DEPARTEMENT INDUSTRIELE WETENSCHAPPEN OPLEIDING BOUWKUNDE, OPTIE BOUWKUNDE
Toepassingsmogelijkheden van gerecycleerde betonpuingranulaten in structureel beton
Eindwerk voorgedragen tot het behalen van de graad en het diploma van industrieel ingenieur bouwkunde Academiejaar 2004-2005
Door: ing. Van Hasselt Sofie
Promotor bedrijf: ir. D’Hooghe Johan Promotor hogeschool: ing. Deygers Inge
Voorwoord Graag zou ik een woord van dank richten aan alle mensen die mij bijgestaan hebben bij het realiseren van dit eindwerk. Hierbij zou ik in de eerste plaats graag mijn dank betuigen aan mijn promotor ing. Inge Deygers, voor haar raadgevingen en het opvolgen van dit eindwerk. Ook verdient mijn bedrijfspromotor ir. Johan D’hooghe hier een bijzondere vermelding, ondanks zijn drukke dagelijkse bezigheden kon ik steeds bij hem terecht. Bijzondere dank ook aan ing. Eddy De Meyer van het Labo De Nayer en het labo bouwkunde van het De Nayerinstituut, voor het gebruik van de infrastructuur. Ook gaat een woord van dank naar ing. Johny De Nutte van Copro en ir. Niki Cauberg van het WTCB, voor het bereidwillig opofferen van een deel van hun kostbare tijd om mij de nodige uitleg en informatie te verstrekken. Een laatste woord van dank wil ik richten tot mijn familie en vrienden die mij steeds ondersteund en aangemoedigd hebben vooral als het moeilijk ging, en dit vooral voor mijn vriend Raf Bresseleers die mij geholpen heeft bij het uitvoeren van de proeven.
i
Abstract Hergebruik van betonpuingranulaten in structurele beton De opdracht van dit eindwerk bestaat erin een bondig document samen te stellen dat aantoont dat betonpuingranulaten ook in andere toepassingen gebruikt kunnen worden dan in mager beton en (onder)fundering. In eerste instantie werd de nieuwe normering omtrent toeslagmaterialen in beton besproken. Deze norm maakt het mogelijk ook gerecycleerde granulaten te normaliseren. Gebruik makend van deze nieuwe normen werden een aantal proeven uitgevoerd waarbij de invloed van de waterabsorptie en de invloed van de herkomst van het granulaat werden onderzocht. In een literatuurstudie werd opgespoord wat mogelijk is en welke de grootste knelpunten zijn omtrent de materie. Hieruit werden dan besluiten getrokken. Trefwoorden: betonpuingranulaten, recyclage beton, bouwafval, sloopafval, nieuwe normering
iii
Inhoudstafel INLEIDING................................................................................................................................................ 1 I
BOUW- EN SLOOPAFVAL ........................................................................................................... 3 I.1 I.2
OMSCHRIJVING ............................................................................................................................... 3 BESTEMMING .................................................................................................................................. 3 I.2.1 Selectief slopen..................................................................................................................... 3 I.2.2 Verwerking in vergunde inrichtingen ................................................................................... 4 I.3 HERGEBRUIK VAN GERECYCLEERDE PUINFRACTIE. ........................................................................ 5 I.3.1 Hergebruik van inert puin .................................................................................................... 5 II
VAN BETONPUIN TOT SECUNDAIRE GRONDSTOF ............................................................ 9 II.1 BESPREKING VAN HET SLOPEN ................................................................................................... 9 II.1.1 Massaal slopen..................................................................................................................... 9 II.1.2 Selectief of gericht slopen..................................................................................................... 9 II.1.3 VMR en VVS ....................................................................................................................... 10 II.1.4 Sloopbestek en sloopvergunning ........................................................................................ 11 II.2 VERWERKING VAN BOUW- EN SLOOPAFVAL ............................................................................. 12 II.2.1 Brekertechnieken ................................................................................................................ 13 II.2.2 Zeeftechnieken.................................................................................................................... 16 II.2.3 Magneetband...................................................................................................................... 18 II.2.4 Afscheiden van overige verontreinigingen ......................................................................... 19 II.3 DE COPRO-KEURING................................................................................................................ 20 II.3.1 Wat is COPRO ................................................................................................................... 20 II.3.2 Certificatie en keuring........................................................................................................ 21 II.3.3 Organisatie van de breekwerf (vast of mobiel)................................................................... 23
III
NIEUWE NORMEN EN CE-MARKERING .............................................................................. 31 III.1 CE-MARKERING ....................................................................................................................... 31 III.2 NIEUWE NORMEN VOOR GRANULATEN..................................................................................... 33 III.2.1 De volumieke massa van granulaten ............................................................................. 34 III.2.2 De verschillende soorten granulaten............................................................................. 34 III.2.3 Voornaamste kenmerken en proefmethoden .................................................................. 35 III.3 DE NIEUWE NORM VOOR BETON NBN EN 206......................................................................... 49 III.3.1 De normen inzake beton ................................................................................................ 49 III.3.2 Voornaamste wijzigingen tengevolge van de norm NBN EN 206-1 .............................. 50
IV
PROEVEN....................................................................................................................................... 55 IV.1 GEBRUIKTE MATERIALEN ........................................................................................................ 55 IV.1.1 Kalksteenslag................................................................................................................. 55 IV.1.2 Betonpuin....................................................................................................................... 55 IV.1.3 Zand............................................................................................................................... 58 IV.1.4 Cement........................................................................................................................... 59 IV.1.5 Water ............................................................................................................................. 60 IV.2 PROEVEN OP DE GRANULATEN ................................................................................................. 60 IV.2.1 Zeefanalyse van de gebruikte steenslag (NBN EN 933-1) ............................................. 60 IV.2.2 Volumieke massa en Waterabsorptie (NBN EN 1097-6) ............................................... 69 IV.2.3 Andere proeven uitgevoerd door externe instanties ...................................................... 75 IV.3 VERVAARDIGING VAN BETON .................................................................................................. 78 IV.3.1 Ideale korrelverdeling ................................................................................................... 78 IV.3.2 Samenstelling van het mengsel ...................................................................................... 79 IV.3.3 Vervaardiging van beton ............................................................................................... 85 IV.4 PROEVEN OP VERS BETON ........................................................................................................ 85 IV.4.1 Consistentieproef (NBN EN 12350-1) ........................................................................... 85 IV.4.2 Luchtgehalte (NBN B15-224) ........................................................................................ 86 IV.5 PROEVEN OP VERHARD BETON ................................................................................................. 88 IV.5.1 Druksterkte van proefstukken (NBN EN 12390-3)......................................................... 88 IV.5.2 Bepaling van de treksterkte door splijten (NBN B15-218) ............................................ 89
v
IV.5.3 Bepaling van de buigsterkte (NBN B15-214) .................................................................91 IV.6 BESLUIT BIJ DE RESULTATEN ....................................................................................................93 V
LITERATUURSTUDIE: WAT IS AL ONDERZOCHT?...........................................................95 V.1 FIJNE GRANULATEN ..................................................................................................................95 V.2 GROVE GRANULATEN ...............................................................................................................99 V.2.1 Hoeveelheid aanhechtende mortel ......................................................................................99 V.2.2 Dichtheid...........................................................................................................................100 V.2.3 Waterabsorptie..................................................................................................................101 V.2.4 Los Angeles.......................................................................................................................102 V.2.5 Sulfaatgehalte ...................................................................................................................103 V.2.6 Alkali gehalte ....................................................................................................................103 V.3 BETONEIGENSCHAPPEN VAN RECYCLAGE BETON ...................................................................104 V.3.1 Verwerkbaarheid ..............................................................................................................104 V.3.2 Luchtgehalte .....................................................................................................................105 V.3.3 Druksterkte .......................................................................................................................106 V.3.4 Treksterkte ........................................................................................................................108 V.3.5 Statische elasticiteitsmodulus ...........................................................................................109 V.3.6 Krimp ................................................................................................................................111 V.3.7 Duurzaamheid...................................................................................................................113 V.4 BESLUIT BIJ DE LITERATUURSTUDIE .......................................................................................118
VI
ALGEMEEN BESLUIT ...............................................................................................................121
REFERENTIES ......................................................................................................................................123
vi
Symbolenlijst ρa absolute volumemassa [kg/m³] ρrd werkelijke volumemassa [kg/m³] ρssd werkelijke volumemassa, gebaseerd op oppervlaktedroge granulaten [kg/m] WA5' waterabsorptie na 5 min. [%] WA5' waterabsorptie na 24 uur [%] MB methyleenblauwwaarde [g/kg] LA Los Angeles coëfficiënt OS organische stoffen Fl afplattingscoëfficiënt druksterkte [N/mm²] fc fck karakteristieke druksterkte [N/mm²] fcspl treksterkte [N/mm²] buigsterkte [N/mm²] Rf Afkortingen BENOR gedeponeerd merk dat eigendom is van het BIN BELCERT Belgische Accreditatiesysteem voor certificatie-instellingen, zowel voor producten, kwaliteitssystemen of personen BELTEST Belgische Accreditatiesysteem voor laboratoria en keuringsinstellingen CEDEX The Central Laboratorio de Estructuras y Materiales CRIC Nationaal centrum voor wetenschappelijk en technisch onderzoek der cementnijverheid LIN departement Leefmilieu en Infrastructuur (van het ministerie van de Vlaamse Gemeenschap) LNEC National Laboratory of Civil Engineering ISEL Instituto Superior de Engenharia de Lisaboa IST Instituto Superior Técnico COPRO Onpartijdige instelling voor de controle van de bouwproducten OCW Opzoekingscentrum voor de wegenbouw OVAM Openbare Afvalstoffenmaatschappij voor het Vlaamse Gewest RELIM Réunion internationale des Laboratoires d'Essais et de Recherches sur les Matériaux et les Constructions TRA10 Toepassingsreglement voor puingranulaten geproduceerd door een vaste installatie TRA11 Toepassingsreglement voor puingranulaten geproduceerd door een mobiele installatie VITO Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek VLAREM Vlaamse milieureglementering VLAREA Vlaams reglement voor afvalvoorkoming en -beheer VMR Vereniging voor mobiele recycling VVS Vereniging van verwerkers van slooppuin WTCB Wetenschappelijk en technische centrum voor het bouwbedrijf
vii
Inleiding Dit eindwerk werd gemaakt in opdracht van ir. Johan D’Hooghe, zaakvoerder van Recycling Assistance bvba. Recycling Assistance is een bedrijf dat kwaliteitscontroles uitvoert voor verschillende breekbedrijven in Vlaanderen. De klanten van Recycling Assistance bezitten momenteel bergen gerecycleerde granulaten, die momenteel enkel hun toepassing vinden in de wegenbouw als fundering en onderfundering en als schraal beton. Deze klanten vrezen dat deze toepassingen niet voldoende zullen zijn om in de toekomst een evenwicht te bereiken tussen productie en gebruik van de gerecycleerde granulaten. Zo rees de vraag of er een studie gedaan kon worden die andere toepassingsmogelijkheden voor de gerecycleerde puingranulaten zocht. Een tweede reden voor het tot stand komen van dit eindwerk is de niet onuitputtelijkheid van bronnen voor natuurlijke granulaten. Dit eindwerk is dan ook een studie naar de toepassingsmogelijkheden van gerecycleerde granulaten in structureel beton. In Nederland mag in een structureel beton reeds 20% van de natuurlijke granulaten vervangen door gerecycleerde granulaten zonder extra voorwaarden. Er is hieromtrent al heel wat onderzoek verricht, maar toch wordt dit in België nog niet toegepast. Het eerste deel van dit eindwerk gaat over het bouw- en sloopafval in het algemeen, welke toepassingen er voor die producten zijn en welke reglementen er hier gehanteerd moeten worden. Vervolgens wordt het proces besproken om van bouw- en sloopafval tot de gerecycleerde granulaten te komen. Ook de nieuwe normering komt aanbod. Deze nieuwe normen zijn van kracht geworden in 2004 en dienen dus in principe overal al toegepast te worden. Er werden ook proeven uitgevoerd op gerecycleerde granulaten en op betonmengsels waarvan 40% van de natuurlijke granulaten werden vervangen door gerecycleerde granulaten. De proeven richten zich vooral op de waterabsorptie en de herkomst van de granulaten. Tenslotte werd er ook een literatuurstudie uitgevoerd over welke studies er reeds gebeurd zijn omtrent het toepassen van gerecycleerde granulaten in structureel beton. In het algemeen besluit wordt uiteindelijk de link gelegd tussen de zelf uitgevoerde proeven en de literatuurstudie.
1
I
Bouw- en sloopafval
I.1
Omschrijving
Bouw- en sloopafval is de verzamelnaam voor alle afvalstoffen die afkomstig zijn van het bouwen, renoveren en slopen van gebouwen en constructies of van de aanleg en opbraak van wegen. Uitgegraven grond die bij deze werken vrijkomt wordt niet beschouwd als bouw- en sloopafval. De hoeveelheid bouw- en sloopafval die jaarlijks in Vlaanderen vrijkomt wordt geschat op 6,6 tot 8 miljoen ton. Ter vergelijking: alle Vlaamse huishoudens samen produceren "slechts" 3 miljoen ton huishoudelijk afval. Bouw- en sloopafval vormt in gewicht dan ook één van de grootste afvalstromen. Bouw- en sloopafval bestaat in hoofdzaak uit 3 grote fracties: de steenachtige fractie: à de inerte fractie: deze fractie kan bestaan uit betonpuin, metselwerkpuin, een mengsel van beide (mengpuin), keramiek en natuursteen. Inert afval omvat 80 % van alle bouw- en sloopafval; à asfaltpuin: dit betreft ca. 15 % van het bouw- en sloopafval, zowel teerhoudend als niet-teerhoudend; de niet-steenachtige fractie (ca. 5 %): dit afval bestaat uit: à een recupereerbare fractie: deze fractie bestaat uit houtafval, kunststoffen, oude metalen, papier en karton; à een niet-recupereerbare restfractie. Deze kan onder andere gips en kalk, bitumineuze materialen zoals dakbedekkingen en dergelijke bevatten.
I.2 I.2.1
Bestemming Selectief slopen
Men moet bij voorkeur selectief slopen. Er is nog geen juridische definitie van het begrip "selectief slopen" maar men kan het wel als volgt omschrijven: Selectief slopen = het afzonderlijk demonteren en eventueel het verder uitsorteren op de werf zelf van afvalstromen welke gerecupereerd kunnen worden of welke schadelijk kunnen zijn voor mens en/of milieu.
3
De doelstelling van selectief slopen is tweeledig: het hergebruik van de verschillende soorten afvalstoffen bevorderen; milieuverontreiniging bij het slopen beperken door schadelijke afvalstoffen afzonderlijk af te voeren zodat deze schadelijke afvalstoffen andere, recupereerbare, afvalstoffen niet verontreinigen en in geschikte installaties verwerkt kunnen worden. Selectief slopen is nog niet wettelijk verplicht en soms stelt een doorgedreven selectie praktische bezwaren. Het plaatsen van een container voor elke recupereerbare fractie is omwille van plaatsgebrek niet altijd haalbaar, het huren van een te groot aantal containers kan te duur zijn,… In praktijk zal dan ook een evenwicht moeten gezocht worden tussen milieuhygiënische en bedrijfseconomische, organisatorische en logistieke aspecten. Volgende twee zaken zijn wel reeds verplicht: Gevaarlijke afvalstoffen moeten volgens het afvalstoffendecreet steeds afzonderlijk van andere niet-gevaarlijke afvalstoffen en afzonderlijk van elkaar ingezameld worden. Gevaarlijke afvalstoffen mogen ook enkel van de werf afgevoerd "opgehaald" worden door OVAM erkende ophalers voor gevaarlijk afval. Voor men begint te slopen dient men het in het gebouw aanwezige asbest te laten verwijderen door een onderneming welke erkend is door het Ministerie van Arbeid en Tewerkstelling. Indien het enkel over asbestcement of ander hechtgebonden asbestafval gaat hoeft men voorlopig nog geen beroep doen op een dergelijke erkende verwijderaar, ook particulieren moeten voorlopig nog geen beroep doen op deze erkende verwijderaars. In sommige gevallen is dit echter wel aangewezen om te vermijden dat asbestvezels in de lucht verspreid worden door een ondeskundige verwijdering. I.2.2
Verwerking in vergunde inrichtingen
De op de werf vrijkomende afvalstoffen moeten worden verwerkt in inrichtingen die voldoen aan het milieuvergunningendecreet. Indien het "zuiver" puinafval betreft (met name baksteenpuin, betonpuin, natuursteenpuin, niet-teerhoudend asfalt of een mengsel van deze) kan men afvoeren naar een vergunde puinbreekinstallatie. Dit kan zowel een vaste als een mobiele breekinstallatie zijn. Indien het gemengd containerafval betreft kan men een vergunde containerdienst contacteren. Mobiele brekers moeten, net als brekers op een vaste locatie, een Copro-keuring bekomen (cf. TRA10 voor vaste locatie en TRA11 voor mobiele brekers ).
4
Gevaarlijk afval mag enkel worden opgehaald door één van de door OVAM erkende overbrengers voor gevaarlijk afval. Er zijn 2 uitzonderingen: aannemers mogen de gevaarlijke afvalstoffen die bij eigen werkzaamheden vrijkomen zelf afvoeren van de werf tot de bedrijfszetel, vanwaar de verdere afvoer wel via erkende ophalers moet gebeuren. particulieren mogen natuurlijk hun KGA (klein gevaarlijk afval) zelf naar het containerpark afvoeren. Particulieren kunnen hun bouw- en sloopafval meestal ook afvoeren naar een containerpark. Bij de keuze van een geschikte verwerker dient men rekening te houden met de verwerkingshiërarchie voor afvalstoffen. Dit houdt in dat er bij voorkeur eerst aan preventie gedaan wordt, vervolgens aan recyclage, daarna aan verbranden en tenslotte pas aan storten.
I.3
Hergebruik van gerecycleerde puinfractie.
Om te vermijden dat bij hergebruik van afvalstoffen bijkomende milieuvervuiling optreedt heeft de Vlaamse overheid het hergebruik van afvalstoffen aan strikte voorwaarden verbonden. Hoofdstuk 4 van het Vlarea vermeldt welke soorten afvalstoffen in welke toepassingen en onder welke voorwaarden mogen hergebruikt worden. Gebroken inert afval en gebroken asfaltpuin kunnen zo enkel als bouwstof gebruikt worden. In de praktijk kan men puingranulaten bijvoorbeeld gebruiken als (onder)fundering in de wegenbouw of als component van mager recyclagebeton. Indien een afvalstof voldoet aan deze Vlarea-voorwaarden, bepaald in afdeling 4.2, verliest deze afvalstof het statuut van afvalstof en wordt secundaire grondstof. De secundaire grondstof is geen afval meer en dus 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 labo. I.3.1
Hergebruik van inert puin
Huidige situatie Inert afval mag enkel als bouwstof hergebruikt worden mits aan volgende voorwaarden van het Vlarea is voldaan: het puin moet afkomstig zijn van een Copro-gekeurde recyclageinrichting. De puinbreker/werf (vaste locatie of bouw- en sloopwerf) moet tevens voldoen aan het milieuvergunningendecreet ; voor metselwerkpuin of mengpuin : het puin bevat max. 1 % (in massa) niet-steenachtige materialen zoals gips, rubber, kunststoffen, isolatie, roofing of andere niet-gevaarlijke verontreinigingen; voor betonpuin: het betonpuin bevat max. 0,5 % (in massa) nietsteenachtige materialen zoals gips, rubber, kunststoffen, isolatie, roofing of andere niet-gevaarlijke verontreinigingen;
5
-
-
voor asfaltpuin: het niet-teerhoudend asfaltpuin bevat max. 0,5 % (in massa) niet-steenachtige materialen zoals gips, rubber, kunststoffen, isolatie, roofing of andere niet-gevaarlijke verontreinigingen; het puin bevat max. 0,5 % (in massa) organisch materiaal met name hout, plantenresten of andere verontreinigingen; het puin bevat geen vrije asbestvezels of asbeststof.
Het puin moet jaarlijks minstens éénmaal geanalyseerd worden door een door de OVAM erkend labo. De voornaamste te analyseren parameters voor inert afval zijn: zware metalen; polyaromatische koolwaterstoffen (PAK's); minerale olie. Andere voorwaarden waaraan het puin moet voldoen zijn: De analyseresultaten moeten voldoen aan de Vlarea-normen voor vormgegeven of voor niet-vormgegeven bouwstof. Men spreekt van een vormgegeven bouwstof wanneer de bouwstof een vaste vorm met een zekere grootte heeft. Concreet is een bouwstof vormgegeven wanneer de bouwstof minimaal zo groot is als een kubus met 4 cm lange zijden en aan een minimale druksterkte kan weerstaan zonder vervorming. Een vormgegeven bouwstof is bijv. beton waarin inerte granulaten verwerkt zijn. Niet-vormgegeven bouwstoffen zijn bijv. granulaten die in losse vorm als onderfundering aangewend worden bij de wegenbouw. Gebruik als bouwstof betekent dat het puin enkel in functionele toepassingen gebruikt mag worden. Functionele toepassingen zijn toepassingen waarbij de bouwstof een bouwkundige functie vervult zoals bijv. bij gebruik als funderingslaag. Het gebruik van puin om enkel het reliëf van een terrein te wijzigen wordt door OVAM niet als een functionele toepassing beschouwd. Het Vlarea mag immers niet misbruikt worden om zich op goedkope wijze van afvalstoffen te ontdoen doch moet tot een zo hoogwaardig mogelijk hergebruik van afvalstoffen leiden. De verplichting tot functioneel gebruik volgt trouwens uit de definitie van werk en van bouwstof in art. 4.1.1. van het Vlarea. Alle bovenvermelde voorwaarden zijn afkomstig uit het Vlaams Reglement betreffende Afvalvoorkoming en -beheer (afgekort als Vlarea). Uit het bovenstaande mag duidelijk blijken dat de tijd voorbij is dat puin van een of andere sloopactiviteit willekeurig mag hergebruikt worden op een of andere werf. Dergelijke praktijken zijn op dit moment dus illegaal. In praktijk zullen enkel, professioneel uitgebate installaties (mobiel of vast) met COPROcertificaat voor de recyclage van puin aan de bovenvermelde voorwaarden kunnen voldoen.
6
Met de uitgebreide wetgeving over het hergebruik van bouw- en sloopafval wenst de overheid de kwaliteit van puingranulaten die op de markt komen aanzienlijk op te waarderen zodat het vertrouwen van aannemers, bouwheren en anderen in deze producten toeneemt.
De toekomst. Het gebruik van inert puin bij onderfunderingen gebeurt reeds zeer frequent en kan als een succes beschouwd worden. Wel worden hierbij op dit ogenblik zeker nog niet alle wettelijke voorwaarden consequent nageleefd en blijft de handhaving door de overheid achterwege. Innovatief is het gebruik van puingranulaten in kringloopbeton. In Nederland mag bij constructief kringloopbeton 20 % puingranulaten toegevoegd worden zonder dat extra stijfheidberekeningen vereist zijn. Hoewel er in Nederland een aantal voorbeeldwerven zijn waar puin met goed gevolg in grootschalige betonwerken werd gebruikt, heeft deze toepassing toch nog geen algemene ingang in de bouwwereld gevonden. Op dit gebied kan nog grote vooruitgang geboekt worden door o.m. een betere informatieverstrekking waardoor de terughoudendheid bij de diverse sectoren overwonnen wordt. In ons land heeft het WTCB het demonstratieproject "recychouse" uitgewerkt. In dit huis heeft men talrijke recyclagematerialen in diverse toepassingen verwerkt. Zo bevat het structurele beton ca. 50 % metselwerkpuin.
7
II
Van betonpuin tot secundaire grondstof
Bij het slopen van gebouwen komen verschillende soorten afval vrij. Het sloopen breekproces moet zorgen voor een scheiding tussen deze soorten afval. Na deze scheiding kunnen de verschillende afvalsoorten verbrand, gestort of hergebruikt worden. Om van het bouw- en sloopafval tot waardige gerecycleerde granulaten met een zekere korrelgrootte te komen moeten ze een bewerkt worden in een brekerinstallatie. Een dergelijke installatie bestaat uit een aantal opeenvolgende onderdelen waaronder de brekers die het puin tot een vast kaliber verkleinen en de wasinstallaties, windzifters, magneten, … die zorgen voor een eliminatie van de verontreinigingen.
II.1
Bespreking van het slopen
De sloopmethodes zijn veelvuldig en worden dikwijls in combinatie gebruikt: II.1.1
Massaal slopen
Massaal slopen is het afbreken van het gebouw zonder een scheiding van de verschillende materialen die in het gebouw verwerkt zijn. Deze methode werd vooral vroeger toegepast, ten tijde dat er van herbruik van materialen nog geen sprake was. Het massaal slopen wordt, vanuit recyclage-oogpunt echter afgeraden, want geen enkel verwerkingsbedrijf zal nog dergelijke lading willen aanvaarden. Het kost veel moeite, tijd en geld om van dergelijk afval een waardig secundair materiaal te maken. De keten van bouw – gebruik – sloop – verwerking – hergebruik wordt aanzienlijk versterkt als de sloopschakel milieuhygiënisch en materiaaltechnisch planmatig wordt behandeld. Het selectief slopen raakt hierdoor stilaan ingeburgerd bij de aannemers. II.1.2
Selectief of gericht slopen
Selectief slopen betekent dat men reeds van bij het sloopproces rekening houdt met het feit dat de afgebroken materialen voor hergebruik vatbaar moeten zijn. Daarom zal men op de sloopwerf de voor hergebruik ongeschikte bestanddelen reeds scheiden van de steenachtige materialen.
9
Men gaat selectief te werk door de verschillende onderdelen van de constructie achtereenvolgens af te breken voor zover er uiteenlopende materialen in verwerkt zijn. Men kan echter nooit 100 % selectief tewerk gaan op de sloopwerf zelf, de verdere scheiding gebeurt in het verwerkingsbedrijf. Het is zo dat het selectief slopen reeds bij het ontwerp moet voorzien zijn. Het scheiden van de verschillende materialen wordt in een later stadium meestal een moeilijke, soms een onmogelijke zaak. Er moet bijgevolg een onderscheid gemaakt worden tussen primaire en secundaire afbraak. De primaire afbraak omvat het vernietigen van het gebouw zelf, de secundaire afbraak omvat het vernietigen van de structuren, eenmaal deze op de grond terecht zijn gekomen. Samengevat kan men stellen dat slopen neerkomt op het in stukken breken van een constructie om het transport en de recuperatie van de componenten te vergemakkelijken. Deze stap is van groot belang voor de kwaliteit van de terugwinning. II.1.3
VMR en VVS
VMR Mobiele Recycling wordt bevorderd door twee verenigingen: de Branchevereniging Mobiele Recycling in Nederland en de Vereniging voor Mobiele Recycling in België. De Vereniging Mobiele Recycling (= VMR) werd in 2001 opgericht. Deze vereniging heeft de volgende doelstelling: Door toepassen van mobiele recyclingtechnieken produceren van kwalitatief (1*) hoogwaardige secundaire grondstoffen, onder veilige (2*) en voor het milieu (3*) verantwoorde, optimale omstandigheden. Uitgaande van een recyclingniveau (4*) van 95 % streeft men er voorts naar dat van de totale productie van secundaire grondstoffen, verkregen door recycling, 50 % door mobiele installaties wordt geleverd. 1* De eindproducten dienen technische en milieuhygiënisch te voldoen aan de eisen van de opdrachtgevers en de overheid 2* De omstandigheden van de medewerkers dienen veilig te zijn. 3* De hinder voor de omgeving door geluid, stof en trillingen dient te voldoen aan specifieke eisen. 4* Onder het recyclingniveau wordt verstaan het aandeel dat wordt gerecycled ten opzichte van de vrijkomende hoeveelheid afvalstoffen in massa en volume.
10
VVS Er werd in België een “Vereniging van Verwerkers van Slooppuin” (=VVS) opgericht om de belangen van de exploitatie van vaste breekinstallaties te verdedigen. Op het aandeel van de mobiele recycling na, zijn de doelstellingen gelijklopend met deze van de VMR. II.1.4
Sloopbestek en sloopvergunning
Het slopen van een gebouw brengt voor de sloper-aannemer een hoop problemen en onzekerheden mee. Hij moet prijs geven voor het slopen zonder de precieze samenstelling van een bestaand gebouw te kennen. Zelf een grondige analyse maken is meestal onmogelijk wegens het korte tijdsbestek waarin zijn offerte binnen moet zijn. Bij "verdachte" gebouwen, d.w.z. gebouwen waarvan wordt aangenomen dat er gevaarlijke of giftige stoffen in verwerkt zijn, zijn bovendien grondige en dure analyses nodig, die de financiële draagkracht van elke aannemer afzonderlijk te boven gaan. Het is trouwens onzinnig dat elke aannemer dezelfde kostelijke analyses zou moeten uitvoeren: die gebeuren beter op vraag en voor rekening van de bouwheer. De resultaten daarvan dienen bij het aanbestedingsdossier te worden gevoegd. Het geheel staat nog in de kinderschoenen en moet nog goedgekeurd worden door de overheid. Het gaat om de invoering van een specifieke sloopvergunning gekoppeld aan de verplichting voor de bouwheer om een inventaris op te maken van de materialen die in het te slopen gebouw aanwezig zijn. Het voorstel zou tegelijkertijd het selectief slopen bevorderen en een grotere controle op de afvalstromen mogelijk maken. De gemeenten zouden de sloopvergunning enkel mogen afleveren op voorwaarde dat de bouwheer bij zijn bouwaanvraag de vermelde materialeninventaris voegt. Bij gewone woningen zou het over een eenvoudige inventaris gaan, die door de architect kan opgemaakt worden. Voor industriële gebouwen zou het wel om een meer uitgebreide lijst gaan, waarvoor de bouwheer een beroep kan doen op gespecialiseerde adviesbureaus en analyses laat uitvoeren. Dergelijke werkwijze stelt iedere betrokken partij voor haar verantwoordelijkheid. Een goede materialeninventaris maakt het de aannemer mogelijk om een economisch verantwoorde prijs op te maken, waar zowel bouwheer als aannemer mee gebaat zijn. Voor de overheid biedt deze werkwijze het grote voordeel dat de samenstelling van het puin van meet af aan gekend is en dat de afvoer ervan van begin tot het einde kan worden gecontroleerd. Dit laatste is een belangrijke troef tegen het sluikstorten. Voor bijna alle vormen van afleveren wordt een attest gegeven, zowel bij het storten als de brekerinstallatie.
