Omslagontwerp: Luc Boehme Druk: ACCO, Leuven

Omslagontwerp: Luc Boehme Druk: ACCO, Leuven Disclaimer Hoewel veel zorg werd besteed om de inhoud en de kwaliteit van deze publicatie te verzekeren, dragen de auteurs en de uitgever geen verantwoordelijkheid indien schade zou ontstaan aan eigendommen of personen, bij het onoordeelkundig aanwenden van deze publicatie en/of de hierin vermelde resultaten. ISBN 9789090265759 EAN 9789090265759 Wettelijk Depot: D/2012/Luc Boehme, uitgever RecyCon – http://recycon.khbo.be Eerste editie – 300 exemplaren

ValReCon20

Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete C20/25& C25/30

Valorisatie van grove betonpuingranulaten in beton C20/25 & C25/30

Luc Boehme – Ann Van Gysel – Jeroen Vrijders – Miquel Joseph – Joris Claes

ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 2

Inhoudstafel Voorwoord

2

Resultaten van het ValReCon20-Project

Luc Boehme, Miquel Joseph, Ann Van Gysel, Joris Claes, Jeroen Vrijders

Deel 1 - Granulaatonderzoek Gerecycleerde grove betonpuingranulaten

5 6

Wetgeving en normering Eigenschappen van Betonpuingranulaten

6 25

Geometrische Eigenschappen

25

Mechanische en Fysische Eigenschappen

52

Chemische Eigenschappen

66

Besluiten Granulaatonderzoek

72

Deel 2 - Beton met vervanging van de grove granulaten door grove betonpuingranulaten 74 Betonreceptuur

75

Eigenschappen van vers beton

88

Volumieke massa van vers beton

99

Mechanische eigenschappen van verhard beton

101

Duurzaamheidseigenschappen van verhard beton

114

Algemeen besluit

121

Referenties

122

Recyclingbeton in de bouwpraktijk: van knelpunten naar oplossingen

128

Jeroen Vrijders, Jan Desmyter, Bram Dooms Inleiding

128

Van knelpunten...

129

... naar oplossingen

131

Evolutie in het normenkader

132

Bestaande voorbeeldprojecten in recycling-beton

135

Recycling en beton in de praktijk – Technisch Rapport

146

Besluit: de blik voorwaarts

147


| 1

Certificatie van beton met gerecycleerde granulaten

150

Inleiding Normalisatie versus certificatie Normalisatie en certificatie: Stand van zaken Naar een betere valorisatie van gerecycleerde granulaten in gecertificeerd beton Besluiten

150 150 151 154 156

Kwaliteitsborging van recyclinggranulaten Sofie Van Hasselt, Johny De Nutte Kwaliteitseisen hoogwaardig betongranulaat Huidige kwaliteit van betongranulaat Besluit

158 158 159 163

FPRG vzw ijvert voor hoogwaardige toepassingen voor gerecycleerde granulaten.

164

Caroline Ladang, Benny De Blaere, Sammy Gruss

Willy Goossens

164

Inleiding: Voorstelling van de sector

164

De economische context

167

Kwaliteit (imago) van de gerecycleerde granulaten

168

Huidige voorschriften i.v.m. gebruik van gerecycleerde granulaten in beton.

169

Motivatie voor deelname

170

Inbreng van FPRG vzw:

170

Evaluatie van het proefproject ValReCon20

170

De toekomst

170

Referenties

171

20 jaar ervaring in recyclage & stabilisatie Lodewijk Van Acker

172

Inleiding

172

Historiek

172

Problematiek van betonpuin

175

Besluiten

178

Proefprogramma m.b.t. het gebruik van betonpuingranulaten bij Gebr. De Rycke nv Koenraad De Rycke, Kurt Roodhooft Inleiding Karakterisering van de betonpuingranulaten Karakterisering van de betonmengsels Resultaten Bespreking resultaten Industriële productie Conclusies

180


180 181 182 183 184 186 186

| 2

ABC BETON… Als het sterk moet zijn… Dries Aneca

188 188

Inleiding

188

Milieubewust bedrijf

189

Besluiten

193


| 3


| 1

Voorwoord In de laatste decennia hebben puinverwerkers in Vlaanderen onder impuls van een wijzigende regelgeving veel inspanningen geleverd om bouwen slooppuin te recycleren tot een volwaardig alternatief voor de schaarser wordende natuurlijke grondstoffen. Echter moeten diezelfde bedrijven vaststellen dat het gebruik van gerecycleerde materialen in de bouwsector beperkt gebleven is tot het gebruik in funderingen en onderfunderingen in de wegenbouw. Daarbij wordt vastgesteld dat de gerecycleerde granulaten vaak worden aangewend in laagwaardige toepassingen bv. mengpuingranulaten als ophogingsmateriaal. Buitenlandse praktijk en regelgeving tonen aan dat ook toepassing in structureel beton een mogelijkheid is. Voor deze bedrijven is het belangrijk dat het gebruik van gerecycleerde materialen in de bouwsector opgewaardeerd wordt, zodat er meerwaardes kunnen gecreëerd worden en daardoor de rentabiliteit van de bedrijven kan gegarandeerd worden. In deze logica dient het gebruik van betonpuingranulaten in nieuw stortbeton bevorderd te worden. Omwille van de vragen die nog steeds worden gesteld betreffende de technische performantie van puingranulaten en een weinig uitgewerkte regelgeving worden hoogwaardige betonpuingranulaten in laagwaardige toepassingen gebruikt. Vanuit de puinverwerkende sector is er vraag naar een beter omkaderd en toegelaten gebruik van gerecycleerde granulaten in structureel beton. Een aantal instanties drukten in het verleden hun twijfels uit tegenover deze toepassingen omdat zij menen dat de zuiverheid en de intrinsieke kenmerken van betonpuingranulaten afkomstig van verschillende constructies (gebouwen, kunstwerken,…) onvoldoende gekend en gewaarborgd zijn. Betonpuingranulaten afkomstig van de opbraak van betonverhardingen blijken wel meer vertrouwen in te boezemen. Het doel van het TETRA-onderzoeksproject ValReCon20 is tweeledig: - Vooreerst werd een grondige studie uitgevoerd over de zuiverheid en intrinsieke kenmerken van de betonpuingranulaten. Er werd nagegaan in hoeverre hun zuiverheid voldoende is om te voldoen aan de normen voor gebruik in stortbeton. - Vervolgens werd nagegaan welke invloed het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton heeft op de kwaliteit van het beton. Daarbij werd de invloed op de verwerkbaarheid en de mechanische eisen centraal gesteld. De doelstellingen werden bekeken vanuit een vooropgesteld ambitieniveau, namelijk het samenstellen van recyclagebeton geschikt voor gebruik in sterkteklasse C25/30 en omgevingsklasse EE2 waarin 100% van de grove granulaten van natuurlijke oorsprong vervangen worden door grove betonpuingranulaten. Omwille van de duurzaamheidscriteria die opgelegd zijn in omgevingsklasse EE2, werden de gevoeligheid voor carbonatatie en de vorstbestendigheid bestudeerd.


| 2

De resultaten van het onderzoek kunnen een aanzet geven om het verwerken van betonpuingranulaten in constructief beton (met BENOR-keurmerk) toe te laten en daartoe de toepassingsreglementen aan te passen. Hoewel sommigen ongetwijfeld gehoopt hadden dat dit TETRA-project nu al daartoe het kader zou scheppen, moet erop gewezen worden dat dit niet de bevoegdheid is van dit onderzoeksteam maar wel van andere organisaties. De betrokkenheid van een aantal actoren binnen de gebruikersgroep van ValReCon20 heeft echter wel mee gezorgd voor een grotere bereidheid om hieraan mee te werken. In Vlaanderen wordt er reeds op zekere schaal in de privé-sector beton aangemaakt met betonpuingranulaten en dan voornamelijk in de klasse C20/25 en hoger. Naast het technische programma in het laboratorium, werden binnen ValReCon20 ook voorbeeldprojecten of demonstratieprojecten in kaart gebracht. Dit enerzijds om het bestaan van praktijkervaring te onderbouwen, anderzijds om de duurzaamheid van ‘historische cases’ te analyseren, zoveel jaar na realisatie. Veel van deze projecten bleken echter niet goed gedocumenteerd en nuttige informatie was niet altijd terug te vinden. Dit onderzoek en vooral de resultaten ervan zijn bestemd voor de puinverwerkers, de betoncentrales en de voorschrijvende overheid. In dit boek werden de onderzoeksresultaten aangevuld met enkele bijdragen vanuit de actoren in het veld: de producenten van gerecycleerde granulaten en de producenten van stortbeton. Daarnaast zijn er eveneens bijdragen over de certificering van granulaten en wordt de lezer meegenomen op het traject naar een (BENOR-)gekeurd beton en gecertificeerd beton met puingranulaten.

Luc Boehme, Ann Van Gysel, Jeroen Vrijders, Miquel Joseph, Joris Claes Januari, 2012

ValReCon20 | TETRA-fondsproject uitgevoerd met steun van het IWT


| 3

ValReCon20

Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete C20/25

Valorisatie van grove betonpuingranulaten in beton C20/25 & C25/30

ValReCon20 | TETRA-Onderzoeksrapport IWT-090175

Ing. Luc BOEHME1,3 , Dr. ir. Ann VAN GYSEL2,3, ir. Jeroen VRIJDERS4 Ing. Miquel JOSEPH1, Ing. Joris CLAES² 1 KHBO-IW&T – Afdeling Bouwkunde 2 Lessius – Mechelen - Campus De Nayer 3 K.U.Leuven – Departement Burgerlijke Bouwkunde 4 WTCB [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]


| 4

Granulaatonderzoek


| 5

Gerecycleerde grove betonpuingranulaten Inleiding Granulaten zijn naast cement, zand en water, een hoofdbestanddeel van beton. De mechanische eigenschappen hangen voor een belangrijk deel samen met de eigenschappen van de gebruikte granulaten. De meest relevante eigenschap van gerecycleerde betongranulaat is dat dit granulaat is samengesteld uit enerzijds het oorspronkelijke grof granulaat van natuurlijke oorsprong en anderzijds uit de aangehechte cementmortelpasta. Hierdoor zijn een aantal karakteristieken van het gerecycleerd granulaat verschillend van deze van natuurlijke granulaten. Zo zorgt de aangehechte cementmortelpasta voor een poreuzer granulaat. Hierdoor hebben grove gerecycleerde betongranulaten een volumieke massa die lager is dan deze van natuurlijke granulaten en slorpen ze meer water op. De mechanische sterkte, waarvoor de Los Angeles‐waarde maatgevend is, is lager dan bij de meeste natuurlijke granulaten. Het zijn vooral de variaties van deze eigenschappen van betonpuingranulaten en van de samenstellende delen van het betonpuingranulaat, die enige onzekerheid inboezemen bij het grootschalig gebruik in structureel beton. De onzekerheid over de herkomst van het gerecycleerd beton ten opzichte van de zekerheid van de herkomst van natuurlijke granulaten speelt hierin een belangrijke rol. Met de huidige brekertechnieken kan echter een goede korrelverdeling worden bekomen voor de gerecycleerd betonpuingranulaat. Gerecycleerd betongranulaat kan meer fijne deeltjes kan bevatten. De fysische verontreiniging vormt doorgaans geen probleem. De aanwezigheid van niet‐steenachtige deeltjes is kleiner dan 0.5 à 1% (in massa). Sommige materialen, zoals gips en organisch materiaal, worden wel als nadeliger dan als andere beschouwd. In dit deel wordt het betonpuingranulaat onder de loep genomen.

Wetgeving en normering Algemene situering Eén van de actiepunten binnen het thema puingranulaten in de OVAM‐studie “Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren” is het opwaarderen van het gebruik van gerecycleerde granulaten in de bouwsector. De markt van gerecycleerde granulaten in funderingen en onderfunderingen in de wegenbouw raakt stilaan verzadigd. Hoogwaardig materiaal zoals betonpuin wordt nog vaak in laagwaardige toepassingen gebruikt, o.a. door onduidelijkheid over de technische performantie en gebrek aan regelgevend kader. Een verschuiving naar gebruik van gerecycleerde granulaten in structureel beton wordt gewenst door de ‘puinverwerkende sector’. (63) Een aantal overheidsdocumenten geeft al een richting en kader aan het gebruik van gerecycleerde granulaten. Hierna worden ze even kort toegelicht:

ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete | 6

VLAREA Het Vlaams Reglement inzake afvalvoorkoming en –beheer (VLAREA), dat op 17 december 1997 door de Vlaamse Regering werd goedgekeurd en op 1 juni 1998 in werking trad, is een uitvoeringsbesluit van het Afvalstoffendecreet van 2 juli 1981. Hoofdstuk 4 van VLAREA vermeldt welke soorten afvalstoffen in welke toepassingen en onder welke voorwaarden mogen hergebruikt worden. Indien een afvalstof voldoet aan deze VLAREA‐voorwaarden, bepaald in afdeling 4.2, verliest deze afvalstof het statuut van afvalstof en wordt het secundaire grondstof. De secundaire grondstof is geen afval meer en bijgevolg niet langer onderworpen aan de milieuwetgeving voor afvalstoffen. De secundaire grondstoffen worden minstens 1 maal per jaar bemonsterd en geanalyseerd op milieuhygiënische parameters door een erkend laboratorium. Op basis van VLAREA kunnen afvalstoffen zoals bouw‐ en sloopafval aangewend worden als secundaire grondstoffen binnen het gebruiksgebied bouwstof. (77) Het Uitvoeringsplan bouw‐ en sloopafval (1995) In dit plan werden voor de periode 1995 tot 2000 streefdoelen en een strategie geformuleerd, die vervolgens werden omgezet in een groot aantal maatregelen. Het beleid is voortvarend opgepakt en heeft duidelijk effect gehad. De nuttige toepassing of het hergebruik van materialen uit het bouw‐ en sloopafval steeg van 40 % tot ongeveer 85 %, ruim 10 % meer dan het voorziene (tussen)doel in 2000. (76) Sectoraal uitvoeringsplan “Milieuverantwoord materiaalgebruik en afvalbeheer in de bouw” In navolging en gebaseerd op het Uitvoeringsplan bouw‐ en sloopafval (1995) zet het Sectoraal uitvoeringsplan “Milieuverantwoord materiaalgebruik en afvalbeheer in de bouw” voor de periode 2007‐2010 de beleidsprogrammering voorop betreffende het beheer van materiaal‐ en afvalstoffenstromen in de Vlaamse bouwsector. In het nieuwe plan wordt veel aandacht besteed aan het milieuverantwoord gebruik van materialen in de bouw. Een van de doelstellingen die in dit uitvoeringsplanplan wordt uitgewerkt in project 4 is: “De realisatie van het effectieve en volledig gebruik van de steenachtige fracties in bestaande en nieuwe nuttige toepassingen en een aanzienlijke daling van het relatieve aandeel van het gebruik van de primaire grondstoffen in de bouwsector.” Relevant voor het onderzoeksproject ValReCon20 is: “De vervanging van betonpuingranulaat door menggranulaat in de wegenbouw. Zo zal er voldoende hoogwaardige betonpuingranulaten beschikbaar zijn om optimaal (hoogwaardig) in rijk beton toe te passen ter vervanging van 20% grind. De toepassingsmogelijkheden van puingranulaten worden opgewaardeerd door de certificatie van beton met puingranulaten mogelijk te maken en te bevorderen.” (76)


Het Algemeen Oppervlaktedelfstoffenplan Het Algemeen Oppervlaktedelfstoffenplan werd door de Vlaamse Regering definitief vastgelegd op 10 juli 2008. Dit plan bevat alle aspecten die de bijzondere oppervlaktedelfstoffenplannen overschrijden en noodzakelijk zijn in het licht van de basisdoelstelling van het Oppervlaktedelfstoffendecreet om op een duurzame wijze te voorzien in de behoefte aan (primaire) oppervlaktedelfstoffen ten behoeve van de huidige en de toekomstige generaties. (65) Hoofdstuk 6 van het Algemeen Oppervlaktedelfstoffenplan: ‘Actieplan alternatieve materialen’, beschrijft uitvoerig de actuele inzet van alternatieve materialen, evenals een inschatting van het groeipotentieel voor de komende jaren. Tevens worden een aantal acties beschreven die het gebruik van volwaardige alternatieven en het maximale hergebruik van afvalstoffen aanmoedigen zodat bespaard kan worden op de inzet van oppervlaktedelfstoffen. (65) Stand van zaken betreffende het gebruik van betonpuingranulaten in Vlaanderen Onderstaande tekst is gebaseerd op een studie uitgevoerd door het WTCB in opdracht van de OVAM “Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren” van september 2008 en “Vergelijkend onderzoek tussen Oostenrijk en Vlaanderen over het gebruik van puingranulaten als bouwstof” (april 2008). (63) (78) Uit gegevens van COPRO en Certipro blijkt dat de productie van puingranulaten in Vlaanderen de laatste jaren sterk gestegen is wellicht ten gevolge van:  Een betere toepassing van de regelgeving waaronder het VLAREA, waardoor almaar meer fracties geproduceerd worden onder certificatie;  Een toegenomen bouwactiviteit tot 2008, waaraan een toegenomen sloopactiviteit wordt gekoppeld.

Figuur 1: Evolutie in de hoeveelheid gecertificeerde granulaten (66)


Cijfers uit de studie “Actualisatie inzet alternatieven ter vervanging van primaire oppervlaktedelfstoffen” geven aan dat er 2,761 miljoen ton gecertificeerde betonpuingranulaten geproduceerd werden in Vlaanderen in 2007. De opwaartse trend is duidelijk vast te stellen. Tabel 1: Evolutie in de hoeveelheid gecertificeerde granulaten (Copro en Certipro) (79) Jaar 2002 2005 2007 Betongranulaat 1 826 400 2 324 000 2 761 000 Mengpuingranulaat 1 484 800 2 023 000 3 203 000 Metselwerkpuingranulaat ‐ 363 806 529 000 asfaltpuingranulaat 676 000 ‐ 521 000 Zeefzand 900000 1 010 000 1 846 000 Zeefzand asfaltpuin ‐ ‐ 31 000 Breekzand beton 465 600 581 000 690 000 Breekzand mengpuin 280 000 385 000 610 000 Overige 0 259 000 263 000 Totaal hergebruik 5 670 000 7 234 000 10 454 042 In Vlaanderen voorziet het Standaardbestek voor de Wegenbouw SB250 in verschillende toepassingsmogelijkheden voor gerecycleerde granulaten. Met uitzondering van het Standaardbestek voor de Waterbouwkundige werken SB230 en enkele technische voorschriften van het OCW en WTCB, zijn er nagenoeg geen andere typebestekken die het gebruik van gerecycleerde granulaten toelaten. Bestekken voor gebouwen verwijzen vaak naar het SB250, om toepassingen waarin gerecycleerde granulaten kunnen gebruikt worden, voor te schrijven. Tabel 2: Toepassingsmogelijkheden in het SB250 (80)


In Tabel 2 worden de gangbare en toegelaten toepassingen alsook de technische eisen zijn voor gerecycleerde granulaten weergegeven. De volgende paragrafen beschrijven gekende toepassingen uit de wegenbouw waarin gerecycleerde granulaten gebruikt werden. Deze toepassingen werden vooral toegespitst op het hoogwaardiger gebruik van betonpuingranulaten dan in funderingen. “0nderzoek geeft aan dat in de wegenbouw zogenaamde tweelaagse betonverhardingen een mogelijke toepassing zijn voor gerecycleerd betonpuingranulaten. De onderlaag kan op die manier gerecycleerd granulaat bevatten. De toplaag, die aan verkeer en weersomstandigheden wordt blootgesteld, kan dan uit hoogwaardig beton zonder recyclinggranulaat worden vervaardigd. In 2007-2008 vond op de N49 een eerste belangrijke toepassing in België plaats bij de heraanleg van een 3 km lange sectie van de N49/E34 te Zwijndrecht/Melsele.” “Een andere mogelijke toepassing in de wegenbouw is het gebruik van betonpuingranulaten in recyclagebeton dat niet aan te grote belastingen wordt blootgesteld, zoals fietspaden en parkeerplaatsen. In dit kader is in samenwerking met het OCW bij de heraanleg van een rotonde in Tessenderlo betonpuingranulaat gebruikt bij de aanleg van het fietspad.” Nog een mogelijke oplossing zou erin kunnen bestaan om betonpuingranulaten te gebruiken in geluidsmuren langsheen autosnelwegen. De porositeit van de granulaten zou een positieve invloed hebben op de geluidabsorptie. In de sector van de bouwkunde en burgerlijke bouwkunde wordt als mogelijke hoogwaardige toepassing van betonpuingranulaten, het gebruik in constructief beton aangehaald. Verschillende nationale en internationale wetenschappelijke publicaties, demonstratieprojecten en praktijkvoorbeelden, illustreren de technische mogelijkheden om gerecycleerde granulaten hoogwaardig te gebruiken, mits het op een adequate manier omgaan met de beperkingen en eigenschappen van de puingranulaten. Knelpunten voor het gebruik van betonpuingranulaten in beton Op betonniveau legt de Europees norm NBN EN 206-1 de meeste eisen vast voor vervaardiging, specificatie, eisen en kwaliteitsborging van beton. Op Belgisch niveau wordt deze norm aangevuld met de NBN B15-001. Beide normen sluiten het gebruik van gerecycleerde granulaten niet uit, maar leggen evenmin vast in welke toepassingen en tot welke vervangingspercentages gerecycleerde granulaten mogen gebruikt worden. In feite betekent dit dat de geschiktheid van toepassing geval per geval moet worden aangetoond, wat in de praktijk niet gebeurt. (1) (2) Op granulaatniveau bestaat er de Europese norm NBN EN 12620 die uitdrukkelijk eisen en testmethoden beschrijft voor gerecycleerde granulaten die worden toegepast in


| 10

beton. Onder andere chemische en fysische samenstelling van het puingranulaat kunnen worden bepaald volgens deze norm. De Europese norm NBN EN 12620, maakt geen onderscheid tussen gerecycleerde of primaire granulaten. De combinatie van deze twee normen sluit het gebruik van gerecycleerde granulaten niet uit. (3) In België worden de verschillende soorten puingranulaten gedefinieerd aan de hand van de fysische samenstelling en een aantal technische karakteristieken. Deze definities zijn opgenomen in PTV 406, die meteen het normatief kader vormt voor gerecycleerde granulaten. Op basis van deze PTV kan een BENOR-keurmerk voor de granulaten worden verkregen, verwijzende naar de NBN EN 12620.(3) (4)

Figuur 2: Logo Benor-keurmerk (5) Zoals blijkt uit voorgaande alinea’s, sluiten deze normen het gebruik van betonpuingranulaten in beton niet uit. Wat zijn dan de hindernissen die het gebruik van gerecycleerde granulaten in BENOR-gekeurd stortbeton in de weg staan? Een eerste grote barrière is het gebrek aan vertrouwen in het betonpuingranulaat zelf. Volgende argumenten worden in de door de WTCB-studie gemaakt in opdracht van OVAM aangehaald (6): De variabele eigenschappen van de granulaten De oorsprong van gerecycleerde granulaten kan zeer divers zijn: afbraak van bruggen, opbreken van wegverhardingen, slopen van gebouwen en structuren, …. Door deze heterogene afkomst, kan het eindproduct een zekere variabiliteit in zijn eigenschappen (bv. waterabsorptie, mechanische sterkte, …) bevatten. Deze variabiliteit treedt minder op bij de primaire granulaten, daar deze meestal worden gewonnen uit een uniforme bron, waardoor de eigenschappen constanter zijn. Professionele brekerinstallaties slagen er vrij goed in een constante kwaliteit van het puingranulaat te produceren. De lagere sterkte van de granulaten Gerecycleerde betongranulaten bevatten altijd een fractie aangehechte gehydrateerde cementpasta. Deze cementpasta is minder sterk dan het oorspronkelijk gebruikte granulaat, waardoor de sterkte van het gerecycleerde granulaat iets lager ligt dan de sterkte van primaire granulaten (bv. bij LA- of MDW-proeven). Onderzoek heeft echter al aangetoond dat deze intrinsieke lagere sterkte niet noodzakelijk resulteert in een lagere betonsterkte.


| 11

Het gebrek aan zuiverheid van de granulaten Volgens de huidige klassen, zoals gedefinieerd in de PTV 406, mag er niet maar dan 1 % [m/m] organische + niet-steenachtige materialen aanwezig zijn in betonpuin. Op zich hoeft die hoeveelheid niet problematisch te zijn voor de betonproductie (zeker bij beperkte vervangingspercentages en granulaat van goede kwaliteit), maar bevorderlijk voor het imago is het allerminst. PTV 406 is tot stand gekomen lang voor er sprake was van recyclage in beton en de puingranulaten enkel hun bestemming in funderingslagen van wegenis vonden. Ondertussen is er al heel wat geëvolueerd, ook op het vlak van normalisatie. De nieuwe Europese normen, zoals de NBN EN 12620, laten alvast toe om op dit vlak strengere eisen te stellen. (3) (4) De aanwezigheid van bepaalde nadelige chemische componenten moet gecontroleerd worden. Het betreft vooral de aanwezigheid van chloriden, sulfaten en potentiële alkali-silica reactiviteit. Via voorafgaand onderzoek van het granulaat (cfr. NBN EN 12620) kunnen deze potentiële risico’s worden ondervangen, net zoals dit voor de traditionele granulaten zou gebeuren. Aangezien puingranulaat per definitie een heterogeen materiaal is, dat van verschillende herkomst kan zijn, dient het voorafgaand onderzoek wellicht wel anders georganiseerd te worden. Een doorgedreven acceptatiepolitiek moet toelaten een vrij constant en kwalitatief product te produceren. Dit impliceert dat de intrinsieke karakteristieken van het granulaat (mechanische sterkte, waterabsorptie, …) onder controle worden gehouden en goed gekend zijn. (3) Er is niet alleen weinig vertrouwen in het granulaat zelf, het beton dat met gerecycleerde granulaten is vervaardigd, wekt eveneens weinig vertrouwen op. Zoals al aangehaald geven de Europese Norm en de Belgische aanvulling geen aanwijzingen over het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. In Vlaanderen eisen private opdrachtgevers bijna uitsluitend BENOR-gecertificeerd beton. In aanbestedingsdocumenten van de overheid wordt het BENOR-label vaak als aangewezen kwaliteitsgarantie gepromoot. Dit hangt samen met de aansprakelijkheid en de verantwoordelijkheid van de architect. Een keurmerk als BENOR of ATG geeft de ontwerper/opdrachtgever een garantie dat de gebruikte producten kwalitatief goed zijn, aangezien ze via kwaliteitssystemen aan strenge controles onderworpen zijn. Producten zonder keurmerk vergen extra controles wat een extra last met zich meebrengt en in een barrière resulteert. Gerecycleerd beton zonder BENOR-keurmerk of gelijkwaardig keurmerk toepassen, vormt op die manier een last en een risico. De verschillende BENOR-reglementen voor stortbeton, TRA 550 en betonproducten vb. ATR100 laten het gebruik van gerecycleerde granulaten in slechts in beperkte mate toe. De druksterkteklasse wordt beperkt tot C16/20 en de toepassing tot omgevingsklassen E0 en EI. In Tabel 3 worden de mogelijkheden voor gebruik van gerecycleerde granulaten in beton vermeld die het reglement voor BENOR-certificering van stortbeton, gebaseerd op de Europese en Belgische normen, toelaat. (6)


| 12

Tabel 3: Definitie van de categorieën en groepen beton (9) Categorieën

C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/27 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60 >C 50/60

Zonder Lucht

1L

Groepen Met gerecycleerde granulaten, zonder lucht

Met lucht

1rec

A 1H

B

2

C

3

1A

De eisen met betrekking tot het gebruik van gerecycleerde granulaten worden in bijlage 16 van het toepassingsreglement TRA550 aangegeven: Certificering van de gerecycleerde granulaten: • De gerecycleerde granulaten moeten verplicht drager zijn van een BENORcertificaat van overeenkomstigheid met PTV 406. (4) • De gerecycleerde granulaten moeten bepaald worden volgens de criteria van PTV 406 en daar, waar de keuze in dit document gegeven wordt, is de norm NBN EN 12620 van toepassing. (3) (4) Eisen met betrekking tot het gebruik: • Enkel gebroken betonpuin mag gebruikt worden. • Gerecycleerde granulaten mogen enkel gebruikt worden voor beton dat behoord tot de groep 1rec, en voor de omgevingsklassen E0 en EI. • Een fractie van maximum 20% in massa van het totaal van de grove granulaten mag vervangen worden door gerecycleerde granulaten. Keuring door Copro en Certipro Copro en Certipro zijn onafhankelijke certificatie-instellingen die gerecycleerde granulaten certificeren op basis van het eenheidsreglement. De gerecycleerde granulaten zijn geproduceerd op een vaste locatie of door een mobiele installatie op een bouw- of sloopwerf.


| 13

Zowel de bouwtechnische en milieuhygiënische kenmerken van de granulaten als de algemene werkwijze van de onderneming worden gecontroleerd. De milieuhygiënische eisen worden beschreven in het VLAREA en het eenheidsreglement. De overheid heeft de keuringen verplicht gesteld opdat enkel kwaliteitsvolle gerecycleerde granulaten op de markt komen. De overheid en de recyclagesector willen zo kwaliteit én imago van gerecycleerde granulaten verhogen en het hergebruik ervan stimuleren. De uitbater van een puinbreekinstallatie kan zelf kiezen tot welke certificatie-instelling hij zich wendt (Copro of Certipro). (7)

Figuur 3: logo COPRO certificaat

Figuur 4: logo QUAREA certificaat

Inventaris van de regelgeving voor het gebruik van betonpuingranulaten in beton in het buitenland

In tegenstelling tot België is er in verschillende andere landen wel een nationaal normkader uitgewerkt en toegevoegd aan de Europese normering rond beton en granulaten, waarin het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton expliciet is toegelaten of verboden voor bepaalde toepassingsdomeinen. In de nationale normen voor granulaten worden eisen opgelegd aan gerecycleerde granulaten voor gebruik in beton. Hierna worden de normen en de bestaande regelgeving met betrekking tot het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton opgesomd. Nederland Nederland heeft een zeer goed uitgewerkt arsenaal aan normen en technische regelgeving waarin het gebruik van gerecycleerde granulaten in allerlei toepassingen beschreven is. Naast de Europese normen rond granulaten en beton wordt in Nederland het normatief kader aangevuld met: • NEN 5905 (2010): Nederlandse aanvulling op NEN EN 12620 ‘Toeslagmaterialen voor beton’ (8) • NEN 5942 (1990): Toeslagmaterialen voor beton - Bepaling van de samenstelling van puingranulaat (9) • NEN 8005 (2008): Nederlandse aanvulling op NEN EN 260-1 (10)


| 14

• •

BRL 2506 (2008): Nationale beoordelingsrichtlijn voor het KOMO attest met productcertificaat voor bsa-granulaten in de betonbouw en het KOMO productcertificaat voor bsa-granulaten in de wegenbouw (11) CUR – aanbevelingen

De Nederlandse aanvulling op de Europese norm EN12620, NEN 5905, legt voor gerecycleerd granulaat op dat het minimum gehalte aan beton met volumieke massa van 2100 kg/m³ minstens 90% is voor betongranulaat en 50% voor menggranulaat.(12)

(8)

De Nederlandse aanvulling op de Europese betonnorm EN 206-1, NEN 8005 specificeert voor het gebruik van gerecycleerde granulaten het volgende: • Paragraaf 5.1.3 – Basiseisen toeslagmaterialen: Als betongranulaat en menggranulaat komen uitsluitend in aanmerking de betongranulaten en menggranulaten die voldoen aan NEN-EN 12620 en aan de desbetreffende bepalingen van NEN 5905. (12) (8) • Paragraaf 5.3.2 – Limieten voor de betonsamenstelling: In beton met toeslagmaterialen zoals bedoeld in 5.1.3 van NEN-EN 206-1 mag het natuurlijke harde dichte grove toeslagmateriaal voor ten hoogste 20 % (V/V) door betongranulaat, metselwerkgranulaat, grof licht toeslagmateriaal of een combinatie daarvan zijn vervangen, zij het dat ten hoogste 10 % (V/V) van de totale hoeveelheid natuurlijk hard, dicht, grof toeslagmateriaal door metselwerkgranulaat, grof licht toeslagmateriaal of een combinatie daarvan mag zijn vervangen. Dit geldt voor beton binnen de sterkteklassen C12/15 tot en met C53/65 in alle toepassingsgebieden. De CUR - aanbevelingen hierover geven aan wat de normering toelaat. Deze op onderzoek gebaseerde technische publicaties geven volgende mogelijkheden voor het gebruik van gerecycleerde granulaten: • Tot 100% van het grove granulaat mag worden vervangen door mengpuingranulaat mits aanpassing van de rekenregels voor beton volgens CUR-Aanbeveling 80: “Beton met menggranulaat als grof toeslagmateriaal” (2002); (13) • Tot 50% van het grove granulaat mag worden vervangen door betonpuingranulaat zonder aanpassing van de gangbare rekenen ontwerpregels volgens CURAanbeveling 112: “Beton met betongranulaat als grof toeslagmateriaal” (2004); (14) • Tot 100% vervanging van het grove granulaat door betonpuingranulaat is toegestaan mits in achtname van aangepaste rekenregels die beschreven zijn in CUR Aanbeveling 112; (15) • Tot 50% vervanging van primair zand door fijne fracties uit BSA-granulaten voor ongewapend beton, gewapend beton, voorgespannen beton zonder aanhechting en voorgespannen beton met aanhechting met nagerekt staal voor druksterkteklassen C12/15 tot en met C35/45 (CUR 106); (16)


| 15

• Tot 20% vervanging van primair zand door fijne fracties uit BSA-granulaten voor voorgespannen beton met aanhechting en met voorgerekt staal voor druksterkteklassen C12/15 tot en met C35/45; (16) De CUR - aanbeveling stelt dat ze van toepassing is op alle blootstellingsklassen volgens NEN-EN 206-1 + NEN 8005, behalve op de blootstellingsklassen XD (“deicing salts”, blootstelling aan dooizouten) en XS (“seawater”, blootstelling aan een mariene omgeving) indien het gehalte aan betongranulaat in het grove toeslagmateriaal meer dan 50% (V/V) bedraagt. De Aanbeveling is van toepassing voor de sterkteklassen C12/15 tot en met C53/65. Daarenboven legt de CUR Aanbeveling 112 een minimale volumieke massa van het betongranulaat van 2200 kg/m³ op. (10) (15) De producent van betongranulaat heeft de zekerheid over de kwaliteit van het product in het algemeen door het verwerven van productcertificaten op basis van beoordelingsrichtlijnen BRL 2506. (11) Duitsland De eisen op granulaatniveau en de bijkomende beperkingen op betonniveau zijn duidelijk gedefinieerd, wat het maken van beton met gerecycleerde granulaten toelaat. Er worden eveneens eisen opgelegd voor de verwerking van sloopafval. Naast de Europese normen rond granulaten en beton bestaat in Duitsland het normatief kader aanvullend uit: • DIN 4226-100 : Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel. Teil 100: Rezyklierte Gesteinskörnungen, DIN, DEU, DIN 4226-100, 2002/02; (17) • DIN 1045-2: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton. Teil 2: Beton Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1, DIN, DEU, DIN 1045-2, 2001/07; (18) • DIN 1045-2/A1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 2: Beton Festlegungen, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1; Änderung A1. DIN, DEU, DIN 1045- 2/A1, 2005/01; (19) • De DAfStb richtlijn voor recyclagebeton opgesteld en uitgegeven in 1998; (en herzieningen) In DIN 4226-100: “granulaten voor beton en mortel” worden 4 verschillende types puingranulaat gedefinieerd naargelang de samenstelling. Het onderscheid puingranulaat vs. brekerzand wordt gemaakt op basis van de korreldiameter. Alles kleiner dan 4 mm wordt als zand beschouwd. (17) • Type 1: Betonpuingranulaat en –brekerzand; • Type 2: Puingranulaat en –brekerzand van gebouwen; • Type 3: Metselwerkpuingranulaat en –brekerzand; • Type 4: Gemengd puingranulaat en –brekerzand, dit is een mengsel van Type 1, Type 2 en Type 3;


| 16

Tabel 4: Eisen samenstelling (1) Componenten Beton en primaire granulaten Bakstenen (op basis van klei) Bakstenen (op basis van calciumsilicaat) Poreus metselwerk, mortel, bepleistering, … Asfalt Glas, keramiek, gips, polymeren en plastics, hout, …

Samenstelling (massaprocent) Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 ≥ 90 ≥ 70 ≤ 20 ≥ 80 ≥ 80 ≤ 10 ≤ 30 ≤5 ≤2 ≤3 ≤5 ≤ 20 ≤1 ≤1 ≤1 ≤ 0,2

≤ 0,5

≤ 0,5

≤1

De Duitse eisen betreffende fysische verontreinigingen zijn veel strenger dan deze die via de PTV 406 in België van toepassing zijn. Bovendien worden er voorwaarden opgelegd aan de volumieke massa en de waterabsorptie. Tot slot is het chloridegehalte van types 1 tem 3 beperkt tot 0,04 massaprocent. (4) Tabel 5: Bijkomende eisen voor gerecycleerde granulaten in Duitsland Volumieke massa en wateropname Minimale volumieke massa (kg/m³) Schommeling van de volumieke massa (kg/m³) Maximale waterabsorptie na 10 minuten (massa-aandeel in %)

Samenstelling (massaprocent) Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 2000 1800 1500 ± 150 10

Maximaal gehalte aan zuuroplosbare chloriden (massa-aandeel in %) 0,04 0,15

Geen eis

15

20

Geen eis

Categorie ACl ACl0,04 ACl0,15

De Duitse norm voor beton, DIN 1045-2 addendum A1 (2005) laat enkel gerecycleerd granulaten van het type 1 en 2 toe. De overige richtlijnen worden opgelegd door de DAfStb. (18) De DAfStb richtlijn bestaat uit twee delen. Deel 1 richt zich naar de betontechnologie, deel 2 naar de eigenschappen en het productieproces van puingranulaten. Deel 1 van deze richtlijn geeft de voorwaarden en grenzen aan voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in structureel beton. Het gebruik van gerecycleerde granulaten, Type I en Type 2 met minimale korrelgrootte 2 mm (de fijne gerecycleerde fractie is niet toegelaten), is beperkt tot beton met druksterkteklasse C30/37, mits in acht name van een aantal beperkingen zoals hierna beschreven. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 17

Een belangrijk criterium is het toepassingsgebied (de omgeving) waarvoor het beton moet dienen. De Duitse ‘alkalirichtlijn’ maakt onderscheid tussen ‘bouwdelen in droge omgeving’ (WO) en ‘bouwdelen in vochtige omgeving’ (WF). In droge omstandigheden mag gerecycleerd granulaat zonder verdere voorwaarden worden gebruikt. In natte omgeving gelden bijkomende voorwaarden voor het gebruik van gerecycleerde granulaten: • Indien de herkomst van de gerecycleerde granulaten bekend is kan men op basis van het oude beton de gebruikte granulaten in dat beton classificeren in een ‘onverdachte’ alkali-gevoeligheidsklasse. Deze classificatie dient te zijn gestoeld op harde bewijzen. In dit geval moeten geen maatregelen worden genomen om ASR te voorkomen. • Indien de herkomst van de gerecycleerde granulaten niet bekend is, dienen de granulaten volgens de klassen E III-O van de alkalirichtlijn aangewend te worden. Er dienen eventueel wel maatregelen te worden genomen tegen ASR. • Het gebruik van gerecycleerde granulaten voor beton in vochtige omgeving met mogelijke toevoer van alkaliën van buitenaf (WA volgens de alkalirichtlijn) is enkel dan toegestaan als de granulaten die in het oorspronkelijke beton gebruikt zijn duidelijk als ‘onverdacht’ kunnen worden beoordeeld betreffende de alkaligevoeligheid. • Bij toepassing van gerecycleerde granulaten in beton waar vorst zonder dooimiddelinwerking kan aangrijpen, moeten voor klasse XF1 categorie F4 en voor XF3 categorie F2 voor vorstbestendigheid worden behaald. In blootstellingsklassen XS (zeewater) en XD (dooizouten) is het gebruik van gerecycleerde granulaten niet toegestaan. Een samenvatting van het toepassingsgebied van gerecycleerd beton en het maximale aandeel van gerecycleerde granulaten (in volumepercent) wordt opgegeven in Tabel 6. Tabel 6: Toepassing van gerecycleerd beton en het max. aandeel van gerecycleerde granulaten Toepassingsdomein DAfStb Blootstelling Alkalierichtlijn volgens EN 206-1 en DIN 1045-2 WO (droog) XC1 X0 XC1 – XC4 WF (nat) XF1 en XF3 XA1

Type gerecycleerd granulaat Type 1 Type 2

≤ 45%

≤ 35%

≤ 35% ≤ 25%

≤ 25% ≤ 25%

De DAfStb-richtlijn houdt rekening met de hogere porositeit van puingranulaten en de hiermee verbonden hogere wateropslorping. Hiertoe wordt een effectief watergehalte gedefinieerd als de som van het toegevoegde aanmaakwater en het originele vochtgehalte van de granulaten, verminderd met de wateropslorping na 10 minuten. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 18

Het is de effectieve W/C-factor die aldus berekend wordt en die aan de eisen van de Duitse betonnorm DIN 1045 moet voldoen, en niet de totale W/C-factor. Om een eventuele terugval in verwerkbaarheid tegen te gaan, schrijft de richtlijn voor, een initiële proef uit te voeren om de verwerkbaarheid na 10, 45 en 90 minuten na watertoevoeging te bepalen. Ze vereist eveneens dat er afhankelijk van de verwerkbaarheidsterugval, een instructie uitgewerkt wordt voor het eventueel toevoegen van superplastificeerder (bv. bij een terugval van x moet er y ml/kg hulpstof van het type A toegevoegd). Met betrekking tot de ontwerpcriteria moeten er geen speciale voorzieningen getroffen worden. Er mag gewerkt worden met dezelfde karakteristieke waarden als voor traditionele samenstellingen. (10) (18) Noorwegen De Noorse nationale toepassingsdocumenten sluiten het gebruik van gerecycleerde granulaten in nieuw beton niet formeel uit. Maar over hoe dergelijke materialen moeten worden aangewend geven deze normen enkele begeleiding of advies. De relevante Noorse normen zijn: • NS 3420: hoofdstuk L – Betonstructuren (20) • NS 3473: Betonstructuren – Ontwerpregels (21) • NS-EN 206-1: Beton (22) In Noorwegen bestaat er sinds 1999 een specificatie voor puingranulaten, nl. NB26 “Recycling of concrete and masonry materials for production of concrete” van de Noorse betonvereniging. (23) In dit document wordt een onderscheid gemaakt tussen twee types van gerecycleerde granulaten: • type I dat voor meer dan 95 % bestaat uit beton, natuursteen, metselwerk en/of bakstenen. • type II dat voor meer dan 99 % bestaat uit beton en/of natuursteen. Het type I is een vrij brede categorie die zowel puur metselwerkpuin- als mengpuingranulaat omvat. Opmerkelijk is dat de Noren niet alleen in de grove fractie vervanging toelaten, maar ook in de fijne fractie < 4 mm (Tabel 7). Bij het respecteren van het maximum vervangingspercentages kan het ontwerp zonder bijkomende voorzieningen in overeenstemming met de geldende norm NS 3473 (1998) gebeuren. De aanbeveling voorziet tevens de mogelijkheid hogere vervangingspercentages aan te wenden, maar dan moet er rekening gehouden worden met bijkomende eisen en aangepaste rekenregels. (10) (21)


| 19

Tabel 7: Toegestane vervangingspercentages in Noorwegen (10) Maximum Vervangingspercentage In de fijne fractie (0 tot 4 mm) C20/25 en LA (1) In de grove fractie (4 tot 32 mm) C20/25 en LA C45/55 en NA (2)

Soort Puingranulaten Type I Type II Combinatie 5% 10% 10% (3) 10 % 0%

30% 20 %

30% (4) -

(1) LA: blootstellingsklasse volgens NS 3473 (1998) “mild agressief: binnenomgeving in een droog, niet agressief klimaat”. (2) NA: blootstellingsklasse volgens NS 3473 (1998) “matig agressief: buitenof binnenomgeving in een vochtig milieu en structuren in zoet water”. (3) Indien beide typen gecombineerd worden, geldt de beperking van 5% voor type I nog steeds. (4) Indien beide typen gecombineerd worden, geldt de beperking van 10% voor type I nog steeds.


| 20

Tabel 8: Overzicht buitenlandse voorschriften gebruik puin in beton

Duitsland

Nederland

Beton met gerecycleerde granulaten Vervangings-% grove granulaten

Regelgeving van toepassing

Type granulaat

Sterkteklasse

Toepassingsgebied

<=20% <=20% 20 tot 100%

EN 206-1 + NEN 8005 EN 206-1 + NEN 8005 CUR 80

Mengpuin Betonpuin Mengpuin

C12/15 - C53/65 C12/15 - C53/65 C12/15 –C53/65

<= 50%

CUR 112

Betonpuin

C12/15 - C53/65

Alle volgens norm Alle volgens norm klasse 1 en beton in binnenspouwbladen en funderingen in klasse 2 alle milieuklasse volgens de norm

50 tot 100%

CUR 112

Betonpuin

C12/15 - C53/65

alle milieuklasse uitgezonderd XD en XS

<=45 %

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 1

tot C30/37

XC 1 ("droge omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=45 %

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 1

tot C30/37

XC 0, XC 1 - XC 4 ("natte omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=35%

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 1

tot C30/37

XF 1 en XF3 ("natte omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=25%

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 1

tot C30/37

XA1 ("natte omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=35 %

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 2

tot C30/37

XC 1 ("droge omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=35 %

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 2

tot C30/37

XC 0, XC 1 - XC 4 ("natte omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=25 %

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 2

tot C30/37

XF 1 en XF3 ("natte omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

<=25 %

EN 206-1 + DIN 1045-2

type 2

tot C30/37

XA1 ("natte omgeving" volgens DAfStb - alkalirichtlijn)

Noorwegen

Beton met gerecycleerde granulaten Vervangings-% grove granulaten

Regelgeving van toepassing

Type granulaat

Sterkteklasse

Toepassingsgebied

10%

EN 206-1 + NS 3473

Type 1

C20/25

30%

EN 206-1 + NS 3474

type 2

C20/25

20%

EN 206-1 + NS 3475

type 2

C45/55

30% waarvan maximaal 10% Type 1

EN 206-1 + NS 3476

Combinatie type 1&2

C20/25

LA (volgens NS 3473) "mild agressief": binnenomgeving in een droog, niet agressief klimaat NA: (volgens NS 3473) "matig agressief": buitenof binnenomgeving in een vochtig milieu en structuren in zoet water NA: (volgens NS 3473) "matig agressief": buitenof binnenomgeving in een vochtig milieu en structuren in zoet water LA (volgens NS 3473) "mild agressief": binnenomgeving in een droog, niet agressief klimaat


| 21

Relevante wijzigingen in de nieuwe versie van NBN B15-001 betreffende granulaten Momenteel wordt op Belgisch niveau de hand gelegd aan de finale draft van de nieuwe norm voor beton, de NBN B15-001. Dit is de nationale aanvulling van de Europese norm EN 206-1: “Beton: Specificaties, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit” (2004). In deze ontwerpnorm zijn een aantal bepalingen opgenomen betreffende het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. Gezien de relevantie voor het ValReCon20-project worden hieronder de voornaamste paragrafen van de huidige ontwerpversie toegelicht, zoals ze tijdens het onderzoek bekend was. De nieuwe norm zal vermoedelijk met deze inhoud gepubliceerd worden. Artikel 5.2.3 Granulaat (Aanvulling) De geschiktheid is in algemene zin aangetoond voor gerecycleerd granulaat dat voldoet aan EN 12620, met volgende bijkomende eisen: • d≥4mm en D≥10mm; • voldoet minimaal aan de samenstellingscategorieën Rc90/Rcu95/Ra1-/XRg0.5-/FL2van EN 12620; • heeft een volumieke massa (ρrd) van tenminste 2200 kg/m³; • heeft een waterabsorptie van maximaal 10%, met een variatie van maximaal ±2% ten opzichte van de gedeclareerde waarde. Opmerking: De betreffende eisen gelden voor gerecycleerde granulaten van externe en interne herkomst. Enkel voor het gebruik van intern gerecycleerde granulaten voor beton bestemd voor geprefabriceerde betonproducten gelden de relevante bepalingen van NBN EN 13369 en NBN B 21-600. Aan het voor gebruik toegelaten granulaat worden er eisen opgelegd die betrekking hebben op korrelkaliber, samenstelling, vlakheidsindex, hoeveelheid fijne deeltjes, weerstand tegen verbrijzeling, aanwezigheid van sulfaten oplosbaar in water en deeltjes die de binding of verharding verstoren. Daarnaast zijn de volumieke massa (reële droge densiteit) en de waterabsorptie twee belangrijke parameters. Een aanvullende opmerking wordt gemaakt voor gebruik van recyclinggranulaten in geprefabriceerde betonproducten, gezien daarvoor aparte normering bestaat. Artikel 5.2.3 Gebruik van granulaat (Aanvulling) 5.2.3.5 Gerecycleerd en kunstmatig granulaat Gerecycleerd granulaat dat voldoet aan EN 12620, mag worden gebruikt in de blootstellingsklassen X0 en XC1 en in de omgevingsklassen E0 en E1. De druksterkteklasse van het beton in deze blootstellingsklassen en omgevingsklassen is beperkt tot C25/30. Voor gebruik in andere omgevingen en druksterkteklassen dient de gebruiksgeschiktheid aangetoond te worden voor de beoogde betonsamenstelling en het beoogde gebruik. Gerecycleerd granulaat mag voor ten hoogste 20 V/V % van het totaal aan grove granulaten worden toegevoegd. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 22

De bepaling ‘beperkt tot C25/30’ mag worden begrepen als: ‘tot en met C25/30’. Een interessant gegeven is dat voor andere omgevingsklassen en druksterkteklassen het vervangingspercentage van 20 volumepercent (V/V%) mag worden toegepast, op voorwaarde dat de gebruiksgeschiktheid kan worden aangetoond voor die samenstelling en gebruik. Hiervoor kan eventueel een procedure worden uitgewerkt in samenwerking met de controlerende instanties.

