0,86 0,01
4) Massangis Roche Jaune
Droge massa md (g)
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
173,11 163,06 167,79 162,08 163,17 169,62 163,75 169,84 176,54 160,16 176,77 185,78 179,23 178,91 174,32 166,05 163,07 164,07 166,67 173,11 169,19 179,31 175,94 161,85 174,27 172,30 169,70 173,78 177,96 173,33 171,68 162,49
Gemiddelde Standaarddeviatie
0,86 0,85 0,84
Massa na 24h onder atmosferische druk(g)
Geabsorbeerd water onder atmosferische druk (g)
179,02 168,56 175,78 169,38 169,72 176,65 169,65 177,55 181,53 166,28 181,60 190,42 184,81 184,50 179,58 171,83 169,69 170,47 171,80 179,41 175,18 184,59 181,01 168,64 181,05 178,82 176,96 176,72 184,77 178,88 178,05 168,73
5,91 5,50 7,99 7,30 6,55 7,03 5,90 7,71 4,99 6,12 4,83 4,64 5,58 5,59 5,26 5,78 6,62 6,40 5,13 6,30 5,99 5,28 5,07 6,79 6,78 6,52 7,26 2,94 6,81 5,55 6,37 6,24
Massa na 24h vacuüm (g)
181,64 171,02 178,78 171,90 172,04 178,95 171,90 180,07 183,71 168,93 183,94 192,25 187,23 186,75 182,05 174,28 172,33 172,71 173,90 182,06 178,03 186,99 183,09 170,94 183,32 181,56 179,31 178,76 187,04 181,16 180,34 171,23
Geabsorbeerd water onder vacuüm (g)
8,53 7,96 10,99 9,82 8,87 9,33 8,15 10,23 7,17 8,77 7,17 6,47 8,00 7,84 7,73 8,23 9,26 8,64 7,23 8,95 8,84 7,68 7,15 9,09 9,05 9,26 9,61 4,98 9,08 7,83 8,66 8,74
Hirschwald coëfficiënt
0,69 0,69 0,73 0,74 0,74 0,75 0,72 0,75 0,70 0,70 0,67 0,72 0,70 0,71 0,68 0,70 0,71 0,74 0,71 0,70 0,68 0,69 0,71 0,75 0,75 0,70 0,76 0,59 0,75 0,71 0,74 0,71 0,71 0,03
5) Noyant
Droge massa md (g)
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
124,68 122,06 121,14 122,05 121,74 125,34 120,07 120,91 122,66 121,78 120,55 121,26 122,67 125,32 124,31 124,57 124,14 123,71 123,82 124,16 122,20 120,71 123,92 122,12
Massa na 24h onder atmosferische druk(g)
Geabsorbeerd water onder atmosferische druk (g)
142,14 139,77 138,46 139,58 139,35 142,61 137,46 138,60 139,67 139,44 137,94 138,81 140,12 142,67 141,77 142,27 141,56 141,19 141,34 141,74 139,73 138,03 141,07 139,56
17,46 17,71 17,32 17,53 17,61 17,27 17,39 17,69 17,01 17,66 17,39 17,55 17,45 17,35 17,46 17,70 17,42 17,48 17,52 17,58 17,53 17,32 17,15 17,44
Massa na 24h vacuüm (g)
149,67 147,12 145,70 146,67 146,96 149,31 144,96 145,67 146,60 146,23 145,15 146,53 147,33 149,39 149,02 149,52 148,64 148,12 148,53 148,90 146,64 144,88 148,31 146,89
Geabsorbeerd water onder vacuüm (g)
24,99 25,06 24,56 24,62 25,22 23,97 24,89 24,76 23,94 24,45 24,60 25,27 24,66 24,07 24,71 24,95 24,50 24,41 24,71 24,74 24,44 24,17 24,39 24,77
Gemiddelde Standaarddeviatie
Hirschwald coëfficiënt
0,70 0,71 0,71 0,71 0,70 0,72 0,70 0,71 0,71 0,72 0,71 0,69 0,71 0,72 0,71 0,71 0,71 0,72 0,71 0,71 0,72 0,72 0,70 0,70 0,71 0,01
6) Savonnières
Droge massa md (g)
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11
145,92 139,92 143,29 118,66 139,60 139,58 136,11 129,05 125,46 142,94 119,83
Massa na 24h onder atmosferische druk(g)
Geabsorbeerd water onder atmosferische druk (g)
158,49 153,64 156,30 133,19 153,80 152,81 150,46 143,09 139,96 155,71 133,74
12,57 13,72 13,01 14,53 14,20 13,23 14,35 14,04 14,50 12,77 13,91
Massa na 24h vacuüm (g)
170,85 166,20 168,52 143,99 166,28 165,41 163,55 153,93 150,65 167,98 144,48
Geabsorbeerd water onder vacuüm (g)
24,93 26,28 25,23 25,33 26,68 25,83 27,44 24,88 25,19 25,04 24,65
Hirschwald coëfficiënt
0,50 0,52 0,52 0,57 0,53 0,51 0,52 0,56 0,58 0,51 0,56
S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 Gemiddelde Standaarddeviatie
142,52 133,05 125,26 138,19 141,91 142,80 142,01 131,35 129,76 133,60
155,59 145,30 137,96 149,09 154,93 155,79 154,50 142,13 141,76 148,84
13,07 12,25 12,70 10,90 13,02 12,99 12,49 10,78 12,00 15,24
168,16 156,93 148,59 159,43 167,44 168,15 167,21 152,95 152,75 161,64
25,64 23,88 23,33 21,24 25,53 25,35 25,20 21,60 22,99 28,04
0,51 0,51 0,54 0,51 0,51 0,51 0,50 0,50 0,52 0,54 0,53 0,02
Bijlage I: Proef ter bepaling van de GC-coëfficiënt Voor gewogen massa's na x tijdseenheden: zie bijlage F
1) Euville
Helling van de eerste rechte α (%/√(min))
Relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%)
GC-coëfficiënt
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
5,95 5,86 6,83 6,45 6,46 5,36 5,98 4,76 6,06 7,21 7,37 5,83 7,05 7,52 10,9 6,42 4,72 4,83 6,76 5,78 5,73 8,63 7,68
49,9 50,4 49,4 50,3 46,8 46,7 46,8 47,6 50,5 50,6 47,2 46,8 49,8 50,0 52,1 48,9 47,6 46,9 47,5 48,9 47,6 49,5 49,2
-6,24 -6,11 -6,62 -6,31 -7,03 -6,70 -6,87 -6,34 -6,14 -6,48 -7,22 -6,83 -6,60 -6,70 -7,33 -6,59 -6,32 -6,50 -6,97 -6,38 -6,63 -7,15 -6,92
Gemiddelde Standaarddeviatie
6,53 1,37
48,7 1,58
-6,65 0,34
2) Lede steen L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10
Helling van de eerste rechte α (%/√(min))
1,19 1,21 0,80 1,02 0,93 0,97 1,14 1,17 1,07 0,90
Relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%)
80,7 83,8 72,2 78,8 78,1 79,0 84,4 85,2 91,8 79,1
GC-coëfficiënt
1,49 2,10 -0,12 1,14 1,04 1,21 2,25 2,40 3,77 1,25
L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
1,08 0,89 0,96 1,07 0,94 0,82 1,17 1,20 0,99 1,30 0,79 1,15 1,04 1,24 1,20 1,00 1,03 1,12 1,59 1,87
78,1 79,6 80,0 80,5 81,9 73,2 78,8 74,7 69,0 76,0 69,6 74,8 75,1 75,2 73,2 75,7 77,0 80,6 71,3 77,1
0,99 1,35 1,41 1,49 1,80 0,08 1,11 0,27 -0,82 0,50 -0,65 0,31 0,39 0,36 -0,04 0,54 0,78 1,49 -0,54 0,54
Gemiddelde Standaarddeviatie
1,09 0,22
77,8 4,85
0,93 0,99
3) Massangis Roche Claire MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19
Helling van de eerste rechte α (%/√(min))
6,48 6,22 6,42 6,20 6,36 6,24 6,24 6,88 6,07 6,67 6,26 6,28 6,03 6,32 6,93 6,89 6,53 6,74 6,09
Relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%)
83,3 83,7 83,9 84,1 82,7 84,2 83,4 83,6 84,0 84,1 84,4 84,1 81,1 84,4 84,9 84,1 84,5 85,3 84,0
GC-coëfficiënt
0,38 0,54 0,52 0,62 0,29 0,63 0,48 0,32 0,64 0,49 0,66 0,60 0,06 0,65 0,55 0,40 0,60 0,71 0,64
MC20 MC21 MC22
6,08 6,19 6,38
83,6 83,2 82,3
0,57 0,45 0,20
Gemiddelde Standaarddeviatie
6,39 0,28
83,8 0,90
0,50 0,17
4) Massangis Roche Jaune
Helling van de eerste rechte α (%/√(min))
Relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%)
GC-coëfficiënt
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
3,16 6,66 5,94 7,76 6,69 7,97 3,85 7,46 0,91 5,04 1,15 5,45 1,95 5,20 3,33 3,50 2,48 4,04 4,63 5,39 4,91 4,37 2,06 5,85 3,90 4,67 7,80 0,38 5,81 2,89 4,45 5,27
69,2 63,4 69,0 72,0 71,7 74,6 71,0 73,4 71,7 70,7 65,9 73,5 72,4 71,6 68,4 67,4 69,6 74,5 67,3 69,3 67,5 71,2 65,6 72,6 73,2 70,0 75,2 68,3 74,1 71,3 72,5 70,8
-1,47 -3,73 -2,36 -2,32 -2,05 -1,85 -1,31 -1,93 -0,25 -1,73 -1,50 -1,29 -0,44 -1,60 -1,67 -1,94 -1,17 -0,66 -2,30 -2,12 -2,35 -1,43 -1,86 -1,60 -0,87 -1,77 -1,68 -0,78 -1,28 -0,95 -1,18 -1,78
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,53 2,02
70,6 2,86
-1,60 0,67
5) Noyant Fine
Helling van de eerste rechte α (%/√(min))
Relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%)
GC-coëfficiënt
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
3,90 4,52 4,14 4,55 4,76 4,13 4,56 4,62 4,38 4,91 4,67 5,13 5,01 4,18 3,80 4,50 4,33 4,31 4,46 4,67 4,97 4,43 4,19 4,43
64,9 68,8 67,5 68,6 67,4 67,9 67,2 68,9 67,8 70,1 68,6 67,9 68,8 67,2 66,2 68,6 68,2 68,9 68,1 68,8 69,1 68,6 66,5 67,4
-2,57 -1,97 -2,10 -2,02 -2,31 -2,02 -2,30 -1,96 -2,12 -1,82 -2,05 -2,33 -2,12 -2,18 -2,26 -1,99 -2,02 -1,88 -2,09 -2,02 -2,05 -1,98 -2,32 -2,22
Gemiddelde Standaarddeviatie
4,48 0,34
68,0 1,10
-2,11 0,17
6) Savonnières S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11
Helling van de eerste rechte α (%/√(min))
6,83 10,6 4,12 12,6 9,23 8,97 9,25 9,97 6,96 9,37 10,7
Relatieve waterabsorptiegraad door capillariteit S (%)
51,2 54,5 52,6 59,3 55,3 52,8 53,9 57,6 59,2 52,4 57,5
GC-coëfficiënt
-6,24 -6,75 -5,12 -6,40 -6,15 -6,58 -6,44 -5,91 -4,67 -6,80 -6,16
S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
4,71 7,95 8,15 4,40 4,34 5,28 5,09 4,01 4,90 12,1
51,9 51,1 55,0 51,3 51,6 51,9 50,9 50,5 53,1 55,9
-5,45 -6,61 -5,89 -5,47 -5,40 -5,63 -5,78 -5,52 -5,26 -6,92
Gemiddelde Standaarddeviatie
7,60 2,78
53,8 2,77
-5,96 0,62
Bijlage J: Macroscopische waarnemingen na de vorstproef
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12
Macroscopische waarnemingen
Geen schade Geen schade 4cm lange dunne breuk in boven-,zij- en ondervlak Geen schade Geen schade Geen schade Korte dunne breuk in onder- en zijvlak Korte dunne breuk in onder- en zijvlak Geen schade Geen schade Lange brede breuk. Loopt rond hoek in 3 vlakken. Korte dunne breuk in ondervlak Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade
Macroscopische waarnemingen
2 dunne doorlopende breuken, evenwijdig met gelaagdheid 2 dunne doorlopende breuken, loodrecht op gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, evenwijdig met gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Geen schade Geen schade Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, evenwijdig met gelaagdheid Kleine, dunne onregelmatige breuk in ondervlak Kleine, dunne onregelmatige breukjes in ondervlak 2 dunne doorlopende breuken loodrecht op gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, evenwijdig met gelaagdheid
Schade (0-4)
0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Schade (0-4)
2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 2 2
164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Dunne onduidelijke breuk, evenwijdig met gelaagdheid Geen schade Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid 2 dunne breuken loodrecht op gelaagdheid Kleine, dunne brokstukjes rond een onderhoek weg / Dunne doorlopende breuk, evenwijdig met gelaagdheid Geen schade Geen schade Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Geen schade Geen schade Geen schade Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid Dunne doorlopende breuk, loodrecht op gelaagdheid
Macroscopische waarnemingen
Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade (eventueel heel lichte afbrokkeling) Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade (eventueel heel lichte afbrokkeling) Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade
2 2 2 0 2 2 2 / 2 0 0 2 2 0 0 0 2 2
Schade (0-4)
0 0 0 0 0 0 0(-1) 0 0 0 0 0 0 0 0 0(-1) 0 0 0 0 0 0
4) Massangis Roche Jaune
Macroscopische waarnemingen
Schade (0-4)
Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4
3cm lange, brede breuk voornamelijk in gele zones Geen schade 3 cm lange, dunne breuken, evenwijdig met de gelaagdheid Geen schade
3 0 2 0
164
MJ5
132 132 132 132 164 164
MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11
Lange, zeer brede breuken doen steen in grote brokstukken uiteen vallen Groot brokstuk weg onderaan waar vroeger hoek zat Geen schade Groot brokstuk weg bovenaan waar vroeger hoek zat Korte, dunne breuk in onder- en zijvlak Dunne breuk in zijvlak, loodrecht op gelaagdheid Geen schade
4 3-4 0 3-4 2 2 0
164
MJ12
164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140
MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26
Klein hoekje weg onderaan. Bovenaan dunne breuken rondom hoek Geen schade Geen schade Brokstuk uit het centrum van zijvlak: > 30mm² en vrij diep Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Klein , dun breukje in ondervlak Lange, dunne breuk in zijvlak dat in volgende zijvlak afbuigt Groot brokstuk (op zijn beurt in 2 gebroken) onderaan weg Klein brokstukje weg centraal in ondervlak
2 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 2 2 4 2
164
MJ27
28 14 14 14 14
MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
Lange, zeer brede breuken doen steen in grote brokstukken uiteen vallen Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade
4 0 0 0 0 0
5) Noyant
Macroscopische waarnemingen
Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 / 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23
Alle hoekpunten afgebrokkeld, waarvan 1 hoek vrij sterk. Bijna helft van massa weg Sterke afbrokkeling Sterk massaverlies. Ondervlak nog intact Meer dan gehalveerd in grootte. Ondervlak nog intact (Bijna) Volledig verpulverd Meer dan gehalveerd in grootte. Ondervlak nog intact (Bijna) Volledig verpulverd (Bijna) Volledig verpulverd (Bijna) Volledig verpulverd (Bijna) Volledig verpulverd 1 brokstukje met grootte rond 30 mm² afgebrokkeld Klein brokstukje afgebrokkeld Klein brokstukje afgebrokkeld Geen schade Enkele randen afgebroken Enkele rand sterk afgebrokkeld (naam nog moeilijk leesbaar) Grote brokstukken los (fossielen op breukvlak) Grote brokstukken los Grote brokstukken los (>30mm²) langs hoeken en randen Groot stuk van rand aan boven- en onderzijde los (>30mm²) 3 randen afgebrokkeld (elk > 30mm²) Groot deel van 1 bovenhoek en 1 onderhoek weg (>30mm²)
132
N24
Onder- en bovenvlak zijn nog aanwezig, maar sterk afgebrokkeld
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12
Macroscopische waarnemingen
Bovenvlak wat opgelost? Geen schade voor de rest. Geen schade Geen schade Bovenvlak wat opgelost? Geen schade voor de rest. Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Breuken in schelpenlaag in bovenvlak. Breder dan 0,1mm. Geen schade Geen schade Geen schade
Schade (0-4)
3 4 3-4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 2 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Schade (0-4)
0(-1) 0 0 0(-1) 0 0 0 0 2-3 0 0 0
14 56 28 28 56 56 56 28 28
S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade Geen schade
0 0 0 0 0 0 0 0 0
Bijlage K: Massaverlies als gevolg van de vorstproef Indien er "/" vermeld staat, heeft het proefstuk de vorstproef niet overleefd.