11
II.2
Verwerking van bouw- en sloopafval
Zoals eerder vermeld is het doel van deze bewerkingen tweeledig: het breken van de grove puinblokken tot korrels met gewenste afmetingen; het verwijderen van ongewenste bestanddelen die via selectieve sloopmethoden niet te verwijderen zijn. De volgorde van zo’n proces ligt meestal vast: breken, zeven, ontijzering en verwijderen van eventuele verontreinigingen.
Papier, hout, non-ferro
* zonder secundaire breker gaat overmaat terug naar de primaire breker
12
II.2.1
Brekertechnieken
Kaakbreker Van deze breker zijn er twee uitvoeringsvormen bekend namelijk de rechte kaakbreker en de kniekaakbreker. In beide gevallen geldt dat het materiaal gebroken wordt tussen twee stijve platen. De opstelling bestaat uit een vaste plaat die dienst doet als stationair breekoppervlak en een beweegbare kaak die de kracht uitoefent om het materiaal te breken. Het materiaal wordt gebroken door samendrukking. Bij een rechte kaakbreker wordt de bewegende kaak aangedreven door middel van één drijfstang en door een vliegwiel met een excentriek. Het verschil tussen een rechte en kniekaakbreker is dat bij de laatste nog een extra neergaande beweging wordt uitgevoerd. Dit wordt bekomen door twee drijfstangen en een kniegewricht. Het materiaal wordt als het ware gekauwd. Meestal draait een kniekaakbreker met een hoger toerental wat een betere verkleining van het materiaal geeft. De diameter van de gebroken korrels is gelijk aan de opening onderaan de kaakbreker. Zolang de brokken puin niet de gewenste afmetingen hebben, blijven ze in de breker zitten. Doordat de kaakbreker geschikt is om grote brokken puin te breken, wordt die dan ook vaak als primaire breker gebruikt.
Figuur 1: Technische tekening van een kaakbreker.
Figuur 2: Principe van een kaakbreker.
Een nadeel aan de kaakbreker is dat platte stukken toch door de opening onderaan kunnen zonder dat deze gebroken zijn. Ook de hoge aankoopprijs betekent een nadeel maar dit wordt gecompenseerd door de lage onderhoudskosten. Wegens de simpele uitvoering is er weinig slijtage. Ook is dit type breker makkelijk toegankelijk voor onderhoud en inspectie. Bij dit type is er weinig kans op verstopping.
13
Kegel- of conusbreker In de kegelbreker bevindt zich een afgeknotte kegel rondom een excentrische as binnen een mantel die de vorm heeft van een omgekeerde afgeknotte kegel, zodat de ruimte tussen beide kegels voortdurend verandert. De breekactie wordt veroorzaakt door het openen en sluiten van de ruimte tussen de binnenste en buitenste kegel. Telkens de ruimte weer vergroot, vallen de brokken een beetje lager waar ze opnieuw gebroken worden. Dit gaat zo door totdat de gewenste diameter bereikt is. Deze diameter wordt bekomen door de afstand te regelen tussen beide kegels. Dit gebeurt door middel van een stelmoer of door hydraulische kegelverstelling.
Figuur 3: Techenische tekening van een kegelbreker.
Figuur 4: Principe van een kegelbreker.
Dit type breker wordt vooral veel gebruikt als secundaire breker. Hierbij wordt al een betere kwaliteit van de granulaten bekomen. Deze breker is geschikt voor alle materialen met de voorwaarde dat slechts kleine hoeveelheden hout en metaal voorkomen. Door deze verontreinigen wordt de deeltjesgrootte namelijk negatief beïnvloed.
Impact breker of percussiebreker of prallmolen Bij dit type van breker wordt het puin met hoge snelheid tegen de binnenwand of de prallplaten geslingerd. Door de afstand van de slagplaten te regelen kan de korreldiameter worden beïnvloed. Evenals bij de hamerbreker is hier ook een verende opening voorzien om de onbreekbare stukken automatisch te verwijderen. Bij de percussiebreker worden slaglijsten gebruikt die vast zijn gemonteerd in de breker. Hierdoor worden de zachte bestanddelen meer gebroken dan de harde.
14
Figuur 5: Technische tekening van een percussiebreker.
Figuur 6: Technische tekening van een percussiebreker.
Deze breker wordt zowel gebruikt als primaire en secundaire breker. De kwaliteit van de geproduceerde granulaten is hoog. Hier worden namelijk kubusvormige granulaten gevormd. Het nadeel van deze breker is dat het energieverbruik hoger ligt. Nog een nadeel is de hogere onderhoudskost.
Walsenmolen Vroeger werd dit type van breker veel meer toegepast dan nu. Overgewaaid uit de mijnindustrie raakte het in de laatste 10 jaar in onbruik. De voornaamste redenen hiervoor zijn de lage productiviteit en het feit dat de walsenmolen niet geschikt is voor harde materialen. Het systeem bestaat uit twee tegen elkaar in draaiende rollen. De snelheid kan gelijk of verschillend zijn. Er zijn varianten waarbij de rollen glad zijn of waarvan ze bezet zijn met nokken of tanden. Het materiaal wordt door de beweging van de rollen meegetrokken en vervolgens gebroken door samendrukking.
Figuur 7: Technische tekening van een walsenmolen.
Figuur 8: Principe van een walsenmolen.
15
De gewenste diameter kan worden ingesteld door de afstand tussen beide rollen te wijzigen. Een voordeel van dit type van breker is dat er weinig stof wordt geproduceerd alsook weinig fijnen. Bij gebruik van zachte materialen is er weinig slijtage aan de rollen
Hamerbreker of hamermolen De hamermolen kan worden vergeleken met de prallmolen. Het belangrijkste verschil is dat, in plaats van slaglijsten in de prallmolen, pendelend opgehangen hamers zijn aangebracht. Als hamers dreigen vast te lopen, kunnen deze terugklappen, zodat beschadiging wordt voorkomen. Het breken gebeurt door stootwerking van de ronddraaiende hamers. De typische draaisnelheid ligt tussen de 750 t/min en 1800 t/min. Vervolgens wordt het materiaal gedwongen om langs een geribbelde plaat te passeren en wordt op die manier nogmaals verkleind. Uiteindelijk vallen de kleine deeltjes tussen het rooster en de te grote granulaten draaien nogmaals mee in het breekproces. De onbreekbare stukken worden met grote snelheid tegen een verende plaat geworpen, die dan uitwijkt en deze stukken laat passeren, zodat deze worden afgezonderd van de rest. Doordat de granulaten door een rooster moeten vallen is het mogelijk een constante korrelverdeling te bekomen. Het grote nadeel van een hamermolen is dat door de hoge snelheden en vooral bij het breken van harde materialen, veel slijtage optreedt wat de onderhoudskosten doet stijgen. Ook is er een hoge productie van fijnen en een grote lawaaihinder. II.2.2
Zeeftechnieken
Het zeven heeft een tweedelige functie: het selecteren van de korrelgrootten in gewenste maten het afscheiden van verontreinigingen zoals grond, asfalt, dakbekleding en dergelijke. In de volgorde van de bewerking dient de eerste zeef, voorafgaand aan de primaire breker, om de fijne verontreinigingen zoals grond, asfalt, dakbedekking en dergelijk grove steenachtige brokken af te scheiden. Met het zeven na primaire breker is nog een verdere afscheiding van materialen mogelijk. Sterrenzeef De sterrenzeef vindt zijn oorsprong in de landbouwsector. Daar werd hij gebruikt om de aarde van allerhande gewassen te verwijderen. Dit soort zeef wordt op vaste of mobiele locatie hoofdzakelijk gebruikt als sorteerinstallatie. De sterren zijn vervaardigd uit rubber en zijn gemonteerd op ronddraaiende
16
assen. Op die manier wordt het puin voortbewogen terwijl de kleinere deeltjes ertussen vallen. Het nadeel van deze zeef is dat de sterren makkelijk afbreken door de harde puinbrokken. Dit heeft tot gevolg dat de zeef slecht werkt omdat er ook puin wordt afgevoerd langs de ontstane openingen. Het vervangen van de sterren betekent niet enkel kosten aan de machine, maar ook verlies aan werkuren en dus een daling van het rendement. Trommelzeef De trommelzeef zorgt ook voor de verwijdering van grond en zand. Het materiaal wordt in de trommel gebracht die onder een lichte helling is opgesteld en ronddraait. De kleinere deeltjes zoals zand en aarde verdwijnen door de openingen in de trommel terwijl het puin naar de andere kant van de trommel getransporteerd wordt om daar via een transportband in het breekproces gebracht te worden.
Foto 1: Trommelzeef.
Het voordeel van de trommelzeef ten opzichte van de sterrenzeef is dat deze beter geschikt is voor het gebruik met bouw- en sloopafval omwille van de stalen constructie. Stangenzeef Bij de stangenzeef bestaan de zeefdekken uit stangen die aan één zijde zijn ingeklemd en die in de bewegingsrichting van het erop vallende materiaal lopen. De stangen bewegen door de stoten van het erop vallende materiaal. Er zijn drie opeenvolgende zeefdekken. De stangen kunnen driehoekige of ronde dwarsdoorsneden hebben. Bovendien kunnen de stangen hetzij evenwijdig, hetzij divergerend ten opzichte van elkaar lopen.
17
Foto 2: Stangenzeef.
Meerdekzeven Voor het uiteindelijk zeven van de granulaten wordt meestal gebruik gemaakt van meerdekzeven. Deze zeven bestaan uit meerdere boven elkaar geplaatste zeefnetten die allen verschillende openingen hebben. Bovenaan bevindt zich het dek met de grootste openingen en onderaan de kleinste openingen. Deze zijn geplaatst met het oog op het uiteindelijke gewenste granulaat . De granulaten worden bovenaan ingebracht en onderaan afgevoerd. De overkorrel wordt teruggestuurd naar de breker.
Foto 3: Meerdekzeef.
II.2.3
Foto 4: Meerdekzeef.
Magneetband
De aanwezigheid van ijzer in het granulaat moet vermeden worden. Gewapend betonpuin zal voor het breekproces door middel van een vergruizer (chrusher) moeten ontdaan worden van wapeningsstaal. Bovendien dient er steeds bijzonder veel aandacht besteed te worden aan het laden van de breker. Grote stukken metaal kunnen immers de werking van de breker volledig blokkeren.
18
Het verwijderen van het ijzer uit het gebroken beton gebeurt langs elektromagnetische weg door een magneetband, gemonteerd boven het uiteinde van de transportband na de uitgang van de breker. Deze magneetband brengt het ijzer naar een storthoop of in een container. Niet-magnetische metalen worden echter niet verwijderd, zodat handsortering noodzakelijk kan zijn. II.2.4
Afscheiden van overige verontreinigingen
In het beton- of metselwerkpuin kunnen lichte steenachtige fracties, zoals Itong, cellenbeton en asfalt met beperkte bouwtechnische kwaliteiten voorkomen. Een te hoog gehalte van deze materialen is ongewenst, zodat voor deze materialen maximale toelaatbare waarden gelden. Daarnaast kan er ook nog sprake zijn van bestanddelen die in principe nadelige effecten uitoefenen zoals hout, papier, gips, textiel, glas, isolatiematerialen en plantenresten. Zo veroorzaakt gips bijv. in het puin vanaf een gehalte van 1 % scheurvorming van het hiermee aangemaakte recyclagebeton, als gevolg van het ontstaan van expansieve zouten. In het bijzonder moeten de vorstgevoelige en broze materialen verwijderd worden en moet gelet worden op de aanwezigheid van beton beschadigd ten gevolge van de alkali-silicareactie (zie ook p.59). Verontreinigingen zullen meer en meer problemen geven, want in de bouwwereld worden meer en meer componentmaterialen gebruikt, zoals isoleer- en bindmiddelen, schuim,… Deze componenten maken het recyclageproces moeilijker. Deze bestanddelen kunnen enkel verwijderd worden langs droge weg, zoals met afzuigkap en dwarszifter of met zeven, hetzij langs natte weg.
Droge scheidingsmehtoden Afzuigkap en dwarszifter Om verontreinigingen met een lage dichtheid, zoals hout- en papierdeeltjes, kunststoffolie, isolatie en textiel, te verwijderen kan gebruik gemaakt worden van een afzuigkap of een dwarszifter of windzifter. De afzuigkap kan boven een transportband of op het einde van de transportband bij het uitvallen van de materiaalstroom geplaatst worden. Vervolgens worden de verontreinigingen in een cycloon van de luchtstroom gescheiden. De dwarszifter bestaat uit een horizontale pijp onder de transportband die uitmondt juist aan het eind van de transportband. Een luchtstroom door de pijp zorgt ervoor dat de lichte verontreinigingen van tussen het steenachtige materialen weggeblazen worden.
19
Natte scheidingsmethoden Er is eveneens de mogelijkheid om verontreinigingen langs natte weg te verwijderen omdat de steenachtige materialen door hun gewicht en densiteit niet op het wateroppervlak zullen drijven en lichtere verontreinigingen, zoals hout, isolatie, papier en dergelijke wel. Er bestaan twee types, nl. de aquamator en de drijf-zinkinstallatie. De aquamator bestaat uit een transportband waarop korrelmateriaal kleiner dan 40 mm wordt gestort. Deze band loopt net boven een watertank. Het materiaal dat op de band aanwezig is wordt overvloedig besproeid zodat de lichtere verontreinigingen wegspoelen in de watertank. De andere materialen worden vervolgens door de transportband afgevoerd. De drijf-zinkinstallatie bestaat uit een watertank en een transportband maar hier zit de transportband aan de ene zijde volledig onder water. Aan de diepe zijde van de watertank wordt het materiaal aangevoerd. Vervolgens wordt het met de transportband uit de watertank getransporteerd. Ondertussen zijn de lichte verontreinigingen voldoende lang met het water in contact geweest om te gaan opdrijven. Tegen het wateroppervlak is er ook nog een hark aangebracht die de licht verontreinigingen van het wateroppervlak wegneemt. De natte scheidingsmethoden bereiken zeer hoge rendementen en zijn vooral geschikt bij korrelafmetingen boven de 15 mm. De aquamator heeft als grootste nadeel dat er veel slib wordt afgescheiden en dat het gewicht van het te storten materiaal toeneemt.
II.3 II.3.1
De Copro-Keuring Wat is COPRO
De vzw Copro is een onafhankelijk keuringsorgaan met als doel de kwaliteit en de kwaliteitscontrole in de bouwsector te bevorderen. Copro is opgericht door enerzijds de openbare instellingen: Belgische Staat Vlaamse Gemeenschap / Vlaams Gewest Franse Gemeenschap Waals Gewest Brussels Gewest en anderzijds door de vertegenwoordigers van de gebruikers (wegenbouw – aannemer): Belgische Federatie van Aannemers en Wegenwerken (vroegere NVW) De vzw Copro wordt beheerd door de Algemene Vergadering. Deze is samengesteld uit een aantal vertegenwoordigers van de groep openbare instellingen en een zelfde aantal uit de groep van de gebruikers. 20
Voor ieder product of productengroep stelt Copro een Adviesraad en een Certificatiecomité in. De Adviesraad beheert de reglementen en de technische voorschriften. Het Certificatiecomité staat in voor het beheer van de individuele certificatiedossiers. De Adviesraad is samengesteld uit vertegenwoordigers van de volgende 4 groepen: 30 % openbare instellingen (LIN, OVAM, …) 30 % gebruikers (aannemers) 30 % fabricanten 10 % onderzoeks-, normerende, certificerende en keurende instellingen (OCW, WTCB, COPRO, CRIC) Het Certificatiecomité is samengesteld uit: directeur van COPRO personeelsleden van COPRO onafhankelijke experts Dergelijke structuur garandeert aldus de onafhankelijkheid van COPRO tegenover de partijen die op haar een beroep doen. II.3.2
Certificatie en keuring
De conformiteit van puingranulaten wordt bevestigd door de certificatie ervan. De COPRO-certificatie is een productcertificatie waarbij strenge eisen aan het productie- en het kwaliteitssysteem worden gesteld. De vzw COPRO is BELCERT- en BELTEST-geaccrediteerd voor de certificatie en keuring van puingranulaten. Dit zijn instellingen van het ministerie van Economische Zaken die de Europese kwaliteitsnormen voor controleorganismen controleren. De milieuhygiënische controle dient jaarlijks te gebeuren. De fabrikant is verantwoordelijk voor deze controle conform het Vlarea. De fysische en chemische verontreiniging dient steeds te beantwoorden aan de eisen van het Vlarea. De fysische eisen worden gecontroleerd door middel van de identificatieproef volgens PTV 406. Naast de milieuhygiënische eisen van VLAREA dienen puingranulaten ook een bouwtechnische waarde te bezitten, die evenwaardig is aan deze van natuurlijke granulaten voor dezelfde toepassingen. Daar komt dan het COPROkeurmerk aan te pas. Naar de privé-sector kunnen evenwel ook niet genormaliseerde producten worden gecertificeerd. Hier worden enkel de eisen van de fysische en chemische verontreiniging, aangevuld met een door de fabrikanten vastgelegde korrelverdeling, gecontroleerd. 21
We onderscheiden drie soorten van certificatie: certificatie van puingranulaten geproduceerd op vaste locatie partijkeuringen certificatie van puingranulaten geproduceerd door een mobiele installatie
Certificatie van puingranulaten geproduceerd op vaste locatie Bepalingen door de fabrikant: De kwaliteitscontrole op de verschillende producten omvat een zelfcontrole en een externe controle uitgevoerd door COPRO. Na een toelatingsperiode en een positieve evaluatie ontvangt de producent een algemeen certificaat per productie-eenheid. De certificatiehouder heeft voor ieder product een goedgekeurde, door COPRO gewaarmerkte, technische fiche. Ieder vracht puingranulaten dient naast een verwijzing naar het certificaat en de technische fiche ook een omschrijving van het product en eventueel zijn toepassing te geven. Garantie voor de bouwheer: Voor iedere vracht dient de bouwheer een originele leveringsbon te ontvangen. Op eenvoudige aanvraag is de fabrikant verplicht een kopie van het certificaat en de gewaarmerkte fiche af te leveren.
Partijkeuringen Met partijkeuringen wordt aangetoond dat een naar behoren geïdentificeerde partij in overeenstemming is met een bepaald keuringsdocument. Partijkeuringen worden enkel uitgevoerd wanneer ze beantwoorden aan de volgende drie gestelde voorwaarden: puin afkomstig van één werf (geen aanvoer) geproduceerd op dezelfde werf (of op een oordeelkundig gekozen terrein in de onmiddellijke omgeving ervan) op dezelfde werf terug toegepast (geen afvoer) Als er dus een partij puingranulaten wordt geproduceerd op een vaste locatie waarvoor nog geen keuring is, moet er een uitbreiding worden aangevraagd voor deze partij.
Certificatie van puingranulaten geproduceerd door een mobiele installatie Deze certificatie werd gebaseerd op dezelfde principes als de basisprincipes voor de vaste locaties. Er dienen twee vormen te worden onderscheiden: Op de bouw- en slooplocatie (of op een oordeelkundig terrein in de onmiddellijke nabijheid). In geen geval mag er puin worden aangevoerd van een andere werf.
22
-
Op een vaste locatie. Hier zal men werken op analoge manier als bij een vaste locatie.
BENOR-certificatie Afhankelijk van de toepassingen dienen puingranulaten dezelfde kwaliteiten te bezitten als natuurlijke granulaten. Momenteel is de COPRO-keuring voor puingranulaten het equivalent van de BENOR-keuring voor natuurlijke granulaten. De bedoeling is om ook puingranulaten in de toekomst te voorzien van een BENOR-certificatie aangezien dit nog meer de gelijkwaardigheid van beide producten zal beklemtonen. De normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 zijn immers voor BENOR en COPRO identiek. II.3.3
Organisatie van de breekwerf (vast of mobiel)
23
Interne controle/FPC (kwaliteitshandboek) Aanvoer In het aanvaardingsplan wordt aangegeven welke soorten puin aanvaard worden en welke soorten verontreinigingen hierin mogen voorkomen. De installatie op de breekwerf is afhankelijk van het soort puin dat aanvaard wordt, bijv. een magneetband voor puin dat staal bevat. Aanvaarding op de vaste locatie (TRA 10) Alle ladingen van aangevoerd puin dienen gewogen te worden en visueel gecontroleerd te worden. De methode die hiervoor wordt aangewend, staat beschreven op de steekkaart van de installatie. Het personeel van de vergunninghouder zal een organoleptische (op zicht en of geur) keuring van het puin uitvoeren. Van elke aangevoerde vracht wordt een aanvaardingsbon in dubbel opgemaakt die dient ondertekend te worden door de vervoerder en de gemachtigde van de vergunninghouder. De aanvaardingsbon zal volgende zaken vermelden: à bedrijfsgegevens van de vergunninghouder, à OVAM-nummer erkend verwerker, à de gewichten, à uur en datum, à adres werf van herkomst, à naam vervoerder + nummerplaat, à de benaming volgens EURAL-code. De vervoerder verklaart zich door ondertekening akkoord met het aanvaardingsreglement. De ladingen worden vermeld in het aanvaardingsregister. Alle geweigerde ladingen moeten vermeld worden in het weigeringsregister. Puin dat bij het lossen toch niet blijkt te voldoen zal op kosten van de vervoerder opgeslagen en afgevoerd worden. Niet-steenachtig materiaal dient zo goed mogelijk verwijderd te worden uit het puin en op reglementaire wijze te worden afgevoerd. De afgevoerde afvalstoffen worden vermeld in het reststoffenregister. Het puin/grondstof wordt op de juiste locatie per soort gestockeerd zonder dat er vermenging kan optreden. Het terrein is volledig omgeven door een afsluiting zodat er geen ongecontroleerde aan- of afvoer kan plaatsvinden.
24
Aanvaarding voor de mobiele breker (TRA 11) Enkel steenachtig bouwafval van bouw-, sloop- of wegenwerken zal aanvaard worden. Indien het een bouw- of sloopwerf betreft mag er enkel puin van die werf aanwezig zijn, geen aanvoer van andere werven! Indien het een vaste locatie betreft, dient deze een COPRO-certificaat te bezitten of in toelatingsperiode te zijn. Het aangeboden puin wordt voorlopig geaccepteerd na organoleptische controle van de stock. Hiervoor wordt er een aanvaardingsbon in dubbel opgemaakt die dient ondertekend te worden door de opdrachtgever en de gemachtigde van de fabrikant. De aanvaardingsbon zal volgende zaken vermelden: à bedrijfsgegevens van de fabrikant, à tonnage op basis van meting, registers of andere documenten, à datum van organoleptische controle, à adres breekwerf, à type breekwerf, à certificaatnummer (indien van toepassing), à naam vervoerder + nummerplaat, à de benaming volgens EURAL-code. De opdrachtgever verklaart zich door ondertekening akkoord met het aanvaardingsreglement. Per vaste locatie of per bouw- of sloopwerf wordt voor het puin, dat voorlopig geaccepteerd is, een aanvaardingsbon opgemaakt met oplopend volgnummer en ingeschreven in het aanvaardingsregister. Pas bij het laden van de breker met de kraan vindt de definitieve aanvaarding plaats. Indien een partij of een gedeelte van een partij niet voldoet aan aanvaardingsreglement, dient deze geweigerd en ingeschreven te worden in het weigeringsregister. In bijlage van de aanvaardingsbon wordt, indien van toepassing, een kopie van de milieuvergunning en/of bouwvergunning gevoegd. Voor een vaste locatie volstaat een kopie van het certificaat TRA10. Voor een bouw- of sloopwerf worden uittreksels uit het bijzonder bestek (indien aanwezig), betreffende de oorsprong en de hoeveelheid puin, of een degelijke opmeting toegevoegd. Voor een vaste locatie is hiervoor een saldo op basis van het aanvaardingsregister noodzakelijk. Voor een bouw- en sloopwerf wordt er ook een opslagplan (op basis van een plan of schets) opgemaakt en in bijlage bij de aanvaardingsbon gevoegd.
25
Niet-steenachtig materiaal dient zo goed mogelijk verwijderd te worden uit het puin en op reglementaire wijze te worden afgevoerd. De afgevoerde afvalstoffen worden vermeld in het reststoffenregister. De vaste locatie is volledig omgeven door een afsluiting zodat er geen ongecontroleerde aan- of afvoer kan plaatsvinden. In het geval van een bouwof sloopwerf, moet het terrein afgesloten en ontoegankelijk kunnen gemaakt worden voor rollend materiaal. Beschrijving van productieproces De installatie bevat minstens volgende elementen: à voorafzeving à breekinstallatie à zeefinstallatie Deze kan ter verwijdering van onzuiverheden verder uitgebreid worden met: à magneetband à windzifter à waterbak à … De producent dient een stroomschema van zijn breekwerf op te maken. Daarin vinden we alle onderdelen van de installatie terug alsook de verschillende productiefasen, aan- en afvoerstromingen en de verschillende opslagplaatsen. Eindproduct Monsternemingen gebeuren volgens de norm NBN EN 932-1. Volgende proeven worden steeds uitgevoerd: à identificatieproef (PTV 406) à zeefanalyse (NBN EN 933-1) à afplattingscoëfficiënt (NBN EN 933-3) à percentage gebroken en ronde stenen (NBN EN 933-5) à gehalte aan fijne deeltjes (NBN EN 933-1) à methyleenblauwproef (NBN EN 933-9 bijlage A) à Los Angeles-coëfficiënt (NBN EN 1097-2) à gehalte aan bestanddelen die de binding of verharding van hydraulisch gebonden mengsels verstoren (NBN EN 1744-1 par. 15.1, 15.2 en 15.3) Deze proeven mogen worden uitgevoerd in een intern of extern laboratorium. Het laboratorium beschikt minstens over volgende uitrusting: à spleetverdelers à geventileerde droogoven à zeven van toepasselijke afmetingen (NBN EN 933-2) à zeefschudtoestel 26
à weegschaal (min. 10 kg met nauwkeurigheid op 0,1 g) à afzuiging à methyleenblauw set (NBN EN 933-9 Bijlage A) Het apparatuurregister bevat alle ijkings- en kalibratieresultaten van de meeten beproevingsuitrusting. Het labowerkboek bevat de onmiddellijke deel- en eindresultaten van de proeven. In het beproevingsregister worden alle eindresultaten per proef en per product ingeschreven. Aan ieder product wordt een technische fiche toegekend. Deze fiche bevat: à datum van opmaak van de technische fiche à naam en adres van de productie-eenheid à identificatienummer producent/identificatienummer product à de volledige benaming en eventueel de toepassing à alle vereiste en gekende kenmerken van het product à naam en handtekening van de gemachtigde persoon à geldigheidsdatum (wordt ingevuld door COPRO) Voorraad van de puingranulaten Alle puingranulaten dienen gescheiden te worden opgeslagen en te worden voorzien van een naamplaat. De plaats wordt aangegeven op het opslagplan. Aflevering van producten door een vaste locatie (TRA 10) Wanneer een vervoerder een lading komt halen zal deze geladen worden door een werknemer van de vergunninghouder. Na weging zal er een afleveringsbon opgemaakt worden in drievoud: het origineel voor de bouwheer, een kopie voor de vervoerder en een kopie voor de vergunninghouder. De afleveringsbon zal volgende zaken vermelden: à bedrijfsgegevens van de vergunninghouder à de gewichten à uur en datum à adres werf van bestemming à naam vervoerder + nummerplaat à de benaming volgens de norm + de norm à de nummer van de conformiteitsverklaring à CE-logo en nummer van de genotificeerde instelling à de benaming en toepassing van het product volgens SB250 à vermelding van het COPRO-identificatienummer en het nummer van de technische fiche. Vergunninghouder en vervoerder ondertekenen de bon. 27
De afgeleverde ladingen worden vermeld in het afleveringsregister. Aflevering van producten door een mobiele breker (TRA 11) In het kader van het TRA11-reglement zijn er 3 mogelijkheden wat betreft de aflevering van het puin: à gebroken puin afkomstig van de bouw- of sloopwerf wordt hergebruikt op dezelfde bouwwerf; à gebroken puin afkomstig van de bouw- of sloopwerf wordt afgevoerd voor hergebruik op een andere bouwwerf; à gebroken puin afkomstig van een vaste locatie (TRA10) wordt aan deze vaste locatie afgeleverd. Bij de aflevering van de granulaten zijn naargelang de situatie meerdere partijen betrokken. à Na weging zal er voor de stock aan gerecycleerde granulaten per product een afleveringsbon opgemaakt worden minstens in drievoud: het origineel voor de bouwheer, een kopie voor de opdrachtgever en een kopie voor de fabrikant. à Na weging zal er voor elke afgeleverde vracht gerecycleerde granulaten per product een afleveringsbon opgemaakt worden minstens in viervoud: het origineel voor de bouwheer, een kopie voor de vervoerder, een kopie voor de opdrachtgever en een kopie voor de fabrikant. à Na weging zal er voor de stock aan gerecycleerde granulaten per product een afleveringsbon opgemaakt worden minstens in dubbel: het origineel voor de vergunninghouder en een kopie voor de fabrikant. De afleveringsbon zal volgende zaken vermelden: à bedrijfsgegevens van de fabrikant, à de gewichten, à uur en datum, à adres breekwerf, à certificaatnummer*, à adres werf van bestemming, à naam vervoerder + nummerplaat (indien van toepassing), à de benaming volgens de norm + de norm, à de nummer van de conformiteitsverklaring, à CE-logo en nummer van de genotificeerde instelling, à de benaming en toepassing van het produkt volgens SB250, à vermelding van het COPRO-identificatienummer en het nummer van de technische fiche.