Artikel 5.2.7 Gehalte aan chloriden (aanvulling bij opmerking a van tabel 10) In de Belgische context zijn de chloridengehalteklasse Cl 0,40 voor beton dat wapening of andere metaalgedeelten bevat, en chloridengehalteklasse Cl 0,20 voor beton met voorspanwapening van toepassing. Artikel 5.3.2 Grenswaarden voor de betonsamenstelling (Aanvulling) In de Belgische context gelden voor de verschillende blootstellingsklassen en omgevingsklassen de duurzaamheidseisen, vermeld in de normatieve bijlage F van deze norm. De normatieve bijlage F van deze norm vervangt de informatieve bijlage F van NBN EN206-1. Het gebruik van de omgevingsklassen krijgt de voorkeur. Artikel 5.4.2 Cementgehalte en water-cementfactor (Aanvulling op het einde van de 2de alinea) De waterabsorptie van puingranulaat in betonspecie moet worden genomen als waarde na 24uur, gebaseerd op de methoden gegeven in bijlage C van EN-1097-6, verminderd met 4%. Deze bepalingen betekenen dat aandacht voor het chloridegehalte en vorstbestendigheid van gerecycleerde granulaten nodig kan zijn in een aantal gevallen. Paragraaf 5.4.2 bevat nog een belangrijke opmerking: er werd een veiligheidsfactor ingebouwd bij de bepaling van de effectieve water-cementfactor. Door te veronderstellen dat het initiële vochtgehalte van de gerecycleerde granulaten niet goed gekend is bij samenstelling van het mengsel, en ook het absorptiegedrag niet volledig doorgrond is, wordt veiligheidshalve aangenomen dat 4% van het geabsorbeerd water bij 24 uur onderdompeling, in het vrije water blijft en dus niet mag worden beschouwd als geabsorbeerd bij berekening van de effectieve W/C-factor. Dit zorgt er in wezen voor dat minder water mag worden toegevoegd in het mengsel (omdat er meer ‘vrij water’ overblijft en de W/C-factor naar boven begrensd is).


| 23

Artikel 7.3 Leveringsbon voor stortklaar beton (Aanvulling bij 2de streepje onder deel a) … of omgevingsklasse (omgevingsklassen bij selectie van eveneens EA1, EA2 of EA3) (Aanvulling na het laatste streepje onder deel a) … de aanwezigheid van gerecycleerd granulaat, het maximaal toegevoegde volumepercentage en de verwijzing naar paragraaf 5.1.3 van NBN B15-001 voor de eigenschappen van het granulaat.

Besluiten In Nederland, Duitsland, Noorwegen, maar ook in Frankrijk, Italië,… bestaat er een uitgewerkt normatief kader voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. De Europese normen voor granulaten en beton zijn er aangevuld met ofwel nationale normen ofwel richtlijnen afkomstig van nationaal erkende instituten. Hierdoor bestaat de mogelijkheid om beton met gerecycleerde granulaten volgens de gangbare normen te maken. In België is een norm in ontwikkeling die het gebruik van betonpuingranulaten onder welbepaalde voorwaarden in geringe mate zal toelaten.


| 24

Eigenschappen van Betonpuingranulaten Inleiding Het gebruik van betonpuingranulaten in beton wordt tot op vandaag door tal van instanties met argwaan bekeken. De reden van hun ongerustheid is terug te voeren naar de diverse herkomst van het puin en daaraan gekoppeld de variabiliteit van de eigenschappen van de granulaten. Bij een goede kennis van deze eigenschappen kunnen er adequate voorzorgen genomen worden, e.g. betreffende de waterbehoefte, om goede betonmengsels te kunnen samenstellen die aan de opgelegde voorwaarden voldoen. In dit hoofdstuk worden de eigenschappen van betonpuingranulaten bestudeerd.

Geometrische Eigenschappen

Geometrische eigenschappen van een granulaat zijn de meetkundige kenmerken van de korrels. De proeven om ze te bepalen zijn niet destructief en maken voornamelijk gebruik van zeven, weegschalen en schuifmaten. De belangrijkste geometrische eigenschappen zijn: • De korrelmaat; • De korrelverdeling; • Het gehalte aan fijne deeltjes; • De vlakheidsindex; • De ronde oppervlaktes in grove granulaten; Alle eigenschappen hebben een grote invloed op de prestatie en het gedrag van granulaat in betonspecie. Vooral de waterbehoefte van betonspecie wordt door deze eigenschappen beïnvloed. Korrelmaat De korrelmaat van een granulaatfractie wordt aangeduid door d/D, waarbij d een ondergrens en D een bovengrens aanduidt. Algemeen De korrelmaten zijn gedefinieerd in de Europese norm NBN EN 12620 en NBN EN 13242. De grenzen van de korrelmaat worden bepaald door de openingen van de zeven met vierkante mazen waartussen zich het belangrijkste deel van het granulaat bevindt. Een voorbeeld van een korrelmaat is 6/14. Op basis van d/D worden de granulaten onderverdeeld in verschillende korrelgroepen. (3) (24) De norm NBN EN 206-1 vermeldt dat de maximale nominale afmeting van de granulaten (Dmax) gekozen wordt, rekening houdend met de betondekking en de minimumafmeting van de doorsneden. De norm NBN B 15-001 bevat gedetailleerde informatie over de keuze van Dmax in de informatieve bijlage P. (25) (26)


| 25

De korrelmaat wordt bepaald uit de natte zeefanalyse, die eveneens informatie verschaft over de korrelverdeling en het gehalte aan fijne deeltjes van een granulaat. De droge zeefanalyse is een variante op de natte zeefanalyse waarbij het monster niet gewassen wordt voor het zeven. Om de korrelmaat d/D te beschrijven, worden een aantal zeefmaten uit de basisset (BS), de basisset plus 1 (BS+1) of de basisset plus 2 (BS+2) gebruikt. Zo wordt een hele reeks mogelijke genormaliseerde korrelmaten bekomen. (Tabel 9). De zeefmaten zijn voor beide normen gelijkaardig, alleen heeft de norm NBN EN 13242 twee extra zeefmaten, 80 mm voor BS+2 en 90 mm voor BS+1. (24) Tabel 9: Zeefmaten voor het beschrijven volgens NBN EN 13242 en NBN EN 206-1 (24) (25) Maaswijdte (mm) 0 1 2 4 5,6 6,3 8 10 11,2 12,5 14 16 20 22,4 31,5 40 45 63 80 90

Basisset (BS) X X X X X

Basisset plus 1 (BS+1) X X X X X

Basisset plus 2 (BS+2) X X X X

X X

X

X

X

X X

X

X X X

X X X X X X X X X X X

In dit onderzoeksproject werd de focus gelegd op betonpuin 8/20. Hierbij is d = 8; D = 20 en D/d = 2,5. Volgens de NBN EN 12620 valt het puin binnen de categorie GC90/15. Volgens de NBN EN 13242 valt dit puin binnen de categorie GC85/15 of GC80/20. De maximale doorval op de tussenzeef D/1,4 wordt beschreven in de norm NBN EN 12620. De hiermee overeenkomende categorie is GT15. (3) (24)


| 26

Opmerking: de norm geeft alleen grenswaarden bij de verschillende zeefmaten. De zeefkromme wordt alleen gecontroleerd op deze punten en kan bijgevolg de verbindingslijn op één of meerdere plaatsen snijden. Tussen d en D kunnen de doorvallimieten aan toleranties onderworpen worden. De voorschriften en categorieën in dat verband vertonen verschillen, afhankelijk van de granulaatsoort (grof, fijn, …) en het toepassingsgebied (beton, ongebonden of hydraulisch gebonden, …). In de norm NBN EN 12620: Toeslagmateriaal Voor Beton (2008) worden de grenzen en toleranties op het gebied van doorval voor grove granulaten, d.w.z. grind en steenslag, op de middenzeef gedefinieerd. Indien D > 11,2 mm en D/d > 2 of indien D ≤ 11,2 mm en D/d > 4, dient aan de voorwaarden uit te worden voldaan. In de andere gevallen, namelijk als D > 11,2 mm en D/d ≤ 2 of als D ≤ 11,2 mm en D/d ≤ 4, worden geen eisen opgelegd aan de zeven tussen d en D. Voor betonpuin 8/20 is de categorie GC80/20 het ‘worst case’-scenario zowel wat betreft de boven- als de ondergrens. In het onderzoek ligt de klemtoon op betonpuingranulaten die minimaal aan de eisen voor deze categorie voldoen. Alle betonpuingranulaten die niet aan een COPRO-keuring (of gelijkwaardig) voldoen, vallen buiten dit onderzoek. Tabel 10: Doorvalgrenzen voor het beschrijven van de korrelmaat volgens NBN EN 12620 en NBN EN 13242 (3) (24) Doorvalpercentages 2D Grof

d

d/2 GC85/20

D ≤ 11,2

100

100

98

100

80

99

0

20

0

5

GC80/20

100

100

98

100

90

99

0

15

0

5

GC90/15

d≥1

100

100

98

100

85

99

0

15

0

5

GC85/15

D>2

100

100

98

100

80

99

0

20

0

5

GC80/20

100

100

98

100

85

99

GF85

d=0

100

100

98

100

85

99

GF85

D ≤ 6,3

100

100

98

100

80

99

GF80

100

100

98

100

90

99

GNG90

d=0

100

100

98

100

90

99

GA90

D ≤ 45

100

100

98

100

85

99

GA85

d=0

100

100

85

99

D > 6,3

100

100

98

100

100

100

d=0 D<4

NG 0/8 D = 8 d=0

Norm NBN

Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max 100 100 98 100 85 99 0 20 0 5

D > 11,2

All-in

D

D/d ≤ 2 D/d > 2

Fijn

1,4D

Categorie

EN 12620

EN 13242 EN 12620 EN 13242 EN 12620 EN 12620

GA85 80

99

GA80

75

99

GA75


EN 13242

| 27

Tabel 11: Limietwaarden en toleranties voor grove granulaten volgens de norm NBN EN 12620 (3)

D/d <4 ≥4

Grenzen en toleranties op de middenzeef Middenzeefmaat Toleranties op de door de Grenzen (mm) fabrikant (%) opgegeven doorval (%) D/1,4 25-70 ± 15 D/2 25-70 ± 17,5

Categorie GT GT15 GT17,5

Tabel 12: Overzicht categorieën korrelmaat 8/20 Zeef 40 28 20 14 8 4

GC90/15 [%] 100 100 98 100 90 99 0 15 0 5

GC85-15 [%] 100 100 98 100 85 99 0 15 0 5

GC80-20 [%] 100 100 98 100 80 99 0 20 0 5

GT15 [%] 25 70 -

Fijne granulaten zoals zand moeten volgens de norm NBN EN 12620: Toeslagmateriaal Voor Beton (2008) op de zeven tussen 0 en D niet aan vooraf vastgelegde grenzen voldoen. Voor een reeks zeven worden toleranties gedefinieerd op de door de producent opgegeven korrelverdeling. De toegestane toleranties op de door de fabrikant opgegeven doorval voor de verschillende zeven zijn opgenomen in Tabel 13. Het is belangrijk om weten dat bij speciale voorwaarden strengere eisen op het vlak van toleranties kunnen gelden. Deze eisen zijn eveneens opgenomen in Tabel 13. Tabel 13: Toleranties op de korrelverdeling van zand volgens de norm NBN EN 12620 (3) Zeefmaat (mm) 4 2 1 0,25 0,063

Normale toleranties op de door de fabrikant opgegeven korrelverdeling (%) 0/4 0/2 0/1 5 5 20 20 5 20 25 25 3 5 5

Gereduceerde toleranties op de door de fabrikant opgegeven korrelverdeling (%) 0/4 0/2 0/1 5 5 10 10 5 10 15 15 3 5 5

Op basis van de korrelmaat worden de granulaten dan ingedeeld in diverse categorieën. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 28

Tabel 14: Gebruikelijke Korrelmaten Voorbeelden van Korrelmaten ≤ 0,063 mm Korrelmaten 0 – 4 mm 4 – 8 mm 8 – 16 mm 16 – 32 mm ≥ 32 mm

Benaming volgens NBN EN 12620 Fijne deeltjes (Vulstof) Zand Grind/Steenslag Grind/Steenslag Grind/Steenslag Grof grind

Resultaten Er werd slechts bij een beperkt aantal puinverwerkende bedrijven een staal van betonpuingranulaat met kaliber 8/20 genomen. Bij andere in ValReCon20 participerende bedrijven was dit kaliber niet beschikbaar. Een volledig beeld over de marktbeschikbaarheid van betonpuingranulaat 8/20 werd niet uitgevoerd. Daardoor ontbreekt een volledig beeld van de korrelverdelingen op de markt van deze fractie. Er werden twee verschillende controles op de korrelmaat uitgevoerd om een totaalbeeld te krijgen van de algemene kwaliteit: • Bij brekers die betonpuin 8/20 op de markt brengen. • Bij brekers die andere kalibers op de markt brengen. Waarden waarbij de controle op de korrelmaat niet voldoet worden in de tabellen aangeduid met *. Evolutie 8/20 in de tijd De variabiliteit van de korrelverdeling is een belangrijke parameter bij de controle van betonpuingranulaten. Dit werd onderzocht op puin van diverse productiedagen om zo een reëel beeld van deze variaties te verkrijgen. Tabel 15 geeft een overzicht van de gemeten waarden bij twee verschillende brekers die granulaat 8/20 produceren. Tabel 15: Controle korrelmaat 8/20 in de tijd Zeef Min Max [mm] [%] [%] 0 0 0 4 0 5 8 0 20 14 25 70 20 80 99 28 98 100 40 100 100

B1.1 [%] 0 2 4 60 89 100 100

B1.2 [%] 0 10* 29* 66 91 100 100

B1.3 [%] 0 12* 19 70 97 100 100

B2.1 [%] 0 2 5 59 92 100 100

B2.2 [%] 0 3 6 61 93 100 100


B2.3 [%] 0 5 9 56 83 100 100

B2.4 [%] 0 2 4 35 79* 100 100 | 29

Controle andere zeefmaten Betonpuin 8/20 bevat hoofdzakelijk granulaten tussen diameter 8 en 20. Er werden eveneens enkele andere kalibers onderzocht. Bepaalde afwijkingen en eigenschappen van andere fracties kunnen zo vergeleken worden. Tabel 16: Controle korrelmaat 0/32 Zeef Min [mm] [%] 0 0 32 85 45 98 64 100

Max [%] 0 99 100 100

0/32 [%] 0 92 100 100

0/32 [%] 0 98 100 100

0/32 [%] 0 96 100 100

0/32 [%] 0 93 100 100

0/32 [%] 0 97 100 100

Tabel 17: Controle korrelmaat 0/40 Zeef Min [mm] [%] 0 0 40 85 56 98 80 100

Max [%] 0 99 100 100

0/40 [%] 0 91 100 100

Tabel 18: Controle korrelmaat 4/14 Zeef Min [mm] [%] 0 0 2 0 4 0 10 25 14 80 20 98 25 100

Max [%] 0 5 20 70 99 100 100

4/14 [%] 0 3 3 55 96 100 100

4/14 [%] 0 4 4 44 95 100 100

0/40 [%] 0 95 100 100

0/40 [%] 0 87 100 100

0/40 [%] 0 82* 100 100

0/40 [%] 0 90 100 100

Tabel 19: Controle korrelmaat 4/20 Zeef [mm] 0 2 4 14 20 31,5 40

Min [%] 0 0 0 25 80 98 100


Max [%] 0 5 20 70 99 100 100

4/20 [%] 0 1 1 33 76 100 100

4/20 [%] 0 1 2 53 87 100 100

| 30

Tabel 20: Controle korrelmaat 10/32 Zeef Min [mm] [%] 0 0 4 0 10 0 20 25 31 80 45 98 63 100

Max [%] 0 5 20 70 99 100 100

10/32 [%] 0 1 2 60 85 100 100

10/32 10/32 10/32 10/32 10/32 10/32 10/32 [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 0 0 0 0 0 0 0 2 1 1 2 4 5 2 2 1 1 2 5 6 3 54 45 51 47 61 61 62 82 76 81 80 97 97 95 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Gegevens COPRO Er werden bij COPRO gegevens opgevraagd betreffende de zeefcurves van betonpuin 8/20 en 8/32. COPRO kon over een periode van 3 jaar slechts 26 controles bezorgen, wat aantoont dat de korrelmaten 8/20 en 8/32 op dit ogenblik geen courante maten zijn. Tabel 21: Controle korrelmaat 8/20 door Copro 2010/2009 Zeef Min Max [mm] [%] [%] 0,063 0 4 4 0 5 8 0 15 20 85 99 28 98 100 40 100 100

10.1 [%] 1 5* 14 95 100 100

10.2 [%] 0 0 5 98 100 100

9.1 [%] 0 2 12 99 100 100

9.2 [%] 0 2 14 100 100 100

9.3 [%] 0 3 8 94 100 100

Tabel 22: Controle korrelmaat 8/20 door Copro 2008 Zeef Min Max [mm] [%] [%] 0,063 0 4 4 0 5 8 0 15 20 85 99 28 98 100 40 100 100

8.1 [%] 2 12* 17 87 100 100

8.2 [%] 3 5 11 95 100 100

8.3 [%] 3 3 9 81 100 100

8.4 [%] 2 3 5 82 100 100

8.5 [%] 0 2 6 93 100 100


8.6 [%] 0 2 3 92 100 100

8.7 [%] 0 1 5 88 100 100

| 31

Tabel 23: Controle korrelmaat 8/20 door Copro 2007

Tabel 24: Controle korrelmaat 8/32 door Copro 2010

Zeef Min Max 7.1 7.2 7.3 7.4 [mm] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 0,063 0 4 1 1 1 1 4 0 5 5 2 2 3 8 0 15 15 6 6 7 20 85 99 89 90 96 85 28 98 100 100 100 100 100 40 100 100 100 100 100 100

Zeef Min [mm] [%] 0,063 0 4 0 8 0 31,5 85 45 98 63 100

Max 10.1 10.2 10.3 [%] [%] [%] [%] 4 2 1 1 5 7* 7* 8 15 13 15 22* 99 91 90 95 100 99 98 100 100 100 100 100

Tabel 25: Controle korrelmaat 8/32 door Copro 2008/2007 Zeef Min Max [mm] [%] [%] 0,063 0 4 4 0 5 8 0 15 31,5 85 99 45 98 100 63 100 100

8.1 [%] 1 9* 15 99 100 100

8.2 [%] 0 6* 12 99 100 100

8.3 [%] 1 5 9 96 100 100

8.4 [%] 1 5 11 97 99 100

8.5 [%] 0 2 7 95 100 100

8.6 [%] 0 2 2 100* 100 100

7.1 [%] 1 4 7 92 100 100

Overzicht grenzen korrelmaat tenopzichte van GC80-20

Gecumuleerde doorval [%]

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4

40

Zeefmaat [mm] Grof

Fijn

Gem.

+3σ

-3σ

Figuur 5: Overzicht grenzen korrelmaat ten opzichte van GC80-20 ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 32

Conclusies Uit een eerste onderzoek blijkt dat de opgegeven korrelmaat in meer dan 25% (nl. 8 op 26 bij Copro en 7 van de 28 geteste batches) van de gevallen niet de juiste korrelmaat is. De afwijkingen op de grotere zeefmaten zijn echter vaak minimaal (cfr. 1% op de D). Een mogelijke oorzaak voor grotere afwijkingen kan de afstelling van het zeefproces zijn. De afwijkingen op de kleinere zeefmaten zijn vaak veel groter. Doorvallen op zeemaat d kunnen oplopen tot 2 à 3 maal de toegelaten waarde. Dit blijkt duidelijk uit de waarde 3σ (Figuur 5) die op zeefmaat 4 mm 12% bedraagt, terwijl GC80-20 slechts 5% toelaat. De minimale en de maximale curven voor de korrelmaat liggen ver uit elkaar, waardoor het moeilijk is om granulaten met een zelfde korrelmaat met elkaar te vergelijken. De minimale toelaatbare gecumuleerde doorval op de tussenzeef 14 mm bij betonpuin 8/20 bedraagt 25%, terwijl de maximale toelaatbare gecumuleerde doorval op dezelfde zeef 70% bedraagt. Korrelverdeling De korrelverdeling is de verdeling naar grootte van de korrels van een materiaal, uitgedrukt in massadelen. Algemeen Om granulaten efficiënt te kunnen gebruiken in de opbouw van een betonskelet, geeft de korrelmaat d/D geeft onvoldoende informatie en moet de korrelverdeling gekend zijn. Het bepalen van de korrelverdeling gebeurt volgens norm NBN EN 933-1 met zeven die voldoen aan NBN EN 933-2. Voor korrels kleiner dan 4 mm worden metaalgaas-zeven gebruikt, vanaf 4 mm wordt met plaatzeven gewerkt. (27) Om de korrelverdeling te beschrijven, worden een aantal zeefmaten uit de basisset (BS), de basisset plus 1 (BS+1) of de basisset plus 2 (BS+2) gebruikt. (Tabel 9) Indien een bepaalde korrelmaat in een granulaat ontbreekt, is er sprake van een “discontinue” korrelverdeling. Ter hoogte van de ontbrekende korrelmaat vertoont de korrelverdeling (granulometrische curve) een horizontaal of licht hellend gedeelte.


| 33

Figuur 6: Voorbeeld van granulometrische curves van zand en steenslag.

Granulometrische curve van granulaat 0/16 met en zonder fractie 4/8 100 90

Doorval [%]

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,04

0,4

4

Zeef [mm] Curve 0/16 Continue

Curve 0/16 Discontinue

Figuur 7: Granulometrische curve van granulaat 0/16 met en zonder fractie 4/8. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 34

Resultaten

Figuur 8: Vergelijking 8/20 bij breker 1 doorheen de tijd

Figuur 9: Vergelijking 8/20 bij breker 2 doorheen de tijd


| 35

Figuur 10: Korrelverdeling 10/32



| 36


Figuur 13: Korrelverdeling fractie 8/20 binnen All-In


| 37

Figuur 14: Korrelverdeling 4/20 Conclusie De variatie van de korrelverdeling doorheen de tijd is voor de ene breker groter dan voor de andere. Dit kan te wijten zijn aan de herkomst van het puin dat op dat ogenblik verwerkt werd. De variatie van de korrelverdeling 8/20 bekomen uit ‘all-in’-granulaat is vrij ruim. Variatie van natuurlijke zanden en granulaten De variatie die vast te stellen is bij grove granulaten, is eveneens vast te stellen bij diverse zanden. De Europese norm EN12620 definieert zes maaswijdtes voor grove granulaten en slechts 3 voor zanden. Hierdoor wordt de mogelijke variatie binnen eenzelfde korrelmaat nog groter. (3) In onderstaande tabellen staan de gemiddelde korrelverdelingen voor diverse granulaten 16/32 en 4/16 en zanden 0/2 en 0/4 die in de handel te verkrijgen zijn (data van eenzelfde leverancier met diverse vestigingen). De korrelverdelingen werden op 27 april 2011 op hun website geconsulteerd. (28) Tabel 26: Variatie gemiddelde korrelverdeling granulaat 16/32 Maaswijdte [mm] Granulaattype Half gerold grind 16-32 (1) Half gerold grind 16-32 (2) Half gerold grind 16-32 (3)

63 100 100 100

45

31,5 22,4 16 Doorval [%] 100 99,8 61,2 9,4 100 95,9 49,3 5,1 100 96,8 56,4 10,5


8 0,9 0,5 0,5

63µ 0,2 0,2 0,2 | 38

Tabel 27: Variatie gemiddelde korrelverdeling granulaat 4/16 Maaswijdte [mm] Granulaattype Half gerold grind 4-16 (1) Half gerold grind 4-16 (2) Half gerold grind 4-16 (3)

63 100 100 100

45

31,5 22,4 16 Doorval [%] 100 97,8 45,7 3,1 100 96 42,1 2,7 100 98,9 45,9 3,4

8

63µ

0,6 0,5 0,6

0,2 0,2 0,2

Tabel 28: Variatie gemiddelde korrelverdeling zand 0/4 Maaswijdte [mm] Granulaattype Rond zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 Rond zand 0-4 groep 15-90 Rond zand 0-4 groep 20-90 Rond zand 0-4 groep 24-90 Rond zand 0-4 groep 28-90 Rond zand 0-4 groep 33-90 Rond zand 0-4 groep 50-90 Rond zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 groep 50 Rond Zand 0-4 Rond zand 0-4 (0-2,5) Rond zand 0-4 groep 15 Rond Zand 0-4

8

5,6

4

2

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

99,7 99,5 100 100 100 100 100 100 99,6 100 100 99,5 99,9 99,9

98,4 98,6 98,5 97,8 97,6 97,1 96,8 95,5 98,6 96,1 97,2 98,5 98,1 97,7

1 0,5 Doorval [%] 94,7 85,8 68,9 97,2 94,6 84,7 90,5 83,9 73,3 86,1 77,1 64,9 85 75,4 62,3 81,8 70,8 56,8 78,8 66,2 50,9 69,7 52,4 34,1 94,7 85,6 67,3 72,8 54,4 35,2 81,9 69,1 52,5 95 87,2 70,1 88,5 77,4 59,9 87,1 74,1 54,8

0,25 125μ

63µ

20,4 20,2 15,7 13,9 13,1 12,5 11,3 8,2 19,7 13,3 18,8 20,7 22,8 18,8

0,2 0,2 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 1,1 0,2 0,8 0,7 0,2 1,8 1,9

0,8 0,6 0,9 1,2 1,2 1,3 1,5 1,9 0,6 2,1 1,7 0,7 3,5 3,7

Tabel 29: Variatie gemiddelde korrelverdeling zand 0/2 Maaswijdte zeven Granulaattype Rond Zand 0-2 (0-1) Rond zand 0-2 (0-1) Rond Zand 0-2 (0-1) Rond Zand 0-2 (0-1)

4

2,8

99,9 99,9 99,9 99,9

99,6 99,4 99,8 99,7

2

1 0,5 Doorval [%] 99,1 97,5 92,1 98,8 96,3 88,6 99,4 97,2 92,4 99,3 97,1 92,6

0,25 125µ

63µ

17,1 17 38,4 41,1

0,2 0,2 0,2 0,2

0,5 0,5 0,9 0,7

Naast de gemiddelde korrelverdelingen kan de leverancier een minimale en maximale doorval per zeef opgeven. Deze staat vermeld op de technische fiche van het zand en is net als de gemiddelde korrelverdeling gebaseerd op de laatste x metingen.


| 39

Tabel 30: Variatie minimale doorval granulaat 16/32 Maaswijdte [mm] Granulaattype Half gerold grind 16-32 (1) Half gerold grind 16-32 (2) Half gerold grind 16-32 (3)

63

45

31,5 22,4 16 Doorval [%] 98 85 40 0 98 85 35 0 98 85 40 0

100 100 100

8 0 0 0

63µ 0 0 0

Tabel 31: Variatie minimale doorval granulaat 4/16 Maaswijdte [mm] Granulaattype Half gerold grind 4-16 (1) Half gerold grind 4-16 (2) Half gerold grind 4-16 (3)

63

45

31,5 22,4 16 Doorval [%] 98 90 25 0 98 90 25 0 98 90 25 0

100 100 100

8 0 0 0

63µ 0 0 0

Tabel 32: Variatie minimale doorval zand 0/4 Maaswijdte [mm] Granulaattype Rond Zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 Rond Zand 0-4 groep 15-90 Rond Zand 0-4 groep 20-90 Rond Zand 0-4 groep 24-90 Rond Zand 0-4 groep 28-90 Rond Zand 0-4 groep 33-90 Rond Zand 0-4 groep 50-90 Rond Zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 groep 50 Rond Zand 0-4 Rond Zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 groep 15 Rond Zand 0-4

8

5,6

4

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

98 98 95 95 95 95 95 95 98 98 98 98 98 98

95 89 89 89 89 89 89 89 95 89 90 95 89 90

2 1 0,5 Doorval [%] 79 76 45 79 78 65 79 75 60 76 70 50 75 66 47 72 62 42 69 57 35 60 40 20 79 76 45 63 45 22 72 60 37 79 76 45 79 71 51 75 65 40

0,25 10 10 5 5 5 5 5 0 10 4 7 10 15 7

125µ 63µ 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 0 0 0

Tabel 33: Variatie minimale doorval zand 0/2 Maaswijdte zeven Granulaattype Rond zand 0-2 (0-1) Rond zand 0-2 (0-1) Rond zand 0-2 (0-1) Rond zand 0-2 (0-1)

4

2,8

2

99,9 99,9 99,9 99,9

99,6 99,4 99,8 99,7

99,1 98,8 99,4 99,3

1 0,5 Doorval [%] 97,5 92,1 96,3 88,6 97,2 92,4 97,1 92,6


0,25 125µ

63µ

17,1 17 38,4 41,1

0,2 0,2 0,2 0,2

0,5 0,5 0,9 0,7

| 40

Tabel 34: Variatie maximale doorval granulaat 16/32 Maaswijdte [mm] Granulaattype Half gerold grind 16-32 (1) Half gerold grind 16-32 (2) Half gerold grind 16-32 (3)

63 100 100 100

45

31,5 22,4 16 Doorval [%] 100 100 70 20 100 100 65 20 100 100 70 20

8 5 5 5

63µ 0,5 0,5 0,5

Tabel 35: Variatie maximale doorval granulaat 4/16 Maaswijdte [mm] Granulaattype Half gerold grind 4-16 (1) Half gerold grind 4-16 (2) Half gerold grind 4-16 (3)

63 100 100 100

45

31,5 22,4 16 Doorval [%] 100 99 60 15 100 99 60 15 100 99 60 15

8 5 5 5

63µ 0,5 0,5 0,5

Tabel 36: Variatie maximale doorval zand 0/4 Maaswijdte [mm] Granulaattype Rond Zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 Rond Zand 0-4 groep 15-90 Rond Zand 0-4 groep 20-90 Rond Zand 0-4 groep 24-90 Rond Zand 0-4 groep 28-90 Rond Zand 0-4 groep 33-90 Rond Zand 0-4 groep 50-90 Rond Zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 groep 50 Rond Zand 0-4 Rond Zand 0-4 (0-2,5) Rond Zand 0-4 groep Rond Zand 0-4

8 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

5,6

4

100 100 100 99 100 99 100 99 100 99 100 99 100 99 100 99 100 100 100 99 100 99 100 100 100 99 100 99

2

1 0,5 Doorval [%] 99 96 85 99 98 95 99 95 90 96 90 80 95 86 77 92 82 72 89 77 65 80 60 50 99 96 85 83 65 42 92 80 67 99 96 85 99 91 81 95 85 70


0,25 125µ 63µ 30 30 25 25 25 25 25 20 30 24 27 30 35 27

11 20 10 12 12 12 12 12 11 13 12 11 20 13

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

| 41

Tabel 37: Variatie maximale doorval zand 0/2 Maaswijdte zeven Granulaattype Rond Zand 0-2 (0-1) Rond Zand 0-2 (0-1) Rond Zand 0-2 (0-1) Rond Zand 0-2 (0-1)

4

2,8

2

99,9 99,9 99,9 99,9

99,6 99,4 99,8 99,7

99,1 98,8 99,4 99,3

1 0,5 0,25 125µ Doorval [%] 97,5 92,1 17,1 0,5 96,3 88,6 17 0,5 97,2 92,4 38,4 0,9 97,1 92,6 41,1 0,7

63µ 0,2 0,2 0,2 0,2

Door een combinatie te maken van de fijnste en grofste curve die kan voorkomen bij 0/4 en 0/2 zand, wordt de zone bekomen waarbinnen de eigenlijke korrelverdeling zal vallen.

Figuur 15: Maximale variatie korrelverdeling granulaat 16/32

Figuur 16: Maximale variatie korrelverdeling granulaat 4/16


| 42

Figuur 17: Maximale variatie korrelverdeling zand 0/4

Figuur 18: Maximale variatie korrelverdeling zand 0/2


| 43

Bij zanden wordt door de leverancier met een letteraanduiding A, B of C de “Veranderlijkheid van de korrelverdeling” opgegeven. Deze aanduiding geeft de betrouwbaarheid van de opgegeven korrelverdeling aan. Tabel 38: Veranderlijkheid van de korrelverdeling zanden Code

Kalibers 4,0 mm 2,0 mm 1,0 mm 0,5 mm 0,25 mm 0,063 mm

Beperkte tolerantie A

0/4 ± 5% ± 10% ± 10% ± 10% ± 3%

0/2 ± 5% ± 10% ± 15% ± 3%

0/1 ± 5% ± 10% ± 15% ± 3%

Gereduceerde tolerantie B

0/4 ± 5% ± 10% ± 10% ± 3%

0/2 ± 5% ± 10% ± 15% ± 5%

0/1 ± 5% ± 10% ± 15% ± 5%

Normale tolerantie C

0/4 ± 5% ± 20% ± 20% ± 3%

0/2 ± 5% ± 20% ± 25% ± 5%

0/1 ± 5% ± 20% ± 25% ± 5%

Conclusies Uit de korrelverdeling van de geteste monsters blijkt een grote variatie. Dit komt zowel voor bij de diverse brekers die gelijkaardige kalibers aanbieden en gelijkaardige breekprocessen gebruiken, alsook bij de opvolging van het betonpuin afkomstig van dezelfde breker doorheen de tijd. Om betrouwbare betonreceptuur te kunnen opstellen moet de korrelverdeling goed gekend zijn. Vanuit ValReCon20 worden drie mogelijke pistes voorgesteld om rekening te houden met de korrelverdeling in de betonsamenstelling: • De brekers leggen zich strengere criteria op betreffende de afwijking die de korrelverdeling maximaal mag vertonen en ze houden vast aan eenzelfde receptuur; • De brekers blijven werken binnen de norm NBN EN 12620:2008, maar passen per batch hun betonreceptuur aan. • De kalibers worden opgesplitst in deelkalibers, waardoor de fout op het mengsel kleiner wordt. De huidige manier waarop veel puinverwerkende bedrijven in hun betoncentrale met variabele korrelverdelingen omgaan is door de hoeveelheid mortelpasta op te drijven door extra cement en water toe te voegen, wat geen economische of duurzame oplossing is. Gehalte aan Fijne Deeltjes Het gehalte aan fijne deeltjes geeft aan hoeveel procent van de totale massa bestaat uit granulaten die door een zeef met maaswijdte 0,063mm vallen. De bepaling van het gehalte aan fijne deeltjes staat omschreven in de Europese norm NBN EN 933-1: Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmateriaal (1997). ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 44

Een optimaal filler-gehalte heeft de volgende eigenschappen in beton: (29) • Verhoogt de hoeveelheid smerende pasta zonder de hoeveelheid aanmaakwater aanzienlijk te moeten verhogen. • Garandeert een betere verwerkbaarheid van het beton. • Verbetert het waterretentievermogen van het mengsel en voorkomt uitzweten tijdens en na het storten. • Voorkomt ontmenging tijdens het storten en vergemakkelijkt het verdichten van het beton. • Verbetert de dichtheid van de cementpasta en daardoor ook de dichtheid van het beton. • Verbetert de werking van de hulpstoffen. • Het grootste probleem bij recyclage materialen is de variatie in kwaliteit en hoeveelheid. Resultaten Het gemiddeld gehalte aan fijne deeltjes werd berekend per geleverd kaliber. De standaardafwijking werd eveneens vastgelegd: Tabel 39: Het gehalte aan fijne deeltjes Korrelmaat [mm] 8/20 0/40 0/32 4/14 4/20 10/32

Gem. [%] 0,66 1,00 1,40 0,75 0,30 0,44

σ [%] 0,20 0,13 0,26 0,21 0,10 0,16

3σ [%] 0,60 0,39 0,78 0,63 0,40 0,48

# 30 5 5 6 6 6

Figuur 19: Het gehalte aan fijne deeltjes


| 45

Conclusies Zoals verwacht bevatten de grove kalibers duidelijk minder fijn granulaat dan een ‘allin’ (Figuur 19). Het gehalte aan fijne deeltjes ligt het betonpuingranulaat 8/20 tussen 0% en 1,26%. De weersomstandigheden blijken bij het bepalen van het gehalte aan fijne deeltjes niet van belang te zijn op het gehalte aan fijne deeltjes. Batch 1 en 2 van breker 1 werden genomen bij regen, terwijl de 3de batch genomen werd tijdens een droge periode (Figuur 8, pag. 35). Uit de resultaten blijkt duidelijk dat er een verschuiving zit in de korrelverdeling waardoor er meer fijn materiaal aanwezig is. Uit de vergelijking van het gehalte aan fijne deeltjes onder de 63μm bleek er geen verschil merkbaar. De weersomstandigheid had wel een groot effect op de korrels met diameter 1 tot en met 4 mm. Korrelvorm – Vlakheidsindex of Uitvloeiingscoëfficiënt De vlakheidsindex en de uitvloeiingscoëfficiënt zijn verhoudingen tussen de hoeveelheid ronde en kubusvormige granulaten enerzijds en de rechthoekige granulaten anderzijds in het granulaatmengsel. Hoe ronder de vorm van de granulaten hoe eenvoudiger het beton zal vloeien. De korrelvorm heeft een invloed op de hoeveelheid holle ruimtes, de hoeveelheid mortelspecie die nodig is, de verdichting en de breukweerstand van het beton. De vlakheidsindex van grove granulaten wordt bepaald volgens de Europese norm NBN EN 933-3 Percentage platte en/of lange stenen door zeven met langwerpige openingen voor zand wordt de uitvloeiingscoëfficiënt bepaald volgens de Europese norm NBN EN 933-6 Bepaling van de uitvloeiingscoëfficiënt met correctie AC (2004). (30) (31) De proeven werden uitgevoerd op stalen genomen op verschillende tijdstippen bij verschillende brekers Resultaten Tabel 40: Vlakheidsindex 8/20 Korrelmaat 8/20 [mm] [%] 4/5 7,8 5/6,3 9,0 6,3/8 10,1 8/10 12,5 10/12,5 9,4 12,5/16 15,7 16/20 9,1 20/25 14,0 gem 11,0 σ 2,34

8/20 [%] 11,7 13,4 8,4 11,6 10,2 8,7 13,4 13,1 11,3 1,64

8/20 [%] 14,8 13,0 13,8 11,4 13,6 12,1 14,4 8,6 12,7 1,51

8/20 [%] 13,64 7,69 7,89 6,39 9,45 11,02 8,41 5,92 8,8 1,93

8/20 [%] 11,76 10,81 5,81 6,31 12,23 7,62 4,31 11,01 8,7 2,72


8/20 [%] 6,67 7,69 6,56 6,80 6,65 8,55 8,14 5,75 7,1 0,77 | 46

Tabel 41: Vlakheidsindex 0/40 Korrelmaat [mm] 4/5 5/6,3 6,3/8 8/10 10/12,5 12,5/16 16/20 20/25 25/31,5 31,5/40 gem σ

0/40 [%] 13,8 9,8 9,9 9,1 7,0 6,2 11,6 11,3 12,2 11,7 10,3 1,85

0/40 [%] 13,4 15,3 11,9 12,0 10,6 13,8 12,2 16,7 9,6 10,9 12,6 1,71

0/40 [%] 12,4 14,3 9,4 16,6 13,8 12,1 15,3 16,7 12,6 15,1 13,8 1,77

0/40 [%] 9,8 13,3 15,7 10,3 12,2 9,1 12,2 12,8 13,3 10,1 11,9 1,64

0/40 [%] 9,6 13,6 9,8 8,9 11,6 12,0 9,2 14,8 12,0 12,5 11,3 1,59

Tabel 42: Vlakheidsindex 0/32 Korrelmaat [mm] 4/5 5/6,3 6,3/8 8/10 10/12,5 12,5/16 16/20 20/25 25/31,5 31,5/40 gem σ

0/32 [%] 15,8 8,7 16,2 8,6 12,3 12,2 14,9 13,6 10,1 15,5 12,8 2,41

0/32 [%] 12,5 12,5 10,9 14,8 12,7 10,2 13,0 16,4 11,2 12,5 12,7 1,23

0/32 [%] 14,9 18,0 8,7 9,8 15,0 9,8 12,1 17,3 12,8 10,7 12,9 2,70

0/32 [%] 10,5 9,9 8,2 13,5 12,3 14,1 13,2 14,8 15,7 11,2 12,3 1,92

0/32 [%] 14,1 10,1 13,0 7,8 12,4 15,9 13,4 12,9 13,0 11,6 12,4 1,56

Tabel 43: Vlakheidsindex 4/14 Korrelmaat 4/14 4/14 [mm] [%] [%] 5/6,3 7,8 8,5 6,3/8 8,8 9,2 8/10 8,8 10,2 10/12,5 9,0 9,9 12,5/16 11,2 13,6 gem 9,1 10,3 σ 0,83 1,33


| 47

Conclusies Uit Figuur 20 blijkt dat er geen verband is tussen de korrelmaat en de vlakheidsindex. De gemiddelde vlakheidsindex (onafhankelijk van type breker en moedermateriaal) bedraagt 11,2 met een σ van 1,7.

Figuur 20: Vlakheidsindex

Soortelijke oppervlakte De soortelijke oppervlakte is de verhouding van het gezamenlijk oppervlak van een bepaalde gewichtshoeveelheid bolvormig gedachte korrels tot het gezamenlijk oppervlak van eenzelfde hoeveelheid bolletjes van dezelfde stof met een diameter van 1 cm. Hoe fijner de deeltjes, hoe groter het soortelijk oppervlak, hoe meer water er nodig is om de deeltjes te omhullen met een waterfilm. Granulaten die veel fijnere deeltjes bevatten hebben in totaal een groter soortelijk oppervlak waardoor ze meer water nodig hebben om door een waterfilm omhuld te worden. Om het soortelijk oppervlak van een granulaat te bepalen moet er rekening gehouden worden met de grootte en de vorm van de korrels. Scherphoekige gebroken granulaten vragen meer aanmaakwater dan gerolde. (11) Het bepalen van het soortelijk oppervlak van een granulaatkorrel die zowel convexe als concave vormen kan bevatten, kan niet via een gestandaardiseerde proef gebeuren. Daarom wordt vaak de fijnheidmodulus als alternatief gebruikt.


| 48

Tabel 44: Waterbehoefte voor de bevochtiging van de korrels (12) Materiaal Cement Vliegassen Toevoegsels (fillers) Fijn zand Middelmatig zand Grof zand Fijn grind Middelmatig grind Grof grind Zeer grove granulaten

Korrelmaat [mm] ≤0,080 ≤0,080 ≤0,080 0,080 – 1 0,080 – 2 0,080 – 4 2–7 7 – 14 14 – 22 22 - 44

Gemiddelde korrel [mm] 0,04 0,04 0,04 0,09 1,04 2,04 4,5 10,5 18 33

Waterbehoefte In % (m/m) 25 tot 30 22,5 tot 25 22,5 tot 25 7 tot 10 5 tot 7 4 tot 6 2,5 2 1,5 0,5

Figuur 21: Waterbehoefte voor de bevochtiging van de korrels (32) Fijnheidsmodulus De fijnheidsmodulus geeft in één getal een indicatie van de fijnheid van een toeslagmateriaal. De fijnheidsmodulus wordt berekend door de som van de cumulatieve zeefresten van het materiaal (op een vastgelegde reeks zeven) in procenten (m/m d.w.z. massaprocenten) te delen door 100. De fijnheidsmodulus van zand: FM = (som van de cumulatieve zeefresten in % op zeven 2; 1; 0,5; 0,25 en 0,125 mm) / 100.


| 49

Tabel 45: Indeling zand volgens fijnheidsmodulus (33) materiaal

korrelgroep

fm

fijn zand grof zand

0/1 0/4

1,0 - 1,5 2,5 - 3,5

Naast het voordeel van de fijnheidmodulus om met één getal iets te zeggen over de fijnheid van het materiaal, bestaat het bezwaar dat twee materialen dezelfde fijnheidmodulus kunnen bezitten bij een verschillende korrelopbouw. Daarom wordt aanbevolen bij de beoordeling van toeslagmaterialen óók de korrelverdeling te betrekken. Daarmee kunnen verschillende granulaten met eenzelfde fijnheidsmodulus onderling worden vergeleken. Gebroken oppervakken in grove granulaten De verhouding tussen de gebroken granulaten en de ronde granulaten heeft een effect op de verwerkbaarheid van de granulaten. Hoe meer ronde granulaten des te eenvoudiger het beton zal vloeien. Het bepalen van deze verhouding gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 9335:1998 – Gebroken oppervlakken in grove granulaten. (34) Ervaring heeft aangetoond dat gebroken granulaten goed in een betonskelet toegepast kunnen worden. De gebroken granulaten verbeteren de mechanische sterkte van het beton (trek- en druksterkte, afslijting), maar hebben een ongunstige invloed op de verwerkbaarheid. (13) Resultaten Tabel 46: Ronde oppervlakken 8/20 Korrelmaat 8/20 8/20 8/20 8/20 [mm] [%] [%] [%] [%] 4/5 5 3 7 21 5/6,3 7 7 11 29 6,3/8 5 12 16 20 8/10 12 14 12 29 10/12,5 19 16 11 20 12,5/16 12 13 15 27 16/20 10 15 17 19 20/25 6 12 13 37 gem 10 12 13 25 σ 4 3 2 5

Tabel 47: Ronde oppervlakken 0/40 Korrelmaat [mm] 4/5 5/6,3 6,3/8 8/10 10/12,5 12,5/16 16/20 20/25 25/31,5 31,5/40 gem Σ

0/40 0/40 0/40 0/40 0/40 [%] [%] [%] [%] [%] 2 3 10 1 12 13 11 15 14 8 10 10 14 10 13 15 18 16 16 12 13 15 14 16 13 12 16 15 14 18 14 14 13 14 15 12 11 9 12 12 7 9 9 5 6 5 5 3 4 0 10 11 12 11 11 3 4 3 4 4


| 50

Tabel 48: Ronde oppervlakken 0/32

Korrelmaat 0/32 0/32 0/32 0/32 0/32 [mm] [%] [%] [%] [%] [%] 4/5 3 7 16 11 7 5/6,3 11 13 11 13 10 6,3/8 15 15 9 14 15 8/10 14 15 16 12 12 10/12,5 11 11 15 16 14 12,5/16 12 14 14 14 16 16/20 13 16 15 13 15 20/25 8 14 13 10 15 25/31,5 3 10 13 8 11 31,5/40 1 3 6 8 6 gem 9 12 13 12 12 σ 4 3 2 2 3 Tabel 50: Ronde oppervlakken 4/20

Korrelmaat 4/14 [mm] [%] 4/6,3 26 6,3/8 31 8/10 33 10/12,5 38 12,5/16 45 16/20 37 gem 10 σ 4

Tabel 49: Ronde oppervlakken 10/32

Korrelmaat 4/20 4/20 [mm] [%] [%] 4/6,3 17 9 6,3/8 11 11 8/10 16 15 10/12,5 15 16 12,5/14 21 20 14/16 20 19 16/20 15 22 20/25 17 32 25/31,5 0 38 gem 15 20 σ 4 7

Tabel 51: Ronde oppervlakken per fractie

Korrelmaat [mm] <8 8/20 >20

gem [%] 14,3 17,5 12,8

σ [%] 6,0 4,4 6,4

Conclusies De proef is sterk afhankelijk van de uitvoerder, daardoor het moeilijk is om conclusies trekken en hoogstens een aantal trends te noteren zijn. Gebroken betonpuingranulaten bezitten meer ronde oppervlaktes dan gebroken natuurlijke granulaten. De fractie 8/20 bezit significant meer ronde oppervlaktes dan de kalibers <8 en >20. (Figuur 22)


| 51

Figuur 22: Ronde oppervlakken per fractie

Mechanische en Fysische Eigenschappen Weerstand tegen afslijting – Micro-Deval waarde De Micro-Devalwaarde (MD-waarde) geeft een beeld van de weerstand van de granulaten tegen afslijting. Hoe kleiner de MD-waarde, hoe bestendiger het granulaat is tegen afslijting. Het bepalen van de MD-waarde gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 10971:1996: Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen - Deel 1: Bepaling van de weerstand tegen afslijting (micro-Deval). (35) Resultaten Om de MD-waarde van betonpuin te bepalen wordt 500 gram granulaat met een korrelmaat 10/14 gebruikt. Van alle genomen stalen van de diverse in ValReCon20 onderzochte betonpuingranulaten was er nooit voldoende van deze korrelmaat aanwezig om deze destructieve proef te kunnen uitvoeren. De resultaten hierna beperken zich tot de batches kaliber 8/20 ontnomen bij één breker.


| 52

Tabel 52: MD-waarden natuurlijke granulaten (34)(35)

Type en ontginningsplaats Kalksteen Carmeuse Kalksteen Frasnes Kalksteen “Doornikse” Kalksteen uit het Viséen Rond Grind Engels en Belgisch Continentaal Plat Porfier (porfierische dacietmicrogranodioriet) Dolomietkalk Zandsteen (arkose) Kalksteen Chanxhe Menggrind en zandsteen Boorsem Rolgrind Maasmechelen