1) Euville
Droge massa md (g)
Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
VOOR
NA
159,97 196,59 193,41 150,94 153,24 151,76 154,83 195,11 160,45 152,15 167,63 195,64 160,44 153,18 150,57 159,17 201,21 196,12 151,92 160,21 154,18 156,82 156,33
2) Lede steen
Massa-verlies (g)
159,82 196,40 193,15 150,72 153,00 151,48 154,57 194,81 160,23 151,96 167,18 195,52 160,42 152,99 150,34 159,02 201,11 195,99 151,82 160,11 154,05 156,72 156,20
Droge massa md (g)
Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11
VOOR
0,15 0,19 0,26 0,22 0,24 0,28 0,26 0,30 0,22 0,19 0,45 0,12 0,02 0,19 0,23 0,15 0,10 0,13 0,10 0,10 0,13 0,10 0,13
Massa-verlies (g)
NA
188,84 182,15 183,07 179,77 180,23 180,81 186,51 184,60 178,79 193,10 188,00
188,92 182,17 183,13 179,88 180,17 181,01 186,61 184,75 178,92 193,30 188,09
-0,08 -0,02 -0,06 -0,11 0,06 -0,20 -0,10 -0,15 -0,13 -0,20 -0,09
164 164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
178,24 186,36 178,83 164,84 186,51 183,68 175,32 168,78 188,07 180,67 177,37 174,17 170,05 182,56 187,03 176,83 172,68 172,23 171,03
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
178,31 186,50 178,88 164,90 186,66 183,84 175,35 168,80 / 180,69 177,38 174,22 169,99 182,63 186,98 176,74 172,72 172,17 170,95
Droge massa md (g) VOOR
-0,07 -0,14 -0,05 -0,06 -0,15 -0,16 -0,03 -0,02 / -0,02 -0,01 -0,05 0,06 -0,07 0,05 0,09 -0,04 0,06 0,08
Massa-verlies (g)
NA
165,99 159,04 156,91 151,49 156,40 152,08 162,79 158,83 150,46 156,82 163,92 155,92 147,29 147,06 161,87 165,42 159,16 154,17 159,86 159,24 158,35 160,65
165,99 158,99 156,94 151,50 156,28 151,97 162,68 158,76 150,38 156,77 163,87 155,87 147,26 147,05 161,87 165,40 159,09 154,09 159,76 159,16 158,26 160,55
0,00 0,05 -0,03 -0,01 0,12 0,11 0,11 0,07 0,08 0,05 0,05 0,05 0,03 0,01 0,00 0,02 0,07 0,08 0,10 0,08 0,09 0,10
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
Droge massa md (g) VOOR
Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84
N1 N2 N3 N4 N5
NA
173,11 163,06 167,79 162,08 163,17 169,62 163,75 169,84 176,54 160,16 176,77 185,78 179,23 178,91 174,32 166,05 163,07 164,07 166,67 173,11 169,19 179,31 175,94 161,85 174,27 172,30 169,70 173,78 177,96 173,33 171,68 162,49
5) Noyant Fine
Massa-verlies (g)
173,07 162,98 167,71 161,99 162,94 154,36 163,75 157,38 176,51 160,11 176,78 185,17 179,24 178,95 173,41 165,96 163,12 164,13 166,64 173,19 169,19 179,23 175,93 161,82 150,07 172,20 / 173,79 177,94 173,30 171,66 162,49
Droge massa md (g) VOOR
0,04 0,08 0,08 0,09 0,23 15,26 0,00 12,46 0,03 0,05 -0,01 0,61 -0,01 -0,04 0,91 0,09 -0,05 -0,06 0,03 -0,08 0,00 0,08 0,01 0,03 24,20 0,10 / -0,01 0,02 0,03 0,02 0,00
Massa-verlies (g)
NA
124,68 122,06 121,14 122,05 121,74
112,45 70,11 97,08 85,15 63,20
12,23 51,95 24,06 36,90 58,54
/ 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
125,34 120,07 120,91 122,66 121,78 120,55 121,26 122,67 125,32 124,31 124,57 124,14 123,71 123,82 124,16 122,20 120,71 123,92 122,12
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
/ 44,73 / / / / 120,03 122,16 124,85 124,20 120,11 115,97 114,36 112,87 121,85 117,96 115,96 119,70 105,26
Droge massa md (g) VOOR
/ 75,34 / / / / 1,23 0,51 0,47 0,11 4,46 8,17 9,35 10,95 2,31 4,24 4,75 4,22 16,86
Massa-verlies (g)
NA
145,92 139,92 143,29 118,66 139,60 139,58 136,11 129,05 125,46 142,94 119,83 142,52 133,05 125,26 138,19 141,91 142,80 142,01 131,35 129,76 133,60
145,64 139,63 143,03 118,45 139,37 139,31 135,87 128,81 125,23 142,69 119,67 142,25 132,88 125,12 138,03 141,72 142,64 141,79 131,21 129,62 133,37
0,28 0,29 0,26 0,21 0,23 0,27 0,24 0,24 0,23 0,25 0,16 0,27 0,17 0,14 0,16 0,19 0,16 0,22 0,14 0,14 0,23
Bijlage L: Proef ter bepaling van de open porositeit en schijnbare volumieke massa, na de vorstproef
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
2) Lede steen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12
Droge massa P1 (g)
159,84 196,42 193,19 150,76 153,00 151,48 154,57 194,81 160,23 151,96 167,18 195,52 160,42 152,99 150,34 159,02 201,11 195,99 151,82 160,11 154,05 156,72 156,20
Droge massa P1 (g)
188,98 182,21 183,17 179,92 180,17 181,01 186,61 184,75 178,92 193,30 188,09 178,31
Nat Gewicht onder water P3 (g)
100,37 123,39 121,34 94,77 96,14 95,23 97,17 122,46 101,30 96,21 105,79 122,81 100,76 96,04 94,44 99,82 126,34 123,04 95,35 100,69 96,71 98,43 98,07
Nat Gewicht onder water P3 (g)
119,44 114,50 114,96 113,42 113,01 113,84 117,47 116,53 112,97 122,24 119,16 112,52
Nat gewicht Schijnbare Open in de lucht P2 volumieke massa porositeit (vol (g) (kg/m³) %)
170,47 209,29 206,14 161,43 163,03 161,38 164,46 207,03 171,82 162,63 179,12 207,42 171,09 163,02 161,67 168,57 213,15 207,72 161,38 170,91 163,63 167,16 166,51
2280 2287 2278 2262 2287 2290 2297 2304 2272 2288 2280 2311 2281 2284 2236 2313 2317 2314 2299 2280 2302 2280 2282
15,2 15,0 15,3 16,0 15,0 15,0 14,7 14,4 16,4 16,1 16,3 14,1 15,2 15,0 16,9 13,9 13,9 13,9 14,5 15,4 14,3 15,2 15,1
Nat gewicht Schijnbare Open in de lucht P2 volumieke massa porositeit (vol (g) (kg/m³) %)
193,00 185,32 186,07 182,89 183,04 183,89 189,77 188,17 181,81 196,33 191,41 181,40
2569 2573 2576 2590 2573 2584 2581 2579 2599 2609 2603 2589
5,46 4,39 4,08 4,28 4,10 4,11 4,37 4,77 4,20 4,09 4,60 4,49
164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
186,50 178,88 164,90 186,66 183,84 175,35 168,80 / 180,69 177,38 174,22 169,99 182,63 186,98 176,74 172,72 172,17 170,95
Droge massa P1 (g)
165,99 158,99 156,94 151,50 156,33 152,02 162,73 158,80 150,38 156,77 163,87 155,86 147,26 147,05 161,87 165,40 159,09 154,09 159,76 159,16 158,26 160,55
118,40 113,60 104,11 117,30 115,86 111,72 107,00 / 113,72 111,48 109,62 107,13 115,23 117,88 111,31 108,80 108,67 107,71
Nat Gewicht onder water P3 (g)
104,94 100,08 98,92 96,53 98,60 95,86 102,64 100,19 94,85 98,94 103,41 98,35 93,03 92,75 102,10 104,35 100,45 97,29 100,81 100,48 99,89 101,22
189,74 182,33 167,43 189,47 187,07 179,15 171,71 / 183,83 180,35 177,09 173,15 186,07 190,46 179,75 175,69 175,40 174,19
2614 2603 2604 2586 2582 2600 2609 / 2577 2576 2582 2575 2578 2576 2582 2582 2580 2571
4,54 5,02 4,00 3,89 4,54 5,64 4,50 / 4,48 4,31 4,25 4,79 4,86 4,79 4,40 4,44 4,84 4,87
Nat gewicht Schijnbare Open in de lucht P2 volumieke massa porositeit (vol (g) (kg/m³) %)
175,79 168,33 165,90 160,26 165,51 160,77 172,28 168,06 158,86 165,93 173,59 165,13 156,01 155,11 171,19 175,13 168,29 163,19 169,02 168,30 167,47 169,79
2343 2330 2343 2377 2336 2342 2337 2340 2349 2340 2335 2334 2338 2358 2343 2337 2345 2338 2342 2347 2342 2341
13,8 13,7 13,4 13,7 13,7 13,5 13,7 13,6 13,2 13,7 13,9 13,9 13,9 12,9 13,5 13,7 13,6 13,8 13,6 13,5 13,6 13,5
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 /
N1 N2 N3 N4 N5 N6
Droge massa P1 (g)
173,12 163,01 167,75 162,03 162,94 169,10 163,75 168,34 176,51 160,11 176,78 185,17 179,24 178,95 173,41 165,96 163,12 164,13 166,64 173,19 169,19 179,23 175,93 161,82 150,07 172,20 / 173,79 177,94 173,30 171,66 162,49
Droge massa P1 (g)
112,45 70,11 97,08 85,15 63,20 /
Nat Gewicht onder water P3 (g)
109,38 102,92 106,02 102,37 103,74 107,13 103,47 106,86 111,49 101,54 112,22 117,62 113,78 113,94 109,38 104,82 103,02 103,54 105,20 109,30 106,84 113,05 111,54 103,01 95,62 108,84 / 109,26 112,60 109,37 108,56 102,64
Nat Gewicht onder water P3 (g)
70,81 43,99 60,97 53,62 39,78 /
Nat gewicht Schijnbare Open in de lucht P2 volumieke massa porositeit (vol (g) (kg/m³) %)
181,83 171,14 179,10 171,90 172,42 179,44 172,00 180,09 183,79 169,15 184,10 191,71 187,28 186,97 181,30 174,64 172,54 172,91 174,12 182,04 177,97 187,50 183,38 171,37 158,21 181,89 / 178,73 187,42 181,54 180,44 171,61
2390 2389 2295 2330 2372 2339 2389 2299 2441 2368 2459 2499 2439 2450 2411 2377 2346 2366 2418 2381 2379 2407 2449 2367 2398 2357 / 2502 2378 2401 2388 2356
12,0 11,9 15,5 14,2 13,8 14,3 12,0 16,0 10,1 13,4 10,2 8,8 10,9 11,0 11,0 12,4 13,6 12,7 10,9 12,2 12,3 11,1 10,4 14,0 13,0 13,3 / 7,1 12,7 11,4 12,2 13,2
Nat gewicht Schijnbare Open in de lucht P2 volumieke massa porositeit (vol (g) (kg/m³) %)
135,04 84,49 116,94 102,63 76,79 /
1751 1731 1735 1737 1708 /
35,2 35,5 35,5 35,7 36,7 /
84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
44,73 / / / / 120,03 122,16 124,80 124,17 120,11 115,97 114,36 112,87 121,85 117,96 115,96 119,70 105,26
Droge massa P1 (g)
145,70 139,69 143,08 118,51 139,37 139,31 135,87 128,81 125,23 142,69 119,67 142,25 132,88 125,12 138,03 141,72 142,64 141,79 131,21 129,62 133,37
28,19 / / / / 75,76 77,06 78,79 78,30 75,58 73,16 72,08 71,16 76,88 74,44 73,34 75,49 66,38
Nat Gewicht onder water P3 (g)
91,89 88,10 90,21 74,76 88,46 87,87 85,78 81,39 79,11 90,06 75,56 89,89 83,86 78,95 87,13 89,47 90,01 89,46 82,75 81,76 84,19
54,25 / / / / 145,40 147,14 149,49 148,99 144,25 139,34 137,20 135,72 146,87 142,34 140,45 143,83 127,14
1716 / / / / 1724 1743 1765 1757 1749 1752 1756 1748 1741 1737 1728 1752 1732
36,5 / / / / 36,4 35,6 34,9 35,1 35,2 35,3 35,1 35,4 35,7 35,9 36,5 35,3 36,0
Nat gewicht Schijnbare Open in de lucht P2 volumieke massa porositeit (vol (g) (kg/m³) %)