28
Om het COPRO-certificaat te kunnen geven bij afvoer van een werf dient het materiaal geladen te worden door een wiellader van de fabrikant met geijkte weeginstallatie. Fabrikant en opdrachtgever ondertekenen telkens de bon. De afgeleverde ladingen worden vermeld in het afleveringsregister. Het klachtenregister bevat een overzicht van de ontvangen klachten met betrekking tot het gecertificeerde product alsook de inhoud van de klacht en het gegeven gevolg.
Externe controle Onder externe controle wordt het nazicht van de interne controle verstaan. Er onderscheiden zich twee soorten van controlebezoeken: Type I: ◦ bijwonen van de metingen en proeven van de zelfcontrole, ◦ nazicht van eventuele twijfelachtige productiedelen, ◦ nazicht van de werkboeken en de registers, ◦ nazicht van het productieproces, ◦ nazicht van de bemonstering van puin en puingranulaten, ◦ nazicht van de opslag. Type II: ◦ slaat op de laatste 4 nazichten van Type I. Per jaar zijn er in principe vier bezoeken van het type I en eventueel zes van het type II. In ieder geval worden jaarlijks minstens vier proeven uitgevoerd. De resultaten worden geëvalueerd door: à betrouwbaarheidscontrole: de vergelijking wordt gemaakt met de laatste interne resultaten; à reproduceerbaarheidscontrole: vergelijking van het intern resultaat met het controleresultaat uitgaande van dezelfde monsterneming.
29
III Nieuwe normen en CE-markering De nieuwe Europese normgeving is vollediger dan alle bepalingen die we tot nog toe gekend hebben. Anderzijds is ze zonder enige twijfel heel wat complexer, zowel vanuit het oogpunt van de producent als vanuit dat van de gebruiker. Deze nieuwe norm zal haar deugdelijkheid in de praktijk bovendien nog moeten bewijzen. Een probleem dat volgens het WTCB nu al verwacht kan worden is dat het omwille van de complexe codering niet eenvoudig zal zijn na te gaan of de geleverde producten overeenstemmen met de bestelling, vooral indien die bestelling vele eisen omvat. Tabel 1: Overzicht van de geharmoniseerde normen voor granulaten. GEHARMONISEERDE NORMEN VOOR GRANULATEN NBN EN 13043 NBN EN 12620 NBN EN 13139 NBN EN 13242 NBN EN 13450 NBN EN 13383-1 NBN EN 13383-2 NBN EN 13055-1 NBN EN 13055-2
Toeslagmaterialen voor asfalt en oppervlakbehandeling voor wegen, vliegvelden en andere verkeersgebieden Toeslagmaterialen voor beton Toeslagmaterialen voor mortel Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw Toeslagmaterialen voor spoorwegballast Waterbouwstenen – Deel 1: Specificaties Waterbouwstenen – Deel 2: Beproevingsmethoden Lichte toeslagmaterialen – Deel 1: Lichte toeslagmaterialen voor beton en mortel Lichte toeslagmaterialen – Deel 2: Lichte toeslagmaterialen voor asfalt en oppervlakbehandeling en voor gebruik in ongebonden en gebonden lagen, met uitsluiting van beton, mortel en dunbedmortel
III.1 CE-markering De CE-marking attesteert dat het product aan minimale vereisten voldoet, zodat het vrij op de Europese markt mag circuleren. Het is echter geen kwaliteitskenmerk. Momenteel heeft elk land nog zijn eigen set nationale normen en een collectie nationale merken zoals bij ons bijv. BENOR, COPRO, …. Met de eenmaking van Europa en het opstellen van de grenzen, wat een vrij marktverkeer betekende, ontstond gauw de nood aan geharmoniseerde Europese normen zodat elk land het spel speelde volgens dezelfde regels.
31
De vroegere situatie kan als volgt worden voorgesteld: Verschillende nationale normen NBN NF NEN DIN …
→
Verschillende nationale merken
? Verwarring
BENOR COPRO NF …
Een eerste luik houdt in dat aan het product een CE-markering wordt toegekend. Deze markering mag niet worden aanzien als een merk. Bij een merk ligt de nadruk veel meer op de kwaliteit van een product terwijl met een markering enkel wordt aangetoond dat voldaan is aan de minimale eisen. De CE-markering attesteert enkel dat het product conform is met de door een Europese Beschikking vastgelegde minimale condities om op een vrije markt te kunnen circuleren. Dit impliceert dat de CE-markering noch een kwaliteitsmerk is, noch een toelating tot vrij gebruik in om het even welke toepassing. Ook is het geen aanduiding die aangeeft dat het product gefabriceerd is in de Europese Unie. De CE-markering berust in allereerste instantie op een verklaring van de producent dat zijn product overeenstemt met de desbetreffende geharmoniseerde norm. Deze producentverklaring wordt in meer of mindere mate gestaafd door een attestering afgeleverd door een erkende externe partij, “notified body”. Er kunnen verschillende niveaus worden onderscheiden binnen de CEmarkering. Deze niveaus zijn afhankelijk van de veiligheidsvoorschriften. Een systeem 2/2+ wordt gebruikt bij producenten met een “high safety requirement”. Het verschil tussen de 2 en de 2+ ligt in het verschil van de taken bij de “notified body”. Bij dit systeem valt een deel van de controles onder de bevoegdheid van een CE-attesteringsinstantie zoals FPC, “Factory Production Control”. Een ander deel valt onder de bevoegdheid van de producent, zoals bijv. de verklaarde eigenschappen van het product en de controles daarop. Een ander niveau is het niveau 4. Dit systeem wordt gebruikt bij producten zonder externe controle, “without high safety requirements”. Naast dit eerste verschil ligt nog een belangrijk verschil in de taakverdeling van enerzijds de CE-attesteringsinstantie en anderzijds de producent zelf. Bij dit systeem valt er niets onder de bevoegdheid van de CE-attesteringsinstantie, maar valt alles onder de bevoegdheid van de producent. Dit systeem heeft natuurlijk het
32
nadeel dat de producent zich niet langer kan verschuilen achter de attesteringsinstantie en dat hij dus zelf direct instaat voor eventuele klachten. De CE-markering vervangt ook alle andere nationale markeringen waar dezelfde gedachte geldt als bij de CE-markering. Eens voldaan is aan alle verplichtingen, opgelegd door de Europese Unie, kan een product ook nog meerdere verschillende merken dragen van andere vrijwillige kwaliteitssystemen zoals bijv. COPRO, BENOR, …. Deze merken moeten echter volgende voorwaarden voor ogen houden: à de zichtbaarheid en de waarde in het algemeen van de CE-markering mogen niet gereduceerd worden: daarmee wordt bedoeld dat een andere sticker met een merk niet deels op de sticker van de CEmarkering mag worden gekleefd en dat ze even groot moet zijn; à deze bijkomende merken mogen in geen geval derden misleiden betreffende de werkelijke waarden van de CE-markering. Vanaf 1 juli 2004 werd de CE-markering voor puingranulaten verplicht ingevoerd. De huidige situatie zal er dus als volgt moeten uitzien: Verschillende nationale normen
→
NBN EN XXXX NF EN XXXX NEN EN XXXX DIN EN XXXX BS EN XXXX …
Verschillende nationale merken BENOR COPRO NF …
III.2 Nieuwe normen voor granulaten Voor een goed begrip is het nuttig wat dieper in te gaan op een aantal definities. Volgens de definities, opgenomen in de verschillende geharmoniseerde normen, is een granulaat een korrelvormig materiaal dat in de bouwsector gebruikt wordt. Granulaten kunnen natuurlijk, kunstmatig vervaardigd of gerecycleerd zijn. Natuurlijk betekent dat het granulaat van minerale oorsprong is en enkel een mechanische bewerking heeft ondergaan. Kunstmatig vervaardigde granulaten zijn eveneens van minerale oorsprong, maar worden tevens onderworpen aan een industrieel proces waarbij ze een thermische of andere behandeling ondergaan. Gerecycleerde granulaten, ook wel bekend onder de naam puingranulaten, zijn dan weer afkomstig van de behandeling en verwerking van anorganisch materiaal dat ooit in de bouw werd gebruikt.
33
De nieuwe normen bevatten voorschriften voor alle granulaten, dus ook voor gerecycleerde granulaten en de industriële reststoffen. Dit is duidelijk af te leiden uit de normen NBN EN 12620, NBN EN 13242 en NBN EN 13055. Het betekent immers dat de puingranulaten en industriële reststoffen in principe op basis van prestaties zullen geclassificeerd worden en niet louter op basis van hun herkomst. III.2.1
De volumieke massa van granulaten
Wat de volumemassa van granulaten betreft, bestaan er meerdere verschillen tussen de normen. Zo zijn er aparte normen voor lichte granulaten, met name NBN EN 13055. Lichtgewichtgranulaten worden hierin gedefinieerd als granulaten waarbij de volumemassa van de korrels kleiner is dan of gelijk is aan 2000 kg/m³ of waarbij het losgestorte gewicht maximaal 1200 kg/m³ bedraagt. Het is belangrijk erop te wijzen dat het niet de oorsprong van de granulaten is die bepalend is voor hun certificatie, maar wel de volumemassa. In de inleiding tot de norm NBN EN 12620 voor granulaten voor beton wordt gesteld dat de norm van toepassing is voor alle granulaten waarvan de volumemassa van de korrel groter is dan 2000 kg/m³. Er wordt dus geen bovengrens vastgelegd wat de volumemassa betreft. De norm NBN EN 13242 legt daarentegen wel een bovengrens vast. Hier definieert men een normaal granulaat als een granulaat waarvan de volumemassa van de korrel tussen de 2000 en de 3000 kg/m³ ligt. III.2.2
De verschillende soorten granulaten
“Granulaat” is een vrij vage term die alle korrelvormige bouwmaterialen omvat. Hierbij denkt men in eerste instantie doorgaans aan zand, grind of steenslag. De nieuwe normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 zijn echter veel breder van opzet. Ze maken namelijk een onderscheid tussen fillers, fijne en grove granulaten, natuurlijk gegradeerde 0/8 mm granulaten en granulaatmengsels (all-in aggregates). Het probleem is echter dat de definities uit beide normen niet met elkaar overeen stemmen, wat in bepaalde gevallen wellicht tot verwarring en onduidelijkheden zal leiden. De norm NBN EN 13055 voor lichte granulaten onderscheidt veel minder categorieën op basis van de korrelmaat. Enkel de fillers worden hierin apart gedefinieerd. Fijne granulaten of zand worden in de norm NBN EN 12620 gedefinieerd als granulaten waarvan de grootste korrelmaat D kleiner is dan of gelijk is aan 4 mm. In de norm NBN EN 13242 ligt de grens voor D echter op 6,3 mm. Beide normen beschrijven in een toelichtende nota dat zand afkomstig kan zijn van een natuurlijk proces van desintegratie van gesteente of grind of kan resulteren uit een breekproces van gesteente of grind. Fillers voor de bouw worden enkel besproken in de norm NBN EN 12620. Ze worden er gedefinieerd als granulaten die voor het grootste deel door de zeef van 0,063 mm vallen en die toegevoegd kunnen worden aan bouwmaterialen
34
om bepaalde eigenschappen te bekomen. In de inleiding tot norm NBN EN 12620 wordt expliciet gesteld dat het om inerte fillers voor beton gaat. Vulstoffen voor cement vallen buiten het bestek van deze norm. Dit geldt ook voor vulstoffen die gebruikt worden in asfalt (norm NBN EN 13043). Ook de definitie van grove granulaten is verschillend in de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. Volgens NBN EN 12620 is een grof granulaat een granulaat waarvan de grootste korrelmaat D groter is dan of gelijk is aan 4 mm en waarvan de kleinste korrelmaat d groter is dan of gelijk is aan 2 mm. In NBN EN 13242 gaat het echter om een granulaat met een grootste korrelmaat D groter dan of gelijk is aan 2 mm en waarvan de kleinste korrelmaat d groter is dan of gelijk is aan 1 mm. Een belangrijke categorie omvat uiteraard ook de all-in granulaten, in het Nederlands aangeduid als granulaatmengsels. De norm NBN EN 12620 definieert deze als een mengsel van fijne en grove granulaten. De norm NBN EN 13242 legt bijkomend op dat D groter moet zijn dan 6,3 mm. Beide normen stellen in een toelichtende nota dat dergelijke granulaatmengsels zowel kunnen geproduceerd worden zonder scheiding van de grove en fijne granulaten. De norm NBN EN 12620 voorziet nog een aparte categorie voor de natuurlijk gegradeerde 0/8 mm granulaten. Deze zijn natuurlijke granulaten van glaciale en fluviale oorsprong waarbij D kleiner is dan of gelijk is aan 8 mm. Dit granulaattype kan volgens de toelichtende nota ook geproduceerd worden door vermenging van verwerkte granulaten. Bepaalde zanden die ook in België gebruikt worden vallen onder deze categorie. III.2.3
Voornaamste kenmerken en proefmethoden
Granulaten worden in principe beschreven aan de hand van een reeks kenmerken. Met de nieuwe Europese normen zullen de vertrouwde specificaties en proefmethoden door andere vervangen worden en /of met nieuwe uitgebreid worden. Bedrijven met BENOR-ervaring hebben reeds met een aantal van deze nieuwe proefmethoden kennisgemaakt. In de certificatie van het CRIC en van COPRO wordt immers reeds vanaf het begin rekening gehouden met de Europese evoluties. Hierna wordt een overzicht gegeven van een aantal kenmerken en proefmethoden. Een samenvatting van de belangrijkste, reeds gepubliceerde normen inzake proefmethoden vindt men in Tabel 2. De voornaamste wijzigingen situeren zich wellicht op het vlak van korrelmaat en korrelverdeling.
35
Tabel 2: overzicht van de voornaamste nieuwe normen met betrekking tot de proefmethoden voor granulaten. BEPROEVINGSMEHTODEN VOOR ALGEMENE EIGENSCHAPPEN VAN TOESLAGMATERIALEN NBN EN 932-1 NBN EN 932-2 NBN EN 932-3 NBN EN 932-5 NBN EN 932-6
Methoden voor monsterneming Methoden voor het delen van laboratoriummonsters Procedure en terminologie voor een vereenvoudigde petrografische beschrijving Algemene apparatuur en kalibratie Definities van herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid
BEPROEVINGSMETHODEN VOOR GEOMETRISCHE EIGENSCHAPPEN VAN TOESLAGMATERIALEN NBN EN 933-1 NBN EN 933-2 NBN EN 933-3 NBN EN 933-4 NBN EN 933-5 NBN EN 933-6 NBN EN 933-7 NBN EN 933-8 NBN EN 933-9 NBN EN 933-10
Bepaling van de korrelverdeling – Zeefmethode Bepaling van de korrelverdeling – Controlezeven, nominale afmetingen van de openingen Bepaling van de korrelvorm – Vlakheidindex Bepaling van de korrelvorm – Korrelvormgetal Bepaling van het percentage aan gebroken oppervlakken in grove toeslagmaterialen Beoordeling van oppervlakte-eigenschappen – Stroomcoëfficiënt van toeslagmaterialen Bepaling van het gehalte aan schelpen – Percentage schelpen in grove granulaten Beoordeling van fijn materiaal – Zandequivalentbeproeving Beoordeling van fijn materiaal – Methyleenblauwproef Beoordeling van fijn materiaal – korrel verdeling van vulstoffen
BEPROEVINGSMEHTODEN VOOR DE BEPALING VAN FYSISCHE EN MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN VAN TOESLAGMATERIALEN NBN EN 1097-1 NBN EN 1097-2 NBN EN 1097-3 NBN EN 1097-4 NBN EN 1097-5 NBN EN 1097-6 NBN EN 1097-8 NBN EN 1097-9 NBN EN 1097-10
Bepaling van de weerstand tegen afslijting (Micro-Deval) Methoden voor de bepaling van de weerstand tegen verbrijzeling (Los Angles) Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en van de wateropname Bepaling van de holle ruimten in droge verdichte vulstof Bepaling van het watergehalte door drogen in een geventileerde oven Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en de wateropname Bepaling van de polijstweerstand Bepaling van de weerstand tegen slijtage door spijkerbanden Bepaling van de waterzuighoogte
BEPROEVINGSMETHODEN VOOR DE THERMISCHE EIGENSCHAPPEN EN VERWERING VAN GRANULATEN NBN EN 1367-1 NBN EN 1367-2 NBN EN 1367-3 NBN EN 1367-4 NBN EN 1367-5
Bepaling van de bestandheid tegen vriezen en dooien Magnesiumsulfaatproef Kookproef voor zonnebrandbasalt Bepaling van de krimp door drogen Bepaling van de weerstand tegen kortstondige verhitting
BEPROEVINGSMETHODEN VOOR DE CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN VAN TOESLAGMATERIALEN NBN EN 1744-1 NBN EN 1744-3
36
Chemische analyse Voorbehandeling van eluaten voor het uitlogen van toeslagmaterialen
Korrelmaat De korrelmaat wordt bepaald door de verhouding d/D, waarbij d de kleinste en D de grootste afmeting van de korrels voorstelt. Dit is een conventie, die verder in dit hoofdstuk meer uitgebreid aan bod komt. Het is echter belangrijk om weten dat de vertrouwde korrelmaten, zoals 2/7 en 7/20, zullen vervallen. Dit heeft onder meer te maken met het feit dat de traditionele metaalzeven vanaf een zeefopening van 4mm zullen vervangen worden door plaatzeven die voldoen aan de norm ISO 3310-2. Om de korrelmaat d/D te beschrijven, dient men een beroep te doen op een aantal zeefmaten uit de basisset (BS), de basisset plus 1 (BS+1) of de basisset plus 2 (BS+2). Zo bekomt men een hele reeks mogelijke genormaliseerde korrelmaten. Tabel 3 bevat de zeefmaten die toegelaten zijn in de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. 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. Tabel 3: Zeefmaten voor het beschrijven van de korrelmaat volgens NBN EN 12620 en NBN EN 13242 Maaswijdte (mm) 0 1 2 4 5,6 (5) 6,3 (6) 8 10 11,2 (11) 12,5 (12) 14 16 20 22,4 (22) 31,5 (32) 40 45 63 80 90
Basisset (BS) X X X X
X
Basisset plus 1 (BS+1) X 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
Het mengen van korrelmaten uit de sets 1 en 2 is niet toegestaan. Voor de traditionele korrelmaten 2/7 en 7/20 betekent dit dat de producten en de gebruikers wellicht zullen moeten kiezen uit de mogelijkheden 2/5, 2/6 of 2/8 in het eerste geval en uit een korrelmaat 6/20 en 8/20 in het tweede geval. Andere korrelmaten, die we vanaf nu zullen tegenkomen zijn 0/1, 0/2 en 0/4 voor zand, 4/16, 8/16, 8/20 en 4/32 voor de grove granulaten en 0/20, 0/32, 0/40 en 0/63 voor granulaatmengsels.
37
Korrelverdeling De korrelmaat d/D is echter niet allesomvattend. Hiervoor werd gesteld dat de waarden van d en D per conventie vastgelegd worden op basis van een granulometrische analyse, uitgevoerd volgens norm NBN EN 933-1 met zeven die voldoen aan NBN EN 933-2. Voor korrels kleiner dan 4 mm worden metaalgaaszeven gebruikt, vanaf 4 mm wordt met plaatzeven gewerkt. De maximale doorval door d- en D-zeven is aan bepaalde grenzen onderworpen. Bij lichte granulaten (NBN EN 13055-1) mag bijv. niet meer dan 15 % van het materiaal door de zeef d vallen en mag er niet meer dan 10 % op de zeef D blijven liggen. Ook voor een reeks andere zeven met openingen groter dan d en kleiner dan D kunnen de doorvallimieten begrensd worden. Dit geldt niet voor lichte granulaten, maar wel voor normale granulaten. Wat de normale granulaten betreft, is de doorval door de zeven d en D maatgevend voor de korrelverdelingscategorieën. Voor eenzelfde korrelmaat d/D kunnen dus verschillende korrelverdeling categorieën bestaan Tabel 4 geeft de voornaamste eisen inzake korrelverdeling uit de normen NBN EN 13242 en NBN EN 12620. Het valt onmiddellijk op dat er incoherenties zijn, die onder meer te wijten zijn aan de verschillende definities. Tabel 4: Algemene eisen inzake korrelverdeling uit de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 Soort gran. Grof
Fijn
NG 0/8 All-in
Maat D/d ≤ 2 of D ≤11,2mm D/d > 2 en D >11,2mm d ≥ 1 en D>2 d = 0 en D < 4mm D = 0 en D ≤ 6,3mm D=8 en d=0 d = 0 en D ≤ 45mm d = 0 en D > 6,3mm
2D 100 100
Doorvalpercentages 1,4D D d 98 – 100 85 – 99 0 – 20 98 – 100 80 – 99 0 – 20
d/2 0–5 0–5
Categorie GC85/20 GC80/20
Norm NBN EN 12620
100
98 – 100
90 – 99
0 – 15
0–5
GC90/15
100 100
98 – 100 98 – 100
85 – 99 80 – 99
0 – 15 0 – 20
0–5 0–5
GC85/15 GC80/15
EN 13242
100
98 – 100
85 – 99
–
–
GF85
EN 12620
100 100
98 – 100 98 – 100
85 – 99 80 – 99
– –
– –
GF85 GF80
EN 13242
100
98 – 100
90 – 99
–
–
GNG90
EN 12620
100 100 – 100 100
98 – 100 98 – 100 100 98 – 100 –
90 – 99 85 – 99 85 – 99 80 – 99 75 – 99
– – – – –
– – – – –
GA90 GA85 GA85 GA80 GA75
EN 12620 EN 13242
Ook 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 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
38
> 11,2 mm en D/d > 2 of indien D ≤ 11,2 mm en D/d > 4, dient men aan de voorwaarden uit Tabel 5 te voldoen. 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. Tabel 5: Limietwaarden en toleranties voor grove granulaten volgens de norm NBN EN 12620. D/d
Middenzeefmaat (mm)
<4 ≥4
D/1,4 D/2
Grenzen en toleranties op de middenzeef Toleranties op de door de fabrikant Grenzen (%) opgegeven doorval (%) 25 – 70 ± 15 25 – 70 ± 17,5
Categorie GT GT15 GT17,5
Fijne granulaten zoals zand moeten volgens de norm NBN EN 12620 op de zeven tussen 0 en D niet aan vooraf vastgelegde grenzen voldoen. Wel worden voor een reeks zeven 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 6. Het is belangrijk om weten dat bij speciale voorwaarden strengere eisen op het vlak van toleranties kunnen gelden; ook deze eisen zijn opgenomen in Tabel 6. Tabel 6: Toleranties op de korrelverdeling van zand volgens de norm NBN EN 12620. Zeefmaat (mm) 4 2 1 0,250 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
Ook voor granulaatmengsels, fillers en natuurlijk gegradeerde 0/8 mm granulaten worden gelijkaardige grenzen en toleranties vermeld.
Korrelvorm De korrelvorm, de hoekigheid en de textuur van het oppervlak zijn andere belangrijke parameters van granulaten. De korrelvorm geeft aan in hoeverre de granulaten een equidimensionale dan wel een “platte” vorm hebben. De hoekigheid geeft aan of een granulaat eerder hoekig dan wel rond is. De textuur beschrijft daarentegen de eigenschappen van het oppervlak van de korrel. Voor rolgrind is dit bijv. mooi glad, terwijl het bij steenslag wat grilliger is. De textuur van het granulaat heeft een invloed op de interactie tussen de cementpasta en het granulaat, en bijgevolg op de uiteindelijke betonsterkte. Deze parameter is echter moeilijk te becijferen. De hoekigheid heeft daarentegen een invloed op de compactheid van al dan niet losgestapelde granulaten. Naarmate de granulaten hoekiger zijn, zal het mengsel minder compact zijn en meer holtes bevatten. Ook de vorm is relevant. In het ideale geval zouden er niet te veel “platte” stenen aanwezig mogen zijn. Dit kan 39
immers nadelige gevolgen hebben verpompbaarheid van het beton.
voor
de
verwerkbaarheid
en
de
In de norm NBN EN 12620 wordt enkel aandacht besteed aan de korrelvorm. NBN EN 13242 voorziet daarentegen eisen en classificaties inzake vorm en hoekigheid. Deze laatste parameter wordt echter onrechtstreeks beschreven door het gehalte aan gebroken en ronde korrels. Bepaling van de korrelvorm De korrelvorm van granulaten wordt niet langer beschreven aan de hand van de vormindex volgens norm NBN B 11-203, maar wel door middel van de afplattingscoëfficiënt, die bepaald wordt volgens de norm NBN EN 933-3. Bij deze nieuwe proef, die een soort zeefproef is en dus veel makkelijker uitvoerbaar dan de vroeger gebruikte methode (waarbij van elke korrel de grootste en kleinste afmeting gemeten werd), worden een reeks staafzeven (zeven met gleuven) gebruikt. Op basis van de doorval door elke zeef wordt vervolgens de afplattingscoëfficiënt berekend. Tabel 7 geeft een overzicht van de categorieën die in de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 onderscheiden worden. Tabel 7: Categorieën afhankelijk van de korrelvorm volgens de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. Afplattingscoëfficiën t ≤ 15 ≤ 20 ≤ 35 ≤ 50 > 50 Geen eis
Categorie FI FI15 FI20 FI35 FIl50 FIopgegeven FINR
NBN EN 12620
NBN EN 13242
X X X X X X
X X X X X
Ook voor de lichte granulaten dient de korrelvorm beschreven te worden. In een toelichtende nota wordt echter gesteld dat de proeven voor normale granulaten niet toepasbaar zijn. Een alternatieve proef is (momenteel) niet voor handen. Indien gevraagd wordt de vormindex aan te geven die bepaald wordt volgens de norm NBN EN 933-4, gebeurt dit in overeenstemming met de relevante categorie in Tabel 8.
40
Tabel 8: Categorieën van de vormindex volgens de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. Vormindex Categorie SI NBN EN 12620 ≤ 15 SI15 X ≤ 20 SI 20 X ≤ 40 SI 40 X ≤ 55 SI 55 X > 55 SI opgegeven X Geen eis SI NR X NR = Not Required, niet gevraagd
NBN EN 13242 X X X X X
Gehalte aan gebroken en ronde korrels De procedure om het gehalte aan gebroken en ronde korrels te bepalen, is beschreven in de norm NBN EN 933-5. NBN EN 12620 voorziet op dit vlak geen eisen of categorieën. Dit is wel het geval voor de norm NBN EN 13242. Steenslag, d.w.z. granulaten die afkomstig zijn van het breken van natuursteen, wordt automatisch (d.i. zonder beproeving) tot categorie C90/3 gerekend. Tabel 9 geeft een overzicht van andere in deze norm voorziene categorieën. Tabel 9: Categorieën voor gebroken en ronde deeltjes volgens de norm NBN EN 13242. Massapercentage aan gebroken deeltjes 90 – 100 50 – 100 50 – 100 Opgegeven waarde Geen eis
Massapercentage aan volledig ronde deeltjes 0–3 0 – 10 0 – 30 0 – 50 0 – 70 Opgegeven waarde Geen eis
Categorie C C90/3 C50/10 C50/30 CNR/50 CNR/70 Copgegeven CNR
Gehalte aan schelpdelen van grove granulaten Schelpdelen zijn in betongranulaten niet wenselijk. Deze elementen komen vooral voor in granulaten van mariene oorsprong. Ze geven doorgaans aanleiding tot een hogere watervraag bij een gegeven verwerkbaarheid. Verder hebben ze een negatieve invloed op de vorstbestendigheid van beton, en dan vooral in de oppervlaktezone. Ook wordt melding gemaakt van holle schelpen die onvolledig gevuld worden met mortel en zo de betonsterkte bedreigen. De norm NBN EN 12620 voorziet daarom dat het gehalte aan schelpdelen – indien gevraagd – bepaald en opgegeven moet worden op basis van de proefmethode, beschreven in NBN EN 933-7. Op basis hiervan worden de in Tabel 10 opgegeven categorieën onderscheiden. In de norm NBN EN 13242 wordt op dit vlak geen enkele eis gesteld.