MD 12-13 18-19 12-17 11-17 3-4 3-5 7-11 8-16 9-18 8-12 10-14

Tabel 53: MD-waarden

Batch 1 Batch 1 Batch 2 Batch 2 Batch 3 Batch 3 Batch 4 Batch 4 Batch 5 Batch 5

MD 30,72 32,56 28,98 34,14 31,17 32,12 31,42 29,32 34,71 33,19

Figuur 23: MD-waarden Conclusies De geteste betonpuingranulaten behoren tot de categorie MD35. De MD-waarde van natuurlijke granulaten zoals kalksteen; zandsteen, porfier liggen aanzienlijk lager en behoren tot de categorie MD20 of lager.


| 53

Betonpuingranulaten zijn veel minder bestand zijn tegen afslijting dan natuurlijke granulaten zoals kalksteen; zandsteen; porfier… De lagere weerstand tegen afslijting is het gevolg van de aangehechte mortel bij puingranulaten. De aangehechte mortel vergruist gemakkelijker dan harde granulaten. Bemerk dat de MD-proef eigenlijk bedoeld is voor granulaten die in ongebonden toestand gebruikt zullen worden. De zinvolheid van deze proef voor granulaten die in beton verwerkt worden kan in vraag gesteld worden, tenzij voor de vermeende vergrijzing van de gerecycleerde granulaten tijdens het mengproces. Hiervan zijn echter weinig bewijzen gekend. Weerstand tegen verbrijzeling – Los Angeles-waarde De Los Angeles-waarde (LA-waarde) geeft een beeld van de weerstand van de granulaten tegen verbrijzeling. Hoe kleiner de LA-waarde, hoe bestendiger het granulaat is tegen afslijting. Het bepalen van de LA-waarde gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 10972:1998 Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 2 : Methods for the determination of resistance to fragmentation. (36) Overzicht gevonden LA-waarden uit divers onderzoek: • De LA-waarde van 15 proeven uitgevoerd over een periode van 1 jaar afkomstig van een vaste breker in de buurt van Madrid: LA min. 35 en max. 42. (9) • De LA-waarde van betonpuingranulaten afkomstig van een vaste breker in Granada: LA 29 (14) • Volgens Sami W. Tabsh wordt de weerstand tegen verbrijzeling van gerecycleerde betonpuingranulaten beïnvloed door sterkte van het moederbeton. Zij vonden LAwaarde rond 34 voor betonpuingranulaten van een breker waarvan de afkomst van het beton onbekend is. Indien de granulaten van hogere sterkte beton afkomstig waren zakte de waarde onder de 30% tot 27. (15) • In de thesis van Sofie van Hasselt worden eveneens LA waarden van 25 tot 35 gevonden voor betonpuingranulaten van verschillende brekers in Vlaanderen (16) Resultaten De proeven werden uitgevoerd op 5 leveringen. Om analoge redenen als bij de MDproef werd de LA-waarde per batch slechts op enkele monsters bepaald. De resultaten zijn opgenomen in Tabel 55 en voorgesteld in Figuur 24. Conclusies De toekomstige norm NBN B15-001 legt als grens LA40. Alle resultaten uit de literatuur alsook de proeven uit het ValReCon20-project tonen aan dat dit haalbaar is, mits de nodige zorg bij acceptatie van betonpuin.


| 54

Tabel 54: LA-waarden natuurlijke granulaten (34)(35)

Type en ontginningsplaats Kalksteen Carmeuse Kalksteen Frasnes Kalksteen Lemay Kalksteen uit het Viséen Rond Grind Engels en Belgisch Continentaal Plat Porfier (porfierische dacietmicrogranodioriet) Dolomietkalk Zandsteen (arkose) Kalksteen Chanxhe Menggrind en zandsteen Boorsem Rolgrind Maasmechelen

LA 25-27 30-32 14-18 21-25 16-18 9-11 22-27 11-15 20-28 16-20 26-29

Tabel 55: Los Angeles-

waarde

Batch 1 Batch 1 Batch 2 Batch 2 Batch 3 Batch 3 Batch 4 Batch 4 Batch 5 Batch 5

LA 35,42 39,27 38,71 40,3 37,76 37,45 36,31 38,59 40,37 39,88

Figuur 24: LA-waarden


| 55

Dichtheid van onverdicht materiaal – gehalte aan holle ruimten De ‘holle ruimte’ is het overblijvend volume aan ruimten tussen korrels, nadat ze zijn gestapeld. Het percentage holle ruimte van granulaten hangt af van de korrelopbouw en de korrelvorm en wordt berekend op basis van de schijnbare dichtheid en de absolute dichtheid. Het bepalen van het gehalte aan holle ruimten staat beschreven in de Europese norm NBN EN 1097-3:1998: Beproevingsmethoden voor de bepaling van mechanische en fysische eigenschappen van toeslagmaterialen - Deel 3: Bepaling van de dichtheid van onverdicht materiaal en het gehalte aan holle ruimten. (37) Resultaten Tabel 56: Holle Ruimtes 8/20

Schijnbare volumieke massa [kg/m³] Absolute volumieke massa [kg/m³] % holtes

8/20 1200 2550 53

8/20 1310 2570 49

8/20 1120 2570 56

Tabel 57: Holle Ruimtes 0/40


0/40 1400 2410 42

0/40 1530 2450 38

0/40 1250 2210 43

0/40 1540 2400 36

0/40 1420 2370 40

Tabel 58: Holle Ruimtes 0/32


0/32 1320 2400 45

0/32 1410 2380 41

0/32 1340 2480 46

0/32 1290 2360 45

0/32 1240 2390 48

Conclusies De grootteorde van de holle ruimte ligt net zoals die van natuurlijke granulaten in de buurt van 40% .


| 56

Vochtgehalte van granulaten Het vochtgehalte van de granulaten is van enorm groot belang voor het eindresultaat van het merendeel van de proeven. Het vochtgehalte kan bepaald worden door droging in een geventileerde oven. De werkwijze staat beschreven in de Europese norm NBN EN 1097-5:1999 Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 5: Determination of the water content by drying in a ventilated oven. (38) Vochtgehalte van granulaten heeft een rechtstreeks effect op de schijnbare volumieke massa. De schijnbare dichtheid stemt overeen met de massa van het materiaal in bulk per volume-eenheid. Het vochtgehalte van de granulaten omvat het water aan het oppervlak van de korrels en het door de korrels geabsorbeerde water. Het vochtgehalte van zand ligt doorgaans tussen 4 en 8% van de massa, terwijl het vochtgehalte van de grove granulaten nooit meer is dan 3%. (29)

Figuur 25: Verband tussen het vochtgehalte en de schijnbare volumieke massa in bulk voor enkele korrelmaten (29) Conclusies Om met de juiste W/C-factor te kunnen rekenen, moet het watergehalte van de granulaten net vóór de aanmaak van beton bepaald worden. Het vochtgehalte van granulaten is afhankelijk van de wijze waarop ze opgeslagen worden (plastiek zakken, big bags, op een hoop), de weersomstandigheden (regen, luchtvochtigheid, wind) en de vochtigheidsgraad bij productie (wasinstallatie, regen). Elk granulaat probeert een evenwicht te zoeken tussen zijn eigen vochtgehalte en het


| 57

vocht aanwezig in de lucht. Bij gebroken betonpuin, dat gedurende lange tijd binnen bewaard werd, stabiliseerde het vochtgehalte zich steeds op 3%. Indien door bewaring van gebroken betonpuingranulaten op een locatie vrij van neerslag, een stabiel vochtgehalte wordt bekomen, zou de controle op het vochtgehalte bij de vervaardiging van beton wellicht vereenvoudigd kunnen worden. Verder onderzoek op dit thema is noodzakelijk. Dichtheid van de deeltjes De absolute dichtheid van de granulaten is van enorm groot belang bij het doseren van verschillende granulaattypes. De absolute dichtheid van de granulaten geeft vaak informatie over de oorsprong van de granulaten en enkele fysische en chemische eigenschappen. Het bepalen van de absolute dichtheid van de granulaten gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 1097-6:2000 Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 6: Determination of particle density and water absorption. (39) De dichtheid van de granulaten is een belangrijke parameter om de berekende mengverhoudingen om te zetten naar af te wegen hoeveelheden in kg/m³ om het beton te produceren. Volgens de Europese norm NBN EN 1097-6:2000 zijn er drie dichtheden te onderscheiden nl.: • De apparent particle density ρa is de verhouding van de ovendroge massa van het granulaat tot het volume dat wordt ingenomen in water inclusief de waterontoegankelijke holtes maar exclusief de watertoegankelijke holtes. • De Particle density on an oven-dried base ρrd is de verhouding van de ovendroge massa van het granulaat tot het volume dat wordt ingenomen in water inclusief de waterontoegankelijke holtes en inclusief de watertoegankelijke holtes. • De Particle density on a saturated and surface-dried base ρssd is de verhouding van de som van de ovendroge massa van het granulaat en de massa geabsorbeerd water tot het volume dat wordt ingenomen in water inclusief de waterontoegankelijke holtes en inclusief de watertoegankelijke holtes. Bij natuurlijke granulaten liggen deze drie waarden in eenzelfde grootteorde, omdat ze een lagere waterabsorptie hebben. Voor poreuze materialen, zoals betonpuingranulaat, is er een beduidend verschil tussen deze waarden als gevolg van het poreuze karakter van dit granulaat. Bij de vervaardiging van beton met natuurlijke granulaten wordt er vaak gerekend met de totale W/C-factor. Daar natuurlijke granulaten bijna geen water absorberen kan de berekende mengverhouding omgezet wordt naar werkelijk af te wegen hoeveelheden op basis van ρa.


| 58

Bij het gebruik van betonpuingranulaten moet er daarentegen een aanpassing gebeuren naar de werkelijk af te wegen hoeveelheden afhankelijk van de toestand van verzadiging. Hiervoor zijn er twee mogelijkheden. Wordt er gewerkt met de particle density on an oven-dried base: • Af te wegen hoeveelheid materiaal = volume% x ρrd x (1+verzadigingsgraad) Wordt er gewerkt met particle density on a saturated and surface-dried base: • Af te wegen hoeveelheid materiaal = volume% x ρssd x [1+verzadigingsgraad/(1 +WA24)] In beide gevallen moet de in het betonpuigranulaat aanwezige vocht bepaald worden. Dit wordt uitgedrukt in de verzadigingsgraad (%) t.o.v. volledige verzadiging na 24u. De berekening van de hoeveelheid betonpuingranulaat gaat uit van het volume dat verzadigde oppervlakte droge betonpuingranulaten inneemt in een kubieke meter beton. Gezien deze granulaten poreus zijn, kunnen ze zich in principe volzuigen met het toegevoegde aanmaakwater. Om te vermijden dat het aanmaakwater, nodig voor de hydraulische binding en verwerkbaarheid, opgeslorpt wordt door de poreuze granulaten, wordt theoretisch vertrokken van verzadigde granulaten, zonder dat er aan het oppervlak van de betonpuingranulaten nog een waterfilm aanwezig is, dus ‘verzadigde, oppervlakte-droge’ betonpuingranulaten. In praktijk is het wellicht niet evident om betonpuingranulaten in deze vorm te conditioneren. Vandaar dat voor het afwegen van de betonpuingranulaten rekening gehouden wordt met het aanwezige vocht in de korrel, aan te vullen met het resterende vocht dat nog opgeslorpt kan worden. In de berekening van de betonsamenstelling wordt vertrokken van de massa van ‘24u – ondergedompelde’ betonpuingranulaten. (17) (18) (19) Voor de bepaling van de effectieve W/C-factor wordt het in de betonpuingranulaten opgeslorpte water niet meegerekend. Dit water is immers niet beschikbaar voor de hydratatiereactie. In het voorkomende geval dat de betonpuingranulaten slechts gedeeltelijk verzadigd zijn en er een extra hoeveelheid water wordt toegevoegd, moet voor de berekening van de effectieve W/C-factor het water dat nog door de betonpuingranulaten kan opgeslorpt worden afgetrokken worden van de totale hoeveelheid toegevoegd aanmaakwater. De vraag die zich hier stelt is of alle resterende vocht dat theoretisch kan opgeslorpt worden, moet toegevoegd worden. Bij kleinere korrels kan dit wellicht zo zijn maar bij grotere korrel is het niet ondenkbaar dat het vocht niet helemaal tot in de kern kan opgeslorpt worden. Dit zal ongetwijfeld beïnvloed worden door de zuigkracht van de capillairen, het ‘vrij’ beschikbaar water (dus al niet gebonden aan cement of andere korrels), en het feit dat aan de oppervlakte van de poreuze betonpuingranulaatkorrel de poriën verstopt raken door cement en/of filler die tijdens het aanzuigen van water


| 59

mee aangezogen worden. Hierdoor wordt wellicht de ruwe textuur van de grove betonpuingranulaten een beetje ‘gladder’. Dit verklaart wellicht waarom bij het toevoegen van filler de verwerkbaarheid verbeterd wordt met een lagere W/C-factor en hogere druksterkte. Deze hypothese moet nog verder onderzocht worden. Enkele van de gevonden waarden uit de literatuur zijn terugvinden in Figuur 26.

Figuur 26: Dichtheid ρssd uit literatuur (20) (14) (15) Resultaten Tabel 59: ρssd 8/20 Korrelmaat 8/20 8/20 8/20 8/20 8/20 8/20 [mm] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] 4/5 2400 2340 5/6,3 2460 2530 2460 6,3/8 2380 2370 8/10 2530 2570 2510 2380 2400 2370 10/12,5 2560 2650 2640 2400 2420 2420 12,5/14 2430 2450 2450 2560 2600 2580 14/16 2420 2420 2420 16/20 2570 2470 2650 2420 2420 2430 20/25 2570 2610 2630 2460 2440 2400 Gem. 2550 2570 2570 2420 2420 2400


| 60

Tabel 60: ρssd 0/40 Korrelmaat 0/40 0/40 0/40 0/40 0/40 [mm] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] 4/5 5/6,3 2480 2530 2250 2520 2390 6,3/8 8/10 2530 2610 2330 2610 2520 10/12,5 2610 2660 2360 2540 2590 12,5/16 2630 2680 2410 2680 2650 16/20 2560 2620 2270 2600 2650 20/25 2590 2620 2430 2630 2630 25/31,5 2240 2310 2120 2150 2220 31,5/40 2150 2160 2060 2130 2270 Gem. 2410 2450 2210 2400 2370 Tabel 61: ρssd 0/32 Korrelmaat 0/32 0/32 0/32 0/32 0/32 [mm] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] 4/5 5/6,3 2370 2440 2560 2390 2560 6,3/8 8/10 2560 2480 2480 2600 2540 10/12,5 2570 2480 2650 2480 2550 12,5/16 2630 2590 2530 2520 2660 16/20 2470 2650 2620 2590 2490 20/25 2590 2580 2650 2440 2590 25/31,5 2220 2150 2290 2310 2160 31,5/40 2270 2110 2110 2160 2130 Gem. 2400 2380 2480 2360 2390 Tabel 62: ρssd 4/20

Korrelmaat 4/20 4/20 [mm] [kg/m³] [kg/m³] 4/6,3 2430 2350 6,3/8 2420 2380 8/10 2430 2390 10/12,5 2450 2390 12,5/14 2430 2380 14/16 2420 2390 16/20 2440 2370 20/25 2440 2420 Gem. 2430 2380

Tabel 63: ρssd 4/32

Korrelmaat 4/32 4/32 [mm] [kg/m³] [kg/m³] 4/6,3 2420 2510 6,3/8 2420 2460 8/10 2410 2430 10/12,5 2410 2480 12,5/14 2410 2460 14/16 2430 2440 16/20 2440 2440 20/25 2390 2420 25/31,5 2320 2250 Gem. 2410 2430


| 61

Tabel 64: ρssd zonder opsplitsing per fractie

Korrelmaat [mm] 4/14 8/20 8/20 8/20 8/20

ρssd [kg/m³] 2430 2430 2410 2420 2430

Tabel 65: ρssd per fractie

Korrelmaat gem σ [mm] [kg/m³] [kg/m³] <8 2460 70 8/20 2560 40 >20 2380 100

Figuur 27: ρssd per korrelmaat

Figuur 28: ρssd per gemiddelde korrelgrootte


| 62

Conclusies Door het poreuze karakter van de aangehechte mortel hebben de betonpuingranulaten een lagere dichtheid dan natuurlijke granulaten. De oppervlakte droge verzadigde dichtheid schommelt rond de 2400 kg/m³.

Waterabsorptie De waterabsorptie is de hoeveelheid water die kan geabsorbeerd worden door een bepaalde hoeveelheid granulaten. De waterabsorptie door de granulaten is van enorm groot belang voor de uiteindelijke samenstelling van het beton. Water dat geabsorbeerd wordt door de granulaten kan niet meer zorgen voor de binding van het cement of voor het verhogen van de verwerkbaarheid. Een foutieve calculatie van de waterabsorptie zal als resultaat hebben dat er een overschot of een tekort aan water in de betonspecie aanwezig zal zijn. Dit zal de druksterkte negatief beïnvloeden of de verwerkbaarheid van het mengsel verlagen. Het bepalen van de waterabsorptie van de granulaten gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 1097-6:2000: Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en van de wateropname. (40) Resultaten Tabel 66: Waterabsorptie 8/20 Korrelmaat 8/20 [mm] [%] 4/6,3 9,43 6,3/8 8/10 7,34 10/12,5 7,37 12,5/16 6,86 16/20 6,83 20/25 6,29 25/31,5 Gem. 7,06

8/20 [%] 9,62 7,76 6,66 6,26 6,50 6,52 7,40

8/20 [%] 9,09 7,62 6,28 6,71 6,91 7,18 7,20

8/20 [%] 6,03 5,95 5,24 5,38 5,18 4,81 4,43

8/20 [%] 5,92 6,00 5,45 5,22 4,78 4,93 5,01 4,81 5,27


8/20 [%] 7,87 6,83 5,96 5,31 5,12 5,20 5,83 5,40 5,94

| 63

Tabel 67: Waterabsorptie 0/40 Korrelmaat 0/40 [mm] [%] 4/5 5/6,3 8,75 6,3/8 8/10 6,66 10/12,5 6,96 12,5/16 7,51 16/20 6,82 20/25 5,96 25/31,5 6,95 31,5/40 4,96 gew. Gem 7,12

0/40 [%] 9,07 7,73 7,53 6,84 7,13 6,60 5,49 5,85 7,19

0/40 [%] 8,90 7,04 6,58 7,05 7,11 6,51 5,77 6,07 7,11

0/40 [%] 9,24 7,62 6,34 7,14 6,68 6,48 6,06 4,69 6,90

0/40 [%] 9,02 7,17 7,62 7,14 6,57 6,49 6,11 5,90 7,21

Tabel 68: Waterabsorptie 0/32 Korrelmaat 0/32 0/32 0/32 0/32 [mm] [%] [%] [%] [%] 4/5 5/6,3 8,6 8,8 8,25 9,06 6,3/8 8/10 6,9 7,0 7,04 7,28 10/12,5 7,2 6,6 6,58 7,23 12,5/16 7,5 6,7 7,47 6,06 16/20 7,1 7,2 7,10 7,11 20/25 6,1 7,1 6,77 6,24 25/31,5 5,8 5,2 5,81 6,22 31,5/40 5,8 5,1 5,06 5,60 gew. Gem 6,80 7,15 7,24 7,65

0/32 [%] 9,75 7,17 7,08 7,80 6,93 6,26 6,82 5,33 7,63

Tabel 69: Waterabsorptie 4/32 Korrelmaat 4/32 4/32 [mm] [%] [%] 4/6,3 6,2 5,9 6,3/8 5,0 5,3 8/10 4,5 4,7 10/12,5 5,0 4,8 12,5/14 5,1 4,2 14/16 4,7 4,0 16/20 4,5 4,4 20/25 4,4 4,0 25/31,5 4,2 Gem. 4,8 4,6


| 64

Tabel 70: Waterabsorptie zonder opsplitsing

per fractie Korrelmaat Absorptie [mm] [%] 8/20 6,2 0/40 7,1 0/32 7,3

Tabel 71: Waterabsorptie per fractie

Korrelmaat [mm] <8 8/20 >20

Gem [%] 9,1 7,0 6,1

σ [%] 0,30 0,13 0,25

Figuur 29: Waterabsorptie per korrelmaat

Figuur 30: Waterabsorptie per korrelgrootte ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 65

Duurzaamheid: Bepaling van de bestandheid tegen vriezen en dooien Deze proef geeft weer hoe de granulaten zich gedragen wanneer ze blootgesteld worden aan een cyclische belasting van vorst en dooi. Het bepalen van deze bestandheid gebeurt met behulp van de Europese norm NBN EN 1367-1(1999): Tests for thermal and weathering properties of aggregates - Part 1: Determination of resistance to freezing and thawing. (41) Wanneer het beton bestand moet zijn tegen vorst, moet de vorst-dooiweerstand van de grove granulaten verzekerd worden. Granulaten met een waterabsorptie van < 1% en/of een LA <25 worden (in de Belgische normerende context) beschouwd als nietvorstgevoelig (zonder bijkomende proeven). Bepaalde granulaten kunnen een wateropslorping hebben van > 2% en toch een afdoende vorst-dooiweerstand bezitten. Bij de vorst-dooiproef voor granulaten worden met water verzadigde granulaten onderworpen aan vorst-dooicycli en wordt het massaverlies na de cycli bepaald. (13)

Chemische Eigenschappen

Chemische eigenschappen van granulaten geven vaak een indicatie voor verontreinigingen die de binding of de duurzaamheid van het beton kan schaden. Enkele van deze chemische eigenschappen worden uitgedrukt via: • De methyleenblauw-waarde; • De zandequivalent-waarde; Methyleenblauw-waarde De methyleenblauwwaarde geeft een beeld van de eigenschap om methyleenblauw te absorberen. Methyleenblauw wordt hoofdzakelijk geabsorbeerd door klei, organische stoffen en ijzerhydroxides. Het bepalen van de methyleenblauwwaarde gebeurt volgens de Europese norm NBN EN 933-9:1998 Tests for geometrical properties of aggregates - Part 9: Assessment of fines - Methylene blue test. (42) Resultaten

Tabel 72: Methyleenblauwwaarden MB-categorie MB-waarde [g/kg] MBF10 0,56 MBF10 0,99 MBF10 0,43 MBF10 0,75 MBF10 0,29 MBF10 0,87

De gevonden MB-waarde behoord volgens PTV 406 – 2.0 tot de laagste categorie. (4) ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 66

Identificatieproef In België wordt het normatief kader voor gerecycleerde granulaten gevormd door de PTV 406. Deze PTV definieert een aantal puingranulaat soorten aan de hand van de fysische samenstelling en een aantal technische karakteristieken. Op basis van deze PTV kan een BENOR certificaat voor de granulaten worden verkregen, verwijzende naar de NBN EN 12620. (4) (43) Naast de PTV 406, wordt door NBN EN 12620 een classificatie aangeboden van de granulaten op basis van de samenstellende componenten. De onderverdeling naar samenstellende componenten wordt bepaald in overeenstemming met de norm NBN EN 933-11. De norm NBN EN 933-11 stelt geen eisen aan betonpuin, maar geeft enkel de methode voor identificatie van de samenstellende componenten van het betonpuin weer. De resultaten van de identificatie volgens de norm zijn daarenboven niet 100% te linken aan de eisen die PTV 406 van COPRO stelt aan betonpuingranulaten. In dit onderzoek werden de analyses van de verschillende monsters betonpuingranulaten uitgevoerd volgens PTV 406. De eisen gesteld aan het betonpuin volgens PTV zijn terug te vinden in Tabel 73. Tabel 73: Eisen m.b.t. samenstelling van betonpuingranulaten (4) 1 2 3 4 5 6

Samenstelling Gehalte aan gebroken betonpuin en gebroken natuurlijk steenachtig materiaal (d.w.z. betonpuin, granulaten met aanhechtende mortel, steenslag, grind, natuursteen, …) Gehalte aan materiaal van het type metselwerkpuin (d.w.z. baksteen, mortel, aardewerkpannen, zandcement, gresbuizen, kalkzandsteen,…) Gehalte aan ander steenachtig materiaal (d.w.z. tegels, leien, tegelplinten, slakken, cellenbeton, geëxpandeerde klei, keramiek, schelpen, …) Gehalte aan koolwaterstofmengsels (d.w.z. asfaltverhardingen, gietasfalt, …) Gehalte aan niet-steenachtig materiaal (d.w.z. gips, rubber, plastic, isolatiematerialen, glas, metalen, kalk, pleister, bitumen, roofing, …) Gehalte aan organisch materiaal (d.w.z. hout, plantenresten, papier, kurk, vezelplaat, …)


[massa%] > 90 < 10 <5 <5 ≤ 0,5 ≤ 0,5

| 67

Resultaten

Tabel 74: Samenstelling 8/20 volgens ID-proef

Samenstelling Puin van beton en natuursteen Metselwerkmaterialen Andere steenachtige materialen Koolwaterstofmengsels Niet steenachtige materialen Organische materialen Speciale materialen

8/20 [%] 91,68 6,39 1,36 0,01 0,47 0,00 0,00

8/20 [%] 93,97 0,12 3,71 1,78 0,28 0,14 0,00

8/20 [%] 91,98 6,03 0,88 0,74 0,28 0,05 0,00

Tabel 75: Samenstelling 4/20 volgens ID-proef Samenstelling Puin van beton en natuursteen Metselwerkmaterialen Andere steenachtige materialen Koolwaterstofmengsels Niet steenachtige materialen Organische materialen Speciale materialen

4/20 [%] 95,34 1,26 3,06 0,43 0,05 0,01 0,00

4/20 [%] 98,60 0,50 0,20 0,70 0,00 0,00 0,00


4/14 [%] 96,15 1,10 0,75 2,00 0,05 0,00 0,00


4/14 [%] 95,93 3,28 0,10 0,65 0,03 0,01 0,00

| 68


10/32 [%] 96,46 2,65 0,77 0,06 0,03 0,03 0,00

10/32 [%] 95,30 1,75 0,45 2,39 0,00 0,04 0,08

Figuur 31: Samenstelling volgens ID-proef Conclusies Alle binnen ValReCon20 geteste monsters voldoen aan de gestelde eisen volgens PTV 406. De identificatieproef werd uitgevoerd per fractie. In de kleinere fracties, < 8mm is er meer aanwezigheid van metselwerkpuin. Het gaat hier dan vooral om resten van mortel. Deze zijn doorheen het breek- en zeefproces door hun lagere sterkte gemakkelijker tot kleinere fracties herleid. Bemerk dat de eisen in PTV406 gericht zijn op toepassing in funderingsmateriaal. Voor toekomstig gebruik in hoogwaardiger betontoepassingen moet misschien meer nadruk gelegd worden op de afwezigheid van verontreiniging. Selectieve sloop, een goed acceptatiebeleid en toepassing van accurate reinigingstechnieken kunnen het huidige zuiverheidsniveau nog verbeteren. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 69

Alkali-silicareactie Alkali Silica Reactie (ASR) is een schademechanisme dat het beton inwendig uit elkaar drukt. Het gaat hierbij om een reactie tussen Alkali (vooral uit het cement) en Silica (vooral uit het zand en grind). De reactie trekt water aan en de gevormde gel gaat hierdoor zwellen. Zo wordt het beton van binnen uit kapot gedrukt. Dat kan soms, naast scheuren en vervormingen, leiden tot onveilige constructies. Dit werd in het ValReCon20-onderzoeksproject niet onderzocht. Algemeen wordt er vanuit gegaan dat Low Alkali (LA) Cement voldoende weerstand biedt tegen de Alkalisilicareactie. Chloridengehalte Chloriden kunnen van nature voorkomen in granulaten van minerale oorsprong, nl. in zeezand en zeegrind, en zo in beton terecht komen. Daarnaast vindt chlorideindringing plaats wanneer het beton in contact komt met dooizouten, zeewater, brak water en chloridenhoudende oplossingen. Chloriden opgelost in een vloeistof dringen dan het beton binnen. Chloriden worden ook meegevoerd met vochtige zeewind. Op deze manier kunnen uiterst kleine druppeltjes zeewater of met zeewater bevochtigd stof over verschillende kilometers landinwaarts getransporteerd worden en afgezet worden op betonoppervlakken. Gebouwen aan de kust en plaatsen waar kwistig met dooizouten wordt gestrooid, zoals brugpijlers en wegen, zijn het meest onderhevig aan chloride-indringing. Indien het beton al verzadigd is met water, zal de indringing gebeuren via diffusie. Bij onverzadigd beton worden chloriden capillair mee opgezogen met water. (32) Chloriden kunnen ook ingemengd worden bij het aanmaken van de betonspecie omdat ze aanwezig zijn in het cement, hulpstoffen, granulaten, … In de periode 1965 – 1984 werd als hardeningsversneller vaak calciumchloride toegevoegd aan het beton om op die manier de productiecapaciteit van prefab-vloerelementen te verhogen. Volgens de norm (NBN EN 206-1, 2001) mogen calciumchloride en chloridenhoudende hulpstoffen niet meer toegevoegd worden aan beton dat wapening of voorspanstaal bevat. (32) De schade die door chloriden kan optreden, bestaat uit corrosie, uitbloeiingen, versnelling van de uitharding en binding van het beton en aantasting van de sulfaatweerstand van HSR – cement. (44) Uit de literatuur blijkt dat door een degelijk wasproces het gehalte aan chloriden teruggebracht kan worden. Hoelang gewassen moet worden is ongekend. Bijkomend onderzoek hierover is nodig. Hierbij moet echter rekening worden gehouden dat het waswater niet hergebruikt kan worden om andere puingranulaten te wassen. In de praktijk wordt een wasproces om het chloridengehalte te doen dalen enkel toegepast bij puingranulaten van maritieme oorsprong. (32)


| 70

Zwavel en oplosbare sulfaten Sulfaten zijn van nature aanwezig in de grond of in het grond- en zeewater en dringen zo de betonconstructie binnen. Hun aanwezigheid kan eveneens het gevolg zijn van industriële activiteiten. Zo is op plaatsen waar veel met kunstmest gewerkt wordt, een hogere concentratie aan sulfaten aanwezig. Dit geldt eveneens voor de landbouwsector omdat de mest van vee grote hoeveelheden sulfaten bevat. Verder kunnen sulfaten in het bouwen sloopafval terechtkomen omdat sulfaat het hoofdbestanddeel is van gips (CaSO4). Gips wordt in de bouw voornamelijk gebruikt als pleister en gipsplaten. Daarnaast wordt tijdens het fabricageproces van cement calciumsulfaat in kleine hoeveelheden (standaard ± 5%) als bindingsregelaar toegevoegd. Calciumsulfaat werkt in op het tricalciumaluminaat (C3A) van de portlandklinker uit het cement en verhindert zo dat dit onmiddellijk met water uitreageert. Het gehalte is strikt beperkt om de vorming van expansief calciumsulfoaluminaat in de vorm van ettringiet of Candlotzout te voorkomen. Indien in deze vroege fase toch volumevergroting zou plaatsvinden, dan vormt dit geen probleem omdat in de beginfase van de verharding volumeverandering nog onbelemmerd kan optreden. De beperking van dit ‘primair gips’ is afhankelijk van de sterkteklasse van het cement en wordt bepaald in de norm NBN EN 196-2 (NBN EN 196-2, 2005): Methods of testing cement - Part 2: Chemical analysis of cement. (45) Calciumsulfaat bestaat in de vormen: • gips (CaSo4.2H2O); • hemihydraat (CaSO4.1/2H2O); • anhydriet (CaSO4). Gips en anhydriet komen vrij voor in de natuur. Hemihydraat wordt gevormd bij de thermische behandeling van gips. Hierdoor blijft een halve watermolecule over. Andere soorten calciumsulfaat zijn afkomstig van de verwerking van resten afvalproducten van industriële processen. Een voorbeeld hiervan is ro-gips, dat gevormd bij het wassen van rookgassen van elektriciteitscentrales. De bekomen zwaveldampen in de rookgassen worden neergeslagen met kalk en water. Sulfaationen komen voor in combinatie met verschillende kationen, zoals natrium, calcium, ammonium en magnesium. Deze verontreinigingen dringen via diffusie of capillaire opzuiging het beton binnen. (32) Aantasting van beton door de aanwezigheid van sulfaten kan op verschillende manieren worden voorkomen. Het gebruik van HSR-cement kan een oplossing bieden. Deze cementsoort heeft ongeveer dezelfde eigenschappen en samenstelling als de gewone cementsoort, maar het grote verschil is het percentage tricalciumaluminaten: bijvoorbeeld CEM I 52,5 HSR bevat een lager percentage (2%) dan gewone CEM I 52,5 (10%). Algemeen worden


| 71

portlandcementen met een C3A-gehalte kleiner dan 3% beschouwd als sulfaatbestendig. HSR-cementen hebben echter ook een nadeel: hun weerstand tegen indringing van chloriden is lager. Wordt dit type cement gebruikt in een omgeving met een hoge concentratie aan chloor, dan treedt corrosie van de wapening sneller op. (46) Het gebruik van hoogovencement CEM III biedt hiervoor een alternatief. Het hoofdbestanddeel van dit cementtype is hoogovenslak naast de klassieke portlandklinker. De sulfaatbestandheid van cementsoorten type III hangt af van de mengverhouding van de twee hoofdbestanddelen en hun afzonderlijke karakteristieken. Diverse onderzoeken hebben al aangetoond dat hoogovencementen met meer dan 65% hoogovenslak ongevoelig zijn voor sulfaataantasting. Dit is het gevolg van enerzijds een vermindering van het C3A gehalte en anderzijds neemt door de reactieproducten van hoogovenslak de dichtheid het beton sterk toe, wat zorgt voor een kleinere indringing van verontreinigingen en water. De dichtere poriënstructuur van de cementsteen van hoogovencement is een gevolg van de reactie tussen het overschot aan kalk in het poriënwater en de aluminaat- en silicaatverbindingen uit de hoogovenslakdeeltjes. Het resultaat van deze reactie is een bijkomend product dat zich vestigt in de poriën en die op deze manier worden verstopt. Het gehalte aan sulfaten wordt opgesplitst in wateroplosbare en zuuroplosbare sulfaten. Dit onderscheid wordt gemaakt omdat sulfaten in een zuur milieu gemakkelijker neerslaan. Dit wordt bepaald volgens het NBN EN 1744-1: Beproevingsmethoden voor de chemische eigenschappen van granulaten - Deel 1: Chemische analyse (1998). §10: wateroplosbare sulfaten en §12: zuuroplosbare sulfaten. In kader van dit onderzoek zijn de wateroplosbare sulfaten het belangrijkst. Wateroplosbare sulfaten in gerecycleerde granulaten zijn in principe potentiële reactieve sulfaten (zoals pleistergips) en kunnen aanleiding geven tot destructieve zwel in beton.

Besluiten Granulaatonderzoek

Algemeen wordt vastgesteld dat, over alle parameters heen, de fractie 8/20 beter scoort dan de andere kalibers. Dit is merkbaar bij de dichtheid, waterabsorptie en de hoeveelheid ronde deeltjes. Belangrijkste parameters voor de betonreceptuur zijn de korrelverdeling en vochtabsorptie en dichtheid. Uit zowel de proeven als uit de literatuur blijkt dat er hierop een grotere variatie zit dan bij natuurlijke granulaten. Bij het ontwerpen van een betonreceptuur moet hiermee rekening worden gehouden. Betonpuingranulaten hebben andere geometrische, fysische, en mechanische eigenschappen dan natuurlijke granulaten. In betonreceptuur moet hiermee rekening gehouden worden.


| 72


| 73

Beton met vervanging van de grove granulaten door grove betonpuingranulaten


| 74

Betonreceptuur Inleiding Beton wordt zo samengesteld dat het tijdens de aanlevering op de werf en na uitharding, voldoet aan de opgelegde technische eisen die gerelateerd zijn aan het voorziene gebruik en de omgeving waarin het beton geplaatst wordt. Hoewel het onderzoeksproject opgezet was om beton met 100% vervanging van de grove granulaten door betonpuingranulaten in de sterkteklassen C20/25 en C25/30, en respectievelijk in de omgevingsklassen EE1 en EE2 te bestuderen, werd omwille van de beperkte onderzoekstijd alle aandacht besteedt aan recyclage-beton in sterkteklasse C25/30 en omgevingsklasse EE2. De redenering hierbij was dat de resultaten die hieruit zouden voortkomen logischerwijze automatisch toepasbaar zouden zijn voor lagere sterkteklassen en minder strenge omgevingsklassen. Het onderzoek is gestart met een duidelijke afbakening van de randvoorwaarden om daarna de geschikte betonreceptuur te kunnen ontwikkelen. Bij de studie van de betonreceptuur werden verschillende parameters die een invloed kunnen hebben op de verwerkbaarheid en op de mechanische eigenschappen van het verharde beton onderzocht. Opgelegde criteria Door te eisen dat het beton voldoet aan de normen NBN EN 206-1 en NBN B15-001 en door de vijf basiseisen vast te leggen, eventueel vervolledigd met aanvullende eisen, wordt beton op een eenduidige manier voorgeschreven. (21) (22) Deze 5 criteria zijn: • Druksterkteklasse (A) • Gebruiksdomein (B1) • Milieu- en omgevingsklasse (B2); • Consistentieklasse (C); • Dmax (D). In het kader van ValReCon20 werden deze 5 criteria als volgt vastgelegd: • Druksterkteklasse C20/25 & C25/30; • Gebruiksdomein OB & GB (ongewapende en gewapende beton); • Omgevingsklasse = (EE1 of) EE2 (vorst, maar geen contact met regen); • Consistentieklasse S3 – S4; • Dmax = 20 mm In de volgende hoofdstukken worden deze criteria één voor één behandeld en wordt kort nagezien welk effect deze eisen uiteindelijk zullen hebben op het betonrecept.


| 75

Druksterkteklasse (A) De druksterkte is de belangrijkste eigenschap van verhard beton. Hierop steunt de sterkteberekening en de dimensionering van betonconstructies. NBN EN 206-1 definieert 16 druksterkteklassen. Elke klasse wordt weergegeven door de letter C, gevolgd door de karakteristieke cilinder- en kubusdruksterkte: Cfck,cyl/fck,cube (bv. C25/30, C30/37, enz.) Beide getallen zijn belangrijk: fck,cyl wordt gebruikt bij de berekening van de betonconstructie; fck,cube bij de kwaliteitscontrole (kubussen zijn praktischer). Tabel 78: Overzicht druksterkteklassen (23) Klasse C8/10 C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 fck,cyl 8 12 16 20 25 30 35 fck,cube 10 15 20 25 30 37 45

C40/50 40 50

Klasse C45/55 C50/60 C55/67 C60/75 C70/85 C80/95 C90/105 C100/115 fck,cyl 45 50 55 60 70 80 90 100 fck,cube 55 60 67 75 85 95 105 115 Gebruiksdomein (B1) Het gebruiksdomein geeft aan of het beton ongewapend, gewapend of voorgespannen is. Dat onderscheid is nodig omdat bij ongewapend beton de wapening niet kan corroderen. Daarom bepaalt het gebruiksdomein de blootstellingsklasse. Door het opgeven van het gebruiksdomein wordt impliciet het maximum toegelaten gehalte aan chloride-ionen opgelegd. De Belgische norm begrenst het maximum toegelaten gehalte aan chloride-ionen tot 1,0 % Cl- in ongewapend beton, 0,40 % Cl- in gewapend beton en 0,20 % Cl- in voorgespannen beton. Het chloridegehalte wordt berekend ten opzichte van de cementmassa in het beton. Relevantie voor ValReCon20 Vertrekpunt is dat de gebruikte granulaten geen verhoogde aanwezigheid van chloride hebben en dat het beton dat aangemaakt wordt in aanmerking komt voor de drie gebruiksdomeinen. De oorzaken van chloride in de granulaten kunnen van diverse oorsprong zijn zoals: maritieme omgeving, gebruik van dooizouten of hulpstoffen die in het moederbeton gebruikt werden.


| 76

Blootstellingsklassen en omgevingsklassen (B2) De normen NBN EN 206-1 en NBN B 15-001 voorzien 18 blootstellingsklassen, onderverdeeld in 6 hoofdklassen en maximaal 4 subklassen, naargelang van het aantastingsmechanisme. Ze worden aangeduid door de letter X, gevolgd door een letter die verwijst naar het betreffende aantastingsmechanisme: (47) (26) • C voor carbonatation (carbonatatie) • D voor deicing salt (dooizouten) • S voor sea water (zeewater) • F voor frost (vorst) • A voor een chemisch agressief milieu. Aan deze letter wordt nog een cijfer toegevoegd die verwijst naar een belangrijk kenmerk voor het beschouwde aantastingsmechanisme. Dit kan variëren van 1 tot maximum 4, afhankelijk van de agressiviteit van het milieu. Deze verschillende aantastingsmechanismen treden op, naargelang van de blootstelling van het beton. Het is dus belangrijk om voor elk beton alle potentiële aantastingsmechanismen te identificeren. De omgevingsvoorwaarden waaraan het beton blootgesteld is, worden uitgedrukt als een combinatie van blootstellingsklassen. De norm NBN EN 206-1 bevat eveneens een tabel waarmee de chemische aantasting door natuurlijk bodem en grondwater kan worden ingedeeld. Aan de hand van enkele chemische karakteristieken, die bepaald worden met de proefmethoden, opgenomen in de norm, kan een onderscheid gemaakt worden tussen een zwakke (XA1), matige (XA2) en sterke (XA3) chemische agressiviteit. Uitgaande van de Europese blootstellingsklassen werden in de Belgische norm NBN B 15-001 een aantal Belgische omgevingsklassen gedefinieerd. Deze klassen beantwoorden aan omgevingen die vaak in België voorkomen. Ze worden aangeduid door de letter E (environment) en aangevuld met een van de volgende letters (Figuur 32) • • • •

I voor binnen (interior) E voor buiten (exterior) S voor zee (sea) A voor agressief.

Relevantie voor ValReCon20 De criteria om te voldoen aan omgevingsklasse EE2 staan in Tabel 79: Blootstellingsklassen (25). Om aan de duurzaamheidseisen te voldoen zullen de gevoeligheid voor carbonatatie (XC2, XC3) en de vorstgevoeligheid (XF1) bepaald moeten worden. De relevante criteria zijn aangeduid in tabellen 79, 80, en 81met *.


| 77

Figuur 32: Omgevingsklassen (24) Tabel 79: Blootstellingsklassen (25) Klasse-aanduiding

Beschrijving van de omgeving

Informatieve voorbeelden die illustreren waar de betreffende blootstellingsklasse zich kan voordoen

1. Geen risico op corrosie of aantasting XO Voor beton zonder wapening of ingesloten metalen onderdelen : alle milieus behalve bij vorst/dooi, afslijting of chemische aantasting Voor beton met wapening of ingesloten metalen Beton binnen gebouwen met zeer lage onderdelen : zeer droog luchtvochtigheid Opmerking : een zeer droge omgeving komt in België slechts zelden of niet voor. 2. Corrosie geïnitieerd door carbonatatie Voor beton met wapening of andere ingesloten metalen onderdelen, dat blootgesteld is aan lucht en vocht, gelden de hierna volgende blootstellingsklassen. Opmerking : de hier beschouwde vochtcondities hebben betrekking op deze van het beton dat de wapening of de ingesloten metalen onderdelen bedekt. Vaak kunnen de vochtcondities van de betondekking worden afgeleid uit deze van de omringende omgeving. In voorkomend geval kan de indeling van de omringende omgeving in blootstellingsklassen volstaan. Dit zal echter niet het geval zijn als het beton van de omringende omgeving is afgesloten. XC1

Droog of blijvend nat

XC2*

Nat, zelden droog*

XC3*

Matige vochtigheid*

XC4

Wisselend nat en droog

Beton binnen gebouwen met lage luchtvochtigheid Beton blijvend ondergedompeld in water Betonoppervlakken langdurig in contact met water* Veel funderingen* Beton binnen gebouwen met matige of hoge Luchtvochtigheid* Beton buiten, maar beschut tegen regen* Betonoppervlakken blootgesteld aan contact met water, maar die niet vallen onder klasse XC2


| 78

3. Corrosie geïnitieerd door chloriden uit andere bronnen dan zeewater Voor beton met wapening of andere ingesloten metalen onderdelen, blootgesteld aan contact met water dat chloriden – inclusief dooizouten – bevat die afkomstig zijn uit andere bronnen dan zeewater, gelden de hierna volgende blootstellingsklassen. Opmerking : voor de vochtcondities wordt ook verwezen naar deel 2 van deze tabel. XD1

Matige vochtigheid

XD2

Nat, zelden droog

XD3

Wisselend nat en droog

Betonoppervlakken blootgesteld aan chloriden uit de lucht Zwembaden Beton blootgesteld aan chloridehoudend industriewater Brugdelen blootgesteld aan chloridehoudend spatwater; Verhardingen; Vloeren van parkeerplaatsen voor voertuigen

4. Corrosie geïnitieerd door chloriden uit zeewater Voor beton met wapening of andere ingesloten metalen onderdelen, blootgesteld aan chloriden uit zeewater of aan lucht die zeezout bevat, gelden de hierna volgende blootstellingsklassen. Opmerking : voor de vochtcondities wordt ook verwezen naar deel 2 van deze tabel. XS1 XS2 XS3

Blootgesteld aan zout uit de lucht, maar niet in direct contact met zeewater Blijvend ondergedompeld in zeewater of brak water Getijde-, spat- en nevelzone

Constructies bij of aan de kust Delen van constructies in zee Delen van constructies in zee

5. Aantasting door vorst/dooicycli met of zonder dooizouten Voor beton, blootgesteld aan significante vorst/dooicycli en vocht, gelden de hierna volgende klassen. XF1* Matige waterverzadiging zonder dooizouten* Verticale betonoppervlakken blootgesteld aan regen en vorst* XF2 Matige waterverzadiging met dooizouten Verticale betonoppervlakken van wegconstructies blootgesteld aan vorst en met lucht meegevoerde dooizouten XF3 Hoge waterverzadiging zonder dooizouten Horizontale betonoppervlakken blootgesteld aan regen en vorst XF4 Hoge waterverzadiging met dooizouten of zeewater Wegen en brugdekken blootgesteld aan dooizouten Betonoppervlakken blootgesteld aan rechtstreekse besproeiing met dooizouten en aan vorst Spatzone van constructies in zee blootgesteld aan Vorst 6. Chemische aantasting Indien het beton is blootgesteld aan chemische aantasting door de natuurlijke bodem, oppervlaktewater of grondwater, zoals aangegeven in tabel 2 van de norm NBN EN 206-1:2001, moeten de klassen worden ingedeeld zoals hieronder is aangegeven. De indeling van zeewater hangt af van de geografische ligging. Men dient bijgevolg de indeling toe te passen die geldt op de plaats waar het beton gebruikt wordt. Opmerking : er kan een speciale studie nodig zijn om de van toepassing zijnde blootstellingsklasse vast te leggen in het geval van : - grenswaarden die buiten deze uit tabel 2 van NBN EN 206-1:2001 vallen - andere agressieve chemische stoffen - chemisch verontreinigde grond of water - hoge watersnelheid in combinatie met de chemische stoffen uit tabel 2 van NBN EN 206-1:2001. XA1 XA2 XA3

Zwak agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206-1:2001 Beton in contact met zeewater of brak water Matig agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206-1:2001 Sterk agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206-1:2001


| 79

Tabel 80: Chemische aantasting door natuurlijk bodem en grondwater (25) De hierna opgenomen chemisch agressieve omgevingen hebben betrekking op de natuurlijke bodem en op grondwater, bij een water-/bodemtemperatuur begrepen tussen 5 en 25 °C en waarbij de watersnelheid voldoende zwak is om gelijkgesteld te worden met statische vochtcondities. De keuze van de klasse gebeurt, rekening houdend met de chemische karakteristiek die leidt tot de sterkste agressiviteit. Wanneer minstens twee agressieve karakteristieken tot een zelfde klasse leiden, moet de omgeving ingedeeld worden in de onmiddellijk hogere klasse, tenzij een specifieke studie aangetoond heeft dat dit niet noodzakelijk is. Chemische karakteristiek Oppervlakte- en grondwater sulfaat (in mg SO4 2-/l) pH kalkoplossend koolstofdioxide (in mg CO2/l)

ammonium (in mg NH4+/l)

Referentiemethode

XA1

XA2

XA3

EN 196-2 ISO 4316

≥ 200 en ≤ 600 ≤ 6,5 en ≥ 5,5

> 600 en ≤ 3000 < 5,5 en ≥ 4,5

> 3000 en ≤ 6000 < 4,5 en ≥ 4,0

prEN 13577:1999

≥ 15 en ≤ 40

> 40 en ≤ 100

> 100 tot verzadiging

ISO 7150-1 of ISO 7150-2

≥ 15 en ≤ 30

> 30 en ≤ 60

> 60 en ≤ 100

ISO 7980

≥ 300 en ≤ 1000

> 1000 en ≤ 3000

> 3000 tot verzadiging

EN 196-2 (2)

≥ 2000 en ≤ 3000 (3)

DIN 4030-2

> 200 Baumann Gully

magnesium (in mg Mg2+/l) Bodem sulfaat (in mg SO4 2/kg) (1) totaal zuurtegraad (in ml/kg) (1)

> 3000 (3) en ≤ > 12000 en ≤ 24000 12000 Komt niet voor in de praktijk

Kleibodems met een permeabiliteit lager dan 10-5 m/s kunnen ingedeeld worden in een lagere klasse.

