Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton MONOGRAFIE NR. 32

Transcriptie

1 in samenwerking met MONOGRAFIE NR. 32 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton auteurs: J. Vrijders (WTCB) L. De Bock (OCW) juli Een 2019 u Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

2

3 in samenwerking met Monografie Nr. 32 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Deze monografie werd opgesteld onder leiding van de werkgroep Recyclage en beton, opgericht in de schoot van het Technisch Comité Ruwbouw en Algemene Aannemingswerken van het WTCB, waarvan volgende personen deel uitmaken: Samenstelling van de werkgroep Boehme Luc Courard Luc De Brabandere Pieter De Kesel Pascale De Nutte Johny De Vylder Peter Desmyter Jan Dresse Patrice Goossens Willy Jacobs Kurt Jonckheere Marc Ladang Caroline Lauch Kim-Séang Mariage Thibault Piérard Julie Pierre Christian Ployaert Claude Props Filip Roegiers Sabine Van den Broeck René Van Gucht Ann Vercauteren Steven Zwĳzen Corneel KU Leuven, Technologiecampus Oostende ULg Wegenbouw De Brabandere nv Vlaamse Overheid, departement Mobiliteit en Openbare Werken, Expertise Beton en Staal/Be-Cert COPRO vzw FedBeton WTCB FABA FPRG Jacobs Beton AC Materials BCCA/SECO/Be-Cert WTCB FEREDECO/Tradecowall WTCB OCCN CBR en FedBeton O.B.B.C. Devagro FedBeton Be-Cert WTCB Certipro Ingenieurs-verslaggevers: Jeroen Vrĳders (WTCB) en Luc De Bock (OCW) WETENSCHAPPELĲK EN TECHNISCH CENTRUM VOOR HET BOUWBEDRĲF WTCB, inrichting erkend bĳ toepassing van de besluitwet van 30 januari 1947 Maatschappelĳke zetel: Lombardstraat 42 te 1000 Brussel Dit is een publicatie van wetenschappelĳke aard. De bedoeling ervan is de resultaten van het bouwonderzoek uit binnen- en buitenland te helpen verspreiden. Het, zelfs gedeeltelĳk, overnemen of vertalen van de tekst van deze publicatie is slechts toegestaan na schriftelĳk akkoord van de verantwoordelĳke uitgever. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

4 Inhoud INHOUD VAN DE MONOGRAFIE GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN BELGIË: ONTWIKKELINGEN EN HUIDIG TOEPASSINGSKADER Recyclage van bouwen sloopafval Historiek De traditionele toepassingen voor gerecycleerde granulaten Regelgevend kader Gebruik in de wegenbouw Gebruik in wegenisachtige toepassingen Het normatieve kader voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton Het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton voor de wegenbouw in Vlaanderen Het normatieve kader voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in geprefabriceerde betonproducten Vergroening van beton: invloed op de milieu-impact van beton en de duurzaamheidsevaluatie en -certificatie LCA en milieu-impact De rol van recyclagematerialen in duurzaamheidsevaluatiesystemen Besluit GERECYCLEERDE BETONGRANULATEN VOOR BETON Handelen bĳ de bron: het belang van selectief slopen Het productieproces van gerecycleerde granulaten Algemene procesbeschrĳving Speciale technieken: een blik op innovatie Granulaten voor beton: eigenschappen Geometrische eigenschappen Fysische eigenschappen Samenstelling en chemische eigenschappen Duurzaamheidseigenschappen Prestaties van gerecycleerde betongranulaten en praktische aandachtspunten Intrinsieke eigenschappen Fysische eigenschappen: volumieke massa en waterabsorptie Samenstelling en verontreinigingen Korrelmaat en korrelverdeling Mechanische eigenschappen Vorst-dooibestendigheid Chemische componenten Overzicht van de eigenschappen van betongranulaten Verband tussen de verschillende granulaateigenschappen Praktische aspecten BETON MET GERECYCLEERDE BETONGRANULATEN De invloed van het gebruik van gerecycleerde granulaten op de betoneigenschappen Vers beton Verhard beton Duurzaamheid van beton Samenvatting Aandachtspunten bĳ de productie van beton met gerecycleerde granulaten Mengselsamenstelling Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

5 3.2.2 Compensatiestrategieën Productieproces: waterhuishouding en mengproces Praktische aandachtspunten TOEPASSING OP DE WERF: REALISATIEPROCES EN UITVOERINGSASPECTEN Uitvoering op de werf Betonstorten ( 8 van NBN B [B8] en NBN EN [B23]) Beheer van uitvoering ( 4 van de NBN B [B8]) Schoringen en bekistingen ( 5 van de NBN B [B8]) Wapening ( 6 van de NBN B [B8]) Voorspanning ( 7 van de NBN B [B8]) Voorschrĳven en bestellen van beton met gerecycleerde granulaten Optie 1: binnen het huidige normenkader Optie 2: het bestaande normenkader als vertrekpunt Optie 3: zonder referentie naar de geldende normen Opvolging van de kwaliteit Het bestaande kader voor kwaliteitsborging Stappenplan voor een kwaliteitsvolle toepassing van beton met gerecycleerde granulaten Enkele concrete toepassingen Woningbouw: funderingen en vloerplaat Beton voor binnenvloeren en binnenwanden in een kantoorgebouw Bedrĳfsverhardingen (binnen en buiten) Fietspad/landbouwweg AANBEVELINGEN VOOR HET GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN STORTKLAAR BETON VOOR STRUCTUREN EN WEGEN Toepassing van het normatieve kader: NBN B (2018) [B5], de nationale aanvulling bĳ NBN EN 206 (2014) [B10] Aanvullingen op het gedefinieerde toepassingsgebied Gebruiksgeschiktheid en praktische aanbevelingen bĳ hogere vervangingspercentages, andere omgevingsklassen en/of hogere sterkteklassen Specifieke aanbevelingen en bepalingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton voor wegeniswerken Langetermĳnperspectieven...73 BIJLAGE A MOGELIJKHEDEN VOOR HET GEBRUIK VAN ANDERE RECYCLAGESTROMEN IN BETON...75 BIJLAGE B PROJECTEN WAARIN BETON MET GERECYCLEERDE GRANULATEN GEBRUIKT WERD...77 BIJLAGE C HET VOORSCHRIJVEN VAN BETON MET GERECYCLEERDE GRANULATEN IN LASTENBOEKEN BIJLAGE D UITGEBREID OVERZICHT VAN DE TOEPASSINGSMOGELIJKHEDEN VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN DE WEGENBOUW...95 BIJLAGE E TOELICHTING BIJ DE BEGRIPPEN BETON GRANULAAT, HOOGWAARDIG BETONGRANULAAT, BETONGRANULAAT TYPE A EN BETONGRANULAAT TYPE A LITERATUURLIJST Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

6 in samenwerking met Inhoud van de monografie OPZET Deze monografie is gewĳd aan het thema hoogwaardig recycleren van bouwen sloopafval, meer bepaald het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in nieuw stortklaar beton. Dit document bundelt de bestaande kennis en ervaring en is gericht op de verschillende actoren binnen de keten van het bouwen sloopafval, waarin het gebroken beton gerecycleerd wordt tot granulaten voor gebruik in beton. In eerste instantie gaat het om bedrĳven die beton met gerecycleerde granulaten produceren en gebruiken en die dus op een correcte manier moeten kunnen omgaan met de technische en praktische uitdagingen, namelĳk de betonproducenten en de aannemers. Maar ook andere actoren spelen een rol in dit proces: de slopers en sloopdeskundigen die een sloopplan opmaken, moeten de afbraak zodanig organiseren dat de sorteerinstallaties en puinbrekers vervolgens kwaliteitsvolle gerecycleerde granulaten voor gebruik in beton kunnen produceren. Deze monografie moet ook de ontwerpers, studiebureaus en bouwheren toelaten om beton met gerecycleerde granulaten met voldoende vertrouwen voor te schrĳven in projecten, door hen voldoende inzicht mee te geven in de mogelĳkheden en beperkingen in verschillende toepassingen. Dit document fungeert niet als een reglement, wet, technische voorschrift, bestektekst, dat bepaalde eisen oplegt, maar het geeft een overzicht van de huidige stand van kennis en ervaring met betrekking tot dit thema. De informatie in voorliggende monografie dient dan ook op die manier beschouwd te worden. AFBAKENING VAN DE SCOPE Deze monografie richt zich op het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in structureel beton voor gebouwen en wegen. Gerecycleerde granulaten zĳn de korrels die ontstaan door het breken van puin afkomstig van af- en opbraak. Het is met andere woorden de bedoeling om het beton op een zo hoogwaardig mogelĳke manier te recycleren. Dit streven past in de kringloopgedachte van cradle-to-cradle of van-wieg-tot-wieg, waarbĳ afvalstoffen hergebruikt worden als secundaire producten en de materiaalcyclus zo goed mogelĳk gesloten wordt (zie afbeelding 1). In het geval van betonpuin, dat jaarlĳks in grote hoeveelheden geproduceerd wordt door de bouwsector (in België alleen betreft het meer dan 5 miljoen ton op jaarbasis), betekent dit onder meer het opnieuw toepassen van gebroken beton in nieuw beton (zie afbeelding 2A, p. 6). Op die manier wordt de intrinsieke technische waarde van het gebroken betonpuin optimaal benut. Het is een duurzamere vorm van Bouw Grondstoffen Energie Productie Gebruik Recyclage Sloop Afb. 1 Overzicht van de verschillende fasen binnen de levenscyclus van een bouwmateriaal of gebouw. 4 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

7 grondstoffengebruik die de milieu-impact van beton kan verlagen. Bovendien zorgt het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton ervoor dat andere toepassingsgebieden voor gerecycleerde granulaten (bv. funderingen en onderfunderingen) beschikbaar blĳven voor andere materialen, zoals bv. menggranulaten (zie afbeelding 2B, p. 6) en gerecycleerde brekerzanden. In deze monografie ligt de nadruk op het gebruik van gerecycleerde granulaten die afkomstig zĳn van het breken van puin van betonconstructies en -verhardingen en dus een hoog gehalte aan beton en natuursteen bevatten. Vooral de grove fractie, met andere woorden de granulaten waarvan de kleinste afmeting van de korrels (minimale korreldiameter d ) groter dan of gelĳk is aan 4 mm, wordt beschouwd als het meest geschikt voor gebruik in beton. Deze granulaten benaderen immers het sterkst de natuurlĳke grove granulaten, waarmee men de meeste ervaring heeft en waarover men de meeste kennis beschikt. Voorliggend document kan dan ook als een eerste stap beschouwd worden: op termĳn zullen ook de mogelĳkheden voor andere recyclagestromen beschreven worden. Deze stromen worden hieronder kort aangehaald en in Bijlage A (p. 75) van deze monografie wordt er dieper ingegaan op de toepassingsmogelĳkheden: het gebruik van fijn betongranulaat (= de zandfractie) is in principe eveneens mogelĳk vanuit technisch standpunt, maar blĳkt in de praktĳk te resulteren in meer problemen op het vlak van verwerkbaarheid. De binding en de sterkteontwikkeling van beton kan immers in grotere mate beïnvloed worden door het gebruik van fijn recyclagemateriaal mengpuingranulaat van behoorlĳke kwaliteit kan ook in bepaalde betontoepassingen aangewend worden. Men stelt echter wel vast dat het menggranulaat de druksterkte sterker verlaagt, waardoor er meer remediërende maatregelen nodig zullen zĳn. In Nederland bĳvoorbeeld, bestaan hiervoor aanbevelingen en ook in België werden er al een aantal proefprojecten gerealiseerd tot slot merken we op dat er ook voor de niet door de bouwsector gegenereerde afval- of reststromen (bv. vliegassen, metaalslakken...) mogelĳkheden voor valorisatie en recyclage bestaan, en dit zowel in de wegenbouw als in betontoepassingen. Bĳ het bouwen en slopen ontstaan er bovendien nog andere afvalstromen zoals hout, metalen, gips, bitumen, isolatiematerialen, cellenbeton De valorisatie- en recyclagemogelĳkheden van deze materialen komen niet aan bod in deze monografie. In het Recyhouse van het WTCB kan men een groot aantal voorbeelden van gerecycleerde producten terugvinden. OPBOUW VAN DE MONOGRAFIE In hoofdstuk 1 (p. 8) wordt er een stand van zaken gegeven over het belang van grondstoffen en afvalbeheer in de bouw sector en het sluiten van de kringloop. De historiek van de ontwikkelingen op het gebied van de recyclage van bouwen sloopafval (toegespitst op de steenachtige fractie, het puin) in hoogwaardige toepassingen, wordt kort geschetst en aangevuld met een overzicht van de huidige toepassingen voor gerecycleerde granulaten. Verder wordt ook het bestaande normenkader voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton toegelicht. Aan het einde van hoofdstuk 1 wordt er dieper ingegaan op de duurzaamheidsaspecten en de milieu-impact. In hoofdstuk 2 (p. 21) ligt de focus op het gerecycleerde granulaat zelf en de belangrĳkste eigenschappen voor het beoogde gebruik in beton. Daarnaast komen ook de processen (slopen, puin breken en verwerken) aan bod die leiden tot kwalitatieve gerecycleerde granulaten. Hoofdstuk 3 (p. 41) bespreekt het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. Dit hoofdstuk wil vooral inzicht verschaffen in de mogelĳkheden en de beperkingen bĳ de vervanging van primaire granulaten door gerecycleerde betongranulaten, met name de invloed op de sterkte, de verwerkbaarheid, de duurzaamheid van het beton. Daarnaast worden een aantal praktische aspecten bĳ de productie van beton met gerecycleerde granulaten verder toegelicht. De uitvoerings- en werfaspecten komen aan bod in hoofdstuk 4 (p. 56). Het proces (van initieel idee tot realisatie) wordt uiteengezet, met de nodige aandacht voor de kwaliteit, de manier van voorschrĳven, de uitvoeringsaspecten Ieder hoofdstuk is dus gewĳd aan één schakel in de keten: de bouwheer, de producent van gerecycleerde granulaten, de betoncentrale en de aannemer. In het laatste hoofdstuk (hoofdstuk 5, p. 66) worden er als conclusie een aantal aanbevelingen geformuleerd voor het (ruimere) gebruik van gerecycleerde granulaten in beton voor gebouwen en voor wegenistoepassingen. De betrokken partĳen kunnen deze aanbevelingen als basis gebruiken voor de realisatie in concrete projecten. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

8 DANKWOORD Deze monografie is tot stand gekomen aan de hand van verschillende onderzoeks-, ontwikkelings- en demonstratieprojecten en met de steun van de volgende instanties: het VLAIO (vroegere Agentschap voor Innovatie door Wetenschap en Technologie (IWT)) via het TETRA-project ValReCon20 de FOD Economie en de NBN via de Normen-Antenne Beton-mortel-granulaten en het prenormatieve onderzoek RecyBeton Innoviris via de Technologische Dienstverlening Duurzaam Bouwen en Duurzame Ontwikkeling de Service public de Wallonie (SPW) (DG06) en via de TD COM-MAT en Valowall en bevat ook een aantal elementen en afbeeldingen die uitgewerkt werden binnen het FVT/NIB2-project Stortklaar beton voor de toekomst, met de steun van het VLAIO (voormalige Agentschap Ondernemen). A) B) WTCB Jeroen Vrĳders, met dank aan De Brabandere Wegenbouw & AC Materials Afb. 2 A) Betonpuin dat gebroken wordt tot gerecycleerd betongranulaat. Een deel hiervan kan gebruikt worden in nieuw beton. B) Mengpuin bestaat uit een mengeling van metselwerk- en betonpuin, dat gebroken wordt tot gerecycleerde menggranulaten. Dit materiaal wordt vooral gebruikt in (tĳdelĳke) werfwegen en in onderfunderingen in de wegenbouw. Beton voor gebouwen én wegen In deze monografie worden zowel de gewone toepassingen van beton in gebouwen en kunstwerken behandeld, als het gebruik van beton in de wegenbouw. Het WTCB en het OCW hebben dan ook samen aan dit document gewerkt. Het beton dat gebruikt wordt voor gebouwen en voor wegen komt in grote lĳnen overeen: het betreft vers beton (bestaande uit zand, cement, water, hulpstoffen en grove granulaten) dat door de binding en de verharding van het cement of bindmiddel omgezet wordt in een homogeen, resistent en duurzaam materiaal. Betonsoorten bestemd voor toepassingen in de wegenbouw onderscheiden zich van beton voor kunstwerken en gebouwen door hun verwerking (manier van plaatsen) en door de belasting waaraan ze onderworpen worden. De vereisten en de principes voor de samenstelling zĳn dus verschillend. Vandaar dat het beton voor wegenistoepassingen op een aantal plaatsen in dit document afzonderlĳk aan bod komt, aangezien er soms specifieke eisen gesteld worden aan de samenstelling of aan de prestaties die afwĳken van het gewone beton voor andere toepassingen. 6 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