41
Tabel 10: Schelpdeeltjes volgens de norm NBN EN 12620. Gehalte aan schelpdelen (%) ≤ 10 > 10 Geen eis
Categorie SC SC10 SCopgegeven SCNR
Gehalte aan fijne deeltjes en kwaliteit ervan Fijne deeltjes kunnen een negatieve invloed hebben op de kwaliteit van het beton indien ze bestaan uit kleiachtige mineralen. Ze kunnen echter ook een positieve invloed hebben op de verwerkbaarheid van beton of mortel. Men dient te streven naar een juist evenwicht tussen de hoeveelheid en de kwaliteit van fijne deeltjes. Ook bij gebonden en ongebonden toepassingen zijn de hoeveelheid en de kwaliteit van de filler relevant. Op basis van het gehalte aan fijne deeltjes, bepaald volgens de norm NBN EN 933-1 worden diverse categorieën onderscheiden. De categorieën voor de verschillende soorten granulaten zijn opgenomen in Tabel 11. Tabel 11: Gehalte aan fijne deeltjes volgens de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. Granulaat
Grove granulaten
Natuurlijk gegradeerde 0/8 mm granulaat
All-in granulaten
Fijne granulaten
42
Doorvalpercentage door de zeef van 0,063 mm ≤ 1,5 ≤2 ≤4 >4 Geen eis ≤3 ≤ 10 ≤ 16 > 16 Geen eis ≤3 ≤5 ≤7 ≤9 ≤ 11 ≤ 12 ≤ 15 > 11 > 15 Geen eis ≤3 ≤7 ≤ 10 ≤ 16 ≤ 22 > 22 Geen eis
Categorie f
NBN EN 12620
f1,5 f2 f4 fopgegeven fNR f3 f10 f16 fopgegeven fNR f3 f5 f7 f9 f11 f12 f15 fopgegeven fopgegeven fNR f3 f7 f10 f16 f22 fopgegeven fNR
X X X X X X X X X X
NBN EN 13242
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 X
Voor zand en fillers kan het bovendien noodzakelijk zijn het schadelijke karakter van fijne deeltjes te beoordelen, volgens bijlage D van de norm NBN EN 12620. In principe kan men hiervoor een beroep doen op vier verschillende criteria, met name: het totale gehalte aan fijne deeltjes; indien dit niet hoger is dan 3 %, dient men zich geen zorgen te maken; een geschikte zandequivalentwaarde, te bepalen volgens de norm NBN EN 933-8; een geschikte methyleenblauwwaarde, te bepalen volgens de norm NBN EN 933-9; positieve ervaringen in het verleden. In de Belgische context ziet het ernaar uit dat de methyleenblauwproef doorslaggevend zal zijn. In de Europese normen worden momenteel echter nog geen limietwaarden opgegeven. Dit is blijkbaar te wijten aan een gebrek aan ervaring met de proefmethoden.
Mechanische sterkte In ons land is de bepaling van de statische druksterkte van een grof granulaat als methode om de hardheid of de mechanische eigenschappen te beschrijven alombekend. Ten gevolgen van de nieuwe normgeving zal deze methode echter vervallen en vervangen worden door een hele reeks nieuwe methoden. De twee voornaamste zijn de bepaling van de verbrijzelingsweerstand en van de slijtsterkte. De bepaling van de verbrijzelingsweerstand gebeurt met behulp van de Los Angeles-mehtode. Deze wordt beschreven in hoofdstuk 5 van de norm NBN EN 1097-2. Hierin wordt tevens een alternatieve procedure omschreven, met name de slag-methode. Het is echter de Los Angelesproef die als referentie zal dienen. Hierbij wordt het granulaat in een zogenaamd Los Angeles-toestel (een ronddraaiende trommel) onderworpen aan schokken en inslagen van een reeks genormaliseerde stalen kogels.
43
Tabel 12: Categorieën voor maximumwaarden van Los Angeles coëfficiënten volgens de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. Los Angeles coëfficiënt ≤ 15 ≤ 20 ≤ 25 ≤ 30 ≤ 35 ≤ 40 ≤ 50 ≤ 60 > 50 > 60 Geen eis
-
Categorie LA LA15 LA20 LA25 LA30 LA35 LA40 LA50 LA60 LAopgegeven LAopgegeven LANR
NBN EN 12620 X X X X X X X
NBN EN 13242 X X X X X X X
X X X
X
De slijtweerstand wordt uitgedrukt door de micro-Deval-methode MDE. Deze proef wordt beschreven in de norm NBN EN 1097-1. De slijtweerstand wordt bekomen door de granulaten in een draaiende cilinder te onderwerpen aan een wrijvingsbelasting van korrel op korrel en van stalen kogels op korrels. Het gehalte aan fijn materiaal dat overblijft na belasting, is maatgevend voor het granulaat.
Tabel 13: Categorieën voor maximum waarden van de slijtweerstand volgens de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242. Micro-Deval coëfficiënt ≤ 10 ≤ 15 ≤ 20 ≤ 25 ≤ 35 ≤ 50 > 35 > 50 Geen eis
Categorie MDE MDE10 MDE15 MDE20 MDE25 MDE35 MDE50 MDEOpgegeven MDEOpgegeven MDENR
NBN EN 12620 X X X X X
NBN EN 13242
X X X X
X X X
De Los Angels- en de micro-Deval-methoden komen zowel in NBN EN 12620 als in NBN EN 13242 aan bod (Tabel 12 en Tabel 13). Beide normen voorzien een classificatie van de granulaten op basis van deze proeven. In de informatieve bijlage E bij de norm NBN EN 12620 wordt het belang van de verbrijzelingsweerstand in betontoepassingen enigszins gerelativeerd. Hierin wordt namelijk gesteld dat de verbrijzelingsweerstand van het granulaat vooral relevant is voor betonsoorten met hogere sterkte en voor speciale toepassingen zoals toplagen van wegen of vloerafwerkingen die aan impactbelastingen onderhevig zijn. Bij normale sterkteniveaus kan men volgens bijlage E op basis van de controledrukproeven op het beton onmiddellijk zien of de sterkte van de granulaten voldoende is. Bij dergelijke niveaus is het granulaat immers meestal sterker dan de cementmatrix.
44
De mechanische sterkte van granulaten is voor ongebonden toepassingen een van de meest relevante kenmerken. De originele sterkte van het granulaat zal immers mede bepalen in hoeverre het ongebonden materiaal (bijv. bij het gebruik als fundering) bestand zal zijn tegen de belasting. Bij de verdichting van het materiaal zal er toch wat “verfijning” of “verbrokkelingen optreden. Dit is echter niet noodzakelijk nadelig; men krijgt in dat geval immers een hogere dichtheid en meer contactpunten tussen de korrels onderling. Tijdens het gebruik mag er echter weinig of geen extra verdichting optreden. Daarnaast worden in de norm NBN EN 12620 nog drie andere classificaties voorzien. Een eerste beschrijft de polijstweerstand van het granulaat. Deze eigenschap is vooral belangrijk in de wegenbouw, vooral bij oppervlaktelagen van beton en asfalt. Ook in bepaalde bouwprojecten (zoals bij de aanleg van vloeren, parkings, …) kan dit een relevante eigenschap zijn. De polijstweerstand wordt bepaald volgens de norm NBN EN 1097-8. De ‘aggregate abrasion value’, te bepalen volgens bijlage A van NBN EN 1097-8 en de ‘resistance to abrasion from studded tyres’, te bepalen volgens NBN EN 1097-9 zijn de twee andere classificaties die voorzien zijn in de norm NBN EN 12620. De eerste zal wellicht enkel in het Verenigd Koninkrijk toegepast worden, de tweede enkel in landen waar men in de winter spijkerbanden mag gebruiken. Ook voor de lichte granulaten kan de mechanische sterkte van het granulaat relevant zijn. De hiervoor besproken methoden zijn echter niet geldig voor dit granulaattype. De norm NBN EN 13055-1 voorziet daarom een alternatieve methode, vooral de bepaling van de breekweerstand. Deze wordt beschreven in bijlage A van NBN EN 13055-1. Tijdens deze proef worden de lichte granulaten in een cilindervorm over 20 mm in ongeveer 100 seconden samengedrukt. De kracht die hiervoor nodig is, dient als maat voor de breekweerstand. Deze proef is sterk gelijkend aan de proef die in de norm NBN B 11-252 (Weerstand tegen verbrijzeling van het losgestorte granulaat) beschreven is. In een toelichtende nota bij de norm NBN EN 13055-1 wordt vermeld dat er geen rechtstreeks verband bestaat tussen de breekweerstand en de eigenschappen bij het eindgebruik. De norm bepaalt daarom alleen maar dat de waarde – indien gevraagd - opgegeven dient te worden.
Volumieke massa en wateropslorping Deze twee kenmerken kunnen bepaald worden aan de hand van de norm NBN EN 1097-6. Voor de correcte betonsamenstelling is de dichtheid van de korrel in ieder geval een belangrijke factor. Ook de wateropslorping van het granulaat is relevant. Deze heeft immers een rechtstreekse invloed op de verwerkbaarheid en de W/C-factor tijdens de bindingsfase. De wateropslorping op zich is volgens bijlage F van de norm NBN EN 12620 bovendien richtinggevend voor de vorst-dooibestendigheid van het granulaat. Een zeer lage wateropslorping duidt er immers doorgaans op dat het granulaat weinig risicovol is op dat vlak.
45
De norm NBN EN 1097-6 omvat zes verschillende methoden, waarvan een specifiek op lichte granulaten van toepassing is. Deze wordt beschreven in bijlage C van deze norm. De enige norm waarin de tolerantie wordt opgelegd, is de norm NBN EN 13055-1. De toegelaten tolerantie ten opzichte van de opgegeven waarde voor de volumieke massa bedraagt maximaal 15 % met een absoluut maximum van ± 150 kg/m³.
Duurzaamheid In ons land bestond er op normatief vlak weinig of geen aandacht voor de duurzaamheidseigenschappen van granulaten. De duurzaamheid, en dan vooral de alkali-silicareactie, kwam in bepaalde gevallen wel aan bod in de bestekken. Dankzij de Europese normgeving komt hier echter verandering in. Zo komt de vorst-dooiweerstand van granulaten aan bod in alle normen die in het kader van dit eindwerk besproken werden. De norm NBN EN 12620 hierbij gaat dieper in op de volumetrische stabiliteit van granulaten, te bepalen volgens NBN EN 1367-4 en op de alkalisilicareactiviteit. De norm NBN EN 13242 voorziet naast de vorst-dooiweerstand eveneens eisen ten aanzien van de ‘zonnebrand’-aantasting, te bepalen volgens de normen NBN EN 1367-3 en NBN EN 1097-2. Voor lichte granulaten dient men naast de vorst-dooiweerstand, te bepalen volgens een specifieke methode beschreven in bijlage C bij de norm NBN EN 13055-1, ook risico het op desintegratie te beoordelen volgens bijlagen B bij de norm NBN EN 13055-1. Voor de bepaling van de vorst-dooiweerstand worden twee specifieke proefmethoden uitgewerkt, met name: de vorst-dooiproef volgens NBN EN 1367-1. In deze proef worden de granulaten aan een reeks vorst-dooicycli onderworpen, waarbij ze in water ondergedompeld worden; de magnesiumsulfaatproef volgens NBN EN 1367-2. Deze proef is volgens bijlage F van de norm NBN EN 12620 vooral aangewezen voor de simulatie van situaties waarbij de granulaten of het beton waarin ze verwerkt zijn, blootgesteld worden aan zeewater en dooizouten. Naast deze specifieke proefmethoden mag men in sommige gevallen ook een beroep doen op ‘screening’-proeven. Het gaat dan over een petrografische analyse of proeven ter bepaling van de waterabsorptie van het granulaat. Bijlage E van de norm NBN EN 12620 vermeldt bijv. dat granulaten met een wateropslorping lager dan 1 % als ongevoelig voor vorst kunnen beschouwd worden.
46
Chemische eisen In België zijn we reeds vertrouwd met eisen op het vlak van het chloridengehalte en het gehalte aan organische stoffen. Ook in de nieuwe Europese normen wordt hieraan aandacht besteed. Daarenboven zijn er nieuwe eisen, onder meer in verband met sulfaten. Chloriden In betontoepassingen, en dan vooral gewapend beton zijn chloriden ongewenst. Chloriden komen van nature voor in granulaten van minerale oorsprong, d.w.z. in zeezand en zeegrind. Een degelijk wasproces kan er echter voor zorgen dat de concentratie aan chloriden tot een aanvaardbaar niveau daalt. Chlorides zijn vooral nadelig wegens de corrosieve werking op wapeningsstaal of spanstaal. Anderzijds kunnen ze ook in ongewapend beton tot problemen leiden. Aangezien chloriden soms voorkomen in de vorm van NaCl, kunnen er ook effecten zijn ten aanzien van het alkaligehalte van het beton, en aldus op de alkali-silicareactie. Het is dan ook niet verwonderlijk dat zowel de norm NBN EN 12620 als de norm NBN EN 13055-1 voorzien dat het wateropslorpbare chloridengehalte van granulaten – indien gewenst – gemeten en gedeclareerd moet worden volgens hoofdstuk 7 van de norm NBN EN 1744-1. Sulfaten In cementgebonden toepassingen dient men voldoende aandacht te schenken aan het sulfaatgehalte. Toch wordt aan portlandcement een vrij goed gecontroleerde hoeveelheid gips toegevoegd, omdat het gips – men spreekt van het primaire gips – dienst doet als bindingsregelaar. Een te veel aan sulfaten in de verharde toestand kan echter nadelige gevolgen hebben en leiden tot de vorming van secundair gips. Dit laatste kan met de gehydrateerde calciumaluminaten reageren, waarbij ettringiet gevormd wordt. Ettringiet kan interne expansie veroorzaken, wat destructieve gevolgen kan hebben. In de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 zijn daarom eisen en/of categorieën voorzien ten aanzien van het zuuroplosbare sulfaatgehalte, te bepalen volgens hoofdstuk 12 van de norm NBN EN 1744-1 en het totale zwavelgehalte, te bepalen volgens hoofdstuk 11 van de norm NBN EN 1744-1. De voor het sulfaatgehalte voorziene categorieën zijn in beide normen dezelfde. De criteria voor het totale zwavelgehalte zijn verschillend in de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 en zijn enkel voorzien voor hoogovenslakken en niet voor puingranulaten. Daar waar de NBN EN 12620 eerder maxima voorziet, voorziet de norm NBN 13242 eerder een classificatie. In dat geval zijn hogere gehaltes toegelaten, die – indien gevraagd – wel vermeld moeten worden.
47
De situatie voor lichte granulaten is wat eenvoudiger. Het sulfaat- en zwavelgehalte moeten volgens dezelfde methodes bepaald en – indien gevraagd – opgegeven worden. Bestanddelen met een invloed op de binding en verharding van cement Organische bestanddelen, evenals andere stoffen zoals oplosbare lood-, zink- en cadmiumverbinding, kunnen de hydratatie van cement erg verstoren en hebben hierdoor een vertragend effect. De activiteit van deze stoffen is variabel. Zinkzouten zouden bijv. ongeveer 10 keer meer effect hebben dan loodzouten. Het is echter niet gemakkelijk vast te leggen welke hoeveelheden van deze bestanddelen aanvaardbaar zijn. In de Europese normgeving wordt er dan ook voor geopteerd een soort mortelproef uit te voeren, waarbij de invloed van de granulaten op de binding en de uiteindelijke druksterkte worden beoordeeld. Dit gebeurt door twee identieke mortels met elkaar te vergelijken. Een van de mortels bevat de te beproeven granulaten, terwijl de andere bereid wordt met dezelfde granulaten die bovendien een thermische behandeling hebben ondergaan. De proef, die eigenlijk enkel relevant is ten aanzien van organische stoffen, staat beschreven in hoofdstuk 15.3 van de norm NBN 1744-1. Zowel in NBN EN 12620 als in NBN EN 13242 wordt vooropgesteld dat de stijfwording met niet meer dan 120 minuten vertraagd mag worden en dat de druksterkte na 28 dagen met niet meer dan 20 % mag verminderen. De norm NBN EN 13055-1 vraagt daarentegen enkel de resultaten te declareren. De vergelijkende mortelproef is echter niet geschikt voor puingranulaten. Bij de thermische behandeling worden de granulaten immers verhit tot ± 480 °C. Bepaalde bestanddelen van puingranulaten zijn echter niet bestand tegen zo’n hoge temperaturen, wat in de praktijk ook niet nodig is. Ter controle van puingranulaten dien men dus een andere procedure uit te werken, maar hieromtrent is weinig vooruitgang geboekt. Ter controle op de aanwezigheid van organische stoffen worden in de normen NBN EN 12620 en NBN EN 13242 nog twee voorafgaande proeven vermeld. Vooreerst kan de aanwezigheid van humus beoordeeld worden met behulp van een NaOH-test die beschreven wordt in hoofdstuk 15.1 van de norm NBN EN 1744-1. Indien blijkt dat er humus aanwezig is kan, aan de hand van de fulvozuurproef, uit te voeren volgens hoofdstuk 15.2 van de norm NBN EN 1744-1 afgeleid worden hoe groot de risico’s zijn. Als de oplossing lichter van kleur blijkt te zijn dan de standaardkleuren, dan kan het granulaat toch als vrij van organische bestanddelen beschouwd worden.
48
III.3 De nieuwe norm voor beton NBN EN 206 Tot op heden gebeurde de specificatie, productie en uitvoering van beton aan de hand van de norm NBN B15-001:1992. Sinds 2004 werd deze norm vervangen door de Europese norm NBN EN 206-1:2001 en een nieuwe versie van de norm NBN B15-001. Deze laatste vormt een aanvulling voor de norm NBN EN 206-1 en is toegespitst op de Belgische context (dit is een nationaal toepassingsdocument). III.3.1
De normen inzake beton
De nieuwe norm NBN B15-001 gaat enkel in op de specificatie, de karakteristieken, de productie en de conformiteit van beton. De uitvoering van beton wordt nu behandeld in de norm NBN ENV 13670-1 met betrekking tot het vervaardigen van betonconstructies. Deze bevat eveneens aanbevelingen omtrent de duur van de nabehandeling en de bescherming van beton tegen vorst. In Tabel 14 staan verschillende normenreeksen op vlak van beton die verschenen of in voorbereiding zijn: Tabel 14: Nieuwe betonnormen. BEPROEVINGSMEHTODEN VOOR BETONSPECIE NBN EN 12350-1 NBN EN 12350-2 NBN EN 12350-3 NBN EN 12350-4 NBN EN 12350-5 NBN EN 12350-6
Beproeving van betonspecie: Monsterneming Beproeving van betonspecie: Zetmaat Beproeving van betonspecie: Vebe proef Beproeving van betonspecie: Verdichtingsgraad Beproeving van betonspecie: Schudmaat Beproeving van betonspecie: Dichtheid BEPROEVINGSMEHTODEN VOOR VERHARD BETON
NBN EN 12390-1 NBN EN 12390-2
Beproeving op verhard beton: Beproeving op verhard beton: Vervaardiging en bewaring van proefstukken voor sterkteproeven NBN EN 12390-3 Beproeving op verhard beton: Druksterkte van proefstukken NBN EN 12390-4 Beproeving op verhard beton: Druksterkte – specificatie voorproefmachines NBN EN 12390-6 Beproeving op verhard beton: Splijttreksterkte van proefstukken NBN EN 12390-7 Beproeving op verhard beton: Dichtheid van verhard beton BEOORDELING VAN DE DRUKSTERKTE VAN BETON IN CONSTRUCTIES OF STRUCTURELE ELEMENTEN (prEN 13791) BEPROEVING VAN BETON IN CONSTRUCTIES (NBN EN 12504)
49
III.3.2
Voornaamste wijzigingen tengevolge van de norm NBN EN 206-1
Sterkteklassen De oude norm NBN B15-001 beschouwde sterkteklassen C12/15 tot C50/60. De nieuwe norm NBN EN 206-1 behandelt eveneens beton van klasse C8/10 en beton van klasse C55/67 tot C100/115. Ook licht beton komt nog steeds aan bod. Voor deze betonsoort worden de sterkteklassen aangevuld met de klasse LC8/9 en de klassen LC55/60 tot LC80/88.
Milieu en omgevingsklassen Een belangrijke wijziging is de volledige herindeling milieuklassen. In de oude norm NBN B15-001 blootstellingsklassen (van 1 tot 5) beschouwd, die in opgedeeld werden in maximum 3 subklassen (van a tot c). en omvatten verschillende aantastingsmechanismen.
op het vlak van werden 5 grote bepaalde gevallen Ze waren algemeen
De nieuwe normen NBN EN 206-1 en NBN B15-001 voorzien 18 milieuklassen, onderverdeeld in 6 hoofdklassen en maximaal 4 subklassen, naargelang het aantastingsmechanisme. Ze worden aangeduid door de letter X, gevolgd door een letter die verwijst naar het betreffende aantastingsmechanisme: C voor carbonatatie D voor dooizouten S voor zeewater F voor vorst A voor een chemisch agressief milieu Aan deze letter wordt nog een cijfer toegevoegd dat verwijst naar een belangrijk kenmerk voor het beschouwde aantastingsmechanisme. Dit kan variëren van 1 tot maximum 4, afhankelijk van de agressiviteit van het milieu. De verschillende aantastingsmechanismen treden op, naargelang 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 moeten soms uitgedrukt worden als een combinatie van milieuklassen.
50
Tabel 15: Milieuklassen voor beton volgens de norm NBN EN 206-1. Klasseaanduiding
Beschrijving van de omgeving
Informatieve voorbeelden die illustreren waar de betreffende milieuklasse zich kan voordoen
1. Geen risico op corrosie of aantasting Voor beton zonder wapening of ingesloten metalen onderdelen: alle milieus behalve bij vorst/dooi, afslijting X0 of chemische aantasting Voor beton met wapening of ingesloten Beton binnen gebouwen met zeer lage metalen onderdelen: zeer droog luchtvochtigheid Opm.: 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 milieuklassen. Opm.: 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 milieuklassen volstaan. Dit zal echter niet het geval zijn als het beton van de omringende omgeving is ingesloten. Beton binnen gebouwen met lage XC1 Droog of blijvend nat luchtvochtigheid Beton blijvend ondergedompeld in water Betonoppervlakken langdurig in contact XC2 Nat, zelden droog met water Veel funderingen Beton binnen gebouwen met matige of XC3 Matig vochtig hoge luchtvochtigheid Beton buiten, maar beschut tegen regen Betonoppervlakken blootgesteld aan XC4 Wisselend nat en droog contact met water, maar die niet vallen onder milieuklasse XC2 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 – incl. dooizouten – bevat die afkomstig zijn uit andere bronnen dan zeewater, gelden de hierna volgende milieuklassen. Opm.: voor de vochtcondities wordt ook verwezen naar deel 2 van deze tabel. Betonoppervlakken blootgesteld aan XD1 Matige vochtigheid chloriden uit de lucht Zwembaden XD2 Nat, zelden droog Beton blootgesteld aan chloridenhoudend industriewater Brugdelen blootgesteld aan chloridenhoudend spatwater XD3 Wisselend nat en droog 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
51
zeewater of aan lucht die zeezout bevat, gelden de hierna volgende milieuklassen. Opm.: voor de vochtcondities wordt ook verwezen naar deel 2 van deze tabel. Blootgesteld aan zout uit de lucht, maar Constructies bij of aan de kust XS1 niet in direct contact met zeewater Blijvend ondergedompeld in zeewater of Delen van constructies in zee XS2 brak water XS3 Getijde spat- en nevelzone 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 milieuklassen. Matige waterverzadiging zonder Verticale betonoppervlakken blootgesteld XF1 dooizouten aan regen en vorst Verticale betonoppervlakken van XF2 Matige waterverzadiging met dooizouten wegconstructies blootgesteld aan vorst en met lucht meegevoerde dooizouten Hoge waterverzadiging zonder Horizontale betonoppervlakken XF3 dooizouten blootgesteld aan regen en vorst Wegen en brugdekken blootgesteld aan dooizouten Betonoppervlakken blootgesteld aan Hoge waterverzadiging met dooizouten XF4 rechtstreekse besproeiing met dooizouten of zeewater 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, moeten de milieuklassen 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 geld op de plaats waar het beton gebruikt wordt. Opm.: er kan een speciale studie nodig zijn om de van toepassing zijnde milieuklasse vast te leggen in geval van: - grenswaarden die buiten deze uit tabel 2 van NBN EN 206-1 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 XA1 Zwak agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206 Beton in contact met zeewater of brak water XA2 Matig agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206 XA3 Hoge agressieve chemische omgeving volgens tabel 2 van NBN EN 206
De norm NBN EN 206-1 bevat ook een tabel waarmee men de chemische aantasting door natuurlijke bodem en grondwater kan indelen. Aan de hand van enkele chemische karakteristieken, die bepaald worden met de proefmethoden, opgenomen in de norm, kan men een onderscheid maken tussen een zwakke (XA1), matige (XA2) en een sterke (XA3) chemische 52
reactiviteit. Uitgaande van de Europese milieuklassen werden in de nieuwe norm NBN B15-001 een aantal Belgische omgevingsklassen gedefinieerd. Deze klassen beantwoorden aan omgevingen die vaak in ons land voorkomen. Ze worden aangeduid door de letter E en aangevuld met een van de volgende letters: I voor binnen E voor buiten S voor zee A voor agressief Tabel 16 herneemt de omgevingsklassen met de bijhorende milieuklassen. Er bestaat dus een duidelijk verband tussen beide. Tabel 16: Omgevingsklassen met bijhorende milieuklassen volgens de nieuwe norm NBN B15-001 Omgevingsklassen Omschrijving
Klasse E0 EI
Niet schadelijke omgeving Binnenomgeving
EE EE2
Buitenomgeving Geen vorst Vorst, geen contact met regen
EE3 EE4
ES1
Vorst, contact met regen Vorst en dooizouten (aanwezigheid van ter plaatse ontdooid, opspattend of aflopend dooizouthoudend water) Zeeomgeving Geen contact met zeewater; wel in contact met brak water en/of zeelucht tot 1 km van kust Geen vorst
ES2
Vorst
ES3 ES4
Contact met zeewater Getijden- en spatzone Ondergedompelde elementen Agressieve omgeving Zwak chemisch agressieve omgeving Middelmatig agressieve chemische omgeving Sterk agressieve chemische omgeving
ES
EA EA1 EA2 EA3 (1)
OB = ongewapend beton
(2)
Voorbeelden
Milieuklassen OB(1) GB(2)/VB(3) X0 X0
n.v.t. XC1
Fundering onder vorstgrens Overdekte open parkeer-garage, kruipkelder, open doorgang in gebouw Buitenmuur, in contact met regen Delen van weginfrastructuur
X0 XF1
XC2 XC3,XF1
XF1 XF4
XC4,XF1 XC4,XD,XF4
Fundering onder vorstgrens in contact met brak water Buitenmuur van gebouw aan de kust in contact met regen
XA1
XC2,XS2, XA1 XC4,XS1, XF1
Kaaimuren
XF4,XA1 XA1
Binnenkant van woningen en kantoren
GB = gewapend beton
(3)
XF1
XC4,XS3,X4, XA1
VB = voorgespannen beton
53
Chloridengehalte Volgens de oude norm NBN B15-001 mocht het chloorionengehalte in gewapend beton maximum 0,4 tot 1 % van de cementmassa bedragen, naargelang het chloridengehalte van de omgeving al dan niet kon stijgen tijdens de levensduur van het bouwwerk. Voor gewapend beton in de blootstellingsklasse 3, 4 en 5 werd het chloridengehalte dus beperkt van 1 tot 0,4 %. Bij voorgespannen beton bedroeg deze grenswaarde 0,2 %. De nieuwe norm NBN EN 206-1 voorziet twee chloridenklassen voor gewapend beton (max. 0,2 en 0,4 %) en voor voorgespannen beton (0,1 en 0,2 %). De Belgische aanvullende norm NBN B15-001 legt daarentegen slechts één grenswaarde vast: 0,4 % voor gewapend beton en 0,2 % voor voorgespannen beton. Het chloridengehalte van ongewapend beton mag oplopen tot 1 %. Belangrijk is ook dat het verbod op het gebruik van chloorhoudende hulpstoffen (bijv. calciumchloride) nu ook geldt voor gewapend beton.
54
IV Proeven
IV.1 Gebruikte materialen IV.1.1
Kalksteenslag
Kalksteen is een gesteente van sedimentaire oorsprong. De groeven in België bevinden zich in het Doornikse, andere in de valleistreken van de Maas en haar bijrivieren. De Doornikse kalksteen is mineralogisch hoofdzakelijk samengesteld uit zeer kleine calcietkorrels (CaCO3) van ongeveer 1 à 2 honderdste mm. De korrels zijn omhuld en doordrongen door een cryptokristalijne stof, gekleurd door limonite en uiterst fijne koolstofachtige deeltjes. Een belangrijke eigenschap van kalksteenslag is dat het onmiddellijk reageert als het in contact komt met HCl, op deze manier hebben we dan ook aangetoond dat we wel degelijk met kalsteenslag te maken hadden. De steenslag die gebruikt werd bij het vervaardigen van het beton is kalksteenslag 8/20.
Foto 5: Kalksteenslag 8/20.
IV.1.2
Betonpuin
Voor dit eindwerk werden verschillende betonpuinsoorten gebruikt, afkomstig van verschillende breekinstallaties. Het gebruikte kaliber van deze betonpuingranulaten is eveneens 8/20, zoals het kalksteenslag, omdat er bij de betonmengsels telkens 40 % van de kalksteenslag werd vervangen door het desbetreffende betonpuin.
55
Foto 6: Opstelling voor uitzeven van de fractie 8/20.
Aangezien dit kaliber in de praktijk nog niet toegepast wordt op betonpuingranulaten hebben we de betonpuingranulaten met kaliber 0/20 of 0/32 zelf door een zeef van 7 mm en eventueel één van 20 mm gehaald om het juiste kaliber te bekomen.
Betonpuin Lummen Dit betonpuingranulaat is afkomstig van een eigen breeklocatie van Carmans Wegenbouw nv, waar het werd vervaardigd met een percussiebreker, nl. SBM WAGENER 1211. Van het kaliber 0/20 werd het kaliber 8/20 gemaakt, waarmee de testen zijn uitgevoerd.
Foto 7: Betonpuingranulaat Lummen 8/20.
56
Betonpuin Burcht Dit betonpuingranulaat is afkomstig van de site Heymans Infra nv waar het werd vervaardigd met een percussiebreker van de firma Jamorec bvba, nl. Kleemann-Reiner SHB 12/100, dit is een percutiebreker. Van het kaliber 0/20 werd het kaliber 8/20 gemaakt, waarop de testen zijn uitgevoerd.
Foto 8: Betonpuingranulaat Burcht 8/20.