(2) De proefmethode schrijft de extractie van het SO4 2- met zoutzuur voor. Het is eveneens mogelijk deze extractie uit te voeren met water, indien dit de gewoonte is op de plaats waar het beton gebruikt wordt. (3) De grenswaarde moet beperkt worden van 3000 mg/kg tot 2000 mg/kg, indien er een risico op ophoping van sulfaationen in het beton bestaat tengevolge van de afwisseling van droge en natte perioden of door opstijgend grondvocht.

Tabel 81: Omgevingsklassen en bijhorende blootstellingsklassen (26) Klasse E0

Omgevingsklassen Omschrijving Niet Schadelijk

E1 EE EE1 EE2*

Binnenomgeving Buitenomgeving Geen vorst Vorst, geen contact met regen*

EE3 EE4

ES ES1 ES2

Voorbeelden

Binnenkant van woningen en kantoren

Fundering onder vorstgrens Overdekte open parkeergarage, kruipkelder, open doorgang in gebouw* Vorst, contact met regen Buitenmuur, in contact met regen Vorst en doorizouten (aanwezigheid van Delen van weginfrastructuur ter plaatse ontdooid of opspattend of aflopend dooizouthoudend water)

blootstellingsklassen OB(1) GB(2) of VB(3) X0 Niet van Toepassing X0

XC1

X0 XF1*

XC2 XC3, XF1*

XF1 XF4

XC4, XF1 XC4, XD3, XF4

Zeeomgeving Geen contact met zeewater; wel contact met zeelucht (tot 3km van de kust en/of brak water)(4) Geen vorst Fundering onder vorstgrens in contact XA1 XC2,XS2, XA1 met brak water Vorst

Buitenmuur van gebouw aan kust in contact met regen


XF1

XC4, XS1, XF1

| 80

Contact met zeewater ES3

Ondergedompeld

ES4

Getijden- en spatzone

EA EA1

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

EA2

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

EA3

Kaaimuren

XA1

XC1, XS2, XA1

XF4, XA1

XC4, XS3, XF4, XA1

XA1

XA1

XA2

XA2

XA3

XA3

(1) OB = Ongewapende beton (2) GB = Gewapende beton (3) VB = Voorgespannen beton (4) Ondiep brak water komt voornamelijk voor in de kustvlakte, het poldergebied in de omgeving van Diksmuide, sommige Oost-Vlaamse polders en rond de haven van Antwerpen. De hoogtelijn van 6 meter wordt vastgesteld als de grens tot waar deze gebieden zich uitstrekken.

Aan elke omgevingsklasse worden in functie van het gebruiksdomein betontypes gekoppeld, die voorwaarden opleggen qua maximale W/C-factor, minimaal cementgehalte, minimale druksterkteklasse en eventueel luchtgehalte. Relevantie voor ValReCon20 Valrecon20 mikt op een toepassing binnen de omgevingsklassen EE1 en EE2. Hierdoor moet voldaan worden aan de blootstellingsklasse (X0, XC1,) XC2, XC3 en XF1. De duurzaamheideisen leggen volgende voorwaarden op: • De granulaten moeten vorstbestendig zijn volgens NBN EN 1367-1:2000 of NBN EN 1367-2:1998. • Bij gebruik van CEM I met toevoeging van meer dan 33 % vliegas ten opzichte van het cementgehalte, is de k-waarde gelijk aan nul. Bij gebruik van CEM III/A met meer dan 25 % vliegas ten opzichte van het cementgehalte, is de k-waarde gelijk aan nul. • Bij toevoeging van vliegas met een gloeiverlies tussen 5 en 7 % aan beton geldt als bijkomende eis (ten aanzien van de eisen in artikel 5.2.5.2.2) dat de totale vliegasmassa in het beton niet meer mag bedragen dan 25 % van de cementmassa. Aan de hand van voorafgaandelijke geschiktheidproeven volgens bijlage J van NBN EN 206-1:2001, kan van deze eis afgeweken worden. • CEM II/B-V, CEM II/B-M (V-…) en CEM V/A met melding op de zak en/of de leveringsbon dat het daarin verwerkte vliegas een gloeiverlies heeft van 7 %, mogen alleen gebruikt worden wanneer de maximale vliegasmassa in het cement beperkt wordt tot 25 % van de som van de hoofd- en nevenbestanddelen van het cement (volgens NBN EN 197-1:2000). Aan de hand van voorafgaandelijke geschiktheidproeven volgens bijlage J van NBN EN 206-1:2001 kan van deze eis afgeweken worden. De vorstbestendigheid van het gebroken betonpuin zal een aandachtspunt zijn. Aangezien er in eerste fase geen vliegassen aan het beton toegevoegd worden zijn


| 81

voorwaarden 2 & 3 niet van belang. Er wordt evenmin met een cementtype CEM II gewerkt, waardoor voorwaarde 4 niet van toepassing is. Duurzaamheidseisen voor het beton (gebruiksklasse GB): • Voor EE1 = Betontype T(0,6) • Voor EE2 = Betontype T(0,55)

Tabel 82: Aanvullende eisen (23) Aanduiding

T(1,50)

T(1,00)

T(0,65)

T(0,60)

T(0,55)

T(0,55)A

T(0,50)

T(0,50)A

T(0,45)

T(0,45)A

Max. water-cementfactor (1) Min. Cementgehalte (2) Min. Druksterkteklasse (3)(5)

1,5 C8/10

1 -

0,65 260

0,6* 280*

0,55* 300*

0,55 300

0,5 320

0,5 320

0,45 340

0,45 340

C12/15

C16/20

C20/25*

C25/30*

C20/25

C30/37

C25/30

C35/45

C30/37

Min. luchtgehalte (4) van vers beton in % voor nominale max. korrelgrootte van het granulaat: 20 mm ≤ Dmax ≤ 31,5 mm 11,2 mm ≤ Dmax ≤ 16 mm 5,6 mm ≤ Dmax ≤ 10 mm

4 5 6

4 5 6

4 5 6

(1) Effectief watergehalte; voor cementgehalte zie bepalingen van artikels 5.2.5.2.1, 5.2.5.2.2, 5.2.5.2.3 en 5.2.5.2.4. (2) Zie bepalingen van artikels 5.2.5.2.1, 5.2.5.2.2, 5.2.5.2.3 en 5.2.5.2.4. (3) Op basis van voorafgaandelijke geschiktheidsproeven volgens bijlage J van NBN EN 206-1:2001 kan van deze eis afgeweken worden op voorwaarde dat de samenstelling wel beantwoordt aan de 2 basiseisen, namelijk de maximaal toelaatbare water-cementfactor en het minimaal vereiste cementgehalte. (4) Met een afstandsfactor van de ingebrachte luchtbellen < 0,200 mm gemeten op het verharde beton (volgens NBN EN 480-11:1999). (5) Niet van toepassing op licht beton.

Om te voldoen aan de basiseisen die opgelegd zijn door het gebruiksdomein en de omgevingsklassen, moeten in ValReCon20 voldaan worden aan de voorwaarden voor de twee geselecteerde druksterkteklassen, respectievelijk aan: Tabel 83: Richtwaarden B2 voor Valrecon20 Eis B2

Aanvullende eis

Beton Cfck,cyl/fck,cube

W/C-factor [M/M]

Cementdosering Cmin [kg/m³]

EE1 EE2

T(0.6) T(0.55)

C20/25 C25/30

0.60 0.55

280 300

[MPa]

Consistentieklasse (C) Om een behoorlijke druksterkte en duurzaamheid te halen, moet het beton goed geplaatst, verdicht en beschermd worden. De betonspecie dient daarvoor de geschikte verwerkbaarheid te bezitten, afgestemd op de complexiteit en de afmetingen van het te storten element, de wapeningsdichtheid, de storten verdichtingsmethode. De norm definieert verschillende consistentieklassen.


| 82

De consistentie van beton is een grootheid die de vloeibaarheid van het beton karakteriseert en een idee geeft van zijn verwerkbaarheid. De definitie hangt af van de gehanteerde methode om de consistentie te meten. Er worden vier methoden beschouwd: • Bepaling van de zetmaat (slump) van het beton met de Abramskegel volgens de norm NBN EN 12350-2 (1999) • Bepaling van de schudmaat (uitspreiding op de schoktafel) volgens de norm NBN EN 12350-5 (1999) • Vébéproef volgens de norm NBN EN 12350-3 (1999) • Bepaling van de verdichtingsmaat volgens de norm NBN EN 12350-4 (1999). Tabel 84: Zetmaten slump en flow (21) (22) (23) Zetmaat (slump) in mm S1 Van 10 tot 40 S2 Van 50 tot 90 S3 Van 100 tot 150 * S4 Van 160 tot 210 * S5 > 220

Schudmaat (flow) F1 ≤ 340 F2 Van 350 tot 410 F3 Van 420 tot 480 F4 Van 490 tot 550 F5 Van 560 tot 620 F6 ≥ 630

In de praktijk wordt klasse S3 (slump-zetmaat) voorgeschreven. Deze klasse laat doorgaans een gemakkelijke plaatsing en goede verdichting toe. Voor vloeren wordt afhankelijk van de plaatsingsmethode S3 of S4 gebruikt. Rekening houdend met de toepassing, de wapeningsdichtheid, de storten verdichtingsmethode kan het aangewezen zijn een andere consistentieklasse voor te schrijven. Door de maximale toegelaten W/C-factor is de toegevoegde waterhoeveelheid dikwijls te klein om het beton voldoende verwerkbaar te maken. Om zowel te voldoen aan de eisen van duurzaamheid als deze van de consistentie, moet daarom vaak een superplastificeerder (sterk waterreducerend vloeimiddel) toegevoegd worden. Relevantie voor ValReCon20 In een eerste fase werd de verwerkbaarheid vastgelegd op klasse S3. Later werd op vraag van de bedrijven in de gebruikersgroep een klasse S4 gebruikt. Om hogere verwerkbaarheden te halen was steeds een superplastificeerder noodzakelijk. Basiseis (D): grootste korreldiameter De korrelmaat d/D geeft een beeld over de verdeling van de korrelgroottes. In ValReCon20 werd gekozen om grof betonpuin 8/20 te gebruiken. Deze keuze is gebaseerd op een aantal feiten, te weten:


| 83

De norm NBN EN 206-1 vermeldt dat de maximale nominale afmeting van de granulaten (Dmax) gekozen wordt, rekening houdend met de betondekking en de minimumafmeting van de doorsneden. De norm NBN B 15-001 bevat gedetailleerde informatie over de keuze van Dmax in de informatieve bijlage P. (21) (22) De korrelgrootte moet zo gekozen worden en de wapening zo geschikt dat: • het beton bij het storten de wapening volledig kan omsluiten • het beton op een correcte manier kan verdicht worden zonder ontmenging. De afmeting van Dmax wordt bepaald door volgende voorwaarden: • 1/5a van de kleinste afstand tussen de bekistingswanden; • 1/5a van de vloerdikte; • 3/4b van de kleinste tussenruimte tussen de wapeningsstaven; • 3/2b’ bij overlappingslassen; • 1/4 van de vrije ruimte tussen de langsstaven die bij in de grond gevormde palen worden gebruikt; • 2/5e van de opstortlaag van een samengestelde vloer; • De betondekking c. De Dmax-waarde stemt overeen met de waarde die in de norm NBN EN 12620 aangeduid wordt door ‘D’. Er moet bovendien een keuze gemaakt worden uit 13 waarden: 6, 8, 10, 11, 12, 14, 16, 20, 22, 22, 32, 40, 45 of 63 cm. (27)

Figuur 33: Dmax in functie van dekking en wapening (25) Relevantie voor ValReCon20 Concreet komt dit neer op een minimale plaatdikte of wanddikte van 10cm met een ruimte tussen de langswapening van minimaal 26mm en een betondekking van minimaal 20mm.


| 84

Basiseis ValReCon20 - d: kleinste korreldiameter Naast de Dmax 20 werd in het onderzoeksproject ValReCon20 een eigen basiseis opgelegd namelijk dmin = 8mm. Daar zijn drie redenen voor: • 8mm is een courant gebruikte zeefmaat bij breekinstallaties; • Het onderzoek is gericht naar de vervanging van grove granulaten door gebroken betonpuin en niet naar vervanging van de zandfracties; • In het onderzoek wordt er vanuit gegaan dat mogelijke verontreiniging in het betonpuin eerder in de kleinere fracties (< 8mm) te vinden zullen zijn en niet in de grotere fracties. Dit is niet aangetoond maar de hypothese is aannemelijk gezien in de kleinere fracties eerder verpulverde resten, zoals cementsteen, gipsresten, cellenbeton e.a., zullen voorkomen dan in de grove fracties. Keuze Granulaten Aanvankelijk werden de mengsels aangemaakt met zand 0-4, kalksteen 4-8, kalksteen 8-20 en betonpuin 8-20. Uit de eerste testen waarbij de grove fractie volledig uit betonpuin bestond bleek al vlug dat de mechanische eigenschappen perfect haalbaar waren zonder de fractie kalksteen 4-8. Deze fractie werd in latere mengsels niet meer toegevoegd. Om economische redenen werd tijdens ValReCon20 een proefreeks opgezet waarbij het zand 0/4 vervangen werd door een mengsel met een goedkoper zand 0/1. Korrelverdeling Om de ideale korrelverdeling van het skelet te bepalen werd gebruik gemaakt van de formule van Bolomey. In tegenstelling tot andere korrelverdelingmodellen zoals Füller, beschrijft Bolomey het volledige skelet (zand, granulaat en cement). De formule van Bolomey werd afgeleid van de formule van Füller en houdt naast de korrelgroottes ook rekening met de gewenste verwerkbaarheid van het beton en met de korrelvorm van de gebruikte granulaten.

Met: y d D A

𝑦 = 𝐶 + (100 − 𝐶) ∗ �𝑑/𝐷

= doorval (in %) door een zeef met maaswijdte d = maaswijdte van een willekeurige zeef (in mm) = maximale korrelgrootte van de granulaten in mm (= Dmax) = constante afhankelijk van verwerkbaarheid en vorm van de granulaten

Tabel 85: Bolomey A-waarde in functie van verwerkbaarheid en korrelvorm Korrelvorm rond gebroken

Stijf beton 4-8 6 - 10

Plastisch beton 8 - 10 10 - 12

Vloeibaar beton 10 – 12 12 – 14

Op basis van vroeger onderzoek door de onderzoeksgroep RecyCon van de KHBO – IW&T, werd uitgegaan van een Bolomey-curve met A= 16 omdat dit betere ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 85

verwerkbaarheden opleverde. Een mogelijke reden hiervoor zou aan het ruwe oppervlak van gebroken betonpuin granulaten gerelateerd kunnen zijn. Door een hogere A-waarde te kiezen, zal de korrelverdeling meer kleinere fractie (zand) bevatten, waardoor er meer ‘specie’ in het mengsel aanwezig zal zijn. Meer specie zorgt voor een smerend effect tussen de hoekige en ruwe granulaten in een betonmengsel. Dit komt de sterkte van het skelet wellicht niet ten goede. Vandaar dat een discontinue verloop, met een fijnere korrelverdeling in het gebied tot 8mm (hogere A-waarde) en daarna een grovere korrel verdeling voor het gebied boven 8mm, een goed compromis kan opleveren tussen verwerkbaarheid en skeletopbouw.

Figuur 34: Bolomey-curve in functie van A-waarde In de praktijk wordt vaak de ABC-curve uit de (oude) Nederlandse norm toegepast. Op Figuur 35 (pag.87) werd Bolomey A16 vergeleken met de ABC-krommes. Omdat de ABC-krommes, krommes zijn voor de granulaten en Bolomey rekening houdt met cement en fillers, werd 9% cementgehalte ingerekend bij de ABC-krommes. Op deze wijze kunnen beide krommen vergeleken worden. (28) Conclusies De eerder aangenomen benadering via Bolomey met A= 16 komt vrij goed overeen met de B-kromme uit de NEN5950 zoals die in praktijk vaak gebruikt wordt. Indien de fractie 4-8 uit de Bolomey-curve wordt gehaald, wordt een overgang van de B-kromme naar de A-kromme gemaakt.


| 86

Vergelijking abc-kromme vs. Bolomey A16 100 90 80 Doorval [%]

70 60 50 40 30 20 10 0 0,1

1

10

Maaswijdte [mm] A

B

C

Bolomey (A16)

Bolomey (A16) zonder fractie 4-8

Figuur 35: Vergelijking ABC-kromme vs. Bolomey A16 Kleinste kwadraten methode Om de mengverhouding van de verschillende granulaatkalibers zo optimaal mogelijk te laten aansluiten met de ideale korrelkromme, werd gebruik gemaakt van een rekenkundige benaderingsmethode via de kleinste kwadratenmethode.


| 87

Eigenschappen van vers beton Inleiding Een van de delicate punten bij het aanmaken van beton met betonpuingranulaten is de invloed van de waterabsorptie ten gevolge van het poreuze karakter van deze granulaten. Zoals beschreven bij de studie van het mengselontwerp, moet deze parameter goed gekend zijn om o.a. de W/C-factor correct te kunnen berekenen. In vers beton is er in de loop van de verwerkingstijd een verandering van de verwerkbaarheid merkbaar. In dit hoofdstuk worden parameters die de verwerkbaarheid beïnvloeden onder de loep genomen. Gebruikte nomenclatuur van de beproefde mengsels Elk mengsel heeft een unieke aanduiding x/y-z/u-v met x: Proefreeks y: laboratorium waar het mengsel werd gemaakt z: water-cement factor u: cementgehalte v: extra informatie bij de proefreeks Verwerkbaarheid In dit onderzoek is gekozen voor de zetmaat bij de bepaling van de consistentieklasse omdat deze in de praktijk het eenvoudigste is en het meest toegepast wordt. De zetmaat of slump van een betonmengsel is een maat voor de plasticiteit ervan. Met een metalen vorm, de kegel van Abrams, wordt een hoeveelheid betonmengsel op een tafel geplaatst. De originele hoogte van de kegel is 300 mm. Na het plaatsen wordt de metalen kegel omhooggetrokken en het beton zakt uit. De inzakking wordt gemeten en dit is de zetmaat, b.v. 80 mm. De benaming voor het beton is dan als volgt: Tabel 86: Consistentieklasse Inzakking [mm] 10 - 40 Aardvochtig Half plastisch 50 - 90 100 - 150 Plastisch 160 - 200 Vloeibaar Zeer vloeibaar > 210

Consistentieklasse Benaming S1 S2 S3 S4 S5

Volgens de Belgische Beton Groepering kan de afname in verwerkbaarheid worden toegeschreven aan verdamping van het water, waterverbruik bij de initiële chemische reacties bij het eerste contact van de verschillende componenten en absorptie van water door de granulaten. (33)


| 88

Een van de grote problemen bij het gebruik van gerecycleerde betonpuingranulaten is de hoge waterabsorptie wat leidt tot moeilijkheden om de eigenschappen van vers beton onder controle te houden en bijgevolg de invloed op de sterkte en de duurzaamheid van het verhard beton. Het voorbevochtigen van betonpuingranulaten (bv. gedurende 10 minuten) kan problemen betreffende verwerkbaarheid verminderen. Anderzijds kan ervoor gekozen worden meer plastificeerder (of meer water) toe te voegen. (34)(35) Poon et al onderzochten de invloed van het startvochtgehalte van natuurlijke en gerecycleerde granulaten op de verwerkbaarheid van de verse betonspecie. (36) Uit de resultaten blijkt dat de initiële slump van het betonmengsel sterk afhankelijk is van het initieel aanwezig vrij water, wat dan weer afhankelijk is van het startvochtgehalte van de gebruikte granulaten. Wanneer de gerecycleerde betonpuingranulaten in ovendroge toestand (OD) gebruikt worden is de initiële zetmaat zeer groot, maar neemt de verwerkbaarheid snel af ten gevolge van waterabsorptie. Bij het gebruik van gerecycleerde granulaten in volledig verzadigde oppervlaktedroge toestand (SSD) is de initiële zetmaat en het verlies aan verwerkbaarheid in de tijd vergelijkbaar als bij gebruik van natuurlijke granulaten. (Figuur 36: Verloop van de verwerkbaarheid in de tijd).

Figuur 36: Verloop van de verwerkbaarheid in de tijd (36)


| 89

Bij een stijgende vervangingsgraad van de natuurlijke granulaten door gerecycleerde betonpuingranulaten neemt de initiële slump toe. Deze hogere initiële slump is te verklaren door de hogere waterabsorptie capaciteit van de betonpuingranulaten welke leid tot een hogere initiële hoeveelheid vrij water. De resultaten van de slumpmeting zijn te vinden in Figuur 37: Initiële slump in functie van vervangingspercentage.

Figuur 37: Initiële slump in functie van vervangingspercentage

Verschillende parameters beïnvloeden de verwerkbaarheid van een betonmengsel. De hoge wateropslorping en het ruwere oppervlak van het gerecycleerd granulaat hebben een invloed op de verwerkbaarheid. Belangrijk is dat het verschil tussen de waterabsorptie van de betonpuingranulaten in het mengsel en de waterabsorptie na 24 uur niet meegenomen moet worden voor de berekening van de effectieve W/C‐ factor. Dit gegeven zal een invloed hebben op de verwerkbaarheid van het betonmengsel. Invloed vervangingsgraad op de verwerkbaarheid De invloed van de vervangingsgraad op de verwerkbaarheid van het verse beton wordt nagegaan. Bij een stijgende vervangingsgraad van de grove natuurlijke granulaten door betonpuingranulaten stijgt de initiële slump. Deze hogere initiële slump bij gebruik van luchtdroge betonpuingranulaten is te wijten aan de verhoogde hoeveelheid initieel vrij water in het betonmengsel. Wanneer onvolledig verzadigde betonpuingranulaten gebruikt worden (luchtdroge toestand), wordt het deel water dat ze nog kunnen opnemen extra toegevoegd. Initieel zal dit water vrij zijn waardoor een grotere initiële


slump bekomen wordt. Bij toenemend percentage betonpuingranulaten, neemt ook de totale hoeveelheid extra aan het mengsel toegevoegd water toe en stijgt de initiële slump. Tabel 87: Zetmaat proefreeks A/DNY-KHBO-55/300-xxx Vervangingspercentage[%] A/DNY-55/300-0% A/DNY-55/300-50% A/DNY-55/300-75% A/DNY-55/300-100% A/KHBO-55/300-0% A/KHBO-55/300-25% A/KHBO-55/300-50% A/KHBO-55/300-75% A/KHBO-55/300-100%

0 50 75 100 0 25 50 75 100

Initiële slump [mm] 60 70 90 130 50 50 60 80 110

Consistentie klasse [-] S2 S2 S2 S3 S2 S2 S2 S2 S3

Invloed A-factor in Bolomey op de verwerkbaarheid De invloed op de verwerkbaarheid van een gewijzigde A-factor en het mengproces wordt tijdens deze proef nagegaan. Er worden vier mengsels aangemaakt met een gewijzigde A-factor (14-16-18-32). De betonpuingranulaten worden gebruikt bij luchtdroge toestand. Daarnaast wordt een mengsel aangemaakt met dezelfde mengselsamenstelling en waarbij de A-factor op 16 gezet wordt maar waarbij de betonpuingranulaten volledig verzadigd zijn. Het verloop van de verwerkbaarheid tijdens het mengproces wordt nagegaan. Wanneer de A–factor op 16 gezet wordt, blijkt uit de resultaten dat dit de beste resultaten geeft i.v.m. de verwerkbaarheid, zowel voor de initiële slump als de terugval van de slump op het einde van de proef. (Tabel 88: Initiële zetmaat proefreeks B/DNY55/300-xxx) (Figuur 38: Verloop zetmaat in functie van de mengtijd). Wanneer de A – factor verder toeneemt, heeft dit een negatieve invloed hebben op de verwerkbaarheid. Een hogere A – factor zorgt voor een grotere hoeveelheid zand waardoor de waterbehoefte van het mengsel verhoogt, er zal meer water nodig zijn om een film rond de granulaten te vormen. Gedurende het verdere mengproces en zullen de betonpuingranulaten water absorberen uit het mengsel, hierdoor daalt de verwerkbaarheid met de tijd. Wanneer de betonpuingranulaten volledig verzadigd zijn, (B/DNY-KHBO-55/300A16/SSD) wordt er geen extra water voor absorptie toegevoegd. Hierdoor zal initieel minder water aanwezig zijn in het mengsel, in vergelijking met een mengsel waar een


| 91

extra hoeveelheid water is toegevoegd om de absorptie door onverzadigde granulaten te compenseren. De initiële slump daalt daardoor met 20 à 45 mm. Gedurende het mengen zullen de betonpuingranulaten geen water absorberen uit het mengsel waardoor de terugval in verwerkbaarheid minder groot is. De terugval tussen initiële slump en laatst gemeten slump bedraagt 28 % terwijl de terugval bij luchtdroge betonpuingranulaten 43% bedraagt. Op het einde van de proef is er nog een verschil van 15 mm tussen het mengsel met luchtdroge betonpuingranulaten en volledig verzadigde. Dit kan erop wijzen dat in het mengsel met de luchtdroge betonpuingranulaten niet al het water voor absorptie opgenomen is. Tabel 88: Initiële zetmaat proefreeks B/DNY-55/300-xxx Mengsel in functie van A-waarde B/DNY-55/300-A14/AD B/DNY-55/300-A16/AD B/DNY-55/300-A18/AD B/DNY-55/300-A32/AD B/KHBO-55/300-A14/AD B/KHBO-55/300-A16/AD B/KHBO-55/300-A18/AD B/KHBO-55/300-A20/AD B/DNY-55/300-A16/SSD B/KHBO-55/300-A16/SSD

Startvochtgehalte Initiële betonpuingranulaten zetmaat [%] [mm] 105 3,5 115 3,5 85 3,5 0 3,5 85 3,2 105 3,2 95 3,2 60 3,2 70 5,9 85 6,5


Consistentie klasse [-] S3 S3 S2 S0 S2 S3 S2 S2 S2 S2

| 92

Zetmaat in functie van de mengtijd 140

inzakking slump [mm]

120 100 80 60 40 20 0 2

9 B/DNY-55/300-A14/AD

16

23

30

Mengtijd B/DNY-55/300-A16/AD

B/DNY-55/300-A18/AD

B/KHBO-55/300-A14/AD




Figuur 38: Verloop zetmaat in functie van de mengtijd

Invloed dosering superplastificeerder De invloed van de toevoeging van superplastificeerder op de verwerkbaarheid van de verse betonspecie wordt nagegaan. Er worden vier mengsels aangemaakt waarbij de hoeveelheid superplastificeerder (type A in mengsels DNY en type B in mengsels KHBO) stapsgewijs wordt verhoogd tot een consistentieklasse S3 behaald wordt. Daarnaast wordt nog een zelfde mengsel aangemaakt waarbij de W/C-factor verhoogd wordt tot 0.60. De toevoeging van superplastificeerder heeft een positieve invloed op de verwerkbaarheid. Er is minimaal 1.00% superplastificeerder A nodig voor het behalen van consistentieklasse S3. Indien gewerkt wordt met een W/C-factor van 0.60 is er geen superplastificeerder nodig voor het behalen van consistentieklasse S3.


| 93

Tabel 89: Initiële Slump in functie van de superplastificeerder/cement-factor Mengsel in functie van %-superplastificeerder D/DNY-55/300-0% D/DNY-55/300-0,5% D/DNY-55/300-0,75% D/DNY-55/300-1% D/KHBO-55/300-0% D/KHBO-55/300-0,5% D/KHBO-55/300-0,75% D/KHBO-55/300-1% D/DNY-60/300-0% D/KHBO-60/300-0%

Initiële inzakking [mm] 70 80 100 150 50 75 90 115 140 125

Consistentie klasse [-] S2 S2 S3 S3 S2 S2 S2 S3 S3 S3

In situ proef bij de firma Jacobs beton / EKP Recycling Er werd bij EKP Recycling een betonvloer gestort met gerecycleerde betonpuingranulaten. Voor deze betonvloer werden 2 mengsels voorbereid. In het eerste mengsel werd de grove fractie voor 100% vervangen, in het tweede zou 50 % van de grove fractie vervangen worden. Tijdens het storten bleek dat de verwerkbaarheid van het mengsel, waarbij de grove fractie voor 100% vervangen werd, onvoldoende te zijn voor toepassing in een betonvloer. Om een betere verwerkbaarheid te behalen werd de samenstelling van het tweede mengsel aangepast. De hoeveelheid zand werd verhoogd om tot een beter verwerkbaar beton te komen. Bij een derde mengsel werd slechts 50% van de grove fractie vervangen door betonpuin 8/20, de andere 50% van de grove fractie bestond uit gebroken kalksteen 6/20. Bemerk: de W/C-factor werd verhoogd tot 0.55. Echter een betonvloer buiten zou op basis van de omgevingsklasse EE3 een maximale W/C-factor van 0.50 mogen halen. Aan deze eis is bijgevolg niet voldaan. Van alle drie de mengsels werd tijdens het storten de slump gemeten: • F/DNY-50/320-100%A • F/DNY-55/320-100%B • F/DNY-55/320-50% De resultaten zijn te vinden in Tabel 90. Visueel was te zien dat, ondanks de theoretische korrelverdeling het beton van mengsel F/DNY-50/320-100%A niet voldeed aan de eisen voor een betonvloer. Het mengsel was te mager voor de beoogde toepassing. Door het verhogen van de zandfractie en de W/C-factor werd een betere consistentie gehaald. De terugval in verwerkbaarheid in de eerste 10 minuten na productie was opvallend. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 94

Tabel 90: Zetmaat proefreeks F/DNY-50_55/320-Jacobs Mengsel F/DNY-50/320-100A F/DNY-55/320-100B F/DNY-55/320-50

Initiële zetmaat [mm] 60 220 160

Consistentie klasse [-] S2 S4 S4

Invloed vulstof De invloed van de effectieve W/C-factor en het gebruik van een vulstof op de druksterkte wordt geëvalueerd. Er worden vier type mengsels aangemaakt. De veranderlijke parameter is de W/C-factor en/of de toevoeging van een vulstof, hier kalksteenmeel. Volgende mengsels worden aangemaakt: • • • •

G/xxx-50/300-gf: W/C-factor = 0.5 & geen kalksteenmeel toegevoegd G/xxx-50/300-f: W/C-factor = 0.5 & kalksteenmeel toegevoegd G/xxx-45/300-gf: W/C-factor = 0.45 & geen kalksteenmeel toegevoegd G/xxx-50/300-f: W/C-factor = 0.45 & kalksteenmeel toegevoegd

In de mengsels “DNY” heeft de toevoeging van een vulstof een positieve invloed op de verwerkbaarheid van het mengsel bij een gelijkblijvende W/C-factor. Het omgekeerde is waar bij de mengsels “KHBO”. Hier daalt de verwerkbaarheid bij toevoeging van de vulstof. De verlaging van de W/C-factor zorgt er voor dat er een grotere hoeveelheid superplastificeerder nodig is om de vooropgestelde consistentie S4 te behalen. Voor een mengsel G/KHBO-45/300-f is de toevoeging van de maximale hoeveelheid superplastificeerder (1.9%) zelfs niet voldoende om de verwerkbaarheid te behalen. Tabel 91: Zetmaat proefreeks G/DNY_KHBO-45_50/300-g_gf

Mengsel G/DNY-50/300-gf G/DNY-50/300-f G/DNY-45/300-gf G/DNY-45/300-f G/KHBO-50/300-gf G/KHBO-50/300-f G/KHBO-45/300-gf G/KHBO-45/300-f

SP [%] 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Initieel Zetmaat [mm] 180 210 95 70 170 150 -

SP [%] 1.0 1.0 1.6 1.5 1.0 1.0 1.5 1.9


Einde Zetmaat [mm] 180 210 170 160 170 150 200 70

| 95

Invloed fijner zand op de verwerkbaarheid Zanden met een fijnere korrelverdeling zijn goedkoper dan grovere zanden, vandaar dat in betoncentrales in de praktijk vaak een combinatie van deze twee zanden gebruikt wordt. Om de invloed op het betonmengsel van de vervanging van grof zand door fijn zand te bepalen, worden er mengsels aangemaakt waarbij de totale hoeveelheid zand (±1000 kg/m³) constant gehouden wordt maar met een toenemend vervangingspercentage grof door fijn zand van 0 tot 50 %. De grove granulaten in de mengsels zijn betonpuingranulaten (in luchtdroge conditie bewaard) betrokken bij 3 verschillende breekinstallaties. De extra hoeveelheid superplastificeerder nodig om eenzelfde verwerkbaarheid te behalen is afhankelijk van de gebruikte superplastificeerder en van het vervangingspercentage fijn zand. Figuur 39: Vervangingsgraad fijn zand vs. percentage superplastificeerder toont aan dat het type betonpuin geen effect heeft op de verwerkbaarheid van een mengsel bij eenzelfde vervangingsgraad van fijn zand en de hoeveelheid superplastificeerder. Er valt op te merken dat er een grotere hoeveelheid superplastificeerder B nodig is om eenzelfde verwerkbaarheid te behalen als bij gebruik van superplastificeerder A. De evenwijdigheid tussen de twee lijnen duidt eveneens op de onafhankelijkheid van het type betonpuin. Tabel 92: Zetmaat proefreeks H/DNY_KHBO-55/300-xxx Mengsel Dosering Type Zetmaat Superpl. Superpl. [mm] [%] H/KHBO-55/300-0A 1,3 A 190 H/KHBO-55/300-10A 1,4 A 190 H/KHBO-55/300-20A 1,5 A 180 H/KHBO-55/300-30A 1,6 A 190 H/KHBO-55/300-40A 1,7 A 180 H/KHBO-55/300-50A 1,8 A 200 H/KHBO-55/300-0B 1,3 A 190 H/KHBO-55/300-10B 1,4 A 190 H/KHBO-55/300-20B 1,5 A 200 H/KHBO-55/300-30B 1,6 A 200 H/KHBO-55/300-40B 1,7 A 190 H/KHBO-55/300-50B 1,8 A 210 H/DNY-55/300-0C 1.8 B 165 H/DNY-55/300-10C 1.8 B 150 H/DNY-55/300-20C 2.0 B 155 H/DNY-55/300-30C 2.0 B 150 H/DNY-55/300-40C 2.6 B 150 H/DNY-55/300-50C 3.0 B 160 ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 96

Percentage superplastificeerder voor consistentieklasse S4 [%]

Vervangingsgraad fijn zand vs. Percentage superplastificeerder voor consistentieklasse S4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

10

20

30

40

50

Vervangingspercentage fijn zand [%] Betonpuin Breker A

Betonpuin Breker B

Betonpuin Breker C

Figuur 39: Vervangingsgraad fijn zand vs. percentage superplastificeerder Invloed Fijnheid Granulaten op de verwerkbaarheid De verwerkbaarheid van het recyclagebeton wordt geëvalueerd en vergeleken met deze van een referentiebeton, waarbij de consistentieklasse S4 aangehouden wordt. De veranderlijke parameter bij deze proefreeks is het type betonpuin. Er worden vier verschillende mengsels aangemaakt waarbij de grove granulaten voor 100 % vervangen worden door gerecycleerde betonpuingranulaten. De betonpuingranulaten worden gebruikt bij luchtdroge toestand. Het referentiemengsel bevat geen gerecycleerde granulaten. Volgende mengsels worden aangemaakt: • I/xxx-55/300-WCO(g): Mengsel met betonpuingranulaten met zelf samengestelde korrelverdeling volgens de ondergrens • I/xxx-55/300-WCB(f): Mengsel met betonpuingranulaten met zelf samengestelde korrelverdeling volgens de bovengrens • I/xxx-55/300-R1: Reëel betonpuin 8/20 aangeleverd door breker A • I/xxx-55/300-R2: Reëel betonpuin 8/20 aangeleverd door breker B • I/xxx-55/300-REF: Referentiemengsel met gebroken kalksteen 8/20 De respectievelijke onder- en bovengrens werden afgeleid uit de studie van de granulaten waarbij de variatie op de korrelverdeling opgetekend werd. Door deze grenskrommen te gebruiken is het de bedoeling te na te gaan of er een invloed is van de variatie op granulaatniveau op de betoneigenschappen. De gemeten initiële zetmaat en de zetmaat na 15 minuten zijn te vinden in Tabel 93: Zetmaat proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx . Uit controle door droogbranden van het


| 97

verse beton en de veel hogere zetmaat is gebleken dat 1 batch van mengsel I/DNY55/300-REF een te grote W/C-factor heeft, dit mengsel is niet opgenomen in de resultaten. De vooropgestelde consistentieklasse S4 wordt voor alle mengsels behaald, zowel tijdens de initiële meting als deze na 15 minuten. Bij de mengsels aangemaakt in DNY is een hogere daling op te merken tussen de initiële meting en deze na 15 minuten, een verklaring kan gevonden worden in de gebruikte superplastificeerder. Tabel 93: Zetmaat proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx Mengsel

SP [%]

I/DNY-55/300-R1 0.80* I/DNY-55/300-R2 0.80* I/DNY-55/300-WCB(f) 0.80* I/DNY-55/300-WCO(g) 0.60* I/DNY-55/300-REF 0.80* I/KHBO-55/300-R1 1.00** I/KHBO-55/300-R2 1.00** I/KHBO-55/300-WCB(f) 1.00** I/KHBO-55/300-WCO(g) 1.00** I/KHBO-55/300-REF 1.00** *Superplastificeerder A

Initiële Zetmaat Daling zetmaat na 15 min [%] [mm] [mm] 210 170 19 230 200 13 190 160 16 220 180 18 200 135 33 200 180 10 260 250 4 240 230 4 210 190 10 200 200 0 ** Superplastificeerder B

Conclusies verwerkbaarheid De ideale korrelverdeling volgens Bolomey met A = 16 voor het samenstellen van de mengselsamenstelling van het recyclagebeton geeft de beste resultaten wat betreft de verwerkbaarheid. Bij een W/C-factor van 0.55 en een cementgehalte van 300 kg/m³ is het gebruik van een superplastificeerder nodig om een goede verwerkbaarheid te behalen. De hoeveelheid superplastificeerder is onafhankelijk van de herkomst van het betonpuin, maar is wel afhankelijk van het type superplastificeerder. Een goede keuze van het type superplastificeerder voor de gewenste toepassing is zeer belangrijk. Bij een grotere vervangingsgraad van de natuurlijke granulaten door betonpuingranulaten wordt de hoeveelheid initieel vrij water significant vanwege de grote waterabsorptie van betonpuingranulaten. Het startvochtgehalte van de betonpuingranulaten beïnvloedt de slump van het verse beton. De initiële slump is sterk afhankelijk van het initieel vrij water in het betonmengsel. Ovendroge granulaten resulteren in een hogere initiële slump en een sneller verlies van verwerkbaarheid. De initiële slump en de verwerkbaarheid in de tijd van volledig verzadigde, maar oppervlaktedroge granulaten (SSD) en luchtdroge granulaten (AD) geven normale waarden.


| 98

Betonpuingranulaten kunnen het best in luchtdroge toestand gebruikt worden. Het vochtgehalte van luchtdroge betonpuingranulaten is 3%. Dit geeft de beste resultaten wat betreft de initiële slump en het verloop in verwerkbaarheid.

Volumieke massa van vers beton

De volumieke massa van de verse betonspecie werd bepaald op basis van de Europese norm NBN EN 12350-6 (48). De volumieke massa van het verse beton werd in de proefreeks “I/DNY_KHBO-55/300xxx” bepaald. De resultaten staan in Tabel 94: Volumieke massa vers beton proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx . Invloed Fijnheid Granulaten op de volumieke massa van vers beton Een recipiënt van 8 l wordt gewogen en de massa m1 wordt genoteerd. Het recipiënt wordt in 3 lagen gevulde en telkens verdicht gedurende 15 seconden. Na verdichting wordt het de overmatige betonspecie afgestreken en het recipiënt wordt schoongemaakt. Hierna wordt het geheel gewogen en wordt de massa m2 genoteerd. De dichtheid van het verse beton wordt met volgende formule berekend: 𝐷=

𝑚2 − 𝑚1 𝑉

De opgemeten waarden zijn terug te vinden in Tabel 94. Er is een vermindering van 5 tot 10 % van de volumieke massa van vers beton t.o.v. het referentiemengsel voor alle mengsel op te merken. Der controle wordt ook de volumieke massa van het verhard beton weergegeven. Deze is bepaald op de kubussen die net uit de klimaatkamer kwamen en gebruikt worden voor het testen van de mechanische eigenschappen van het verhard beton. De waarden gevonden voor het verse beton en het verhard beton liggen in dezelfde grootteorde. Tabel 94: Volumieke massa vers beton proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx Daling van Volumieke Daling van Volumieke Spreiding de dichtheid massa Spreiding de dichtheid massa σ t.o.v. σ t.o.v. Mengsel Verhard Vers beton [kg/m³] referentie [kg/m³] referentie beton [kg/m³] [%] [kg/m³] [%] I/DNY-55/300-R1 2157 18 8.3% 2172 25 7.6% I/DNY-55/300-R2 2237 29 4.9% 2242 16 4.6% I/DNY-55/300-WCB(f) 2134 25 9.3% 2144 16 8.8% I/DNY-55/300-WCO(g) 2209 1 6.1% 2199 23 6.4% I/DNY-55/300-REF 2353 23 0.0% 2350 30 0.0% I/KHBO-55/300-R1 2252 35 5.8% 2180 34 5.4% I/KHBO-55/300-R2 2186 20 8.6% 2182 24 5.3% I/KHBO-55/300-WCB(f) 2211 13 7.5% 2242 37 2.7% I/KHBO-55/300-WCO(g) 2179 14 8.9% 2215 20 3.9% I/KHBO-55/300-REF 2391 23 0.0% 2305 35 0.0%


| 99

Luchtgehalte Na verharding is beton uiteindelijk een poreus materiaal, met ingesloten luchtbellen. Deze luchtbellen vinden hun oorsprong bij het vervaardigen en storten van het beton (type A) en door de verdamping van een overmaat aan aanmaakwater anderzijds (type B) (49). Het luchtgehalte van de verse betonspecie dat gemeten wordt is dit van type A. Het luchtgehalte in vers beton wordt gemeten aan de hand van de methode met veranderlijke druk. Hiertoe wordt in een drukvat gevuld met beton lucht gepompt. Het luchtgehalte [%] van de betonspecie kan dan direct afgelezen worden op de schaal van het toestel. (50) De bepaling van het luchtgehalte gebeurt op basis van de Europese norm (51). Het luchtgehalte werd bepaald in de proefreeks “I/DNY_KHBO-55/300-xxx” ( Tabel 95: Luchtgehalte proefreeks "I/DNY_KHBO-55/300-xxx). De opgemeten waarden liggen vele malen hoger dan deze van het overeenkomstige referentiemengsel. Dit kan het gevolg zijn van het verschil in verwerkbaarheid en verdichting. Mogelijks er ook een invloed van de poreusheid van de korrels. Onderzoek naar de relatie tussen de poreusheid van de korrels en een hogere luchtgehalte is wenselijk. Tabel 95: Luchtgehalte proefreeks "I/DNY_KHBO-55/300-xxx Gemeten Berekend Stijging t.o.v. aantal luchtgehalte luchtgehalte referentiemengsel Mengsel proeven [%] [%] [%] 170 I/DNY-55/300-R1 7.3 5.7 3 74 I/DNY-55/300-R2 4.7 2.2 3 207 I/DNY-55/300-WCB(f) 8.3 6.4 3 0 I/DNY-55/300-WCO(g) 3 2.7 4.9 0 I/DNY-55/300-REF 3 2.7 2.0 86 I/KHBO-55/300-R1 3 4.1 2.8 91 I/KHBO-55/300-R2 3 4.2 5.8 95 I/KHBO-55/300-WCB(f) 3 4.3 6.6 118 I/KHBO-55/300-WCO(g) 3 4.8 5.6 0 I/KHBO-55/300-REF 3 2.2 0.8


| 100

Mechanische eigenschappen van verhard beton Inleiding De mechanische eigenschappen van verhard beton zijn doorgaans de eigenschappen die de meeste aandacht krijgen omdat ze gebruikt worden als parameter in sterkteberekeningen voor constructies. In dit hoofdstuk wordt gekeken naar de invloed op de mechanische eigenschappen door wijziging van diverse parameters, zoals vervangingsgraad, mengtijd, dosering hulpstoffen, water-cement-verhouding, etc. Druksterkte De druksterkte is de belangrijkste eigenschap van verhard beton. Hierop steunt de sterkteberekening en de dimensionering van betonconstructies. De norm definieert 16 druksterkte klassen. Elke klasse wordt weergegeven door de letter C, gevolgd door de karakteristieke cilinder- en kubus druksterkte: C fck,cyl/fck,cube Waarbij fck,cyl de karakteristieke druksterkte is op cilinders met diameter 150 mm en een hoogte van 300 mm, fck,cube is de overeenkomstige karakteristiek druksterkte op kubussen met zijde 150 mm. De bepaling van de druksterkte gebeurt op basis van de Europese norm NBN EN 123903:2009 (+AC:2011). (52) De betonproefstukken worden in een drukpers, in overeenstemming met NBN EN 12390-4:2000 (53) geplaatst en belast met een constante snelheid tot het proefstuk bezwijkt. De kracht opgemeten bij het bezwijken van het proefstuk wordt opgemeten en hieruit kan dan de druksterkte van het beton berekend worden. Het beoogde ambitieniveau voor het recyclagebeton met 100% vervanging van de grove fractie door betonpuingranulaten, is sterkteklasse C25/30. Het onderzoek zal moeten uitwijzen of de mengsels met de gelijke cementdosering als de referentiemengsels, al dan niet kunnen voldoen aan de sterkte-eisen. Invloed vervangingsgraad op de druksterkte De invloed van de vervangingsgraad op de druksterkte van het beton wordt nagegaan. In het mengsel met volledige vervanging van de grove fractie door betonpuin, werd een hogere W/C-factor gebruikt omwille van de verwerkbaarheid, namelijk 0,6 i.p.v. 0,55. Dit mengsel behaalt een opmerkelijk lagere druksterkte dan de andere mengsels. Bij de andere mengsels is het verschil tussen de druksterktes klein.


| 101

Tabel 96: Druksterkte i.f.v. vervangingsgraad proefreeks A/DNY-55/300-xxx Mengsel

Vervangingspercentage [%]

A/DNY-60/300-100 ! A/DNY-55/300-75 A/DNY-55/300-50 A/DNY-55/300-0

100 75 50 0

Druksterkte na 7 dagen [N/mm²] 23.6 29.6 31.8 31.4

Druksterkte na 28 dagen [N/mm²] 42.7 43.6 42.7

Invloed A-waarde Bolomey op de druksterkte De invloed van een gewijzigde A-factor op de druksterkte wordt nagegaan. Meteen wordt ook de invloed van het mengproces op de druksterkte bekeken. Alle granulaten, het cement en het water worden gelijktijdig in de betonmolen gebracht (t=0) en worden gedurende 2 minuten gemengd. Onmiddellijk hierna worden proefkubussen met zijde 150 mm gemaakt. Dit wordt herhaald om de 7 minuten tot tijdstip t = +30 minuten na begin van het mengproces. Na 7 en 28 dagen wordt de druksterkte bepaald. Uit de resultaten blijkt dat de mengtijd een positieve invloed heeft op de druksterkte. Proefstukken met langere mengtijd behalen een grotere druksterkte. Wanneer de A-factor stijgt, neemt de toename in druksterkte in functie van de vervaardigingstijd af. Dit kan te verklaren zijn door de hoeveelheid zand in het mengsel. Wanneer de A-factor stijgt, is er een grotere hoeveelheid water in het mengsel aanwezig. Hierdoor zal het water meer verspreid in het mengsel zitten waardoor de betonpuingranulaten moeilijker tot volledige verzadiging raken. Dit resulteert in een hogere effectieve W/C-factor, waardoor de druksterkte daalt. De gemeten druksterkte op 28 dagen is voor alle proefstukken hoger dan het ambitieniveau C25/30. Tabel 97: Druksterkte op 7 dagen i.f.v. vervaardigingtijd proefreeks B/DNY-55/300-xxx Mengsel

2 min B/DNY-55/300-A14/AD 27.4 B/DNY-55/300-A16/AD 27.2 B/DNY-55/300-A18/AD 29.0 B/DNY-55/300-A32/AD 26.9 B/DNY-55/300-A16/SSD 29.7

Druksterkte 7 dagen [N/mm²] Toename [%] 9 min 16 min 23 min 30 min 30.6 34.7 34.0 34.8 27.0 28.5 29.4 31.2 32.0 17.6 30.6 32.0 32.9 32.8 13.1 28.0 28.6 29.8 29.0 7.8 31.1 32.1 32.8 32.3 8.8


| 102

Figuur 40: Druksterkte op 7 dagen i.f.v. vervaardigingtijd proefreeks B/DNY-55/300-xxx Tabel 98: Druksterkte op 28 proefreeks B/DNY-55/300-xxx Gemiddelde druksterkte Mengsel na 28 dagen [N/mm²] 50.0 B/DNY-55/300-A14/AD 45.7 B/DNY-55/300-A16/AD 48.1 B/DNY-55/300-A18/AD 41.7 B/DNY-55/300-A32/AD 47.6 B/DNY-55/300-A16/SSD Invloed dosering superplastificeerder op de druksterkte De grove granulaten worden samen met helft van het totaal toe te voegen water 3 min gemengd. Daarna wordt het zand, de cement en het resterende water toegevoegd en wordt gedurende 2 minuten gemengd. Daarna wordt een bepaalde hoeveelheid superplastificeerder toegevoegd en 1 minuut gemengd. Hiervan worden onmiddellijk proefkubussen met zijde 150 mm gemaakt. Na 28 dagen wordt de druksterkte bepaald. De druksterkte op 28 dagen ligt voor alle proefstukken aangemaakt met een W/Cfactor van 0.55 hoger dan het ambitieniveau C25/30. De invloed van de hoeveelheid superplastificeerder op de druksterkte is verwaarloosbaar. Dit ligt in lijn met de verwachtingen omdat superplastificeerder, indien in beperkt toegevoegd wordt, geen invloed op de druksterkte mag geven.