9 GEBRUIKTE AFKORTINGEN EN SYMBOLEN Tabel 1 geeft een overzicht van de afkortingen en symbolen die gebruikt worden in deze monografie. Tabel 1 Afkortingen en symbolen die gebruikt worden in deze monografie. Organisaties CERTIPRO Certificatie- en keuringsdienst (opgericht door het VITO) COPRO Onpartĳdige instelling voor de controle van bouwproducten OCCN Nationaal Centrum voor Wetenschappelĳk en Technisch Onderzoek der Cementnĳverheid FEDERECO Fédération des recycleurs de déchets de construction FPRG Federatie van Producenten van Recycling Granulaten OCW Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw Betonterminologie (zie NBN B [B5]) E0, EI, EE, ES, EA omgevingsklassen zoals gedefinieerd door de NBN B [B5] W/C-factor water-cementfactor ASR alkali-silicareactie f ck Geometrische eigenschappen d D f x Fysische eigenschappen LA MDE F x PSV MB F X Sc WAx ρ rd ρ ssd Chemische eigenschappen SS x A x karakteristieke druksterkte van beton Granulaatterminologie (zie NBN EN [B17]) minimale korreldiameter [mm] maximale korreldiameter [mm] gehalte fijne deeltjes (< 63 µm) [% m/m] Los Angeleswaarde of verbrĳzelingsweerstand micro-devalwaarde of weerstand tegen afslĳten vlakheidsindex versnelde-polĳstingscoëfficiënt of Polished Stone Value methyleenblauwwaarde gehalte aan schelpdelen [% m/m] waterabsorptie (na x uur) reële of ovendroge volumieke massa [kg/m³] oppervlaktedroge verzadigde dichtheid [kg/m³] sulfaatgehalte, oplosbaar in water invloed van deeltjes die de binding of verharding verstoren Samenstelling (zie de NBN EN [B12]) Rc gehalte aan beton [% m/m] Ru gehalte aan natuurlĳk granulaat [% m/m] Rcu gehalte aan beton en natuurlĳk granulaat [% m/m] Rcug gehalte aan beton, natuurlĳk granulaat en glas [% m/m] Rb gehalte aan baksteen [% m/m] Ra gehalte aan asfalt [% m/m] Rg gehalte aan glas [% m/m] X gehalte aan niet-steenachtige materialen [% m/m] FL gehalte aan vlottende deeltjes [cm³/kg] Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

10 in samenwerking met 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader In dit hoofdstuk wordt de algemene problematiek rond bouwen sloopafval kort geschetst en wordt er aangegeven welke onderzoeken reeds uitgevoerd werden in het verleden. Vervolgens wordt er stilgestaan bĳ het huidige toepassingskader voor gerecycleerde granulaten in België, waarbĳ de nadruk ligt op betongranulaten en hun toepassing in beton. Ten slotte gaan we dieper in op de milieu-impact en de duurzaamheidsaspecten van beton met gerecycleerde granulaten. 1.1 RECYCLAGE VAN BOUW- EN SLOOPAFVAL De bouwsector is de grootste verbruiker van grondstoffen en materialen in Europa. Bovendien wordt ongeveer 33 % van het jaarlĳkse geproduceerde afval in Europa [E2] gegenereerd door bouwen sloopactiviteiten. Ook in België is dit het geval: per inwoner wordt er op jaarbasis circa 1,5 ton bouwen sloopafval geproduceerd door de bouwsector, of in totaal meer dan 20 miljoen ton per jaar (schatting op basis van cĳfers van COPRO, CERTIPRO en FEREDECO). Het spreekt voor zich dat een dergelĳke omvangrĳke afvalstroom voor de nodige uitdagingen zorgt. Enerzĳds is er het verbruik van grondstoffen waarbĳ de ontginning, de verwerking en het transport een impact hebben op het leefmilieu. Anderzĳds dient al het afval ook verwerkt te worden. Het storten van steenachtig afval zou waardevolle oppervlakte in beslag nemen en zou mogelĳke emissies naar de bodem en het grondwater kunnen veroorzaken. De bouwsector is echter ook het domein bĳ uitstek om de vele afvalstromen opnieuw te valoriseren. Reeds tientallen jaren geleden werden er technische oplossingen en beheersystemen (zoals kwaliteitscontrole en milieuhygiënische regelgeving) uitgewerkt, die toelaten om het puin van gebouwen en wegen gecontroleerd te hergebruiken als gerecycleerde granulaten. In combinatie met de veelgebruikte typebestekken waarin de gerecycleerde granulaten een plaats kregen, resulteerde dit in een nuttige toepassing van deze afvalstromen, hoofdzakelĳk in de wegenbouw, als funderings- en onderfunderingsmateriaal. België behoort zo tot de koplopers in Europa, met een recyclagegraad voor bouwen sloopafval die hoger ligt dan 90 %. De laatste jaren wordt deze praktĳk echter steeds meer als downcycling beschouwd in plaats van recycling. Dit is het geval wanneer de gerecycleerde materialen niet langer gebruikt worden op dezelfde manier als in het originele product (beton, Afb. 3 Bouw- en sloopafval vormt één van de grootste afvalstromen in Europa. WTCB Jeroen Vrĳders, met dank aan André Celis Containers 8 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

11 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader baksteen ), maar in een minder veeleisende, zogenaamde laagwaardigere toepassing. Hierdoor verliest het gerecycleerde product een deel van zĳn intrinsieke waarde. Er wordt steeds meer gestreefd naar duurzame materiaalstromen en het sluiten van kringlopen, waarbĳ het gerecycleerde materiaal gebruikt wordt voor hetzelfde product of voor een gelĳkwaardig product als het materiaal waarvan het afkomstig is. Vanuit deze optiek wordt er voor de gerecycleerde granulaten de vraag gesteld of ze niet in een hoogwaardiger productgamma (bv. structureel beton) gebruikt kunnen worden. Een bĳkomend argument hiervoor is de vraag of het huidige dominante toepassingsgebied (namelĳk funderingen in de wegenbouw) voldoende groot zal blĳven om de gerecycleerde granulaten te blĳven verwerken op langere termĳn: indien er minder nieuwe wegen aangelegd worden, zĳn er immers minder funderingen nodig en verkleint de traditionele afzetmarkt, waardoor het gerecycleerde granulaat op een andere plaats of in een andere toepassing gebruikt zal moeten worden. Wanneer de beste recyclagegranulaten bovendien aangewend worden in andere toepassingen zoals bv. beton, betekent dit wel dat de minder kwalitatieve materialen nog steeds in de bestaande toepassingsgebieden (bv. funderingen) gebruikt zullen kunnen worden. De toegenomen interesse in zogenaamde hoogwaardige recyclage vertaalt zich ook op normatief vlak: de Belgische en Europese normen worden stap voor stap uitgebreid voor de integratie van gerecycleerde materialen. Dit dient evenwel nog vertaald te worden naar de dagelĳkse praktĳk. Deze monografie wil daarom een technische houvast bieden om het gebruik van gerecycleerde (beton)granulaten in beton mogelĳk te maken. Door de beschikbare kennis te bundelen, zal men het recyclagebeton in de toekomst met meer vertrouwen kunnen toepassen in de praktĳk. 1.2 HISTORIEK Deze tendens sluit aan bĳ de visie van het WTCB, dat reeds in de jaren 70 van de vorige eeuw de eerste projecten omtrent recyclage heeft opgestart. Het WTCB en het OCW hebben sindsdien verschillende onderzoeken uitgevoerd, in samenwerking met een aantal partners, om voldoende wetenschappelĳke kennis op te bouwen om de praktĳk te ondersteunen. Dit resulteerde onder andere in een aantal publicaties, die hierna opgesomd worden en waarvan enkele conclusies weergegeven worden. Kringloopbeton (1980) [D5] Dit artikel beschrĳft een aantal technieken om gewapend beton te slopen, te verkleinen of te breken en de wapening te verwĳderen. Met de geproduceerde gerecycleerde granulaten werd vervolgens kringloopbeton gemaakt, op basis van verschillende soorten moederbeton van 15 jaar oud. De sterkte van het bekomen beton is vergelĳkbaar met de sterkte van een gelĳkaardig beton zonder gerecycleerde materialen. Men moet eveneens de nodige aandacht besteden aan de invloed van verontreinigingen in het puin, het gedrag in de tĳd (de duurzaamheid) van het kringloopbeton en de invloed van gedeeltelĳk recycleren, alsook aan de economische haalbaarheid van het recycleren, eenmaal de technische haalbaarheid voldoende aangetoond werd. Hergebruik van bouwen slooppuin als granulaat in beton voor gebouwen en kunstwerken (1993) [V3] In dit artikel worden de activiteiten van de werkgroep Hergebruik van afvalstoffen van het Vlaamse departement Leefmilieu en Infrastructuur beschreven. Er werd een omzendbrief uitgewerkt over het hergebruik van bouwen slooppuin als granulaat in beton voor gebouwen en kunstwerken. Daarin worden twee kwaliteitscategorieën van puingranulaat gedefinieerd: menggranulaat en betongranulaat. Deze kunnen gebruikt worden in: hetzĳ C16/20 en blootstellingsklasse 1 (= huidige omgeving EI) en 2A (= binnenomgeving en buitenomgeving zonder vorst = huidige omgevingsklassen EE1 en EE2) voor de menggranulaten, hetzĳ C30/37 en blootstellingsklasse 1 en 2 (= binnenomgeving en buitenomgeving zonder dooizouten en chemische producten = omgevingsklasse EE3) voor de betongranulaten van betere kwaliteit. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

12 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader Metselblokken van gerecycleerde granulaten (1997) [P4] Dit artikel spitst zich toe op de mogelĳkheden voor het gebruik van beton- en metselwerkpuin in betonnen blokken, aangezien er minder toepassingsmogelĳkheden zĳn voor metselwerkpuin in de wegenbouw. Holle blokken van 19 x 19 x 39 cm werden vervaardigd met beton- en metselwerkgranulaten met een kaliber 0/4 en 4/7 of 0/8 (0 %-, 33 %-, 66 %- en 100 %-vervanging). Uit de proefresultaten blĳkt over het algemeen dat de blokken goed presteren. Vanwege het waterdoorlatende vermogen moet men wel de nodige voorzorgsmaatregelen nemen wanneer men bepaalde blokken wenst te gebruiken voor buitenmetselwerk en ondergronds metselwerk. Problemen met vorstschade werden evenwel niet vastgesteld. Puingranulaten en gerecycleerd beton (1999) [D6, deel 1 en D7, deel 2] Deze twee teksten beschrĳven een onderzoek ( ) van het WTCB in samenwerking met het OCCN en de universiteiten van Gent (Laboratorium Magnel voor betononderzoek) en Luik over het gebruik van gerecycleerde granulaten. Het eerste deel focust op de certificatie en de kwaliteitsverbetering van de granulaten zelf. In het tweede deel komt het gebruik in beton aan bod. De resultaten tonen aan dat de productie van gerecycleerd beton technisch haalbaar is, op voorwaarde dat er voorzorgsmaatregelen genomen worden. Via een beperkte voorstudie van het gedrag van het puingranulaat in een cementpasta en een aantal preventieve maatregelen op het vlak van duurzaamheid en ontwerp, kan men kwaliteitsvol gerecycleerd beton vervaardigen. Argumenten zoals het gebrek aan mechanische sterkte van de puingranulaten en hun hogere waterabsorptie, blĳken weinig relevant te zĳn voor de uiteindelĳke betonprestaties. Het gebruik van low-alkali-cement en hoogovencement lĳkt een zinvolle maatregel te zĳn om een alkali-silicareactie te voorkomen. Literatuurstudie over de toepassingsmogelijkheden van puingranulaten in de wegenbouw (2004) [D2] Deze studie geeft een overzicht van de toepassingsmogelĳkheden van puingranulaten als grondstof voor wegconstructies. Hierbĳ wordt gekeken naar in de literatuur gerapporteerde (binnen- en buitenlandse) ervaringen uit de praktĳk. ValReCon20: valorisatie van grove betongranulaten in beton C20/25 en C25/30 (2012) [B30] Binnen dit project, uitgevoerd door de Katholieke Hogeschool Brugge-Oostende, de Lessius Hogeschool Campus Mechelen (De Nayer) en het WTCB, werd de haalbaarheid onderzocht van het volledig (100%) vervangen van grof natuurlĳk granulaat (fractie 8/20 mm) door gerecycleerd betongranulaat wat betreft de sterkte en duurzaamheid, waarbĳ gemikt werd op een normaal constructiebeton, tot sterkteklasse C25/30 en een omgevingsklasse EE2. Er werd gestart met het in kaart brengen van de huidige kwaliteit van het op de markt aanwezige betongranulaat. Vervolgens werd de stap naar de betonproductie gezet, via een mengselontwerp bestaande uit 100 % betongranulaat 8/20. De mechanische eigenschappen van een aantal mengselsamenstellingen werden beproefd. Ten slotte werd ook de duurzaamheid van deze betonmengsels onderzocht, meer bepaald de weerstand tegen carbonatatie en de vorstbestendigheid. Aanvullend werden er een aantal bestaande projecten met recyclagebeton geïnventariseerd en gedocumenteerd, met een analyse van de huidige toestand. De belangrĳkste conclusie is dat het haalbaar is om beton te vervaardigen dat geschikt is voor sterkteklasse C25/30 in een omgevingsklasse EE1 (en EE2), waarbĳ de grove granulaten volledig vervangen worden door betonpuingranulaten, op voorwaarde dat er een aantal voorzorgsmaatregelen in acht genomen worden. 10 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