171,00 166,56 168,82 144,09 166,83 165,94 163,16 153,71 150,82 168,66 144,41 168,35 156,66 148,88 159,93 167,77 168,42 167,17 153,20 153,17 161,59
1842 1780 1820 1709 1778 1784 1756 1781 1746 1815 1738 1813 1825 1789 1896 1810 1819 1825 1862 1815 1723
32,0 34,2 32,7 36,9 35,0 34,1 35,3 34,4 35,7 33,0 35,9 33,3 32,7 34,0 30,1 33,3 32,9 32,7 31,2 33,0 36,5
Bijlage M: Proef ter bepaling van de geluidsvoortplantingssnelheid (na vorstproef)
1) Euville
Duur tot detectie (µs)
Aantal cycli Proefstuk Meting 1 Meting 2 Meting 3
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
2) Lede steen
15,4 15,0 16,0 16,0 15,3 16,3 15,4 15,4 17,7 17,4 18,0 14,3 14,6 14,8 15,6 14,9 15,0 14,7 13,6 14,9 14,3 14,7 15,3
15,4 14,9 16,0 15,9 15,1 16,3 15,5 15,4 17,7 17,3 18,0 14,3 14,4 14,8 15,4 14,8 14,9 14,6 13,6 14,8 14,2 14,8 15,4
15,4 15,0 16,1 15,8 15,3 16,3 15,4 15,3 17,7 17,0 18,0 14,5 14,4 14,9 15,6 14,8 15,1 14,6 13,5 14,7 14,2 14,7 15,4
Duur tot detectie (µs)
Aantal cycli Proefstuk Meting 1 Meting 2 Meting 3
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12
13,0 9,7 11,6 10,2 10,3 10,8 9,9 11,6 10,2 10,0 10,1 11,2
12,9 9,7 11,6 10,0 10,2 10,8 10,1 11,8 10,4 9,9 10,2 11,0
12,9 9,8 11,7 10,0 10,1 10,6 9,9 11,8 10,4 10,1 10,2 11,1
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
15,4 15,0 16,0 15,9 15,2 16,3 15,4 15,4 17,7 17,2 18,0 14,4 14,5 14,8 15,5 14,8 15,0 14,6 13,6 14,8 14,2 14,7 15,4
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
12,9 9,7 11,6 10,1 10,2 10,7 10,0 11,7 10,3 10,0 10,2 11,1
Afstand (cm) volgens zrichting
4,140 4,130 4,130 4,130 4,010 4,170 4,130 4,130 4,060 4,060 4,160 4,110 4,175 4,160 4,160 4,160 4,250 4,140 4,130 4,210 4,010 4,120 4,170
Afstand (cm) volgens zrichting
4,200 4,080 4,160 4,180 4,110 4,070 4,260 4,160 4,120 4,200 4,300 4,000
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
2,69 2,76 2,58 2,60 2,63 2,56 2,68 2,69 2,29 2,36 2,31 2,86 2,89 2,80 2,68 2,80 2,83 2,83 3,04 2,84 2,82 2,80 2,71
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
3,25 4,19 3,58 4,15 4,03 3,79 4,27 3,55 3,99 4,20 4,23 3,60
164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
3) Massangis Roche Claire
10,2 10,2 10,1 10,6 9,9 11,4 10,1 / 11,9 9,9 9,4 10,3 10,6 11,7 10,1 9,5 10,7 10,5
10,2 10,2 10,2 10,5 9,8 11,6 10,1 / 11,9 9,9 9,5 10,4 10,5 11,9 10,2 9,6 10,7 10,6
10,3 10,1 10,2 10,5 9,9 11,4 10,1 / 12,0 9,9 9,5 10,3 10,7 11,8 10,2 9,5 10,7 10,5
Duur tot detectie (µs)
Aantal cycli Proefstuk Meting 1 Meting 2 Meting 3
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
10,4 10,5 10,3 10,1 10,2 10,0 10,4 9,9 9,8 10,2 10,6 10,1 10 9,8 10,1 10,3 9,9 10,1 10,8 10,8 10,7 10,5
10,4 10,5 10,2 10,1 10,0 10,1 10,4 9,8 9,9 10 10,6 10,0 10,1 9,6 10,2 10,3 9,9 10,1 10,7 10,7 10,8 10,3
10,4 10,4 10,3 10,1 10,0 10,0 10,5 9,8 9,9 10,1 10,5 10,0 9,9 9,7 10,2 10,3 10,0 10,1 10,8 10,8 10,7 10,4
10,2 10,2 10,2 10,5 9,9 11,5 10,1 / 11,9 9,9 9,5 10,3 10,6 11,8 10,2 9,5 10,7 10,5
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
10,4 10,5 10,3 10,1 10,1 10,0 10,4 9,8 9,9 10,1 10,6 10,0 10,0 9,7 10,2 10,3 9,9 10,1 10,8 10,8 10,7 10,4
4,230 3,990 3,930 4,130 4,220 4,220 4,020 / 4,170 4,040 3,990 4,260 4,260 4,160 4,100 3,930 4,270 4,160
Afstand (cm) volgens zrichting
4,185 4,205 4,200 4,060 4,110 4,260 4,030 4,030 4,090 4,260 4,080 3,960 3,995 3,960 4,240 4,030 4,070 4,010 4,290 4,295 4,270 4,120
4,13 3,92 3,87 3,92 4,28 3,68 3,98 / 3,49 4,08 4,21 4,12 4,02 3,53 4,03 4,12 3,99 3,95
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
4,02 4,02 4,09 4,02 4,08 4,25 3,86 4,10 4,15 4,22 3,86 3,95 4,00 4,08 4,17 3,91 4,10 3,97 3,98 3,99 3,98 3,96
4) Massangis Roche Jaune
Duur tot detectie (µs)
Aantal cycli Proefstuk Meting 1 Meting 2 Meting 3
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
5) Noyant
9,5 9,3 10,1 9,5 11,3 11,1 9,2 11,6 9,3 10,4 8,7 8,4 9,6 8,9 8,5 9,0 10,0 9,9 8,9 9,3 8,8 9,2 8,3 9,9 9,5 9,3 / 9,2 9,3 8,6 9,8 9,9
9,6 9,1 10,2 9,6 11,0 11,1 9,2 11,7 9,1 10,4 8,9 8,4 9,7 8,9 8,6 9,2 9,8 9,5 8,9 9,5 8,7 9,1 8,3 9,7 9,4 9,2 / 9,0 9,2 8,5 9,8 9,6
9,5 9,2 10,0 9,5 11,2 10,9 9,3 11,6 9,2 10,4 8,8 8,4 9,7 9,0 8,6 9,3 9,9 9,7 8,9 9,4 9,0 8,9 8,5 9,9 9,4 9,1 / 9,2 9,2 8,5 9,7 9,7
Duur tot detectie (µs)
Aantal cycli Proefstuk Meting 1 Meting 2 Meting 3
84 84 84 84 84
N1 N2 N3 N4 N5
/ / / / /
/ / / / /
/ / / / /
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
9,5 9,2 10,1 9,5 11,2 11,0 9,2 11,6 9,2 10,4 8,8 8,4 9,7 8,9 8,6 9,2 9,9 9,7 8,9 9,4 8,8 9,1 8,4 9,8 9,4 9,2 / 9,1 9,2 8,5 9,8 9,7
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
/ / / / /
Afstand (cm) volgens zrichting
4,170 4,130 4,170 4,170 4,170 4,160 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,170 4,200 4,160 4,140 4,140 4,090 4,140 4,140 4,140 4,140 4,140 4,190 4,190 / 4,160 4,160 4,160 4,160 4,100
Afstand (cm) volgens zrichting
/ / / / /
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
4,37 4,49 4,13 4,37 3,73 3,77 4,52 3,58 4,53 4,01 4,74 4,96 4,31 4,67 4,90 4,54 4,18 4,27 4,60 4,40 4,69 4,57 4,95 4,21 4,44 4,55 / 4,55 4,51 4,88 4,26 4,21
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
/ / / / /
/ 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
6) Savonnières
/ / / / / / 17,7 17,7 18,4 18,1 17,6 17,0 17,0 17,2 17,0 17,3 17,3 17,1 17,5
/ / / / / / 17,6 17,8 18,4 18,2 17,6 17,0 17,1 17,2 17,0 17,3 17,2 16,9 17,5
/ / / / / / 17,6 17,7 18,5 18,0 17,6 17,0 17,0 17,3 17,1 17,2 17,2 17,1 17,5
Duur tot detectie (µs)
Aantal cycli Proefstuk Meting 1 Meting 2 Meting 3
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
15,1 16,7 16,0 19,4 17,2 18,4 18,1 17,9 22,3 16,1 18,2 17,7 17,6 15,6 14,4 16,6 16,6 16,5 15,5 15,7 17,0
15,1 16,7 16,0 19,6 16,9 18,5 18,1 18,1 22,2 16,1 18,1 17,6 17,5 15,5 14,4 16,6 16,7 16,6 15,6 15,7 17,0
15,2 16,6 16,1 19,5 17,0 18,6 18,3 17,9 22,3 16,0 18,2 17,9 17,6 15,8 14,5 16,7 16,6 16,6 15,4 15,5 16,8
/ / / / / / 17,6 17,7 18,4 18,1 17,6 17,0 17,0 17,2 17,0 17,3 17,2 17,0 17,5
Gemiddelde duur tot detectie (µs)
15,1 16,7 16,0 19,5 17,0 18,5 18,2 18,0 22,3 16,1 18,2 17,7 17,6 15,6 14,4 16,6 16,6 16,6 15,5 15,6 16,9
/ / / / / / 4,140 4,140 4,140 4,175 4,175 4,170 4,170 4,170 4,200 4,200 4,200 4,130 4,140
Afstand (cm) volgens zrichting
4,340 4,280 4,280 4,280 4,280 4,280 4,280 4,300 4,300 4,300 4,300 4,340 4,340 4,140 4,330 4,330 4,330 4,250 4,200 4,270 4,300
/ / / / / / 2,35 2,33 2,25 2,31 2,37 2,45 2,45 2,42 2,47 2,43 2,44 2,42 2,37
Geluidsvoortplantingssnelheid (km/s)
2,87 2,57 2,67 2,19 2,51 2,31 2,36 2,39 1,93 2,68 2,37 2,45 2,47 2,65 3,00 2,60 2,60 2,57 2,71 2,73 2,54
Bijlage N: Proef ter bepaling van de waterabsorptie door capillariteit, na de vorstproef
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
Droge massa
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
159,82 196,40 193,15 150,72 153,00 151,48 154,57 194,81 160,23 151,96 167,18 195,41 160,42 152,99 150,28 158,95 201,00 195,99 151,82 160,11 154,05 156,72 156,20
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12
Massa na 1' (g)
/ / / / / / / / 162,91 153,95 170,88 / / / / / / / / / / / /
Massa na Massa na 7,5' (g) 10' (g)
163,22 201,04 198,76 154,54 155,77 154,67 158,37 199,21 164,83 155,75 173,06 199,32
163,53 201,49 199,14 154,90 156,08 155,02 158,73 199,52 165,49 156,39 173,32 199,70
Massa na 2' (g)
/ / / / / / / / 163,45 154,44 171,63 / / / / / / / / / / / /
Massa na 15' (g)
164,07 202,09 199,53 155,47 156,58 155,51 159,16 200,06 165,66 156,58 173,34 200,21
Massa na Massa na 2,5' (g) 3' (g)
162,32 199,92 197,45 153,64 154,90 153,70 157,18 198,00 / / / 198,43 162,89 155,59 153,65 161,44 204,00 198,79 154,12 162,80 156,66 159,88 159,09
/ / / / / / / / 163,87 154,82 172,13 / / / / / / / / / / / /
Massa na Massa na 20' (g) 30' (g)
164,44 202,50 199,70 155,82 157,03 155,93 159,38 200,38 165,88 156,89 173,40 200,57
164,95 202,94 199,80 156,19 157,66 156,32 159,49 200,69 166,07 157,27 173,43 200,94
Massa na 4' (g)
/ / / / / / / / 164,18 155,08 172,45 / / / / / / / / / / / /
Massa na 45' (g)
165,21 203,05 199,91 156,30 157,82 156,42 159,51 200,77 166,14 157,34 173,46 201,23
Massa na 5' (g)
162,82 200,57 198,23 154,19 155,38 154,27 157,91 198,70 164,40 155,31 172,66 198,99 163,80 156,59 154,52 162,88 204,54 199,70 154,92 163,57 157,16 160,66 159,86
Massa na 60' (g)
165,22 203,05 199,88 156,28 157,85 156,44 159,54 200,81 166,16 157,37 173,46 201,24
28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84
E1 E2
/ / 154,98 162,16 204,77 / / / / / /
164,23 157,12 155,50 162,45 205,09 199,93 155,30 163,99 157,60 161,29 160,33
Massa na Massa na 90' (g) 120' (g)
165,25 203,06 199,88 156,31 157,82 156,38 159,51 200,76 166,15 157,38 173,38 201,23 165,89 158,14 156,08 163,51 206,79 201,67 156,59 165,62 158,77 162,05 161,35
165,24 203,06 199,87 156,29 157,81 156,37 159,48 200,79 166,17 157,38 173,44 201,26 165,96 158,19 156,09 163,56 206,79 201,69 156,58 165,66 158,83 162,12 161,38
Massa na Massa na 96h (g) 120h (g)
166,14 204,06
/ /
164,79 157,66 155,98 162,88 205,53 200,37 155,75 164,42 158,00 161,75 160,74
Massa na 180' (g)