| 103

Tabel 99: Druksterkte op 28 dagen i.f.v. dosering superplastificeerder proefreeks D/DNY_KHBO-55/300-xxx Dosering superplastificeerder [% op het cementgewicht] D/DNY-55/300-0.00 D/DNY-55/300-0.50 D/DNY-55/300-0.75 D/DNY-55/300-1.00 D/DNY-60/300-0.00

W/C-factor [-]

Druksterkte na 7 dagen [N/mm²]

Druksterkte na 28 dagen [N/mm²]

0.55 0.55 0.55 0.55 0.60

28.8 28.1 28.3 29.9 23.8

41.3 42.2 41.0 42.4 36.2

Invloed luchtbelvormer op de druksterkte Luchtbelvormers in beton kunnen gebruikt worden om de verwerkbaarheid te verbeteren. Ze kunnen ook gebruikt worden om de vorstbestendigheid van recyclagebeton te verbeteren. Anderzijds is een afname van de druksterkte te verwachten. Vooraleer de invloed op de verwerkbaarheid en/of de invloed op de vorstbestendigheid te onderzoeken, wordt eerst de invloed van de dosering van de luchtbelvormer op de druksterkte bestudeerd. Luchtbelvormer heeft zelfs bij lage concentraties een negatief effect op de druksterkte op 7 dagen. Bij overconcentratie aan luchtbelvormer zakt de druksterkte terug tot 50% van de druksterkte bij 0,5% luchtinbrenger. Druksterkte op 7 dagen i.f.v. luchtbelvormer/cement

Luchtbelvormer/cement [%]

6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% 0

2

4

6

8

10

12

Druksterkte op 7 dagen [MPa]

Figuur 41: Druksterkte op 7 dagen i.f.v. luchtbelvormer/cement


| 104

Drukproeven van in situ-proef bij de firma Jacobs Beton/EKP Recycling Er werd bij EKP Recycling een betonvloer gestort met gerecycleerde betonpuingranulaten. Voor deze betonvloer werden 3 verschillende mengsels samengesteld: • F/DNY-50/320-100A: 100% vervanging van de grove fractie door betonpuin 8/20 • F/DNY-55/320-100B: 100% vervanging van de grove fractie door betonpuin 8/20 aangepast • F/DNY-55/320-50: 50% vervanging van de grove fractie door betonpuin 8/20 aangepast Mengsels F/DNY-55/320-100B en F/DNY-55/320-50 zijn aangemaakt met een W/Cfactor van 0.55 in plaats van de geëiste W/C-factor van 0.50 op basis van de norm (omgevingsklasse EE3 betonvloer buiten) De druksterkte van mengsels F/DNY-50/320-100A en F/DNY-50/320-50 behalen de geëiste druksterkte van C30/37 voor de toepassing van een vloer in omgevingsklasse EE3. De druksterkte van mengsel F/DNY-50/320-100B voldoet niet aan de eis van minimale sterkte. Tabel 100: Druksterkte op 7, 28 & 90 dagen proefreeks F/DNY -50/320-Jacobs Mengsel F/DNY-50/320-100A F/DNY-55/320-100B F/DNY-55/320-50

fcm 7d

[N/mm²] 41.6 31.5 32.0

fcm 28d

[N/mm²] 53.9 40.4 41.0

 [N/mm²] 1.9 3.0 1.1

fck

[N/mm²] 50.8 35.5 39.2

fcm 90d

[N/mm²] 58.8 46.1 47.2

Invloed W/C-factor De invloed van de effectieve W/C-factor en het gebruik van een vulstof op de druksterkte wordt geëvalueerd. Er worden vier type mengsels aangemaakt. De veranderlijke parameter is de W/C-factor en/of de toevoeging van een vulstof, hier kalksteenmeel. Volgende mengsels werden gemaakt: • G/xxx-50/300-gf: W/C-factor = 0.5 & geen kalksteenmeel toegevoegd • G/xxx-50/300-f: W/C-factor = 0.5 & kalksteenmeel toegevoegd • G/xxx-45/300-gf: W/C-factor = 0.45 & geen kalksteenmeel toegevoegd • G/xxx-50/300-f: W/C-factor = 0.45 & kalksteenmeel toegevoegd Op 7, 14 en 28 dagen na vervaardiging wordt een drukproef uitgevoerd volgens NBN EN 12390-3:2009. (54) De karakteristieke druksterkte van de verschillende mengsels ligt steeds boven het beoogde ambitieniveau C25/30. Het gebruik van filler heeft een positieve invloed op de druksterkte van het beton.


| 105

Tabel 101: Druksterkte op 7, 14 en 28 dagen proefreeks G/DNY_KHBO-45_50/300-g_gf Mengsel

Effectieve W/C-factor

fcm 7d [N/mm²]

fcm 14d [N/mm²]

fcm 28d [N/mm²]

G/DNY-50/300-gf G/DNY-50/300-f G/DNY-45/300-gf G/DNY-50/300-f G/KHBO-50/300-gf G/KHBO-50/300-f G/KHBO-45/300-gf G/KHBO-45/300-f

0.5 0.5 0.45 0.45 0.5 0.5 0.45 0.45

33.2 38.8 43.4 46.4 28.3 28.1 41.9 45.1

41.5 45.6 50.9 52.2 36.5 35.9 46.3 49.6

46.3 51.5 55.7 57.3 44.0 42.0 53.0 57.3

fck [N/mm²] (*) 41.4 48.1 52.3 55.9 41.5 38.1 44.0 48.0

(*)Dit is de wiskundig berekende karakteristieke druksterkte: fck = fcm-1.64* . Per proef zijn 6 proefstukken getest. Invloed fijnheid zand De invloed van het gebruik van een combinatie van een grof en fijn zand op druksterkte van recyclagebeton werd geëvalueerd. Er werden mengsels aangemaakt waarbij de totale hoeveelheid zand (±1000 kg/m³) constant gehouden werd en het vervangingspercentage fijn zand opgedreven werd van 0 naar 50 %. Als grove fractie werden betonpuingranulaten van 3 verschillende breekinstallaties gebruikt die bewaard werden in luchtdroge toestand. De extra hoeveelheid superplastificeerder die nodig was om eenzelfde verwerkbaarheid te behalen heeft geen invloed op de druksterkte van het recyclagebeton. Het vervangingspercentage en de hoeveelheid en type superplastificeerder hebben weinig invloed op de druksterkte van het recyclagebeton. Het type betonpuin (afkomstig van verschillende breekinstallaties) blijkt weinig invloed te hebben op de druksterkte. Zie Tabel 103: Druksterkte 28 dagen proefreeks G H/DNY_KHBO-55/300-xxx Evaluatie van de betonmengsels met het oog op certificatie TRA550 § 2.1 Wijze 1: Valideren van individuele recepten. Bij de toepassing van het recept moet een veiligheidsmarge in acht genomen worden zoals opgegeven in onderstaande tabel. Dit betekent dat met een onderzocht recept met een gemiddelde sterkte van Xm werd gevonden, een karakteristieke sterkte (sterkteklasse) mag gegarandeerd worden van (Xm - λ x σ). (6) Deze karakteristieke sterkte zal hoger liggen dan de minimale sterkte welke gehaald dient te worden op basis van de gekozen omgevingsklasse. Voor omgevingsklasse EE2 is de minimale sterkteklasse C25/30.


| 106

Tabel 102: Veiligheidsmarge toe te passen voor de gegarandeerde druksterkte (6) Aantal Proeven

Marge =  x  met =

3 6 9 12 15

2.00 1.87 1.68 1.58 1.48

Met een minimum van (in N/mm²) Cat A Cat B Cat C 1L 1H 2 3 6 8 10 12 5 7 9 11 4 6 8 10 3 5 7 9 2 4 6 8

Tabel 103: Druksterkte 28 dagen proefreeks G H/DNY_KHBO-55/300-xxx Mengsel H/KHBO-55/300-0_100A H/KHBO-55/300-10_90A H/KHBO-55/300-20_80A H/KHBO-55/300-30_70A H/KHBO-55/300-40_60A H/KHBO-55/300-50_50A H/KHBO-55/300-0_100B H/KHBO-55/300-10_90B H/KHBO-55/300-20_80B H/KHBO-55/300-30_70B H/KHBO-55/300-40_60B H/KHBO-55/300-50_50B H/DNY-55/300-0_100C H/DNY-55/300-10_90C H/DNY-55/300-20_80C H/DNY-55/300-30_70C H/DNY-55/300-40_60C H/DNY-55/300-50_50C

Vervanging # proeffijn zand Breker stukken [%] 0 A 3 10 A 3 20 A 3 30 A 3 40 A 3 50 A 3 0 B 3 10 B 3 20 B 3 30 B 3 40 B 3 50 B 3 0 C 7 10 C 7 20 C 7 30 C 6 40 C 7 50 C 6

fcm 28 d [N/mm²]

 [N/mm²]

37,0 38,0 42,1 38,2 39,9 38,5 41,6 42,1 40,6 39,8 39,4 42,5 40,2 42,6 41,3 41,9 42,0 40,4

1,8 1,5 1,2 1,6 2,0 1,6 1,3 0,9 0,7 1,5 0,5 0,2 1,4 1,2 1,1 1,3 1,1 0,5

Invloed fijnheid granulaten op de druksterkte De druksterkte van het recyclagebeton werd geëvalueerd en vergeleken met deze van het referentiebeton. De veranderlijke parameter bij deze proefreeks is het type betonpuin. Er werden vier verschillende mengsels aangemaakt waarbij de grove granulaten voor 100 % vervangen werden door gerecycleerde betonpuingranulaten. De gebruikte korrelverdelingen zijn opgesteld volgens een “worst case”-scenario. Zie hoger. Volgende mengsels werden getest: ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 107

• I/xxx-55/300-WCO(g): Mengsel met betonpuingranulaten met ‘worst case’ korrelverdeling volgens de ondergrens • I/xxx-55/300-WCB(f): Mengsel met betonpuingranulaten met ‘worst case’ korrelverdeling volgens de bovengrens • I/xxx-55/300-R1: Reëel betonpuin 8/20 aangeleverd door breker A • I/xxx-55/300-R2: Reëel betonpuin 8/20 aangeleverd door breker B • I/xxx-55/300-REF: Referentiemengsel met gebroken kalksteen 8/20 Rekening houdend met het evaluatiecriterium liggen enkel de karakteristieke sterkte van mengsels I/DNY-55/300-R1, I/DNY-55/300-R1 en I/KHBO-55/300-WCB(f) boven het beoogde ambitieniveau C25/30. Voor mengsels I/DNY-55/300-R1 en I/DNY-55/300-R1 is een zelfde daling van ± 21 % t.o.v. de referentie vast te stellen. Bij mengsel I/KHBO-55/300-WCB(f) is er een stijging t.o.v. van het referentiemengsel. Tabel 104: Druksterkte na 7 dagen proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx # Daling t.o.v.  fcm 7 d proefReferentie Mengsel [N/mm²] [N/mm²] stukken [%] I/DNY-55/300-R1 24.51 2.10 3 18.5 I/DNY-55/300-R2 26.91 0.05 3 10.5 I/DNY-55/300-WCB(f) 23.88 1.73 3 20.6 I/DNY-65/300-WCO(g) 3 19.07 1.28 36.6 I/DNY-55/300-REF 3 30.07 2.59 0.0 I/KHBO-55/300-R1 3 13.90 0.38 39.9 I/KHBO-55/300-R2 3 18.00 2.15 22.1 I/KHBO-55/300-WCB(f) 3 27.29 7.35 -18.0 I/KHBO-55/300-WCO(g) 3 20.89 1.86 9.6 I/KHBO-55/300-REF 3 23.12 3.98 0.0 Tabel 105: Druksterkte na 28 dagen proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx Mengsel I/DNY-55/300-R1 I/DNY-55/300-R2 I/DNY-55/300-WCB(f) I/DNY-65/300-WCO(g) I/DNY-55/300-REF I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB(f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF

# fcm 28d proef[N/mm²] stukken 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

39.26 39.46 35.71 32.50 47.91 26.30 30.53 46.49 33.95 37.59

Daling Spreiding Marge = fck t.o.v. σ λxσ [N/mm²] Referentie [N/mm²] [N/mm²] [%] 1.47 8 31.26 21.7 1.53 8 31.46 21.2 1.59 8 27.71 30.6 2.80 8 24.50 38.6 2.75 8 39.91 0.0 1.34 8 18.30 38.2 3.41 8 22.53 23.9 3.21 8 38.49 -30.1 2.74 8 25.95 12.3 3.45 8 29.59 0.0


| 108

Splijtsterkte De splijttreksterkte is een maat voor de rechtstreekse treksterkte van beton. De bepaling van de splijtsterkte gebeurt op basis van de Europese norm NBN EN 12390-6:2010. (55) Vijf van de zes individuele waarden voor de splijtsterkte moeten zich tussen de volgende grenzen bevinden (3):

𝑓𝑐𝑡,𝑠𝑝,5% 𝑓𝑐𝑡,𝑠𝑝,95%

𝑓𝑐𝑚,𝑘𝑢𝑏𝑢𝑠 = 0,23 �� − 8� 1,2

2� 3

𝑓𝑐𝑚,𝑘𝑢𝑏𝑢𝑠 = 0,43 �� − 8� 1,2

2� 3

Er is een daling van de splijtsterkte van 22 tot 25 % t.o.v. het referentiemengsel voor de mengsels aangemaakt in I/DNY-**. Bij de mengsels I/KHBO-** is er een daling van 30 tot 38 %. Dit komt door een groter verschil in druksterkte t.o.v. de referentie. Tabel 106: Splijtsterkte op 28 dagen proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx

Gemiddelde # splijtsterkte Spreiding σ fct,sp,5% fct,sp,95% Mengsel proefstukken na 28 dagen [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] I/DNY-55/300-R1 6 3.16 0.07 1.95 3.65 I/DNY-55/300-R2 6 3.19 0.12 1.96 3.67 I/DNY-55/300-WCB(f) 6 3.07 0.25 1.79 3.35 I/DNY-65/300-WCO(g)* 6 2.82 0.14 1.64 3.07 I/DNY-55/300-REF 6 4.10 0.41 2.31 4.33 I/KHBO-55/300-R1 6 2.87 0.11 1.33 2.49 I/KHBO-55/300-R2 6 3.09 0.12 1.55 2.89 I/KHBO-55/300-WCB(f) 6 3.21 0.31 2.26 4.22 I/KHBO-55/300-WCO(g) 6 3.19 0.23 1.71 3.20 I/KHBO-55/300-REF 6 4.60 0.54 1.88 3.51 *W/C-factor = 0.65


| 109

Tabel 107: Daling splijtsterkte 28 dagen t.o.v. referentiebeton proefreeks I/DNY_KHBO-

55/300-xxx

Mengsel I/DNY-55/300-R1 I/DNY-55/300-R2 I/DNY-55/300-WCB(f) I/DNY-65/300-WCO(g)* I/DNY-55/300-REF I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB(f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF *W/C-factor = 0.65

Gemiddelde splijtsterkte na 28 dagen [N/mm²] 3.16 3.19 3.07 2.82 4.10 2.87 3.09 3.21 3.19 4.60

Daling splijtsterkte t.o.v. referentiebeton [%] 22.9 22.2 25.1 31.2 0.0 37.6 32.8 30.2 30.7 0.0

E-modulus Een belangrijke eigenschap van elk materiaal is de vervorming onder invloed van belasting. De elasticiteitsmodulus van een materiaal is het getal dat de verhouding weergeeft tussen de grootte van de spanning, veroorzaakt door de externe belasting die op het materiaal werkt en de door deze spanning veroorzaakte elastische vervorming. De elasticiteitsmodulus is een maat voor de stijfheid van een materiaal. De bepaling van de secans elasticiteitsmodulus gebeurt op basis van de Belgische norm NBN B15-203:1990. (56) De elasticiteitsmodulus wordt berekend aan de hand van de verhouding tussen de spanningstoename en de bijhorende verandering in de rek tijdens het belasten van de cilindrische proefstukken. (50) Volgens de literatuur neemt de statische elasticiteitsmodulus met 15 tot 30% af bij volledige vervanging van het grof granulaat door betongranulaat. Tijdens proefreeks I/DNY-55/300-xx wordt de daling van verschillende mengsels met 100 % vervanging proefondervindelijk nagegaan. (57) Het verband tussen de elasticiteitsmodulus en de druksterkte van het recyclagebeton werd geëvalueerd. De elasticiteitsmodulus van het recyclagebeton werd vergeleken met de waarden van het referentiebeton. De gemiddelde waarden van de elasticiteitsmodulus moeten zich tussen de volgende grenzen bevinden: (3)


| 110

𝐸𝑐𝑚1 = 21 � 𝐸𝑐𝑚2 = 23 �

𝑓 � 𝑐𝑚,𝑘𝑢𝑏𝑢𝑠 1,2 � − 8 10

𝑓 � 𝑐𝑚,𝑘𝑢𝑏𝑢𝑠 1,2 � + 8 10

0,3

�

× 1000

�

× 1000

0,3

De gemiddelde E-modulus van alle aangemaakte mengsels, ongeacht de afkomst van het puin en de korrelverdeling, liggen in dezelfde grootteorde. De daling t.o.v. het overeenkomstig referentiemengsel bedraagt ± 32 %. Enkel mengsel I/KHBO-55/300-R1 voldoet aan het evaluatiecriterium welke het verband weergeeft tussen E-modulus en druksterkte. Bemerk dat het evaluatiecriterium opgesteld is voor beton met natuurlijke granulaten. Het is best mogelijk dat het evaluatiecriterium niet volledig opgaat wanneer een hoge vervangingsgraad van natuurlijke granulaten door betonpuingranulaten wordt toegepast. Verder onderzoek moet dit uitwijzen. Tabel 108: E-modulus proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx

Mengsel

# proefstukken

I/DNY-55/300-R1 I/DNY-55/300-R2 I/DNY-55/300-WCB (f) I/DNY-65/300-WCO(g)* I/DNY-55/300-REF I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB (f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

Gemiddelde Spreiding Ecm1 E-modulus σ na 28 dagen [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] 22313 1543 27550 23157 1065 27605 22927 1856 26516 21576 1480 25493 33662 3046 29748 23295 1199 23189 23194 1439 24814 23204 1929 29413 23584 1479 25967 33943 1148 27075

Ecm2 [N/mm²] 35048 35091 34263 33516 36804 31952 33038 36529 33859 34684

*W/C-factor = 0.65


| 111

Tabel 109: Daling E-modulus 28 dagen t.o.v. referentiebeton proefreeks I/DNY_KHBO-

55/300-xxx

Mengsel I/DNY-55/300-R1 I/DNY-55/300-R2 I/DNY-55/300-WCB (f) I/DNY-65/300-WCO(g)* I/DNY-55/300-REF I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB (f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF *W/C-factor = 0.65

Gemiddelde E-modulus na 28 dagen [N/mm²] 22313 23157 22927 21576 33662 23295 23194 23204 23584 33943

Daling splijtsterkte t.o.v. referentiebeton [%] 33.7 31.2 31.9 35.9 0.0 31.4 31.7 31.6 30.5 0.0

Krimp Beton dat in de lucht verhardt, neemt na enige tijd een kleiner volume in ten gevolge van verlies aan water. Dit verlies doet zich voornamelijk voor door verdamping en in mindere mate door de hydratatiereactie en carbonatatiereactie. De krimp veroorzaakt door de vorming van hydratatieproducten is beperk (50 tot 100.10-6) en wordt autogene krimp genoemd. Uitdrogingskrimp treedt op in een niet met water verzadigde omgeving en hangt nauw samen met de poriënstructuur van het beton. Eerst zal ten gevolge van het verschil in relatieve vochtigheid tussen omgeving en het beton het vrije capillaire water verdwijnen, dit gaat gepaard met een beperkte volumevermindering. Vervolgens wanneer de capillairen leeg zijn, zijn het de cementsteenporiën die een groot deel van hun geadsorbeerde water verliezen. De dan optredende krimp is groot en manifesteert zich macroscopisch als uitdrogingskrimp. (59) Het krimpen van beton wordt bepaald volgens NBN B15-216:1974. (2) De mengsels waarbij de grove fractie van de granulaten werd door gebroken betonpuin krimpen 60% tot 100% meer. Tabel 110: Krimp proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx Mengsel I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB (f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF

3 5 7 6 4 3

7 11 12 11 7 6

Krimp na x dagen [x10-5] 42 14 28 19 36 50 21 41 54 18 35 49 14 31 39 11 24 31


63 61 69 53 49 38

91 83 87 75 69 42 | 112

Conclusies In deze proevenreeks werd beton vervaardigd met steeds de minimum vereiste cementdosering. De W/C-factor was een opgelegde parameter. De verwerkbaarheid werd constant gehouden door toevoeging van superplastificeerder. Er werd eveneens nagegaan wat het effect is van betonsamenstellingen met een ‘worst case’-korrelkromme met minimale cementdosering en maximale W/C-factor. In realiteit zal dit niet voorkomen omdat de sterkte-eis één van de bepalende factoren is die gehaald moeten worden. De belangrijkste conclusie die getrokken kan worden uit het onderzoek op verhard beton is dat het zeker mogelijk is om beton voor sterkteklasse C25/30 te vervaardigen met 100% vervanging van de grove natuurlijke granulaten door grove betonpuingranulaten. Voorwaarde is wel dat de korrelkromme duidelijk binnen de uiterste grenskrommen ligt, dat de cementdosering minstens de voorgeschreven minimale hoeveelheid is en dat de W/C-factor, door toevoeging van hulpstoffen, lager gehouden wordt dan de voorgeschreven maximale waarde. Andere conclusies zijn: • De opbouw van het betonskelet volgens de berekeningswijze van Bolomey, met A= 16, geeft een goed verwerkbaarheid maar dit geeft geen aanleiding tot een hogere druksterkte. De druksterkte van recyclagebeton is doorgaans lager dan van gewoon beton. • Een voldoende lange mengtijd geeft een positieve invloed op de druksterkte. Een te korte mengtijd geeft minder goede prestaties. • De dosering van de toegevoegde waterreducerende middelen heeft geen invloed op de druksterkte. • Het beperken van de W/C-factor door gebruik te maken waterreducerende middelen (superplastificeerder) zorgt ervoor dat de vereiste druksterkte gemakkelijk kan gehaald worden. • Het gebruik van vulstof (vb. kalksteenmeel) heeft een positieve invloed op de druksterkte en op de verwerkbaarheid. • Bij betonsamenstellingen in een ‘worst case’-scenario: o Kan de vereiste druksterkte nog behaald worden, maar de druksterkte ligt 20 tot 30% lager dan de referentie. In een aantal gevallen werd de vereiste druksterkte niet gehaald. o Ook de splijtsterkte ligt 20 tot 30% lager dan bij het referentiebeton. o De grootte-orde van de elasticiteitsmodulus is 23000 N/mm² o De krimp is tweemaal zo groot als bij het referentiebeton.


| 113

Duurzaamheidseigenschappen van verhard beton

Inleiding ValReCon20 heeft als doel aan te tonen dat het mogelijk is beton op basis van 100% vervanging van de grove natuurlijke granulaten door betonpuingranulaat 8/20 te produceren met een kwaliteit die geschikt is voor sterkteklasse C25/30 en omgevingsklasse EE2. Deze keuze impliceert dat het beton zal moeten voldoen aan de criteria voor weerstand tegen carbonatatie (XC2, XC3) en voor vorst-bestendigheid (XF1). Er werd gekozen om de randvoorwaarden voor de samenstelling van het recyclagebeton zo extreem mogelijk te kiezen. Zo werd voor de W/C-factor de maximaal toegelaten waarde genomen (0,55) en de minimale cementdosering (300 kg/m³). Voor de korrelkromme werden de uiterste krommen gebruikt die in het deel over het granulaatonderzoek vastgelegd werden. Met deze aannames werden ‘worst case’-betonsamenstellingen vervaardigd en onderworpen aan de vereiste duurzaamheidsproeven. De proefresultaten werden vergeleken met de resultaten behaald op een referentiebeton, samengesteld met een standaardkorrelverdeling en met dezelfde W/C-factor en cementdosering. Weerstand tegen Carbonatatie Beton dat blootgesteld is aan de lucht, veroudert door de reactie van het koolstofdioxide (CO2) uit de lucht met de alkalische bestanddelen in het beton. Deze reactie wordt aangeduid als carbonatatie van beton. Het koolstofdioxide lost op in het poriënwater van het beton. Door deze reactie kan het calciumhydroxide (portlandiet) op zijn beurt oplossen in het poriënwater, reageren met het CO2 en neerslaan in de vorm van calciumcarbonaat (CaCO3) waardoor de pH ervan daalt tot ongeveer 9. Deze chemische reactie kan voorgesteld worden als volgt: 𝐻2 𝑂

𝐶𝐶(𝑂𝑂)2 + 𝐶𝐶2 �⎯� 𝐶𝐶𝐶𝐶3 + 𝐻2 𝑂

Bij de meeste betonsoorten uit de afzetting van het calciumcarbonaat (CaCO3) zich in een verbetering van de dichtheid van de structuur en een kleine toename van de druksterkte. In gewapend beton kan deze reactie echter leiden tot schade als gevolg van de corrosie van de wapening. Naarmate de tijd vordert, verplaatst het carbonatatiefront (d.i. de grens tussen de gecarbonateerde en de niet-gecarbonateerde zone van het beton) zich dieper in het beton. De carbonatatiesnelheid neemt echter af met de tijd, vermits het CO2 steeds dieper in het beton moet dringen en de poriën vernauwd zijn door de afzetting van calciumcarbonaat. Zodra het carbonatatiefront de wapening bereikt, zal de pH op deze plaats dalen, waardoor de passivatielaag instabiel wordt, oplost en haar beschermende werking verliest. In aanwezigheid van water en zuurstof zal de wapening beginnen corroderen. De aldus gevormde corrosieproducten nemen een volume in dat verschillende malen groter is dan dat van het staal, wat scheurvorming in en afbrokValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 114

keling van het beton tot gevolg heeft. (60) De bepaling van de carbonatatiediepte gebeurt volgens de methode, beschreven in de RILEM-aanbeveling CPC-18 (61) of volgens de norm NBN EN 14630. Hierbij wordt een relatief groot brokstuk afgebroken of wordt een boorkern in de langsrichting gespleten. Hierna wordt het verkregen breukvlak zo snel mogelijk besproeid met een fenolftaleïneoplossing, een pH-indicator. Het niet-gecarbonateerde beton zal onmiddellijk paars kleuren, terwijl de gecarbonateerde zones kleurloos blijven. (60) In de projectaanvraag van ValReCon20 werd gestreefd naar een betonsamenstelling dat toegepast kan worden tot omgevingsklasse EE2. Dit impliceert dat de weerstand tegen carbonatatie geëvalueerd moet worden. De specifieke geschiktheid met betrekking tot de duurzaamheid wordt aangetoond volgens het principe van het “concept voor de gelijkwaardige prestatie van beton” (par 5.2.5.3 van NBN EN 206-1 en NBN B15-100). (48; 62) Deze methode bestaat erin het gedrag van een werkelijke samenstelling met het onderzochte materiaal te vergelijken met het gedrag van een referentiebeton. Dit referentiebeton voldoet aan de genormaliseerde voorschriften, de grondregels van de bouwkunst en de duurzaamheidseisen voor de gekozen toepassing. De gemiddelde carbonatatiediepte van het te evalueren recyclagebeton, werd na een versnelde carbonatatieproef van 56 dagen, vergeleken met de carbonatatiediepte van het referentiebeton, na identieke veroudering. (3) De indringingsdiepte van de carbonatatie bij het recyclagebeton mag niet meer dan 20% groter zijn dan bij het referentiebeton. 𝑑𝑐,𝑡𝑒_𝑡𝑒𝑠𝑡𝑒𝑛_𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛 ≤ 1,20 𝑥 𝑑𝑐,𝑐𝑟𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑢𝑚

In de meeste gevallen vertoonden de proefstukken een erg grillig carbonatatieprofiel ( Figuur 42). Volgens RILEM CPC-18 (61) dient in deze gevallen de gemiddelde carbonatatiediepte dk grafisch bepaald te worden (Figuur 43). Hierdoor is het uiteindelijke resultaat onderhevig aan een zekere variatie. De maximale carbonatatiediepte dk,max werd steeds bepaald. De resultaten staan in Tabel 111: Resultaten van carbonatatieproeven proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx.

Figuur 42: Carbonatatieprofiel na 56 dagen. Links: I/DNY-55/300-WCB(f)3B Rechts:I/DNY-55/300-REF3A. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 115

Figuur 43: Bepaling van de carbonatatiediepte volgens RILEM CPC-18 Tabel 111: Resultaten van carbonatatieproeven proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx

Mengsel I/DNY-55/300-R1 1A I/DNY-55/300-R1 1B I/DNY-55/300-R1 2A I/DNY-55/300-R1 2B I/DNY-55/300-R1 3A I/DNY-55/300-R1 3B I/DNY-55/300-R2 1A I/DNY-55/300-R2 1B I/DNY-55/300-R2 2A I/DNY-55/300-R2 2B I/DNY-55/300-R2 3A I/DNY-55/300-R2 3B I/DNY-55/300-WCB(f)1A I/DNY-55/300-WCB(f)1B I/DNY-55/300-WCB(f)2A I/DNY-55/300-WCB(f)2B I/DNY-55/300-WCB(f)3A I/DNY-55/300-WCB(f)3B I/DNY-55/300-REF1A I/DNY-55/300-REF1B I/DNY-55/300-REF2A I/DNY-55/300-REF2B I/DNY-55/300-REF3A I/DNY-55/300-REF3B I/KHBO-55/300-R1 1A I/KHBO-55/300-R1 1B I/KHBO-55/300-R1 2A I/KHBO-55/300-R1 2B I/KHBO-55/300-R1 3A I/KHBO-55/300-R1 3B

1ste meting 28d Dk [mm] 6,1 6,4 6,8 7,1 5,7 5,6 5,4 5,6 6,3 6,4 6,5 5,8 7,5 6,8 6,8 7,4 6,4 6,4 4,2 4,2 * * * * * * * * 8,4 8,4

Dmax [mm] 9,0 9,5 9,5 10,5 8,0 9,0 9,0 9,5 12,5 10,5 10 9,5 10,5 10,0 10,5 11,5 9,5 9,0 6,0 5,5 * * * * * * * * 11,5 10,5

2de meting Gemiddelde 56d Dk Dmax Dk, 56d [mm] [mm] 5,1 7,5 6,1 9,5 7,3 9,3 13,0 8,7 11,0 ok 7,3 12,0 7,2 10,0 5,6 8,0 6,6 9,0 6,5 6,0 9,0 7,3 11,0 ok 6,7 9,5 7,0 9,5 7,8 9,5 8,6 10,5 8,9 12,0 7,6 8,8 10,5 6,4 8,5 ok 5,3 7,5 6,0 8,0 6,4 4,9 6,5 6,9 8,5 7,66 7,5 9,5 6,8 8,5 6,2 8,5 10,3 12,5 10,6 13,0 10,2 9,1 11,5 9,5 11,5 Niet ok 10,7 13,0 10,9 14,5


| 116

Mengsel (vervolg) I/KHBO-55/300-R2 1A I/KHBO-55/300-R2 1B I/KHBO-55/300-R2 2A I/KHBO-55/300-R2 2B I/KHBO-55/300-R2 3A I/KHBO-55/300-R2 3B I/KHBO-55/300-WCB(f)1A I/KHBO-55/300-WCB(f)1B I/KHBO-55/300-WCB(f)2A I/KHBO-55/300-WCB(f)2B I/KHBO-55/300-WCB(f)3A I/KHBO-55/300-WCB(f)3B I/KHBO-55/300-WCO(g)1A I/KHBO-55/300-WCO(g)1B I/KHBO-55/300-WCO(g)2A I/KHBO-55/300-WCO(g)2B I/KHBO-55/300-WCO(g)3A I/KHBO-55/300-WCO(g)3B I/KHBO-55/300-REF1A I/KHBO-55/300-REF1B I/KHBO-55/300-REF2A I/KHBO-55/300-REF2B I/KHBO-55/300-REF3A I/KHBO-55/300-REF3B

2de meting 1ste meting 28d 56d Dk Dmax Dk Dmax [mm] [mm] [mm] [mm] 8,6 11,5 8,8 11,5 8,0 11,0 8,7 10,5 7,6 11,0 7,2 12,5 6,9 9,5 5,8 8,0 7,9 13,0 7,5 10,0 7,9 12,0 7,0 9,0 6,1 10,0 6,1 8,0 5,4 8,5 6,9 9,5 4,8 8,0 5,2 7,5 4,7 7,5 5,6 8,0 4,1 6,5 5,1 8,0 4,3 7,0 6,2 8,0 7,3 10,5 8,5 12,0 6,9 10,0 8,9 12,0 6,0 11,0 7,0 10,5 6,6 11,0 7,2 11,0 6,8 12,5 6,9 11,5 7,3 11,0 6,7 8,0 4,9 7,0 8,3 11,5 4,8 6,0 6,3 8,5 6,4 8,0 8,9 12,0 6,8 8,5 8,1 12,0 3,0 4,0 5,9 9,5 2,9 3,5 5,1 7,5

gemiddelde Dk, 56d 7,5 ok

5,9 ok

7,5 ok 7,1 8,52

Tabel 112: Resultaten van carbonatatieproeven proefreeks met W/C-factor 0,65

Mengsel I/DNY-65/300-WCO(g)1A I/DNY-65/300-WCO(g)1B I/DNY-65/300-WCO(g)2A I/DNY-65/300-WCO(g)2B I/DNY-65/300-WCO(g)3A I/DNY-65/300-WCO(g)3B

1ste meting 28d Dk Dmax [mm] [mm] 7,3 9,5 7,6 9,5 7,6 10,0 6,9 8,5 7,4 9,5 7,5 9,5

2de meting 56d Dk Dmax [mm] [mm] 9,8 16,0 9,3 11,5 8,3 12,5 8,8 15,0 8,9 11,0 8,9 11,0

Conclusie De carbonatatiediepte op 56d is bij het recyclagebeton van dezelfde grootteorde als bij het referentiebeton. De KHBO-R1 voldoet niet. De DNY met 0.65 voldoet niet. De rest wel. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 117

Vorstbestendigheid Beton in contact met de buitenomgeving bevat steeds vocht. Als de buitentemperatuur daalt onder nul, zal het poriënwater in het koudste betongedeelte (oppervlaktezone) het eerst bevriezen. Bij een sterke temperatuurdaling vormt het ijs zich snel. Hierdoor ontstaat een naar binnen opschuivend ijsfront dat als het ware het nog niet bevroren water opsluit. Indien de waterdruk groter wordt dan de betonsterkte zal het beton bezwijken. Bestandheid tegen dooicyclussen is een belangrijke factor voor de duurzaamheid van een betonnen constructie in een buitenomgeving. (59) De bepaling van vorstbestandheid gebeurt op basis van de Europese norm CEN/TS 12390-9:2006 (62) waarbij de proefstukken in de ‘Slab-test’ onderworpen werden aan 56 vorst-dooi-cycli. Na elke 7 vorst-dooi cycli wordt tijdens de ontdooide fase het afgeschilferde materiaal van de bovenkant van het proefstuk verzameld en gewogen. Voor elk proefstuk wordt de hoeveelheid afgeschilferd materiaal Sn na n cyclussen in kg/m² berekend:

𝑚𝑠,𝑛

𝑚𝑠,𝑛 × 10³ 𝐶 = 𝑚𝑠,𝑏𝑒𝑓𝑜𝑟𝑒 + �𝑚𝑣+𝑠(+𝑓) − 𝑚𝑣+(𝑓) � 𝑆𝑛 =

Met: ms,n: Gecumuleerde massa van gedroogd afgeschilferd materiaal na n vorst-dooi cycli ms,before: Gecumuleerde massa van gedroogd afgeschilferd materiaal mv+s(+f): Massa van de schaal en de afgeschilferde massa materiaal. mv(+f): massa van de lege schaal De gemiddelde gecumuleerde massa S56 van het te evalueren recyclagebeton werd vergeleken met dit van het referentiebeton. Rekening houdend met de nauwkeurigheid van de meting wordt op de volgende wijze uitgedrukt. (3) P 𝑡𝑒 𝑡𝑒𝑠𝑡𝑒𝑛 𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛 ≤ 1,20 𝑥 P 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑒𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛

Op basis van dit evaluatiecriterium voldoet op één na (I/DNY-55/300-WCB (f)) geen enkel mengsel aan de gestelde eis. Opmerking De evaluatiecriteria van de slab-test geeft aanleiding tot een moeilijke beoordeling van het resultaat indien er geen materiaal van het referentiebeton afschilfert. Bij een zeer kleine massa, mag het te testen beton zelf immers ook maar 1,2 x “bijna nul” in massa verliezen.


| 118

Tabel 113: Gecumuleerde massa afgeschilferd materiaal proefreeks I/DNY_KHBO55/300-xxx – verlies per kubus in gram Gemiddelde gecumuleerde massa Sn [g] S7 S14 S28 S42 S56

Mengsel

I/DNY-55/300-R1 I/DNY-55/300-R2 I/DNY-55/300-WCB (f) I/DNY-65/300-WCO(g) (*) I/DNY-55/300-REF I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB (f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF (*) W/C-factor = 0.65

0.13 0.35 0.03 0.09 0.03 0.06 0.06 0.07 0.11 0.04

0.23 0.74 0.08 0.17 0.07 0.11 0.13 0.12 0.21 0.06

0.51 1.44 0.17 0.64 0.18 0.21 0.27 0.24 0.40 0.09

0.76 2.05 0.23 0.87 0.27 0.30 0.39 0.34 0.57 0.12

1.01 2.66 0.37 1.02 0.35 0.38 0.57 0.91 0.72 0.14

Tabel 114: Gecumuleerde massa afgeschilferd materiaal proefreeks I/DNY_KHBO-

55/300-xxx – verlies in kg/m²

Mengsel I/DNY-55/300-R1 I/DNY-55/300-R2 I/DNY-55/300-WCB (f) I/DNY-65/300-WCO(g) (*) I/DNY-55/300-REF I/KHBO-55/300-R1 I/KHBO-55/300-R2 I/KHBO-55/300-WCB (f) I/KHBO-55/300-WCO(g) I/KHBO-55/300-REF

Gecumuleerde massa Sn [kg/m²] S7 S14 S28 S42 S56 0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 0.02 0.03 0.06 0.09 0.12 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.00 0.01 0.03 0.04 0.05 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.03 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

(*) W/C-factor = 0.65

Conclusies Op 56d is gecumuleerde massa van de vorst-dooiproef volgens de ‘slab-test’ • uitgevoerd op recyclagebeton met 100% grove betonpuingranulaten S56= 0,38g tot 0,91g voor de reeks I/KHBO-55/300-** - (S56-gemiddeld = 0,645) en 0,37 tot 2,66 voor de reeks I/DNY-55/300-** (S56-gemiddeld = 1,265) • Dit is eigenlijk vrij klein maar wel meer dan 20% hoger dan bij het referentiebeton (S56_ref = 0,14g) • De geschiktheid van de proefmethode kan in vraag gesteld worden. Stel dat de referentie een S56 –waarde zou halen quasi gelijk aan nul, dan zal snel alle andere proefresultaten aanleiding geven tot een afwijking van meer dan 20%, immers 20%


| 119

van 0 is nog steeds nul. Dit lijkt geen realistisch evaluatiecriterium. • Een evaluatiecriterium dat een maximale S56 –waarde zou opleggen geldig voor een bepaalde milieu-klasse, is een veel eenvoudiger toe te passen criterium. • Het referentie-beton moet zoveel mogelijk volgens dezelfde randvoorwaarden samengesteld en gemaakt worden om de vergelijking enigszins interpreteerbaar te maken. Hier was het referentiebeton veel beter gemaakt dan het recyclagebeton dat aan de test onderworpen werd. Het recyclagebeton was volgens de “worst case”scenario’s gemaakt. • De Sn56-waarden voor de referenties verschillen ook sterk van elkaar: 0,14g en 0,35g. Dit zou betekenen dat het ene referentiebeton t.o.v. de andere ook al niet voldoet voor dit criterium. Vandaar dat de interpretatie van deze resultaten vragen oproept. • De ‘Slab-test’ wordt uitgevoerd op een gezaagd inwendig oppervlak. In realiteit zal de vorst aangrijpen aan de buitenzijde waar de poreusheid van het beton anders kan zijn door de manier van trillen en/of afwerking van het beton. Vorstproeven die in andere onderzoeksprojecten (‘recyMblok’ en ‘ReCycle’) volgens de vorige geldende norm uitgevoerd werden op kubussen, vertoonden geen vorstgevoeligheid. Volgens deze werkwijze zou dit anders kunnen zijn. Het fietspadproefvak dat ten behoeve van het project ‘ReCycle’ in juli 2001 aangelegd werd in Nieuwpoort, waarin 60 mengpuingranulaten verwerkt werden, vertoonde in 2011 nog steeds geen vorstschade. • Bij de ‘Slab-test’ wordt de gezaagde doorsnede belast met water. Nochtans staat de omgevingsklasse EE2 voor een buitenconditie die weliswaar aan vorst onderhevig kan zijn maar niet in contact staat met regen zoals dit het geval is bij open parkeergarages, kruipkelders, open doorgang in een gebouw. Ook hier stelt zich de vraag of de ‘Slab-test’ de aangewezen proef is om deze conditie te testen. • Vaststelling: bij visuele controle was te zien dat de losgekomen schilfers niet afkomstig waren of veroorzaakt waren door de aanwezigheid van ‘rode’ fractie (baksteen) of hout, maar wel door een grijze fractie in de aard van metselmortel of dekvloer (chape) of zandcement. Besluit duurzaamheidsevaluatie De voortschrijding van het carbonatatiefront in beton gemaakt met 100% vervanging van de grove granulaten door grove betonpuingranulaten in beton, verloopt aanvankelijk (op 28 dagen) iets sneller maar is na 56d van dezelfde grootte-orde als bij het referentiebeton. Het recyclagebeton voldoen doorgaans aan de criteria XC2, XC3 betreffende de carbonatatie in omgevingsklasse EE2. Het voldoen aan criterium XF1 voor omgevingsklasse EE2, betreffende de vorst-dooibestendigheid kan niet met zekerheid worden beantwoord. Het referentie-beton werd volgens een ideale samenstelling gemaakt terwijl de mengsels recyclagebeton volgens enkele ‘worst case’-scenario’s samengesteld waren. Ook de conditionering in de proef stemt niet overeen met de werkelijkheid waardoor er vragen rijzen over de waarde


| 120

van de proefmethode. De massa aan afgeschilferde deeltjes was na 56 vorst-dooi-cycli van de grootte-orde 1 gram. De afschilfering deed zich niet voor in een toevallige korrel baksteen of een stukje hout, maar wel een korrel die wees op zandcement of metselmortel.

Algemeen besluit Uit de verschillende proeven die in het TETRA-onderzoeksproject ValReCon20 werden uitgevoerd op betonsamenstellingen waarin de grove fractie vervangen werd door grove betonpuingranulaten (8/20), kan besloten worden dat: • Het mogelijk is om beton te maken, geschikt voor gebruik in de sterkteklasse C25/30 en in omgevingsklasse EE1 (&EE2) met 100% vervanging van de grove fractie natuurlijke granulaten door grove betonpuingranulaten haalbaar is mits: – Rekening te houden met waterabsorptie van de betonpuingranulaten – De korrelverdeling van het mengsel aan te passen (iets fijner korrelverdeling)(vb Bolomey A=16) – Waterbehoefte & verwerkbaarheid bij te sturen met behulp van waterreducerende hulpstof (superplastificeerder) • De duurzaamheidaspecten: – Voldoen aan de voorwaarden voor de omgevingsklasse EE1 – Voldoen op vlak van de carbonatatie aan de eisen van EE2 (de carbonatatieindringing bij het recyclagebeton is van dezelfde grootte-orde als bij het referentiebeton) • Vorst-dooi-proef geeft geen sluitend antwoord. Een normproef is maar betrouwbaar en aanvaardbaar als ze een objectief en duidelijk beeld kan geven over de beproefde parameter. Dit is hier niet het geval. De ‘Slab-test’ wordt uitgevoerd op een gezaagde doorsnede die belast is met water. Dit is een strengere conditie dan deze van omgevingsklasse EE2 die staat voor een buitenconditie gelijk aan vorst maar niet in contact met regen, zoals bij open parkeergarages, kruipkelders, open doorgang in een gebouw. Hier stelt zich de vraag of de ‘Slab-test’ de aangewezen proef is om deze conditie te testen.


| 121

Referenties 1.