13 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader Naast deze onderzoeksprojecten was het WTCB ook actief betrokken bĳ twee historische demonstratieprojecten: de afbraak van de Zandvlietsluis en de bouw van de Berendrechtsluis in de Haven van Antwerpen ( ). Een gedeelte van de Berendrechtsluis werd gebouwd met beton met gerecycleerde granulaten de bouw van het Recyhouse in 1999 waarvan het betonnen skelet integraal bestaat uit beton met gerecycleerde (mengpuin)granulaten. Meer recent werden er via het NIB-project Stortklaar beton voor de toekomst ook tien concrete werven waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd, opgevolgd en gedocumenteerd. Een aantal interessante demonstratieprojecten worden toegelicht in Bijlage B (p. 77). 1.3 DE TRADITIONELE TOEPASSINGEN VOOR GERECYCLEERDE GRANULATEN Deze paragraaf geeft een overzicht van de toepassingen waarvoor er meestal (in meer dan 90 % van de gevallen) ger ecycleerde granulaten gebruikt worden anno REGELGEVEND KADER Vooreerst dient opgemerkt te worden dat er in België, naast de bouwtechnische eisen en randvoorwaarden, tevens een regelgevend kader bestaat omtrent de verwerking van afval, de recyclage van afval tot nieuwe materialen en producten en het gebruik van gerecycleerde materialen in bepaalde toepassingen, zoals in de bouwsector. Deze monografie heeft voornamelĳk een bouwtechnische inslag, vandaar dat hieronder slechts een summier overzicht gegeven wordt van de belangrĳkste elementen van de milieu- en productregelgeving: regelgeving met betrekking tot het verzamelen, opslaan en transporteren van afvalstoffen: Vlaanderen: Milieuvergunningsdecreet van 28 juni 1985 (en latere versies), ingevuld door het VLAREM-reglement, dat onder andere de vereisten voor milieuvergunningen voor inrichtingen vastlegt Wallonië: Waals decreet van 11 maart 1999 betreffende de milieuvergunningen Brussel: Brusselse ordonnantie van 5 juni 1997 betreffende de milieuvergunningen regelgeving met betrekking tot de valorisatie en het hergebruik van gerecycleerde granulaten: Vlaanderen: Materialendecreet (van kracht sinds 1 juni 2012, voorheen Afvalstoffendecreet), ingevuld door het VLAREMA (Vlaams Reglement betreffende het duurzaam beheer van materiaalkringlopen en afvalstoffen, voorheen VLAREA). Hierin wordt onder meer vastgelegd dat de gerecycleerde granulaten bepaalde grenzen inzake samenstelling (aanwezigheid van bepaalde organische componenten) en uitloging (voornamelĳk van zware metalen) niet mogen overschrĳden, en dat de (milieuhygiënische) kwaliteit gecertificeerd moet worden in overeenstemming met het zogenaamde eenheidsreglement Wallonië: Arrêté du Gouvernement wallon favorisant la valorisation de certains déchets van 14 juni 2001, dat de omzetting van puin tot gerecycleerde granulaten regelt Brussel: er is (nog) geen specifieke regelgeving omtrent dit thema, het merendeel van de gerecycleerde granulaten wordt dan ook in Vlaanderen en Wallonië geproduceerd. Er wordt wel gewerkt aan een duidelĳk Brussels kader dat het bestaande kader voor bodem aanvult federale en Europese regelgeving met betrekking tot (bouw)producten: de Europese Bouwproductenverordening (Construction Products Regulation, EU-verordening Nr. 305/2011 [E3]) legt bepalingen op met betrekking tot het verhandelen van bouwproducten. Deze regelgeving omvat onder meer de regels voor het aanbrengen en de invulling van de CE-markering GEBRUIK IN DE WEGENBOUW Gerecycleerde granulaten afkomstig van bouwen sloopafval worden momenteel voornamelĳk toegepast in de funderingen en onderfunderingen van wegenwerken, als gebonden of ongebonden materiaal. Dit kan mede verklaard worden door de duide- Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

14 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader lĳke technische voorschriften in de standaard- en typebestekken die van overheidswege gecreëerd zĳn en die ruimte laten voor het gebruik van gerecycleerde materialen: het Standaardbestek (SB) 250 [M2] voor de Wegenbouw in Vlaanderen, versie 3.1 van september 2014 ( 1 ) het CCT (Cahier des Charges Type) Qualiroutes 2016 [S3] in Wallonië ( 2 ) het Typebestek (TB) 2015 [M3] in het Brussels Hoofdstedelĳk Gewest ( 3 ). In eerste instantie worden er duidelĳke criteria opgelegd waaraan de gerecycleerde granulaten zelf moeten voldoen (definitie, samenstelling, technische kenmerken ). Vervolgens wordt per toepassingsgebied (onderfundering, fundering, mager beton ) aangegeven welke types gerecycleerde granulaten er gebruikt mogen worden, aangevuld met eventueel bĳkomende eisen in verband met de technische eigenschappen. Tabel 2 geeft een overzicht van de soorten gerecycleerde granulaten (in de kolommen) en de toepassingsgebieden waarin deze toegelaten worden in het Standaardbestek 250 voor de Wegenbouw in Vlaanderen, onder voorbehoud dat voldaan wordt aan alle technische voorwaarden. Gelĳkaardige tabellen kunnen opgemaakt worden voor Wallonië en Brussel. Meer details zĳn terug te vinden in Bijlage D (p. 95) Uitgebreid overzicht van de toepassingsmogelĳkheden van gerecycleerde granulaten in de wegenbouw. Tabel 2 Soorten en toepassingsgebieden van gerecycleerde granulaten volgens het SB 250 [M2]. Toepassing Hoogwaardig betongranulaat Betongranulaat Niet-teerhoudend asfaltgranulaat Menggranulaat Metselwerkgranulaat Beton- en asfaltgranulaat Aanvulling en ophoging X X X X X X Onderfunderingen X X X X X X Steenslagfunderingen met niet-continue korrelverdeling X X Steenslagfunderingen met continue korrelverdeling X X X (*) Schraal beton voor funderingen van wegverhardingen, wegelementen, gebouwen en kunstwerken Enkel hydraulisch gebonden X X X Schraal asfalt voor funderingen X X X (*) X Cementbeton voor wegverhardingen en lĳnvormige elementen, fundering van waterdoorlatende bestratingen X (*) Onder bepaalde voorwaarden. Merk op dat het Standaardbestek 250 in Vlaanderen ook een bĳzondere bepaling bevat omtrent het gebruik van specifieke gerecycleerde betongranulaten in bepaalde betontoepassingen. Verderop in deze monografie komen we hier op terug GEBRUIK IN WEGENISACHTIGE TOEPASSINGEN Naast het gebruik in de wegenbouw zĳn er ook nog een aantal andere mogelĳk interessante toepassingen voor gerecycleerde granulaten. Enerzĳds worden hier de tĳdelĳke werfwegen en -platformen mee bedoeld. Anderzĳds wordt er vooral gedacht aan ( 1 ) Zie ( 2 ) Zie ( 3 ) Zie 12 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

15 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader gestabiliseerde mengsels en mager beton. Voor deze toepassingen bestaat een specifieke normenreeks: de NBN EN tot en met -5 [B24 tot en met B28]. Zo heet deel 1 van de NBN EN [B24]: Hydraulisch gebonden mengsels. Specificaties. Deel 1: met cementgebonden mengsels van korrelvormige materialen. Op basis van deze normenreeks is het mogelĳk om mengsels van mager beton of zandcement te certificeren. 1.4 HET NORMATIEVE KADER VOOR HET GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN STORTKLAAR BETON Een norm geeft de regels van goed vakmanschap weer die, op het ogenblik dat ze aangenomen worden, gelden voor een bepaald product, een bepaalde dienst of een bepaald productieproces ( 4 ). Normen hebben op zich een vrĳwillig karakter, in die zin dat niemand verplicht is ze te volgen. Ze krĳgen echter wel een bindend karakter wanneer ze opgenomen worden in wetteksten, besluiten, contracten, iets wat vaak voorkomt in de bouwsector aangezien er in de bestekken verwezen wordt naar de normen. Het normatieve kader voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton bestaat uit een aantal normen die met elkaar verbonden zĳn. Op Europees niveau zĳn er normen voor granulaten en normen voor beton. Deze Europese normen gelden ook op Belgisch niveau, indien ze in België aangenomen zĳn en aangevuld worden door specifieke Belgische bepalingen in de Belgische normering. Voor granulaten werden er op Europees niveau een aantal normen (NBN EN [B17], NBN EN [B19], NBN EN [B21] ) uitgegeven, waarmee men granulaten kan karakteriseren en categoriseren op basis van een aantal eigenschappen (bv. korrelverdeling, mechanische weerstand, waterabsorptie ). In hoofdstuk 2 (p. 21) wordt er dieper ingegaan op deze eigenschappen. Deze normen vormen de basis voor de CE-markering (conformiteit) en voor het certificeren van bepaalde eigenschappen van de granulaten. Wanneer er voldaan wordt aan de eisen uit de norm NBN EN [B17] Granulaten voor beton, zĳn de gerecycleerde granulaten in het algemeen geschikt voor het gebruik in beton. Deze algemene geschiktheid betekent echter niet dat het granulaat zomaar in beton gebruikt mag worden, aangezien er ook telkens bĳkomende eisen opgelegd kunnen worden in functie van de specifieke toepassing. Er bestaan immers ook normen voor het beton zelf. In eerste instantie is dit de Europese norm NBN EN 206 (2014) [B10], die beschrĳft hoe beton voorgeschreven en vervaardigd wordt en welke eigenschappen het beton dient te bezitten. In de NBN EN 206 werd in 2014 een informatieve bĳlage E opgenomen, die meer toelichting geeft omtrent het mogelĳke gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. De Europese norm wordt aangevuld door de Belgische norm NBN B (2018) [B5]. In de meest recente van deze norm staan een aantal expliciete bepalingen omtrent het gebruik van gerecycleerde granulaten. De NBN B [B5] definieert eerst de eigenschappen van het betongranulaat (type A+ ( 5 )) dat gebruikt mag worden in bepaalde betontoepassingen. Het gerecycleerde granulaat moet immers van voldoende hoge kwaliteit zĳn en dient bepaalde kenmerken inzake korrelverdeling, mechanische en fysische eigenschappen... te bezitten: (uittreksel uit de NBN B [B5]) Betongranulaat type A+ Het betongranulaat moet voldoen aan de NBN EN en aan volgende bijkomende eisen: d 4mm en D 10mm voldoet minimaal aan de samenstellingscategorieën Rc 90 /Rcu 95 /Ra 1- /XRg 0.5- /FL 2- van de NBN EN beantwoordt minimaal aan de categorieën FI 20, f 1,5, LA 35, SS 0,2, A 40 van de NBN EN heeft een volumieke massa (ρ rd ) van minimaal kg/m³ heeft een waterabsorptie van maximaal 10 %, met een variatie van maximaal ± 2 % ten opzichte van de gedeclareerde waarde. Voor specifieke toepassingen waarbij een hoogwaardige oppervlakteafwerking vereist is, dient de categorie FL beperkt te worden tot FL 0,2-. De betekenis van deze kenmerken en codes wordt verder toegelicht in hoofdstuk 2 (p. 21). Het komt erop neer dat de gerecycleerde betongranulaten goede mechanische eigenschappen moeten bezitten en vrĳ moeten zĳn van fysische en ( 4 ) Zie ( 5 ) Zie Bĳlage E (p. 100) voor een overzicht van de definities voor betongranulaat, hoogwaardig betongranulaat, betongranulaat type A en betongranulaat type A+. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

16 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader chemische verontreiniging. Voor toepassingen zoals bv. gepolierde vloeren, wordt er een bĳkomende eis opgelegd met betrekking tot vlottende deeltjes, vanwege het risico op bovendrĳven op het betonoppervlak. Deze gerecycleerde betongranulaten (type A+) mogen in bepaalde toepassingen aangewend worden, in overeenstemming met de bepalingen uit van de NBN B [B5]. De vervangingspercentages zĳn uitgedrukt in volumeprocent [% v/v]: (uittreksel uit NBN B [B5]) Gerecycleerd granulaat dat voldoet aan NBN EN en aan of , mag worden gebruikt in de milieuklassen opgenomen in Tabel 6-ANB en in de omgevingsklassen opgenomen in de Tabellen 7-ANB en 8-ANB, waarbij het vermelde maximaal vervangingspercentage gerespecteerd moet worden. Betongranulaat type A+mag gebruikt worden voor druksterkteklassen C30/37'. De tabellen 6-ANB, 7-ANB en 8-ANB van de norm NBN B [B5] komen respectievelĳk overeen met de tabellen 3, 4 en 5 van het huidige document. Tabel 3 Maximaal vervangingspercentage t.o.v. grove granulaten (% volume) in functie van de milieuklassevoor ongewapend en gewapend beton. Ongewapend en gewapend beton Milieuklasse X0 XC1, XC2 XC3, XC4, XF1, XF3, XA1, XD1 Alle andere milieuklassen Betongranulaat type A+ 50 % 30 % 20 % 0 % Tabel 4 Maximaal vervangingspercentage t.o.v. grove granulaten (% volume) in functie van de omgevingsklasse voor ongewapend beton. Ongewapend beton Omgevingsklasse E0, EI, EE1 EE2, EE3, ES1, ES2, ES3, EA1 EE4, ES4, EA2, EA3 Betongranulaat type A+ 50 % 20 % 0 % Tabel 5 Maximaal vervangingspercentage t.o.v. grove granulaten (% volume) in functie van de omgevingsklasse voor gewapend beton. Gewapend beton Omgevingsklasse EI EE1 EE2, EE3, EA1 EE4, ES1, ES2, ES3, ES4, EA2, EA3 Betongranulaat type A+ 30 % 30 % 20 % 0 % Binnenland Zeewateromgeving Vorst + regen EE3 Zeelucht + vorst Concreet betekent dit dus dat men voor ongewapend beton betongranulaten van hoge kwaliteit mag gebruiken in bĳna alle omgevingen. EE4 EE2 EI ES3 ES2 EE4 ES4 Voor gewapend beton is een vervangingspercentage tot 20 % toegestaan in de omgevingsklasse EE3, zĳnde omgevingen blootgesteld aan regen en vorst, maar niet aan dooizouten. E0 Geen vorst EE1 Zwembad (Cl) ES1 Brak water Zeewater ES3 Febelcem Afb. 4 Illustratie van de verschillende omgevingsklassen op basis van de classificatie van NBN B [B5]. 14 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

17 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader Daarnaast laat de norm de mogelĳkheid om gerecycleerde granulaten te gebruiken in beton voor andere omgevingsklassen en druksterkteklassen, alsook voor hogere vervangingspercentages of in voorgespannen beton. Hiervoor moet wel de gebruiksgeschiktheid aangetoond worden voor de beoogde betonsamenstelling en het beoogde gebruik. Er zĳn echter geen eenduidige regels vastgelegd om deze geschiktheid aan te tonen: (uittreksel uit de NBN B [B5]) Voor een hoger vervangingspercentage of gebruik in andere omgevings- en druksterkteklassen, alsook in voorgespannen beton dient de algemene en specifieke gebruiksgeschiktheid aangetoond te worden voor de beoogde betonsamenstelling en het beoogde gebruik. In de NBN B [B5] staan ook een aantal andere bepalingen die van toepassing zĳn op het gebruik van gerecycleerde granulaten: de waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten die gebruikt wordt in de berekening van de water-cementfactor, moet overeenkomen met de waarde op 24 uur, bepaald volgens de methode beschreven in Bĳlage C van de NBN EN [B13] wanneer er granulaten gebruikt worden met een waterabsorptie hoger dan 3,0 % in andere omgevingsklassen dan E0 en EI of in andere milieuklassen dan X0 en XC1, moet de water-cementfactor zoals voorzien in bĳlage F van de norm verminderd worden met volgende waarden: indien de volumeverhouding van de gerecycleerde of kunstmatige granulaten ten opzichte van de grove granulaten kleiner is dan 20 %, moet de W/C-factor verminderd worden met 0,01 indien de volumeverhouding van de gerecycleerde of kunstmatige granulaten ten opzichte van de grove granulaten groter dan of gelĳk is aan 20 %, moet de W/C-factor verminderd worden met 0,02 op de leveringsbon moet vermeld worden dat het beton gerecycleerde granulaten bevat, met vermelding van het maximale volumepercentage en een verwĳzing naar de eigenschappen van het gerecycleerde granulaat. We merken op dat de norm ook bepalingen bevat voor menggranulaat, het zogenaamde granulaat type B+: (uittreksel uit NBN B [B5]) Menggranulaat type B+ Menggranulaat type B+ is een gemengd gerecycleerd granulaat dat voldoet aan NBN EN en aan volgende bijkomende eisen: d 4 mm en D 10 mm voldoet minimaal aan de samenstellingscategorieën Rc 50 /Rcu 70 /Rb 30- /Ra 5- /XRg 2 -/FL 2- van NBN EN voldoet minimaal aan de categorieën FI 50, LA 50, SS 0,2, A 40 van NBN EN heeft een volumieke massa (ρ rd ) van minstens kg/m³ heeft een waterabsorptie van maximaal 15 %, met een variatie van maximaal ± 2 % ten opzichte van de gedeclareerde waarde. De geschiktheid is in algemene zin aangetoond voor menggranulaat type B+. Dit mag toegepast worden in betonsoorten tot en met sterkteklasse C20/25 en in: de milieuklassen X0 en XC1, tot 20 % v/v van de grove fractie de omgevingsklassen E0 en EI, tot 20 % v/v van de grove fractie. De norm sluit het gebruik van granulaat van het type B+ uit voor toepassingen waarvoor een hoogwaardige oppervlakteafwerking vereist is. 1.5 HET GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN BETON VOOR DE WEGENBOUW IN VLAANDEREN In Vlaanderen laat het Standaardbestek 250 [M2] specifiek het gebruik van de zogenaamde hoogwaardige betongranulaten toe in de onderste laag van een tweelagige betonverharding en in lineaire elementen. Het gebruik van hoogwaardige betongranulaten is beperkt tot 20 % van de fractie grove granulaten in de onderlaag van de tweelagige uitvoering en in de betonnen lineaire elementen (ter plaatse vervaardigde betonnen trottoirbanden, trottoirband-watergreppels en schampkanten, afschermende constructies, kantstroken en watergreppels). Hiervoor dient het granulaat te voldoen aan een aantal specifieke eisen en definities: definitie: een hoogwaardig betongranulaat is betongranulaat dat afkomstig is van het breken van betonpuin met een hoge drukweerstand afkomstig van cementbetonverhardingen, lineaire elementen en andere gelĳkwaardige constructieve elementen afkomstig van gebouwen en kunstwerken Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