165,26 203,05 199,86 156,29 157,80 156,36 159,47 200,73 166,14 157,37 173,40 201,32 165,99 158,19 156,09 163,59 206,87 201,76 156,60 165,66 158,83 162,10 161,35
Massa na 144h (g)
166,33 204,27
165,25 158,00 156,06 163,15 205,91 200,70 156,17 164,85 158,40 161,91 161,11
165,56 158,05 156,08 163,43 206,22 200,98 156,41 165,18 158,61 162,06 161,24
Massa na Massa na 240' (g) 24h (g)
165,25 203,06 199,87 156,28 157,79 156,35 159,47 200,74 166,15 157,37 173,38 201,28 166,03 158,21 156,07 163,56 206,84 201,75 156,63 165,70 158,87 162,12 161,40
165,57 203,41 200,20 156,50 158,10 156,70 159,82 201,08 166,46 157,67 173,79 201,58 166,13 158,29 156,32 163,81 207,13 201,85 156,77 165,87 158,94 162,26 161,55
Massa na Massa na 168h (g) 192h (g)
166,35 204,32
166,43 204,38
165,83 158,12 156,10 163,55 206,65 201,50 156,52 165,49 158,73 162,02 161,28
Massa na 48h (g)
165,88 203,76 200,55 156,77 158,25 156,87 160,02 201,33 166,74 157,93 174,04 201,90 166,33 158,44 156,59 164,09 207,46 202,05 156,93 166,04 159,09 162,42 161,74
Massa na 216h (g)
166,47 204,43
165,83 158,09 156,09 163,55 206,79 201,57 156,64 165,56 158,75 162,03 161,31
Massa na 72h (g)
166,04 203,93 200,75 156,95 158,41 157,00 160,18 201,57 166,91 158,06 174,16 202,12 166,52 158,62 156,75 164,27 207,67 202,26 157,09 166,17 159,20 162,54 161,85
Massa na 240h (g)
166,50 204,53
84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20
200,88 157,06 158,54 157,14 160,32 201,72 167,01 158,15 174,28 202,26 166,63 158,74 156,93 164,36 207,79 202,37 157,16 166,29 159,35 162,66 161,92
/ / 158,67 157,29 160,41 201,84 167,15 158,24 174,38 / 166,73 158,88 / / / 202,52 157,26 166,39 159,44 162,74 162,09
Massa na Massa na 312h (g) 336h (g)
/ / / / / / / / / / / / 167,22 159,29 / / / 203,01 157,75 166,88
/ / / / / / / / / / / / 167,25 159,33 / / / 203,02 157,75 166,91
201,05 157,23 158,76 157,36 160,51 201,96 167,22 158,36 174,47 202,42 / / 157,04 164,53 208,00 / / / / / /
xyoppervlak (m²)
0,0017 0,0022 0,0021 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0021 0,0018 0,0017 0,0018 0,0021 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0021 0,0021 0,0017 0,0017
201,14 157,28 158,76 157,37 160,50 201,97 / / / 202,50 166,92 159,03 157,08 164,59 208,04 202,69 157,49 166,57 159,56 162,88 162,20
201,16 157,32 158,84 157,42 160,60 202,04 / / / 202,54 166,96 159,05 157,15 164,67 208,15 202,71 157,43 166,54 159,56 162,92 162,24
201,28 157,41 158,89 157,48 160,65 202,12 167,49 158,58 174,74 202,61 166,94 159,04 157,19 164,71 208,22 202,72 157,58 166,57 159,61 162,88 162,23
201,39 157,43 158,94 157,52 160,68 202,19 167,53 158,63 174,77 202,64 166,98 159,10 157,22 164,73 208,17 202,79 157,55 166,64 159,65 163,02 162,31
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
Verschil met waarden voor vorstproef (g/m².√(s))
55,1 53,1 56,3 59,3 55,7 61,3 58,6 50,9 83,0 83,5 79,1 44,9 56,9 62,0 79,5 45,4 39,3 37,3 50,6 50,6
9,17 8,99 16,2 6,15 8,85 20,4 15,3 16,2 46,7 40,8 28,9 10,4 9,48 13,4 17,4 7,99 4,99 3,20 9,30 3,42
14 14 14
E21 E22 E23
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164 164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84
L1 L2 L3
159,90 163,21 162,55
159,89 163,22 162,49
Droge Massa na massa (g) 5' (g)
188,92 182,17 183,13 179,88 180,17 181,01 186,61 184,75 178,92 193,30 188,09 178,31 186,50 178,88 164,90 186,68 183,84 175,35 168,80 / 180,70 177,37 174,22 169,99 182,63 186,98 176,74 172,72 172,17 170,95
/ / / / / / / / 179,06 193,43 188,52 178,80 186,91 179,40 165,12 / / 175,94 169,09 / / / / / / / / / / /
Massa na Massa na 90' (g) 120' (g)
189,48 183,19 183,80
189,65 183,33 183,88
0,0017 0,0017 0,0017
Massa na 10' (g)
189,10 182,78 183,52 180,46 180,57 181,37 187,18 185,29 179,11 193,47 188,66 178,87 186,99 179,51 165,15 186,98 184,29 176,12 169,15 / 181,11 177,75 174,44 170,46 182,99 187,45 176,99 172,96 172,55 171,38
Massa na 180' (g)
189,91 183,44 183,98
44,1 53,1 50,0
3,43 12,3 3,74
Massa na Massa na 20' (g) 30' (g)
189,19 182,87 183,59 180,57 180,72 181,47 187,36 185,54 179,15 193,52 188,81 178,93 187,10 179,64 165,20 187,06 184,46 176,35 169,22 / 181,15 177,85 174,53 170,57 183,16 187,60 177,09 173,05 172,68 171,56
189,22 182,94 183,63 180,66 180,80 181,55 187,45 185,63 179,18 193,54 188,91 178,98 187,17 179,74 165,24 187,11 184,53 176,49 169,27 / 181,18 177,87 174,54 170,64 183,22 187,70 177,11 173,10 172,76 171,64
Massa na Massa na 240' (g) 24h (g)
190,19 183,55 184,09
191,29 184,33 184,80
Masa na 45' (g)
189,29 183,02 183,69 180,75 180,78 181,57 187,52 185,68 179,23 193,59 189,01 179,02 187,24 179,85 165,27 187,17 184,59 176,62 169,33 / 181,21 177,94 174,59 170,72 183,29 187,69 177,15 173,10 172,80 171,71
Massa na 48h (g)
191,50 184,44 185,08
Massa na 60' (g)
189,34 183,07 183,73 180,82 180,85 181,62 187,60 185,76 179,24 193,60 189,08 179,05 187,31 179,92 165,30 187,21 184,66 176,71 169,37 / 181,23 178,00 174,62 170,79 183,37 187,72 177,17 173,14 172,86 171,78
Massa na 72h (g)
191,54 184,47 185,20
84 132 132 132 132 140 140 164 164 164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14
180,96 180,92 181,69 187,70 185,86 179,28 193,65 189,20 179,14 187,42 180,03 165,37 187,31 184,82 176,85 169,44 / 181,25 178,10 174,70 170,97 183,52 187,79 177,27 173,23 173,03 171,92
181,07 180,98 181,76 187,80 185,94 179,31 193,67 189,30 179,20 187,50 180,14 165,40 187,40 184,89 176,96 169,49 / 181,35 178,21 174,74 171,11 183,60 187,90 177,31 173,32 173,14 172,04
Massa na Massa na 96h (g) 120h (g)
191,60 184,50 185,21 182,06 182,18 182,94 188,90 187,17 180,55 195,02 190,46 180,43 188,82 181,28
/ / / / 182,20 182,95 188,92 187,19 180,59 195,07 190,47 180,45 188,85 181,28
181,19 181,10 181,94 187,98 186,11 179,37 193,77 189,45 179,28 187,62 180,28 165,46 187,48 185,06 177,10 169,57 / 181,42 178,33 174,86 171,24 183,74 187,98 177,38 173,37 173,28 172,16
Massa na 144h (g)
191,71 184,52 185,26 182,12 182,11 182,88 188,87 187,13 180,65 195,09 190,49 180,45 188,89 181,30
181,31 181,18 182,01 188,10 186,23 179,42 193,83 189,55 179,35 187,71 180,41 165,53 187,56 185,16 177,20 169,63 / 181,62 178,48 174,89 171,40 183,90 188,06 177,44 173,46 173,40 172,30
181,94 181,90 182,71 188,76 187,02 180,07 194,47 190,32 180,03 188,56 181,17 166,13 188,26 185,98 177,93 170,22 / 182,43 179,26 175,64 172,07 184,80 188,72 178,11 174,21 174,24 173,01
Massa na Massa na 168h (g) 192h (g)
191,81 184,54 185,31 182,12 182,19 182,95 188,98 187,21 / / / / / /
191,83 184,57 185,35 182,14 182,27 182,99 188,97 187,25 / / / / / /
182,05 182,10 182,88 188,86 187,14 180,38 194,78 190,41 180,28 188,75 181,22 166,40 188,50 186,12 178,03 170,44 / 182,68 179,38 175,93 172,16 184,95 189,03 178,43 174,52 174,36 173,11
Massa na 216h (g)
191,83 184,56 185,35 182,14 182,29 183,02 189,01 187,26 180,85 195,27 190,56 180,56 188,94 181,38
182,06 182,17 182,93 188,90 187,16 180,51 194,94 190,44 180,38 188,80 181,26 166,54 188,57 186,25 178,06 170,55 / 182,77 179,43 176,22 172,19 185,03 189,28 178,73 174,71 174,39 173,18
Massa na 240h (g)
191,83 184,56 185,36 182,16 182,30 183,01 189,01 187,25 180,85 195,27 190,57 180,56 188,94 181,38
164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164 164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25
166,60 188,60 186,25 178,10 170,63 / 182,85 179,45 176,26 172,20 185,05 189,32 178,81 174,76 174,41 173,21
166,64 / 186,24 178,11 170,64 / / / 176,25 / 185,05 189,32 178,82 174,78 174,44 173,22
Massa na Massa na 312h (g) 336h (g)
/ / / / / / / / / / / / / / / / 186,39 / / / / / 176,37 / 185,18
/ / / / / / / / / / / / / / / / 186,37 / / / / / 176,36 / 185,17
166,63 188,70 178,13 170,65 / 182,89 179,49 172,26 / / / / / /
xyoppervlak (m²)
0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017
/ 188,70 186,32 / / / 182,90 179,51 176,32 172,27 185,12 189,40 178,92 174,87 174,52 173,28
/ 188,70 186,32 / / / 182,92 179,51 176,32 172,27 185,12 189,40 178,92 174,88 174,50 173,28
166,71 188,71 186,32 178,20 170,77 / 182,91 179,50 176,32 172,28 185,12 189,39 178,93 174,88 174,50 173,27
166,71 188,70 186,32 178,21 170,75 / 182,93 179,52 176,33 172,28 185,12 189,42 178,94 174,92 174,55 173,30
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
Verschil met waarden voor vorstproef (g/m².√(s))
7,86 8,63 6,41 8,58 6,49 6,44 7,30 7,97 3,56 3,87 6,92 5,82 7,25 7,03 4,99 6,03 8,54 8,41 4,92 / 7,19 7,67 6,37 8,99 8,22
-2,85 0,54 0,11 -0,03 1,31 1,70 -1,60 -0,79 -0,69 -0,35 -4,79 1,10 1,65 -0,91 1,60 1,98 0,64 -2,19 -2,93 / -0,32 -0,56 -1,96 -1,36 -0,16
14 14 14 14 28
L26 L27 L28 L29 L30
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9
189,51 179,01 174,96 174,59 173,35
189,48 178,98 174,95 174,57 173,34
Droge Massa na massa (g) 5' (g)
165,99 158,99 156,94 151,50 156,28 151,97 162,68 158,76 150,38 156,77 163,87 155,86 147,19 146,97 161,80 165,33 159,09 154,09 159,76 159,16 158,26 160,55
167,89 / / 153,38 / / / / / / / / / / / / / / / / / /
Massa na Massa na 90' (g) 120' (g)
172,51 165,50 163,03 157,18 162,79 158,31 169,21 165,44 156,27
173,37 166,23 163,80 157,89 163,67 159,06 170,15 166,25 157,04
0,0018 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016