NBN EN 206-1:Beton - Deel 1: Specificaties, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit. 2006. 2 . NBN B 15-216: Krimpen en Zwellen. 1974. 3 . NBN EN 12620: Granulaten voor beton. 2008. 4 . PTV 406 (2.0) - 2.0 Puingranulaten : granulaten voor beton-granulaten en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw. 2003. 5 . BenorATG. [Online] [Citaat van: 1 12 2011.] http://www.benoratg.org. 6 . TRA 550: Beton. sl : CRIC, 2008. 7 . OVAM. [Online] [Citaat van: 1 12 2011.] www.OVAM.be. 8 . NEN 5905: Nederlandse aanvulling op NEN EN 12620 ‘Toeslagmaterialen voor beton’. 2010. 9 . NEN 5942 1990: Toeslagmaterialen voor beton - Bepaling van de samenstelling van puingranulaat. 1990. 10 . NEN 8005: Nederlandse aanvulling op NEN EN 260-1. 2008. 11 . BRL 2506: Nationale beoordelingsrichtlijn voor het KOMO attest met productcertificaat voor bsa-granulaten in de betonbouw en het KOMO productcertificaat voor bsa-granulaten in de wegenbouw. 2008. 12 . EN12620 - toeslagmaterialen voor beton. 2002. 13 . CUR Aanbeveling 80 “Beton met menggranulaat als grof toeslagmateriaal”. 2002. 14 . CUR Aanbeveling 112. 15 . CUR Aanbeveling 112 “Beton met betongranulaat als grof toeslagmateriaal”. 2004. 16 . CUR 106 “Beton met fijne fracties uit BSA als fijn toeslagmateriaal”. 2004. 17 . DIN 4226-100 : Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel. Teil 100: Rezyklierte Gesteinskörnungen, DIN, DEU, DIN 4226-100, 2002/02. 2002. 18 . DIN 1045-2: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton. Teil 2: Beton Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1, DIN, DEU, DIN 1045-2. 2001. 19 . DIN 1045-2/A1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 2: Beton Festlegungen, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Anwendungsregeln zu DIN EN 2061; Änderung A1. DIN, DEU, DIN 1045- 2/A1. 2005. 20 . NS 3420: hoofdstuk L – Betonstructuren . 2008. 21 . NS 3473: Betonstructuren – Ontwerpregels. 1998. 22 . NS-EN 206-1 Betong - Del 1: Spesifikasjon, egenskaper, fremstilling og samsvar. 2007. 23 . NB26 “Recycling of concrete and masonry materials for production of concrete”. 1999. 24 . NBN EN 13242: Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw. 2002. 25 . NBN EN 206-1: Beton - Deel 1: Specificatie, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit . 2001. 26 . NBN B15-001: Aanvulling op NBN EN 206-1. Beton. Specificaties, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit. . 2004. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 122

27

. NBN EN 933-11 (+AC:2009): Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van granulaten - Deel 11: Classificatiebeproeving voor de bestanddelen van grove gerecyclede granulaten (+ AC:2009). 2009. 28 . Hanson. [Online] Hanson. [Citaat van: 1 12 2011.] www.Hanson.be. 29 . Holcim. Praktische handleiding - Duurzaam beton: samenstelling, productie en verwerking. sl : Holcim (België) N.V., 2007. 30 . NBN EN 933-3 "Bepaling van de korrelvorm - vlakheidsindex". 1997. 31 . NBN EN 933-6 "Bepaling van de oppervlaktekarakteristieken - vloeicoefficient van de granulaten". 2002. 32 . Belgische BetonGroepering. Betontechnologie. Brussel : Belgische Beton Groepering, 2006. 33 . Cementbeton. [Online] [Citaat van: 1 12 2011.] www.cementbeton.nl. 34 . NBN EN 933-5 "Gebroken oppervlakken in grove granulaten". 1998. 35 . NBN EN 1097-1: Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen - Deel 1 : Bepaling van de weerstand tegen afslijting (micro-Deval). . 1996. 36 . NBN EN 1097-2: Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 2 : Methods for the determination of resistance to fragmentation. . 1998. 37 . NBN EN 1097-3: Beproevingsmethoden voor de bepaling van mechanische en fysische eigenschappen van toeslagmaterialen - Deel 3: Bepaling van de dichtheid van onverdicht materiaal en het gehalte aan holle ruimten. . 1998. 38 . NBN EN 1097-5: Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 5: Determination of the water content by drying in a ventilated oven. 1999. 39 . NBN EN 1097-6: Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 6: Determination of particle density and water absorption. 2000. 40 . NBN EN 1097-6: Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en van de wateropname. . 2000. 41 . NBN EN 1367-1: Tests for thermal and weathering properties of aggregates - Part 1: Determination of resistance to freezing and thawing. 1999. 42 . NBN EN 933-9: Tests for geometrical properties of aggregates - Part 9: Assessment of fines - Methylene blue test. . 1998 . 43 . NBN EN 12620+A1: Granulaten voor beton. 2008. 44 . Kathodische bescherming. Eco remain. [Online] 2008. [Citaat van: 27 november 2010.] http://eco-remain.nl/chloride.html. 45 . NBN EN 196-2 Methods of testing cement - Part 2: Chemical analysis of cement. . 2005. 46 . E. H. Kadri, S. Aggoun, G. De Schutter and K. Ezziane. Combined effect of chemical nature and fineness of mineral powders on Portland cement hydration. 2009. 47 . NBN EN 206-1. Beton - Deel 1 : Specificatie, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit. Brussel : BIN, 2001. 48 . NBN EN 12350-6: Beproeving van betonspecie - Deel 6: Dichtheid. 1999. 49 . Belgische BetonGroepering. Betontechnologie. Brussel : sn, 2006.


| 123

50

. Andries, Joren en Simons, Frank. Receptuurontwikkeling van recyclagebeton. Lessius Mechelen : sn, 2010. 51 . NBN EN 12350-7: Beproeving van betonspecie - Deel 7: Luchtgehalte - Drukmethode. 2000. 52 . NBN. NBN EN 12390-3: Beproeving van verhard beton - Deel 3: Druksterkte van proefstukken. sl : BIN, 2002. 53 . NBN EN 12390-4: Proeven op verhard beton - Deel 4: Druksterkte - Specificatie voor proefmachines. 54 . NBN EN 12390-3: Beproeving van verhard beton - Deel 3: Druksterkte van proefstukken. 2002. 55 . NBN EN 12390-6: Beproeving van verhard beton - Deel 6: Splijtsterkte van proefstukken (+AC:2004). 2001. 56 . NBN B 15-203: Statische elasticiteitsmodulus bij druk. 1990. 57 . Recycling of demolished concrete and masonry. Hansen, T.C. 1992, RILEM Report 6. 58 . Elasticiteitsmodulus. [Online] http://www.joostdevree.nl. 59 . Belgisch Betongroepering. Betontechnologie. 2005. 60 . Pollet, V., Dooms, B. en Mosselmans, G. Wapeningscorrosie door de carbonatatie van beton voorkomen. WTCB-Dossiers. 2007. 61 . Recommendation CPC-18 : Measurement of hardened concrete carbonation depth. International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures (RILEM). Londen : sn, 1988, Materials and Structures. vol 21, nr. 126. 62 . CEN/TS 12390-9: Testing Hardened concrete - Part 9: Freeze-thaw resistance - Scaling. 2006. 63 . Vrijders, Jeroen. Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren. sl : OVAM, 2008. 64 . Departement Leefmilieu, Natuur en Energie. Het Algemeen Oppervlakte-delfstoffenplan. juli 2008. 65 . http://www.lne.be/themas/natuurlijke-rijkdommen/hetoppervlaktedelfstoffenbeleid/het-algemeen-oppervlaktedelfstoffenplan. 66 . COPRO. Jaarverslag 2010. sl : COPRO, 2010. 67 . Speciale betonsoorten. WTCB. 2002, WTCB-tijdschrift, pp. 12-15. 68. Ritzen, Jan. Betonbouw Deel 4: Materiaalstudie, technologie, duurzaamheid, renovatie. Gent : Academia Press, 2004. 69 . Characterization of recycled aggregates construction and demolition waste for concrete production following the Spanish Structural Concrete Code EHE-08. M.Martin-Morales, et al., et al. 2010, Construction and Building Materials, p. 7. 70 . Influence of recycled concrete aggregates on strength properties of concrete. Abdelfatah, Sami W. Tabsh & Akmal S. 2009, Construction and Building Materials, p. 5. 71 . Sofie Van Hasselt. Toepassingsmogelijkheden van gerecycleerde betonpuingranulaten in structureel beton. De Nayer Instituut : sn, 2004-2005.


| 124

72

. Properties of sustainable concrete containing fly ash, slag and recycled concrete aggregate. Berndt, M.L. 2009, Construction and Building Materials, pp. 2606-2613. 73. Mechanical and elastic behaviour of concretes made of recycled-concrete. Corinaldesi, Valeria. 2010, Construction and Building Materials, pp. 1616-1620. 74. Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate. Rahal, Khaldoun. 2007, Building and Environment, pp. 407-415. 75 . Study on the influence of attached mortar on the properties of recycled concrete aggregate. Gutiérez, Marta Sánchez de Juan & Pilar Alaejos. 2009, Construction and Building materials, p. 6. 76. OVAM. Sectoraal uitvoeringsplan: Milieuverantwoord materiaalgebruik en afvalbeheer. september 2007. 77. Vlaams reglement inzake afvalvoorkoming en –beheer (VLAREA). 2004. 78 . Arne Vandeputte, Luc Beekmans, Marc Hermans. Vergelijkend onderzoek tussen Oostenrijk en Vlaanderen over het gebruik van puingranulaten als bouwstof . Mechelen : Henny De Baets, OVAM, 2008. 79. Nielsen, P. Actualisatie inzet alternatieven ter vervanging van primaire oppervlaktedelfstoffen. sl : VITO, 2008. 2008/MAT/R/208. 80 . Standaardbestek 250 voor de wegenbouw versie 2.2. sl : Agentschap wegen en verkeer, mei 2011. 81 . Toepassingsreglement TRA550. sl : Cric, 01/08/2008. 82 . Puingranulaten : granulaten voor beton-granulaten en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw. 2003. 83 . NEN 5942: Toeslagmaterialen voor beton - Bepaling van de samenstelling van puingranulaat. . 1990. 84. Febelcem. NBN EN 206-1:2001 & NBN B 15-001:2004. sl : Febelcem, 2005. VOORSCHRIJVEN VAN BETON VOLGENS DE NORMEN NBN EN 206-1:2001 & NBN B 15001:2004. 85 . WTCB - artikel: nieuwe normen voor beton. WTCB. sl : WTCB, 2005. 86. Nieuwe normen voor beton (deel 2). WTCB. sl : WTCB, 2005, WTCB. 87 . NEN 5950. sl : Nederlands Normalisatie Instituut, 1986. 88 . http://www.heidelbergcement.com/. [Online] Heidelbergcement. [Citaat van: 29 november 2011.] http://www.heidelbergcement.com/benelux/nl/interbeton/producten_en_diensten/benor_be ton/index.htm. 89 . NBN EN 12350-2: Beproeving van betonspecie - Deel 2: Zetmaat. 2009. 90 . NBN EN 12350-5: Beproeving van betonspecie - Deel 5: Schudmaat. 2009. 91 . NBN EN 12350-3: Beproeving van betonspecie - Deel 3: Vebe-proef. 2009. 92 . NBN EN 12350-4: Beproeving van betonspecie - Deel 4: Verdichtingsmaat . 2009. 93 . Influence of recycled aggregate on slump and bleeding of frech concrete. Lam, C.S. Poon & S. C. Kou & L. 2006.


| 125

94

. Vrijders J en Desmyter J. Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren. Mechelen : OVAM, 2008. 95 . Influence of moisture states of natural and recycled aggregats on the slump and compressive strength of concrete. Poon, C.S. 2003, Cement and concrete research. 96 . www.cementenbeton.nl. [Online] http://www.cementenbeton.nl/vakinformatiesubcontent/mechanische-eigenschappen.html. 97 . CUR-publicatie-160. Constructieve eigenschappen en wateropname van schuimbeton. 98 . NBN EN 12350-2: Beproeving van betonspecie - Deel 2: Zetmaat. 1999. 99 . NBN EN 13295: Producten en systemen voor het beschermen en herstellen van betonconstructies - Beproevingsmethoden - Bepaling van de weerstand tegen carbonatatie. 2004. 100 . NBN EN 14630: Producten en systemen voor het beschermen en herstellen van betonconstructies - Beproevingsmethoden - Bepaling van de carbonatatiediepte van verhard beton d.m.v. de fenolftaleïne-methode. 2007. 101. Cement & Beton Centrum. Aantasting door sulfaten. [Online] s.d. [Citaat van: 25 november 2010.] http://www.cementenbeton.nl/vakinformatie-subcontent/aantasting-doorsulfaten.html. 102 . NBN EN 196-2. Beproevingsmethoden voor cement - Deel 2: Chemische analyse van cement. Brussel : BIN, 2005. 103 . NBN EN 1744-1. Beproevingsmethoden voor de chemische eigenschappen van granulaten - Deel 1: Chemische analyse. Brussel : BIN, 1998. 104 . Schulz, I. Beton-recycling - Recycling-Beton. sl : Beton- und Stahlbtonbau, 2000. 105 . Ervas. Schade oorzaken beton. Ervas. [Online] 2011. www.ervas.nl. 106 . NBN B 15-100: Methodologie voor de evaluatie en attestering van de gebruiksgeschiktheid van cementen en van toevoegsels van type II bestemd voor beton. 2008. 107. Heidelbergcement. [Online] [Citaat van: ] http://www.heidelbergcement.com/. 108 . Carmeuse. [Online] Carmeuse. [Citaat van: 1 12 2011.] www.carmeuse.be. 109. Heidelbergcement. [Online] Heidelberg. [Citaat van: 1 12 2011.] http://www.heidelbergcement.com/benelux.


| 126


| 127

Recyclingbeton in de bouwpraktijk: van knelpunten naar oplossingen Jeroen Vrijders1, Jan Desmyter1, Bram Dooms1 1 WTCB – Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf, Lombardstraat 42, 1000 Brussel [email protected], [email protected], [email protected]

Samenvatting

Startend vanuit de algemene problematiek van duurzaam en rationeel gebruik van grondstoffen wordt in deze bijdrage toegespitst op de knelpunten en op mogelijke antwoorden aangaande het gebruik van gerecycleerde materialen in structureel beton in Vlaanderen. Drie grote sporen die binnen het ValReCon20-project werden behandeld, worden toegelicht. Vooreerst wordt een overzicht gegeven van de evolutie en de rol van het normatief kader op Belgisch en Europees niveau aangaande gerecycleerde granulaten en beton. Vervolgens wordt ingegaan op het belang van ‘praktijkervaring’, een noodzakelijke voorwaarde voor normalisatie en realisatie. Dit gebeurt enerzijds aan de hand van het documenteren en analyseren van bestaande voorbeeldprojecten met gerecycleerd beton. Anderzijds wordt het belang van een goede uitvoering en van technische richtlijnen of voorschriften toegelicht. Tot slot wordt een blik op de toekomst gericht.

Inleiding

In Europa is de bouwsector de grootste verbruiker van grondstoffen. Bouw- en sloopactiviteiten zorgen voor ongeveer 33% (in massa) van het jaarlijks geproduceerde afval (1). Dit geldt eveneens voor België, waar per capita ongeveer 1.5 ton bouwen sloopafval wordt geproduceerd op jaarbasis. De bouwsector is echter een domein bij uitstek waarin ook vele afvalstromen opnieuw gevaloriseerd worden, zeker in België. Reeds in de jaren ‘90 werden technieken en systemen - zoals kwaliteitscontrole en milieuhygiënische regelgeving – uitgewerkt die toelaten afval van gebouwen en wegen opnieuw te gebruiken als gerecycleerde granulaten. In combinatie met veelgebruikte typebestekken, waarin een plaats is voorbehouden voor gerecycleerde granulaten, zorgt dit ervoor dat deze afvalstroom zinvol wordt toegepast, hoofdzakelijk in de wegenbouw, als funderings- en onderfunderingsmateriaal. Deze praktijk wordt de laatste jaren echter meer en meer als ‘downcycling’ omschreven. De gerecycleerde materialen worden immers niet toegepast in hetzelfde soort product (beton, baksteen, …) maar in een meer laagwaardige en minder veeleisende toepassing. Op die manier verliest het granulaat na het recycleren een deel van zijn intrinsieke waarde, zeker als er rekening gehouden wordt met toekomstige recyclagestappen.


| 128

Op beleidsvlak wordt er steeds meer naar het ‘sluiten van kringlopen’ gestreefd: Gerecycleerde materialen worden dan ingezet in een gelijkwaardig product als waarvan het afkomstig is. Vanuit die optiek wordt er ook voor gerecycleerde granulaten de vraag gesteld of ze niet in een hoogwaardiger product, bv. beton, kunnen worden gebruikt. Een bijkomend argument hiertoe is de vraag of het huidige toepassingsgebied, namelijk de wegenbouw, voldoende groot zal blijven om het bouwen sloopafval te blijven verwerken.

Van knelpunten...

In 2008 voerde het WTCB voor de OVAM een studie uit naar het gebruik van gerecycleerde granulaten in hoogwaardige toepassingen(2). Uit deze studie kwamen een aantal knelpunten naar voren. In eerste instantie is er sprake van een gebrek aan vertrouwen in het betongranulaat zelf, voornamelijk bij ‘traditionele’ betonfabrikanten en normerende organen voor beton. Hierbij worden een aantal argumenten aangehaald: • De variabele eigenschappen. De oorsprong van gerecycleerde granulaten kan inderdaad zeer divers zijn: bruggen, wegverhardingen, gebouwen, …. Gezien deze heterogene afkomst kan ook het eindproduct een zekere variabiliteit in eigenschappen (bv. waterabsorptie, mechanische sterkte, …) vertonen, wat een invloed op de betonproductie kan hebben. • De lagere mechanische sterkte van de granulaten. Gerecycleerde (beton)granulaten bevatten altijd een fractie aangehechte gehydrateerde cementpasta. Deze cementpasta is minder sterk dan het oorspronkelijk gebruikte granulaat, waardoor de sterkte van het gerecycleerde granulaat in principe lager ligt dan deze van primaire granulaten (bv. bij LA- of MDWproeven). Onderzoek (3) heeft echter al aangetoond dat deze intrinsiek lagere sterkte niet noodzakelijk resulteert in een lagere betonsterkte. • Aanwezigheid van verontreiniging. Aangezien gerecycleerde granulaten traditioneel worden gebruikt voor funderingen in de wegenbouw, laat het reglement dat hiertoe werd ontwikkeld (PTV 406) 1 %m/m organische + nietsteenachtige materialen toe in ‘betonpuin’. Ook al is deze hoeveelheid niet per se problematisch voor een toepassing in beton (zeker bij beperkte vervangingspercentages), bevorderlijk voor het imago van de gerecycleerde granulaten is het niet. Producenten van gerecycleerde granulaten hebben nu ook weinig redenen om te streven naar zuiverdere materialen zolang de betonmarkt zich niet opent. • De mogelijke aanwezigheid van bepaalde nadelige chemische componenten. Het betreft dan vooral chloriden, sulfaten en bestanddelen met potentiële alkali-silica reactiviteit, die allen de duurzaamheid van het beton zouden kunnen bedreigen. Daarnaast laat de sterke concurrentie op de markt van recyclagebedrijven niet altijd toe om te investeren in nieuwe, betere technologie om het imago van de gerecycleerde granulaten op te krikken. Gezien de huidige afzetkanalen momenteel ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 129

volstaan, is het onderzoeken van bijkomende sporen, zoals toepassing in stortbeton, onderzoeken voor vele bedrijven anno 2011 geen noodzaak is. Niet alleen is er weinig vertrouwen in het granulaat zelf, ook het beton dat met gerecycleerde granulaten is vervaardigd, blijkt weinig vertrouwen op te wekken bij de eindgebruikers in de markt. De Belgische norm NBN B 15-001:2004, die de Europese norm voor beton NBN-EN 206-1:2001 aanvult, geeft in de versie van 2004 bijvoorbeeld geen aanwijzingen over het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. Deze invulling is in Nederland wel gebeurd via de norm NEN 8005, vanaf 2002. Ook een soort ‘Code van goede praktijk’ die de mogelijkheden en eisen voor recyclagegranulaat in beton beschrijft, zoals in Nederland de CUR-Aanbevelingen(4) en in Duitsland de DAfStB-Richtlijn(5), bestaat vooralsnog niet in België. Anno 2011 laten de BENOR-reglementen voor stortbeton (TRA 550, versie 2.2, CRICOCCN) en betonproducten (bv. ATR21-600, 2008, Probeton) in beperkte mate het gebruik van gerecycleerde granulaten toe. Meer bepaald laat TRA 550 voor stortbeton het gebruik van 20% BENOR-gekeurd betongranulaat in beton tot sterkteklasse C16/20 toe, en dit in omgevingsklassen E0 (niet schadelijk) en EI (binnenomgeving). In de praktijk zijn dit echter betonsoorten die weinig of niet voorgeschreven en gebruikt worden. Overige betonsoorten (bv. vanaf sterkte C20/25) kunnen geen BENORkeurmerk krijgen indien ze gerecycleerd granulaat bevatten. In de prefabbetonindustrie is het zo dat de reglementen afwijkingen toelaten, bv. tot 10% vervanging van het grof granulaat door ofwel bedrijfseigen puin, ofwel extern betonpuin tot omgevingsklasse EE2, maar in de praktijk gebeurt dit weinig of niet. In ieder geval is de markt voor structureel beton met gerecycleerde granulaten zeer klein of zelfs onbestaande, aangezien het BENOR-keurmerk door opdrachtgevers en architecten vaak wordt gevraagd als een soort kwaliteitsborging. De beperkte afzetmogelijkheden maken het voor puinverwerkende bedrijven niet economisch rendabel om te investeren in meer hoogstaande kwaliteit. Dit leidt tot een vicieuze cirkel, aangezien het gebrek aan kwaliteit van het puingranulaat een van de grootste argumenten is om het niet toe te laten in beton. Daarnaast kan terecht de vraag gesteld worden of er in de huidige marktsituatie, waarin het betongranulaat een eenvoudige en winstgevende afzet vindt in de wegenbouwtoepassingen, er een economisch voordeel uit het gebruik van betongranulaat in beton te halen is. De overheid blijkt, onder meer omwille van hoger genoemde elementen, ook niet altijd haar voorbeeldfunctie op te nemen in deze context. Openbare opdrachtgevers laten vaak het gebruik van gerecycleerde granulaten in hoogwaardige toepassingen niet toe. De toepassing van gerecycleerd granulaat in beton beperkt zich dan ook tot een beperkt aantal piloot- en/of demonstratieprojecten.


| 130

... naar oplossingen In de WTCB-studie voor OVAM werden volgende elementen als aanbevelingen naar voren geschoven als te volgen pistes om de knelpunten te verhelpen (2): • het creëren van vertrouwen in gerecycleerde granulaten voor hoogwaardige toepassing • het creëren van vertrouwen in beton geproduceerd met gerecycleerde granulaten • de ondersteuning van de praktijk via overheidsstimuli en andere maatregelen. Een markt, zoals ook die voor hoogwaardige toepassing van gerecycleerde granulaten, bestaat uit een aanbodzijde, een vraagzijde en een aantal regulerende factoren, die als ‘kader’ kunnen worden beschouwd. Tegen het licht van bovenstaande aanbevelingen kan worden gesteld dat: • de aanbieder (producent van granulaten, producent van beton met gerecycleerde granulaten) vertrouwen, of ‘zekerheid’ moet kunnen aanbieden aangaande zijn product • de vraagzijde (betoncentrale die gerecycleerde granulaten inkoopt, bouwheer/architect/aannemer die beton met gerecycleerde granulaten bestelt en gebruikt, verzekeringsagent) dit vertrouwen wil bestendigd en/of gewaarborgd zien • er een duidelijk kader moet zijn om dit vertrouwen te scheppen en ook voldoende te controleren • daarnaast ook de vraag bijkomend kan worden gestimuleerd, hetzij financieel, hetzij door ondersteuning van het (technische) imago In de knelpuntenanalyse werd het normenkader en de bijhorende certificatie aangehaald als rem op de toepassing van gerecycleerde (beton)granulaten in beton. In deze materie zijn zowel op Belgisch als op Europees niveau de laatste jaren enkele stappen voorwaarts gezet, die in de volgende paragraaf aan bod komen. Een belangrijke bedenking hierbij is echter, dat normen moeten worden beschouwd als een technische specificatie, met het oog op een herhaalde en voortdurende toepassing. Een norm weerspiegelt de regels van goed vakmanschap met betrekking tot een product, dienst of productieproces. Normalisatie is een vrijwillige activiteit gebaseerd op consensus en tot stand gebracht tussen de betrokken partijen in een geest van openheid en transparantie, binnen de schoot van onafhankelijke en erkende normalisatie-instellingen [...](6). Een norm is dus een ‘afsprakenstelsel’, dat in alle omstandigheden die in de norm zijn opgenomen geldig kan zijn, en dat gebaseerd is op een consensus. Deze consensus en de onderbouwing van de ‘algemene, geldende regels’ (al zijn ze vrijwillig te volgen, tenzij anders bepaald bij wet of contract) wordt doorgaans opgebouwd op basis van wetenschappelijke kennis en ervaringen uit de praktijk.


| 131

Wat betreft wetenschappelijk onderzoek aangaande het gebruik van gerecycleerde granulaten wordt verwezen naar de stand van zaken opgemaakt in de WTCB-studie voor OVAM(2) en naar de publicaties van de resultaten van het ValReCon20onderzoek(7). Wetenschappelijk onderzoek alleen, aangevuld met de ervaringen uit het buitenland, blijken evenwel niet te volstaan om een voldoende grote vertrouwensbasis te creëren. Het onderzoek en de ervaring uit het buitenland moet ook naar de lokale praktijk worden vertaald, zodat op basis hiervan normen of technische voorschriften kunnen worden ontwikkeld en alzo vertrouwen kan worden gecreëerd. Deze vertaling van kennis naar de actoren in de praktijk was duidelijk één van de hoofddoelstellingen van het TETRA-project ValReCon20, uitgevoerd door KHBO – IW&T, Lessius Hogeschool – Campus De Nayer en het WTCB. Dit project werd financieel gesteund door het IWT, maar ook expliciet door een aantal KMO’s, bedrijven en federaties uit de sector van recyclage en betonproductie. Het TETRA (Technology Transfer)-programma is er immers op gericht om de ontwikkelde kennis binnen de hogescholen en andere wetenschappelijke centra tot bij de bedrijven te brengen om deze toe te laten te innoveren. Een belangrijke verdienste van ValReCon20 is dat er een dialoog gevoerd is tussen de onderzoekers, de deelnemende bedrijven én de keuringsinstellingen, om samen naar constructieve oplossingen te komen. Binnen het ValReCon20-project werden door het WTCB ook twee ‘praktijk-aspecten’ verder uitgewerkt: • een onderzoek naar voorbeeldprojecten waarin recyclinggranulaat in beton werd gebruikt, om zo de toch bestaande praktijkervaring beter te documenteren en te onderbouwen • een eerste aanzet tot een Technische Richtlijn (of Rapport) om het maken van beton met gerecycleerde granulaten in de praktijk te ondersteunen, door het samenbrengen van de beschikbare kennis en ervaring hieromtrent. Op deze twee aspecten wordt in de paragrafen volgend op de evolutie in de normen dieper ingegaan.

Evolutie in het normenkader

Het normatief kader voor gebruik van gerecycleerde granulaten in beton is samengesteld uit een aantal normen die met elkaar verbonden zijn. Er zijn normen op Europees niveau, zowel voor granulaten als voor beton. Anderzijds zijn er ook op Belgisch niveau een aantal aanvullende normen en toepassingsreglementen, zoals in onderstaande tabel weergegeven.


| 132

Tabel 115 Relevante normen en reglementen voor beton en gerecycleerde granulaten 1 CEN (EU) Granulaten voor beton

EN 12620:2008

Beton

EN 206-1:2001

Aanvullende normen

EN 13369, …

NBN (België)

NBN B15001:2004 & update 2012 NBN B15-100, normen voor prefab-producten, …

Aanvullende documenten PTV406, COPRO TRA10 en TRA11, Certipro CRT-LB 2.20 TRA 550, SB250, …

De NBN EN 12620:2008 – Granulaten voor beton specifieert de eigenschappen van granulaten (natuurlijk, kunstmatig, gerecycleerd) voor gebruik in beton. Granulaten die hieraan voldoen, zijn in algemene termen geschikt voor gebruik in beton. Dit betekent niet dat ze in elke betontoepassing mogen worden gebruikt. Daarvoor dient in een aantal gevallen volgens NBN EN 206-1 en NBN B15-001 de gebruiksgeschiktheid specifiek te worden aangetoond. Een eerste belangrijke wijziging om een antwoord te bieden aan bepaalde knelpunten die anno 2008 werden geformuleerd, is de expliciete opname van gerecycleerde granulaten als granulaten geschikt voor beton en de opname van een aantal proefnormen ter bepaling van een aantal specifieke eigenschappen van gerecycleerde granulaten. Door opname van deze proefnormen en ‘prestatie’-klassen, kan via voorafgaand onderzoek een aantal potentiële risico’s die in de knelpuntenanalyse werden beschreven, worden ondervangen, mits een aangepaste organisatie van de controles en een doorgedreven acceptatiepolitiek. •

•

Samenstelling – fysische verontreiniging: NBN EN 933-11:2009 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van granulaten. Deel 11: classificatiebeproeving voor de bestanddelen van grove gerecyclede granulaten. Hiermee kan het gehalte aan gebroken beton, metselwerk, ... maar ook gehalte aan niet-steenachtige deeltjes, glas en drijvende deeltjes te bepalen. Daarnaast worden ook een aantal klassen gedefinieerd (streng, minder streng) die toelaten een quasi zuiver granulaat (zonder fysische verontreiniging) te definiëren Aanwezigheid van chemische stoffen, specifiek voor gerecycleerde granulaten: Bepaling van gehalte aan wateroplosbare sulfaten (volgens NBN EN 1744-1), bepaling van gehalte aan zuuroplosbare chloriden (volgens NBN EN 1744-5),

1

meer info: http://www.occn.be, http://www.copro.be, http://www.certipro.be en http://www.probeton.be


| 133

deeltjes die de binding en verharding kunnen verstoren of verhinderen (volgens NBN EN 1744-6) Een tweede belangrijke wijziging is te vinden in de nieuwe ontwerpversie van de Belgische aanvulling, NBN B15-001, op de Europese norm voor beton, EN 206-1. Zoals aangegeven in de paragraaf over de knelpunten, stond er anno 2008 in EN 206-1, en zijn nationale aanvulling, NBN B15-001, niets expliciet vermeld over het gebruik van gerecycleerde granulaten. Dit betekent dat in die situatie de geschiktheid voor gebruik (van gerecycleerd granulaat in beton) dient aangetoond te worden voor de vooropgestelde toepassing. Aangezien geen uitdrukkelijke regels werden opgesteld om deze gebruiksgeschiktheid aan te tonen, is het dus vrij moeilijk dit als geïnteresseerd bedrijf zelf in te vullen. In de nieuwe versie van de NBN B15-001, die begin 2012 zou verschijnen, zijn voor het eerst wél expliciete bepalingen aangaande het gebruik van gerecycleerde granulaten opgenomen. Hierdoor wordt in feite voor de toepassing hieronder beschreven de ‘algemene en specifieke gebruiksgeschiktheid’ aangetoond. Indien aan deze eisen wordt voldaan, zijn er geen bijkomende bewijzen te leveren of proeven uit te voeren. "De geschiktheid is in algemene zin aangetoond voor gerecycleerd granulaat dat voldoet aan EN 12620, met volgende bijkomende eisen: • •

d ≥ 4 mm en D ≥ 10 mm ; voldoet minimaal aan de

• • •

/XRg0.5-/FL2- van EN 12620 ; voldoet minimaal aan de categoriën Fl20, f1,5, LA40, SS0,2, A10 van EN 12620 ; heeft een volumieke massa (ρrd) van tenminste 2200 kg/m³ ; heeft een waterabsorptie van maximaal 10%, met een variatie van maximaal ± 2% ten opzichte van de gedeclareerde waarde.

samenstellingscategorieën

Rc90/Rcu95/Ra1-

Gerecycleerd granulaat dat voldoet aan EN 12620 mag worden gebruikt in de blootstellingsklassen X0 en XC1 en in de omgevingsklassen E0 en EI. De druksterkteklasse van het beton in deze blootstellingsklassen en omgevingsklassen is beperkt tot en met C25/30. […] Gerecycleerd granulaat mag ten hoogste 20% van het totale volume aan grove granulaten vertegenwoordigen. ” (8) Door deze bepalingen kan beton voor binnentoepassingen (EI) worden gemaakt met 20% volume vervanging van het grof granulaat door gerecycleerd betongranulaat, dat aan de gestelde eisen volgens NBN EN 12620 voldoet. Daarnaast wordt in de normtekst benadrukt dat het ook mogelijk is om verder te gaan dan deze sterkte- en omgevingsklassen, door de specifieke gebruiksgeschiktheid aan te tonen. Het is als volgt omschreven: “Voor gebruik in andere omgevingen en


| 134

druksterkteklassen dient de gebruiksgeschiktheid aangetoond te worden voor de beoogde betonsamenstelling en het beoogde gebruik” (9). Dit is belangrijk, aangezien het marktsegment voor beton EI en C25/30 nog steeds beperkt is. In deze bijdrage wordt verder niet ingegaan op het aantonen van de specifieke gebruiksgeschiktheid. De nieuwe norm biedt voor de recyclagemarkt alvast een nieuw perspectief omdat er: • een VRAAG naar ‘gerecycleerd granulaat van een kwaliteit geschikt voor gebruik in beton (in beperkt vervangingspercentage)’ mogelijk wordt gemaakt. De eisen op granulaatniveau worden eenduidig vastgelegd, en dit biedt aan de kant van het AANBOD een houvast of een doel biedt waarnaar gestreefd kan worden • een KADER wordt gecreëerd waarin afnemers en aanbieders met vertrouwen kunnen werken, op basis waarvan ook de kwaliteit, of het volgen van de norm, kan worden gecertificeerd. Dit zal ook de VRAAG-zijde overtuigen om in een aantal toepassingen deze betonsoort te gebruiken. Tot slot kan worden aangegeven dat deze evolutie die zich op Belgisch niveau voltrekt, ook op Europees niveau aanwezig is. In de volgende versie van de Europese norm voor beton, EN 206-1, zouden eveneens een aantal bepalingen rond het gebruik van gerecycleerde granulaten opgenomen worden. De eisen die aan de gerecycleerde granulaten worden opgelegd, zouden hetzij in het normatief gedeelte van de tekst, hetzij via een informatieve annex vastgelegd worden. Aangezien de ervaringen met recyclage tussen de Europese landen fel kunnen verschillen, is nog niet duidelijk hoever de Europese norm zal gaan.

Bestaande voorbeeldprojecten in recycling-beton Zoals aangegeven, is het van belang over voldoende praktijkgegevens en gevalideerde resultaten en regels te beschikken die in alle omstandigheden toepasbaar zijn om tot een norm en/of consensus te komen. Het goed documenteren van de bestaande voorbeeldprojecten, en het opvolgen van de toestand (kwaliteit van het beton), kan het vertrouwen in de mogelijkheden en dan vooral de duurzaamheid van gerecycleerd beton positief beïnvloeden. Voorbeeldprojecten dienen ook als stimulator en vertrekbasis voor gebruik van de kennis en ervaring in toekomstige projecten. Daarom werden door het WTCB binnen het ValReCon20-project volgende onderzoekstappen gezet: • Inventarisatie van gekende projecten in België waarin beton met gerecycleerde granulaten werd gebruikt en documentatie van het toegepaste recyclagebeton • Verkennende analyse van de huidige kwaliteit en duurzaamheid van het beton • Waar mogelijk en relevant, het uitvoeren van een aantal proeven op geselecteerde voorbeeldprojecten om de kwaliteit te meten; hetzij via visuele beoordeling van de huidige toestand van het beton, hetzij via (weinig-) destructief onderzoek ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 135

•

Conclusies aangaande de kwaliteit anno 2011 van het beton gebruikt in de voorbeeldprojecten Per project werd een fiche opgemaakt die de belangrijkste kenmerken van het project samenvat: opzet, gebruikt granulaat, toepassingsgebied, betonsamenstelling, praktische aspecten op de werf. Voor elk van de projecten werd een inschatting gemaakt van de huidige kwaliteit van het (recyclage)beton. Een bevraging binnen de sector leidde niet tot de identificatie van nieuwe projecten. De analyse beperkte zich uiteindelijk tot projecten die al bekend waren bij het WTCB. Recyclagebeton zou wel breder gebruikt worden, maar dan vooral voor ondergrondse toepassingen zoals vloerplaten voor tuinhuizen en funderingen. Er zijn daarnaast bovengrondse projecten uitgevoerd met recyclagebeton, door aannemers en betoncentrales met voldoende kennis van zaken en vertrouwen in hun product. Echter, wellicht mede door de negatieve bijklank van “recyclagebeton”, wenst niemand met deze projecten in de kijker te lopen. Tot slot zijn er ook een aantal meer ‘wegenbouw’-gerichte demonstratieprojecten, die in de context van deze studie niet expliciet aan bod kwamen. In de hiernavolgende paragrafen worden de projecten één na één toegelicht.

RecyHouse, site WTCB, Limelette

Figuur 44 Zicht op het Recyhouse in de bouwfase Beschrijving Project – 1999

Het RecyHouse (www.recyhouse.be) op de WTCB-terreinen in Limelette is een door de EU gefinancierd LIFE demonstratieproject, waarin meer dan 150 verschillende bouwproducten met gerecycleerd materiaal werden verwerkt. Er waren ook diverse betontoepassingen. Zo werden in alle stortbeton-componenten gerecycleerd menggranulaat 7/20 gebruikt: dragende kolom- en balkstructuur, kelderplaat, toegangshelling, … Voor het betontype C25/30 gebruikte men 350 kg/m³ CEM III/A 42,5 N LA*, grof rivierzand en een superplastificeerder/sterk waterreduceerder (TIXO, 2,5 %). Het stortklaar beton op basis van mengpuingranutaten 7/20 werd gekenmerkt door een verhoogd watergehalte (rekening houdend met de wateropslorping van de mengpuingranulaten), verhoogd cementgehalte*, verhoogde stroefheid, relatief snelle ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 136

terugval van de consistentie, normaal luchtgehalte, lagere volumieke massa, hogere wateropslorping, overeenkomstige druksterkte. *Er werd door de uitvoerder geopteerd voor een verhoogd cementgehalte, om meer zekerheid in te bouwen. Anno 2011 Na 12 jaar blootstelling is het beton buiten over het algemeen in goede staat. Wel zijn er roest-uitlopers zichtbaar. Deze kunnen voorkomen uit ijzerhoudende granulaten of, in dit specifiek geval, de aanwezigheid van ijzerdeeltjes (deeltjes wapening) in het gebruikte mengpuin. Indien deze deeltjes dicht tegen het oppervlak liggen, zullen ze na verloop van tijd beginnen corroderen. De regen voert het corrosieproduct (ijzeroxide) mee en veroorzaakt de uitlopers. Deze roestplekken kunnen, afhankelijk van de toepassing, een zeer lokaal esthetisch probleem vormen, maar worden in het geval van RecyHouse niet echt als storend ervaren.

Figuur 45 Roestige uitlopers aan het betonoppervlak

Figuur 46: Scheurvormingen aan bovenoppervlak muur


| 137

Daarnaast werd ook scheurvorming aan de bovenkant van de betonmuur van de garage-inrit vastgesteld, dit ter hoogte van de wapening. Wellicht is dit te wijten aan plastische krimp ten gevolge van slechte afwerking of kwaliteit van dit betondeel, en is dit niet noodzakelijk toe te schrijven aan het gebruik van gerecycleerd materiaal. De huidige carbonatatiediepte van het beton werd nagegaan, en dit voor alle oriëntaties (NOZW). Hiertoe werden er gaatjes geboord (∅ 8mm) terwijl het boorstof werd opgevangen op een met fenolftaleïne besprenkeld blad papier. Wanneer het boorstof roze kleurt, wordt gestopt met boren waarna de diepte van het boorgat gemeten wordt. Dit wordt per zone enkele keren uitgevoerd. Het gemiddelde per oriëntatie wordt in onderstaande tabel gegeven. Tabel 116 Gemeten carbonatatiediepte in Recyhouse-beton Oriëntatie West Oost Zuid Noord

Gemiddelde carbonatatiediepte (mm) 7,8 10,2 17,2 13,3

Uitgaande van de teruggevonden carbonatatiedieptes en de ouderdom van het beton, kan de carbonatatiecoëfficiënt in reële omstandigheden bepaald worden. Dit is een maat voor de snelheid waarmee het beton in die omstandigheden carbonateert. Indien de dekking van de wapening bekend is, kan de levensduur berekend worden van de constructie. In dit geval wordt een maximale carbonatatiecoëfficiënt van 5 mm/j bekomen. Aangezien de omgevingsomstandigheden anders zijn dan de omstandigheden van proeven in labo-omgeving, is het moeilijk om deze waarde te vergelijken met waarden uit de literatuur. De carbonatatiecoëfficiënt op basis van in situ meting is in ieder geval niet opvallend hoog.


| 138

Berendrechtsluis, Haven Antwerpen

Figuur 47 De Berendrechtsluis in opbouw Beschrijving Project – 1988

Voor de bouw van de toen grootste sluis ter wereld werden de zuidelijke kaaimuren van de Zandvlietsluis afgebroken. Met dit puin werd zowat 70.000 m³ puingranulaat geproduceerd, met korrelmaten voor gebruik in beton en wegeniswerken. Met het gebroken materiaal afkomstig van de sloop werd onderzoek uitgevoerd op de mogelijkheden voor gebruik van de fractie 4/28 in nieuw beton. De fijne fractie kleiner dan 4 mm werd niet weerhouden omdat er gevreesd werd voor verontreiniging en te veel fijnen. Uit dit onderzoek kwam volgende samenstellingsaanbeveling, per m³ beton: - 350 kg LK-30-cement (hoogovencement, om opwarming in betonmassief, krimp en kruip onder controle te houden) - 40 kg scheldezand 0/2 - 600 kg rijnzand 0/5 - 1116 kg gerecycleerd granulaat 4/28 In het onderzoek werd ook opgemerkt dat de granulaten best voorbevochtigd dienden te worden om de verwerkbaarheid van het beton op peil te houden. Anno 2011 Probleem bij dit project is het gebrek aan documentatie en aanwijzingen over waar het gerecycleerde beton werkelijk toegepast werd. Zinvolle uitspraken over de kwaliteit van het gerecycleerde beton in de Berendrechtsluis kunnen dan ook niet gedaan worden. Gezien de sluis in gebruik is, en zeer omvangrijk van omvang (er is 650 000 m³ beton gebruikt), was het niet mogelijk om zonder ernstige aanwijzingen van waar het ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 139

gerecycleerde beton zich zou kunnen bevinden een (destructief) proefprogramma op te zetten. (Hiervoor zou bovendien ook een omvangrijk budget nodig zijn). Het bezoek ter plaatse leverde onvoldoende bijkomende informatie op: Visueel kan niet worden vastgesteld of en waar er recyclagemateriaal in het beton zit. Merk op dat vanwege het massieve karakter van de structuur slechts een klein deel van al het beton ‘zichtbaar’ is – het recyclagemateriaal zou ook in een niet-toegankelijke zone kunnen zitten.

Figuur 48 Overzicht van de zuidelijke kaaikant van de Berendrechtsluis

Kamp C, Westerlo

Figuur 49 Kamp C in afgewerkte toestand en in opbouw Beschrijving Project – 2001

Bij de bouw van Kamp C werd er gewerkt met gerecycleerd beton voor de minder belangrijke structuurelementen, met volgende vervangingspercentages voor de grove granulaten: 100% voor een vloerplaat en een werkvloer, 20% voor de meeste balken en 2 wanden. Wegens gebrek aan ervaring bij de verschillende bouwpartners en een ontbrekend normkader anno 2001 werd ervoor geopteerd de meeste structurele elementen niet met recyclagebeton uit te voeren. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 140

Het beton werd vervaardigd met 320 kg CEM III/A 42,5, zand 0/5, grind 4/28 en 24% gerecycleerde granulaten 0/20 (om uiteindelijk 20% > 4 mm over te houden). Het skelet werd vergeleken met de korrelgrenzen in de Nederlandse norm NEN 5950 en viel perfect binnen de ABC-curves. De kubusdruksterkte die moest behaald worden was f’ck = 35 N/mm². De water/cement-factor bedroeg 0,55. Door grote problemen met de verwerkbaarheid van een mengsel met 100% vervanging door een 0/40 werd uiteindelijk overgestapt op 20% vervanging 0/20. Anno 2011 Visueel onderzoek van de muur (de vloerplaten met 100% vervanging zijn niet toegankelijk en bevinden zich in een niet agressieve binnenomgeving – de muur is omgeving EE2) leert dat het beton in zeer goede staat is en goed is afgewerkt: weinig tot geen grindnesten, ... . Ook hier blijken er kleine roestvlekjes aan de oppervlakte tevoorschijn te komen, gelijkaardig aan degene die bij het RecyHouse werden vastgesteld. Deze zijn echter een stuk minder ernstig, mede daar er in deze betonmuur slechts 20% vervanging is toegepast. Deze vlekjes zijn mogelijk te wijten aan kleine ijzerdeeltjes, dicht aan het betonoppervlak. Mogelijk zijn dit ongewenste overblijfsels van de wapening van het gerecycleerde beton, die normaal volledig verwijderd wordt. Er werd een kleine proef op carbonatatiediepte uitgevoerd. Deze gaf aan dat het beton nog zo goed als niet is gecarbonateerd.

Figuur 50 Illustratie van de uitgevoerde proef op stof van boorgaatjes


| 141

.

Centrum Duurzaam Bouwen, Heusden-Zolder

Figuur 51 Zicht op het Centrum Duurzaam Bouwen & uitvoering van betonvloer Beschrijving Project – 2001

Bij de renovatie van de oude mijngebouwen in Zolder anno 2000-2002 werd de toepassing van gebroken puingranulaat uitgetest in een te polieren betonvloer in de uitbreidingsruimtes op de 2e verdieping. Het beton dat hier werd gebruikt, had de volgende samenstelling: • Cement CEM III A 42,5 R : 350 kg/m³ • Gerecycleerde granulaten 100% mengpuin 5/30: 1090 kg/m³ • Zand: maaszand (menging 3 soorten) 0/4 : 755 kg/m³ • Water/cement-factor: 0,8 • Hulpstoffen: geen

De vloerder werd tijdens de uitvoering met een aantal belangrijke verwerkingsproblemen ten gevolge van een moeilijk reproduceerbare verharding geconfronteerd. Dit resulteerde in lange procestijden (een ploeg stond meer dan 1.5 u stand-by) en een veel snellere uitharding, waardoor het polieren niet optimaal kon gebeuren. Daarbij ontstonden ook microscheurtjes, zodat een betonvloer van iets lagere kwaliteit werd bekomen.

Anno 2011 Bij het bezoek ter plaatse werd vastgesteld dat de betonvloer op het 2e verdiep in vrij goede staat is. Hij vertoont wel sporen van gebruik (meubels, stoelen, ...). In vergelijking met de betonvloer op de gelijkvloerse verdieping vertoont de vloer met recyclagemateriaal relatief meer fijne scheuren. Dit is wellicht te wijten aan de hoge water/cement-factor (W/C-factor = 0.8) die heeft gezorgd voor een grotere krimp en dus scheurvorming.


| 142

Figuur 52 Scheurtjes in het betonoppervlak Er zijn enkele sporen terug te vinden van het recyclagemateriaal. Er is 1 stukje metselwerk zichtbaar, waar de vloer beschadigd werd. Daarnaast werden over het hele oppervlak, op verschillende plaatsen, blootliggende stukjes hout gevonden. Deze stukjes liggen allemaal net onder de cementhuid van de vloer. Deze stukjes werden via het mengpuingranulaat mee gebetonneerd. Door de hoge W/C-factor was er wellicht meer kans op segregatie, waardoor lichtere deeltjes gaan ‘drijven’ en zwaardere delen zakken in het vloeibare beton. Dit kan mede verklaren waarom deze houtdeeltjes net onder het gepolierde oppervlak liggen. Aangezien hout en beton zich anders gedragen in functie van temperatuur en vocht, is het niet verwonderlijk dat de dekkende cementhuid afgesprongen is ter plaatse van de houtdeeltjes.

Figuur 53 Zichtbaar stukje metselwerk waar vloer beschadigd werd


| 143

Figuur 54 Verschillende stukjes afgesprongen cementhuid ten gevolge van onderliggende houtstukjes (1-5 cm)

Kantoorgebouw VMM, Aalst

Figuur 55 Zicht op de nieuwbouw voor VMM in Aalst © De Smet Vermeulen architecten Beschrijving Project – 2001

Aangezien het technische dossier voor aanbesteding reeds was opgemaakt, werd 20% vervanging van het grof granulaat nagestreefd, in een aantal gedefinieerde toepassingen. Uiteindelijk kwam het recyclingbeton onder meer terecht in de gepolierde betonvloeren. De betonvoorschriften waren als volgt omschreven:


| 144

• • •

C25/30, Milieuklassen 1 – 2a (volgens oude Belgische betonnorm NBN B15001:1992) – Gewapend beton CEM III/A 42,5LA, kalksteen 7/20, betongranulaat 4/20 (20%) Consistentie F3 via superplastificeerder

Dit resulteerde bij uitvoering in een hogere cementdosering, een hogere dosering van de plastificeerder, bijkomende (visuele) controle van het granulaat, een extra kost voor de aankoop & opslag van het betonpuin, en een reiniging van menger & mixer. Gevolg was een meerprijs van 20% ten opzichte van gewoon beton. De conformiteit werd door de fabrikant aangetoond (wegens geen BENOR) via het aangeven van consistentie, W/C-factor en cementgehalte. De gemiddelde druksterkte van het geleverde beton bedroeg 49,6 N/mm². Bij het polieren bleek het beton al te droog en te uitgehard, met veel stofvorming tot gevolg. De waterhuishouding van het mengsel stond dus niet helemaal op punt. Het is onduidelijk of dit te wijten is aan het al dan niet voorbevochtigen van de gerecycleerde granulaten. Anno 2011 Bij het plaatsbezoek werd een vloer in behoorlijk goede staat teruggevonden. Opvallend was wel dat de gepolierde vloeren in de kantoren (in tegenstelling tot de vloer aan de inkomhal) in zeer kleine vlakken zijn ingezaagd. Dit kan gebeurd zijn om de krimpwerking van de vloer beter onder controle te houden of om esthetische redenen (bureauvloer, gelijkend op een tegelvloer). Naar het gebruik van gerecycleerde granulaten toe, werd naast de stofvorming (mogelijk ten gevolge van een gecompliceerde waterhuishouding in een toepassing die sowieso al moeilijk uit te voeren is), geen bijkomende bijzonderheden, zoals bv. putjes of verontreinigingen, vastgesteld. Conclusies uit het historisch onderzoek Een eerste belangrijke conclusie bij de analyse van de voorbeeldprojecten is dat het zeer moeilijk is om vijf, tien, of twintig jaar na datum van uitvoering nog voldoende documenten terug te vinden. Voor toekomstige voorbeelden demonstratieprojecten lijkt het aangewezen meer te documenteren en op te volgen. Door het soms ontbrekende bewijsmateriaal, en het verschil in aanpak van de verschillende projecten (gebruik betonpuin, mengpuin, toepassingsgebied, cementgehalte, vervangingspercentage grof granulaat), is het niet eenvoudig om een aantal algemene uitspraken te doen aangaande de duurzaamheidskenmerken van het recyclingbeton en de prestaties anno 2011. We stellen echter wel vast dat: • Bij de meeste projecten de verwerkbaarheid van het recyclingbeton dé grote uitdaging bleek. Door de verschillen in waterhuishouding ten overstaan van een


| 145

•

•

‘normaal’ betonmengsel was het telkens moeilijk een beton te bekomen dat zich op een gelijkaardige manier liet verwerken (consistentie, vloeibaarheid, ...). Dit geldt meer in het bijzonder voor de toepassing ‘gepolierde betonvloer’. Bij geen enkel van de projecten al problemen zijn opgedoken: er is geen schade ten gevolge van wapeningscorrosie, en er zijn nog geen structurele problemen, geen versnelde degradatie, geen andere aantasting in vergelijking met ‘normaal’ beton. Vaak is het ook zo dat het beton ‘veiligheidshalve’ in binnentoepassingen of in niet-dragende constructies werd toegepast. Het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton op zich is in die projecten veeleer een demonstratie, dan dat het een echte test is voor het gerecycleerde beton, gezien het weinig of niet wordt blootgesteld aan aantastingsmechanismen. Esthetiek een aandachtspunt kan zijn, indien men het gerecycleerde granulaat in zichtbare toepassingen wil gebruiken. Door het sloop- en breekproces, kunnen er kleine ijzerdeeltjes in het granulaat aanwezig blijven. Indien deze bij het inbetonneren aan de oppervlakte terecht komen, kan er corrosie optreden, en neemt het aflopende water deze roestdeeltjes mee, die afgezet worden en ‘uitlopers’ genereren. Uit het project CeDuBo in Heusden-Zolder blijkt ook dat drijvende deeltjes (stukjes hout) in een betonvloer op termijn een probleem kunnen geven van putvorming of afspringen van de toplaag, zeker indien de thermische uitzettingscoëfficiënt van deze deeltjes sterk verschilt van die van beton.