Betonpuin Rumst Dit betonpuingranulaat is afkomstig van een eigen breeklocatie van Soraf bvba waar het werd vervaardigd met een percussiebreker, nl. Kleemann-Reiner Mobirex MRB 122 Z. Van het kaliber 0/32 werd het kaliber 8/20 gemaakt, waarop de testen zijn uitgevoerd.
Foto 9: Betonpuingranulaat Rumst 8/20.
Betonpuin Tubize Dit betonpuingranulaat is afkomstig van de site Wegebo nv waar het werd vervaardigd met een percussiebreker van de firma Croes bvba, nl. Nordberg LT 1315. Van het kaliber 0/20 werd het kaliber 8/20 gemaakt, waarop de testen zijn uitgevoerd.
57
Foto 10: Betonpuingranulaat Zaventem 8/20.
Betonpuin Zaventem Dit betonpuingranulaat is afkomstig van de werf BIAC waar het werd vervaardigd met een kakenbreker van DC Grondwerken nv, nl. Pegson Premiertrack Crushing Plant 1100 x 650 breker. Van het kaliber 0/20 werd het kaliber 8/20 gemaakt, waarop de testen zijn uitgevoerd.
Foto 11: Betonpuingranulaat Zaventem 8/20.
IV.1.3
Zand
Natuurzand is een steenachtig granulaat ontstaan door natuurlijke desintegratie van gesteenten en bestaande uit korrels die meestal afmetingen hebben kleiner dan 2 mm. Bij zekere zandsoorten gaan de afmetingen tot 5 mm. Het zand dat in België voor beton gebruikt wordt is meestal rivierzand hoewel ook sommige soorten groefzand geschikt zijn voor beton. In dit eindwerk werd gebruik gemaakt van zand 0/5.
58
Foto 12: Zand 0/5.
IV.1.4
Cement
Het gebruikte cement is een CEM III/A 42.5 LA. Dit is een hoogovencement met een laag alkaligehalte. Hoogovencementen zijn trager bij de verharding dan portlandcementen, het verschil in sterkte vermindert geleidelijk in de tijd en uiteindelijk heeft het beton met hoogovencement minstens dezelfde sterkte als dit met portlandcement. Het laag alkaligehalte wordt gekozen omwille van de alkali-silicareactie. Dit is een scheikundige reactie die optreedt tussen de granulaten en de alkaliën die in het beton aanwezig zijn of door uitwendige agentia aangebracht worden. De korrel wordt langzaam afgebroken en omgezet tot een alkali-silica-gel. Deze gel kan door het opnemen van water zwellen, waardoor inwendige druk ontstaat in het beton, die na verloop van één of meerdere jaren, het optreden van scheuren in alle richtingen kan veroorzaken. De alkali-silicareactie verloopt als volgt: eerst reageren alkaliën met water tot alkalihydroxide: Na2O + H2O Æ 2NaOH. Daarna reageert het reactief silica met deze alkalihydroxide tot alkalisilicaathydraat dat zeer veel water aan zich kan binden: SiO2.n H2O + 2 NaOH Æ Na2SiO3(n+1) H2O. De reactie verloopt uiterst langzaam en de eerste schade wordt pas na jaren zichtbaar. Uiterlijk kenmerkt de schade zich door een scheurpatroon. De alkali-silicareactie treedt op als tegelijkertijd aan volgende drie voorwaarden voldaan wordt. Deze voorwaarden zijn: Een vochtige omgeving, het beton moet voortdurend of periodiek blootgesteld worden aan vochtigheid. Water afkomstig van regen, zee of de grond, belangrijke condensatie of hoge luchtvochtigheid. De invloed van de vochtigheid neemt nog toe als ze alkaliën van buitenaf aanbrengt uit zeewater, alkalische zoutoplossingen afkomstig van dooizouten en industriële alkalische zoutoplossingen. De aanwezigheid van granulaten die gevoelig zijn voor alkaliën. Als potentieel reactief worden de silexkorrels, stollingsgesteenten, kiezelrijk 59
-
en kleihoudende kalksteen beschouwd. Als inerte granulaten worden de zuivere kalksteen, zuiver dolomiet en grofkorrelige kwartsieten en zandstenen beschouwd. Aangezien bij de betonpuingranulaten de effectieve oorsprong van de granulaten niet gekend is, wordt er rekening mee gehouden dat de granulaten alkaligevoelig kunnen zijn. Een hoog gehalte aan alkaliën in het beton. Deze alkaliën zijn voornamelijk afkomstig van het cement maar kunnen ook afkomstig zijn van hulpmiddelen toegevoegd aan het beton of afkomstig van buitenaf zoals van zeewater en dooizouten.
Aangezien in de praktijk aan deze drie voorwaarden voldaan kan zijn, wordt gebruik gemaakt van een cement met een laag alkaligehalte om de alkaligranulaatreactie zoveel mogelijk te vermijden. IV.1.5
Water
De kwaliteit van het aanmaakwater is belangrijk voor de uiteindelijke kwaliteit van het ermee vervaardigde beton. Onzuiverheden in het aanmaakwater kunnen de binding en de verharding beïnvloeden, eventueel scheikundig reageren met de overige betoncomponenten of corrosie van de wapening veroorzaken. Organische materialen en een te hoog gehalte aan alkaliën zijn af te raden in het aanmaakwater omwille van de alkaligranulaatreacties. Een hoog zoutgehalte (bijv. zeewater 3,5 %) geeft aanleiding tot sterkteverlies van ongeveer 15 % ten opzichte van zuiver water. Tevens is er corrosiegevaar voor de wapening. De aanwezigheid van suiker in het water vernietigt onmiddellijk de binding en sterkteontwikkeling. Aanmaakwater voor beton moet drinkbaar water zijn. Drinkbaar water bevat meestal minder dan 1000ppm vaste stoffen. Voor het vervaardigen van beton werd leidingwater gebruikt.
IV.2 Proeven op de granulaten Voor het uitvoeren van deze proeven werden de granulaten gedroogd in een geventileerde droogoven bij een temperatuur van 105 °C. IV.2.1
Zeefanalyse van de gebruikte steenslag (NBN EN 933-1)
Voorbereiding van de testmonsters De massa van elk testmonster wordt bepaald in Tabel 17 voor granulaten met een volumemassa tussen 2000 en 3000 kg/m³. De massa wordt bepaald aan de hand van de grootste korrelmaat D, welke in ons geval 20 mm bedraagt voor de grove granulaten, zowel kalksteenslag als de betonpuingranulaten en 5 mm voor het zand. Aangezien deze waarden niet in de tabel vermeld worden,
60
wordt de massa van de testmonsters bekomen door interpolaties tussen de korrelmaten 32 en 16, respectievelijk 4 en 8 mm. Tabel 17: Massa van de testmonsters bij normaalgewicht granulaten. Korrelmaat D [mm] 63 32 16 8 ≤4
Massa testmonster [kg] 40 10 2,6 0,6 0,2
Voor de grove granulaten wordt de te testen massa 5 kg, voor het zand wordt deze 0,3 kg. De granulaten worden gedroogd in een geventileerde droogoven bij een temperatuur van 105°C tot een constante massa wordt verkregen, dit wordt op regelmatige tijdstippen gecontroleerd door weging.
Zeving Alvorens met de zeving te starten wordt het gewicht van elke zeef apart genoteerd. Het gedroogde en afgewogen materiaal wordt op de bovenste zeef van de zeefkolom gestort. De zevenkolom wordt gedurende 20 min. geschud. Dit schudden kan op manuele of mechanische wijze gebeuren, in dit eindwerk werd geopteerd voor de mechanische wijze. Na het mechanisch schudden werd elke zeef één voor één, beginnende met de zeef met de grootste maaswijdte nog even manueel geschud, gevolgd door een weging van de zeefrest.
Foto 13: Mechanische zeefkolom.
61
Het zeefeindpunt wordt per definitie bereikt wanneer de hoeveelheid die in 1 min. door de zeef gaat minder bedraagt dan 0,1 % van de massa van het zeefmonster.
Resultaten Resultaten van het zand 0/5 De proef werd uitgevoerd met een zeefmachine. Er werd gebruik gemaakt van volgende reeks zeven: 0,063 – 0,25 – 0,5 – 1,0 – 2,0 – 4,0 en 6,3 mm. De resultaten weergegeven in Tabel 18 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,22 % vastgesteld. Tabel 18: Zeefresultaten zand 0/5. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
Cumul. doorval [%]
8 6,3 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,08 0,063 0
0,00 0,11 4,22 6,67 6,89 17,22 56,00 7,67 0,67 0,22 0,11
100,00 99,89 95,67 89,00 82,11 64,89 8,89 1,22 0,56 0,33 0,22
Ondergrens Bovengrens Controle [%] [%] 100 98 85
100 100 99
OK OK OK
20 5 0
80 50 15
OK OK OK
0
3
OK
Zoals in Grafiek 1 is weergegeven vallen alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen.
doorval (%)
100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,01
0,1
1 zeven (mm)
zand 0/5
Grafiek 1: Indeling van het betonzand 0/5.
62
ondergrens
bovengrens
10
Resultaten van de grove granulaten Deze proeven werden uitgevoerd met een zeefmachine. Er werd gebruik gemaakt van de zeefreeks BS+Set 2: 0 – 1 – 2 – 4 – 6,3 – 8 – 10 – 12,5 – 14 – 16 – 20 – 31,5 mm. Om aan een grof granulaat 8/20 te voldoen, moet volgens de norm NBN EN 12620 (Tabel 4) voldaan zijn aan de boven- en ondergrenzen die zijn weergegeven in Tabel 19. Tabel 19: Boven- en ondergrenzen voor grof granulaat 8/20 volgens NBN EN 12620. Zeef [mm] 40 31,5 20 14 8 4
Cumulatieve doorval [%] ondergrens 100 98 90 25 ± 15 0 0
bovengrens 100 100 99 70 ± 15 15 5
Kalksteenslag 8/20 De resultaten weergegeven in Tabel 20 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,09 % vastgesteld. Tabel 20: Zeefresultaten van kalksteenslag 8/20. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
40 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0
0,00 0,00 16,06 34,54 12,22 10,70 14,05 7,33 2,92 1,01 0,61 0,07 0,39
Cumul. doorval Ondergrens Bovengrens [%] [%] [%] 100,00 100,00 83,94 49,39 37,18 26,48 12,43 5,09 2,17 1,16 0,55 0,48 0,09
Controle
100 98 90
100 100 99
OK OK te weinig
25 ± 15
70 ± 15
OK
0
15
OK
0
5
OK
Zoals in de Grafiek 2 is weergegeven vallen niet alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen. Bij de zeef van 20 mm is er een tekort van 6,06 % doorval.
63
doorval (%)
100 80 60 40 20 0 0,1
1
10
100
zeven (mm) Kalksteenslag 8/20
ondergrens
bovengrens
Grafiek 2: Korrelverdeling van kalksteenslag 8/20.
Betonpuinganulaat Rumst 8/20 De resultaten weergegeven in Tabel 21 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,03 % vastgesteld. Tabel 21: Zeefresultaten van BPG Rumst 8/20. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
Cumul. doorval [%]
40 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0
0,00 0,00 31,04 15,60 8,67 7,31 13,55 11,50 9,33 1,87 0,02 0,02 1,05
100,00 100,00 68,96 53,36 44,68 37,38 23,83 12,33 3,00 1,13 1,11 1,09 0,03
Ondergrens Bovengrens Controle [%] [%] 100 98 90
100 100 99
OK OK te weinig
25 ± 15
70 ± 15
OK
0
15
OK
0
5
OK
Zoals in Grafiek 3 is weergegeven vallen niet alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen. Bij de zeef van 20 mm is er een tekort van 21,04 % doorval.
64
doorval (%)
100 80 60 40 20 0 0,1
1
10
100
zeven (mm) BPG Rumst 8/20
ondergrens
bovengrens
Grafiek 3: Korrelverdeling van BPG Rumst 8/20.
Betonpuingranulaat Tubize 8/20 De resultaten weergegeven in Tabel 22 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,04 % vastgesteld. Tabel 22: Zeefresultaten BPG Tubize 8/20. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
40 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0
0,00 0,00 8,56 11,13 14,99 11,87 21,75 18,41 11,48 1,05 0,05 0,02 0,65
Cumul. doorval Ondergrens [%] [%] 100,00 100,00 91,44 80,31 65,32 53,45 31,71 13,29 1,81 0,76 0,71 0,69 0,04
Bovengrens [%]
Controle
100 98 90
100 100 99
OK OK OK
25 ± 15
70 ± 15
OK
0
15
OK
0
5
OK
Zoals in Grafiek 4 is weergegeven vallen alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen.
65
doorval (%)
100 80 60 40 20 0 0,1
1
10
100
zeven (mm) BPG Tubize 8/20
ondergrens
bovengrens
Grafiek 4: Korrelverdeling van BPG Tubize 8/20.
Betonpuingranulaat Zaventem 8/20 De resultaten weergegeven in Tabel 23 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,09 % vastgesteld. Tabel 23: Zeefresultaten BPG Zaventem 8/20. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
40 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0
0,00 0,00 1,38 3,77 4,74 8,59 23,86 29,97 24,29 1,97 0,02 0,02 1,30
Cumul. doorval Ondergrens [%] [%] 100,00 100,00 98,62 94,85 90,11 81,52 57,65 27,69 3,40 1,42 1,40 1,38 0,09
Bovengrens [%]
Controle
100 98 90
100 100 99
OK OK OK
25 ± 15
70 ± 15
te veel
0
15
te veel
0
5
OK
Zoals in Grafiek 5 is weergegeven vallen niet alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen. Bij de zeef van 14 mm is er een teveel van 5,11 % doorval en bij de zeef van 8 mm is er een teveel van 12,69 % doorval. Dit heeft tot gevolg dat bij de tussenliggende zeven ook een te groot doorvalpercentage aanwezig zal zijn, hetgeen duidelijk op de grafiek hieronder waar te nemen is.
66
doorval (%)
100 80 60 40 20 0 0,1
1
10
100
zeven (mm) BPG Zaventem 8/20
ondergrens
bovengrens
Grafiek 5: Korrelverdeling BPG Zaventem 8/20.
Betonpuingranulaat Lummen 8/20 De resultaten weergegeven in Tabel 24 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,08 % vastgesteld. Tabel 24: Zeefresultaten BPG Lummen 8/20. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
40 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0
0,00 0,00 13,80 15,42 9,98 9,46 17,43 14,57 11,71 2,80 0,62 0,08 4,05
Cumul. doorval Ondergrens [%] [%] 100,00 100,00 86,20 70,78 60,80 51,33 33,91 19,34 7,63 4,83 4,21 4,13 0,08
Bovengrens [%]
Controle
100 98 90
100 100 99
OK OK te weinig
25 ± 15
70 ± 15
OK
0
15
te veel
0
5
OK
Zoals in Grafiek 6 is weergegeven vallen niet alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen. Bij de zeef van 20 mm is er een tekort van 3,8 % doorval en bij de zeef van 8 mm is er een teveel van 4,34 % doorval. Dit heeft tot gevolg dat bij de tussenliggende zeven ook een te groot doorvalpercentage aanwezig zal zijn, hetgeen duidelijk op de grafiek hieronder waar te nemen is.
67
doorval (%)
100 80 60 40 20 0 0,1
1
10
100
zeven (mm) BPG Lummen 8/20
ondergrens
bovengrens
Grafiek 6: Korrelverdeling BPG Lummen 8/20.
Betonpuingranulaat Burcht 8/20 De resultaten weergegeven in Tabel 25 zijn het gemiddelde van 3 zeefproeven. Er werd gemiddeld een materiaalverlies van 0,27 % vastgesteld. Tabel 25: Zeefresultaten BPG Burcht 8/20. Zeef [mm]
Zeefrest [%]
40 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0
0,00 0,00 25,24 18,89 11,58 10,06 11,83 11,05 7,13 2,49 0,76 0,03 0,65
Cumul. doorval Ondergrens [%] [%] 100,00 100,00 74,76 55,87 44,29 34,23 22,40 11,35 4,22 1,74 0,97 0,95 0,30
Bovengrens [%]
Controle
100 98 90
100 100 99
OK OK te weinig
25 ± 15
70 ± 15
OK
0
15
OK
0
5
OK
Zoals in Grafiek 7 is weergegeven vallen niet alle cumulatieve doorvalpercentages binnen de door de norm NBN EN 12620 opgelegde grenzen. Bij de zeef van 20 mm is er een tekort van 15,24 % doorval.
68
doorval (%)
100 80 60 40 20 0 0,1
1
10
100
zeven (mm) BPG Burcht 8/20
ondergrens
bovengrens
Grafiek 7: Korrelverdeling BPG Burcht 8/20.
IV.2.2
Volumieke massa en Waterabsorptie (NBN EN 1097-6)
Aangezien één van de belangrijkste problemen van betonpuingranulaten de waterabsorptie is, werd deze ook getest.
Voorbereiding Er werd gebruik gemaakt van de pyknometer-methode voor granulaten tussen 4 mm en 31,5 mm. In principe moet gebruik gemaakt worden van pyknometers met een inhoud tussen 1000 ml en 5000 ml. Aangezien in het labo De Nayer slechts pyknometers van 500 ml aanwezig zijn, werden deze gebruikt. De te testen massa werd over 3 pyknometers verdeeld. De massa van de testmonsters wordt bepaald aan de hand van de korrelmaat, zoals aangegeven in Tabel 26. Het door ons gebruikte kaliber staat niet in deze tabel, waardoor de massa wordt bekomen door interpolatie tussen de korrelmaten 31,5 mm en 16 mm. Voor de korrelmaat 20 mm geeft dit uiteindelijk een massa van 2,77 kg. Als deze niet verdeeld kan worden over drie pyknometers zal een iets kleiner gewicht genomen worden als testmonster. Tabel 26: Massa van de testmonsters voor de pyknometer-methode. Korrelmaat D [mm] 31,5 16 8
Massa testmonster [kg] 5 2 1
De granulaten worden eerst uitgewassen op een zeef van 4 mm, waarna het in een geventileerde droogoven wordt gedroogd bij een temperatuur van 105 °C.
69
Test procedure Eerst worden de pyknometers gevuld met de uitgewassen granulaten en verder aangevuld met water. De ontsnappende lucht wordt verwijderd door de pyknometer voorzichtig te kantelen en te wentelen om zijn as. De gevulde pyknometers worden in een waterbad van 25 °C bewaard gedurende 5 minuten. Na 5 minuten worden de pyknometers uit het waterbad gehaald, waarbij de ontsnapte lucht nogmaals wordt verwijderd. De granulaten worden uit de pyknometer genomen en oppervlaktedroog gemaakt met een absorberende doek. De oppervlaktedroge granulaten worden gewogen in een recipiënt, waarvan de massa gekend is. Vervolgens worden de pyknometers terug gevulde met de oppervlaktedroge granulaten en worden in een waterbad van 25 °C bewaard gedurende 24 (± 0,5) uur. Vervolgens wordt de pyknometer uit het waterbad gehaald en wordt nogmaals de ontsnapte lucht verwijderd. De pyknometer wordt overvuld met water, waarna de stop erop gezet wordt zonder de nog ontsnappende lucht te verwijderen. De pyknometer wordt aan de buitenkant afgedroogd en vervolgens gewogen. In een volgende stap worden de granulaten uit de pyknometer genomen en oppervlakte-droog gemaakt met een absorberende doek. De lege pyknometer wordt opnieuw gevuld met water, afgedroogd en gewogen. De oppervlaktedroge granulaten worden gewogen in een recipiënt, waarvan de massa gekend is. Tenslotte worden de oppervlaktedroge granulaten verder gedroogd in een geventileerde droogoven bij een temperatuur van 105 °C tot de massa van het monster nagenoeg constant blijft.
Formules voor de berekening van de resultaten Absolute volumemassa ρa M4 ρa = M4 − (M2 − M3 ) Werkelijke volumemassa ρrd M4 ρ rd = M1 − ( M 2 − M 3 ) Werkelijke volumemassa, gebaseerd op verzadigde en oppervlaktedroge granulaten ρssd ρ M1 ρ ssd = = 1 + ρ rd − rd M1 − ( M 2 − M 3 ) ρa
70
Waterabsorptie na 5 min (M − M4 ) WA5' = 100 ⋅ 1' M4 Waterabsorptie na 24 uur (M − M4 ) WA24 = 100 ⋅ 1 M4 Waarin: M1’ = massa van de verzadigde en oppervlaktedroge granulaten in lucht na 24 uur M1’ = massa van de verzadigde en oppervlaktedroge granulaten in lucht na 5 min M2 = massa van de pyknometer met de verzadigde granulaten en water M3 = massa van de pyknometer gevuld met water M4 = massa van de ovendroge granulaten
Resultaten De resultaten zijn bekomen aan de hand van het gemiddelde van 4 proeven op elk granulaat. Absolute volumemassa De resultaten van de bepaling van de absolute volumieke massa is weergegeven in Grafiek 8. Hieruit blijkt dat het natuurlijke granulaat kalksteenslag de grootste volumieke massa heeft. De volumemassa’s van de puingranulaten voldoen echter ook alle aan de vereisten om te voldoen aan norm NBN EN 12620, waarbij de volumemassa groter moet zijn dan 2000 kg/m³.
Absolute volumemassa [kg/m³]
3000,00
2730,71
2682,56
2655,22
2593,83
2571,48 2410,05
2500,00
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00 Kalksteenslag
Zaventem
Rumst
Tubize
Lummen
Burcht
Grafiek 8: Absolute volumieke massa van de grove granulaten.
71
Werkelijke volumemassa De resultaten van de bepaling van de werkelijke volumieke massa is weergegeven in de hieronder staande grafiek. Hieruit blijkt dat het natuurlijke granulaat kalksteenslag de grootste volumieke massa heeft. De werkelijke volumemassa is voor alle granulaten kleiner dan de absolute volumemassa, wat normaal is, aangezien hier rekening wordt gehouden met het volume ingenomen door de korrels zonder de holten. Hoewel de absolute volumemassa van het betonpuingranulaat van Rumst kleiner is dan het betonpuingranulaat van Zaventem, is in de grafiek waar te nemen dat dit niet het geval is bij de werkelijke volumemassa. Dit wil zeggen dat er minder holten aanwezig zijn in het betonpuingranulaat van Rumst. 3000,00
Werkelijke volumemassa [kg/m³]
2659,67 2500,00
2302,44
2349,16
2280,51
2222,41
2146,42
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00 Kalksteenslag
Zaventem
Rumst
Tubize
Lummen
Burcht
Grafiek 9: Werkelijke volumieke massa van de grove granulaten.
Omdat de absolute volumemassa rekening houdt met de aanwezige holten in de granulaten en de werkelijke volumemassa niet, kunnen we door het verschil van de absolute en werkelijke volumemassa (zie Grafiek 10) een schatting maken over de porositeit van de granulaten en de te verwachten waterabsorptie die hieraan gekoppeld is. Als het verschil tussen de absolute en werkelijke volumemassa groter is, zijn er meer holten aanwezig, waardoor het granulaat meer water zal absorberen.
72
450,00 400,00
380,12
Verschil in volumemassa [kg/m³]
349,07 350,00 306,06
313,32
300,00 263,63 250,00 200,00 150,00 100,00
71,04
50,00 0,00 Kalksteenslag
Zaventem
Rumst
Tubize
Lummen
Burcht
Grafiek 10: Verschil tussen de absolute en de werkelijke volumieke massa.
Waterabsorptie na 5 min. De resultaten van de bepaling van de waterabsorptie na 5 min. is weergegeven in onderstaande grafiek. Hieruit blijkt dat het natuurlijke granulaat kalksteenslag een beduidend kleinere waterabsorptie heeft. De waterabsorptie voor de betonpuingranulaten van Rumst, Burcht en Tubize liggen rond dezelfde waarde en voor de betonpuingranulaten van Lummen en Zaventem zijn de waarden respectievelijk hoger. Dit blijkt ook uit Grafiek 10 waarin het verschil tussen de absolute en werkelijke volumemassa wordt weergegeven. Toch komen de Grafiek 10 en Grafiek 11 niet helemaal overeen, want volgens Grafiek 10 zou het betonpuingranulaat van Burcht de kleinste waterabsorptie moeten hebben van de betonpuingranulaten, wat volgens Grafiek 11 niet het geval is.
73
7,00 5,81
6,00
5,31 WA na 5 min [%]
5,00 4,21
4,11
4,13
4,00 3,00 2,00 1,00
0,53
0,00 Kalksteenslag
Zaventem
Rumst
Tubize
Lummen
Burcht
Grafiek 11: Waterabsorptie na 5 min. voor de grove granulaten.
Waterabsorptie na 24 uur De resultaten van Grafiek 11 en Grafiek 12 komen ongeveer overeen, wat te verwachten was, omdat het belangrijkste deel van de waterabsorptie in het begin plaats vindt. 7,00 6,16
6,11
6,00 5,15
5,04
WA na 24 uur [%]
5,00
4,72
4,00
3,00
2,00 0,97 1,00
0,00 Kalksteenslag
Zaventem
Rumst
Tubize
Grafiek 12: Waterabsorptie na 24 uur voor de grove granulaten.
74
Lummen
Burcht
Absorptiecurve Om een inschatting te maken van het verloop van de absorptie in de tijd, werd de absorptiecurve opgesteld. Hiervoor werd de absorptie bepaald op verschillende tijdstippen, die in het begin dicht bij elkaar liggen, en naarmate de absorptie vordert werden de tijdsintervallen groter. In Grafiek 13 zijn de absorptiecurven per granulaat weergegeven. 7 6
WA [%]
5 4 3 2 1 0 -50
150
350
550
750
950
1150
1350
1550
1750
1950
tijd [min] Rumst
Tubize
Zaventem
Bilzen
Burcht
Kalksteenslag
Grafiek 13: Absorptiecurven van de grove granulaten.
Het is duidelijk dat gedurende de eerste 5 minuten het grootste deel van de waterabsorptie plaats vindt. Dit gegeven kan later in dit eindwerk gebruikt worden bij de bepaling van de betonsamenstellingen. IV.2.3
Andere proeven uitgevoerd door externe instanties
Organische stoffen d.m.v. NaOH (NBN EN 1744-1) Organische bestanddelen kunnen de hydratatie van cement erg verstoren en hebben hierdoor een vertragend effect. Voor de controle op de aanwezigheid van organische stoffen werd gebruik gemaakt van de NaOH-test die de aanwezigheid van humus beoordeelt. De beoordeling OSpass wil zeggen dat de granulaten vrij van organische stoffen mogen beschouwd worden. Als er wel organische stoffen aangetroffen zijn, wordt dit beoordeeld met OSfail.
75
Tabel 27: Resultaten van proef organische stoffen. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Zaventem 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht
Organische stoffen Niet uitgevoerd OSpass OSpass OSpass OSpass OSpass
Methyleenblauwwaarde (NBN EN 933-9) De fijne deeltjes kunnen een negatieve invloed hebben op de kwaliteit van het beton als deze uit kleiachtige mineralen bestaan. Ze kunnen echter ook een positieve invloed hebben op de verwerkbaarheid van beton of mortel. Er moet dan ook gestreefd worden naar een juist evenwicht tussen de hoeveelheid en de kwaliteit van fijne deeltjes. De beoordeling van fijn materiaal wordt bekomen door de methyleenblauwproef. Hiervoor wordt in achtereenvolgende stappen een oplossing van methyleenblauw (10 g/l) toegevoegd aan een suspensie van het analysemonster met water. De absorptie van de kleurstofoplossing door het analysemonster wordt na elke toevoeging van de oplossing gecontroleerd door een vlekkenproef op filtreerpapier uit te voeren om de aanwezigheid van nietgeadsorbeerde kleurstof aan te tonen. Als de aanwezigheid van nietgeabsorbeerde kleurstof wordt vastgesteld, wordt de methyleenblauwwaarde berekend en weergegeven als het aantal gram kleurstof dat per kg van de beproefde korrelgroep is geadsorbeerd. Tabel 28: Resultaten van methyleenblauwproef. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Zaventem 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht
Methyleenblauwwaarde [g/kg] Niet uitgevoerd 1,28 1,66 1,66 1,66 0,7
Categorie MBF 10 MBF 10 MBF 10 MBF 10 MBF 10
Los Angeles (NBN EN 1097-2) De bepaling van de verbrijzelingsweerstand gebeurt met behulp van de Los Angeles-methode. Hierbij wordt het granulaat in een ronddraaiende trommel (Los Angeles-toestel) onderworpen aan schokken en inslagen van een reeks genormaliseerde stalen kogels.
76
Tabel 29: Resultaten van de Los Angeles proef. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Zaventem 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht
Los Angeles [%]
Categorie Niet uitgevoerd
27 25 31 35 33
LA30 LA25 LA35 LA35 LA35
Percentage gebroken en ronde stenen (NBN EN 933-5) Het percentage aan gebroken en ronde stenen wordt in de norm voor toeslagmaterialen voor beton (NBN EN 12620) geen eisen of categorieën opgegeven. Dit is wel het geval in de norm voor toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw (NBN EN13242). Door het bepalen van het percentage gebroken en ronde stenen kan bepaald worden of een granulaat eerder hoekig of rond is. De hoekigheid heeft een invloed op de compactheid van het al dan niet los gestapelde granulaat. Naarmate het granulaat hoekiger is zal het minder compact zijn en meer holtes bevatten. Gebroken stenen hebben ook een grotere haakweerstand dan gerolde stenen, wat in ongebonden of hydraulisch gebonden materialen een belangrijke factor is. Tabel 30: Resultaten van de proef op gebroken en ronde stenen. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Zaventem 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht
Volledig gerold 0 0 3,4 5,51 12,8 5
Half gerold 0 0 7,0 2,35 7,7 5
Half gebroken 0 0 93,3 91,67 80,9 4
Volledig gebroken 100 100 92,6 94,49 87,2 86
Categorie C90/3 C90/3 C50/10 C50/10 C50/30 C50/10
Afplattingscoëfficiënt (NBN EN 933-3) Het percentage aan platte stenen moet beperkt blijven. Een te hoog percentage aan platte stenen heeft nadelige gevolgen voor de verwerkbaarheid en de verpompbaarheid van beton. De afplattingscoëfficiënt wordt bepaald aan de hand van een zeefproef met een reeks staafzeven, waarbij op basis van de doorval door elke zeef de afplattingscoëfficiënt wordt berekend.