Massa na 10' (g)
167,47 161,51 159,26 153,89 158,82 154,56 165,38 161,3 152,75 160,13 167,27 158,40 149,34 149,21 164,47 167,91 162,26 157,34 162,26 161,67 160,80 163,01
Massa na 180' (g)
173,96 166,69 164,25 158,48 163,9 159,21 170,57 166,41 157,34
6,22 5,42 5,35 6,98 6,95
-1,79 -1,31 -2,66 -2,34 -2,54
Massa na Massa na 20' (g) 30' (g)
169,34 162,57 160,26 154,61 159,59 155,28 166,13 162,13 153,69 161,36 168,50 159,36 150,00 149,92 165,32 168,68 163,34 158,46 163,19 162,68 161,79 163,95
170,00 163,16 160,82 155,12 160,18 155,82 166,69 162,77 154,18 162,13 169,28 159,91 150,52 150,45 166,00 169,30 164,07 159,19 163,69 163,22 162,38 164,60
Massa na Massa na 240' (g) 24h (g)
174,03 166,73 164,28 158,54 163,93 159,22 170,61 166,43 157,37
174,15 166,81 164,37 158,64 164,07 159,35 170,74 166,58 157,44
Masa na 45' (g)
170,78 163,76 161,40 155,74 160,95 156,55 167,41 163,58 154,70 162,85 170,00 160,51 151,19 151,11 166,87 170,16 164,87 159,91 164,20 163,75 162,97 165,18
Massa na 48h (g)
174,18 166,86 164,44 158,68 164,12 159,41 170,78 166,62 157,51
Massa na 60' (g)
170,41 164,39 162,01 156,24 161,61 157,16 168,03 164,24 155,23 163,44 170,63 161,16 151,75 151,61 167,56 170,81 165,49 160,59 164,72 164,31 163,66 165,80
Massa na 72h (g)
174,20 166,95 164,49 158,71 164,15 159,45 170,81 166,65 157,54
132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
164,11 171,46 162,30 152,79 152,52 168,81 171,99 166,36 161,41 165,73 165,33 164,76 167,02
164,25 171,72 163,10 153,66 153,28 169,41 172,95 166,60 161,56 166,41 166,07 165,50 167,85
Massa na Massa na 96h (g) 120h (g)
174,23 166,93 164,52 158,74 164,17 159,45 170,86 166,68 157,57 164,51 172,03 163,74 154,41 153,86 169,77 173,65 166,87 161,84 167,45 166,84 166,02 168,38
174,23 166,96 164,55 158,73 / / / / 157,57 164,54 172,06 163,75 / / / / 166,90 161,87 167,45 166,88 166,03 168,40
164,29 171,81 163,51 154,13 153,63 159,50 173,37 166,66 161,63 167,18 166,58 165,78 168,16
Massa na 144h (g)
174,26 / / 158,77 164,19 159,49 170,87 166,70 / 164,55 172,08 / 154,43 153,90 169,79 173,68 166,92 161,88 / / / /
164,33 171,83 163,54 154,15 153,66 169,53 173,41 166,70 161,66 167,20 166,63 165,83 168,18
164,42 171,95 163,62 154,29 153,79 169,65 173,54 166,79 161,75 167,31 166,71 165,89 168,26
Massa na Massa na 168h (g) 192h (g)
/ 167,00 164,58 / 164,21 159,51 170,89 166,72 157,63 164,58 172,08 163,85 154,44 153,92 169,82 173,70 166,92 161,90 167,52 166,92 166,08 168,44
/ 167,02 164,60 / 164,23 159,53 170,92 166,75 157,64 164,60 172,11 163,84 154,47 153,94 169,83 173,72 166,96 161,94 167,52 166,92 166,10 168,46
164,45 171,97 163,69 154,34 153,86 169,71 173,59 166,82 161,78 167,35 166,75 165,96 168,33
Massa na 216h (g)
174,32 167,02 164,62 158,82 164,25 159,51 170,91 166,72 157,66 164,61 172,14 163,83 154,46 153,93 169,83 173,71 166,98 161,94 167,51 166,90 166,07 168,45
164,48 172,01 163,73 154,37 153,86 169,76 173,63 166,84 161,82 167,42 166,83 165,98 168,36
Massa na 240h (g)
174,34 167,03 164,60 158,82 164,25 159,55 170,96 166,77 157,65 164,62 172,13 163,85 154,48 153,94 169,83 173,73 166,99 161,95 167,53 166,96 166,09 168,46
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
4) Massangis Roche Jaune
Massa na Massa na 312h (g) 336h (g)
/ 167,09 164,69 / / / / / 157,71 / / 163,94 / / / / / / 167,61 167,01 166,18 168,54
Aantal cycli
Proefstuk
Droge massa
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15
173,07 162,98 167,71 161,99 162,94 154,34 163,75 157,36 176,51 160,11 176,78 185,17 179,24 178,95 173,41
/ 167,11 164,68 / / / / / 157,71 / / 163,92 / / / / / / 167,62 167,02 166,17 168,53
Massa na 1' (g)
/ / / / 164,31 156,98 / 160,01 / 160,94 177,72 185,58 180,06 180,16 174,08
xyoppervlak (m²)
0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0017 0,0016 0,0017 0,0017 0,0016 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0016 0,0016 0,0016 0,0017
Massa na 2' (g)
/ / / / / 157,95 / 160,90 / / / / / / /
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
Verschil met waarden voor vorstproef (g/m².√(s))
45,3 46,3 45,3 38,0 48,7 46,9 47,6 48,4 43,2 48,3 49,8 46,1 44,4 42,0 46,8 49,6 48,9 49,8 41,8 44,2 47,7 47,3
-3,24 2,32 0,31 -4,30 3,01 2,65 0,53 -1,23 2,13 0,72 3,86 1,49 1,99 1,72 -3,21 -0,33 3,73 1,53 -2,19 0,40 3,48 1,21
Massa na Massa na 2,5' (g) 3' (g)
/ / / / 164,91 / / / 161,31 178,04 187,14 180,26 180,37 174,26
/ / / / / 158,60 / 161,47 / / / / / / /
Massa na 4' (g)
/ / / / 165,50 159,03 / 161,92 / 161,59 178,26 187,57 180,44 180,52 174,25
Massa na 5' (g)
/ / / / 165,92 159,36 / 162,26 / 161,82 178,39 187,78 180,56 180,69 174,34
28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24
165,96 163,08 164,08 166,59 173,13 169,19 179,23 175,93 161,82 150,07 172,20 / 173,79 177,94 173,30 171,66 162,49
/ / / / / / / 177,70 163,34 151,46 173,46 / / / / / /
Massa na Massa na 7,5' (g) 10' (g)
/ / / / 166,47 159,86 / 162,81 / 162,11 178,55 188,00 180,71 180,94 174,44 / / / / / / / 178,99 165,16
174,38 165,39 172,37 165,00 167,15 160,15 166,77 163,14 180,00 162,45 178,65 188,19 180,88 181,20 174,50 168,17 165,45 166,62 168,07 175,56 171,43 180,55 179,15 165,41
/ / / / / / / / / / / / / / / / /
Massa na 15' (g)
/ / / / 167,82 160,51 / 163,72 / 162,92 178,78 188,37 181,03 181,47 174,62 / / / / / / / 179,44 165,96
/ / / / / / / 178,07 163,86 151,99 173,78 / / / / / /
/ / / / / / / / / / / / / / / / /
Massa na Massa na 20' (g) 30' (g)
174,75 166,16 173,40 165,86 169,35 160,63 167,35 164,06 180,22 163,62 178,98 188,59 181,25 182,06 174,86 168,53 166,05 167,28 168,47 176,39 172,12 180,71 179,67 166,83
175,00 166,73 173,93 166,55 169,71 160,68 167,75 164,27 180,33 164,17 179,09 188,73 181,40 182,45 174,99 168,80 166,51 167,71 168,78 176,97 172,61 180,89 179,74 167,28
/ / / / / / / 178,35 164,26 152,33 174,04 / / / / / /
Massa na 45' (g)
175,31 167,33 174,40 167,46 169,76 160,71 168,08 164,28 180,41 165,17 179,26 188,94 181,68 183,06 175,26 169,03 167,10 168,15 169,10 177,64 173,03 181,01 179,90 167,98
/ / / / / / / 178,59 164,59 152,60 174,23 / / / / / /
Massa na 60' (g)
175,58 167,65 174,77 168,24 169,76 160,74 168,39 164,32 180,50 165,38 179,30 189,00 181,72 183,24 175,49 169,27 167,60 168,52 169,56 178,14 173,45 181,12 180,02 168,18
140 140 164 28 14 14 14 14
MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
152,96 174,59 / / / / / /
153,18 174,75 / 174,94 180,68 175,25 173,85 164,83
Massa na Massa na 90' (g) 120' (g)
176,05 167,95 175,21 168,89 169,79 160,77 168,78 164,39 180,57 165,79 179,43 189,18 182,00 183,80 175,87 169,75 168,15 169,19 170,22 178,81 174,21 181,58 180,21 168,24 155,60 177,18 / 175,28 184,28 176,78 176,89 167,81
176,49 168,08 175,34 168,97 169,82 160,77 169,09 164,40 180,65 165,81 179,53 189,32 182,21 183,98 176,20 170,10 168,38 169,80 170,79 179,08 174,60 181,99 180,35 168,28 155,63 177,62 / 175,34 184,43 177,03 177,24 168,04
153,57 175,10 / / / / / /
Massa na 180' (g)
177,14 168,12 175,40 168,99 169,87 160,82 169,29 164,43 180,74 165,85 179,67 189,45 182,56 184,10 176,80 170,71 168,66 170,17 171,25 179,14 174,74 182,86 180,55 168,33 155,69 178,20 / 175,40 184,49 177,43 177,56 168,28
154,25 175,64 / 175,12 181,60 175,68 174,58 165,59
154,55 175,86 / 175,15 182,44 175,98 175,23 166,21
Massa na Massa na 240' (g) 24h (g)
177,74 168,17 175,43 169,01 169,86 160,85 169,34 164,45 180,82 165,88 179,76 189,50 182,85 184,16 176,99 171,17 168,87 170,21 171,32 179,17 174,81 183,36 180,58 168,34 155,70 178,26 / 175,41 184,49 177,61 177,74 168,34
179,13 168,51 175,77 169,27 170,13 161,05 169,55 164,69 181,43 166,07 180,74 189,87 184,80 184,43 178,04 171,71 169,76 170,47 171,69 179,42 175,13 184,45 180,93 168,56 155,90 178,47 / 176,00 184,76 178,75 178,14 168,56
155,13 176,30 / 175,20 183,05 176,19 175,73 166,72
Massa na 48h (g)
179,23 168,64 175,89 169,35 170,33 161,18 169,59 164,79 181,59 166,21 181,07 190,02 184,93 184,54 178,41 171,78 169,84 170,60 171,75 179,48 175,22 184,56 181,04 168,71 156,02 178,61 / 176,27 184,86 178,84 178,21 168,71
155,46 176,65 / 175,22 183,55 176,39 176,17 167,22
Massa na 72h (g)
179,29 168,67 175,98 169,44 170,44 161,25 169,63 164,90 181,66 166,30 181,26 190,10 184,99 184,61 178,49 171,92 169,89 170,61 171,82 179,58 175,32 184,64 181,11 168,80 156,10 178,68 / 176,72 184,98 179,04 178,35 168,79
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5
Massa na Massa na 96h (g) 120h (g)
179,33 168,70 176,05 169,49 170,52 161,35 169,69 164,96 181,73 166,37 181,40 190,15 185,04 184,65 178,53 171,96 169,94 170,64 171,84 179,61 175,36 184,68 181,16 168,86 156,22 178,74 / 176,78 185,04 179,08 178,40 168,80
/ / / / 170,57 161,41 169,73 165,02 181,79 166,40 181,48 190,19 185,07 184,69 178,56 172,01 / / / / 175,43 184,74 181,18 168,90 156,20 178,77 / 176,82 185,09 179,15 178,45 168,85
Massa na Massa na 312h (g) 336h (g)
/ / / / /
/ / / / /
Massa na 144h (g)
179,35 168,74 176,14 169,55 170,65 / 169,76 / 181,79 166,48 181,54 190,22 185,10 184,73 178,61 / 169,99 170,70 171,89 179,65 / / 181,22 168,96 156,26 178,83 / / / / / /
xyoppervlak (m²)
0,0018 0,0017 0,0018 0,0017 0,0017