18 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader eisen waaraan het hoogwaardige betongranulaat moet voldoen: d 4 mm en D 10 mm voldoet minimaal aan de samenstellingscategorieën Rc 90 /Rcu 95 /Ra 1- /XRg 0,5- /FL 2- van NBN EN [B17] voldoet minimaal aan de categorieën FI 20, f 1,5, LA 35, SS 0,2,WA 10 van NBN EN [B17] heeft een volumieke massa (ρ rd ) van tenminste kg/m³ heeft een waterabsorptie van maximaal 10 %, met een variatie van maximaal ongeveer 2 % ten opzichte van de gedeclareerde waarde. Dit betekent concreet dat de fijne fractie afgezeefd wordt en dat het grove granulaat voor minimaal 90 % uit gebroken beton en voor 95 % uit gebroken beton en natuurlĳke granulaten bestaat, en dat de verontreiniging door andere bestanddelen (baksteen, niet-steenachtige materialen, glas, vlottende deeltjes) beperkt wordt. Daarnaast worden er eisen gesteld aan de vlakheidsindex (vorm van de granulaten), het gehalte aan fijne deeltjes, de weerstand tegen verbrĳzeling, de volumieke massa en waterabsorptie en de aanwezigheid van sulfaten. 1.6 HET NORMATIEVE KADER VOOR HET GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN GEPREFABRICEERDE BETONPRODUCTEN In het algemeen zĳn de NBN EN (2013) [B22] en de Belgische aanvulling, de NBN B (2009) [B9] Algemene bepalingen voor geprefabriceerde betonproducten van toepassing. Bĳ geprefabriceerde producten is het principe zo dat de normen voor individuele productgroepen verwĳzen naar de algemene normen namelĳk de NBN EN en NBN B en aangeven waar ze afwĳken van deze normen. In deze normen wordt verwezen naar de NBN EN 206 [B10] en NBN B [B5] voor wat betreft de betonsamenstelling in het algemeen. De in 1.4 (p. 13) geformuleerde zaken blĳven geldig. Daarnaast bevat de Europese norm NBN EN [B22] specifieke bepalingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten. De norm laat het gebruik van gebroken gerecycleerde granulaten afkomstig van geprefabriceerde producten uit dezelfde fabriek ( interne recyclage ) toe tot 10 % m/m van de totale hoeveelheid van granulaten (en dus niet alleen van de grove fractie) in het betonmengsel, zonder dat de mechanische sterkte en de eigenschappen van het uitgeharde product verder beproefd worden, met uitzondering van de druksterkte. Voor specifieke toepassingen en daar waar nodig wordt de hoeveelheid op die manier gerecupereerd granulaat beperkt tot 5 % m/m. De norm bevat een informatieve bĳlage Q, die meer toelichting geeft over het gebruik van gerecycleerde granulaten. Deze informatieve bĳlage moet niet als normatief overgenomen worden in de Belgische normering, maar kan wel als richtinggevend beschouwd worden: in het algemeen mag er tot 5 % m/m gerecycleerde granulaten gebruikt worden, zonder verificatie van eigenschappen andere dan de betondruksterkte voor gerecycleerde granulaten van interne herkomst (dus afkomstig van eigen productie): doorgaans mag 10 % m/m van de gebruikte granulaten aangewend worden zonder verdere proeven met uitzondering van de druksterkteproef er mag zelfs tot 20 % m/m gerecycleerde granulaten gebruikt worden, indien: de mechanische sterkte van het betonproduct door berekening bepaald wordt en alle relevante mechanische eigenschappen voor de berekening beproefd worden de mechanische sterkte van het betonproduct bepaald wordt via full scale testing er kan een hoger vervangingspercentage toegepast worden wanneer alle eigenschappen die noodzakelĳk zĳn voor een correcte berekening via beproeving bepaald worden het granulaat mag alleen gebruikt worden als het afkomstig is van een beton dat ten minste dezelfde duurzaamheidsweerstand heeft als het beton waarvoor het bestemd is. Dit geldt niet voor beton in de blootstellingsklassen X0, XC1 en XC2 voor gerecycleerde granulaten van externe herkomst: als het zuiver beton betreft en wanneer de herkomst en de betonkenmerken (samenstelling) bekend zĳn, gelden dezelfde regels als voor granulaten van interne herkomst indien dit niet het geval is, moet minstens 90 % van de samenstelling uit beton bestaan (RC 90 volgens NBN EN [B12]) en mag men slechts de helft van de toegestane waarde voor granulaten van interne herkomst gebruiken. 16 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

19 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader Het algemene toepassingsreglement ATR voor het bekomen van een BENOR-certificaat voor betonproducten, bevat nog een bĳkomende verplichting: betonpuingranulaten van externe herkomst zĳn uitsluitend toegelaten voor beton in de omgevingsklassen E0, EI, EE1 en EE2. In deze monografie gaan we niet dieper in op de specifieke aspecten gerelateerd aan geprefabriceerde producten en het gebruik van gerecycleerde materialen. 1.7 VERGROENING VAN BETON: INVLOED OP DE MILIEU-IMPACT VAN BETON EN DE DUUR- ZAAMHEIDSEVALUATIE EN -CERTIFICATIE LCA EN MILIEU-IMPACT Om de milieuwinst die het gebruik van gerecycleerde granulaten met zich meebrengt te kwantificeren, kan men een beroep doen op een levenscyclusanalyse of LCA. Deze techniek neemt alle relevante milieu-impacten in rekening gedurende de volledige levenscyclus, van het maken van de grondstoffen tot het levenseinde van het product (van-wieg-tot-graf of from-cradleto-grave). Op basis van de beschikbare internationale studies waarin een vergelĳking wordt gemaakt tussen beton mét en zonder gerecycleerde granulaten [K3, T2, D1] kan men de volgende conclusies trekken: in de totale milieuscore van beton is de winst door het gebruik van gerecycleerde granulaten in plaats van primaire granulaten beperkt. Dit blĳkt ook uit afbeelding 5 en is te wĳten aan de sterk doorwegende invloed van het cementgebruik, dat een grote impact heeft op klimaatthema s zoals klimaatverandering (global warming) vanwege de grote CO 2 -uitstoot bĳ de productie. Ook de wapening bĳ gewapend beton heeft een significante milieu-impact gerecycleerde granulaten scoren op enkele milieu-indicatoren (zoals landgebruik, uitputting van grondstoffen ) beter dan primaire granulaten de behaalde winst is afhankelĳk van de transportafstand van de granulaten. Wanneer de gerecycleerde granulaten lokaal [ReCiPe endpoint: Europe ReCiPe H/A (2008)] %-vervanging 20 %-vervanging 100 %-vervanging klimaatverandering (impact op menselĳke gezondheid) menselĳke toxiciteit mariene ecotoxiciteit uitputting van metalen klimaatverandering (impact op de ecosystemen) fotochemische ozonvorming (smog) ioniserende straling fossiele uitputting aantasting van de ozonlaag vorming van fijn stof agrarisch landgebruik bodemverzuring ecotoxiciteit van de bodem urbaan landgebruik verzuring zoet water ecotoxiciteit zoet water natuurlĳke landomvorming Afb. 5 Overzicht van een LCA-analyse (uitgedrukt in ReCiPe-milieupunten) voor 1 m³ beton (ongewapend) met 0 %-, 20 %- en 100 %-vervanging van de granulaatfractie door gerecycleerd betongranulaat (met gelĳkblĳvende transportafstanden). Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

20 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader beschikbaar zĳn, is er een winst vast te stellen (zolang de transportafstand kleiner blĳft dan bv. 25 km) de winst is eveneens afhankelĳk van de benodigde hoeveelheid cement om eventuele verliezen door het gebruik van gerecycleerde granulaten te compenseren. Bovenstaande conclusies zĳn geldig wanneer er geen verhoogd cementgehalte toegepast moet worden. Uit de literatuur blĳkt dat er vooralsnog geen eenduidigheid bestaat over de conclusies. Dit is voornamelĳk te wĳten aan methodologische afspraken in combinatie met de definitie van de juiste functionele eenheid (bv. vergelĳken van beton met dezelfde sterkte) en de juiste systeemgrenzen (al dan niet mee in rekening nemen van de sloop, het recyclageproces, staal ). Daarom werd er binnen het kader van het NIB-project Stortklaar beton voor de toekomst, een LCA-analyse uitgevoerd op enkele casestudy s in Vlaanderen waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd DE ROL VAN RECYCLAGEMATERIALEN IN DUURZAAMHEIDSEVALUATIESYSTEMEN Een andere manier om de milieu-impact van gerecycleerde granulaten te beoordelen is de BREEAM-methode ( 6 ) (BRE Environmental Assessment Method, internationale versie, 2016). In deze context zĳn er een aantal relevante milieuaspecten waarop men kan inspelen door gerecycleerde granulaten te gebruiken, namelĳk: materialen milieu-impact van de producten en componenten (LCA): het gebruik van gerecycleerde granulaten in betonproducten heeft een positieve (zĳ het een zeer geringe) invloed op de milieu-impact van het product of element, namelĳk een verbetering van 3 tot 5 %. De milieu-impact wordt gedomineerd door andere factoren, in dit geval voornamelĳk het cementgebruik materialen duurzame ontginning: het gebruik van gerecycleerde materialen heeft een positieve invloed op dit criterium, aangezien recyclagemateriaal beschouwd wordt als duurzaam ontgonnen. Om punten te behalen op dit criterium, zĳn er echter meer inspanningen nodig (bv. een EMAS-systeem of ISO certificatie voor de bedrĳven) afval gerecycleerde granulaten: in principe kan het streefdoel het gebruik van 25 % gerecycleerde granulaten bereikt worden, al dient men wel goed te bestuderen in welke mate dit compatibel is met de huidige Belgische normen, certificatieschema s en gewoonten. 1.8 BESLUIT De recyclage van bouwen sloopafval staat in België al lang op de agenda. Gezamenlĳke inspanningen en ontwikkelingen vanuit de overheid en de bouwen afvalsector zelf, hebben ervoor gezorgd dat anno 2018 België één van de koplopers is inzake de recyclage van bouwen sloopafval: meer dan 90 % van het bouwen sloopafval wordt gerecycleerd. Er bestaat reeds lang een kader voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in de wegenbouw, waardoor de afzet voorlopig verzekerd is. Het is echter ook interessant om te kĳken naar de mogelĳke toepassingen van gerecycleerde granulaten in beton omwille van verschillende redenen (afzetgarantie, meerwaardecreatie, kringloopeconomie). Ook op dit domein werden er reeds vele onderzoeken uitgevoerd en stellen we vast dat het normatieve kader de laatste jaren evolueert en stapsgewĳs verder opengesteld wordt voor het gebruik van gerecycleerde granulaten. Om deze algemeen geldende normen voor iedereen open te stellen zĳn uiteraard wel steeds voldoende kennis en ervaring vereist. In de volgende hoofdstukken wordt de nodige kennis en informatie aangereikt om deze ervaring verder in de praktĳk op te bouwen. ( 6 ) BREEAM is een internationaal gebruikte (oorspronkelĳk Britse) methode waarmee het mogelĳk is om de duurzaamheid van een gebouw in een score uit te drukken, die kan resulteren in een certificatie (naar analogie met Valideo in België). 18 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

21 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader Casestudy: LCA-analyse voor de bepaling van de milieu-impact van beton met gerecycleerde granulaten 1. toepassing: buitenverharding: 400 m², 25 cm dik wapeningsnet 150 x 150 x 8 mm 2. betonkenmerken: er worden 3 betontypes toegepast, bedoeld voor de omgevingsklassen EE3 en EE4 met en zonder ingebrachte lucht met bĳhorende water-cementfactor cementgehalten: 360 kg en 380 kg CEM III/A per m³ (verhoogd om ook het watergehalte te kunnen verhogen, met het oog op verwerkbaarheid) vervangingspercentages: 0 %, 30 % en 100 % grof gerecycleerd betongranulaat 3. transport en grondstoffen: cement: 36 km wegtransport (haven Gent) kalksteen: 55 km wegtransport (groeve Wallonië) zeezand: 40 km per boot + 64 km wegtransport rivierzand: 220 km per boot + 31 km wegtransport gerecycleerde granulaten: ter plaatse geproduceerd 4. de resultaten worden in dit geval uitgedrukt in milieupunten (via ReCiPe Endpoint (H) v.1.12/europe ReCiPe H/A): als we de milieu-impact van 1 m³ gewapend beton, met bĳhorend vervangingspercentage bekĳken (zie afbeelding 6, p. 20), zien we dat: het cementgebruik (oranje) de grootste impact heeft de totale impact van de productie en het transport van de granulaten (geel) kleiner is, maar de invloed van het gebruik van de gerecycleerde granulaten is zichtbaar bĳ een 100 %-vervanging van de grove fractie bedraagt de totale milieuwinst 12 % als we de milieu-impact van de gebruikte granulaten voor 1 m³ beton bekĳken (zie afbeelding 7, p. 20): stellen we een milieuwinst vast zowel wat het transport (blauw) als wat de ontginning (geel) betreft bĳ het gebruik van gerecycleerde granulaten. Daarnaast werden er nog drie bĳkomende casestudy s uitgevoerd, met gelĳkaardige resultaten en conclusies. Op basis van deze casestudy s kan men een aantal lessen trekken: 5. LCA is een krachtige tool om de milieu-impact in te schatten. Door de holistische aanpak worden alle fasen in het bouwproces bekeken en de resultaten nemen verschillende milieu-impactcategorieën in beschouwing. Vandaar dat we in de bouwsector een groeiende interesse in en een toenemend gebruik van de levenscyclusanalyse opmerken 6. de nodige data om een goede LCA uit te voeren zĳn nog niet altĳd beschikbaar. Soms dient men zich te beroepen op algemene, generieke data of op Europese gemiddelden, in plaats van op specifieke gegevens 7. op bepaalde vlakken is er nog interpretatie mogelijk. Zo is de allocatie van het breekproces bĳ gerecycleerde granulaten (hoort het bĳ de sloop van het oude beton of behoort het tot het productieproces van de nieuwe granulaten?) afhankelĳk van de manier waarop de waarde van het granulaat (bv. de overkorrel of de fractie 0/40) ingeschat wordt en van het end-of-waste-punt 8. niet alle effecten worden meegeteld in een LCA, zoals bĳvoorbeeld de lokale (geluid, geur, lokale uitputting ) en sociale aspecten, rampen 9. wanneer we de milieu-impact van beton met gerecycleerde granulaten bekĳken, kunnen we vaststellen dat: het cementgebruik (> 1/3) en de wapening (± 1/3) de belangrĳkste impacten zĳn bĳ gewapend beton. Het gebruik van de granulaten weegt slechts in geringe mate door op de totale milieu-impact de totale milieu-impact wel licht daalt bĳ het gebruik van gerecycleerde granulaten transport een belangrĳke factor is. Deze weegt voor de (gerecycleerde) granulaten zwaarder door dan de ontginning van grondstoffen. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