77
Tabel 31: Resultaten van de globale afplattingscoëfficiënt Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Zaventem 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht
Afplattingscoëfficiënt [A] 7,86 9,00 10,42 8,60 3,00 7,00
Categorie Fl15 Fl15 Fl15 Fl15 Fl15 Fl15
IV.3 Vervaardiging van beton IV.3.1
Ideale korrelverdeling
Voor het samenstellen van de betonmengsels werd gebruik gemaakt van de ideale korrelkromme volgens het Federaal Laboratorium van Zürich voor het inert skelet. Dit laboratorium heeft de formule voorgesteld als de verbetering van de korrelkrommen van Fuller.
⎛d d ⎞ y = 50 ⋅ ⎜⎜ + ⎟ D ⎟⎠ ⎝D Waarin: D = de maximale korrelgrootte van de gebruikte granulaten in mm d = de maaswijdte van een willekeurige zeef in mm Uitgewerkt voor de zeefreeks van korrelmaat 8/20 geeft dit een verloop als weergegeven in Grafiek 14. 120,0 31,5 100,0 20
Doorval (%)
80,0
16 14 12,5 10
60,0 6,3
40,0
8
4 20,0 0,0 0,01
0,125 0,25 0,063 0,1
0,5
1
1
2
10
100
Zeef (m m )
Grafiek 14: Ideale zeefkromme volgens het Federaal Laboratorium van Zürich voor korrelmaat 8/20.
78
IV.3.2
Samenstelling van het mengsel
Inleiding Voor het maken van beton werd uitgegaan van een controlebeton met 0 % gerecycleerde granulaten. Voor de gerecycleerde beton werd gekozen voor een vervangingspercentage van 40 %. Aangezien in Nederland 20 % gerecycleerde granulaten mogen aanwezig zijn in beton, zonder enige extra controle, is het nutteloos een vervangingspercentage van 20 % te kiezen. Omdat uit de latere literatuurstudie blijkt dat tot 30, soms tot 50 % aanvaardbare resultaten behaald werden, werd uiteindelijk gekozen voor een vervangingspercentage van 40%. Bij het bepalen van de betonmengsels werd uitgegaan van een gekozen percentage betonpuingranulaten. Er werd een referentiemengsel samengesteld met 0 % betonpuingranulaten en met elk betonpuingranulaat werd een betonmengsel met 40 % van dit betonpuingranulaat gemaakt, de percentages kalksteenslag en zand werden bepaald door de korrelverdeling zo goed mogelijk te laten aansluiten bij de ideale korrelverdeling.
Methode ter bepaling van de betonsamenstellingen In eerste instantie wordt van elk gebruikt materiaal in het inert skelet de korrelverdeling bepaald. Vervolgens wordt de ideale korrelverdeling volgens het Federaal Laboratorium van Zürich bepaald. Aan elk materiaal wordt een percentage toegekend zodat hun som 100 % bedraagt. Per zeef wordt vervolgens de som genomen van de gecumuleerde doorval van elke zeef, vermenigvuldigd met het toegekende percentage per materiaal. Op deze manier wordt de korrelverdeling van het gebruikte betonmengsel bekomen, welke we kunnen vergelijken met de ideale korrelverdeling van Zürich. Dit alles gebeurt in een MS Excel-werkblad, zodat eenvoudig op iteratieve wijze een goed betonmengsel kan worden samengesteld.
Uitgewerkt voorbeeld Dit is de uitwerking voor het betonmengsel met 40 % betonpuingranulaat van Tubize. Als eerste worden alle korrelverdelingen bepaald en naast elkaar gezet in een tabel. Aan deze tabel wordt nog een kolom toegevoegd met de ideale korrelverdeling volgens Zürich, waarvan de waarden berekend zijn met behulp van de eerder vermelde uitdrukking.
79
Tabel 32: Korrelverdelingen van alle inerte materialen ter bepaling van het betonmengsel. Zeef (mm) 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063
zand 0/5 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 99,89 95,70 89,09 82,03 64,61 8,49 0,88 0,33
kalksteenslag 7/20 100,00 83,94 49,42 37,21 26,52 12,46 5,13 2,21 1,20 0,59 0,52 0,48 0,43 0,34 0,23
BPG 7/20 100,00 91,44 80,31 65,32 53,45 31,71 13,29 1,81 0,76 0,71 0,69 0,66 0,55 0,33 0,16
Ideale korrelverdeling 100,0 71,6 61,0 55,6 51,3 44,0 37,9 32,4 24,2 15,8 10,5 7,1 4,9 3,3 2,3
Vervolgens wordt aan elk materiaal een bepaald percentage gegeven, waarbij rekening wordt gehouden met het percentage betonpuingranulaten dat vast ligt op 40 % en met de som van de percentages die gelijk moet zijn aan 100 %. Zand 0/5: 19 % Kalksteenslag 8/20: 41 % Betonpuingranulaat 8/20: 40 % Per zeef wordt de som genomen van de gecumuleerde zeefrest van een materiaal vermenigvuldigd met het aandeel van het materiaal in de samenstelling.
∑ ( gecumuleerde doorval ⋅ aandeel ) Op die manier wordt de korrelverdeling voor het betonmengsel bekomen.
80
Tabel 33: Korrelverdeling van Zurich en van het betonmengsel. Zeef (mm) 31,5 20 16 14 12,5 10 8 6,3 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063
Ideale korrelverdeling
Korrelverdeling van betonmengsel
100,0 71,6 61,0 55,6 51,3 44,0 37,9 32,4 24,2 15,8 10,5 7,1 4,9 3,3 2,3
100,0 90,0 71,4 60,4 51,3 36,8 26,4 20,6 19,0 17,5 16,1 12,7 2,0 0,4 0,2
Om de korrelverdeling van het betonmengsel zo goed mogelijk te laten overeenstemmen met de ideale korrelverdeling worden de verschillen tussen beide korrelverdelingen van elke zeef opgeteld. Als deze som zo dicht mogelijk bij nul gelegen is, kunnen we ervan uit gaan dat het betonmengsel de ideale korrelverdeling zo goed mogelijk benadert. Hierbij worden de percentages zand en kalksteenslag aangepast. De benadering rust eigenlijk op een gelijk percentage boven en onder de ideale krommen.
120,0 31,5
Doorval (%)
100,0 80,0
16
60,0 6,3
40,0
14 12,5 10
4
20,0 0,125 0,063 0,0 0,01
8
20
0,1
0,25
0,5
1
2
1
10
100
Zeef (mm)
Ideale korrelverdeling Korrelverdeling betonmengsel
Grafiek 15: Korrelverdeling van ideale en betonmengsel.
De korrelverdeling in Grafiek 15 blijkt de beste benadering te zijn aan de ideale korrelverdeling. Hiervoor is de som van de verschillen tussen ideale korrelverdeling en deze van het betonmengsel gelijk aan -2,9, wat de kleinste waarde is die we hier bekwamen. Zoals uit Grafiek 15 blijkt, lukt het vrij goed 81
de ideale korrelverdeling te benaderen. Aangezien de fractie tussen 5 mm en 8 mm ontbreekt zit er een knik in de grafiek. Wanneer de samenstelling van het beton gevonden is, moet op basis van deze gegevens de samenstelling van het beton in kg/m³ gezocht worden. Hiervoor gaan we als volgt te werk: eerst wordt van elk materiaal de absolute volumieke massa vastgelegd, waarbij voor de betonpuingranulaten en de kalksteenslag de resultaten van de eerder uitgelegde proef ter bepaling van de volumieke massa’s volgens de norm NBN EN 1097-6. Voor zand en cement nemen we de opgegeven waarden door de fabrikant. De waarden voor dit voorbeeld worden gegeven in Tabel 34. Tabel 34: Aangenomen volumieke massa's van de gebruikte materialen. Materiaal Zand 0/5 Kalksteenslag 8/20 BPG Tubize 8/20 Cement CEM III 42.5LA Water Lucht
Absolute volumemassa [kg/m³] 2650 2660 2594 3100 1000 0
Vervolgens wordt bepaald welk volume door elk materiaal ingenomen wordt. Om de berekening eenvoudiger te maken worden de volumes uitgedrukt in l in plaats van in m³ (1 m³ = 1000 l). Er wordt als volgt gewerkt: -
Van het cement en het water kan het volume bepaald worden. Cement: Water:
350kg = 112,9l 3,1 kg l W ⋅ Cement = 0,5 ⋅ 350kg = 175, 0kg = 175l C
-
Er wordt aangenomen dat in het beton 3 % lucht zit, wat dus 30 l lucht is op 1 m³ beton.
-
Wanneer deze volumes werden opgeteld kwamen we tot een volume van 317,9 l, voor het inerte skelet blijft dus nog 1000 – 317,9 = 682,1 l over. Hiervan is: 19 % zand 0/5 = 129,6 l 41 % kalksteenslag 8/20 = 279,7 l 40 % betonpuingranulaat Tubize 8/20 = 272,8 l 682,1 l
82
-
Er wordt bij het maken van het betonmengsel ook rekening gehouden met de waterabsorptie van de betonpuingranulaten, welke gedurende 5 minuten zullen worden voorbevochtigd. Hierbij wordt rekening gehouden met de waterabsorptie na 5 min. welke reeds eerder bepaald werd door de bepaling van de waterabsorptie volgens NBN EN 1097-6 (p. 73). Deze waarden worden hier dan ook gebruikt. Voor het betonpuingranulaat Tubize bedraagt de waterabsorptie na 5 min. 4,21 %, hiermee wordt een nieuwe W/C-factor bepaald, en dus ook een nieuwe hoeveelheid water. Water: 175 l Geabsorbeerd water: 272,8l ⋅ 2,594kg / l ⋅
4, 21% = 29,8kg = 29,8l 100
Totaal water: 204,8 l 204,8l = 0,585 W/C: 350kg W/Ceff: 0,5 Tenslotte wordt het volume van elk materiaal vermenigvuldigd met de volumieke massa (kg/l), op deze manier wordt het gewicht aan droge massa nodig voor 1 m³ beton gevonden. Cement = 350 kg Water = 204,8 l = 204,8 kg Lucht = 0 kg Zand 0/5 = 129,6 l * 2,65 kg/l = 343,44 kg Kalksteenslag 8/20 = 279,7 l * 2,66 kg /l = 744,00 kg Betonpuin Tubize 8/20 = 272,8 l *2,594 kg/l = 707,64 kg Om de exacte betonhoeveelheid te bepalen worden de volumes van de te betonneren proefstukken bepaald. Hierbij worden de afmetingen van de kubussen en prisma’s bepaald volgens de norm NBN EN 12350-1. D = 20 mm de = 100 mm dn = 150 mm Kubus: 150 x 150 = 3375000 mm³ Prisma’s: 150 x 150 x 600 = 13500000 mm³ Er wordt gebruik gemaakt van 3 kubussen voor de bepaling van de druksterkte, 3 kubussen voor de bepaling van de treksterkte door splijting en van 3 prisma’s voor de bepaling van de buigsterkte.
83
Ook voor de zetmaat hebben we een bepaald volume beton nodig. Hiervoor bepalen we het volume van de afgeknotte kegel die we voor deze proef nodig hebben. Afgeknotte kegel: dgrond = 200 mm dboven = 100 mm H = 300 mm 2 ⎛ ⎛ d grond ⎞ 2 ⎛ d ⎛d boven ⎞ + + ⎜ grond h ⋅π ⋅ ⎜ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎝ V= 3
⎞ ⎛ dboven ⎞ ⎞ ⎟⋅⎜ ⎟⎟ ⎠ ⎝ 2 ⎠ ⎟⎠
= 5497787 mm³
Het nodige volume voor de bepaling van het luchtgehalte bedraagt 8.106 mm³. Het totale volume beton bedraagt dan: Kubussen: 20250000 mm³ Prisma’s: 40500000 mm³ Zetmaat: 5497787 mm³ Luchtgehalte: 8000000 mm³ Totaal: 74247787 mm³ = 0,075 m³ Er wordt een extra van 15 % genomen om te vermijden dat er net te weinig beton gemaakt is. Zo wordt uiteindelijk een volume van 0,086 m³ bekomen. Nu kunnen de effectief te gebruiken gewichten van de materialen bepaald worden door de bekomen gewichten voor 1 m³ beton te vermenigvuldigen met het uitgekomen te betonneren volume beton. Cement: 30,10 kg Water: 17,61 l Lucht: 0 kg Zand 0/5: 30 kg Kalksteenslag 8/20: 64 kg Betonpuin Tubize 8/20: 61 kg
Samenstellingen van de verschillende betonmengsels In Tabel 35 worden de samenstellingen van de verschillende betonmengsels gegeven.
84
Tabel 35: Overzicht van alle betonmengsels Betonmengsel Kalksteenslag 40 % BPG Burcht 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Lummen 40 % BPG Zaventem
IV.3.3
Cement [mm] 30,10 30,10 30,10 30,10 30,10 30,10
Water [l] 15,05 17,39 17,61 17,61 18,26 18,70
Kalksteenslag [kg] 117 58 58 64 66 73
Betonpuin [kg] 0 57 62 61 60 63
W/Ceff [-] 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
W/C [-] 0,50 0,58 0,59 0,59 0,61 0,62
Vervaardiging van beton
Voor het vervaardigen van beton werd gebruik gemaakt van de grote betonmixer van het labo bouwkunde van De Nayer. Deze dient na elke betonmengeling volledig schoon gemaakt te worden, zodat met een zuivere betonmixer kan gewerkt worden. De kalksteenslag, het zand en de betonpuin werden op voorhand in een geventileerde droogstoof gedroogd bij een temperatuur van 105°C. Op deze manier werd voor elke samenstelling vanuit dezelfde ideale situatie vertrokken. Zo hoeft geen rekening gehouden te worden met het watergehalte van de granulaten en zouden alle betonsamenstellingen ook met dezelfde effectieve W/C-factor kunnen vervaardigd worden. Uit de literatuurstudie (V.2.3) blijkt dat meer dan 50 % van de waterabsorptie bij de betonpuingranulaten gedurende de eerste 10 minuten plaats vindt. De betonpuingranulaten werden daarom gedurende 5 minuten in de mengkuip voorbevochtigt, door het water toe te voegen, waarbij rekening wordt gehouden met het water dat gedurende deze 5 minuten zou opgeslorpt worden. Na 5 minuten voorbevochtiging onder mengen, werden de granulaten nog 5 minuten in rust gehouden, waarna de cement werd toegevoegd.
IV.4 Proeven op vers beton IV.4.1
Consistentieproef (NBN EN 12350-1)
Werkwijze De zetmaat wordt bepaald met de Abrams-kegel. Dit is een afgeknotte kegelmantel met een hoogte van 300 mm. De inwendige diameter onderaan en bovenaan bedragen respectievelijk 200 en 100 mm. Alvorens de kegel te vullen met beton, wordt de kegel en de onderplaat bevochtigd om de invloed van de wandwrijving op de resultaten te reduceren. Het vullen van de kegel gebeurt in drie lagen, waarbij iedere laag wordt verdicht met 25 prikken van een genormaliseerde stalen prikstaaf, met het uiteinde afgerond volgens een halve boloppervlak. Het bovenvlak van de betonspecie wordt verkregen door een horizontale zaag- en rolbeweging van de prikstaaf die in contact blijft met de bovenrand van de kegel. Onmiddellijk na het vullen van de vorm, wordt deze 85
langzaam en gelijkmatig opgelicht. De inzakking van het vers beton wordt gemeten langs de as van de kegel.
Foto 15: Zetmaat.
Foto 14: Zetmaat.
Resultaten Zoals blijkt uit de resultaten gegeven in Tabel 36 werd voor alle gemaakt beton een consistentieklasse S1 bereikt, dit staat voor een aardvochtig beton. Het valt wel op dat de zetmaat voor kalksteenslag de laagste is. Hieruit kunnen we besluiten dat de hoeveelheid water die we bij de betonpuingranulaten extra hebben toegevoegd, zeker ruim voldoende is geweest, en dat we door minder water toe te voegen waarschijnlijk ook nog in dezelfde consistentieklasse zouden zitten, maar dat de zetmaat van de puingranulaten dan dichter bij de resultaten van de kalksteenslag zouden liggen. Tabel 36: Resultaten consistentieproef. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Zaventem
IV.4.2
Zetmaat s [mm] 15 33 22 19 17 18
Consistentieklasse S1 S1 S1 S1 S1 S1
Luchtgehalte (NBN B15-224)
In de nieuwe normering wordt deze norm vervangen door NBN EN 12350-7, welke niet aanwezig was in de mediatheek van het De Nayerinstituut, daarom is deze proef nog verlopen volgens de oude norm NBN B15-224. Deze methode is in principe enkel van toepassing voor beton bestaande uit niet poreuze granulaten. Toch werd deze methode gebruikt, om een idee te hebben van het luchtgehalte bij 40 % inmenging van betonpuingranulaten en dit in vergelijking met het luchtgehalte bij het referentiebeton.
86
Werkwijze Het meetvat wordt in drie lagen gevuld met beton, waarbij elke laag 25 maal wordt geprikt met een genormeerde prikstaaf. Na elke prik worden 15 slagen op de zijrand gegeven met de achterkant van de prikstaaf (waarvan het uiteinde met rubber is overtrokken). Het bovenvlak van de betonspecie wordt geëffend door een zaagbeweging met een regel of de prikstaaf. De randen van het meetvat en het deksel moeten gereinigd worden, zodat de dichting tussen die delen van het toestel verzekerd wordt. Vervolgens wordt het deksel bevestigd. De ruimte die tussen het beton en het deksel vrij gebleven is, wordt nu volledig opgevuld met water, door water toe te voegen langs een van de bolkranen, totdat er zuiver water uit de andere bolkraan uitstroomt. Nu kan de handpomp bediend worden, door de rode sferische bol los te schroeven. De handpomp wordt bediend totdat de naald van de manometer zich op de rode markering bevindt (initiële druk). Beide bolkranen worden nu gesloten. Tenslotte wordt de groene testknop bediend, totdat de zwarte naald stabiel blijft staan. Het luchtgehalte kan onmiddellijk in procenten worden afgelezen.
Foto 16: Bepaling van luchtgehalte.
Foto 17: Bepaling van luchtgehalte.
Resultaten Zoals blijkt uit de resultaten gegeven in Tabel 37 werd voor alle gemaakte beton een luchtgehalte rond de 1 % gemeten. De optimaal verkrijgbare technologische verbetering voor een betonmengsel wordt bereikt met ongeveer 3 tot 5 % lucht in het betonvolume. Hiertoe komen we dus niet, maar kan wel bekomen worden door bijv. luchtadditieven toe te voegen. Het referentiebeton heeft een waarde gelegen tussen de waarden bij 40 % vervanging van betonpuingranulaten. Hieruit kunnen we besluiten dat het luchtgehalte van het verse beton niet wordt beïnvloed door de betonpuingranulaten.
87
Tabel 37: Resultaten luchtgehalte. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Zaventem
Luchtgehalte [%] 1,1 1,3 0,7 1,0 1,4 1,1
IV.5 Proeven op verhard beton De proefstukken, zes kubussen van 150 x 150 mm en drie prisma’s van 150 x 150 x 600 mm per betonsamenstelling (in totaal 36 kubussen en 18 prisma’s), werden gedurende 24 uur in hun bekisting bewaard, waarbij ze overdekt werden met een plastic folie om vochtuitwisseling met de omgeving te vermijden. Na het ontkisten werden de proefstukken in de klimaruimte bewaard bij een temperatuur van 22°C en een luchtvochtigheid van 90 %.
Foto 18: Bewaring van de proefstukken in hun bekisting, afgedekt met folie.
IV.5.1
Druksterkte van proefstukken (NBN EN 12390-3)
Werkwijze Voordat de te testen kubus in het toestel wordt geplaatst, worden de contactvlakken van de kubus opgemeten. Dit gebeurt op minstens twee plaatsten per afmeting, afhankelijk van de regelmatigheid van de vorm en afmetingen, waarmee de gemiddelde afmetingen kunnen bepaald worden. Hiermee wordt dan de gemiddelde oppervlakte van de drukvlakken bepaald. Voor de uitvoering van de drukproef moeten de drukvlakken van de platen en van de proefstukken gereinigd worden. De drukproef wordt haaks op de stortrichting uitgevoerd. Als het proefstuk in het midden van de plaat is gepositioneerd, kan de belasting aangebracht worden. De belasting wordt op een continue wijze verhoogd, zonder schokken, zodat een gelijkmatige spanningsverhoging bekomen wordt. Bij breuk stopt het toestel en kan de kracht Fmax afgelezen worden in kN.
88
Formules voor de berekening van de resultaten De druksterkte wordt berekend aan de hand van volgende formule: F fc = Ac Waarin: fc = de druksterkte, in N/mm² F = de maximale kracht bij breuk, in N Ac = de oppervlakte van de drukvlakken, berekend volgens Bijlage B van de norm NBN EN 12390-3.
Resultaten De resultaten van de drukproeven zijn weergegeven in Tabel 38. Hier is duidelijk waar te nemen dat het controlebeton een hogere druksterkte heeft dan de gerecycleerde betonmengsels. Vermoedelijk zijn deze verschillen te wijten aan het extra water dat we hadden toegevoegd. Deze resultaten zijn ruim voldoende om aan de voorwaarden van Tabel 39 te voldoen, maar om de fck te kennen moeten er vooraf voldoende proeven gebeuren vooraleer gerecycleerde granulaten kunnen toegepast worden. Tabel 38: Resultaten drukproeven. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Zaventem
Proefstuk 1 56,6 52 53,6 51,4 49,1 44,3
Druksterkte fc [N/mm²] Proefstuk 2 Proefstuk 3 62,3 60 51,3 51,7 53,1 52,4 52,1 52,3 51,3 50,9 46,3 49,7
Gemiddelde 59,6 51,7 53,0 51,9 50,4 46,8
Tabel 39: Courante klassen voor constructies met normale of lichte belasting. Courante klassen voor constructies met een normale of lichte belasting C 25/30 Balken - kolommen - vloerplaten en andere gewone elementen van gewapend beton C20/25 Funderingen, vloerplaten en andere elementen niet of licht gewapend (wapeningen met dikke betondekking) C16/20 Lichte funderingen en andere niet gewapende en weinig belast beton
IV.5.2
Bepaling van de treksterkte door splijten (NBN B15-218)
Werkwijze Voordat de te testen kubus in het toestel wordt geplaatst, wordt het proefstuk opgemeten. De hoogte d wordt bepaald door het gemiddelde van drie metingen van de afstand tussen de twee contactlijnen. De afmeting l wordt bepaald door het gemiddelde van de lengte van de twee contactlijnen.
89
Omdat de te testen proefstukken kubusvormig zijn, moeten stalen tussenstukken gebruikt worden met een dwarsdoorsnede in de vorm van een cirkelsector met straal 75 mm. Hierdoor zal de belasting lineair aangrijpen op de vlakken van het proefstuk. De tussenstukken moeten minstens 10 mm langer zijn dan de lengte van de contactlijnen.
Foto 19: Splijtproef voor breuk.
Foto 20: Splijtproef na breuk.
Voor de uitvoering van de drukproef moeten de drukvlakken van de platen en van de proefstukken gereinigd worden. Het eerste tussenstuk wordt in het midden van de onderste plaat gelegd. Op het tussenstuk komt een belastingsstrook, vervaardigd uit een zacht materiaal, om ervoor te zorgen dat er een contactlijn gevormd wordt en geen contactpunten. Het midden van het proefstuk wordt op het midden van het tussenstuk gepositioneerd, zodat het breukvlak het afstrijkvlak van het proefstuk snijdt. In het midden op het proefstuk komen de bovenste belastingsstrook en tussenstuk. De belasting wordt op een continue wijze verhoogd, zonder schokken, zodat een gelijkmatige spanningsverhoging bekomen wordt. Bij het horen breken van het beton moet het toestel handmatig gestopt worden door op de stopknop te drukken en kan de kracht Fmax afgelezen worden in kN.
Formules voor de berekening van de resultaten De treksterkte wordt berekend aan de hand van volgende formule: 2F f cspl = l ⋅ d ⋅π Waarin: fcspl = de splijttreksterkte, in N/mm² F = de maximale breukbelasting, in N l = de lengte van het proefstuk, in mm d = de hoogte van het proefstuk, in mm
90
Resultaten De resultaten van de splijtproef zijn weergegeven in Tabel 40. Het controlebeton heeft de hoogste treksterkte, maar het verschil met de gerecycleerde betonmengsels is niet beduidend groot. Tabel 40: Resultaten van de splijtproef. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Zaventem
IV.5.3
Proefstuk 1 4,1 4,1 4,0 4,8 4,1 3,3
Treksterkte fcspl [N/mm²] Proefstuk 2 Proefstuk 3 4,3 4,2 3,5 3,4 4,0 4,0 3,1 3,9 4,1 4,1 4,3 3,5
Gemiddelde 4,2 3,7 4,0 3,9 4,1 3,7
Bepaling van de buigsterkte (NBN B15-214)
Werkwijze Voordat het te testen prisma op het toestel wordt geplaatst, wordt het proefstuk opgemeten. Hierbij wordt een gemiddelde gemaakt van de hoogte en de breedte van het proefstuk. De spanwijdte wordt ingesteld op het toestel, door de steunrollen verder of dichter bij elkaar te schuiven. De spanwijdte moet minimaal het drievoud van de hoogte bedragen, in alle gevallen zal de spanwijdte dan 450 mm zijn. Als de steunpunten geplaatst zijn, kan het proefstuk geplaatst worden. Het proefstuk moet goed gecentreerd worden in de proefmachine, de proefstukken moeten dus aan elk oplegpunt evenveel oversteken, nl. 75 mm. De laadrol moet in het midden tussen de twee steunrollen gepositioneerd zijn, dit wil dus zeggen op een afstand van 225 mm van elke steunrol. Op het proefstuk komt een belastingsstrook, vervaardigd uit vervormbaar materiaal, om een goede verdeling van de belasting te verkrijgen. Vervolgens wordt de laadrol omlaag gebracht zodat deze het belastingsstrookje raakt.
91
Foto 21: Buigproef voor breuk.
Foto 22: Buigproef na breuk.
De belasting wordt handmatig op een continue wijze, zonder schokken, aangebracht, zodat een regelmatige spanningsverhoging in de uiterste betonvezel bekomen wordt. Bij het horen breken van het beton valt de druk weg, en kan de kracht Fmax afgelezen worden in kN door de rode naald, die door de zwarte naald werd meegenomen.
Formules voor de berekening van de resultaten De druksterkte wordt berekend aan de hand van volgende formule: F ⋅l 6 3⋅ F ⋅l Rf = ⋅ = 2 4 b⋅h 2 ⋅ b ⋅ h2 Waarin: Rf = de buigsterkte, in N/mm² F = de breuklast, in N l = de spanwijdte, in mm b = de breedte van de breukdoorsnede, in mm h = de hoogte van de breukdoorsnede, in mm
Resultaten De resultaten van de buigproef zijn weergegeven in Tabel 41. Het controlebeton heeft een beduidend hogere waarde voor de buigsterkte dan deze van de gerecycleerde betonmengsels. Tabel 41: Resultaten van de buigproef. Samenstelling Kalksteenslag 40 % BPG Lummen 40 % BPG Burcht 40 % BPG Rumst 40 % BPG Tubize 40 % BPG Zaventem
92
Proefstuk 1 7,8 6,2 5,9 6,5 6,4 5,9
Buigsterkte Rf [N/mm²] Proefstuk 2 Proefstuk 3 7,6 7,4 6,2 7,1 5,6 6,7 7,0 6,8 6,1 6,4 6,1 5,6
Gemiddelde 7,6 6,5 6,1 6,8 6,3 5,9
IV.6 Besluit bij de resultaten Aan de gerecycleerde granulaten zouden volgens de nieuwe normen en het technische voorschrift PTV 406 de volgende naamgeving toegekend worden: Tabel 42: Benaming van de puingranulaten. BPG Lummen gebroken betonpuin
8/20 GC90/15 GT15
Fl15 C50/30 MBF10 LA35 SCNR MDE NR ASNR SNR VNR
OSpass
BPG Burcht
gebroken betonpuin
8/20 GC90/15 GT15
Fl15 C50/10 MBF10 LA35 SCNR MDE NR ASNR SNR VNR
OSpass
BPG Rumst
gebroken betonpuin
8/20 GC90/15 GT15
Fl15 C50/30 MBF10 LA25 SCNR MDE NR ASNR SNR VNR
OSpass
BPG Tubize
gebroken betonpuin
8/20 GC90/15 GT15
Fl15 C50/10 MBF10 LA35 SCNR MDE NR ASNR SNR VNR
OSpass
BPG Zaventem gebroken betonpuin
8/20 GC90/15 GT15
Fl15 C90/3 MBF10 LA30 SCNR MDE NR ASNR SNR VNR
OSpass
Uit de resultaten van de proeven op verhard beton kunnen we besluiten dat mits het extra toevoegen van water bij het maken van de betonmengsels toch goede resultaten gehaald werden voor de kwaliteit van het beton. Ook is aangetoond dat als de gerecycleerde granulaten van goede kwaliteit zijn, de afkomst van de granulaten weinig invloed heeft op de uiteindelijk behaalde druksterkte, aangezien de resultaten dicht bij elkaar gelegen zijn. Toch is verdere studie aan te raden, daarom zullen enkele voorstellen voor verdere proeven opgegeven worden. In de eerste plaats kunnen proeven gedaan worden waarbij men het toegevoegde water laat variëren, met eventueel gebruik van (super-) plastificeerder om er voor te zorgen dat voor alle betonmengsels dezelfde verwerkbaarheid behouden wordt. Hiermee kan dan nagegaan worden welke invloed dit heeft op de uiteindelijke druksterkte. Een volgende studie die aan te raden is, is deze waarbij rekening gehouden wordt met de druksterkte van het moederbeton. Als deze van een goede kwaliteit was, zullen de resultaten vermoedelijk ook beter zijn. Als hieruit goede resultaten behaald worden en door eventueel de resultaten uit verdere literatuurstudie kan overgegaan worden op het beproeven van structurele elementen zoals gewapende balk, kolom, console, …
93
V
Literatuurstudie: Wat is al onderzocht?