Recycling en beton in de praktijk – Technisch Rapport Het IWT-TETRA-onderzoeksproject ValReCon20 had ook als doel de bestaande kennis in de wetenschap en in de praktijk rond gerecycleerd beton samen te brengen, gericht op de praktische uitvoering. Onder de vleugels van het TC Ruwbouw heeft het WTCB het initiatief genomen om voor het thema ‘Recycling en beton’ een Technisch Rapport uit te werken, waarin de verschillende relevante aspecten bij het hoogwaardig recycleren van betonpuin in beton worden behandeld. Hierbij wordt de keten gevolgd, vanaf de bron – het voorbereiden van de sloop – naar de productie van het gerecycleerd granulaat (aandachtspunten en realisatie van kwaliteit) en het maken en toepassen van beton met gerecycleerde granulaten (mengselontwerp, productie-aspecten, kwaliteit, gebruik op de werf). Daarnaast worden ook andere aspecten zoals het voorschrijven van beton met gerecycleerd granulaat en het onderbouwen van de gebruiksgeschiktheid toegelicht. Het rapport is bedoeld voor de verschillende actoren binnen de keten van bouwen sloopafval waarin afval wordt gerecycleerd tot hoogwaardige grondstoffen voor gebruik in beton. • Bouwheer-sloopdeskundige-sloopaannemer: organisatie van de afbraak met een kwalitatief resultaat.


| 146

•

Sorteerbedrijf & puinbreker: produceren van een gerecycleerd granulaat dat aan kwaliteitseisen voldoet • Betonproducenten: hoe omgaan met technische en praktische uitdagingen en aandachtspunten, aangevuld met kwaliteitscontrole, toepassing op de werf, … • Dit rapport zou tot slot ook ontwerpers en bouwheren meer vertrouwen moeten geven om beton met gerecycleerde granulaten voor te schrijven in projecten. Doel van het Technisch Rapport is aanvullend op de normen en certificatiereglementen een aantal concrete, meer praktische zaken toe te lichten, en dit met nadruk op de elementen van belang voor de uitvoering. Zo kan reeds van bij de sloopfase meer aandacht worden gegeven aan het scheiden van ‘hoogwaardig’ betonpuin van andere stromen of het ondervangen van risico’s op sulfaten of chloriden (bv. afkomstig van de afbraak van een zwembad). Het Technisch Rapport zou ook voor de producent, voorschrijver en gebruiker van het gerecycleerde beton een aantal pistes kunnen aanreiken als aanvulling op het normatief kader. Onderzoek en ervaringen uit voorbeeldprojecten geven, zoals hierboven reeds aangetoond, toch aan dat er bij bepaalde toepassingsgebieden voorzichtigheid en randvoorwaarden in acht dienen genomen te worden. Er dient voldoende aandacht te zijn voor de verwerkbaarheid, de verhardingsperiode, een goede nabehandeling in functie van krimp, risico’s op drijvende deeltjes (hout) en vlekvormende bestanddelen (bv. ijzerdeeltjes). Duidelijk is dat er in dit Technisch Rapport rekening zal moeten gehouden worden met het verschil tussen meer traditionele betontoepassingen, en de wat ‘moeilijkere’ betontoepassingen. Indien de eisen gesteld aan het beton verregaand zijn, zoals bijvoorbeeld in het geval van zichtbeton of gepolierde vloeren, moeten alle betrokken partijen goed geïnformeerd zijn over de risico’s en de na te leven voorwaarden. Specifiek voor de uitvoerder en voorschrijver zouden een aantal voorbeeldclausules voor bestekken aangereikt kunnen worden. Op deze wijze zou de aannemer ondersteund worden bij het correct bestellen van beton, in functie van de toepassing, de verwerkbaarheid van gerecycleerd beton, de manier van verwerken en de nabehandeling, tot aan de duurzaamheid toe: cementkeuze, granulaatdiameter, vervangingspercentage, .... Samen met alle belanghebbende partijen, die in een werkgroep of leescomité worden verzameld, wordt dit document in 2012 verder afgewerkt.

Besluit: de blik voorwaarts

In vergelijking met 2008 zijn een aantal stappen voorwaarts gezet zijn om aan de knelpunten die werden opgelijst, te verhelpen. Het gebrek aan vertrouwen wordt al deels ondervangen door het op punt stellen en uitbreiden van het normkader voor


| 147

granulaten en beton, zodat iedereen over dezelfde karakteristieken en eisen spreekt, wat alvast een basis voor overeenstemming en consensus vormt. Daarnaast is er in de praktijk nog een inspanning te leveren. Goed gedocumenteerde projecten en voorbeeldprojecten vormen een basis voor de beeldvorming en de onderbouwing van de bestaande praktijkervaring. Het onderzoek naar bestaande voorbeelden toont enerzijds aan dat al te vaak documentatie ontbreekt en dat projecten die worden uitgevoerd met recyclagebeton niet worden beschreven, waardoor uitspraken en opvolging achteraf moeilijk zijn. Anderzijds toonden de plaatsbezoeken aan dat het beton doorgaans in goede staat verkeert, maar dat er wel enkele specifieke aandachtspunten ten gevolge het gebruik van gerecycleerd materiaal in beton bestaan, zoals vlekvorming, verwerkbaarheid, .... Om de implementatie van wetenschappelijke kennis en ervaring te verbeteren, werkt WTCB aan een Technisch Rapport in dit domein, dat dieper ingaat op de praktische aspecten van het maken en gebruik van beton met gerecycleerde granulaten. Deze stappen, zowel normalisatie als versterking van de praktijk, leiden hopelijk op termijn naar een betrouwbaar, algemeen aanvaard en gecertificeerd recyclage-beton. Op dat moment is het aan de sector om de economische haalbaarheid in de praktijk te realiseren.

Dankwoord De auteurs willen hun uitdrukkelijke dank uitdrukken voor: - De goede samenwerking met de partners binnen het ValReCon20-project: Luc Boehme & Miquel Joseph van de KHBO en Ann Van Gysel en Joris Claes van Lessius Mechelen – Campus De Nayer. - De medewerking van de eigenaars-beheerders van de verschillende bezochte voorbeeldprojecten: o Dhr. To Simons van CeDuBo o Dhr. Dirk Verbeeck van Kamp C o Dhr. Jos De Winne en dhr. Chris Sterk van de VMM in Aalst o De verschillende contactpersonen voor het Berendrechtsluis-project - De ondersteuning vanuit de equipe Norm-Antenne ‘Beton-Mortel-Granulaten’ http://www.wtcb.be/antenne_norm/beton/nl/


| 148

Referenties 1

European Environment Agency, “The European Environment - State and outlook 2010. Material resources and waste”, Copenhagen, 2010. 2 J. Vrijders, J. Desmyter, Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren, OVAM, Mechelen, 2008. 3 J. Desmyter, S. Blockmans, P. De Pauw, Puingranulaten en gerecycleerd beton : nieuwe resultaten en ontwikkelingen. Deel 2 : gerecycleerd beton. (Onderzoek), WTCB Tijdschrift, 1999/09/00, n° 3. 4 CUR – Diverse Aanbevelingen: 5 Metselwerkpuingranulaat als toeslagmateriaal voor beton; 58 Menggranulaten in betonwanden voor bouwwerken in veiligheidsklasse 1 en 2; 80 Beton met menggranulaten als grof toeslagmateriaal; 106 Beton met fijne fracties uit BSAgranulaten; 112 Beton met betongranulaat als grof toeslagmateriaal. 5 Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, DAfStb-Richtlinie: Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN 4226-100, Duitsland, 2004. 6 http://www.nbn.be/nl/nbnkort.html – geconsulteerd op 30.11.2011 7 Boehme, L. et.al., IWT-Rapport ValReCon20, 2011. 8 NBN, prNBN B 15-001, Aanvulling op NBN EN 206-1 – Beton – Specificatie, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit, 2011. 9 Ibid.


| 149

Certificatie van beton met gerecycleerde granulaten

Caroline Ladang(1), Benny De Blaere(1), Sammy Gruss(2) (1) SECO, Activiteit Certificatie en Inspectie, Aarlenstraat 53 – 1040 Brussel (2)

CRIC-OCCN, Dienst Certificatie & Keuring, Vorstlaan 68, 1170 Brussel

[email protected] [email protected] [email protected]

Samenvatting

De beschikbare ervaringsgegevens met gerecycleerde granulaten laten vandaag niet toe om een ruim normatief kader te definiëren voor het algemene gebruik van deze granulaten in constructief beton. De gecontroleerde toepassing van betonpuingranulaten binnen het strikte kader van gecertificeerd beton kan de eerste stap zijn naar een meer veralgemeend gebruik en de opbouw van de noodzakelijke ervaringsgegevens zonder vermindering van de kwaliteitsgaranties voor de eindgebruiker. In samenwerking met de betrokken sectoren werd een ontwerp van certificatieschema uitgewerkt, dat verder zal ingevuld worden. De productkwaliteit en de procescontrole, zowel bij de producent van de puingranulaten als bij de producent van het beton met gerecycleerde granulaten, staan daarbij centraal.

Inleiding

Het gebruik van puingranulaten in laagwaardige betonsoorten is reeds algemeen ingeburgerd. Zand-cementmengsels en onderfunderingen worden op grote schaal met gerecycleerde granulaten vervaardigd. Voor wat betreft het constructief gewapend beton blijft het gebruik tot op heden echter beperkt tot toepassingen in de particuliere sector, zonder certificatie, en pilootprojecten uitgevoerd in het kader van technologisch onderzoek. Het gebruik van betonpuingranulaten ter vervanging van natuurlijke granulaten houdt immers enig risico in met betrekking tot de sterkte en duurzaamheid, zoals de mogelijke negatieve impact van onzuiverheden op het hydratatieproces, de variaties in water-cementfactor door schommelingen in waterabsorptie, de krimpgevoeligheid, het risico op alkali-silicareactie, … De betonnormen leggen het gebruik van gerecycleerde granulaten voor constructieve toepassingen om deze redenen sterk aan banden, maar voorzien in de mogelijkheid om de specifieke geschiktheid van een betonmengsel op basis van betonpuingranulaten aan te tonen.

Normalisatie versus certificatie

Een norm is een document, opgesteld met consensus en goedgekeurd door een erkende instelling, dat voor gemeenschappelijk en herhaald gebruik regels, richtlijnen of kenmerken bevat met het doel zoveel mogelijk orde te bereiken in een bepaalde context. De gebruiksgeschiktheid, de veiligheid in het gebruik en de duurzaamheid van producten worden niet langer aan het toeval overgelaten, maar worden, dank zij de


| 150

normen, getoetst en gewaarborgd door regels die in alle gevallen hun degelijkheid hebben bewezen. In het geval van het gebruik van betonpuingranulaten in constructief beton in de Belgische context zijn er weinig gedocumenteerde ervaringsgegevens beschikbaar. Een groot deel van de beschikbare gegevens is bovendien afkomstig van pilootprojecten die werden uitgevoerd in het kader van technologisch onderzoek onder begeleiding van gerenommeerde instellingen (WTCB, OCW, …). De puingranulaten die werden gebruikt in deze projecten zijn niet noodzakelijk representatief voor het volledige gamma aan producten beschikbaar op de Belgische markt. Ook het feit dat het meestal sterk gecontroleerde of grote projecten betreft heeft een positieve impact op de kwaliteit die niet veralgemeend kan worden. De huidige Belgische ervaring met betonpuingranulaten laat bijgevolg nog niet toe om met voldoende zekerheid te stellen dat betonpuingranulaten in vochtige omgevingen zonder meer kunnen ingezet worden. Het feit dat de normalisatie beperkende regels voorziet die een algemeen gebruik uitsluiten, betekent echter niet dat puingranulaten niet op een gecontroleerde manier in constructief beton mogen toegepast worden. De betonnormen voorzien daartoe de mogelijkheid, door op te leggen dat de specifieke gebruiksgeschiktheid van de betonsamenstelling voor de beoogde toepassing moet aangetoond worden. De noodzakelijke garanties hiervoor kunnen geleverd worden door de certificatie. Certificatie houdt immers in dat een derde partij kenbaar maakt dat er een gerechtvaardigd vertrouwen bestaat dat een duidelijk omschreven product, proces of dienst in overeenstemming is met een bepaalde norm, of met een ander eisenstellend document. Ook de geschiktheid van een product in een bepaalde toepassing kan onder certificaat gegarandeerd worden. Het certificatieschema heeft daarnaast ook altijd betrekking op het door de leverancier aan te houden kwaliteitssysteem, waardoor de zekerheid geboden wordt dat de leverancier in staat is om bij voortduring producten te maken die aan de eisen voldoen.

Normalisatie en certificatie: Stand van zaken

Met de publicatie van de nieuwe Belgische aanvulling (NBN B15-001) op de Europese betonnorm (NBN EN 206-1) wordt het gebruik van betonpuingranulaten in constructief beton expliciet voorzien. Ook de nieuwe ontwikkelingen binnen EN 206-1 voorzien expliciet in het gebruik van gerecycleerde granulaten. NBN B15-001:2012 In deze norm worden expliciet eisen opgenomen waaraan betonpuingranulaten dienen te voldoen om gebruikt te kunnen worden in constructief beton (figuur 1). Mengpuingranulaten worden hierbij uitgesloten. De eisen garanderen het gebruik van quasi zuiver betonpuingranulaat, met beperkte waterabsorptie.


| 151

Figuur 56 : Eisen aan gerecycleerde granulaten voor gebruik in beton volgens NBN B15-001:2012 Voor wat betreft de eisen met betrekking tot het gebruik van dit type granulaat werd ook paragraaf 5.2.3.5 ‘Gebruik van granulaat: Gerecycleerd granulaat’ toegevoegd (figuur 2).

Figuur 57 : Beperkingen voor het gebruik van puingranulaten in beton volgens NBN B15-001:2012 Een vervanging van 20v% van het grove toeslagmateriaal, in een droge omgeving, in een sterkteklasse tot en met C25/30 is zonder meer toegelaten. Gebruik in andere omgevingsklassen en/of sterkteklassen is mogelijk, maar dan dient de specifieke gebruiksgeschiktheid expliciet aangetoond te worden. prEN 206:2011 In de nieuwe ontwerpnorm EN 206 werd het gebruik van gerecycleerde granulaten eveneens expliciet voorzien. Het gebruik is toegelaten voor zover de gebruiksgeschiktheid van de granulaten werd aangetoond. Dit is mogelijk op basis van een Europese technische goedkeuring, of op grond van nationale regelgeving. In de nieuwe ontwerpnorm werd eveneens een informatieve bijlage E voorzien, met richtlijnen voor het gebruik. De bijlage E vermeldt zowel betonpuingranulaat als mengpuingranulaat met een hoog gehalte aan betonpuin, die beide aan specifieke samenstellingseisen dienen te voldoen. Het gebruik van elk van deze categorieën is beperkt tot een aantal omgevingsklassen en vervangpercentages. Ook hier is het gebruik beperkt tot grof ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 152

materiaal. Het type B materiaal (mengpuin) is beperkt tot de sterkteklasse C30/37, voor het type A materiaal (zuiver betonpuin) zijn er geen beperkingen in sterkteklassen, maar dienen wel krimp, kruip en E-modulus voor hogere sterkteklassen experimenteel bepaald te worden. Voor wat betreft de beperkingen naar blootstellingsklassen, kunnen deze omgezet worden naar de overeenstemmende Belgische omgevingsklassen. Voor het betonpuingranulaat wordt het gebruik beperkt tot de klassen E0, EI, EE1 tot EE3 en EA1. Het gebruik van mengpuingranulaat wordt beperkt tot de omgevingsklassen E0, EI en EE1.

Figuur 58 : Samenstellingseisen voor gerecycleerde granulaten voor gebruik in beton volgens prEN 206:2011


| 153

Figuur 59 : Richtlijnen voor beperkingen tot bepaalde blootstellingsklassen bij gebruik in beton volgens prEN 206:2011 BENOR-certificatie van beton, TRA 550, 2.3 (2011) Het huidige toepassingsreglement voor certificatie van stortklaar beton laat het gebruik toe van gerecycleerde betonpuingranulaten, maar onder zeer limiterende beperkingen. Zo is de vervanging van 20 m% betonpuingranulaat toegelaten in beton met een sterkteklasse tot C16/20, in de omgevingsklassen E0 en EI. Na de publicatie van de nieuwe norm NBN B15-001 is een aanpassing van dit reglement voorzien, om in te spelen op de nieuwe evoluties.

Naar een betere valorisatie gecertificeerd beton

van

gerecycleerde

granulaten

in

Het huidige normatieve kader en de bestaande certificatieschema’s laten niet toe om gerecycleerde granulaten te gebruiken in gecertificeerd beton in andere omgevingsklassen dan E0, EI. Om voldoende ervaring op te bouwen, en het gebruik van gerecycleerde granulaten in constructief beton de plaats te geven die betontechnologisch haalbaar en verantwoord is, is het echter noodzakelijk om het gebruik van deze materialen onder gecontroleerde omstandigheden en mits een goede procesbeheersing uit te breiden naar meer hoogwaardige toepassingen. In samenwerking met de betrokken partijen in de sector wordt een algemeen kader opgesteld, dat verder zal worden uitgewerkt tot een concreet certificatiesysteem. Het algemene schema is gegeven in figuur 5.


| 154

Kader

Algemeen gebruiksgeschikt voor EN 206-1

Betonpuin GranulaEN 12620 ten

Beton centrale

Algemeen en specifiek gebruiksgeschikt voor EN 206-1 en NBN B15-001 beperkt t/m C25/30, E0-EI, <20v% vervanging

CE2+

TRA 550

Specifiek gebruiksgeschikt voor EN 206-1 en NBN B15-001 voor vermelde specificatie en toepassing beperkt tot <20v% vervanging

BENOR TRA xxx

BRL yyy

BENOR Categorie A, (B), (M)

TRA 550-zz

ATG of BENOR

BENOR Categorie R

Figuur 60: Ontwerp van mogelijk certificatieschema voor de toepassing van gerecycleerde granulaten in gecertificeerd beton Certificatie gerecycleerde granulaten Gerecycleerde granulaten voor gebruik in beton conform EN 206-1 dienen de CE2+ markering te dragen op basis van de norm EN 12620 ‘Granulaten voor beton’. Bijkomend is het noodzakelijk om de eisen met betrekking tot samenstelling en eigenschappen, als voorgeschreven in de norm NBN B15-001 te garanderen door middel van een vrijwillig keurmerk (bv BENOR). Het huidige toepassingsreglement voor gerecycleerde granulaten kan vrij eenvoudig uitgebreid worden tot deze categorie van betonpuingranulaat. De aldus gecertificeerde granulaten kunnen in principe in gecertificeerd beton gebruikt worden, op voorwaarde dat aan de eisen van NBN B15-001 voldaan is, met name beperking tot C25/30, en E0 - EI, tot maximum 20v% vervanging van de grove granulaten. Een aanpassing van het toepassingsreglement TRA 550 is wel nog vereist. Specifieke gebruiksgeschiktheid van gerecycleerde granulaten Voor gebruik van gerecycleerde granulaten buiten de omgevingsklassen en sterkteklassen als expliciet toegelaten in NBN B15-001 is het noodzakelijk de specifieke gebruiksgeschiktheid aan te tonen. Deze bewijsvoering kan maar gebeuren op het niveau van een eenduidig geïdentificeerd granulaat, dit wil zeggen gerecycleerde granulaten van een bepaalde leverancier en productie-eenheid. Enkel de producent van het gerecycleerde materiaal kan instaan voor de kwaliteitsbeheersing van het productieproces (ingangscontrole en selectie, productie, controle uitgaande producten) en op die manier continu de kwaliteit en de conformiteit van zijn producten garanderen. De kwaliteitsgaranties voor productiebeheersing en producteigenschappen van gerecycleerde granulaten bestemd voor hoogwaardige toepassingen in beton, voor zover nog niet opgenomen in de bestaande BENOR-schema’s, moeten hierbij verzekerd kunnen worden. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 155

De specifieke gebruiksgeschiktheid voor het gedefinieerde product kan vervolgens aangetoond worden in één of meerdere betonsamenstellingen die representatief zijn voor het gekozen toepassingsgebied. Mogelijke instrumenten voor het attesteren van deze bewijsvoering zijn de ATG of het BENOR-merk. Het resultaat is een goedkeuring die aan de gebruiker garandeert dat de gerecycleerde materialen bij voortduring aan de gestelde eisen voldoen (certificatie), en bevestigt de voorwaarden voor gebruik in een betonsamenstelling, zoals maximale sterkteklasse en omgevingsklassen, eventuele samenstellingseisen, eventuele voorzorgsmaatregelen, … Certificatie gerecycleerd beton Niet alleen de productie van gerecycleerde granulaten maar ook van het beton op basis van gerecycleerde granulaten vereist een hoge vakkundigheid om een constante hoge kwaliteit te bereiken. Het is daarom noodzakelijk dat ook de betoncentrales die de mogelijkheden willen aangrijpen om gerecycleerde granulaten voor hoogwaardige toepassingen aan te wenden, een bijkomende garantie leveren van procesbeheersing. Daartoe kan een uitbreiding voorzien worden van het BENOR merk beton, bijvoorbeeld categorie ‘R’, die duidelijk de productie-eenheden identificeert die aan de vereiste kwaliteitseisen beantwoorden. Deze eisen zijn in het bijzonder het stockbeheer, de beheersing van de verzadigingsgraad van de granulaten, bijkomende controle en beheersing van de variabiliteit van de W/C-factor en druksterkte, …

Besluiten

Het aanzienlijke potentieel aan kwalitatieve betonpuingranulaten kan ingezet worden in meer hoogwaardige toepassingen, zoals constructief beton, maar de huidige gedocumenteerde ervaringsgegevens laten niet toe om op normatieve basis een algemene toepasbaarheid toe te laten. De opbouw van dergelijke ervaringsgegevens kan echter maar tot stand komen indien de granulaten op grotere schaal, en onder beheerste omstandigheden worden ingezet. Het ontwerp van certificatieschema dat hier wordt voorgesteld geeft een garantie van behoud van kwaliteit aan de eindgebruiker, waarbij toch de toepasbaarheid van de gerecycleerde materialen een aanzienlijke uitbreiding kan nemen, en dit binnen de grenzen van de vertrouwde BENOR-certificatie van beton.


| 156


| 157

Kwaliteitsborging van recyclinggranulaten Sofie Van Hasselt1 en Johny De Nutte2 1 COPRO – Productverantwoordelijke Hydraulisch gebonden mengsels 2 COPRO – Sectorverantwoordelijke Inerte materialen [email protected] [email protected]

Samenvatting De nieuwe Europese normen voor granulaten en beton laten het gebruik van recyclinggranulaten toe en leggen de criteria vast waaraan deze moeten voldoen. De eigenschappen van recyclinggranulaten voor gebruik in ongebonden en gebonden mengsels voor toepassing in funderingen en onderfunderingen van wegen, zijn op heden voldoend gekend. Via certificatie en de bijhorende controles op het eindproduct wordt in deze bijdrage een betrouwbaar overzicht gegeven van de kwaliteit die doorlopend kan gegarandeerd worden binnen de huidige certificatieprocedures. De toetsing van de gekende eigenschappen van recyclinggranulaten aan de normering voor gebruik in beton toont aan dat het voor de meeste eigenschappen technisch gezien verantwoord is recyclinggranulaten als grondstof te gebruiken in beton. Toch blijkt het noodzakelijk dat er in beide sectoren (recyclinggranulaten en beton) nog inspanningen zullen moeten worden geleverd om dit op een doorlopend hoog niveau te verwezenlijken.

Inleiding De kwaliteit van recyclinggranulaten is in Vlaanderen reeds enkele decennia lang geborgd door de COPRO- en BENOR-certificatie. Voor het hergebruik van puingranulaten werd steeds gefocust op onderfunderingen en funderingen van wegenis- of gelijkaardige werken. De kwaliteitseisen werden dan ook grotendeels vastgelegd volgens de van toepassing zijnde standaard- en typebestekken. Sinds een 3-tal jaar werd ook de COPRO- en BENOR-certificatie voor hydraulisch gebonden mengsels van korrelige materialen, in gebruikelijke taal betreft dit o.a. zandcement en schraal beton, ingevoerd. Steunend op uitgebreide studies, die door gemotiveerde producenten in samenwerking met COPRO werden uitgevoerd, werd aangetoond dat het gebruik van gerecycleerde granulaten in betonsamenstellingen mogelijk moet zijn. Wetenschappelijke studies hebben eveneens al aangetoond dat het gebruik van recyclinggranulaten in stortbeton mogelijk is.

Kwaliteitseisen hoogwaardig betongranulaat

Aan betongranulaat voor gebruik in stortbeton worden uiteraard hogere kwaliteitseisen opgelegd dan aan betongranulaat voor ongebonden en hydraulisch gebonden mengsels. Deze recyclinggranulaten worden daarom als hoogwaardig betongranulaat betiteld. De kwaliteitseisen voor dit hoogwaardig betongranulaat worden weergegeven tabel 1. De normen NBN B15-001, EN 206-1 en EN 12620 zijn ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 158

momenteel in herziening. In de vernieuwde versie van deze normen, zullen deze eisen ook worden opgenomen. Voor de norm prNBN B15-001 staan deze eisen al vermeld in art 5.1.3 granulaat (Aanvullingen). In het Standaardbestek voor de Wegenbouw SB250 versie 2.2, werd het hoogwaardig betongranulaat opgenomen. Hierin worden eveneens dezelfde eisen opgelegd aan het hoogwaardig betongranulaat. De proefmethoden en frequenties die zijn weergegeven in de tabel 1 zijn deze die in de norm EN 12620 vermeld worden. Tabel 1: Eisen hoogwaardig betongranulaat Karakteristiek Korrelmaat Korrelverdeling Gehalte fijne deeltjes Weerstand tegen verbrijzeling Vlakheidsindex Samenstelling Volumieke massa ρrd Waterabsorptie W24 In water oplosbare sulfaten Humusgehalte Invloed op de initiële bindingstijd van de cementpasta

EIS D ≤ 4mm en D ≥ 10 mm NBN EN 12620 f1,5

Proefmethode EN 933-1 EN 933-1 EN 933-1

Frequentie 1/week 1/week 1/week

LA40

EN 1097-2

2/jaar

FI20 Rc90/Rcu90/Ra1-/XRg0.5-/FI2≥ 2,2 Mg/m³ ≤ 10% (±2%)

EN 933-3 prEN 933-11 EN 1097-6 EN 1097-6

1/maand 1/maand 1/maand 1/maand

SS0,2

EN 1744-1

1/maand

OSPass

EN 1744-1

1/jaar

A10 / A40

EN 1744-6 EN 196-3

2/jaar

Noot: prEN 206 (2011) laat het gebruik van hoogwaardig menggranulaat toe. De huidige samenstellingscriteria die in typebestekken aan menggranulaat worden gesteld, zijn echter lager dan de eisen opgelegd in prEN 206. Op heden kan er geen evaluatie hieromtrent worden gemaakt.

Huidige kwaliteit van betongranulaat

Momenteel zijn er nog maar enkele producenten die voldoen aan de eisen die gesteld worden aan de korrelverdeling en de korrelmaat. Het betongranulaat (0/D) wordt moet hiervoor na het breken afgezeefd worden in minstens 2, eventueel 3 fracties, nl. 0/d, d/D en eventueel een overkorrel (>D). In tabel 2 wordt weergegeven welke korrelmaten, in overeenstemming met de eisen voor gebruik in beton, momenteel reeds gekeurd zijn en door hoeveel producenten.


| 159

Tabel 2: Producenten hoogwaardig betongranulaat Product Betongranulaat 8/20 mm Betongranulaat 4/20 mm Betongranulaat 8/32 mm

Aantal producenten 3 7 10

De samenstelling werd op heden steeds gecontroleerd volgens PTV 406. In de nieuwe normen wordt de samenstelling van hoogwaardig betongranulaat bepaald volgens EN 933-11. Deze proefmethode werd pas recent ingevoerd binnen de certificatie van de gerecycleerde granulaten. Uit intern onderzoek door COPRO is gebleken dat deze 2 proefmethoden (PTV 406 en EN 933-1) geen grote verschillen geven in de eindevaluatie naar gebruik toe. Voor de betongranulaten wordt de verbrijzelingsweerstand van betongranulaat al lang gecontroleerd. Dezelfde verbrijzelingsweerstand wordt vereist als het betongranulaat dat gebruikt wordt in steenslagfunderingen volgens SB250, al dan niet cement gebonden. De resultaten van de verbrijzelingsweerstanden van het voorbije jaar werden gegroepeerd en uitgezet in functie van het aanwezige gehalte aan gebroken beton volgens PTV406 (=Rcu volgens EN 933-11). Uit figuur 1 blijkt dat als het gehalte aan gebroken beton groter is dan 90%, steeds aan de eis van LA40 voldaan wordt.

Figuur 1: Verbrijzelingsweerstand in functie van het gehalte gebroken beton (PTV 406) De vlakheidsindex wordt momenteel gecontroleerd op betongranulaat voor gebruik in steenslagfunderingen volgens SB 250 v2.2. Hiervoor wordt een vlakheidsindex van 35 vereist. Voor hoogwaardig betongranulaat wordt een vlakheidsindex van 20 vereist. Voor het hoogwaardig betongranulaat verstrengt de eis dus. Ook hier werden de vlakheidsindexen, die het voorbije jaar werden uitgevoerd in het kader van de certificatie, gegroepeerd en geëvalueerd. In figuur 2 wordt de vlakheidsindex


| 160

weergegeven in functie van het gehalte aan gebroken beton volgens PTV 406. Hieruit blijkt dat de huidige betongranulaten reeds voldoen aan deze strengere eis voor de vlakheidsindex.

Figuur 2: Vlakheidsindex in functie van het gehalte gebroken beton (PTV 406) De dichtheid van recyclinggranulaten moet volgens EN 12620 hoger zijn dan 1,5 Mg/m³. Ook voor de toepassingen volgens SB 250 versie 2.2 is dit voldoende. Voor hoogwaardig betongranulaat voor gebruik in stortbeton wordt de eis van de dichtheid verlegd naar 2,2 Mg/m³. De resultaten van de dichtheid voor gerecycleerde granulaten (betongranulaat en menggranulaat) zijn weergegeven in figuur 3. De praktijk wijst uit dat als het granulaat voldoet aan betongranulaat (volgens PTV 406) de vereiste dichtheid van 2,2 Mg/m³ meestal gehaald wordt. Mits toepassen van een correct acceptatiebeleid zal dit geen probleem geven. De dichtheid van het moederbeton bepaalt immers de dichtheid van het betongranulaat. Voor zuiver wegenisbeton en/of constructiebeton worden hier geen problemen verwacht.

Figuur 3: Dichtheid in functie van het gehalte gebroken beton (PTV 406)


| 161

De waterabsorptie is niet vereist voor de huidige toepassingen (SB 250 versie 2.2) waarvoor betongranulaat gebruikt wordt. Hiervan zijn bijgevolg niet veel resultaten bekend. Aangezien de waterabsorptie wordt bepaald binnen dezelfde proefmethode als de dichtheid (norm EN 1097-6), wordt deze door sommige laboratoria wel mee vermeld op het verslag van de dichtheid. Hierdoor konden toch enkele waarden gegroepeerd worden in figuur 4. Uit deze figuur blijkt dat de waterabsorptie gemiddeld gezien voldoet aan de eis waaraan het hoogwaardig betongranulaat moet voldoen. In dit voorbeeld bedraagt de gemiddelde waterabsorptie 4,8%. De verschillende waarden vallen bovendien binnen de maximale spreiding van ±2%. De resultaten in figuur 4 zijn van verschillende producenten, dus voor eenzelfde producent moet dit zeker ook mogelijk zijn. Geen enkele waarde overschrijdt de maximale waterabsorptie van 10%.

Figuur 4: Waterabsorptie in functie van het gehalte gebroken beton (PTV 406) Het humusgehalte is een vereiste voor de CE-markering niveau 2+, die verplicht is binnen Europa. Deze wordt jaarlijks op elke soort gerecycleerde granulaten uitgevoerd, waaronder het betongranulaat. Voor deze karakteristiek werden tot op heden nog geen problemen ondervonden. De in water oplosbare sulfaten werd tot op heden niet doorlopend gecontroleerd binnen de certificatie van recyclinggranulaten. Deze parameter werd maar recent ingevoerd. Over deze karakteristiek zijn er onvoldoende data beschikbaar. Er wordt verwacht dat de in water oplosbare sulfaten beperkt zullen blijven als het acceptatiebeleid hierop wordt afgestemd. Afhankelijk van de herkomst van het te breken betonpuin, kan deze parameter eventueel problemen geven. Een goed acceptatiebeleid is hier bijgevolg een vereiste. Als het zuivere wegenisbeton apart gestockeerd en gebroken wordt, worden hier geen problemen verwacht.


| 162

De oplosbare materialen uit de granulaten kunnen een nadelige invloed hebben op de initiële bindingstijd van de cementpasta (A10 of A40). Dit is eveneens een recent ingevoerde proef, waardoor er nog geen data beschikbaar zijn binnen de certificatie van gerecycleerde granulaten. Met deze proef wordt het verschil in initiële bindingstijd tussen een genormaliseerde cementmortel met gedemineraliseerd water en een zelfde cementmortel met uitloogwater van het betongranulaat gemeten. Wel is geweten dat de nauwkeurigheid van de proefmethode volgens EN 196-3 dicht tegen de opgelegde eis van 10 minuten ligt. Hierdoor werd in de werkgroep CEN/TC104/SC1/TG19 van de Europese Commissie voor Normalisatie de eis herbekeken. In de laatste versie van prEN 206 werd deze karakteristiek gewijzigd naar A40.

Besluit

De gecertificeerde betongranulaten zoals deze momenteel voorhanden zijn, kunnen intrinsiek en productiematig voldoen aan alle kwaliteitseisen. Hoewel er met betrekking tot de in water oplosbare sulfaten en de invloed van de oplosbare materialen uit de granulaten op de bindingstijd van de cementpasta nog weinig resultaten beschikbaar zijn, mag ook hiervoor worden geacht dat er kan voldaan worden aan de gestelde eisen. Ten einde echter een hoogwaardig betongranulaat doorlopend op een duurzame manier doorlopend te kunnen gaan toepassen dienen er door de verschillende betrokken partijen nog inspanningen te worden geleverd. Wat de BENOR-certificatie van recyclinggranulaten betreft zullen bijkomende acceptatieprocedures voor het betonpuin worden opgelegd. Wat productie betreft zullen zeker alleen de meest gesofisticeerde installaties in aanmerking komen. Hierbij zal voornamelijk het gehalte fijne deeltjes (< 0,063 mm) dienen te worden beperkt en zal de aanwezigheid van drijvende en niet drijvende verontreinigingen tot nul dienen te worden herleid. Ook binnen de BENOR-certificatie van beton dienen de noodzakelijke inspanningen te worden geleverd. De ITT (voorstudie van een mengselsamenstelling) en de opvolging van productie zullen aan belang winnen.


| 163

FPRG vzw ijvert voor hoogwaardige toepassingen voor gerecycleerde granulaten. ir. Willy Goossens, voorzitter FPRG vzw, 2000 Antwerpen [email protected]

Samenvatting

In onderstaande bijdrage wordt ingegaan op de wens van de producenten van gerecycleerde granulaten om hun producten toe te passen in hoogwaardig stortbeton, waarbij de bewaking van de kwaliteit als eerste prioriteit wordt aanzien. Eerst wordt de economische en ecologische noodzaak van deze evolutie aangekaart waarna nader wordt ingegaan op de eigenlijke bijdrage van de sector aan het project. Tenslotte wordt gekeken naar de toekomst waarbij kwaliteitsborging, zowel bij de productie van de granulaten als van het stortbeton, centraal staat.

Inleiding: Voorstelling van de sector

FPRG vzw (Federatie van Producenten van Recycling Granulaten) is de beroepsorganisatie die de belangen van de producenten van gerecycleerde granulaten verdedigt. De statuten van deze federatie bepalen o.a. het volgende: De vereniging heeft tot doel: - het behartigen van de belangen van de fabrikanten van gerecycleerde granulaten en dit zowel op technisch, wetenschappelijk als commercieel vlak; - er voor te ijveren dat er voldoende afzet wordt gecreëerd voor de gerecycleerde granulaten onder marktconforme voorwaarden; - er voor te ijveren dat de hoogste toegevoegde waarde van de gerecycleerde granulaten kan gerealiseerd worden; Het is in deze context dat de deelname van zowel FPRG vzw als verschillende van zijn leden aan het ValReCon20-project moet geëvalueerd worden. FPRG vzw is in 2009 ontstaan door het samengaan van de twee beroepsverenigingen die op dat ogenblik de sector vertegenwoordigden namelijk de V.V.S (Vereniging van Verwerkers van Slooppuin) en de V.M.R (Vereniging voor Vaste en Mobiele Recycling). Dit samengaan is tot stand gekomen ten einde de krachten en middelen te bundelen maar vooral ook om als één aanspreekpunt voor de overheid te kunnen optreden. De bewaking van de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten bleef trouwens de eerste prioriteit. De markt van de gerecycleerde granulaten is in Vlaanderen gestadig geëvolueerd sinds 1990 zowel kwantitatief als kwalitatief. De kwantitatieve evolutie wordt weergegeven in figuur 1. Met betrekking tot de kwaliteit zijn er twee aspecten die belangrijk zijn namelijk het bouwtechnische en het milieuhygiënische. Bouwtechnisch kunnen verschillende niveaus onderscheiden worden namelijk: ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 164

Figuur 1 - Kwantitatieve evolutie gerecycleerde granulaten -

-

(1)

federaal: de Belgische normen welke een omzetting zijn van geharmoniseerde normen zoals: o NBN EN 13242: Gerecycleerde granulaten in niet gebonden toepassingen o NBN EN 12620: Granulaten voor gebruik in stortbeton o NBN EN 14227: Granulaten voor hydraulisch gebonden mengsels regionaal niveau: het Standaardbestek 250 versie 2.2 ( 2011) voor de wegenwerken en Standaardbestek 230 versie 2010 voor de waterbouw.

Milieuhygiënisch zijn volgende documenten relevant: - Het Afvalstoffendecreet van 2 juli 1981 dat vervangen wordt door het Materialendecreet; - Het Milieuvergunningsdecreet van 28 juni 1985 en het uitvoeringsbesluit Vlarem (Besluit van 06.02.1991 houdende vaststelling van het Vlaams reglement betreffende de milieuvergunning); - Het Vlarea (Besluit van 5 december 2003 tot vaststelling van het Vlaams reglement inzake afvalvoorkoming en –beheer) dat vervangen wordt door het Vlarema (Vlaams reglement inzake materialengebruik); - Het Ovam-eenheidsreglement gerecycleerde granulaten: goedgekeurd bij ministerieel besluit van 23.08.2011 en in voege sinds 23.11.2011; Er kan vastgesteld worden dat er heel wat toepassingen mogelijk worden gemaakt door deze regelgeving, zowel op bouwtechnische als milieuhygiënisch vlak. Bovendien is er een constante evolutie naar kwaliteitsverbetering van de gerecycleerde granulaten, zelfs in die mate dat de notie “afvalstof” vervangen wordt ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 165

door “materiaal”. Dit toont aan dat de maatschappij sinds 1990 stilaan vertrouwen heeft gekregen in gerecycleerde granulaten. Dit vertrouwen is er ongetwijfeld gekomen omdat de sector vanaf het begin heeft geopteerd voor een systeem van certificatie van de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten. Deze certificatie is gebaseerd op een uitgebreid interne controle met op regelmatige basis een externe controle uitgevoerd door een onafhankelijk controle organisme. Sinds 1992 wordt deze certificatie uitgevoerd door COPRO vzw en sinds 2006 ook door Certipro. De gerecycleerde granulaten worden voornamelijk gebruikt in de wegenbouw als materiaal voor ophoging, onderfundering en fundering en als materiaal voor aanleg van bedrijfs- en parkeerterreinen. Vooral voor betonpuingranulaten betekent dit een onderwaardering van hun intrinsieke kwaliteiten, reden waarom de sector er voor ijvert deze granulaten ook te kunnen gebruiken in nieuw stortbeton. Daarnaast is er een niet te onderschatten economisch gegeven. Het gebruik in hoogwaardige toepassingen laat toe om belangrijke meerwaarde te creëren voor gerecycleerde granulaten. De roep naar hoogwaardige toepassingen bestaat al langer maar onder druk van de lobby van de natuurlijke granulaten (groeves en cement) werd dit voornamelijk op federaal niveau niet bevorderd. Daarin komt stilaan een kentering mede door de vele inspanningen van de sector via demonstratie projecten en studies om de geschiktheid van voornamelijk betonpuingranulaten voor gebruik in nieuw stortbeton aan te tonen. De deelname van FPRG vzw aan het ValReCon20- project moet in deze context gezien worden.

Figuur 2 – Aanleg parking met recyclagebeton (foto Aertssen)


| 166

De economische context

De sector van de recyclage van bouw –en sloopafval in Vlaanderen wordt gekenmerkt door het grote aantal bedrijven. Eind 2010 waren er ongeveer 150 bedrijven actief op een vergunde vaste locatie naast een twintigtal mobiele brekers. Door een gebrek aan een vestigingswet is er een proliferatie ontstaan van soms kleine bedrijfjes over het Vlaamse gewest. De jaarlijkse productie van puingranulaten kan voor Vlaanderen geschat worden op ongeveer 15 miljoen ton, zodat over een gemiddelde productie van ongeveer 100.000 ton/breker kan gesproken worden. Verschillende economische studies uitgevoerd in het verleden hebben aangetoond dat een bedrijf dat zich enkel toelegt op het “breken” van puin maar rendabel kan zijn met een productie van meer dan 100.000 ton op jaarbasis. Dit is te wijten enerzijds aan het feit dat 80 % van de productiekosten vaste kosten zijn ((afschrijving (huur) terrein en installatie, kwaliteitscontrole, vaste personeelsbezetting voor weegbrug en laboratorium) en anderzijds aan de marktvoorwaarden wat betreft de verkoopprijs van de puingranulaten. Het is inderdaad zo dat over het algemeen gerecycleerde materialen beter koop op de markt moeten gebracht worden dan de zogenaamde “primaire” materialen. Uit het jaarverslag van COPRO blijkt dat slechts 16 % van de brekers op vaste locatie een jaarproductie hebben van meer dan 100.000 ton/jaar. (1) De meeste bedrijven worstelen daardoor met een probleem van rentabiliteit en de sector is daarom al enkele jaren op zoek naar mogelijkheden tot het realiseren van meerwaardes. Deze meerwaardes kunnen gegenereerd worden door het opwaarderen van de intrinsieke kwaliteit van de puingranulaten en door het zoeken naar hoogwaardige toepassingen. Naar intrinsieke kwaliteit kan volgend klassement gemaakt worden: betonpuingranulaten > mengpuingranulaten > metselwerkpuingranualten en naar toepassingen: ongebonden > gestabiliseerde mengsels > beton. Voor betonpuingranulaten is het bijgevolg duidelijk dat deze in de toekomst dienen voorbehouden te worden voor de aanmaak van nieuw beton. Metselwerkpuingranulaten dienen opgewaardeerd te worden door toepassingen te voorzien in gestabiliseerde mengsels. Er kan bijgevolg een verschuiving ontstaan in het gebruik van metselwerkpuingranulaten naar gestabiliseerde mengsels en van betonpuingranulaten naar stortbeton. De meerwaarde die hiermede kan gerealiseerd worden kan als volgt berekend worden. Opwaardering metselwerkpuingranulaten Huidige handelswaarde (ongebonden): tussen 2€ /T en 5 €/T Te verwachten handelswaarde in gestabiliseerde mengsels: 6 à 8 €/T Het aantal tonnen dat in aanmerking komt in het kader van huidig project is ongeveer 20 % van de voorziene productie van metselwerkpuingranulaten ( 5 miljoen ton). De te verwachten meerwaarde is: 5.000.000 T x 0.2 x ( 7 €/T – 3.5 €/T) = 3.500.000 €


| 167

Opwaardering betonpuingranulaten. Huidige handelswaarde (ongebonden): tussen 5€ /T en 8 €/T Te verwachten handelswaarde in stortbeton: 12 à 15 €/T Het aantal tonnen dat in aanmerking komt in het kader van huidig project is ongeveer 20 % van de voorziene productie van betonpuingranulaten ( 5 miljoen ton). De te verwachten meerwaarde is: 5.000.000 T x 0.2 x ( 13,5€/T – 6,5 €/T) = 7.000.000 € De totaal te verwachten jaarlijkse meerwaarde voor de sector is dus 10.500.000€

Kwaliteit (imago) van de gerecycleerde granulaten

Hoewel de gerecycleerde granulaten sinds 1992 onderworpen zijn aan een strenge kwaliteitscontrole (Copro en Certipro keuring) wordt het gebruik in stortbeton nog steeds in vraag gesteld. Vaak wordt er verwezen naar o.a. problemen die zich in het verleden hebben voorgedaan met bruggen die aangetast waren door het zogenaamde betonrot (alkali -silica reactie). Vooral AWV is bevreesd dat beton aangetast door betonrot in het recyclage circuit kan komen. Anderzijds kan niet ontkend worden dat puin afkomstig van niet selectieve sloop vaak vervuild is met stoffen welke aan nadelige invloed kunnen hebben op de eindkwaliteit van beton (gips, organisch materiaal,…). Er zal daarom veel aandacht moeten besteed worden aan een ver doorgedreven selectieve sloop, streng acceptatie beleid en bijkomende investeringen en inspanningen om niet gewenst stoffen uit de granulaten te halen. Een laatste knelpunt situeert zich voorlopig nog op het zogenaamde duurzaamheidsgedrag van beton met gerecycleerde granulaten. Blijkbaar zijn er nog weinig of geen concrete gegevens ter zake beschikbaar, alhoewel één van de eerste toepassingen op grote schaal ( Berendrechtsluis 1986-1987) toch een sprekend bewijs is.

Figuur 3: Kwaliteitscontrole bij de puingranulaatproducent (foto: Adams)


| 168

Huidige voorschriften i.v.m. gebruik van gerecycleerde granulaten in beton.

De verschillende BENOR-reglementen voor stortbeton (TRA 550) en betonproducten (bv. ATR100) laten in beperkte mate het gebruik van gerecycleerde granulaten toe. Meer bepaald laat het TRA 550 voor stortbeton (van OCCN-CRIC) op dit ogenblik het gebruik van 20% BENOR gekeurd betongranulaat toe in beton tot sterkteklasse C16/20, dat kan worden toegepast in omgevingsklassen E0 (niet schadelijk) en EI (binnenomgeving). In de praktijk zijn dit echter betonsoorten die weinig of niet gebruikt worden. (2)(3)(4) Een uitbreiding is wel voorzien op korte termijn naar sterkteklasse C 20/25 en omgevingsklassen E0 (niet schadelijk) en EI (binnenomgeving). De sector is echter vragende partij voor uitbreiding van de sterkteklassen naar C 30/37 (beton voor kunstwerken) en omgevingsklasse EE1 of zelfs EE2. In principe zullen andere sterkte- en omgevingsklassen mogelijk zijn in de toekomst maar dan moet telkens de gebruiksgeschiktheid van het granulaat aangetoond worden. De 20 % bovengrens voor vervanging lijkt voorlopig ingebetonneerd in de BENOR-reglementen. Op dit ogenblik is de markt voor structureel BENOR-beton met gerecycleerde granulaten zeer klein of zelfs onbestaande, vooral aangezien het BENOR-keurmerk door opdrachtgevers en architecten vaak wordt gevraagd als een soort kwaliteitsborging, zowel in overheidswerken als in privéwerken. In het bijzonder de verzekeringsmaatschappijen eisen vaak de tussenkomst van een onafhankelijk controle organisme (SECO,AIB,..). Deze organismen eisen meestal het gebruik van BENOR beton. Er is dus een beperkte markt beschikbaar, wat het niet economisch rendabel maakt voor puinverwerkende bedrijven om te investeren in meer hoogstaande kwaliteit. Dit is een vicieuze cirkel, aangezien het zogenaamde gebrek aan kwaliteit van het puingranulaat een van de grootste argumenten is om het niet toe te laten in beton.(4)

Figuur 4: Overdekte puinbreker (foto Adams) ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 169

Motivatie voor deelname

De motivatie voor deelname door FPRG vzw aan het ValReCon20-project is gebaseerd op volgende overwegingen: - Het creëren van economisch meerwaarde; - Verbeteren van het imago van de gerecycleerde granulaten; - Uitbreiden van de sterkte– en omgevingsklassen;

Inbreng van FPRG vzw:

Als vertegenwoordiger van de sector van de gerecycleerde granulaten en vooralsnog van de producenten van stortbeton met gerecycleerde granulaten heeft FPRG, naast de financiële bijdrage, vooral een bijdrage aangebracht welke gefocust was op het tot stand brengen van een vertrouwensklimaat naar gerecycleerde granulaten. FPRG heeft er steeds op aangedrongen dat het resultaat van de studie zou zijn dat er een soort kader (eisen) zou gedefinieerd worden waarbinnen er voldoende vertrouwen zou kunnen opgewekt worden bij de controle instanties betrokken bij de productie van granulaten en stortbeton. Daarnaast waren meerdere leden betrokken bij de praktische invulling van de studie en dan voornamelijk door het aanleveren van de verschillende grondstoffen. Door de firma Jacobs Beton, die gelieerd is met EKP Recycling, werd bovendien op hun bedrijfsterreinen een proefvak aangelegd met verschillende betonsamenstellingen.