22 1. Gebruik van gerecycleerde granulaten in België: ontwikkelingen en huidig toepassingskader Pt 22 Gewapende betonnen vloer 1 m³ beton EE4 met lucht EE3 EE4 zonder lucht % 100 % 0 % 100 % 0 % 30 % 100 % beton 1 m³ EE4 met lucht, 100 % primaire granulaten beton 1 m³ EE4 met lucht, 100 % secundaire granulaten beton 1 m³ EE3, 100 % primaire granulaten beton 1 m³ EE3, 100 % secundaire granulaten beton 1 m³ EE4 zonder lucht, 100 % primaire granulaten beton 1 m³ EE4 zonder lucht, 30 % secundaire granulaten beton 1 m³ EE4 zonder lucht, 100 % secundaire granulaten betonproductie cement (productie + transport) transport beton naar werf water (productie + transport) primaire granulaten (productie + transport) storten beton op werf superplastificeerder (productie + transport) gereycyleerde granulaten (productie + transport) EOL-beton (transport + verwerking) Afb. 6 Milieu-impact van 1 m³ beton met bĳhorend vervangingspercentage (ReCiPe Endpoint (H) v.1.12/europe ReCiPe H/A). Pt 3,5 Gewapende betonnen vloer 1 m³ beton enkel granulaten EE4 met lucht EE3 EE4 zonder lucht 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 % 100 % 0 % 100 % 0 % 30 % 100 % beton 1 m³ EE4 met lucht, 100 % primaire granulaten beton 1 m³ EE4 met lucht, 100 % secundaire granulaten beton 1 m³ EE3, 100 % primaire granulaten beton 1 m³ EE3, 100 % secundaire granulaten beton 1 m³ EE4 zonder lucht, 100 % primaire granulaten beton 1 m³ EE4 zonder lucht, 30 % secundaire granulaten beton 1 m³ EE4 zonder lucht, 100 % secundaire granulaten zeezand 0/2 rĳnzand 0/4 (productie) primaire granulaten (transport vrachtwagen) porfier 2/7 kalksteen 7/20 (productie) primaire granulaten (transport boot) betonpuin 7/20 (productie) Afb. 7 Milieu-impact van de granulaten voor 1 m³ beton (ReCiPe Endpoint (H) v.1.12/europe ReCiPe H/A). 20 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

23 in samenwerking met 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Dit hoofdstuk gaat over de gerecycleerde betongranulaten zelf en hierbĳ worden de volgende aspecten behandeld: in eerste instantie bekĳken we het productieproces van de granulaten, waarbĳ vertrokken wordt van de sloop- en ontmantelingsfase. Vervolgens gaan we dieper in op een aantal relevante stappen in het productieproces om geschikte granulaten voor beton te bekomen. De belangrĳkste technische eigenschappen van de granulaten worden toegelicht. Tot slot worden de praktische aspecten behandeld, die van belang kunnen zĳn met het oog op de betonproductie. Opmerking: zoals reeds aangegeven werd in de afbakening van de scope van dit document, focust deze monografie zich op de zogenaamde gerecycleerde betongranulaten: zĳnde de grove fractie (kleinste korrelafmeting > 4 mm), afkomstig van de open afbraak van beton en de verwerking van het betonpuin tot gerecycleerde granulaten. 2.1 HANDELEN BĲ DE BRON: HET BELANG VAN SELECTIEF SLOPEN Betongranulaten die gebruikt worden in beton moeten voldoen aan een aantal technische eisen. Deze eisen worden in de volgende paragrafen verder toegelicht. De inzet van het juiste basismateriaal (met name het puin) bĳ het recyclageproces is belangrĳk om de beoogde prestatie te bereiken (zie afbeelding 8). Reeds van bĳ de bron (wanneer er gesloopt wordt) kunnen een aantal aspecten een rol spelen die de uiteindelĳke kwaliteit ( 7 ) van het gerecycleerde granulaat zullen beïnvloeden. Aan de hand van een pre-sloopbeoordeling, waarbĳ een onderzoek uitgevoerd wordt voorafgaand aan de sloop, kan men een inventaris opmaken van de verschillende, afzonderlĳk te verwĳderen afvalstromen. Hierbĳ dient de nodige aandacht uit te gaan naar: de fysische verontreiniging (hout, papier, kunststoffen...): deze materialen zĳn uiteraard ongewenst in beton, aangezien ze de matrix verzwakken en de oppervlakteafwerking kunnen verstoren. Deze stromen moeten ofwel uit de algemene stroom betonpuin gefilterd worden tĳdens het verwerkingsproces, ofwel moet men ernaar streven om betonvolumes die Afb. 8 Illustratie van het slopen van beton. De Meuter ( 7 ) Naast de bouwtechnische kwaliteit zĳn er ook milieuhygiënische eisen, aangaande de aanwezigheid van verontreiniging (bv. minerale oliën, PCB s, PAK s ) en asbest bĳ bouwen sloopafval en het uitlogen van secundaire materialen (zoals bv. slakken en assen) wanneer deze opnieuw vrĳkomen bĳ het gebruik in funderingen of in beton. Ook aan deze elementen dient men reeds vanaf de sloopfase voldoende aandacht te besteden. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

24 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton sowieso niet verontreinigd zĳn met deze fracties afzonderlĳk te slopen en te verwerken. Door een positieve selectie van goed zuiver beton bĳ de sloopwerken en door selectief te slopen bekomt men automatisch een betongranulaat van een hogere kwaliteit. Een aantal stromen zĳn hierbĳ interessant omdat ze op een vrĳ eenvoudige manier apart verwerkt kunnen worden, zoals bĳvoorbeeld: betonverhardingen lineaire elementen zoals betonnen stootbanden geprefabriceerde elementen zoals balken, kolommen, portieken naakte betonstructuren die volledig gestript zĳn... de kwaliteit van het moederbeton : er zĳn wetenschappelĳke bronnen [D5] die aangeven dat een sterker oorspronkelĳk beton ook resulteert in een sterker recyclagebeton (gemaakt met de gebroken granulaten van het moederbeton). De redenering hierachter is dat een sterker beton een dichtere cementmatrix heeft en dus sterkere granulaten oplevert. Het omgekeerde effect kan echter ook spelen. Hoe meer aangehechte mortel (ten gevolge van het sterkere beton) aan de granulaten, hoe minder goed de prestaties van de granulaten zullen zĳn. Het is dus niet noodzakelĳk zo dat uit beton van lage kwaliteit (bv. mager beton), geen goede granulaten gepuurd kunnen worden. Door een degelĳk breekproces zal het laagwaardige beton gemakkelĳker uiteenvallen in een fijne fractie, die vooral bestaat uit de cementmortel (zwakke gedeelte) en uit een grovere fractie, waarin bĳna uitsluitend natuurlĳke granulaten overblĳven. Daarnaast kan ook van minder sterke gerecycleerde granulaten (zoals mengpuin of metselwerkpuin) een kwalitatief beton gemaakt worden. Vooral het vervangingspercentage en de mengselsamenstelling spelen hierbĳ een rol. We kunnen concluderen dat men bĳ de sloop de nodige aandacht moet besteden aan het type beton dat afgebroken wordt, hoewel dit niet per se een bepalende rol hoeft te spelen. Bovendien bestaat er geen goede methode om de kwaliteit van het moederbeton op een snelle en eenvoudige manier te bepalen en hier eenduidige conclusies omtrent de granulaatkwaliteit aan te verbinden. Over het algemeen kan men stellen dat de invloed van het moederbeton een beperkte rol speelt wanneer men een voldoende sterk beton beoogt (bv. vanaf C25/30), zeker indien er tĳdens het productieproces van de granulaten gestreefd wordt naar sterke granulaten (bv. via selectieve herkomst en/of via tweemaal breken) de chemische samenstelling: als het te slopen beton veel chloriden bevat of een verhoogd sulfaatgehalte heeft, kan dit nadelig zĳn voor de toepassing in het toekomstige beton. Chloriden kunnen immers de wapening aantasten en sulfaten kunnen reacties veroorzaken in het beton. De aanwezigheid van deze stoffen in de te slopen constructies kan beproefd worden door een beperkt (stof)monster te nemen en de samenstelling ervan te bepalen. Deze proef is vooral relevant wanneer er een duidelĳk vermoeden van contaminatie bestaat. De herkomst van het beton kan dus een invloed hebben op een aantal eigenschappen van het gerecycleerde granulaat. Bĳ de acceptatie op de puinbreker, zal men dus enerzĳds aandacht moeten hebben voor de preferentiële stromen: grote, nietverontreinigde betonconstructies van hoge kwaliteit die een goede bron vormen van hoogwaardige granulaten, of zoals gedefinieerd in het SB 250: betonpuin met hoge drukweerstand, afkomstig van cementbetonverhardingen, lineaire elementen en andere gelĳkwaardige constructieve elementen afkomstig van gebouwen en kunstwerken (zie afbeelding 9). Afb. 9 Illustratie van betonpuin van hoge kwaliteit dat afkomstig is van wegeniswerken. 22 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

25 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Anderzĳds zĳn er bronnen van puin waarvoor extra aandacht vereist is bĳ acceptatie, omdat ze componenten (kunnen) bevatten die een nadelige invloed kunnen hebben als de hieruit gerecycleerde granulaten in beton gebruik gebruikt worden: sulfaten, chloriden : bepaalde betontypes zĳn gebruikt in specifieke toepassingen (zoals industriële gebouwen, landbouwgebouwen of zwembaden) en bevatten dus mogelĳk verhoogde concentraties aan sulfaten, chloriden Dit geldt ook voor betonconstructies uit een zeeomgeving (voornamelĳk oppervlakkige verhoging van chloriden) en eventueel ook voor wegverhardingen (waar veel chloriden uit dooizouten afgespoeld worden). Ook bepaalde bouwmaterialen (bv. gips) bevatten sulfaten beton onderhevig aan een alkali-silicareactie (ASR) of andere degradatiereacties: het ligt voor de hand dat beton dat reeds schadelĳke chemische reacties onderging, idealiter niet meer voor de productie van nieuw beton gebruikt wordt. De granulaten zĳn immers reactief en op die manier zou het risico voortgezet worden in het nieuwe beton. Hier is een belangrĳke rol weggelegd voor de sloper en de deskundige die een afvalstoffeninventaris opmaakt. Bĳ het vermoeden van een alkali-silicareactie is het aan te raden om de breker die het puin verwerkt hierover te informeren, om te vermĳden dat het puin in een volgende fase in het beton gebruikt wordt. Verderop in deze monografie (zie , p. 52) gaan we dieper in op het risico op een alkali-silicareactie bĳ het gebruik van beton met gerecycleerde granulaten en leggen we uit hoe we dit risico kunnen beperken beton met lichte granulaten, vezelwapening, industriële reststoffen : gebroken granulaten die vervaardigd worden uit licht beton, vezelversterkt beton verschillen van granulaten gemaakt van gewoon beton. Men krĳgt immers lichtere granulaten die nog meer water absorberen, of vezels die aan de granulaten blĳven hangen waardoor deze in het nieuwe beton terechtkomen. Een ander aandachtspunt heeft betrekking op beton dat geproduceerd wordt met industriële reststromen, zoals slakken en assen van verbrandingsinstallaties. Vaak bevatten deze granulaten hogere concentraties aan zware metalen en eventuele andere gevaarlĳke stoffen die in de betonmatrix gebonden zĳn. Wanneer men overgaat tot de sloop van betonconstructies die deze granulaten bevatten, bestaat het risico dat deze gevaarlĳke stoffen weer beschikbaar worden voor uitloging of andere vrĳgave naar het milieu. Het is dus aan te raden om dergelĳke puinstromen niet te gebruiken als betonpuin voor de granulaatproductie voor beton. De herkomst kan dus een rol spelen. Een aantal landen houden hier geen rekening mee vanwege de inherente heterogene herkomst van het granulaat (zoals bv. in Nederland, Frankrĳk, Verenigd Koninkrĳk), maar in enkele landen speelt de herkomst wel een meer specifieke rol: in Duitsland moet de (onverdachte) herkomst van het beton bekend zĳn voordat men het gebroken granulaat mag gebruiken in natte omstandigheden zonder voorzorgsmaatregelen (tegen ASR) te nemen. Indien de herkomst niet gekend is, moet het granulaat bĳkomend gekarakteriseerd worden of moeten er voldoende voorzorgen getroffen worden (bv. het gebruik van cement met een laag alkaligehalte (LA-cement of low-alkali-cement)) in Oostenrijk mag betongranulaat afkomstig van beton dat gebruikt wordt in een welbepaalde omgevingsklasse, opnieuw gebruikt worden in dezelfde omgevingsklasse. Op deze manier kan zeer hoogwaardig betongranulaat (bv. van een wegverharding) hergebruikt worden in hoogwaardige betontoepassingen (bv. nieuwe wegverharding). 2.2 HET PRODUCTIEPROCES VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN ALGEMENE PROCESBESCHRĲVING Gerecycleerde granulaten kunnen geproduceerd worden door vaste breekcentrales en door mobiele installaties op de werf of op een opslaglocatie. Om een kwaliteitsvol granulaat te bekomen, moeten er standaard een aantal stappen doorlopen worden bĳ het recyclageproces: de acceptatie van het puin: het puin wordt bĳ voorkeur selectief opgeslagen. Dit wil zeggen dat bv. betonpuin van goede kwaliteit (wegenisbeton, geprefabriceerd constructiebeton) apart gestockeerd wordt, zodat het nadien afzonderlĳk verwerkt kan worden. Betonstromen met te veel verontreinigingen van andere stoffen zĳn sowieso moeilĳk op te werken tot een echt hoogwaardig kwalitatief betongranulaat indien er geen gebruikgemaakt wordt van verschillende reinigingstechnieken het verkleinen en vooraf zeven van het puin: voor een goed breekproces en om grond, organisch materiaal en zand te verwĳderen die aan de brokken puin kleven (zie afbeelding 10A, p. 24) het breken van het puin: dit kan gebeuren met verschillende brekertypes (zie tabel 6, p. 24) Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

26 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton het verwijderen van verontreiniging via: magneten voor ontĳzering (zie afbeelding 10B), windzifters (uitblazen lichte stoffen) manueel uitsorteren wassen van de granulaten het zeven van het puin voor de opdeling in verschillende fracties: 0/20, 0/40, 0/8, 8/20... (zie afbeelding 10C) de opslag van de granulaten (zie , p. 38). Een puinverwerkende installatie is dus een aaneenschakeling of een combinatie van toestellen waarmee men een bepaalde kwaliteit van gerecycleerde granulaten kan bekomen. Zoals uit de volgende paragrafen zal blĳken, moeten de granulaten voor beton een aantal (technische) eigenschappen bezitten en voldoen aan bepaalde eisen: naast een aantal intrinsieke eigenschappen van steenachtig materiaal, speelt de productiewijze (het breekproces) een belangrĳke rol in het bereiken van deze eigenschappen. Zo zĳn er verschillende brekertypes, waarvan de kaakbreker (jaw crusher), de kegelbreker (cone crusher) en de impactbreker (impact crusher) de meest voorkomende zĳn. In tabel 6 kan men de voor- en nadelen van ieder brekertype terugvinden. Wanneer er uitsluitend een kaakbreker gebruikt wordt, bekomt men veelal platte granulaten die op zich niet geschikt zĳn voor het gebruik in beton. Om de voordelen van de verschillende brekertypes te combineren, gebruikt men deze soms in serie, waarbĳ de eerste breker bv. een kaakbreker is die alle puin breekt, en de tweede breker een kegel- of impactbreker is die slechts een fractie breekt tot granulaten van hoge kwaliteit. Door bv. enkel de overkorrel te breken van het eerste Tabel 6 Voor- en nadelen van verschillende brekertypes [J1]. Eigenschap Kaakbreker Kegelbreker Impactbreker Investering/ton capaciteit Hoog Gemiddeld Laag Kosten/ton product Laag Gemiddeld Hoog Slijtage Laag Laag Hoog Kwaliteit granulaat Laag (plat) Gemiddeld Hoog (kubisch) Productie van fijnen Laag Gemiddeld Hoog Energieverbruik Laag Gemiddeld Hoog A. Verkleinen van grote puinbrokken B. Principe van magneetscheiding C. Zeefinstallatie D. Bovenaanzicht brekercentrale E. Zĳaanzicht brekercentrale Afb. 10 Illustratie van een aantal stappen in het productieproces van gerecycleerde granulaten. OBBC 24 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