In dit hoofdstuk is het de bedoeling dat de resultaten van verschillende instantie worden gebundeld tot een literatuurstudie van wat al onderzocht is en welke de resultaten waren. De instanties waarop deze literatuurstudie vooral is gebaseerd zijn het International RILEM Conference on the use of Recycled Materials in Buildings and Structures en het WTCB. Ook werden resultaten van eerder uitgevoerde eindwerken gebruikt.
V.1
Fijne granulaten
Het ISEL (Instituto Superior de Engenharia de Lisboa) en het IST (Instituto Superior Técnico) beide uit Portugal hebben gezamenlijk een onderzoek gedaan naar het gebruik van fijne gerecycleerde granulaten in beton, waarbij in de betonsamenstelling bepaalde percentages van de fijne fractie werden vervangen door fijne gerecycleerde granulaten. Voor deze analyse werden volgende vervangingspercentage gehanteerd: 0 %, 10 %, 20 %, 30 %, 50 % en 100 %. De W/C-verhouding werd verhoogd, rekening houdend met het stijgende vervangingspercentage. Door de grotere waterabsorptie van fijne gerecycleerde granulaten en door hun hoekigere vorm, is er meer water nodig om de hogere deeltjeswrijving te compenseren. Leite (2001) vond een verband tussen de absorptie van fijne gerecycleerde granulaten in de tijd en besloot dat zij 50 % van hun maximum absorptiecapaciteit in de eerste 10 tot 30 minuten bereikten. Nivelle (1995), geciteerd door Leite, toonde aan dat nadat het bindmiddel in de mixer is toegevoegd, de waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten zal dalen of aan een einde komt omdat het bindmiddel als dichtingproduct aan de poriën dienst doet. Daarom is het nodig de granulaten te voorbevochtigen.
Druksterkte De waterinhoud van gerecycleerde granulaten heeft een invloed op de druksterkte van beton, aangezien dit het raakvlak tussen de granulaten en de cementpasta conditioneert. Ook de duur van de voorbevochtiging heeft een invloed op de druksterkte. Dit effect is te zien in Figuur 9 waarin de 1ste serie gedurende 10 minuten werden voorbevochtigd, terwijl de granulaten van de 2de serie gedurende 20 minuten werden voorbevochtigd.
95
Figuur 9: Relatie tussen druksterkte, substitutieverhouding en voorbevochtiging.
Een mogelijke verklaring voor het uitblijven van verwachte verlies in druksterkte bij stijgende substitutie is dat de fijne gerecycleerde granulaten een significante hoeveelheid cement bevatten zowel gehydrateerd als nietgehydrateerd, die 25 % van het gewicht kan bereiken. Het is dus mogelijk dat een deel van dit cement zich tot het cement van de mengeling toevoegt, die de globale cementverhouding van de mengeling verhoogt.
Krimp Om de krimp te evalueren werd gebruik gemaakt van prisma’s van 0,15 x 0,15 x 0,55 m³, die in bij een relatieve vochtigheid van 50 % en een temperatuur van 20°C werden bewaard. Zoals in Figuur 10 is waar te nemen, is het duidelijk dat de samenstellingen met vervangingspercentage tot 30 % een gelijkaardig krimpgedrag vertonen. De samenstellingen met 50 % en 100 % vervanging van de fijne granulaten stellen een iets hogere waarde voor bij een grotere verhouding.
Figuur 10: Krimpevolutie in de tijd voor verschillende betonmengsels.
De autogene krimp, d.w.z. de krimp die zich voordoet zonder uitwisseling van vocht met de omgeving, is klein voor de gangbare betonsterkte, maar kan belangrijk zijn voor hogesterkte beton of lage W/C-verhouding. Aangezien de autogene krimp zich voordoet bij interne consumptie van water in de 96
cementpasta, kan het gebeuren dat deze consumptie door de fijne gerecycleerde granulaten gecompenseerd wordt. Oorzaak hiervan is dat de fijne gerecycleerde granulaten beduidend meer geabsorbeerd water bevatten. Deze overmaat aan water zal op zich gebruikt worden bij de hydratatie van de cementpasta. Anderzijds leidt de lagere stijfheid van de cementmatrix tot een verhoging van de krimp van het beton met gerecycleerde granulaten. Een mogelijke verklaring is dat tot een substitutieverhouding van 30 % deze twee tegenstrijdige tendensen elkaar ongeveer compenseren. Vanaf een substitutieverhouding van 50 % begint de lagere stijfheid van de cementmatrix te heersen over de wateruitwisseling tussen de granulaten en de cementpasta, wat tot een verhoging van de krimp bij deze betonmengsels leidt.
Waterabsorptie De waterabsorptie door onderdompeling is een kenmerk dat de poreusheid van het beton evalueert. Hiervoor is gebruik gemaakt van prisma’s van 0,05 x 0,05 x 0,10 m³. Ze werden getest op een leeftijd van 48 dagen. De eerste 28 dagen werden de prisma’s bewaard in een vochtige kamer, de resterende tijd werden ze droog bewaard. De verkregen resultaten worden voorgesteld in Figuur 11. Op deze figuur is duidelijk waarneembaar dat er een geleidelijke verhoging van de waterabsorptie is naarmate de substitutieverhouding stijgt.
Figuur 11: Waterabsorptie door onderdompeling.
In Figuur 12 wordt de variatie van de waterabsorptie tegenover de substitutieverhouding voorgesteld, waarbij aangetoond wordt dat er een goede correlatie bestaat tussen beide factoren.
97
Figuur 12: Waterabsorptie door onderdompeling t.o.v. substitutieverhouding.
De absorptie van het water hangt af van de betonmicrostructuur. Door de stijgende substitutieverhouding en omwille van de veel hogere poreusheid van de fijne gerecycleerde granulaten ten opzichte van de fijne natuurlijke granulaten, wordt ook de betonstructuur poreuzer en dus meer permeabel.
Waterabsorptie door capillariteit De waterabsorptie door capillariteit werd uitgevoerd gebruik makend van prisma’s van 0,05 x 0,05 x 0,10 m³. De test werd uitgevoerd na 58 dagen, waarvan ze de eerste 28 dagen in een vochtige kamer, de volgende 16 dagen droog en de laatste 14 dagen in een oven bij 40°C, bewaard werden. Figuur 13 toont aan dat tot een substitutieverhouding van 30 % nagenoeg hetzelfde absorptiegedrag vertonen als het referentiebeton. Voor hogere verhoudingen (50 % en 100 %) is de verhoging van absorptie door capillariteit significant.
Figuur 13: Waterabsorptie door capillariteit.
De plotse verhoging van capillariteit kan in verband gebracht worden met het feit dat, voor die hogere substitutieverhoudingen, de dichtheid aan holten zo hoog is dat zij met elkaar communiceren, waardoor langere capillaire banen gecreëerd worden. 98
V.2
Grove granulaten
V.2.1
Hoeveelheid aanhechtende mortel
Het gerecycleerde granulaat is samengesteld uit het natuurlijke granulaat en de aanhechtende mortelhoeveelheid. Figuur 14 toont de aanwezigheid van deze verschillende componenten, die afzonderlijk of samen kunnen teruggevonden worden in gerecycleerd granulaat.
aanhechtende mortel natuurlijk granulaat + aanhechtende mortel natuurlijk granulaat Figuur 14: Detail van gerecycleerd granulaat.
Om de aanhechtende mortelhoeveelheid van de granulaten te kwantificeren, kunnen volgende methoden gebruikt worden: behandeling met een oplossing van zoutzuur (HCL): deze methode bestaat uit de ontbinding van de cementpasta aangehecht aan de steendeeltjes door het gerecycleerde granulaat in een oplossing van zoutzuur onder te dompelen. Het probleem is dat het niet kan gebruikt worden als het natuurlijke granulaat kalksteen bevat, omdat het zuur ook dit soort natuurlijk granulaat aantast; productie van een nieuw beton: deze methode bestaat uit de productie van een nieuw beton dat met gerecycleerde granulaten en nieuw gekleurd cement wordt gemaakt, zodat de morteloppervlakte kan bepaald worden door de verschillende kleur van het natuurlijke granulaat met de aanhechtende cementinhoud en de nieuwe mortel; thermische behandeling: deze methode is ontwikkeld door Universidad Politenica de Barcelona, en bestaat uit een behandeling met inbegrip van het doorweken en drogen van het granulaat. De studie over de aanhechtende mortelhoeveelheid werd uitgevoerd door het CEDEX (Central Laboratorio de Estructuras y Materiales) in Spanje. Hiervoor werd gebruik gemaakt van de laatste methode, aangezien deze methode op alle granulaten kan toegepast worden, eenvoudiger uit te voeren is en een nauwkeuriger resultaat geeft. Uit deze proef werd gevonden dat de grootte van het granulaat de belangrijkste factor is die de aanhechtende mortelhoeveelheid bepaalt. De aanhechtende
99
mortelhoeveelheid is over het algemeen hoger bij de fijnere granulaten. De aanhechtende mortel heeft een ongunstige invloed op de eigenschappen van gerecycleerde granulaten, aangezien de mortel een poreus materiaal is, een lagere dichtheid en een hogere absorptie heeft. De factor die hoofdzakelijk invloed heeft op de hoeveelheid aanhechtende mortel is de korrelmaat. De mortelhoeveelheid in aanhechting is over het algemeen groter voor de fijne fractie dan voor de grove fractie. In Figuur 15 wordt de mortelhoeveelheid weergegeven van gerecycleerde granulaten. De fijne fractie 4/8 mm had een mortelhoeveelheid tussen 33 % en 55 %, terwijl de grove fractie een mortelhoeveelheid van 23 % tot 44 % heeft.
Figuur 15: Aanhechtende mortelhoeveelheid.
De aanhechtende mortelhoeveelheid kan een nadelige invloed hebben op bepaalde granulaateigenschappen, onder andere op de dichtheid, de absorptie, de verbrijzelingsweerstand en de sulfaathoeveelheid. Deze eigenschappen werden dan ook geanalyseerd in functie van de mortelhoeveelheid, welke verder in dit hoofdstuk nog uitvoerig aan bod komen. V.2.2
Dichtheid
Zoals eerder vermeld, is een eerste factor die invloed heeft op de dichtheid van het granulaat de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. Figuur 16 en Figuur 17 tonen het verband tussen de aangehechte mortelhoeveelheid en de dichtheid. De correlaties tonen aan dat hoe hoger de mortelhoeveelheid, hoe lager de dichtheid is. Het snijpunt van de correlaties met de as van de coördinaten (x = 0) geeft de gemiddelde waarde van de specifieke dichtheid en de verzadigde oppervlaktedroge dichtheid van de natuurlijke granulaten. Op dezelfde manier wordt door het snijpunt van de correlaties met de as van de coördinaten (x = 100), de gemiddelde waarde van de absolute dichtheid en de verzadigde oppervlaktedroge dichtheid van een normale mortel.
100
Figuur 16: Verband tussen mortelhoeveelheid en volumieke massa.
Figuur 17: Verband tussen mortelhoeveelheid en verzadigde oppervlaktedroge volumieke massa.
Ook het vervangingspercentage van natuurlijke in gerecycleerde granulaten is een factor die de dichtheid van het granulaatmengsel beïnvloedt. Het CEDEX heeft dit aangetoond door de dichtheid te bepalen van granulaatmengsels waarvan 0 %, 10 %, 30 %, 40 % en 100 % van de natuurlijke granulaten werden vervangen door gerecycleerde granulaten. In Figuur 18 worden de specifieke volumieke massa’s weergegeven. Op deze grafiek is duidelijk waar te nemen dat de volumieke massa daalt naarmate het aandeel gerecycleerde granulaten stijgt.
Figuur 18: Specifieke volumemassa’s in functie van de substitutieverhoudingen.
V.2.3
Waterabsorptie
Een belangrijke factor die de waterabsorptie beïnvloedt is de mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. Figuur 19 geeft de relatie tussen de hoeveelheid mortel in aanhechting en de waterabsorptie van gerecycleerde granulaten. Hij toont aan dat bij verhoging van de mortelhoeveelheid de waterabsorptie ook stijgt. De spreiding van de resultaten wijst erop dat de waterabsorptie van gerecycleerde granulaten ook door andere factoren wordt beïnvloed.
101
Figuur 19: Verband tussen absorptie en mortierinhoud.
Absorption (%)
Ook het vervangingspercentage van natuurlijke in gerecycleerde granulaten is een factor die de waterabsorptie van het granulaatmengsel beïnvloedt. Het CEDEX heeft hiervoor de waterabsorptie bepaald van granulaatmengsels waarvan 0 %, 10 %, 30 %, 40 % en 100 % van de natuurlijke granulaten werden vervangen door gerecycleerde granulaten. In Figuur 20 wordt de waterabsorptie weergegeven. Hier is het duidelijk dat de waterabsorptie van de granulaten stijgt naarmate het percentage gerecycleerde granulaten in het granulaatmengsel stijgt.
Figuur 20: Waterabsorptie met veranderlijke percentages gerecycleerde granulaten.
V.2.4
Los Angeles
De Los Angeles-waarde wordt beïnvloed door de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. In de test voor de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles wordt de mortel in aanhechting verwijderd, naast de verbrijzeling die door het natuurlijk granulaat wordt opgelopen. Om deze reden zouden beide eigenschappen met elkaar in verband moeten worden gebracht. Figuur 21 toont aan dat wanneer de mortierinhoud in aanhechting hoog is, dat de Los Angeles coëfficiënt ook hoog zal zijn.
102
Figuur 21: Verband tussen de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles en de mortelhoeveelheid.
In overeenstemming met de Spaanse specificaties (die gebruikt werden bij het uitvoeren van de proeven) zou de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles lager moeten zijn dan 40 %. De steekproeven met een aanhechtende mortelhoeveelheid lager dan 44 % voldoen aan deze grens, zoals aangeduid wordt op Figuur 21. V.2.5
Sulfaatgehalte
Het sulfaatgehalte van gerecycleerde granulaten wordt beïnvloed door de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. De gerecycleerde granulaten kunnen een hoger sulfaatgehalte hebben door de sulfaatsamenstelling van het cement in de mortel in aanhechting. Figuur 22 toont aan dat een hogere mortelhoeveelheid een hoger sulfaatgehalte tot gevolg zou hebben.
Figuur 22: Verband tussen sulfaatgehalte en mortelhoeveelheid.
V.2.6
Alkali gehalte
Het alkaligehalte van gerecycleerde granulaten wordt beïnvloed door de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het International RILEM Conference heeft
103
hier onderzoek naar gedaan, maar deze testen waren nog niet beëindigd toen het artikel geschreven werd.
V.3 V.3.1
Betoneigenschappen van recyclage beton Verwerkbaarheid
CEDEX heeft een vergelijking gedaan van beton waarbij in de samenstelling de grove fractie van natuurlijke granulaten werd vervangen door 0 %, 20 %, 50 % en 100 % gerecycleerde granulaten. Aangezien de gerecycleerde granulaten een hogere waterabsorptie bezitten, werden deze voorbevochtigd bij de vervaardiging van het beton. Wanneer de grove granulaten voorbevochtigd werden, wordt het verlies van de verwerkbaarheid niet beïnvloed door de hoge absorptie. Zoals te zien is in Figuur 23 werd zelfs een verhoging van verwerkbaarheid, door een bepaling van de zetmaat, van het beton van de gerecycleerde granulaten vastgesteld. Dit was te verklaren door het feit dat de vormindex en de korrelverdeling beter waren voor de gerecycleerde granulaten.
Figuur 23: Effect van gerecycleerd granulaatgehalte op de verwerkbaarheid van beton (zetmaat).
Het WTCB heeft hier ook testen op gedaan, waarbij betonmengsels werden vervaardigd die op hun verwerkbaarheid werden onderzocht. Het WTCB trachtte na te gaan in hoeverre het mogelijk was met puingranulaten een aanvaardbare en voorspelbare verwerkbaarheid te bereiken. Beton met poreuze granulaten vereist een hogere totale W/C-factor om een bepaalde druksterkte en spreiding te bereiken. Vermoed kan worden dat het “overtollige” water door de granulaten wordt opgeslorpt, zodat de W/C-factor in de cementmatrix effectief lager is en er dus een onderscheid moet gemaakt worden tussen effectieve en totale W/C-factor. Hieromtrent doet men nog onderzoek op het WTCB.
104
Figuur 24: Verwerkbaarheid van betonmengsels met 300 kg/m³ cement, afhankelijk van de totale W/C-factor.
Uit Figuur 24 blijkt de verwerkbaarheid van beton voornamelijk van de W/Cfactor af te hangen. Het is vast te stellen dat de verwerkbaarheid van betonmengsels bestaande uit metselwerkgranulaten minder constant is dan die van de andere mengsels. Het verschil tussen de mengsels van het laboratorium Magnel en die van het WTCB kan verklaard worden door het feit dat er verschillende cementsoorten werden gebruikt en dat anderzijds ook de korrelsamenstelling van het inerte skelet verschilde. Het laboratorium Magnel gebruikte 10 % meer puingranulaten per m³ beton dan het WTCB. V.3.2
Luchtgehalte
CEDEX heeft een vergelijking gedaan van beton waarbij in de samenstelling de grove fractie van natuurlijke granulaten werd vervangen door 0 %, 20 %, 50 % en 100 % gerecycleerde granulaten. Het luchtgehalte van gerecycleerde beton is hoger dan in conventioneel beton wanneer de gerecycleerde granulaten in een droge voorwaarde worden gebruikt, door de lucht binnen de gerecycleerde leegten van het granulaat, maar er is geen verschil als de granulaten in een verzadigde voorwaarde worden gebruikt. Figuur 25 toont een grote daling van het luchtgehalte in beton met een lagere W/C verhouding.
H-0%
H-20%
H-50%
H-100%
Figuur 25: Effect van gerecycleerd granulaatgehalte op het luchtgehalte.
105
V.3.3
Druksterkte
CEDEX heeft een vergelijking gedaan van beton waarbij in de samenstelling de grove fractie van natuurlijke granulaten werd vervangen door 0 %, 20 %, 50 % en 100 % gerecycleerde granulaten. Het gerecycleerde granulaat veroorzaakt altijd een daling van de druksterkte. De druksterkte werd getest voor betonsterktes van het controlebeton van 25 tot 50 N/mm². Voor het gerecycleerde beton met 100 % vervanging van de natuurlijke granulaten door gerecycleerde granulaten werd een gemiddelde daling van 13 % verkregen. Voor het gerecycleerde beton met 20 en 50 % vervanging werd een gemiddelde daling van de druksterkte van 3 % verkregen. In beide gevallen waren de correlaties van de druksterkte van gerecycleerde beton en controlebeton vrij goed zoals in Figuur 26 is aangetoond.
Figuur 26: Verband tussen druksterkte van gerecycleerde beton en controlebeton.
Figuur 27: Reductiecoëfficiënten voor druksterkte van gerecycleerde granulaten.
Uit deze gegevens werden de reductiecoëfficiënt “r” verkregen die toestaat om de druksterkte van gerecycleerd beton in te schatten aan de hand van de bekende druksterkte van een controlebeton met dezelfde dosering. Figuur 27 toont aan dat de daling hoger is voor beton met een hogere druksterkte, en deze coëfficiënt strekt zich uit van 0,85 tot 0,95 voor 100 % vervanging en 0,90 tot 0,95 voor gerecycleerd beton met 20 en 50 % vervanging. Deze reductiecoëfficiënten kunnen gebruikt worden om de conventionele methodes van het mengontwerp aan te passen aan het gerecycleerde beton. Om een gerecycleerd beton met een druksterkte fchr te produceren moet een dosering gebruikt worden die beantwoordt aan een controlebeton met een druksterkte: fchr/r (waarin r = reductiecoëfficiënt uit Figuur 27). CEDEX heeft hieromtrent nog een gelijkaardige analyse gedaan. Het verschil met de vorige analyse is dat tevens de invloed van de cementhoeveelheid gecontroleerd werd. Voor deze proeven werden de cementhoeveelheden en de vervangingspercentages als variabele parameter aangenomen. Voor elke cementhoeveelheid werden 2 betonmengsels gemaakt, de ene met enkel natuurlijke granulaten, de andere met volledige vervanging van de natuurlijke
106
granulaten door gerecycleerde granulaten (100 %). Voor de cementhoeveelheid van 350 kg/m³ werden daarenboven ook testen gedaan bij een vervanging van 25, 50 en 100 %. Voor deze proeven werd gebruik gemaakt van kubussen van 15 cm die getest werden na 7 en na 28 dagen. De sterkteverhoudingen van het gerecycleerde ten opzichte van het natuurlijke beton is bijna niet afhankelijk van de cementinhoud zoals te zien is op Figuur 28. De hoge sterkteverhouding (fc,recyclage/fc,controle = 88 %) die in mengsels met 250 kg/m³ cement werd waargenomen na 28 dagen toont aan dat het nuttiger zou zijn om enkel gerecycleerde granulaten te gebruiken in lage sterktebeton. Bij een cement hoeveelheid van 450 kg/m³ is een sterktedaling van 16 % waar te nemen, dit komt overeen met een sterkteverhouding van 84 %, na 28 dagen. Dit is slechts een verschil van 4 %.
Figuur 28: Relatie tussen druksterkte van gerecycleerd en controlebeton voor verschillende cementverhoudingen.
Figuur 29: Relatie tussen de druksterkte van gerecycleerd en controlebeton voor verschillende substitutieverhoudingen.
Figuur 29 toont aan dat de sterkteverhouding tot vervanging van 50 % geen belangrijk effect heeft, met een daling van minder dan 4 % na 28 dagen. Bij de volledige vervanging (100 %) werd de sterkteverhouding meer beïnvloed, met een sterkte daling van bijna 15 %. Bij testen uitgevoerd door het WTCB, waarbij betonmengsels werden vervaardigd die op hun druksterkte werden onderzocht, trachtte men na te gaan in hoeverre het mogelijk is met puingranulaten een aanvaardbare en voorspelbare betonsterkte te bereiken.
Figuur 30: Druksterkte na 28 dagen voor verschillende betonmengsels afhankelijk van de totale W/C-factor.
107
De in Figuur 30 weergegeven mengsels werden nu eens met CEM I 42,5, dan weer met CEM III/B 42,5 LA HSR werden vervaardigd. Daarenboven werd ook het cementgehalte veranderd (300 of 350 kg/m³) en werden er superplastificeerders toegepast als de W/C-factor te laag was. In de meeste gevallen werden de granulaten niet vooraf bevochtigd, maar voor de berekening van de W/C-factor werd wel rekening gehouden met het in de granulaten aanwezige water. Deze resultaten bewijzen echter dat de grootschalige productie van beton met 100 % puingranulaten technisch haalbaar is, op voorwaarde dat er voorafgaande proeven worden uitgevoerd. De mechanische eigenschappen van de gerecycleerde granulaten is, in vergelijking met natuurlijke granulaten, opmerkelijk lager, maar dat blijkt weinig relevant te zijn voor de beoordeling van de druksterkte van dit beton. V.3.4
Treksterkte
CEDEX deed een vergelijking van beton waarbij in de samenstelling de grove fractie van natuurlijke granulaten werd vervangen door 0 %, 20 %, 50 % en 100 % gerecycleerde granulaten. Bij een vervanging van 0 %, respectievelijk 20 %, 50 % en 100 %, werd telkens de W/C-factor gewijzigd. Bij een vervangingspercentage van 0 % met een 5 % stijgende W/C-factor werd een gemiddelde afname van de treksterkte van 2 % waargenomen. Eenzelfde afname van 2 % was te bemerken bij een 5 % stijgende W/C-factor bij een vervangingspercentage van 20 %. Deze regel gaat op tot een vervangingspercentage van 50 %. Bij 100 % vervanging en een 5 % stijgende W/C-factor was een afname van de treksterkte van 10 % te bemerken. De resultaten zijn weergegeven in Figuur 31.
Figuur 31: Verband tussen treksterkte en W/C-factor voor verschillende substitutieverhoudingen
Figuur 32: Verband tussen treksterkte van gerecycleerde beton en controlebeton met dezelfde dosering.
De correlaties voor treksterkte van gerecycleerd en controlebeton zijn weergegeven in Figuur 32. Voor H20 % en H50 % beton zijn de verminderingen 108
onafhankelijk van de sterktegraad (lineaire regressie), terwijl voor H100 % beton een sterkere daling wordt veroorzaakt bij hogere sterkte (potentiële regressie). De Spaanse norm EHE, brengt de druksterkte en de treksterkte met elkaar in verband, overeenstemmend met de volgende uitdrukking: f ct = 0,33 ⋅ 3 ( f cm − 8 )
2
waarin: fct = 28 dagen indirecte sterkte (Braziliaanse proef) fcm =28 dagen druksterkte In dit geval geldt de regressie voor alle beton die wordt verkregen met bovenstaande vergelijking, zodat op het gerecycleerde beton een correctiefactor = 1 kan worden toegepast. Verschillende aanbevelingen voor gerecycleerd beton (Rilem, Nederland en België) geven dezelfde coëfficiënt aan gerecycleerde beton, zowel voor H20 % als voor H100 % beton.
Figuur 33: Verband tussen druksterkte en treksterkte van beton (EHE).
V.3.5
Statische elasticiteitsmodulus
Het CEDEX heeft een vergelijking gedaan van beton waarbij in de samenstelling de grove fractie van natuurlijke granulaten werd vervangen door 0 %, 20 %, 50 % en 100 % gerecycleerde granulaten. De statische elasticiteitsmodulus is een van de meest beïnvloede eigenschappen van gerecycleerd beton, zelfs met een laag percentage gerecycleerde granulaten. Het gerecycleerde beton H20 %, H50 % en H100 % hebben een gemiddelde waarde van elasticiteitsmodulus van respectievelijk 10 %, 20 % en 40 % lager dan het controlebeton met natuurlijke granulaten met dezelfde dosering. Voor H100 % zijn de dalingen hoger in beton met hogere sterkte (potentiële correlatie), terwijl het beton van H20 % en H50 % de dalingen onafhankelijk van de betonsterkte (lineaire correlatie) werden bevonden. Zoals Figuur 34 aantoont, is de invloed van W/C-factor op de elasticiteitsmodulus kleiner naarmate het vervangingspercentage stijgt.
109
Figuur 34: Verband tussen de statische elasticiteitsmodulus en de W/C-factor voor verschillende substitutieverhoudingen.
Figuur 35: Verband tussen elasticiteitsmodulus van gerecycleerd en controlebeton met dezelfde dosering.
Figuur 36 toont het verband tussen de elasticiteitsmodulus en de druksterkte voor gerecycleerd en controlebeton. Voor een bepaalde sterkte is de statische elasticiteitsmodulus van gerecycleerd beton beduidend lager dan voor het conventionele beton. De correlaties zijn weergegeven in Figuur 35 en kunnen gebruikt worden om de reductiecoëfficiënten te berekenen. E r = c ,hc Ec ,hr De reductiecoëfficiënten worden dan 0,91, 0,81 en 0,63 respectievelijk voor H20 %, H50 % en H100 % beton, zodat de elasticiteitsmodulus kan ingeschat worden. De Rilem aanbevelingen geven voor gerecycleerd beton hogere reductiecoëfficiënten dan in deze studie: 0,80 voor H100 % beton en 1,00 voor H20 %. Anderzijds geven de Nederlandse aanbevelingen verschillende reductiecoëfficiënten voor H100 % beton volgens de betonsterkte, van 0,80 en 0,95 voor respectievelijk B45 en B22,5. De aanbevelingen gemaakt door het Rilem en door Nederland schrijven een lagere, minder strenge reductie voor dan deze die in de experimentele studie van CEDEX werd aangetoond.
110
Ec ( h.c.) = 10114 ⋅ 3 f cm, hc
R = 0,97
Ec ( 20% ) = 11059 ⋅ 3 f cm ,20%
R = 0,96
Ec ( 50% ) = 8936 ⋅ 3 f cm ,50%
R = 0,98
Ec (100% ) = 7017 ⋅ 3 f cm ,100%
R = 0,87
Figuur 36: Verband tussen elasticiteitsmodulus en druksterkte van gerecycleerd en controlebeton.
V.3.6
Krimp
CEDEX heeft een vergelijking gedaan van de krimp van beton waarbij in de samenstelling de grove fractie van natuurlijke granulaten werd vervangen door 0 %, 20 %, 50 % en 100 % gerecycleerde granulaten. De krimp van het beton verhoogt lichtjes voor de H20 % en H50 % beton. Er werd geen noemenswaardig verschil gevonden tussen het H20 % en het H50 % beton. Voor H100 % beton werd nochtans een significante krimpverhoging waargenomen. De gemiddelde verhogingen die voor beton met dezelfde dosering werden gevonden, rekening houdend met alle krimpwaarden voor verschillende geteste leeftijden (2, 7, 14 en 28 dagen en 14, 28, 48 en 60 weken), waren voor H20 %, H50 % en H100 % beton respectievelijk 3 %, 6 % en 60 %.