Massa na Massa na 168h (g) 192h (g)
179,40 168,76 176,20 169,65 / / 169,77 / 181,83 / / / / / / 172,07 170,03 170,72 171,90 179,68 175,51 184,81 / / / / / 176,91 185,17 179,21 178,52 168,91
179,45 168,80 176,24 169,64 / / 169,82 / 181,88 / / / / / / 172,10 170,05 170,75 171,94 179,73 175,52 184,82 / / / / / 176,90 185,17 179,20 178,52 168,91
Massa na 216h (g)
Massa na 240h (g)
179,48 168,83 176,29 169,66 170,86 / 169,84 / 181,91 166,66 181,79 190,36 185,25 184,88 178,80 172,08 170,08 170,78 172,06 179,74 175,48 184,78 181,40 169,16 156,43 179,02 / 176,87 185,20 179,20 178,51 168,91
179,52 168,86 176,35 169,70 170,91 / 169,88 / 181,96 166,67 181,82 190,38 185,26 184,92 178,82 172,10 170,11 170,80 171,97 179,77 175,52 184,82 181,40 169,19 156,45 179,05 / 176,89 185,20 179,23 178,54 168,94
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
Verschil met waarden voor vorstproef (g/m².√(s))
20,0 38,8 37,3 53,9 108
-1,15 -1,83 -10,0 -2,99 59,3
132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
5) Noyant
/ / / / / / / / / / 172,26 / / / / 175,69 185,04 / / / / / 177,03 185,37 179,37 178,70 169,09
Aantal cycli
Proefstuk
Droge massa
84 84 84 84 84 / 84 / / / / 14 14 14
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14
/ / / / / / / / / / / 120,03 122,16 124,80
/ / / / / / / / / / 172,24 / / / / 175,66 184,96 / / / / / 177,01 185,41 179,40 178,73 169,09
Massa na 2,5' (g)
/ / / / / / / / / / / 123,58 126,07 128,36
0,0014 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017 0,0018 0,0018 0,0018 0,0017 0,0018 0,0018 0,0017 0,0017
Massa na 5' (g)
/ / / / / / / / / / / 124,90 127,50 129,73
137 22,3 105 13,1 58,5 12,0 78,9 20,3 33,1 15,4 18,5 29,6 30,3 25,0 33,6 29,9 12,9 4,39 64,3 46,5 37,3 / 7,25 40,7 16,3 32,6 36,2
82,6 -1,24 49,9 -0,04 20,4 -2,18 46,1 8,74 2,78 -5,62 -6,12 10,3 1,04 -2,45 5,12 -0,71 -13,3 -8,59 24,3 21,6 6,74 / 0,36 -4,46 -3,17 -1,96 -3,94
Massa na Massa na 7,5' (g) 10' (g)
/ / / / / / / / / / / / / /
/ / / / / / / / / / / 126,07 128,76 130,86
Massa na 15' (g)
/ / / / / / / / / / / 127,00 129,73 131,78
Massa na 20' (g)
/ / / / / / / / / / / 128,08 130,86 132,82
14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 / 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
124,17 120,06 115,92 114,30 112,82 121,77 117,96 115,48 119,70 105,26
127,72 122,97 118,76 116,83 114,80 125,81 121,99 119,56 123,41 108,00
Massa na Massa na 30' (g) 45' (g)
/ / / / / / / / / / / 128,90 131,79 133,63 132,68 128,69 124,71 122,80 120,44 131,21 127,41 124,84 128,28 113,47
/ / / / / / / / / / / 130,67 133,40 135,00 134,00 129,55 125,53 123,68 121,41 132,97 128,98 126,35 129,74 115,01
128,97 124,20 120,14 118,20 115,88 127,10 123,38 120,89 124,56 108,91
Massa na 60' (g)
/ / / / / / / / / / / 131,94 134,60 136,02 135,01 130,54 126,47 124,68 122,50 134,16 130,12 127,41 130,77 116,52
/ 124,79 120,81 118,90 116,49 / / / / 109,75
130,03 125,17 121,22 119,29 117,80 128,29 124,61 122,11 125,68 110,39
Massa na Massa na 90' (g) 120' (g)
/ / / / / / / / / / / 134,01 136,50 137,74 136,70 132,45 128,30 126,62 124,63 135,91 131,93 129,16 132,65 118,33
/ / / / / / / / / / / 136,11 138,17 139,39 138,31 134,10 129,66 128,15 126,19 137,46 133,50 130,74 134,40 119,00
130,93 126,43 122,56 120,62 118,02 129,24 125,53 122,99 126,54 111,30
Massa na 180' (g)
/ / / / / / / / / / / 136,52 138,67 141,06 140,26 135,73 130,91 129,19 127,59 138,13 133,95 131,15 135,45 119,22
131,87 126,79 122,92 120,99 118,37 130,32 126,55 124,05 127,50 112,05
Massa na 240' (g)
/ / / / / / / / / / / 136,63 138,76 141,32 140,66 136,07 131,15 129,42 127,86 138,24 134,09 131,31 135,64 119,33
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 / 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 / 84 / / / / 14 14
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13
Massa na Massa na 24h (g) 48h (g)
/ / / / / / / / / / / 137,29 139,36 141,93 141,31 136,77 131,82 130,09 128,50 138,85 134,65 131,82 136,20 119,92
/ / / / / / / / / / / 137,61 139,67 142,19 141,60 137,18 132,13 130,34 128,81 139,18 134,95 132,09 136,50 120,18
Massa na Massa na 192h (g) 216h (g)
/ / / / / / / / / / / 138,72 140,73
/ / / / / / / / / / / 138,75 140,75
Massa na 72h (g)
/ / / / / / / / / / / 137,88 139,94 142,46 141,89 137,43 132,39 130,61 129,05 139,43 135,21 132,35 136,72 120,41
Massa na 240h (g)
/ / / / / / / / / / / 138,92 140,93
Massa na Massa na 96h (g) 120h (g)
/ / / / / / / / / / / 138,12 140,15 142,69 142,10 137,57 132,57 130,78 129,21 139,67 135,47 132,58 136,95 120,64
/ / / / / / / / / / / 138,37 140,35 142,88 142,28 / / / / 139,86 135,63 132,79 137,13 120,85
Massa na Massa na 312h (g) 336h (g)
/ / / / / / / / / / / 139,44 141,42
/ / / / / / / / / / / 139,48 141,46
Massa na 144h (g)
/ / / / / / / / / / / / / / / 137,91 132,89 131,10 129,54 / / / / 120,98
xyoppervlak (m²)
/ / / / / / / / / / / 0,0017 0,0016
Massa na 168h (g)
/ / / / / / / / / / / 138,56 140,62 143,14 142,55 138,02 132,96 131,17 129,61 140,11 135,86 133,04 137,38 121,04
14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 / 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
143,28 142,69 138,18 133,08 131,28 129,72 140,24 135,98 133,16 137,50 121,18
143,28 142,69 138,29 133,23 131,43 129,87 140,27 136,03 133,22 137,54 121,30
143,44 142,89 138,34 133,27 131,48 129,95 140,44 136,18 133,35 137,68 121,43
143,91 143,35 / / / / 140,91 136,70 133,84 138,15 /
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
Verschil met waarden voor vorstproef (g/m².√(s))
/ / / / / / / / / / / 100 101 89,1 81,2 92,1 102 157 135 114 121 113 96,3 115
/ / / / / / / / / / / 3,31 9,04 12,1 5,71 8,41 23,3 75,1 53,3 28,7 31,0 31,4 19,2 32,0
143,94 143,40 / / / / 140,96 136,73 133,90 138,20 /
0,0016 0,0017 0,0017 0,0015 0,0010 0,0012 0,0015 0,0013 0,0013 0,0015 0,0015
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
Droge massa
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
145,64 139,63 143,03 118,45 139,37 139,31 135,87 128,81 125,23 142,69 119,67 142,25 132,88 125,02 138,03 141,72 142,54 141,69 131,13 129,62 133,37
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16
Massa na 1' (g)
149,31 144,14 146,16 124,27 143,36 141,32 141,12 133,15 130,24 147,80 123,75 145,58 136,96 129,36 141,15 146,81 147,60 146,64 135,20 134,71 139,47
Massa na Massa na 7,5' (g) 10' (g)
152,67 149,64 147,94 131,06 148,35 144,19 146,82 138,00 134,04 152,93 129,43 149,68 140,14 133,43 143,56 150,15
153,62 151,22 148,35 132,28 151,03 145,02 148,15 139,64 135,33 153,98 130,40 150,03 140,97 134,05 144,00 150,66
Massa na 2' (g)
150,20 145,18 146,75 125,91 144,53 142,23 142,65 134,15 131,08 149,34 125,80 147,40 138,03 130,43 142,01 147,94 148,50 147,59 135,80 135,28 141,40
Massa na 15' (g)
154,98 152,84 149,10 133,25 151,64 146,35 150,19 142,19 137,55 155,00 131,82 150,52 142,06 135,31 144,61 151,19
Massa na Massa na 3' (g) 4' (g)
/ / / / 145,51 / 143,79 135,00 131,73 150,34 / / / 131,33 / / 149,14 148,24 136,25 / /
150,76 146,08 147,08 127,28 146,17 142,90 144,66 135,79 132,29 151,14 127,47 148,76 138,78 132,03 142,65 148,93 149,59 148,81 136,63 135,73 143,20
Massa na Massa na 20' (g) 30' (g)
155,75 153,37 149,69 133,33 152,56 147,30 150,39 142,86 139,05 155,25 132,75 150,83 142,74 136,35 144,98 151,51
156,99 153,60 150,87 133,39 153,70 150,35 150,50 142,94 140,23 155,49 133,73 151,92 144,17 137,56 146,06 152,64
Massa na 5' (g)
151,31 147,01 147,37 128,54 146,81 / 145,46 136,58 132,97 151,88 / / / 132,65 / / 150,04 149,29 136,84 / /
Massa na 45' (g)
157,92 153,70 152,23 133,45 153,84 152,43 150,48 143,00 140,26 155,60 133,77 152,96 144,91 137,62 147,01 153,75
Massa na 6' (g)
/ / / / / 143,53 / / / / 128,61 149,31 139,45 / 143,09 149,56 / / / 136,05 144,55
Massa na 60' (g)
158,30 153,73 153,79 133,47 153,87 152,88 150,51 143,02 140,31 155,65 133,79 154,00 145,04 137,65 147,83 154,60
56 56 56 28 28
S17 S18 S19 S20 S21
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
150,62 149,84 137,18 136,41 145,98
151,21 150,40 137,46 136,84 147,68
Massa na Massa na 90' (g) 120' (g)
158,38 153,69 155,40 133,47 153,85 152,90 150,49 142,99 140,30 155,64 133,81 155,18 145,06 137,61 148,56 154,79 155,41 154,27 141,82 141,66 149,08
158,35 153,69 156,01 133,43 153,81 152,92 150,47 142,98 140,27 155,62 133,83 155,46 145,05 137,65 148,84 154,78 155,41 154,29 141,84 141,64 148,96
Massa na Massa na 96h (g) 120h (g)
159,22 154,46 156,92 134,28 154,34 153,65 151,20 143,90 141,23 156,33
/ / / / 154,46 153,82 151,30 144,07 141,41 156,47
152,52 151,53 138,19 137,42 148,80
Massa na 180' (g)
158,39 153,74 156,12 133,47 153,83 152,94 150,45 142,98 140,27 155,57 133,79 155,47 145,08 137,61 148,88 154,82 155,45 154,28 141,90 141,71 148,94
Massa na 144h (g)
159,43 154,61 157,11 134,49 154,46 / 151,39 144,18 141,56 156,55
153,21 152,23 138,62 137,81 148,85
154,30 153,55 139,50 139,48 148,95
Massa na Massa na 240' (g) 24h (g)
158,37 153,71 156,12 133,49 153,79 153,02 150,41 142,97 140,26 155,56 133,85 155,52 145,07 137,64 148,93 154,81 155,44 154,31 141,93 141,69 148,96