27 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton breekproces, wordt alleen het sterkste materiaal uiteindelĳk verwerkt tot granulaten die bruikbaar zĳn voor beton. Een dubbel breekproces zorgt er ook voor dat de sterkste elementen overblĳven in de grove fractie (hogere kwaliteit vanwege minder aangehechte mortel) een tweede belangrĳke eigenschap is de intrinsieke zuiverheid van het granulaat of de afwezigheid van verontreinigingen. Het wassen van het granulaat is hiervoor een geschikte oplossing: dit heeft een positieve invloed op de zuiverheid, korrelverdeling en het zorgt eveneens, indien het past in de procesvoering, voor een eerste verzadiging/voorverzadiging van het granulaat voordat het gebruikt wordt in beton. Het nadeel is wel dat dit uiteraard resulteert in een extra processtap en dat er een slibfractie of natte zandfractie overblĳft waar ook een oplossing voor gezocht moet worden SPECIALE TECHNIEKEN: EEN BLIK OP INNOVATIE Naast de vaak gebruikte technieken (zoals zeven, windziften, magneetbanden, uitsorteren met de hand en de kraan), werden er een aantal innovatieve bĳzondere technieken ontwikkeld om op een andere manier bouwen sloopafval te sorteren Sorteren met sensoren In andere sectoren (zoals bv. de glas- en plasticrecyclage en de voedingsindustrie) worden optische technieken vaker toegepast. Voor bouwen sloopafval komen spectrometrie (via Near Infrared Spectrometry) en het gebruik van camera s in aanmerking. Via kleursorteren kan bv. de rode of de grĳze fractie uitgesorteerd worden (zie afbeelding 11). Deze pure fracties kunnen dan op een hoogwaardigere manier ingezet worden, op voorwaarde dat er hiervoor een markt bestaat. Er kan ook bv. op niet-grĳze of niet-rode deeltjes gesorteerd worden (bitumen, cellenbeton, gips...). Gelĳkaardige scanning-technieken werken op andere producteigenschappen: via röntgenanalyse en analyse van het (Near)- Infrared-spectrum kunnen materialen herkend en uitgesorteerd worden. A) B) Afb. 11 Kleursorteren laat toe bepaalde fracties eruit te filteren of een deelstroom op te splitsen: A) uitfiltering van glas en gips, B) opsplitsing in beton, baksteen en restfractie. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

28 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Ballistische scheidingstechnieken Materialen kunnen ook gescheiden worden op basis van hun gewicht of hun volumieke massa, aangezien ze hierdoor andere mechanische eigenschappen hebben. Persluchttafels, jig-installaties... zĳn bestaande technologieën die in principe ook goede resultaten kunnen opleveren voor het scheiden van bouwen sloopafval in verschillende fracties [D6] ADR (Advanced Dry Recovery) scheidingstechniek Binnen het Europese project C2CA (Advanced Technologies for the Production of Cement and Clean Aggregates from Construction and Demolition Waste, wordt gewerkt aan de verdere ontwikkeling van een techniek die de TU Delft heeft uitgewerkt, namelĳk ADR. ADR is in feite ook een ballistische scheidingstechniek die het mogelĳk maakt om de fractie 0/12 mm, waarin doorgaans veel vochtige en fijne deeltjes (0/1 mm) zitten, verder uit te sorteren. Bĳ gerecycleerde granulaten kan er in principe ook een maalproces toegevoegd worden om de cementmortel van de granulaten te verwĳderen. Via de ADRtechniek bekomt men vervolgens een fractie 0/1 mm die als grondstof voor cementproductie kan dienen, en een fractie 1/12 mm die als granulaat voor beton kan dienen Smart Concrete Crusher In Nederland werd de zogenaamde SlimBreken-techniek ontwikkeld ( Hierbĳ worden de granulaten tegen elkaar geschuurd, waardoor de originele granulaten en het zand gescheiden worden van de (zwakkere) cementmatrix. Men verkrĳgt granulaten van hoge kwaliteit en een fijne fractie die eventueel opnieuw ingezet kan worden in de bindmiddelproductie Elektrodynamische fragmentering Het Fraunhofer-Gesellschaft in Duitsland ontwikkelde een techniek die door middel van elektrische schokken in water het beton kan opsplitsen in zĳn samenstellende delen: zĳnde de granulaten en de cementpasta. Op deze manier kan men opnieuw zuivere grondstoffen bekomen Andere processen Talrĳke andere processen en ideeën zĳn in ontwikkeling. Zo denkt men er bĳvoorbeeld aan om het oppervlak van betongranulaten met coatings te behandelen of het beton te carbonateren, zodat de betongranulaten minder poreus worden. Hierdoor kan men een aantal hinderpalen voor het gebruik in beton wegwerken. 2.3 GRANULATEN VOOR BETON: EIGENSCHAPPEN Zoals reeds aangegeven, bestaat er een Europees en Belgisch normenkader waarin de eisen voor betongranulaten vastgelegd worden. Belangrĳk hierbĳ is dat de norm voor granulaten voor beton, de NBN EN [B17], voornamelĳk een aantal klassen en categorieën van eigenschappen definieert, waardoor de gebruiker de gewenste granulaatkwaliteit kan specifiëren. Daarnaast zĳn er in de betonnormen (de NBN EN 206 [B10] en NBN B [B5]) een aantal bepalingen opgenomen met betrekking tot de granulaten die gebruikt kunnen worden voor beton. De Europese norm voor beton de NBN EN 206 [B10] vermeldt als basiseis voor alle samenstellende bestanddelen dat: deze geen schadelĳke stoffen mogen bevatten in hoeveelheden die een negatieve invloed zouden kunnen hebben op de duurzaamheid van het beton of zouden kunnen leiden tot de corrosie van de wapening. De bestanddelen moeten geschikt zĳn voor het beoogde gebruik. Het is echter niet volledig duidelĳk hoe de geschiktheid voor het beoogde specifieke gebruik dient 26 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

29 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton aangetoond te worden. De geschiktheid van het betonmengsel kan echter wel aangetoond worden via initiële typeproeven (ITT of Initial Type Testing). Voor de granulaten moet de algemene gebruiksgeschiktheid als voldoende beschouwd worden. Het is in feite de gebruiker van de granulaten (doorgaans de producent van het beton) die moet specificeren welke eigenschappen de granulaten moeten bezitten naargelang van de beoogde toepassing. De Europese norm en de Belgische normen (NBN) en Technische Voorschriften (PTV s) leggen doorgaans alleen de categorieën of klassen vast die voorgeschreven kunnen worden als er een norm bestaat voor deze eisen, aangevuld met een aantal vereisten op het gebied van CE-markering. Wanneer de eisen geen onderwerp uitmaken van de normen, zullen ze evenwel gedefinieerd moeten worden in een bĳzondere overeenkomst tussen de producent van de granulaten en diegene die ze vervolgens gebruikt. Het is dus de betonproducent die de eisen voor de granulaten oplegt, in functie van de beoogde toepassing. In de volgende paragrafen ( 8 ) wordt, op basis van de indeling in granulaateigenschappen die in NBN EN [B17] gebruikt wordt, uitgelegd welke eigenschappen voor granulaten in beton relevant (kunnen) zĳn. In tabel 13 (p. 39) kan men een overzicht terugvinden van de prestaties die de gerecycleerde granulaten bereiken op deze criteria GEOMETRISCHE EIGENSCHAPPEN Korrelgrootte en korrelverdeling (d/d en GCX/Y + intervallen) (NBN EN [B17]) De korrelverdeling van het granulaat is belangrĳk voor de opbouw van het inerte skelet van het beton, waaraan het beton in combinatie met de cementpasta zĳn sterkte ontleent. Bovendien is de korrelverdeling relevant voor de waterbehoefte van het betonmengsel. Fĳnere korrels vergen meer water om ze te omhullen. De NBN EN specificeert de verschillende intervallen waartussen de resultaten van een zeefproef moeten liggen. De notatie GCX/Y betekent een grof granulaat (d 1, D > 4 coarse grading) waarvan minstens X % doorvalt op de zeef D en maximaal Y % op de zeef d. Dus een granulaat 4/20 GC90/15 is een grof granulaat waarvan minstens 90 % van de massa doorvalt op de zeef van 20 mm en maximaal 15 % doorvalt op de zeef van 4 mm Vorm van het grove granulaat: de afplattingscoëfficiënt (FI) (NBN EN [B17]) Hoe ronder de korrels, hoe beter men de pakkingsdichtheid van het granulaatskelet kan controleren. Voor beton is het belangrĳk dat het niet te veel platte stenen bevat, vermits deze een nadelige invloed op de verwerkbaarheid en de verpompbaarheid van beton. Deze eigenschap wordt weergegeven door de afplattingscoëfficiënt of vlakheidsindex (Flakiness Index) Gehalte aan schelpdelen in grove granulaten (SC) (NBN EN [B17]) Deze parameter is vooral belangrĳk voor granulaten van maritieme oorsprong, aangezien schelpdelen een hogere watervraag veroorzaken en een negatieve invloed hebben op de vorstbestendigheid van het beton. Deze parameter doet hier weinig ter zake Fijne deeltjes: bepaling van het gehalte (f x ) en de kwaliteit van de fijne deeltjes via de methyleenblauwwaarde (MB F X) (NBN EN [B17]) Fĳne deeltjes (waarvan de korreldiameter kleiner is dan 0,063 mm) zĳn vooral negatief voor de betonkwaliteit indien ze uit kleiachtige mineralen bestaan. Ze kunnen echter wel een positieve invloed hebben op de verwerkbaarheid van het beton. Er moet gestreefd worden naar een juist evenwicht tussen de hoeveelheid en de kwaliteit van de fijne deeltjes: ofwel worden fijnen vermeden, ofwel moeten de aanwezige fijnen van goede kwaliteit zĳn. ( 8 ) Algemene bronnen gebruikt voor deze paragraaf: NBN EN 12620:2008 [B17]; granulaten [D9]; de Bouwcyclus [H3] en het CUR-Rapport 125 [C5]. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

30 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton FYSISCHE EIGENSCHAPPEN Weerstand tegen verbrijzeling: Los Angelescoëfficiënt (LA) (NBN EN [B17]) In principe mag men aannemen dat bĳ beton voor gewone toepassingen (sterkteklasse tot C50/60) de granulaten sterker zĳn dan de cementmatrix. Als het beton bezwĳkt, zal het in de cementmatrix zĳn en niet in de granulaten. De intrinsieke weerstand tegen drukkracht van het granulaat speelt dan minder een rol. Voor betonsoorten met een hogere sterkte en voor speciale toepassingen (toplagen van wegen, vloerafwerkingen onderhevig aan impact) is de verbrĳzelingsweerstand wel relevant. Bĳ normale sterkteklassen kan men door middel van controledrukproeven op het beton onmiddellĳk verifiëren of de granulaten voldoende sterk zĳn (zie bĳlage E van de NBN EN [B17]). Dat de LA-waarde inderdaad minder relevant is voor normaal beton werd aangetoond door een onderzoek van het WTCB in samenwerking met het OCCN en de universiteiten van Gent en Luik. Het is mogelĳk om een sterk beton te maken met granulaten die intrinsiek minder sterk zĳn, een voorbeeld hiervan zĳn toepassingen met licht beton. De LA-coëfficiënt geeft een goede indicatie van de intrinsieke sterkte van het granulaat en kan gebruikt worden als indicator voor vorstbestendigheid. De NBN B [B5] vermeldt dat grove granulaten met een LA-waarde kleiner dan 25, geacht worden vorstbestendig te zĳn Slijtweerstand: micro-devalcoëfficiënt (MDE x ) (NBN EN [B17]) De slĳtweerstand is een indicatie voor de weerstand van het granulaat tegen schuren en afslĳten. Deze slĳtweerstand is vooral maatgevend bĳ de verwerking van de granulaten, bv. in ongebonden toepassingen met verdichting, wanneer ze tegen elkaar schuren. Er wordt soms geopperd dat een lage slĳtweerstand kan leiden tot een wĳzigende korrelverdeling (meer fijnere delen) bĳ het mengen van het beton. Het literatuuronderzoek dat uitgevoerd werd ter voorbereiding van deze monografie, kon echter geen bronnen vinden die dit onderbouwen Overige fysische eigenschappen Andere eigenschappen die relevant zĳn voor bĳzondere betontoepassingen, worden vernoemd in de NBN EN [B17]. Zo geeft de versnelde-polĳstingscoëfficiënt (PSV of polished stone value) aan hoe het granulaat zich gedraagt bĳ oppervlaktebelastingen (bv. toplagen of vloeren uit beton of asfalt, parkings ). Deze parameter wordt niet standaard bepaald, maar is uiteraard wel relevant voor de genoemde specifieke toepassingen. Daarnaast werden er beproevingsmethoden opgenomen die relevanter zĳn in andere Europese landen, zoals bv. de weerstand tegen spĳkerbanden Volumieke massa en waterabsorptie van de korrel (NBN EN [B17]) Dit zĳn twee zeer belangrĳke betontechnologische eigenschappen. Aangezien recepten voor beton doorgaans uitgedrukt worden in massa (kg ingrediënt per m³ beton), is het zeer belangrĳk om de massa per volume-eenheid van het granulaat te kennen. De waterabsorptie van het granulaat is eveneens belangrĳk, aangezien dit een invloed kan hebben op de verwerkbaarheid (en het behoud in de tĳd) tĳdens de bindings- en verhardingsfase en op de effectieve water-cementfactor. De waterabsorptie wordt in de NBN B [B5] ook gebruikt als een maat voor de vorstbestendigheid: granulaten die amper water absorberen, lopen weinig risico op vorstschade (wat niet betekent dat granulaten met een hogere waterabsorptie per definitie niet-vorstbestendig zĳn). In de wetenschappelĳke literatuur [D3, C5] wordt de droge volumieke massa ook gebruikt als een indicator voor de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten. Er is een duidelĳk verband tussen de droge volumieke massa (oven-dried density) en de waterabsorptie voor gerecycleerde granulaten. De kwaliteit van het granulaat heeft verder bv. ook zĳn weerslag op de sterkteeigenschappen van het beton dat met deze granulaten geproduceerd wordt. 28 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

31 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Tabel 7 Opdeling van de granulaten in verschillende kwaliteitsklassen op basis van hun eigenschappen [D3]. Klasse A B C D I II III I II III I II III Minimale ovendroge dichtheid [kg/m³] Maximale waterabsorptie [%] 1,5 2,5 3,5 5 6,5 8,5 10, Maximale LA-waarde [%] Geen grenswaarde Uit afbeelding 12 en tabel 7 [D3] kunnen we afleiden dat er een eenduidig verband bestaat tussen de ovendroge dichtheid en de waterabsorptie: hoe hoger de dichtheid, hoe lager de waterabsorptie. Bovendien kan er een rechtstreeks verband gelegd worden tussen de granulaateigenschappen en de invloed op de sterkte van het beton: hoe hoger de dichtheid (bv. klasse A), hoe lager het sterkteverlies in functie van het vervangingspercentage SAMENSTELLING EN CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN Samenstelling van het gerecycleerde granulaat (NBN EN [B17]) Een belangrĳke bepaling (sinds 2008) is de eis om de samenstelling van het grove gerecycleerde granulaat op te geven volgens de proefmethode van de NBN EN [B12], de zogenoemde identificatieproef (zie afbeelding 13, p. 30). De volgende categorieën moeten hierbĳ bepaald worden: Rc (beton en mortel), Ru (ongebonden granulaat, natuurlĳke stenen, hydraulisch gebonden granulaat), Rb (metselwerk, kalksteen, cellenbeton), Ra (bitumineuze materialen), FL (vlottende deeltjes), X (andere: klei, grond, metalen, plastic, rubber, gips, niet-drĳvend hout) en Rg (glas). Het is duidelĳk dat men voor een toepassing in beton een zuiver granulaat wenst zonder de aanwezigheid van plastic, hout, gips... Voor bepaalde toepassingen (bv. vloeren of horizontaal geproduceerde geprefabriceerde elementen) is het extra belangrĳk om aandacht te hebben voor de drĳvende deeltjes (FL). Deze worden uitgedrukt in cm³/kg (dus in volumedelen, per massa van het onderzochte monster). 30 D A) B) 1,2 Waterabsorptie [%] y = 2,937E-09x³ - 9,401E-06x² - 1,898E-02x + 62,745 R² = 0,8779 C B A 0 III II I III II I III II I Ovendroge dichtheid [kg/m³] f cm-rac /f cm-control 1 0,8 0,6 0,4 0,2 y = -0,0021x + 1 y = -0,0038x + 1 y = -0,0054x + 1 y = -0,0065x Vervangingspercentage [%] A B C D Afb. 12 A) Relatie tussen de ovendroge dichtheid en de waterabsorptie, B) relatie tussen de kwaliteit van het granulaat en de relatieve druksterkte [D3]. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