Evaluatie van het proefproject ValReCon20

FPRG is er van overtuigd dat het proefproject een belangrijke bijdrage levert in de discussie rond de geschiktheid van betonpuingranulaten voor gebruik in stortbeton. Er is veel en ernstig wetenschappelijk onderzoek gebeurd maar de onderzoekers zijn ook gestuit op de limieten van de studie met name: - Zijn de gebruikte granulaten voldoende representatief voor de volledige markt; - Wat is de invloed als er andere beton samenstellingen worden gebruikt (cement gehalte, waterreducerende hulpstoffen, W/C-factor, zandfractie,…); - De problematiek van het beheersen van het watergehalte in de granulaten en bijhorend de W/C-factor; - Hoe staat het met de duurzaamheid van beton met gerecycleerde granulaten (bv: vorst–dooi-bestendigheid); In ieder geval is aangetoond dat het mogelijk is beton van hoge kwaliteit te produceren met gebruik van gerecycleerde granulaten, mits voldoende aandacht te besteden aan de kwaliteit van de componenten en aan de bedrijfsvoering. FPRG betreurt anderzijds dat er nog geen algemeen kader kon opgesteld waarbinnen voldoende vertrouwen kon gecreëerd worden.

De toekomst

Een eerste concrete stap naar verdere toepassingen van gerecycleerde granulaten in stortbeton werd reeds gezet in een opvolgingsvergadering georganiseerd door BCCA. Daar werden concrete afspraken gemaakt om op korte termijn volgende initiatieven te nemen:


| 170

-

Opstellen van een reglement voor granulaten welke aangewend worden in stortbeton van een hogere sterkte –of omgevingsklasse dan deze voorzien in de TRA 550; Opstellen van een toepassingsreglement voor de betonproductie met gerecycleerde granulaten met als doel een BENOR-R merk te behalen;

Met dank aan alle medewerkers aan het ValReCon20-project.

Referenties 1

COPRO. Jaarverslag - Annual Report. Brussel : COPRO, 2010. CRIC- OCCN. TRA 550. Toepassingsreglement Beton Uitgave 2.2. Brussel : CRIC OCCN, 2008. Doc OCCN TRA550/04/N. 3. Probeton. ATR 100. Algemeen Toepassingsreglement BENOR voor betonproducten ATR 100. Brussel : Probeton, 2002. 1. .

2.

4

.

Vrijders J en Desmyter J. Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren. Mechelen : OVAM, 2008.


| 171

20 jaar ervaring in recyclage & stabilisatie Lodewijk Van Acker O.B.B.C. nv (Oosterzeelse Breek- en Betoncentrale), 9860 Oosterzele [email protected]

Inleiding

Figuur 1 – Overzichtsfoto O.B.B.C.

Beton is een zeer duurzaam product en presteert in termen van levensduur en sterkte na tientallen jaren nog net zo goed als aan het begin van zijn functionele periode. Als op een bepaald ogenblik wordt beslist een betonconstructie te slopen is het vaak om een andere dan bouwtechnische reden. Een overbodig geworden betonconstructie kan perfect gerecycleerd worden tot een “hoogwaardige” grondstof voor een tweede leven.

Historiek

Recycleren van bouwpuin is niet nieuw, maar de laatste 2 decennia is het volume puin dat een nuttig hergebruik kent exponentieel gestegen. Enerzijds is het niet meer mogelijk recupereerbaar bouwpuin te storten op erkende deponieën en anderzijds is het de bedoeling de voorraden natuurlijke grondstoffen (steenslag & zand) zo veel mogelijk te sparen voor volgende generaties. Het is in die optiek dat in 1990 O.B.B.C. nv (Oosterzeelse Breek- & Betoncentrale) werd opgericht. Vier regionale aannemers van wegenwerken zochten een oplossing voor de verwerking van hun opbraakmaterialen en voor de aanmaak van hun funderingsmaterialen. De breekwerf (geleverd door Kleemann Reiner) bestaande uit een primaire kaakbreker en secundaire percussiebreker leverde grondstoffen voor de betoncentrale. Van bij de oprichting werd de nadruk gelegd op kwaliteit met een streng acceptatiebeleid tot gevolg en een secure scheiding van de verschillende afvalstromen. Gebroken mengpuingranulaat vond zijn toepassing in onderfundering of tijdelijke verhardingen, betonpuingranulaat en breekzand voornamelijk in cementgebonden ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 172

toepassingen. Betonpuin wordt afgezeefd in kalibers 0/7; 7/20 & 20/40 om een zo nauwkeurig mogelijk continu skelet te kunnen samenstellen met als resultaat een kleinere spreiding van de drukresultaten. Zowel de producten van de breekwerf (CERTIPRO) als het stortklaar beton (BENOR) zijn gecertificeerd. Competente kwaliteitsmensen die beschikken over een goed uitgerust labo verzorgen de dagelijkse interne controles en sturen bij waar nodig. Door de gestage groei en wat moeilijkheden met buurtbewoners (overlast van aan- en afrijdend verkeer en niet zozeer van de exploitatie) werd na enkele jaren uitgekeken naar een nieuwe locatie. Die werd gevonden op een paar aanpalende percelen (± 10 ha) tegen N42 waar in 2000 een volledig nieuwe installatie werd gebouwd met zowel voor de breekwerf als voor de betoncentrale een verdubbeling van de capaciteit op een veel grotere oppervlakte en een veel betere ontsluiting (wat heel belangrijk is naar milieuhinder in casu zwaar verkeer) voor de omgeving.

Figuur 2 – Opstelling vaste brekers

Figuur 3 - Betoncentrale


| 173

Deze herlocalisatie had als aangename bijkomstigheid een nog grotere stijging van de omzet (door sterk verminderde wachttijden aan de betoncentrale) waardoor in 2009 beslist werd een tweede betoncentrale aan te kopen (totale capaciteit 250 m³/u).

Figuur 4 – cementsilo’s

Figuur 5 – tweede betoncentrale


| 174

Problematiek van betonpuin Tot op heden is de aanvoer van zuiver betonpuin ongeveer de hoeveelheid die er nodig is voor de productie van schraal beton en funderingsmengsels (± 120 000 ton). Veruit het grootste gedeelte vindt zijn afzet voor toepassingen allerhande in de wegenbouw (en in beperktere mate ook in particuliere woningbouw). Eigenlijk is de beperkte beschikbaarheid van zuiver betonpuin een rem op een meer hoogwaardige toepassing als granulaat in bijvoorbeeld constructiebeton. Ook de homogeniteit in kwaliteit van het puinmateriaal vereist speciale aandacht. Deze hoeveelheden komen meestal vrij bij het slopen en/of opbreken van “grote” infrastructuurwerken zoals o.a.: • • • •

renovatie van autostrades en gewestwegen; afbraak van viaducten en bruggen; afbraak van kaaimuren en grote funderingsmassieven; afbraak van grote industriële gebouwen en fabrieken.

Figuur 6 – gescheiden opslag van puin Minpunt voor de vaste breekwerven is dat dit puin maar heel zelden afgevoerd wordt naar die plaatsen. Het wordt bijna uitsluitend ter plaatse gebroken op kalibers 0/40 of 0/60. Het gebroken puin (al dan niet gekalibreerd) is meestal zeer homogeen van samenstelling (weinig of geen verontreiniging) en bezit een hoge statische druksterkte (beton R’wk > 30 N/mm²). Het is daarom ten zeerste te betreuren dat dit hoogwaardig materiaal (uitermate geschikt als grindvervanger in stortklaar beton) meestal een zeer laagwaardige toepassing krijgt in onderfunderingen en funderingen. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 175

Zolang er geen (al dan niet gedwongen) einde komt aan deze praktijken zal er voor de producenten van stortklaar beton niet veel betongranulaat beschikbaar zijn voor toepassing als grind- of steenslagvervanger in hun productievolume. Wat is dan wel de herkomst van betonpuin dat aangeboden wordt op de breekwerven? We kunnen in feite 2 verschillende categorieën onderscheiden: enerzijds • • •

productieafval of afgekeurde elementen van betonwarenfabrieken opbraak van kleinere wegherstellingen natuursteenafval (kasseien, borduren, rest van steenkapperij)

anderzijds • betonpuin van containerparken en sorteerbedrijven • opbraak voetpaden (aanwezigheid van cementdallen) • sloop van betonstructuren in gebouwen Het eerste levert meestal mooi materiaal op zonder verontreiniging en al dan niet ander steenachtig materiaal. In het tweede geval is de kans op vreemde materialen veel groter en de kans op verontreiniging erg afhankelijk van de manier van slopen. Hoe selectiever de sloop, hoe zuiverder het puin dat aangeboden wordt op de breekwerf. Dit vereenvoudigt het productieproces van betongranulaat aanzienlijk. In praktijk is betonpuingranulaat bijna exclusief beschikbaar bij stortklaarbetoncentrales die rechtstreeks verbonden zijn aan een breekwerf (meestal zelfs op hetzelfde terrein) en niet bij andere. Slechts in uitzonderlijke (tijdelijke) gevallen wordt er door breekwerven zuiver gekalibreerd en afgezeefd betongranulaat te koop aangeboden. Maar dan is er ook nog altijd de transport- en overslagkost waardoor het financieel voordeel van dit hergebruik voor een groot gedeelte (zoniet volledig) vervalt. Een ander belangrijk aspect is dat bij de betonproductie in de meeste gevallen enkel de fractie 7/20 in aanmerking komt als grindvervanger en veel minder kaliber 20/40 en 0/7. Wat er in de praktijk op neer komt dat slechts 25 à 30% van betonpuin kan aangewend worden in productie van stortklaar constructief beton (C25/30 of hoger?).


| 176

Figuur 7 - betongranulaat 0/7




| 177

Besluiten Dit alles heeft tot gevolg dat er op grote schaal nog niet veel toepassingen van grindvervangend betongranulaat zijn om duurzaamheidstesten op uit te voeren. Vandaar het groot belang van studieprojecten zoals “ValReCon20” voor onze sector. Op die manier worden de researchkosten gespreid over een grotere belangengroep en kan er beroep gedaan worden op gespecialiseerde precisieapparatuur. O.B.B.C. heeft zich in het verleden al dikwijls geëngageerd voor dergelijke studies en zal daar in de toekomst ook altijd met plezier mensen en materieel voor inzetten. Na evaluatie van de resultaten van dit onderzoek kunnen wij als producenten dan ook enkel hopen dat het beleid dit daadwerkelijk invult in bestekken en normen.


| 178


| 179

Proefprogramma m.b.t. het gebruik van betonpuingranulaten bij Gebr. De Rycke nv

ir. De Rycke Koenraad1, Roodhooft Kurt2 1 afd. Stortklaar beton, Vesten 57 – 9120 Beveren, ged. bestuurder 2 afd. kwaliteit, St. Stevensweg3 kaai 1109 – 9120 Kallo, hoofd labo [email protected], [email protected]

Samenvatting

Er werd een proefprogramma opgesteld om na te gaan wat het gebruik van betonpuingranulaten in de courante productie van stortklaar beton, in de praktijk zou kunnen impliceren. Hiertoe werden vooreerst klassieke betonproeven uitgevoerd vanuit de gebruikelijke betontechnologische principes: bepaling van de specifieke materiaalkarakteristieken en de korrelverdeling, het vloeigedrag, en tot slot de druksterkte. Daarna werd gekeken welke de invloed is op de industriële productie. Dit proefprogramma had niet de ambitie allesomvattende kwantitatieve resultaten na te streven, maar het was toch mogelijk interessante kwalitatieve besluiten trekken.

Inleiding

Wil men maatschappelijk gezien het bouwvolume van nieuwe bouwwerken handhaven, en anderzijds dit koppelen aan het maximaal behoud van de open ruimte, is het de evidentie zelve dat er dient afgebroken te worden. Daarnaast zal er, zoals het in de actuele trend van het duurzaam ondernemen past, gestreefd moeten worden naar een maximaal hergebruik van de gebruikte bouwmaterialen. Zo komt er o.a. een significatie hoeveelheid beton vrij die onder de vorm van gebroken betonpuin kan gerecycleerd worden. In dit strategisch kader, samen met onze “zero waste”-filosofie, werd daartoe een proefprogramma opgesteld voor het gebruik van betonpuingranulaten afkomstig van de resten van onze betonproductie èn betonpuingranulaten betrokken bij derden. De toepassing dient zich te situeren in de markt van het stortklaar beton, vermits in (mager beton) wegenbouw toepassingen dit al jaren een gangbare praktijk betreft. In het proefprogramma was het de bedoeling om met een 100% vervanging van het granulatenskelet te werken, dit om de praktische consequenties van de productie, en de technische en kwaliteitsaspecten van de mengsels na te gaan. Hierdoor konden de gevoeligheden van de diverse mengsels beter tot uiting gebracht worden. De principes die hieruit afgeleid kunnen worden zullen later gebruikt worden in de uitbreiding van ons BENOR-kwaliteitssysteem naar het Toepassings Reglement TRA550.21. Er werd begonnen met een magere funderingstoepassing, om geleidelijk de performantie te verhogen en ook structurele toepassingen te onderzoeken. In eerste instantie werd er geen rekening gehouden met omgevingsklassen.


| 180

Karakterisering van de betonpuingranulaten

Er werd met een continu betongranulaat 0/40 gewerkt, omdat met de beschikbare breker en zeefmachine, en met het oog op de verwerking van onze betonresten, dit voor de handliggend was. Zoals al aangehaald, was het de bedoeling om de gevoeligheden m.b.t. het praktische gebruik in kaart te brengen. Naderhand zullen de verschillende fracties worden gesplitst naar de specifieke recepten waar ze optimaal tot hun recht komen. In figuur 1 is de gemiddelde korrelverdeling van het betongranulaat afkomstig van onze betonrestanten weergegeven. Deze blijkt vrij constant te zijn. De hoeveelheid fijnen is vrij groot omdat hierin eveneens de resten uit de dagelijkse uitkuis van de mixers wordt opgenomen. Het betongranulaat van de externe breker gevat minder van deze fijne bestanddelen, maar is dan weer meer variabel.

Figuur 1: grafiek korrelverdeling betonpuingranulaten


| 181

Figuur 2: foto betonpuingranulaten

Karakterisering van de betonmengsels

Er werd in eerste instantie met drie type samenstellingen gewerkt. Een mager betontoepassing C12/15 (ref. L), een gemiddeld mengsel C20/25 (ref. M) en een constructief beton C25/30 (ref. H). Opnieuw was het de bedoeling om de extreme grenzen op te zoeken, en aldus enkele interessante kwalitatieve conclusies te kunnen trekken. In tabel 1 zijn de respectievelijke mengsel samenstellingen weergegeven. Tabel 1: Betonsamenstellingen C12/15 cement

soort CEM III/A 32,5 LA Hoeveelheid [kg/m³] 220 betongranulaat 0/40 W/C- max 1 hulpstoffen referentie L

C20/25

C25/30

CEM III/A 42,5 LA 280 0/40 0,6 lignosulfonaat M

CEM III/A 42,5 LA 300 0/40 0,55 polycarboxylaat H


| 182

Resultaten

In tabel 2 worden de gemiddelde resultaten weergegeven van de verschillende uitgevoerde proeven. Deze zijn op verschillende dagen uitgevoerd. Er werden telkens meerdere sets van 3 kubussen genomen die op de verschillende tijdstippen werden beproefd. Tevens werd de vergelijking gemaakt met een referentiebeton (index 0), zonder betonpuingranulaten.

Tabel 2: Proefresultaten Referentie reeks ouderdom d C12/15 - L0 1 28 C12/15 - L1 1 3 7 16 21 28 C12/15 - L2 1 3 7 16 21 28 C20/25 - M0 7 28 C20/25 - M1 7 28 C25/30 - H0 7 28 C25/30 - H1 7 28 C25/30 - H2 1 7 28

massa kg 7,89 7,80 7,53 7,47 7,51 7,55 7,5 7,57 7,36 7,42 7,43 7,6 7,48 7,61 7,54 7,58 7,64 7,66 8,04 8,08 7,47 7,52 7,44 7,54 7,53

vol.massa breuklast druksterkte slump luchtgehalte kg/m3 kN N/mm2 cm % 2338 278 12,35 13 1,5 2311 522 23,20 2231 55 2,44 13 0,6 2213 120 5,33 2225 230 10,22 2237 380 16,89 2222 410 18,22 2243 470 20,89 2181 45 2,00 18 0,7 2199 110 4,89 2201 210 9,33 2252 350 15,56 2216 380 16,89 2255 450 20,00 2235 521 23,15 14,5 1,6 2245 727 32,29 2265 457 20,30 14 0,6 2271 659 29,30 0,7 2382 655 29,11 14 1,8 2394 890 39,56 2212 555 24,66 13 0,8 2228 772 34,33 2204 60 2,67 19 1,1 2234 320 14,22 2231 767 34,10


| 183

Bespreking resultaten Invloed gehalte aan fijnen Zoals eerder aangehaald, bevatten de betonpuingranulaten een significatie hoeveelheid fijnen. Dit bevordert de cohesie en de stabiliteit van het mengsel, maar zorgt anderzijds voor een verhoging van de waterbehoefte. Hierdoor loopt de verwerkbaarheid gevoelig terug, en is het noodzakelijk om meer hulpstof te doseren dan bij het referentiemengsel. In verband hiermee is het eveneens belangrijk aan te stippen dat deze fijnen, in tegenstelling tot de fijnen in de reguliere zandfracties, aan de granulaten ‘kleven’. Het geeft aanleiding tot een vertekend beeld indien het gehalte aan fijnen zonder meer uit de korrelverdeling zou afgeleid worden. Een uitwasproef kan hierbij enig soelaas brengen. Invloed hulpstoffen, vloeibaarheid Zoals in vorige paragraaf vermeld, is het gehalte aan fijnen een bepalende factor m.b.t. de vloeibaarheid. De dosering van hulpstof, i.c. superplastificeerder, zal hoger zijn, maar nog belangrijker is het type gebruikte hulpstof. Het effect van het type hulpstof is hier immers veel explicieter: zo zal het gebruik van polycarboxylaten weliswaar ogenschijnlijk een hoge vloeibaarheid geven (slumps tot 20cm), maar de de facto ‘vloei’ blijft toch eerder beperkt (zie figuur 4). Bij het nemen van de zetmaat valt dit fenomeen eveneens onmiddellijk op: er is een hoge slump doch zonder noemenswaardige uitspreiding (zie figuur 3).

Figuur 3: Foto zetmaat (consistentieklasse van het beton is S4) ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 184

Figuur 4: Foto vloeigedrag beton (het beton is een S4) Op te merken is wel dat alle betonsamenstellingen, t.g.v. de hoge cohesie, zeer stabiel zijn en zich zeer goed lieten verpompen. Zelfs de magere betonmengsels. Druksterkte De druksterkte ligt lager dan de blanco vergelijkbare betonsamenstellingen. Dit is uiteraard niet te verwonderen vermits het betonconglomeraat van de betonpuingranulaten poriën bevatten, terwijl dit bij natuurlijke granulaten niet het geval is. Tevens is t.g.v. het verhoogde gehalte aan fijnen, de waterbehoefte groter, wat de druksterkte niet ten goede komt. In dit kader kan er tevens besloten worden dat het gebruik van vliegas als vulstof, ter verhoging van de cohesie, niet veel zin heeft. Andere parameters Het luchtgehalte en de volumemassa blijken lager te zijn dan in de referentiebetonsamenstellingen. Hiervoor is nog geen sluitende verklaring gevonden. Vermoedelijk zal de hoge wateropslorping van de betonpuingranulaten hierbij een rol spelen. Deze laatste parameter is niet constant en durft gevoelig te variëren. De gemeten waarden kunnen tot 4% verschillen.


| 185

De bepaling van de volumemassa was evenmin gemakkelijk. Deze is eveneens niet constant, en zou op regelmatige basis moeten gecontroleerd worden.

Industriële productie

Het gebruik van betonpuingranulaten t.b.v. stortklaar beton in de betoncentrale, verschilt weinig van het gebruik in mager beton en droge beton toepassingen. Zo is het belangrijk de betonpuingranulaten niet te lang in de silo te laten zitten, en is een doseerband eerder aangewezen dan doseerkleppen. De moeilijkheden situeren zich, zoals eerder aangehaald, in de bepaling van het vochtgehalte van de granulaten, de bepaling van de waterabsorptie, en - last but not least – de bepaling van de volumemassa. Deze laatste is om evidente redenen zeer belangrijk voor de karakterisering van het mengsel, en hiervoor kan omzeggens geen zekerheid worden ingebouwd. Tot slot werd vastgesteld dat de betonpuingranulaten die afkomstig waren van een externe COPRO-gekeurde breker, toch af en toe verdwaalde grote brokken bevatten.

Conclusies

Het gebruik van betonpuingranulaten in stortklaar beton, is wenselijk en mogelijk. Tot betonmengsels in sterkteklasse C20/25 is een 100% vervanging haalbaar. De mengsels vertonen een grote cohesie en zijn bijgevolg iets stabieler. Ze zijn echter stugger, en de verwerkbaarheid loopt sneller terug. De druksterkte is eveneens iets lager dan wat doorgaans in regulier beton verwacht wordt. De moeilijkheden in het ontwerp van de mengsels, zijn de bepaling van het vochtgehalte, de waterabsorptie, en de volumemassa van de betonpuingranulaten. Voor sterkteklassen vanaf C25/30, is een 100% vervanging niet haalbaar. Enerzijds omwille van de hierboven aangehaalde moeilijkheden, en anderzijds daar vanaf deze sterkteklassen de duurzaamheid (de omgevingsklassen) een belangrijke rol begint te spelen. Wil men immers in deze, de duurzaamheid koppelen aan het cradle-to-cradle principe, dient men rekening te houden met het hergebruik van gerecycleerd beton voor dezelfde sterkte- en omgevingsklasse. Dit is o.i. momenteel een stap te ver. Hoeveel dan wel het vervangingspercentage zou mogen bedragen, is niet aan ons om te bepalen. Het is van fundamenteel belang dat de kenmerkende parameters (vochtgehalte, waterabsorptie en volumemassa) snel en accuraat bepaald kunnen worden, bij voorkeur continu. Het is evenzeer belangrijk dat de kenmerken van de betonpuingranulaten zeer strikt dienen gespecificeerd te worden. Naast de korrelverdeling, zou ook het effectieve fillergehalte opgegeven moeten worden.


| 186

Figuur 5: foto van ongewapende ondervloer met betonpuingranulaten


| 187

ABC BETON… Als het sterk moet zijn… Dries Aneca ABC BETON BVBA, Venecolaan 27, 9880 AALTER [email protected]

Samenvatting Recuperatie en ABC beton, hoe het allemaal begon. Een cyclus van recuperatiematerialen kan men zelf openen en aanvullen met eigen meerwaarde. Er zijn echter beperkingen opgelegd bij wet. Samen kunnen we sterk staan. ABC beton wil bijdragen om de materialenstroom te sluiten en het milieu vrijwaren zodat onze kinderen het verhaal verder kunnen zetten.

Inleiding Alles startte bij de firma Maenhaut. Deze firma is sinds 1991 actief en heeft als hoofdactiviteiten grond- en infrastructuurwerken, rioleringswerken en grondverzet. Vertrekkende van deze activiteiten werd een terrein te Aalter omgedoopt tot een TOP/breekwerf. Dit zou de firma vooral ten goede komen om het beheer van grondstoffen in een eigen cyclus te kunnen verwerken. Beton en metselwerk van gesloopte gebouwen kunnen sedert dan op een centrale plaats gebroken en hergebruikt worden bij de aanleg van terreinen. De gebroken materialen worden COPRO-gekeurd aangeboden. De aanleg van deze breekwerf brengt nog andere voordelen met zich mee. Met het gebroken materiaal en de uitgegraven zanden uit bouwputten zijn er méér mogelijkheden dan enkel het zuivere hergebruik… Als antwoord hierop en om meerwaarde te halen uit eigen activiteiten werd in 2006 een betoncentrale aangekocht. Deze centrale met doorstroommenger beantwoordde aan de noden om het “recuperatieverhaal” verder uit te bouwen, in de eerste plaats voor eigen werken maar meer en meer ook voor de aannemer en werden omzet en volume in de loop der jaren groter.

Kwaliteit Om het fundament van de centrale stevig te onderbouwen en een solide basis naar de toekomst toe te bieden, was de drang er verder te investeren in kwaliteit. Deze kwaliteitsverbeteringen zouden vooral betrekking hebben op het productieproces en met daaropvolgend de kans om het product zoveel mogelijk in de ‘hand’ te hebben. Het eindproduct zou namelijk telkens moeten voldoen aan eigen kwaliteitseisen. Daar een grote afname naar eigen infrastructuurwerken gaat, ontstond de opportuniteit het proces op te volgen en bij te sturen waar nodig. Maar! Het blijft een grote investering en het vraagt veel tijd om dit proces blijvend onder controle te houden. Vele factoren kunnen een invloed hebben op de kwaliteiten van de grondstoffen op zich. Om maar niet te spreken van mogelijke externe factoren … .


| 188

Benor In de beginjaren werden er vooral droge mengsels gedraaid. Gestabiliseerd zand en schraal beton 12 MPa/90d. Logischerwijs volgde de vraag om ‘rijke’ beton te leveren. Naar eigen aanvoelen en technische ondersteuning van leveranciers en contacten kon deze kwaliteitsvraag beantwoord worden. Het kwaliteitslabel BENOR zou de kers op de taart moeten zijn de kwaliteit te benadrukken.

ABC beton Op 1 april 2010 werd de toenmalige Holcim Betoncentrale AALTER overgenomen. Dit was de start van ABC beton, de start van een centrale die vooral een totaalaanbod van producten die ze goed onder controle heeft, wou aanbieden. Een centrale die kwaliteit en service op de eerste plaats zet en zich zo wil profileren op de markt. Bij de overname had de centrale 6 granulaatbunkers die rechtstreeks kon lossen op de opvoerband naar de menger. In deze bunkers worden de natuurlijke grondstoffen gestockeerd. Daar ons verhaal al verder reikt dan beton met enkel natuurlijke materialen als basis, werden de plannen tot het plaatsen van 3 bijkomende bunkers al vlug getekend. De hoge vraag naar puingranulaten bevestigde het nut in van deze uitbreiding. Na deze theoretisch in te tekenen op de nieuwe site, werd tegen het zomerverlof in 2010 overgegaan tot het in werking stellen van deze bijkomende productiemogelijkheden. Zo kon na dit verlof het productieaanbod verhoogd en verruimd worden. Vanaf dat moment was het mogelijk droge mengsels aan te bieden op basis van puingranulaten, alsook een funderingsbeton volledig gemaakt met gerecycleerde puingranulaten. De recuperatiematerialen die op vandaag gebruikt worden zijn een recuperatiezand, betonpuin 0/8 en betonpuin 8/20. De betoncentrale beschikte bij overname over het BENOR-keurmerk. Daar de productie-eenheid reeds voldeed aan de normering, alsook de bestaande receptuur, kon na de nodige ITT’s aangetoond worden dat we blijvend kwaliteit willen leveren. Zo zijn we trotse eigenaar van het BENOR-keurmerk op onze stortklare beton. Op vandaag willen wij ons profileren als een betoncentrale die mee wil investeren in het milieu en onze afvalstroom, waarover iedereen het heeft, ook daadwerkelijk te reduceren en te integreren in secundaire materialen en bouwstoffen.

Milieubewust bedrijf Als vooruitstrevende betoncentrale, streven wij naar een gesloten afvalstructuur en herbruik. Zo hergebruiken wij ook alle hemelwater en recuperatiewater. Door onze aangepaste infrastructuur en doordacht hergebruik, voldoen wij aan het nullozingsstatuut. Overschot van beton wordt op onze eigen site verwerkt. ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 189

Gebruik van recuperatiematerialen in beton is voor ons niets nieuw meer. In eerste instantie, bij de start binnen firma Maenhaut, was het proberen en kijken waar we uitkomen (zoveel jaren terug…). Vandaag willen wij onze producten en ons productieproces onder controle hebben. Hiervoor is het voor ons belangrijk ons te informeren naar wat reeds kan of bestaat in de betonwereld, alsook welke mogelijkheden wijzelf als centrale kunnen toepassen. Wij zijn bereid in de toekomst te investeren in ons milieu. Zo blijven wij zoeken naar innovatieve oplossing om onze betoncentrale en onze werking meer en meer milieuvriendelijk te maken. Er worden mogelijkheden gezocht om onze ecologische voetafdruk zo klein mogelijk te maken. In die geest willen we onze ervaringen met anderen delen, en enkele aandachtspunten aanhalen.

Figuur 1: Betoncentrale ABC-Beton Op basis van eigen onderzoek en toepassingen, volgt hier een oplijsting van relevante bevindingen die wellicht ook voor anderen van betekenis kunnen zijn: -

Beton op basis puingranulaten kent op vandaag beperkte toepassingen. Voor fundering zal iedereen ermee akkoord gaan dat dit geen probleem mag vormen wanneer men alles correct opvolgt en onder controle heeft. Voor “zichtbare” elementen (vloer, wanden) voldoet het visuele aspect vaak niet aan de vereisten van bouwheer/architect.


| 190

-

-

-

-

-

-

-

Wij ervaren wel de vraag van aannemers (klein tot groot) naar beton op basis puingranulaten. Grote voordeel voor alle partijen is de prijs. Wij ervaren dat de verwerkbaarheid van beton op basis recupmaterialen stroever is. Een moeilijk punt bij de verwerking van beton is het verkrijgen van de gewenste vloeibaarheid. De beton vloeit niet altijd even gemakkelijk. Voor de toepassingen op vandaag (funderingen) vormt dit echter niet echt een probleem daar de beton, mits correcte opvolging, voldoet als eindproduct. Volgend op de stroefheid ervaren wij ook dat er meer ‘pap’ aan oppervlak komt wanneer beton op basis betonpuin wordt toegepast voor vloerplaten. Op lange termijn hebben wij hierbij echter nog geen nadelen van ondervonden. Dit omdat we de klant erop attent maken dat nabehandeling van beton heel belangrijk is. Door het vormen van pap, die logischerwijs vooral bestaat uit fijne stoffen, zullen de verschillende lagen een verschillende uitharding ondervinden. Vandaag is het moeilijk het ideale skelet te brengen van dit recyclagebeton. Zoals u reeds hierboven kon lezen, gebruiken wij als grof granulaat betonpuin 8/20. Deze wordt regelmatig gezeefd zodoende een indicatie te krijgen van de doorval. Echter wordt dit momenteel genoteerd als achtergrondinformatie bij onze bevindingen. Het wetenschappelijk gedeelte van dit symposium zal u hierover verdere verduidelijking brengen. Daarbij aansluitend is de waterabsorptie van het betonpuin een bepalende factor met betrekking tot de verwerkbaarheid en het skelet. Wanneer men de zelfde batch herhaaldelijk uitvoert, zien we toch een merkbaar verschil naar verwerkbaarheid en uitzicht van het beton. Dit kan in toekomst mogelijk opgevangen worden door het bv. voorbevochtigen van deze granulaten. Als aanvulling op bovenstaande aanhaling, is het voor ons een voorwaarde een hogere marge te nemen op druksterkte. Waar met in Benor-gekeurd beton op basis natuurmaterialen een marge neemt op basis standaardafwijking (na voldoende ITT’s), opteren wij om een beton aan te bieden die een sterkteklasse hoger is dan het gevraagde. Bv. Wanneer een beton C 16/20 zou gevraagd worden, opteren wij een C 20/25 aan te bieden in aanvangsfase. Op laboschaal proeven uitvoeren vinden wij minder interessant. In labo moet rekening worden gehouden met heel wat factoren, alsook zou het een weerspiegeling moeten vormen van de realiteit. Echter ervaren wij dat we betere resultaten verkrijgen, resultaten als basis om verder op te bouwen, wanneer we een testbeton ‘volwaardig’ opnemen in ons productieproces. Tijdens de interpretatie van de behaalde resultaten moeten we zeker ook rekening houden met de karakteristieken van de cement. Cement en de sterkte die het met zich meebrengt kent ook een zekere beweging. Soms gebeurt het dat het cement sneller zal binden met het water, anderzijds is de eindsterkte van cement vaak verschillend. Dit is ook een factor die niet uit het oog mag verloren worden bij toekomstige proeven.


| 191

Toekomst Daar wij ons verder willen verdiepen in bovenstaande materie, willen wij mee investeren in projecten zoals ValReCon20. Wij willen onze bijdrage leveren, onze eigen kennis overbrengen en discussie voeren, zodoende ook in België mee te werken aan de gesloten materiaalkringlopen en het hergebruik van secundaire grondstoffen. Naar de toekomst toe zijn er nog vele betonwegen die kunnen bewandeld worden. Wij zien nog voldoende opportuniteiten naar onderzoek om bovenstaande verhaal verder te zetten: -

-

-

-

Zo is het de moeite waard de mogelijkheden te bekijken hoe we de grondstoffen kunnen onderverdelen. Kunnen we het betonpuin meer in detail uitzeven? In plaats van twee fracties aan te bieden (in ons geval) 0/8 en 8/20, bestaan er misschien mogelijkheden dit verder te verfijnen? Of kunnen we een nieuw samengesteld betonpuin aanbieden waarin we de zeefwaarden onder controle hebben door te werken met een onder- en bovengrens? Zo kunnen we meer identieke skeletten bekomen, met als hopelijk gevolg beton met gelijklopende kenmerken. Is het in de toekomst haalbaar een onderscheid te maken bij de inkomende materialen? Zo kunnen we misschien de wegenisbeton apart stockeren t.o.v. lichte funderingen. Hoe kan dit in de toekomst ook gecontroleerd worden? Zullen we betere resultaten verkrijgen wanneer we het betonpuin afschermen van weersomstandigheden. Met de granulaten onder afdak te plaatsen kunnen we hier misschien een constantere absorptiewaarde optekenen. Welke inbreng leveranciers hulpstoffen bieden? Kunnen zij een product aanbieden die de verwerkbaarheid van ons beton kan garanderen. Of een product die het betonskelet op peil houdt bij plaatsing vloerplaten (cfr. pap op het oppervlak). Graag zagen wij ook richtlijnen voor het plaatsen van gestabiliseerd zand of schraal beton. Vaak zijn wij als betoncentrale de benadeelde partij wanneer een product niet voldoet aan de vereiste druksterkte van droge materialen, terwijl wij er alles aan doen dit in ons labo te controleren. Vaak wordt de druksterkte niet behaald bij dezelfde aannemer. Daarom is het interessant de verwerkingstijd op de werf na te gaan en neer te schrijven. Hoe vaak gebeurt het niet dat gestabiliseerd zand ’s morgens geleverd wordt en men kort na de middag het laatste verwerkt? Kunnen we het Benor-verhaal niet doortrekken naar alle producten uit ons gamma? Beton op basis 350 kg cement?


| 192

-

Om verder te denken dan onze eigen cyclus in ruwbouwmaterialen, kan er misschien ook gedacht worden aan het verwerken van andere inerte reststoffen die afkomstig zijn uit andere productieprocessen. Zodoende worden de reststoffen van vandaag de grondstoffen van morgen en kan de afvalberg afnemen. Proeven hiermee worden, voor zover bekend, slechts beperkt gedaan. Welke rol kunnen wij, als betoncentrale, hierin spelen?

Figuur2: Stortbeton

Besluiten Wij zijn er ons van bewust dat, zolang er afzetmarkt is voor laagwaardige toepassingen, er minder onderzoek zal gebeuren voor hoogwaardige toepassingen. Echter willen wij als bedrijf meewerken aan een beter milieu. Wij hopen uit de resultaten van ValReCon20 een resultaat te boeken waarmee we verdere stappen kunnen ondernemen die als basis kunnen dienen voor verder onderzoek.


| 193

Tabellen Tabel 1: Evolutie in de hoeveelheid gecertificeerde granulaten (Copro en Certipro) Tabel 2: Toepassingsmogelijkheden in het SB250

(8)

Tabel 4: Eisen samenstelling

.............................. 9

.................................................................................... 9

Tabel 3: Definitie van de categorieën en groepen beton (1)

(7)

(9)

....................................................................... 13

................................................................................................................... 17

Tabel 5: Bijkomende eisen voor gerecycleerde granulaten in Duitsland ................................................... 17 Tabel 6: Toepassing van gerecycleerd beton en het max. aandeel van gerecycleerde granulaten ........... 18 Tabel 7: Toegestane vervangingspercentages in Noorwegen

(10)

............................................................... 20

Tabel 8: Overzicht buitenlandse voorschriften gebruik puin in beton ....................................................... 21 Tabel 9: Zeefmaten voor het beschrijven volgens...................................................................................... 26 Tabel 10: Zeefmaten voor het beschrijven van de korrelmaat volgens NBN EN 12620 en NBN EN 13242 (24)

(3)

...................................................................................................................................................... 27

Tabel 11: Limietwaarden en toleranties voor grove granulaten volgens de norm NBN EN 12620

(3)

........ 28

Tabel 12: Overzicht categorieën korrelmaat 8/20 ..................................................................................... 28 (3)

Tabel 13: Toleranties op de korrelverdeling van zand volgens de norm NBN EN 12620 ........................ 28 Tabel 14: Gebruikelijke Korrelmaten .......................................................................................................... 29 Tabel 15: Controle korrelmaat 8/20 in de tijd ............................................................................................ 29 Tabel 16: Controle korrelmaat 0/32 ........................................................................................................... 30 Tabel 17: Controle korrelmaat 0/40 ........................................................................................................... 30 Tabel 18: Controle korrelmaat 4/14 ........................................................................................................... 30 Tabel 19: Controle korrelmaat 4/20 ........................................................................................................... 30 Tabel 20: Controle korrelmaat 10/32 ......................................................................................................... 31 Tabel 21: Controle korrelmaat 8/20 door Copro 2010/2009 ..................................................................... 31 Tabel 22: Controle korrelmaat 8/20 door Copro 2008 ............................................................................... 31 Tabel 23: Controle korrelmaat 8/20 door Copro 2007 ............................................................................... 32 Tabel 24: Controle korrelmaat 8/32 door Copro 2010 ............................................................................... 32 Tabel 25: Controle korrelmaat 8/32 door Copro 2008/2007 ..................................................................... 32 Tabel 26: Variatie gemiddelde korrelverdeling granulaat 16/32 ............................................................... 38 Tabel 27: Variatie gemiddelde korrelverdeling granulaat 4/16 ................................................................. 39 Tabel 28: Variatie gemiddelde korrelverdeling zand 0/4 ........................................................................... 39 Tabel 29: Variatie gemiddelde korrelverdeling zand 0/2 ........................................................................... 39 Tabel 30: Variatie minimale doorval granulaat 16/32 ................................................................................ 40 Tabel 31: Variatie minimale doorval granulaat 4/16 .................................................................................. 40 Tabel 32: Variatie minimale doorval zand 0/4 ........................................................................................... 40 Tabel 33: Variatie minimale doorval zand 0/2 ........................................................................................... 40 Tabel 34: Variatie maximale doorval granulaat 16/32 ............................................................................... 41 Tabel 35: Variatie maximale doorval granulaat 4/16 ................................................................................. 41 Tabel 36: Variatie maximale doorval zand 0/4 ........................................................................................... 41 Tabel 37: Variatie maximale doorval zand 0/2 ........................................................................................... 42 Tabel 38: Veranderlijkheid van de korrelverdeling zanden ........................................................................ 44 Tabel 39: Het gehalte aan fijne deeltjes ..................................................................................................... 45 ValReCon20 – Valorisation of Recycled Concrete Aggregates in Concrete

| 194

Tabel 40: Vlakheidsindex 8/20 ................................................................................................................... 46 Tabel 41: Vlakheidsindex 0/40 ................................................................................................................... 47 Tabel 42: Vlakheidsindex 0/32 .................................................................................................................. 47 Tabel 43: Vlakheidsindex 4/14 ................................................................................................................... 47 Tabel 44: Waterbehoefte voor de bevochtiging van de korrels Tabel 45: Indeling zand volgens fijnheidsmodulus

(33)

(12)

............................................................ 49

................................................................................ 50

Tabel 46: Ronde oppervlakken 8/20 .......................................................................................................... 50 Tabel 47: Ronde oppervlakken 0/40 .......................................................................................................... 50 Tabel 48: Ronde oppervlakken 0/32 .......................................................................................................... 51 Tabel 50: Ronde oppervlakken 10/32 ........................................................................................................ 51 Tabel 49: Ronde oppervlakken 4/20 .......................................................................................................... 51 Tabel 51: Ronde oppervlakken per fractie ................................................................................................. 51 Tabel 52: MD-waarden natuurlijke granulaten

(34)(35)

................................................................................. 53

Tabel 53: MD-waarden ............................................................................................................................... 53 Tabel 54: LA-waarden natuurlijke granulaten (34)(35) .............................................................................. 55 Tabel 55: Los Angeles-waarde .................................................................................................................... 55 Tabel 56: Holle Ruimtes 8/20 ..................................................................................................................... 56 Tabel 57: Holle Ruimtes 0/40 ..................................................................................................................... 56 Tabel 58: Holle Ruimtes 0/32 ..................................................................................................................... 56 Tabel 59: ρssd 8/20 ...................................................................................................................................... 60 Tabel 60: ρssd 0/40 ...................................................................................................................................... 61 Tabel 61: ρssd 0/32 ...................................................................................................................................... 61 Tabel 62: ρssd 4/20 ...................................................................................................................................... 61 Tabel 63: ρssd 4/32 ...................................................................................................................................... 61 Tabel 64: ρssd zonder opsplitsing per fractie ............................................................................................... 62 Tabel 65: ρssd per fractie ............................................................................................................................. 62 Tabel 66: Waterabsorptie 8/20 .................................................................................................................. 63 Tabel 67: Waterabsorptie 0/40 .................................................................................................................. 64 Tabel 68: Waterabsorptie 0/32 .................................................................................................................. 64 Tabel 69: Waterabsorptie 4/32 .................................................................................................................. 64 Tabel 70: Waterabsorptie zonder opsplitsing per fractie ........................................................................... 65 Tabel 71: Waterabsorptie per fractie ......................................................................................................... 65 Tabel 72: Methyleenblauwwaarden........................................................................................................... 66 Tabel 73: Eisen m.b.t. samenstelling van betonpuingranulaten

(4)

............................................................ 67

Tabel 74: Samenstelling 8/20 volgens ID-proef .......................................................................................... 68 Tabel 75: Samenstelling 4/20 volgens ID-proef .......................................................................................... 68 Tabel 76: Samenstelling 4/14 volgens ID-proef .......................................................................................... 68 Tabel 77: Samenstelling 10/32 volgens ID-proef ........................................................................................ 69 Tabel 78: Overzicht druksterkteklassen Tabel 79: Blootstellingsklassen

(25)

(23)

................................................................................................. 76

.............................................................................................................. 78

Tabel 80: Chemische aantasting door natuurlijk bodem en grondwater

(25)


.............................................. 80

| 195

Tabel 81: Omgevingsklassen en bijhorende blootstellingsklassen Tabel 82: Aanvullende eisen

(23)

(26)

........................................................ 80

.................................................................................................................. 82

Tabel 83: Richtwaarden B2 voor Valrecon20 ............................................................................................. 82 Tabel 84: Zetmaten slump en flow

(21) (22) (23)

............................................................................................... 83

Tabel 85: Bolomey A-waarde in functie van verwerkbaarheid en korrelvorm .......................................... 85 Tabel 86: Consistentieklasse ...................................................................................................................... 88 Tabel 87: Zetmaat proefreeks A/DNY-KHBO-55/300-xxx ........................................................................... 91 Tabel 88: Initiële zetmaat proefreeks B/DNY-55/300-xxx .......................................................................... 92 Tabel 89: Initiële Slump in functie van de superplastificeerder/cement-factor......................................... 94 Tabel 90: Zetmaat proefreeks F/DNY-50_55/320-Jacobs .......................................................................... 95 Tabel 91: Zetmaat proefreeks G/DNY_KHBO-45_50/300-g_gf .................................................................. 95 Tabel 92: Zetmaat proefreeks H/DNY_KHBO-55/300-xxx .......................................................................... 96 Tabel 93: Zetmaat proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ........................................................................... 98 Tabel 94: Volumieke massa vers beton proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ........................................... 99 Tabel 95: Luchtgehalte proefreeks "I/DNY_KHBO-55/300-xxx ................................................................ 100 Tabel 96: Druksterkte i.f.v. vervangingsgraad proefreeks A/DNY-55/300-xxx ......................................... 102 Tabel 97: Druksterkte op 7 dagen i.f.v. vervaardigingtijd proefreeks B/DNY-55/300-xxx ....................... 102 Tabel 98: Druksterkte op 28 proefreeks B/DNY-55/300-xxx .................................................................... 103 Tabel 99: Druksterkte op 28 dagen i.f.v. dosering superplastificeerder proefreeks D/DNY_KHBO-55/300-xxx ....... 104

Tabel 100: Druksterkte op 7, 28 & 90 dagen proefreeks F/DNY -50/320-Jacobs ..................................... 105 Tabel 101: Druksterkte op 7, 14 en 28 dagen proefreeks G/DNY_KHBO-45_50/300-g_gf ...................... 106 Tabel 103: Veiligheidsmarge toe te passen voor de gegarandeerde druksterkte

(6)

................................ 107

Tabel 102: Druksterkte 28 dagen proefreeks G H/DNY_KHBO-55/300-xxx ............................................. 107 Tabel 104: Druksterkte na 7 dagen proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ............................................... 108 Tabel 105: Druksterkte na 28 dagen proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ............................................. 108 Tabel 106: Splijtsterkte op 28 dagen proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ............................................. 109 Tabel 107: Daling splijtsterkte 28 dagen t.o.v. referentiebeton proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ... 110 Tabel 108: E-modulus proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx .................................................................... 111 Tabel 109: Daling E-modulus 28 dagen t.o.v. referentiebeton proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ..... 112 Tabel 110: Krimp proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ........................................................................... 112 Tabel 111: Resultaten van carbonatatieproeven proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx .......................... 116 Tabel 112: Resultaten van carbonatatieproeven proefreeks met W/C-factor 0,65 ................................. 117 Tabel 113: Gecumuleerde massa afgeschilferd materiaal proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ............ 119 Tabel 114: Gecumuleerde massa afgeschilferd materiaal proefreeks I/DNY_KHBO-55/300-xxx ............ 119

Figuren Figuur 1: Evolutie in de hoeveelheid gecertificeerde granulaten (6) Figuur 2: Logo Benor certificaat (5) Figuur 3: logo COPRO certificaat Figuur 4: logo QUAREA certificaat Figuur 5: Overzicht grenzen korrelmaat ten opzichte van GC80-20 Figuur 6: Voorbeeld van granulometrische curves van zand en steenslag.


8 11 14 14 32 34

| 196

Figuur 7: Granulometrische curve van granulaat 0/16 met en zonder fractie 4/8. 34 Figuur 8: Vergelijking 8/20 bij breker 1 doorheen de tijd 35 Figuur 9: Vergelijking 8/20 bij breker 2 doorheen de tijd 35 Figuur 10: Korrelverdeling 10/32 36 Figuur 11: Korrelverdeling 0/32 36 Figuur 12: Korrelverdeling 0/40 37 Figuur 13: Korrelverdeling fractie 8/20 binnen All-In 37 Figuur 14: Korrelverdeling 4/20 38 Figuur 15: Maximale variatie korrelverdeling granulaat 16/32 42 Figuur 16: Maximale variatie korrelverdeling granulaat 4/16 42 Figuur 17: Maximale variatie korrelverdeling zand 0/4 43 Figuur 18: Maximale variatie korrelverdeling zand 0/2 43 Figuur 19: Het gehalte aan fijne deeltjes 45 Figuur 20: Vlakheidsindex 48 Figuur 21: Waterbehoefte voor de bevochtiging van de korrels (30) 49 Figuur 22: Ronde oppervlakken per fractie 52 Figuur 23: MD-waarden 53 Figuur 24: LA-waarden 55 Figuur 25: Verband tussen het vochtgehalte en de schijnbare volumieke massa in bulk voor enkele korrelmaten (27) 57 Figuur 26: Dichtheid ρssd uit literatuur 60 Figuur 27: ρssd per korrelmaat 62 Figuur 28: ρssd per gemiddelde korrelgrootte 62 Figuur 29: Waterabsorptie per korrelmaat 65 Figuur 30: Waterabsorptie per korrelgrootte 65 Figuur 31: Samenstelling volgens ID-proef 69 Figuur 32: Omgevingsklassen (24) 78 Figuur 33: Dmax in functie van dekking en wapening (25) 84 Figuur 34: Bolomey-curve in functie van A-waarde 86 Figuur 35: Vergelijking abc-kromme vs. Bolomey A16 87 Figuur 36: Verloop van de verwerkbaarheid in de tijd 89 Figuur 37: Initiële inzakking in functie van vervangingspercentage 90 Figuur 38: Verloop zetmaat in functie van de mengtijd 93 Figuur 39: Vervangingsgraad fijn zand vs. percentage superplastificeerder 97 Figuur 40: Druksterkte op 7 dagen i.f.v. vervaardigingtijd proefreeks B/DNY-55/300-xxx 103 Figuur 41: Druksterkte op 7 dagen i.f.v. luchtbelvormer/cement 104 Figuur 42: Carbonatatieprofiel na 56 dagen bloostelling. Links: I/DNY-55/300-REF3A. Rechts: I/DNY-55/300-WCB(f)3B 115 Figuur 43: Bepaling van de carbonatatiediepte volgens RILEM CPC-18 116


| 197

Dankbetuiging Het onderzoeksproject ValRecon20 werd begeleid door een gebruikersgroep met vertegenwoordigers van bedrijven uit de puinverwerkende sector en stortklaar beton en verschillende organismen die actief zijn binnen controle en certificatie. De projectleiders en de onderzoekers zijn alle leden van de gebruikersgroep zeer dankbaar voor hun grote opkomst tijdens de opvolgingsvergaderingen, hun opbouwende tussenkomsten en hun financiële bijdrage.

Hegrola

MOLENDA


| 198


| 199

Met dank voor de sponsoring van het drukwerk


| 200

Omslagontwerp: Luc Boehme Druk: ACCO, Leuven

Recommend Documents