158,69 153,98 156,51 133,87 153,87 153,05 150,71 143,35 140,63 155,77 134,05 155,66 145,21 137,96 149,13 154,94 155,72 154,56 142,21 141,79 149,04
Massa na Massa na 168h (g) 192h (g)
159,42 154,63 157,20 134,60 / 154,02 151,29 144,12 141,53 156,52
159,45 154,65 157,16 134,57 / 154,07 151,38 144,23 141,61 156,58
154,96 154,20 140,42 140,93 148,98
Massa na 48h (g)
158,87 154,12 156,60 134,06 154,08 153,24 150,83 143,53 140,83 155,92 134,26 155,81 145,45 138,25 149,33 155,26 155,91 154,73 142,34 142,04 149,25
Massa na 216h (g)
159,57 154,81 157,30 134,68 155,28 153,97 151,51 144,36 141,75 156,72
155,35 154,28 141,16 141,63 149,04
Massa na 72h (g)
159,08 154,29 156,75 134,15 154,24 153,52 150,97 143,69 141 156,10 134,56 156,03 145,65 138,43 149,50 155,48 156,10 154,90 142,52 142,24 149,51
Massa na 240h (g)
159,63 154,85 157,35 134,77 155,37 154,22 151,62 144,48 141,87 156,88
14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
134,71 156,15 145,85 138,63 149,69 155,67 156,19 155,02 142,61 142,43 149,69
134,90 156,23 145,99 / 149,80 155,84 / / / 142,56 149,90
Massa na Massa na 312h (g) 336h (g)
/ / / / / 154,69 151,77 144,61 142,01 156,98 135,75 157,07 146,81 / 150,49 156,72 / / / 143,35 150,72
/ / / / / 154,70 / / / / 135,77 157,09 146,84 / 150,50 156,69 / / / 143,34 150,71
/ / / 138,85 / / 156,39 155,22 142,80 / /
xyoppervlak (m²)
0,0019 0,0018 0,0019 0,0016 0,0019 0,0019 0,0019 0,0017 0,0017 0,0019 0,0016 0,0019 0,0017 0,0017 0,0017 0,0019 0,0019 0,0019 0,0017 0,0017 0,0018
135,08 156,40 146,12 138,85 149,91 155,98 156,39 155,26 142,85 142,66 150,01
135,11 156,47 146,22 138,94 149,98 156,06 156,48 155,30 142,84 142,74 150,06
135,09 156,38 146,16 139,06 149,94 155,98 156,59 155,40 142,94 142,72 149,99
135,29 156,57 146,35 139,09 150,11 156,15 156,67 155,47 142,98 142,83 150,12
Waterabsorptie door capillariteit C (g/m².√(s))
Verschil met waarden voor vorstproef (g/m².√(s))
137 231 69,6 296 196 118 217 236 190 174 216 137 131 164 94,8 122 114 120 79,8 71,4 258
12,4 31,2 4,67 43,6 20,0 -40,2 36,3 57,9 65,7 7,20 8,72 53,3 -11,4 4,27 8,638 7,70 -3,44 10,3 0,46 -11,8 19,3
Bijlage O: Proef ter bepaling van de druksterkte, na de vorstproef
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
xy-oppervlak (mm²)
1735 2194 2102 1661 1706 1616 1673 2084 1781 1676 1794 2136 1735 1650 1658 1697 2134 2079 1685 1693 1697 1697 1707
Drukkracht (kN)
50,8 54,7 49,5 40,5 58,6 53,3 49,6 46,2 50,4 45,6 37,6 53,2 60,3 56,4 38,8 58,9 50,1 61,9 55,5 58,1 62,4 56,4 55,1
Druksterkte (MPa)
29,3 24,9 23,5 24,4 34,3 33,0 29,7 22,2 28,3 27,2 20,9 24,9 34,8 34,2 23,4 34,7 23,5 29,8 33,0 34,3 36,7 33,2 32,3
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12
xy-oppervlak (mm²)
1776 1772 1739 1702 1739 1739 1710 1726 1735 1780 1756 1738
Drukkracht (kN)
215 155 91,3 144 206 149 195 180 93,9 146 192 207
Druksterkte (MPa)
121 87,4 52,5 84,7 118 85,4 114 104 54,1 82,3 109 119
164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
1751 1743 1670 1776 1718 1667 1666 1714 1706 1738 1714 1554 1699 1768 1693 1709 1615 1615
213 237 162 247 221 154 226 / 201 240 229 162 181 216 237 > 250 135 183
122 136 96,9 139 129 92,4 136 / 118 138 133 104 107 122 140 > 146 83,5 113
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
xy-oppervlak (mm²)
1716 1658 1626 1614 1665 1615 1662 1716 1602 1666 1693 1668 1615 1598 1801 1698 1706 1657 1607 1603 1615 1676
Drukkracht (kN)
91,3 107 61,3 74,6 89,4 89,0 95,4 95,4 103 77,6 104 82,6 103 108 85,9 112 99,8 84,0 108 110 93,3 103
Druksterkte (MPa)
53,2 64,6 37,7 46,2 53,7 55,1 57,4 55,6 64,2 46,5 61,5 49,5 64,0 67,5 47,7 66,1 58,5 50,7 67,0 68,8 57,8 61,2
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
xy-oppervlak (mm²)
1755 1664 1768 1697 1676 1743 1681 1768 1751 1656 1768 1827 1801 1797 1756 1697 1702 1689 1689 1764 1751 1797 1743 1685 1785 1781 1751 1689 1805 1760 1731 1685
Drukkracht (kN)
Druksterkte (MPa)
94,0 135 106 113 81,4 85,2 131 77,3 138 104 157 179 146 129 146 136 117 120 126 117 146 137 146 91,5 87,9 124 / 182 124 157 132 124
53,6 81,4 59,9 66,3 48,5 48,9 78,1 43,7 78,6 62,7 88,8 98,1 81,0 71,6 83,0 80,4 68,7 71,0 74,4 66,1 83,1 76,1 84,0 54,3 49,2 69,5 / 108 68,9 89,3 76,4 73,3
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84
N1 N2 N3 N4 N5
xy-oppervlak (mm²)
1735 1731 1731 1731 1735
Drukkracht (kN)
Druksterkte (MPa)
/ / / / /
/ / / / /
/ 84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
1731 1735 1739 1735 1731 1718 1726 1731 1731 1731 1731 1739 1747 1747 1747 1747 1714 1731 1165
/ / / / / / 18,2 24,6 25,2 21,0 14,5 10,3 11,3 11,9 16,9 14,1 14,7 17,8 7,29
/ / / / / / 10,5 14,2 14,6 12,1 8,35 5,93 6,47 6,83 9,65 8,08 8,58 10,3 6,26
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
xy-oppervlak (mm²)
1884 1808 1858 1640 1858 1862 1853 1732 1712 1858 1636 1858 1724 1728 1728 1851 1862 1864 1678 1698 1834
Drukkracht (kN)
20,6 12,3 18,4 9,07 12,5 14,8 11,9 11,8 10,4 13,6 15,9 13,9 15,3 15,5 20,7 16,9 17,0 18,8 16,4 14,6 13,2
Druksterkte (MPa)
10,9 6,78 9,91 5,53 6,73 7,92 6,35 5,99 7,95 8,54 9,70 7,50 8,88 8,97 11,9 9,12 9,12 10,1 9,75 8,58 7,18
Bijlage P: Macroscopische waarnemingen + veranderingen in identificatie eigenschappen na de vorstproef
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12
Schade (0-4)
0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Schade (0-4)
2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 2 2
Toename in Toename in open geluidMassaporositeit snelheid verlies (g) (vol %) (km/s)
0,15 0,19 0,26 0,22 0,24 0,28 0,26 0,30 0,22 0,19 0,45 0,12 0,02 0,19 0,23 0,15 0,10 0,13 0,10 0,10 0,13 0,10 0,13
0,39 0,15 0,13 0,19 0,67 0,53 0,72 0,55 0,86 0,75 1,50 0,19 0,26 0,49 0,53 0,41 0,12 0,44 0,11 0,22 0,38 0,19 0,57
-0,18 -0,10 -0,31 -0,20 -0,29 -0,24 -0,11 -0,17 -0,57 -0,36 -0,51 -0,15 0,01 -0,08 -0,13 -0,12 -0,14 0,04 0,04 0,03 -0,03 0,01 -0,04
Toename in Toename in open geluidMassaporositeit snelheid verlies (g) (vol %) (km/s)
-0,08 -0,02 -0,06 -0,11 0,06 -0,20 -0,10 -0,15 -0,13 -0,20 -0,09 -0,07
0,29 0,29 -0,40 -0,13 -0,26 -0,04 0,10 0,15 0,52 0,26 0,04 0,30
0,07 0,41 0,27 0,46 0,25 0,26 0,55 0,17 0,34 0,33 0,45 0,31
Toename in capillariteit (g/m².√s)
9,17 8,99 16,2 6,15 8,85 20,4 15,3 16,2 46,7 40,8 28,9 10,4 9,48 13,4 17,4 7,99 4,99 3,20 9,30 3,42 3,43 12,3 3,74
Toename in capillariteit (g/m².√s)
-2,85 0,54 0,11 -0,03 1,31 1,70 -1,60 -0,79 -0,69 -0,35 -4,79 1,10
Druksterkte (N/mm²)
29,3 24,9 23,5 24,4 34,3 33,0 29,7 22,2 28,3 27,2 20,9 24,9 34,8 34,2 23,4 34,7 23,5 29,8 33,0 34,3 36,7 33,2 32,3
Druksterkte (N/mm²)
121 87,4 52,5 84,7 118 85,4 114 104 54,1 82,3 109 119
164 164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
2 2 2 0 2 2 2 / 2 0 0 2 2 0 0 0 2 2
Schade (0-4)
0 0 0 0 0 0 0(-1) 0 0 0 0 0 0 0 0 0(-1) 0 0 0 0 0 0
-0,14 -0,05 -0,06 -0,15 -0,16 -0,03 -0,02 / -0,02 -0,01 -0,05 0,06 -0,07 0,05 0,09 -0,04 0,06 0,08
0,02 0,28 0,28 -0,24 0,09 0,18 0,21 / 0,26 0,11 0,10 0,14 -0,03 0,53 0,54 0,27 -0,06 0,34
0,17 0,03 0,25 0,35 0,28 0,23 0,30 / 0,12 0,25 0,22 0,43 0,49 0,10 0,15 0,22 0,13 0,43
Toename in Toename in open geluidMassaporositeit snelheid verlies (g) (vol %) (km/s)
0,00 0,05 -0,03 -0,01 0,12 0,11 0,11 0,07 0,08 0,05 0,05 0,05 0,03 0,01 0,00 0,02 0,07 0,08 0,10 0,08 0,09 0,10
0,31 0,35 0,29 0,63 0,06 0,27 0,23 0,17 0,41 0,34 0,46 0,35 0,37 0,29 0,33 0,32 0,39 0,49 0,74 0,53 0,43 0,19
0,29 0,30 0,36 0,36 0,32 0,42 0,38 0,37 0,33 0,40 0,26 0,34 0,37 0,33 0,56 0,30 0,37 0,53 0,29 0,19 0,21 0,15
1,65 -0,91 1,60 1,98 0,64 -2,19 -2,93 / -0,32 -0,56 -1,96 -1,36 -0,16 -1,79 -1,31 -2,66 -2,34 -2,54
Toename in capillariteit (g/m².√s)
-3,24 2,32 0,31 -4,30 3,01 2,65 0,53 -1,23 2,13 0,72 3,86 1,49 1,99 1,72 -3,21 -0,33 3,73 1,53 -2,19 0,40 3,48 1,21
122 136 96,9 139 129 92,4 136 / 118 138 133 104 107 122 140 146 83,5 113
Druksterkte (N/mm²)
53,2 64,6 37,7 46,2 53,7 55,1 57,4 55,6 64,2 46,5 61,5 49,5 64,0 67,5 47,7 66,1 58,5 50,7 67,0 68,8 57,8 61,2
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 /
N1 N2 N3 N4 N5 N6
Schade (0-4)
3 0 2 0 4 3-4 0 3-4 2 2 0 2 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 2 2 4 2 4 0 0 0 0 0
Schade (0-4)
3 4 3-4 4 4 4
Toename in Toename in open geluidMassaporositeit snelheid verlies (g) (vol %) (km/s)
0,04 0,08 0,08 0,09 0,23 15,26 0,00 12,46 0,03 0,05 -0,01 0,61 -0,01 -0,04 0,91 0,09 -0,05 -0,06 0,03 -0,08 0,00 0,08 0,01 0,03 24,20 0,10 / -0,01 0,02 0,03 0,02 0,00
0,29 0,27 0,51 0,11 0,95 1,34 0,17 2,03 0,17 0,48 0,32 0,22 0,17 0,40 0,30 0,65 0,24 0,18 0,38 -0,09 -0,05 0,77 0,49 0,78 0,69 0,58 / -0,04 0,52 0,55 0,19 0,53
0,22 0,64 0,17 0,75 0,05 -0,05 0,37 -0,12 0,26 0,14 0,51 0,57 0,57 0,41 0,70 0,63 0,40 0,47 0,71 0,42 0,55 0,40 0,74 0,68 0,78 0,36 / 0,65 0,48 0,51 0,28 0,21
Toename in Toename in open geluidMassaporositeit snelheid verlies (g) (vol %) (km/s)
12,23 51,95 24,06 36,90 58,54 /
0,10 0,06 0,44 0,69 1,08 /
/ / / / / /
Toename in capillariteit (g/m².√s)
Druksterkte (N/mm²)
-1,15 -1,83 -10,0 -2,99 59,3 82,6 -1,24 49,9 -0,04 20,4 -2,18 46,2 8,74 2,78 -5,62 -6,12 10,3 1,04 -2,45 5,12 -0,71 -13,3 -8,59 24,3 21,6 6,74 / 0,36 -4,46 -3,17 -1,96 -3,94
Toename in capillariteit (g/m².√s)