32 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Chloriden Cl (NBN EN [B17]) Het chloridegehalte van gewapend beton moet beperkt worden, aangezien een te hoog gehalte de wapening van het beton kan aantasten. Sinds 2008 werd er in de NBN EN een specifieke proefmethode voor het chloridegehalte van gerecycleerde granulaten opgenomen (chloriden oplosbaar in zuur). Op die manier kan men het chloridegehalte van het granulaat mee in aanmerking nemen in de berekening voor het chloridegehalte van het beton Sulfaten: zuuroplosbaar (AS), totaal zwavelgehalte (S) en wateroplosbaar (SS) (NBN EN [B17]) Een teveel aan sulfaten in verharde toestand kan een nadelige invloed hebben op het beton (vorming van secundair gips en vervolgens expansief ettringiet). Daarom is het aangewezen om het sulfaatgehalte van de granulaten te beperken. Voor gerecycleerde granulaten wordt naar de proefmethode met water (in plaats van met zuur) verwezen Bestanddelen die een invloed hebben op de binding (OS) en de verharding (A) van cement (NBN EN [B17]) De binding en de verharding van het cement kan vertraagd of verhinderd worden door organische bestanddelen, maar ook door een aantal metaalzouten DUURZAAMHEIDSEIGENSCHAPPEN Vorst-dooibestendigheid (F) ( 7.2 van de NBN EN [B17]) Deze parameter geeft aan of de granulaten bestand zĳn tegen opeenvolgende cycli van vorst en dooi. Op Belgisch niveau legt NBN B [B5] bĳkomend op dat er vorstbestendige granulaten gebruikt moeten worden voor beton in de omgevingsklassen EE2, EE3, EE4, ES2 en ES4. Afb. 13 Proef voor het bepalen van de samenstelling van het gerecycleerde granulaat. 30 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

33 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Gevoeligheid voor alkali-silicareactie (NBN EN [B17]) De Europese norm verwĳst hiervoor naar de nationale richtlĳnen, omdat hierover geen overeenkomst bereikt kon worden op Europees niveau. Volgens de informatieve bĳlage G van de NBN EN moeten gerecycleerde granulaten veiligheidshalve wel als potentieel reactief beschouwd worden. In België wordt in de nieuwe NBN B (2018) [B5] een informatieve bĳlage I opgenomen, die op Belgisch niveau een leidraad biedt in verband met het omgaan met ASR-risico s Milieuhygiënisch kader en andere regelgeving Naast de bovengenoemde bouwtechnische eigenschappen, merken we op dat gerecycleerde granulaten ook moeten voldoen aan de milieuhygiënische regelgeving. Van oorsprong zĳn deze granulaten immers afval en er gelden specifieke regels om de omschakeling van afvalstof naar bouwstof te kunnen maken. In Vlaanderen wordt dit geregeld door het VLAREMA (Vlaams reglement betreffende het duurzaam beheer van materiaalkringlopen en afvalstoffen). Hierin wordt onder andere vastgelegd dat de gerecycleerde granulaten bepaalde grenzen inzake samenstelling (aanwezigheid van bepaalde organische componenten) en uitloging (voornamelĳk van zware metalen) niet mogen overschrĳden, en dat de (milieuhygiënische) kwaliteit gecertificeerd moet worden in overeenstemming met het zogenaamde eenheidsreglement. In Wallonië regelt het Arrêté du Gouvernement wallon favorisant la valorisation de certains déchets van 14 juni 2001 de omslag van puin tot gerecycleerde granulaten. Bovendien vallen de gerecycleerde granulaten onder geharmoniseerde normen en ze moeten dus voldoen aan de regels rond de CE-markering. 2.4 PRESTATIES VAN GERECYCLEERDE BETONGRANULATEN EN PRAKTISCHE AANDACHTSPUNTEN In 2.4 gaan we dieper in op een aantal typische eigenschappen van betongranulaten en waar mogelĳk worden er enkele richtinggevende waarden opgegeven. Daarnaast worden een aantal praktische aspecten besproken die een invloed hebben op de kwaliteit en het verwerkingsproces van gerecycleerde granulaten. Deze tekst is grotendeels gebaseerd op het ValRe- Con20-project [B30], aangevuld met praktĳkwaarden en praktische beschouwingen INTRINSIEKE EIGENSCHAPPEN De meest relevante eigenschap van een gerecycleerd betongranulaat is dat het is samengesteld uit een oorspronkelĳk granulaat en een aangehechte cementpasta. Het aandeel van deze aangehechte pasta of mortel varieert van ongeveer 20 % tot ongeveer 60 % en zorgt ervoor dat een aantal granulaateigenschappen anders zĳn in vergelĳking met natuurlĳke granulaten: ze absorberen meer water, de aangehechte mortel heeft andere mechanische eigenschappen dan natuurlĳke granulaten... [D4]. Daarnaast worden de gerecycleerde granulaten meestal gekenmerkt door een meer heterogene afkomst. Hierdoor kan er ook meer variatie liggen in de eigenschappen van het granulaat zelf, bv. bĳ meer instroom uit wegeniswerken of uit gebouwen, of bĳ een partĳ natuursteen FYSISCHE EIGENSCHAPPEN: VOLUMIEKE MASSA EN WATERABSORPTIE De aangehechte cementpasta zorgt voor een poreuzer granulaat. Voor fijne granulaten (zandfractie met D tot 4 mm) is het cementpastagehalte nog een stuk hoger dan voor grovere granulaten. Gerecycleerde betongranulaten hebben ten opzichte van het merendeel van de natuurlĳke granulaten een volumieke massa die ongeveer 5 tot 10 % lager ligt (2.000 tot kg/m³) Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

34 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton en slorpen ook meer water op. De waterabsorptie (na 24 uur) ligt tussen circa 3 en 7 %, terwĳl de conventionele natuurlĳke granulaten doorgaans maar een waterabsorptie vertonen van 1 tot 2 % of minder. De Belgische betonnorm NBN B [B5] eist dat het betongranulaat een maximale waterabsorptie van 10 % na 24 uur vertoont, en dat de schommelingen in de waterabsorptie maximaal 2 % afwĳken van de aangegeven waarde. De waterabsorptie van de granulaten speelt immers een rol bĳ het maken van beton: een deel van het toegevoegde water in het mengsel wordt geabsorbeerd, waardoor het niet meer vrĳ is om te reageren met het cement. Op basis van gegevens van COPRO (Onpartĳdige Instelling voor de Controle van de Bouwproducten) uit 2011 (zie afbeelding 14 A en B) stelt men vast dat voor (grove) betongranulaten de waterabsorptie na 24 uur (WA 24 ) rond de 5 % ligt en dat de schommelingen kleiner zĳn dan 2 %. De feitelĳke waarde zal beïnvloed worden door de aard van het gebroken materiaal (sterk beton of laagwaardiger beton en bĳgevolg de hoeveelheid aangehechte mortel, een- of tweemaal breken ), en moet dus op elke productielocatie specifiek bepaald en opgevolgd worden in de tĳd. Uit onderzoek van het WTCB, het OCCN en het OCW (prenormatieve studie RecyBeton) blĳkt dat de waterabsorptie van de meest kwalitatieve betongranulaten ( hoogwaardig ) tussen de 3 % en 4,5 % ligt. A) B) A B C D E F G Waterabsorptie WA 24 [%] Waterabsorptie WA 24 [%] H I Gehalte aan gebroken beton [%] Afb. 14 A) Overzicht van de waterabsorptie na 24 uur (WA 24 ) voor verschillende betongranulaten (d/d) COPRO vzw [B29], B) waterabsorptie na 24 uur (WA 24 ) (resultaten eindrapport prenormatieve studie RecyBeton 2016 WTCB, OCCN, OCW). Prenormatieve studie RecyBeton door het WTCB, het OCCN en het OCW ( ) Ter onderbouwing van de grenswaarden en aandachtspunten in NBN B (2018) [B5] omtrent het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton, werd door het WTCB, het OCCN en het OCW een prenormatieve studie uitgevoerd. De eerste biënnale van deze studie heeft zich gericht op twee grote aspecten: 1. kwaliteit van de gerecycleerde betongranulaten: negen types betongranulaat (genaamd A tot en met I), met korrelverdeling d/d (4/16, 4/20, 8/20 ), werden bemonsterd en beproefd op de relevante eigenschappen voor gebruik in beton. Hieruit kon afgeleid worden in welke mate de door de norm opgelegde eisen haalbaar en na te streven zĳn 2. eigenschappen van beton geproduceerd met deze granulaten: meer dan 50 betonsamenstellingen (EE3, EE4 en wegenbeton) werden aangemaakt met een 0 %-, 30 %- en 50 %-vervanging van het grove granulaat, met de granulaten A tot I. Hieruit werd afgeleid welke invloed het vervangingspercentage, het granulaattype, en de granulaateigenschappen hebben op de sterkte en de duurzaamheid van het beton. De resultaten van dit onderzoek zĳn gebundeld in een niet-publiek onderzoeksrapport, beschikbaar bĳ het WTCB, OCW en OCCN. Verschillende onderdelen van het onderzoek zĳn gepresenteerd op studiedagen en opleidingen, onder andere op de WTCB-TC- Ruwbouw&AA- en FABA-themadagen, in het najaar van 2016 ( granulaten.pdf). 32 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

35 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Naast de waterabsorptie is ook de volumieke massa van belang. De (droge) volumieke massa wordt in eerste instantie als een kwaliteitscriterium beschouwd: de NBN B [B5] eist een ρ rd van minimaal kg/m³, wat alleen bereikt kan worden als er voldoende betonpuin en natuurlĳk granulaat in de samenstelling van het gerecycleerde granulaat aanwezig is. Dit wordt tevens aangetoond door de gegevens van het onderzoeksproject ValReCon20 (zie afbeelding 15). Merk op dat het hier niet expliciet om hoogwaardige betongranulaten gaat, maar om alle gemeten waarden van beton- en menggranulaat. De volumieke massa is tevens belangrĳk bĳ de mengselsamenstelling voor de omrekening van volume naar massa en omgekeerd. De afgewogen hoeveelheid materiaal bevat een hoeveelheid water (tussen en in de granulaten), waarmee men rekening dient te houden. Vandaar dat er in de normen verschillende dichtheden gedefinieerd worden. Wanneer er gewerkt wordt met een ovendroge dichtheid of particle density on an oven-dried base (ρ rd ): af te wegen hoeveelheid materiaal = volume % x ρ rd x (1 + verzadigingsgraad). Wanneer er gewerkt wordt met een oppervlaktedroge verzadigde dichtheid of particle density on a saturated and surface-dried base (ρ ssd ): af te wegen hoeveelheid materiaal = volume % x ρ ssd x [1 + verzadigingsgraad/(1 +WA 24 )]. Het is dus ook cruciaal om te weten hoeveel water er in de granulaten aanwezig is bĳ het gebruik in beton. In worden hierover een aantal praktische aanwĳzingen geformuleerd SAMENSTELLING EN VERONTREINIGINGEN In de Belgische norm B [B5] wordt (op basis van de Europese norm) de samenstelling van het gerecycleerde betongranulaat gedefinieerd, bepaald volgens de NBN EN [B12]: Rc 90 /Rcu 95 /Ra 1- /XRg 0,5- /FL 2-. Dit betekent dat het granulaat samengesteld moet zĳn uit minimaal 90 % beton, minimaal 95 % voor de som van het beton en de ongebonden granulaten en dat het maximaal 1 % asfalt, 0,5 % niet-steenachtige deeltjes en glasdeeltjes en maximaal 2 % (in volume: cm³/kg) drĳvende deeltjes (zoals hout en plastic) mag bevatten. Tabel 8 (p. 34) is overgenomen uit de PTV 406 [C6] en beschrĳft de materialen die onder de verschillende categorieën vallen. De resultaten worden uitgedrukt in massaprocent [% m/m], behalve voor de vlottende deeltjes. 2,6 2,5 2,4 Dichtheid ρ rd [ton/m³] 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1, Gehalte aan gebroken beton [%] Afb. 15 Relatie tussen de ovendroge dichtheid en het gehalte aan gebroken beton en natuursteen in Belgische granulaten [B30] COPRO vzw. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

36 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Tabel 8 Classificatie van gerecycleerde granulaten: indeling in categorieën op basis van de bestanddelen [B1]. Categorie Bestanddeel Bijkomende beschrijving Rc Ru Rb Ra Rg X FL Beton (+ granulaat met aangehechte betonmortel) Betonproducten Betontegels, betonstraatstenen, welfsels... Mortel Betonmetselstenen Ongebonden granulaten Natuursteen Hydraulisch gebonden granulaten Elementen in gebakken aarde Elementen in calciumsilicaat Niet-drĳvend cellenbeton Koolwaterstofmengsels Glas Niet-vlottende verontreinigingen Vlottende verontreinigingen Betonmortel Natuurlĳke granulaten, steenslag, grind Metaal- en non-ferroslakken Niet-drĳvende geëxpandeerde kleikorrels Schelpen Natuurleien Schraal beton, walsbeton Zandcement Gestabiliseerde steenslag Ternair mengsel... Cementmortel-chape Baksteen, aardewerk pannen, gresbuizen Mortel van voegen uit metselwerk Keramische producten (tegels, plinten...) Straatbakstenen Beton met geëxpandeerde kleikorrels Kalkzandsteen Asfalt, gietasfalt Schraal asfalt Asfaltgranulaatcement Niet-drĳvende matrixvreemde materialen zoals: cohesieve stoffen (klei, grond) metalen (ferro en non-ferro) hout, plastic, rubber (papier) roofing, bitumineus plaatmateriaal (dakbedekking...) pleister (pleisterkalk, gips...) asbestverdachte materialen steenkool, zwarte steenkoolhoudende leisteen, ligniet (bruinkool), cokes, vuurvaste steen in gerecycleerde granulaten: niet-gebonden bodemassen, niet-gebonden slakken van verbrandingsinstallaties, niet-gebonden ferroslakken en nietgebonden non-ferroslakken Drĳvende matrixvreemde materialen zoals cellenbeton, ge ëxpandeerde klei, plastic, isolatiematerialen, hout, planten resten, kurk, houtvezelplaat... Opmerking: Materialen die volgens de milieuwetgeving mogelĳks een aparte evaluatie vereisen: spoorwegballast, cellenbeton, vliegassen en bodemassen van verbrandingstallaties, gips of met gips verontreinigd sloopafval, metaalslakken, non-ferroslakken, keramiek, porselein, slakken van afvalverbrandingsinstallaties, andere materialen waarvoor volgens Vlarema een grondstofverklaring vereist is. Deze materialen mogen dus niet in aanzienlĳke hoeveelheden tussen het puin verwerkt worden. Enkel accidentele aanwezigheid beoordelen volgens NBN EN Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