Figuur 37: Verband tussen krimp door drogen van gerecycleerd en controlebeton met dezelfde samenstellingen.
Figuur 38: Verband tussen druksterkte en krimp door droging van beton.
Het effect van gerecycleerde granulaten op beton met eenzelfde sterkte is geëvalueerd in Figuur 38. De invloed van de sterkte op krimp werd te verwaarlozen bevonden. Van deze gemiddelde resultaten verkrijgt men de coëfficiënten die na één jaar verwacht kunnen worden, nl. 1 voor H20 %, 1,17 voor H50 % en 1,56 voor H100 % gerecycleerd beton. Deze coëfficiënten zijn
111
zeer sluitend aan de goedgekeurde coëfficiënten door andere aanbevelingen zoals bijv. Rilem: 1 voor H20 % en 1,5 voor H100 % beton. Het is belangrijk erop te wijzen dat de Nederlandse aanbevelingen voor gerecycleerd beton sommige coëfficiënten afhankelijk van de druksterkte van beton plaatsen. In dit geval, worden coëfficiënten van 1,35 en 1,55 toegepast voor beton met respectievelijk 20 % en 100 % gerecycleerde granulaten. In het WTCB werd een reeks proeven gestart om het krimp- en kruipgedrag van gerecycleerd beton te onderzoeken. Beide kenmerken werden gemeten voor vier verschillende reeksen mengsels: 350 kg cement; 300 kg cement + superplastificeerder; 300 kg cement; 300 kg cement + afscherming van de proefstukken om vochtuitwisseling met de omgeving uit te sluiten. Elke reeks mengsels werd aangemaakt met 5 verschillende granulaatsoorten. Bij de niet afgeschermde proefstukken (Figuur 39) doet de grootste vervorming zich aanvankelijk voor bij het beton met betonpuingranulaten (BP). Het beton met de lichtgewichtgranulaten (LG) krimpt het minst. Na een jaar is de vervorming van het beton met betonpuingranulaten en metselwerkgranulaten (MPII) groter dan de vervorming van beton met kalksteengranulaten (KS), terwijl het beton bestaande uit metselwerkgranulaten (MPI) even sterk is gekrompen als dat met kalksteengranulaten. Na twee jaar lijkt de krimp zich in alle gevallen te stabiliseren.
Figuur 39: Gemeten krimp voor de proefstukken met 300 kg cement.
Figuur 40: Krimp van de afgeschermde proefstukken met 300 kg cement.
Bij de afgeschermde proefstukken (Figuur 40) krimpen alleen het beton met kalksteengranulaten en het beton bestaande uit betonpuin, de andere proefstukken lijken veeleer te zwellen. Dit zwellen zou kunnen verklaard worden door de porositeit van gerecycleerde granulaten en de waterabsorptie die ermee gepaard gaat. De kruipvoorwaarden werden gemeten vanaf 28 dagen. Wat het belastingsniveau betreft heeft het WTCB 1/3 van de druksterkte van het beton genomen. Bij de niet-afgeschermde proefstukken bleken het beton met kalksteengranulaten en het beton met lichtgewicht granulaten het best bestand
112
tegen kruipvervormingen. De vervorming van de afgeschermde proefstukken is veel kleiner dan die van de niet-afgeschermde proefstukken.
Figuur 41: Kruipgedrag van de proefstukken met 300 kg cement.
Figuur 42: Krimpgedrag van de afgeschermde proefstukken met 300 kg cement.
Voor de meeste betontypes, komen de gemeten waarden in geen enkel opzicht overeen met de waarden die zijn voorzien door de Model Code CEB-FIP 1990. Door de vergelijkingen van die Code enigszins aan te passen, d.i. door op de vormfactor een vermenigvuldigingsfactor en op de tijdsfactor een variabele macht toe te passen, kunnen we de overeenkomst tussen gemeten en berekende waarden verbeteren. De correctiefactoren hangen af van de gebruikte granulaten. Het onderzoek spitst zich toe op de ontwikkeling van een mathematisch krimp- en kruipmodel dat rekening houdt met het gebruikte soort granulaat. V.3.7
Duurzaamheid
In het LNEC (National Laboratory of Civil Engineering) in Portugal werd een studie ontwikkeld om de invloed van de gerecycleerde granulaten op de duurzaamheidseigenschappen te analyseren. De cementinhoud en het percentage gerecycleerde granulaten werden hierbij telkens veranderd. De resultaten zijn geanalyseerd om na te gaan of de vereiste weerstand tegen milieu-invloeden werd verkregen. Het LNEC heeft hiervoor een analyse gedaan op de invloed van de cementhoeveelheid en het vervangingspercentage op de zuurstofdoordringbaarheid. Er werden drie cementhoeveelheden gehanteerd: 250 kg/m³ beton, 350 kg cement per m³ beton en 450 kg/m ³ beton. Voor elke cementhoeveelheid werden proefstukken vervaardigd met betonmengsel waarvan de grove fractie ofwel volledig uit natuurlijke granulaten, ofwel volledig uit gerecycleerde granulaten bestond. Voor de cementhoeveelheid van 350 kg werden daarenboven ook testen gedaan bij een vervanging van 0 %, 25 % en 50 %.
113
Doordringbaarheid van zuurstof Voor deze proef werd gebruik gemaakt van cilindrische proefstukken met een diameter van 15 cm en een hoogte van 30 cm. Deze proefstukken werden gedurende 7 dagen bewaard in een verzadigde kamer, waarna ze werden verzaagd in 4 cilinders van 5 cm hoogte, die gedurende 3 dagen werden gedroogd in een geventileerde droogoven bij een temperatuur van 50°C. De zuurstofdoordringbaarheid wordt voorgesteld als doordringbaarheidcoëfficiënt die verkregen wordt uit de gemeten stroom van zuurstof door het proefstuk bij verschillende druk. De resultaten zijn weergegeven in Figuur 43.
Figuur 43: Zuurstofdoordringbaarheid.
Zoals verwacht, vermindert de zuurstofdoordringbaarheid met de verhoging van de cementinhoud. In de mengsels met hoge cementinhoud (350 en 450 kg/m³) is het verschil tussen de mengsels met gerecycleerde en natuurlijke granulaten minder dan voor mengsels met een cementhoeveelheid van 250 kg/m³. Dit is het gevolg van de betere kwaliteit van de betonmatrix. Met de lage samenstellingen van de cementhoeveelheid wordt een poreuzere matrix verkregen die hogere doordringbaarheid bevordert en de participatie van de gerecycleerde granulaten impliceert, welke het hogere verschil tussen het beton met gerecycleerde en natuurlijke granulaten verklaren. Als de resultaten van de mengsels met de gerecycleerde granulaten vergeleken worden met die met natuurlijke granulaten met een lagere cementhoeveelheid, kan gezegd worden dat om hetzelfde niveau van zuurstofdoordringbaarheid te bereiken bij een volledige vervanging van de grove natuurlijke granulaten door gerecycleerde granulaten, de cementhoeveelheid met ongeveer 100 kg/m³ moet worden verhoogd. Het verschil tussen de samenstellingen met 25 %, 50 % en 100 % vervanging van het grove granulaat is te verwaarlozen voor mengsels met een cementhoeveelheid van 350 kg/m³. Dit toont aan dat vanaf deze cementhoeveelheid de kwaliteit van de matrix vermindert als gevolg van de geringere kwaliteit van de granulaten. De porositeit van het granulaat zorgt ervoor dat het granulaat als het ware gaat deel uitmaken van de matrix en zorgt ook voor een verlaging van de W/Cfactor. Deze redenen geven aanleiding tot een betere kwaliteit van de
114
overgangszone tussen matrix en granulaat. Anderzijds zal de porositeit van het granulaat (dat een overschot aan water kan bevatten) de dichtheid van beton verbeteren en verhinderen dat de matrix zal drogen. De gerecycleerde granulaten zijn niet zo poreus als de lichtgewichtgranulaten en hun oppervlakte kan sommige microcracks hebben, te wijten aan de verwerking. Ook bestaat de mogelijkheid dat het water, dat aan het mengsel wordt toegevoegd, niet helemaal geabsorbeerd werd door de granulaten wat de interface en matrixkwaliteit doet dalen.
Capillaire absorptie Voor deze proef werd gebruik gemaakt van cilindrische proefstukken met een diameter van 15 cm en een hoogte van 30 cm. Deze proefstukken werden gedurende 7 dagen bewaard in een verzadigde kamer, waarna ze werden verzaagd in 4 cilinders 5 cm hoogte, die gedurende 3 dagen werden gedroogd in een geventileerde oven bij een temperatuur van 50°C. Figuur 44 toont de evolutie van waterabsorptie met de vierkantswortel van de testtijd. De test werd uitgevoerd tot 72 uren.
Figuur 44: Waterabsorptie op verschillende leeftijden.-
Figuur 45: Absorptiecoëfficiënt voor verschillende betonmengsels.
Het is mogelijk om de resultaten in drie groepen op te delen: hoger absorberend beton (REC 250); minder absorberend beton (REF 350 en REF 450); en een middengroep met de resterende betonsamenstellingen. Figuur 45 stelt de gemiddelde absorptiecoëfficiënten van de verschillende betonsamenstellingen voor. Deze coëfficiënt is de graad van capillaire absorptie tussen het begin van het testen en zijn waarde na 24 uur testtijd. Hier kunnen bijna dezelfde opmerkingen vermeld worden die voor zuurstofdoordringbaarheid werden gemaakt. Het gelijkaardige gedrag van capillaire absorptie voor mengsels met 350 kg/m³ en 450 kg/m³ kan aan verschillende vochtigheidsvoorwaarden toe te schrijven zijn. Testen op gelijkaardige betonmengsels (Figuur 45), maar gebruik makend van cement CEM II-A/L 42,5R, toonde een tendens zoals voorgesteld in Figuur 46.
115
De aanwezigheid van gerecycleerde granulaten veroorzaakt een efficiënte capillaire absorptie, maar de matrixkwaliteit blijft voor de capillaire absorptie de belangrijkste factor. Dit kan aangetoond worden door het minder belangrijke effect van verschillende vervangingspercentages van grove granulaten bij de capillaire absorptie, zoals we kunnen waarnemen bij alle drie REC 350 mengsels en door de benadering van de resultaten wanneer de cementhoeveelheid stijgt (Figuur 46).
Figuur 46: Absorptiecoëfficiënt voor verschillende betonsamenstellingen met cement CEM II-A/L45.5R.
Figuur 47 toont de schematische preferentiële waterweg in controlebeton met natuurlijke granulaten. Figuur 48 toont de preferentiële waterweg in beton met gerecycleerde granulaten. Duidelijk is te zien dat deze verschillende waterwegen tussen en door het gerecycleerde granulaat een aaneensluitend netwerk vormen. Dit geeft aanleiding tot een hogere porositeit en een lagere mechanische weerstand.
Figuur 47: Preferentiële waterwegen in controlebeton.
Figuur 48: Preferentiële waterwegen in gerecycleerd beton.
Open poreusheid Voor deze proef werd gebruik gemaakt van cilindrische proefstukken met een diameter van 15 cm en een hoogte van 30 cm. Deze proefstukken werden gedurende 7 dagen bewaard in een verzadigde kamer, waarna ze werden verzaagd in 4 cilinders 5 cm hoogte, die gedurende 3 dagen werden gedroogd in een geventileerde oven bij een temperatuur van 50°C. De open poreusheid, voorgesteld in Figuur 49, wordt bepaald door het beton totaal te drogen na een onderdompeling in water gedurende 24 uren.
116
Figuur 49: Open poreusheid voor verschillende betonmengsels.
Aangezien de proefstukken volledig uitgedroogd zijn, is het duidelijk dat de samenstelling met gerecycleerde granulaten een hogere poreusheid voorstelt. De hoeveelheid gerecycleerde granulaten is de bepalende parameter voor deze eigenschap: de verschillende mengsels die hetzelfde volume aan grove granulaten hebben, leiden tot gelijkaardige resultaten. Verder stijgt de poreusheid van REC 350 mengsels met de gerecycleerde granulaathoeveelheid. Het verschil van open poreusheid tussen gerecycleerde granulatenmengsels en natuurlijke granulaten ligt dicht bij de verklaring van de waterabsorptie voor granulaten op verschillende mengselsamenstellingen.
Bestendigheid tegen chloriden Voor deze proef werd gebruik gemaakt van cilindrische proefstukken met een diameter van 10 cm en een hoogte van 20 cm, die getest werden met de CTHmethode. Figuur 50 toont de coëfficiënten van de chloridenverspreiding, die uit het gemiddelde van twee proefstukken voortvloeien. Het was niet mogelijk om de toegangsweerstand van de chloriden in het beton met een cementinhoud van 250 kg/m³ te bepalen aangezien hun geleidingsvermogen te hoog was.
Figuur 50: Chloriden verspreidingscoëfficiënt voor verschillende betonsamenstellingen.
De hogere waarde van opname van chloriden bij 350 kg/m³ mengsels met verschillende granulaten, vindt zijn oorsprong in een minder dichte granulatenmatrix die de poreusheid van de recycleerde granulaten toelaat om aan het transportproces van chloridenmigratie deel te nemen. Het kleine verschil tussen REF 450 en REC 450 toont aan dat de invloed van betonspeciekwaliteit hoger is dan de granulaten poreusheid.
117
Volgens de richtlijnen die, door Tang Luping, voor de coëfficiënt van de chloridenverspreiding worden gegeven, zijn de mengsels met een cementinhoud van 350 kg/m³ niet geschikt voor agressief milieu terwijl anderen gematigde weerstand tegen chloridentoegang voorstellen.
V.4
Besluit bij de literatuurstudie
De vervanging van fijne natuurlijke granulaten door fijne gerecycleerde granulaten is uitvoerbaar, aangezien: de klasse van de druksterkte niet sterk gewijzigd wordt; de krimp niet beïnvloed wordt door een vervangingspercentage tot 30 %; de invloed van waterabsorptie door onderdompeling toont een lineaire correlatie voor de granulaatsubstitutie, meestal dankzij de significante waterinhoud van de gerecycleerde granulaten; de waterabsorptie door capillariteit wordt niet sterk beïnvloed door een vervangingspercentage tot 30 %, maar een relevante verhoging werd vastgesteld voor hogere vervangingspercentages. Uit de verkregen resultaten kan besloten worden dat het veilig is om natuurlijk zand door fijne gerecycleerde granulaten met dezelfde korrelverdeling tot een substitutieverhouding van 30 % te vervangen. De kwaliteit van gerecycleerde betongranulaten is lager dan die van natuurlijke granulaten doordat er mortel in aanhechting blijft bij de ‘natuurlijke’ granulaten. De belangrijkste eigenschappen die ongunstig beïnvloed worden door de aanhechtende mortel zijn: volumemassa, absorptie en verbrijzelingsweerstand van Los Angeles. Om kwalitatief goede granulaten te bekomen, wordt aangeraden de hoeveelheid aanhechtende mortel te beperken tot een maximale mortelhoeveelheid van 44 %. Deze maximale hoeveelheid zal bij de grove fractie van de gerecycleerde granulaten de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles beperken tot 40 %, de waterabsorptie lager houden dan 8 % en de volumemassa hoger houden dan 2160 kg/m³. Ook blijken de granulaten met een hoge mortelhoeveelheid een hogere sulfaat- en alkaligehalte te hebben. De invloed van de mortelhoeveelheid in aanhechting bij gerecycleerde granulaten kan beperkt worden door rekening te houden met de volgende gegevens: de fijne fractie heeft een slechte kwaliteit door de hogere mortelhoeveelheid, om deze reden wordt voor de meeste toepassingen geadviseerd om geen fijn gerecycleerd betongranulaat te gebruiken; de originele betonkwaliteit heeft ook een invloed op de kwaliteit van het gerecycleerd granulaat, over het algemeen zal des lager de sterkte van het originele beton, des te lager de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten zijn. Om de kwaliteit van gerecycleerde betongranulaten voor productie van structureel beton te controleren, is het aan te raden de druksterkte van het moederbeton te controleren. Hierbij moet beton met een druksterkte van lager
118
dan 25 N/mm² verworpen worden. Als dit criterium toegepast wordt, zullen de hoge mortelhoeveelheden of de lage mortelkwaliteit ook uitgesloten worden. Door de gerecycleerde granulaten te bevochtigen alvorens ze worden gebruikt in een betonmengsel, worden goede eigenschappen verkregen bij het gerecycleerde beton. Als de verwerkbaarheid te sterk afneemt, kan gebruik gemaakt worden van (super)plastificeerders, om de gewenste verwerkbaarheid te bekomen. De druksterkte van gerecycleerd beton is lager dan de druksterkte van een controlebeton met eenzelfde dosering. Het gerecycleerde beton met een percentage gerecycleerde grove granulaat lager dan 50 % toont een daling van 5-10 %, terwijl voor beton met 100 % gerecycleerde granulaten, de dalingen zich van 10-15 % uitstrekken. In beide gevallen, zullen voor hogesterkte beton zelfs hogere dalingen ondervonden worden. Voor het mengontwerp van gerecycleerd beton zijn reductiecoëfficiënten opgesteld, om de conventionele methodes aan te passen. De eigenschappen van conventionele beton en gerecycleerde beton met dezelfde druksterkte veranderen nauwelijks zolang minder dan 20 % gerecycleerd granulaat wordt gebruikt, uitgezonderd de elasticiteitsmodulus, waarvoor dalingen tot 10 % kunnen gevonden worden voor gerecycleerd beton. Bij een verhoging tot 50 % gerecycleerd granulaat kunnen de dalingen van de elasticiteitsmodulus oplopen tot 20 %. Wanneer het percentage van gerecycleerd granulaat lager is dan 50 %, zijn de treksterkte en de krimp van gerecycleerd beton gelijkaardig aan deze van een conventioneel beton met dezelfde druksterkte. Alle eigenschappen van beton met een 100 % gerecycleerd ruw granulaat worden beïnvloed, zodat het noodzakelijk is om correctiecoëfficiënten toe te passen. De correctiecoëfficiënten worden weergegeven in Tabel 43, deze coëfficiënten maken het mogelijk om gerecycleerde betoneigenschappen in te schatten door deze op de formules voor conventionele beton met dezelfde sterkte toe te passen.
119
Tabel 43: Correctie coëfficiënten uit de studie van Laboratorio Central de Estructares y Materials (CEDEX). CORRECTIE COEFFICIENT EIGENSCHAPPEN
Druksterkte*
20-50 % gerecycleerd 100 % gerecycleerd ruw granulaat ruw granulaat
25 N/mm²
0,95
0,90
< 50 N/mm²
0,90
0,85
Elasticiteitsmodulus**
0,90
0,80
0,63
Treksterkte**
1
1
Krimp door droging**
1
1
* Coëfficiënt voor beton met dezelfde dosering (cement en effectieve W/C-factor) ** Coëfficiënt voor beton met dezelfde druksterkte
Door het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in gerecycleerd beton worden lagere prestaties van de aan duurzaamheid verwante eigenschappen verkregen, hoofdzakelijk te wijten aan de hogere poreusheid van gerecycleerde granulaten. Er bestaat onzekerheid over de totale hoeveelheid geabsorbeerd water door de gerecycleerde granulaten, waardoor de matrixeigenschappen negatief kunnen beïnvloed worden. Dit komt door het verhogen van de effectieve W/C-factor, welke de bedoeling had voor zowel gerecycleerde als natuurlijke granulaten betonmengsels gelijk te blijven. Het gebruik van hoge cementinhoud leidt tot een compactere matrix en een betere interfacekwaliteit die de invloed van gerecycleerde granulaten op het transportproces van milieuagressieve stoffen beperkt. De kwaliteit van de interface van gerecycleerd beton wordt verondersteld om lager te zijn dan dat van lichtgewicht granulaten beton, wat de lagere prestaties van het gerecycleerd beton verklaart. De gerecycleerde granulatenoppervlakte is minder absorberend en kan microcracks hebben die de kwaliteit van de hechting met de matrix verminderen.
120
VI Algemeen besluit In het algemeen besluit wordt de link gelegd tussen de literatuurstudie en de zelf uitgevoerde proeven. Aangezien de proeven op de granulaten telkens gebeurd zijn op 100 % gerecycleerde granulaten, kan slechts een vergelijking gemaakt worden met de 100 % gerecycleerde granulaten van in de literatuurstudie, hoewel hier ook granulaatmengsels werden getest. De volumieke massa bekomen uit de proefresultaten zijn gelegen boven 2410 kg/m³, terwijl de volumieke massa die voor een 100 % gerecycleerd granulaat mengsel uit de literatuurstudie bekomen wordt 2210 kg/m³ bedraagt. Dit kan liggen aan een kleinere mortelinhoud, want de kleine factie werd geëlimineerd waardoor er gewerkt werd met korrelmaat 8/20. De waterabsorptie van de proefresultaten zijn lager dan deze in de literatuurstudie. Bij de proefresultaten worden voor de waterabsorptie waarden bekomen tot 6,16 % terwijl in de literatuurstudie voor 100 % gerecycleerd granulaatmengsel een waterabsorptie bekomen wordt van 10,2 %. Dit ligt aan het feit dat bij de zelf uitgevoerde proeven de kleine fractie werd geëlimineerd. Voor de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles bevinden de proefresultaten zich tussen 25 en 35 %. De resultaten uit de literatuurstudie zijn in verband gebracht met de hoeveelheid aanhechtende mortel, waaruit blijkt dat tot een mortelhoeveelheid van 44 % de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles minder dan 40 % bedraagt. Voor de betonmengsels met 40 % gerecycleerde betonpuingranulaten werd door ons een zetmaat van 17 tot 33 mm bekomen, welke allemaal tot dezelfde consistentieklasse nl. S1 behoren. Omwille van de voorbevochtiging wordt de zetmaat niet negatief beïnvloed door de waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten. Deze resultaten komen overeen met wat in de literatuurstudie aangetoond wordt. Wanneer de grove granulaten voorbevochtigd werden, wordt het verlies van de verwerkbaarheid niet beïnvloed door de hoge waterabsorptie. Uit de zelf uitgevoerde proeven werd besloten dat het luchtgehalte niet beïnvloed wordt door de gerecycleerde granulaten, aangezien het luchtgehalte van het controlebeton gelegen was tussen deze van de gerecycleerde betonmengsels met een vervangingspercentage van 40 %. Dit stemt overeen met de bewering in de literatuurstudie, waar gezegd wordt dat het luchtgehalte van het gerecycleerde beton niet verschilt van het conventionele beton als de gerecycleerde granulaten worden voorbevochtigd. Als de granulaten niet voorbevochtigd worden zal het luchtgehalte van het gerecycleerde beton echter wel hoger zijn dan dat van het conventionele beton.
121
In de literatuurstudie worden voor de druksterkte reductiecoëfficiënten opgesteld. Voor de betonmengsels met 40 % vervanging van de natuurlijke granulaten in gerecycleerde granulaten wordt een gemiddelde druksterkte bekomen van 51 N/mm² terwijl voor het controlebeton een druksterkte van 60 N/mm² werd verkregen. Dit komt overeen met een sterkteverhouding van 85 % welke lager ligt dan deze bepaald in de literatuurstudie, waar men tot 50 % een sterkteverhouding van 96 % verkrijgt. De reductiecoëfficiënt zal dan ook lager liggen dan deze in de literatuurstudie, waar men voor een vervangingspercentage tot 50 % een reductiecoëfficiënt verkrijgt van 0,89 voor een druksterkte van 60 N/mm². De lagere waarden voor de druksterkte die we bij onze proeven bekomen zijn vermoedelijk te wijten aan de W/C-factor die achteraf gezien toch aan de hoge kant blijkt. Doordat niet al het extra water door de granulaten wordt geabsorbeerd, ligt de effectieve W/C-factor namelijk hoger dan die van het controlebeton.
122
Referenties
Literatuurlijst CALLEWIER, G., COGHE, D., Studie van recyclagebeton, KHBO, Oostende, 1996, 116 pagina’s. COX, A., Optimalisatie van de mengselbepaling bij de productie van schraal beton uit betonpuingranulaten, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 2002, 54 pagina’s. DE JUAN, M. S., GUTIÉRREZ, P. A., “Influence of attached mortar content on the properties of recycled concrete aggregate”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 536-544. DE JUAN, M. S., GUTIÉRREZ, P. A., “Influence of recycled aggregate quality on concrete properties”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 545-553. DELGOUFE, S., Het gebruik van betonpuingranulaten in wegenbeton, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 2002, 131 pagina’s. DESMYTER, J., BLOCKMANS,, S., FRENAY, J., ANCIA, PH., “Puingranulaten en gerecycleerd beton: nieuwe resultaten en ontwikkelingen – Deel 1: Naar kwaliteitsverbetering”, WTCB-tijdschrift, 1999, nr. 2, p. 14-23. DESMYTER, J., BLOCKMANS,, S., FRENAY, J., ANCIA, PH., “Puingranulaten en gerecycleerd beton: nieuwe resultaten en ontwikkelingen – Deel 2: Gerecycleerd beton”, WTCB-tijdschrift, 1999, nr. 3, p. 14-23. DESMYTER, J., DIERYCK, V., LEURIDAN, A., “Speciale betonsoorten”, WTCBtijdschrift, 2002, nr. 1, p. 3-19. DESMYTER, J., WINNEPENNINCKX, E., VYNCKE, J., “Granulaten”, WTCBtijdschrift, 2004, nr. 3, p. 50-68. D’HOOGHE, J., “Procedure Kwaliteitshandboek, 2004.
3:
Productie
en
productiebeheer”,
FPC-
EVANGELISTA, L. R., DE BRITO, J. C., “Criteria for the use of fine recycled concrete aggregates in concrete production”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 503-510. ESTEVES, A., GONÇALCES, A., VIEIRA, M., “Influence of recycled conrete aggregates on concrete durality”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 554-562. DE ASSIS, C. S., DE OLIVEIRA, M. J. E., Wanderley Terni, A. “Study on compressed stress, water absorption and modulus of elasticity of produced concrete made by recycled aggregate”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 636-642.
123
LISENS, S., Het recycleren van wegenbouwpuin met mobiele breker binnen een wettelijk kader, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 2002, 62 pagina’s. POLLET, V., APRES, J., DESMYTER, J.,”Nieuwe normen voor beton”, WTCBDossiers, 2004, nr. 4, p. 1-5. SAELENS, N., Recyclage van bouw en sloopafval, KHBO Oostende, 2003, 153 pagina’s TAERWE, L., “De nieuwe Europese norm voor beton”, Bouwkroniek, 2003, oktober, p. 12-21. TAERWE, L., Betontechnologie, Universiteit Gent, 1997, 254 pagina’s. VAN BIESEN, B., Recyclage van Beton, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 1994, 82 pagina’s. VAN DER WEGEN, G.J.L., “Secundaire grondstoffen als grindvervangend toeslagmateriaal”, Cement, 1991, nr. 5, p. 48-52. Normen NBN EN 12620
Toeslagmaterialen voor beton
NBN EN 13242
Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor gebruik in burgerlijke bouwkunde en in de wegenbouw
NBN EN 13055-1
Lichte toeslagmaterialen – Deel 1: Lichte toeslagmaterialen voor beton en mortel
NBN EN 932-1
Beproevingsmethoden voor algemene eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Methoden voor monsternemingen
NBN EN 933-1
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Bepaling van de korrelverdeling – Zeefmethode
NBN EN 933-2
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 2: Bepaling van de korrelverdeling – Controlezeven, nominale afmetingen van de openingen
NBN EN 933-3
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 3: Bepaling van de korrelvorm – Afplattingscoëfficiënt
NBN EN 933-4
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 4: Bepaling van de korrelvorm – Korrelvormgetal
NBN EN 933-5
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 5: Bepaling van het
124
percentage aan gebroken oppervlakte in grove toeslagmaterialen NBN EN 933-7
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 7: Bepaling van het gehalte aan schelpen in grove toeslagmaterialen
NBN EN 933-9
Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 9: Beoordeling van fijn materiaal - Methyleenblauwproef
NBN EN 1097-1
Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Bepaling van de weerstand tegen afslijting (MicroDival)
NBN EN 1097-2
Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 2: Methoden voor de bepaling van de weerstand tegen verbrijzeling
NBN EN 1097-6
Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 6: Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en van de wateropname
NBN EN 1744-1
Beproevingsmethoden voor de bepaling van chemische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Chemische analyse
NBN EN 1097-1
Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: bepaling van de weerstand tegen afslijting (MicroDeval)
NBN EN 1097-1
Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: bepaling van de weerstand tegen afslijting (MicroDeval)
NBN EN 206-1
Beton – Deel 1: Eisen, gedraging, vervaardiging en overeenkomstigheid
NBN B 15-001
Aanvulling op NBN EN 206-1 – Beton – Eisen, gedraging, vervaardiging en overeenkomstigheid
NBN EN 12350-2
Beproeving op betonspecie – Deel 2: Zetmaat
NBN EN 12390-1
Beproeving van verhard beton – Deel 1: Vorm, afmetingen en verdere eisen voor proefstukken en mallen
NBN EN 12390-2
Beproeving van verhard beton – Deel 2: Vervaardiging en bewaring van proefstukken voor sterkteproeven
125
NBN EN 12390-3
Beproeving van verhard beton – Deel 3: druksterkte van proefstukken
NBN B 15-218
Proeven op beton: bepaling van de treksterkte door splijten
NBN B 15-214
Proeven op beton: bepaling van de buigsterkte
NBN B 15-224
Proeven op beton: Luchtgehalte van vers beton, methode met veranderlijke druk
PTV 406
Technische voorschriften: Puingranulaten
Websites www.carmans.be www.croesbvba.be www.emis.vito.be www.kleemann-reiner.de www.ljanssens.be www.matexpo.com www.mobilerecycling.com www.ovam.be www.recyclingassistance.be www.vanhaut.be www.vvsvzw.be www.vzwcoproasbl.be www.wtcb.be
126