53,6 81,4 59,9 66,3 48,5 48,9 78,1 43,7 78,6 62,7 88,8 98,1 81,0 71,6 83,0 80,4 68,7 71,0 74,4 66,1 83,1 76,1 84,0 54,3 49,2 69,5 / 108 68,9 89,3 76,4 73,3
Druksterkte (N/mm²)
/ / / / / /
/ / / / / /
84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
4 4 4 4 4 2 2 2 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Schade (0-4)
0(-1) 0 0 0(-1) 0 0 0 0 2-3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
75,34 / / / / 1,23 0,51 0,47 0,11 4,46 8,17 9,35 10,95 2,31 4,24 4,75 4,22 16,86
0,88 / / / / 0,67 0,65 1,08 0,46 0,26 0,83 0,57 0,63 1,09 1,20 1,74 0,87 0,78
/ / / / / 0,03 0,06 0,10 0,00 0,11 0,13 0,22 0,06 0,15 0,08 0,12 0,16 0,09
Toename in Toename in open geluidMassaporositeit snelheid verlies (g) (vol %) (km/s)
0,28 0,29 0,26 0,21 0,23 0,27 0,24 0,24 0,23 0,25 0,16 0,27 0,17 0,14 0,16 0,19 0,16 0,22 0,14 0,14 0,23
0,57 0,73 0,68 0,36 1,11 0,99 0,18 0,28 0,60 1,16 0,26 0,73 -0,07 0,64 0,92 0,75 0,63 0,42 0,67 0,78 0,34
0,27 0,27 0,26 0,01 0,18 0,04 0,09 0,04 -0,48 0,21 0,06 0,07 0,05 0,20 0,27 0,26 0,27 0,27 0,17 0,31 0,25
/ / / / / 3,31 9,04 12,1 5,71 8,41 23,3 75,1 53,3 28,7 31,0 31,4 19,2 32,0
Toename in capillariteit (g/m².√s)
12,4 31,2 4,67 43,6 20,0 -40,2 36,3 57,9 65,7 7,20 8,72 53,3 -11,4 4,27 8,64 7,70 -3,44 10,3 0,46 -11,8 19,3
/ / / / / 10,5 14,2 14,6 12,1 8,35 5,93 6,47 6,83 9,65 8,08 8,58 10,3 6,26
Druksterkte (N/mm²)
10,9 6,78 9,91 5,53 6,73 7,92 6,35 5,99 7,95 8,54 9,70 7,50 8,88 8,97 11,9 9,12 9,12 10,1 9,75 8,58 7,18
Bijlage Q: Macroscopische waarnemingen + oorspronkelijke eigenschappen
1) Euville Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 164 164 164 56 28 28 56 56 56 28 28 14 14 14 14
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21 E22 E23
2) Ledesteen Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 132 132 132 132 140 140 164 164 164
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13
GeluidvoortWaterplantingsWaterabsorptie door Schade Porositeit snelheid absorptie capillariteit Hirschwald GC(0-4) (vol %) (km/s) (massa %) (g/m².√s) coëfficiënt coëfficiënt
0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
14,8 14,8 15,1 15,8 14,3 14,4 14,0 13,9 15,6 15,3 14,8 13,9 14,9 14,5 16,3 13,5 13,7 13,4 14,4 15,2 13,9 15,0 14,5
2,87 2,86 2,89 2,80 2,93 2,80 2,79 2,86 2,86 2,72 2,82 3,01 2,87 2,88 2,80 2,92 2,97 2,79 3,00 2,81 2,85 2,79 2,76
3,78 3,68 3,71 3,96 3,39 3,45 3,44 3,30 3,95 3,84 3,68 3,37 3,69 3,54 4,17 3,30 3,29 3,15 3,40 3,77 3,25 3,73 3,59
45,9 44,1 40,1 53,1 46,8 41,0 43,4 34,7 36,3 42,7 50,2 34,5 47,5 48,6 62,0 37,5 34,3 34,1 41,3 47,2 40,7 40,8 46,3
0,51 0,52 0,51 0,52 0,49 0,49 0,50 0,49 0,51 0,52 0,50 0,50 0,52 0,51 0,52 0,51 0,48 0,48 0,49 0,51 0,49 0,51 0,51
-6,24 -6,11 -6,62 -6,31 -7,03 -6,70 -6,87 -6,34 -6,14 -6,48 -7,22 -6,83 -6,60 -6,70 -7,33 -6,59 -6,32 -6,50 -6,97 -6,38 -6,63 -7,15 -6,92
GeluidvoortWaterplantingsWaterabsorptie door Schade Porositeit snelheid absorptie capillariteit Hirschwald GC(0-4) (vol %) (km/s) (massa %) (g/m².√s) coëfficiënt coëfficiënt
2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 2 2 2
5,18 4,10 4,48 4,40 4,36 4,16 4,27 4,63 3,68 3,83 4,55 4,18 4,52
3,17 3,78 3,30 3,69 3,78 3,53 3,73 3,37 3,65 3,87 3,78 3,30 3,97
1,34 1,18 1,11 1,15 1,14 1,09 1,18 1,25 1,10 1,06 1,21 1,18 1,00
10,7 8,09 6,30 8,60 5,18 4,74 8,90 8,76 4,25 4,23 11,7 4,72 5,60
0,73 0,74 0,66 0,75 0,74 0,74 0,78 0,77 0,84 0,76 0,73 0,74 0,74
1,49 2,10 -0,12 1,14 1,04 1,21 2,25 2,40 3,77 1,25 0,99 1,35 1,41
164 164 56 28 140 140 / 56 56 28 56 28 14 14 14 14 28
L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30
3) Massangis Roche Claire Aantal cycli
Proefstuk
164 28 28 164 84 84 84 84 28 132 132 28 56 56 56 56 132 132 14 14 14 14
MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 MC15 MC16 MC17 MC18 MC19 MC20 MC21 MC22
2 2 0 2 2 2 / 2 0 0 2 2 0 0 0 2 2
4,74 3,71 4,14 4,44 5,46 4,29 4,45 4,22 4,20 4,15 4,64 4,89 4,26 3,86 4,17 4,90 4,53
3,90 3,62 3,57 3,99 3,45 3,68 3,71 3,37 3,84 3,99 3,69 3,53 3,43 3,88 3,90 3,86 3,52
1,37 1,08 1,09 1,18 1,44 1,16 1,26 1,13 1,18 1,11 1,25 1,23 1,14 1,10 1,10 1,23 1,25
7,94 3,39 4,05 7,90 10,6 7,84 9,67 7,51 8,23 8,33 10,3 8,38 8,01 6,73 8,01 9,32 9,50
0,74 0,77 0,71 0,77 0,73 0,72 0,70 0,70 0,70 0,69 0,71 0,70 0,70 0,72 0,74 0,67 0,70
1,49 1,80 0,08 1,11 0,27 -0,82 0,50 -0,65 0,31 0,39 0,36 -0,04 0,54 0,78 1,49 -0,54 0,54
GeluidvoortWaterplantingsWaterabsorptie door Schade Porositeit snelheid absorptie capillariteit Hirschwald GC(0-4) (vol %) (km/s) (massa %) (g/m².√s) coëfficiënt coëfficiënt
0 0 0 0 0 0 0(-1) 0 0 0 0 0 0 0 0 0(-1) 0 0 0 0 0 0
13,5 13,3 13,1 13,1 13,7 13,2 13,5 13,5 12,8 13,3 13,4 13,5 13,5 12,6 13,2 13,4 13,2 13,3 12,8 12,9 13,2 13,3
3,74 3,72 3,73 3,66 3,76 3,83 3,48 3,73 3,81 3,81 3,60 3,61 3,62 3,75 3,61 3,61 3,72 3,44 3,70 3,80 3,77 3,81
4,96 4,92 4,81 4,77 4,99 4,87 5,00 4,91 4,70 4,91 4,97 4,98 4,85 4,62 4,89 5,01 4,89 5,00 4,74 4,80 4,84 4,82
48,5 44,0 44,9 42,3 45,7 44,2 47,1 49,6 41,0 47,6 46,0 44,6 42,4 40,3 50,0 49,9 45,2 48,3 44,0 43,8 44,3 46,0
0,86 0,86 0,86 0,86 0,84 0,86 0,86 0,85 0,86 0,86 0,86 0,86 0,83 0,86 0,86 0,86 0,86 0,87 0,86 0,86 0,85 0,84
0,38 0,54 0,52 0,62 0,29 0,63 0,48 0,32 0,64 0,49 0,66 0,60 0,06 0,65 0,55 0,40 0,60 0,71 0,64 0,57 0,45 0,20
4) Massangis Roche Jaune Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 132 132 132 132 164 164 164 164 164 164 28 56 56 56 56 28 28 140 140 140 140 164 28 14 14 14 14
MJ1 MJ2 MJ3 MJ4 MJ5 MJ6 MJ7 MJ8 MJ9 MJ10 MJ11 MJ12 MJ13 MJ14 MJ15 MJ16 MJ17 MJ18 MJ19 MJ20 MJ21 MJ22 MJ23 MJ24 MJ25 MJ26 MJ27 MJ28 MJ29 MJ30 MJ31 MJ32
5) Noyant Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 84 /
N1 N2 N3 N4 N5 N6
GeluidvoortWaterplantingsWaterabsorptie door Schade Porositeit snelheid absorptie capillariteit Hirschwald GC(0-4) (vol %) (km/s) (massa %) (g/m².√s) coëfficiënt coëfficiënt
3 0 2 0 4 3-4 0 3-4 2 2 0 2 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 2 2 4 2 4 0 0 0 0 0
11,7 11,6 15,0 14,1 12,9 13,0 11,9 14,0 9,9 12,9 9,9 8,6 10,8 10,6 10,7 11,8 13,3 12,5 10,5 12,3 12,4 10,3 9,9 13,2 12,3 12,7 13,3 7,2 12,1 10,9 12,0 12,7
4,16 3,85 3,96 3,63 3,68 3,82 4,14 3,70 4,27 3,87 4,23 4,39 3,75 4,26 4,20 3,91 3,79 3,80 3,88 3,98 4,14 4,17 4,21 3,53 3,66 4,19 3,84 3,90 4,03 4,36 3,97 4,01
3,45 3,46 4,85 4,58 4,06 4,18 3,64 4,63 2,95 3,86 2,77 2,52 3,13 3,12 2,99 3,53 4,09 3,90 3,13 3,68 3,54 2,94 2,89 4,19 3,91 3,78 4,29 1,68 3,81 3,84 3,74 3,83
21,1 40,6 47,3 56,8 48,3 54,2 23,6 55,0 13,2 38,1 14,2 32,8 11,6 30,3 21,0 24,6 19,3 29,3 27,5 28,5 30,6 26,2 13,0 40,1 25,0 30,5 56,4 6,88 45,1 19,4 34,6 40,1
0,69 0,69 0,73 0,74 0,74 0,75 0,72 0,75 0,70 0,70 0,67 0,72 0,70 0,71 0,68 0,70 0,71 0,74 0,71 0,70 0,68 0,69 0,71 0,75 0,75 0,70 0,76 0,59 0,75 0,71 0,74 0,71
-1,47 -3,73 -2,36 -2,32 -2,05 -1,85 -1,31 -1,93 -0,25 -1,73 -1,50 -1,29 -0,44 -1,60 -1,67 -1,94 -1,17 -0,66 -2,30 -2,12 -2,35 -1,43 -1,86 -1,60 -0,87 -1,77 -1,68 -0,78 -1,28 -0,95 -1,18 -1,78
GeluidvoortWaterplantingsWaterabsorptie door Schade Porositeit snelheid absorptie capillariteit Hirschwald GC(0-4) (vol %) (km/s) (massa %) (g/m².√s) coëfficiënt coëfficiënt
3 4 3-4 4 4 4
35,1 35,5 35,0 35,0 35,6 33,7
2,30 2,32 2,33 2,14 2,30 2,33
15,3 15,8 15,4 16,7 15,9 15,1
75,5 87,7 83,5 85,2 89,3 75,8
0,70 0,71 0,71 0,71 0,70 0,72
-2,57 -1,97 -2,10 -2,02 -2,31 -2,02
84 / / / / 14 14 14 14 56 56 56 56 28 28 28 28 132
N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
6) Savonnières Aantal cycli
Proefstuk
84 84 84 84 164 14 132 132 132 132 14 14 14 56 28 28 56 56 56 28 28
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
4 4 4 4 4 2 2 2 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3
35,6 35,4 34,2 34,9 35,3 35,8 35,0 33,8 34,7 34,9 34,5 34,5 34,8 34,7 34,7 34,8 34,4 35,2
2,26 2,26 2,34 2,33 2,31 2,31 2,28 2,14 2,31 2,26 2,33 2,23 2,36 2,32 2,35 2,32 2,26 2,27
15,6 15,9 15,1 15,8 15,7 15,8 15,4 15,0 15,1 15,3 15,1 15,2 15,4 15,4 15,6 15,7 15,1 15,4
88,1 88,8 78,1 89,5 86,3 96,9 92,2 77,0 75,5 83,7 78,8 81,4 81,5 85,4 89,8 81,6 77,1 82,8
0,70 0,71 0,71 0,72 0,71 0,69 0,71 0,72 0,71 0,71 0,71 0,72 0,71 0,71 0,72 0,72 0,70 0,70
-2,30 -1,96 -2,12 -1,82 -2,05 -2,33 -2,12 -2,18 -2,26 -1,99 -2,02 -1,88 -2,09 -2,02 -2,05 -1,98 -2,32 -2,22
GeluidvoortWaterplantingsWaterabsorptie door Schade Porositeit snelheid absorptie capillariteit Hirschwald GC(0-4) (vol %) (km/s) (massa %) (g/m².√s) coëfficiënt coëfficiënt
0(-1) 0 0 0(-1) 0 0 0 0 2-3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
31,4 33,5 32,1 36,5 33,9 33,1 35,1 34,2 35,1 31,9 35,7 32,5 32,7 33,3 29,2 32,5 32,3 32,2 30,5 32,2 36,1
2,59 2,30 2,41 2,18 2,33 2,27 2,27 2,36 2,41 2,47 2,31 2,38 2,42 2,45 2,73 2,34 2,34 2,30 2,54 2,43 2,29
9,40 10,6 9,71 13,3 10,9 10,2 11,1 11,7 12,4 9,70 12,3 9,71 9,76 11,0 8,55 9,74 9,62 9,55 8,92 9,97 12,2
125 199 64,9 252 176 159 181 178 125 167 208 84,0 142 160 86,1 114 117 109 79,3 83,2 239
0,50 0,52 0,52 0,57 0,53 0,51 0,52 0,56 0,58 0,51 0,56 0,51 0,51 0,54 0,51 0,51 0,51 0,50 0,50 0,52 0,54
-6,24 -6,75 -5,12 -6,40 -6,15 -6,58 -6,44 -5,91 -4,67 -6,80 -6,16 -5,45 -6,61 -5,89 -5,47 -5,40 -5,63 -5,78 -5,52 -5,26 -6,92