37 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton De beschikbare gegevens (COPRO-keuringen, ValReCon20...) tonen aan dat dit mits een goede bedrĳfsvoering en een voldoende up-to-date productieproces geen onhaalbare eisen zĳn, zeker indien men alleen de grove fractie (bv. 4/20 of 8/32) in beschouwing neemt. Dit blĳkt ook uit het prenormatieve onderzoek RecyBeton (2016), waarbĳ de samenstelling en de vlottende deeltjes bepaald werden van negen betongranulaten (zie tabel 9), geproduceerd voor een potentieel gebruik in beton. Twee van de granulaten (A en E) zĳn gecertificeerd voor hoogwaardig gebruik in beton. Zoals aangegeven, is het van cruciaal belang om voldoende aandacht te besteden aan mogelĳke verontreinigingen en deze op tĳd uit het proces te halen, bĳvoorbeeld: inkomende stromen: blokken gemaakt met geëxpandeerde klei, cellenbeton- en gipsblokken, beton gemaakt met andere secundaire materialen (slakken, assen ), vezelversterkt beton, isolerende dekvloermortels contaminatie op de site door vermenging met andere stromen die in de nabĳheid zĳn opgeslagen. Aparte opslag is belangrĳk om dit te vermĳden. Voor specifieke toepassingen (bv. vloeren of zichtbetonwanden) kan het belangrĳk zĳn om nog beter te controleren of er geen fysische verontreinigingen aanwezig zĳn, zoals ĳzerdeeltjes die roestvlekken kunnen veroorzaken of lichte deeltjes die komen bovendrĳven bĳ het polieren waarna de toplaag afspringt. Uit voorzorg kan men deze toepassingen ook vermĳden. Tabel 9 Samenstelling en vlottende deeltjes van negen betongranulaten voor potentieel gebruik in beton. A B C D E F G H I Vlottende deeltjes FL [cm³/kg] 0,0 0,1 0,0 0,1 0,1 0,1 0,3 0,2 0, KORRELMAAT EN KORRELVERDELING De grenzen voor de korrelverdeling die opgenomen zĳn in de NBN EN [B17] zĳn vrĳ ruim. Het is niet omdat de granulaten binnen dezelfde categorie vallen dat ze dezelfde korrelverdeling hebben. Uit het ValReCon20-onderzoek [B30] blĳkt dat er redelĳk wat variatie kan zitten op de korrelverdeling bĳ eenzelfde breker op verschillende momenten. Een mogelĳke verklaring hiervoor zĳn de weersomstandigheden: bĳ nat weer blĳft meer fijn materiaal kleven aan de grovere granulaten dan bĳ droog weer. De korrelverdeling is echter een belangrĳke parameter voor een goede betonreceptuur en moet dus liefst zo constant mogelĳk zĳn. Bĳ het breekproces dient er dus voldoende aandacht besteed te worden aan de continuïteit van de productie, op die manier kan men telkens dezelfde betonreceptuur gebruiken. Indien dit niet het geval is, moet de betonreceptuur voor iedere batch aangepast worden. Een mogelĳke oplossing voor de variatie is de opsplitsing van het granulaat in verschillende deelgranulaten om vervolgens opnieuw het granulaat samen te stellen. Bovendien is het ook zo dat een 8/20-granulaat in principe minder schommelingen zal vertonen dan een 4/32-granulaat [K2]. Bĳ een 8/20-granulaat ligt het gehalte aan fijne deeltjes tussen 0 en 1,26 % (gemeten op de proefmonsters van het ValRe- Con20-onderzoek [B30]). De weersomstandigheden blĳken bĳ de bepaling van het gehalte aan fijne deeltjes niet van belang te zĳn: zowel bĳ regen als bĳ droog weer zĳn de resultaten goed. De eis van maximaal 1,5 % fijnen (f 1,5 ) uit NBN B [B5] wordt in de meeste gevallen behaald. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

38 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN Uit proeven en statistische gegevens van COPRO vzw [B30] blĳkt dat betongranulaat (met een hoog gehalte aan beton) doorgaans voldoet aan de categorieën MD 35 en LA 40. De meest recente versie van de NBN B [B5] eist LA 35. Deze grenswaarde is op zich minder veeleisend dan waarde die de meeste natuursteensoorten vertonen, maar hoeft voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton geen probleem te zĳn. Deze eigenschap is immers vooral relevant bĳ droge verwerking, bv. in funderingslagen. Binnen het prenormatieve onderzoek van het WTCB, het OCCN en het OCW werden zes betongranulaten beproefd op hun LA-waarde; de resultaten worden weergegeven in tabel 10. De vlakheidsindex (FI) mag volgens de NBN B [B5] maximaal 20 % bedragen (FI 20 ). Voor gerecycleerde granulaten ligt de vlakheidsindex altĳd lager vanwege van het breekproces, namelĳk 9 tot 13 % in functie van het type breker VORST-DOOIBESTENDIGHEID Wanneer het beton vorstbestendig moet zĳn, dient de vorst-dooiweerstand van de grove granulaten verzekerd te worden in overeenstemming met de Belgische betonnorm [B5]. Granulaten met een waterabsorptie kleiner dan 1 % en/of een LA-waarde lager dan 25 worden beschouwd als niet-vorstgevoelig (zonder bĳkomende proeven). Indien er niet aan deze criteria voldaan kan worden, moet de vorstbestendigheid van het granulaat bepaald worden volgens de proefmethode uit de NBN EN [B14]. Deze toont aan dat de gerecycleerde betongranulaten niet altĳd vorstbestendig zĳn. Er wordt wel geopperd dat de proefmethode te streng is voor gerecycleerde granulaten; zo hebben onder meer de voorafgaande opwarming en het proefproces (volledige verzadiging) een nadelige invloed [P2]. Uit de beschikbare resultaten van het prenormatieve onderzoek RecyBeton (2016) (zie tabel 11), blĳkt dat een aantal van de beproefde betongranulaten voldoen aan de categorie F 2 of F 4 volgens de NBN EN [B14]. Andere granulaten voldoen dan weer helemaal niet. Er is geen eenduidig verband, maar vorstbestendige granulaten produceren is dus wel mogelĳk. Uiteraard is het belangrĳker dat het beton op zichzelf vorstbestendig is en niet de granulaten waarmee het gemaakt wordt. In principe kan men ook met niet-vorstbestendige granulaten (bv. lichtgewichtgranulaten) een vorstbestendig beton vervaardigen. Indien de granulaten zelf niet vorstbestendig zĳn, kan de weerstand op het betonniveau zelf aangetoond worden. De nieuwe NBN B [B5] staat in die zin toe dat voor de milieuklassen XF (EE2, EE3, EE4, ES2 of ES4) de vorstbestendigheid van de specifieke betonsamenstelling kan worden aangetoond in overeenstemming met van de NBN B [B8] indien de granulaten zelf niet-vorstbestendig zĳn. Het criterium voor de vorstbestendigheid van beton is dat het gemiddelde verlies aan splĳttreksterkte na 56 vorst-dooi-cycli kleiner dan of gelĳk is aan 5 %. Naar analogie hiermee is het ook interessant om vast te stellen dat in het buitenland (met name in Duitsland) in de DAfStbrichtlĳn (Deutscher Ausschüss für Stahlbeton Richtlinie für Betonbau) [D10] voor beton met gerecycleerde granulaten een proefmethode beschreven wordt in bĳlage A met een absolute grenswaarde waarbĳ een welbepaalde betonsamenstelling Tabel 10 LA-waarde van zes betongranulaten op basis van het prenormatieve onderzoek van het WTCB, het OCCN en het OCW. CODE Kaliber LA [%] A-1 8/20 25 % B-1 4/20 30 % C-1 4/20 36 % D-1 8/20 25 % G-1 4/16 31 % I-1 6/20 31 % Tabel 11 Vorstweerstand van granulaten volgens de NBN EN CODE Vorstweerstand volgens NBN EN [B14] [massaverlies %] A-1 1,2 B-1 4,7 C-1 5,4 D-1 3,4 E-1 1,5 G-1 3,3 I-1 15,2 36 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

39 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton beproefd wordt waardoor men de invloed van de gerecycleerde granulaten kan identificeren, die op zichzelf dus zorgen voor een vorstbestendig of niet-vorstbestendig beton. Er zĳn verschillende standaardbestekken in de wegenbouw die voorzien in vorst-dooiproeven met een absoluut criterium (bv. verlies aan massa door afschilfering van het beton uitgedrukt in g/dm² of kg/m²) om de vorstbestendigheid aan te tonen op betonniveau (waarin de gerecycleerde granulaten gebruikt worden). In het SB 250 [M2] wordt een maximaal gecumuleerd massa-verlies na 28 cycli gehanteerd, gemeten via de slab test ; de weerstand tegen afschilfering wordt alleen bepaald voor het bovenvlak van de één- of tweelagige uitvoering en niet voor de onderlaag van een tweelagig systeem (vermits daar geen contact met dooizouten voorkomt, dit gebeurt alleen aan het wegoppervlak). Voor de (meest belaste) bouwklassen B1 tot en met B5 moet de individuele waarde van elke proef voldoen aan MV i,max 1,5 kg/m²; voor de bouwklassen B6 tot en met B10 en BF (fietspaden) wordt de eis MV i,max 3,0 kg/m² opgelegd CHEMISCHE COMPONENTEN De Belgische betonnorm NBN B [B5] legt daarnaast nog twee eisen op aan het betongranulaat: SS 0,2 : dit betekent dat de hoeveelheid in water oplosbaar sulfaat beperkt moet worden tot 0,2 %. Voor hoogwaardig betongranulaat van goede herkomst is dit normaliter geen probleem A 40 : dit betekent dat het verschil in bindingstĳd tussen twee mortelmengsels, waarvan één mengsel gemaakt werd met gewoon water en het andere met het water waarin het gerecycleerde granulaat heeft kunnen uitlogen, maximaal 40 minuten mag bedragen. Indirect is ook het alkaligehalte van de granulaten belangrĳk wanneer men het risico op alkali-silicareactie wil uitsluiten en indien er een alkalibalans opgemaakt moet worden (of er een andere maatregel genomen moet worden). Ter illustratie worden in tabel 12 de resultaten weergegeven van de proeven op negen stalen betongranulaat, uitgevoerd in het kader van het prenormatieve onderzoek RecyBeton van het WTCB, het OCCN en het OCW OVERZICHT VAN DE EIGENSCHAPPEN VAN BETONGRANULATEN Om de lezer enig inzicht te verschaffen in welke prestaties en kwaliteitseigenschappen hĳ of zĳ mag verwachten van ge recycleerde betongranulaten, kan men in tabel 13 (p. 39) een overzicht terugvinden. In de eerste kolom worden de eisen van NBN B [B5] herhaald. In de volgende twee kolommen van deze tabel worden de gemeten waarden voor betongranulaten in de praktĳk opgelĳst, waarbĳ een onderscheid gemaakt wordt tussen enerzĳds betongranulaten die reeds gecertificeerd zĳn voor gebruik in beton, en anderzĳds betongranulaten die wel met zorg geproduceerd zĳn maar niet noodzakelĳk voor gebruik in beton. Ter illustratie wordt ook aangegeven welke prestaties natuurlĳke (grove) granulaten normaliter kunnen behalen. Het gaat in dit geval over grootteorden om de belangrĳkste verschillen en gelĳkenissen te illustreren. Tabel 12 Chemische eigenschappen van negen stalen van betongranulaten in het kader van het prenormatieve onderzoek RecyBeton. CODE Chloriden (oplosbaar in zuur) [%] Sulfaten (oplosbaar in zuur) [%] Sulfaten (oplosbaar in water) [%] Organisch materiaal [%] Invloed op bindingstijd A CEM I [min] Na 2 O eq (4 uur-meting) [%] A-1 0,064 0,24 0,10 voldoet 15 0,0069 B-1 0,041 0,44 0,12 voldoet 25 0,0177 C-1 0,050 0,53 0,20 voldoet 10 0,0175 D-1 0,058 0,39 0,08 voldoet 15 0,0122 E-1 0,078 0,34 0,16 voldoet 10 0,0036 F-1 0,039 0,36 0,16 voldoet 25 0,0122 G-1 0,113 0,49 0,13 voldoet 30 0,0220 H-1 0,093 0,54 0,23 voldoet 30 0,0261 I-1 0,088 0,36 0,11 voldoet 30 0,0230 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

40 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton VERBAND TUSSEN DE VERSCHILLENDE GRANULAATEIGENSCHAPPEN Er is steeds meer informatie beschikbaar omtrent de kenmerken en de kwaliteiten van gerecycleerde granulaten. Aan de hand van deze data tracht men een verband te leggen tussen de verschillende granulaateigenschappen. Op deze manier zou men slechts een beperkte set parameters moeten beproeven, waaruit men nadien de andere eigenschappen kan afleiden. Uit onderzoek van de Hogeschool PXL en het WTCB blĳkt bv. dat de LA-waarde een sterke correlatie vertoont met andere parameters zoals de waterabsorptie, de micro-devalwaarde en de vorst-dooiweerstand (zie tabel 14, p. 40). Het is momenteel echter nog iets te vroeg om deze statistische verbanden al op grote schaal uit te rollen en om bĳ de kwaliteitscontrole bepaalde parameters niet meer te evalueren PRAKTISCHE ASPECTEN Er zĳn verschillende aspecten die de uiteindelĳke kwaliteit van het gerecycleerde betongranulaat en de eenvoud van de toepassing in beton beïnvloeden. Een aantal praktische zaken die van belang zĳn bĳ het recyclageproces op de breekcentrale worden hieronder kort op een rĳ gezet: de inkomende stromen: een streng acceptatiebeleid om onzuiverheden te vermĳden en een ingenieus beheersplan waarbĳ hoogwaardig betonpuin apart verwerkt wordt, kunnen bĳdragen tot een zuiver gerecycleerd granulaat (samenstelling) en tot granulaten van hoge kwaliteit (lage waterabsorptie, hoge dichtheid, goede mechanische prestaties). Het acceptatiebeleid is uiteraard ook gekoppeld aan de vorige processtap: het voldoende selectief en doordacht slopen met het oog op een hoogwaardige granulaatproductie (verontreinigingen vermĳden, het apart slopen van goede betonconstructies, aandacht voor betonschade zoals een alkali-silicareactie, wapeningscorrosie ) het breekprocedé: de intrinsieke kwaliteit van de granulaten (vorm, waterabsorptie en dichtheid, LA-waarde ) wordt beïnvloed door het type breker en het al dan niet tweemaal breken (van de overkorrel). Het volledige proces moet hierbĳ op elkaar afgestemd worden: om goede granulaten te verkrĳgen, is het niet per se nodig om een hoogwaardige puinstroom tweemaal breken, maar dit kan wel noodzakelĳk blĳken wanneer men een minder selectief acceptatiebeleid (bv. bĳ grotere volumes) hanteert. Om variaties in de korrelverdeling op te vangen, kan het hoogwaardige betongranulaat telkens in dezelfde weersomstandigheden geproduceerd worden of kan er geopteerd worden voor een productie in binnenomstandigheden. Ook het wassen van de granulaten leidt tot zuiverdere granulaten en een betere korrelverdeling, evenals een breekprocedé in twee stappen de opslag: de manier waarop de granulaten op de site opgeslagen worden, na de productie, is belangrĳk. Het vochtgehalte van de granulaten is afhankelĳk van de opslagwĳze (plastic zakken, bigbags, op een hoop), van de weersomstandigheden (regen, luchtvochtigheid, wind) en van de vochtigheidsgraad bĳ de productie (wasinstallatie, regen). Elk granulaat probeert een evenwicht te zoeken tussen zĳn eigen watergehalte en het in de lucht aanwezige vocht. Bĳ gebroken betonpuin dat gedurende lange tĳd binnen bewaard werd, stabiliseerde het watergehalte zich steeds op 3 % [B30]. Vermenging met andere stromen moet vermeden worden. Een betonnen vloerplaat zorgt ervoor dat de granulaten zich niet met de bodem mengen. Als deze vloerplaat in helling ligt, kan ook het regenwater goed afgevoerd worden. Op deze manier kan men het vochtgehalte van de granulaten onder controle houden. Een alternatief is natuurlĳk om de granulaten overdekt te bewaren. 38 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

41 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Tabel 13 Te verwachten prestaties en kwaliteitskenmerken van betongranulaten. Eigenschappen Samenstelling [% m/m]: Gehalte beton en natuursteen Bitumineuze delen Gehalte niet-steenachtig Drĳvende bestanddelen Eisen NBN B voor type A ,5 0,2 of 2 cm³/kg Hoogwaardig betongranulaat 99,0 99,9 0,01 0,10 < 0,1 < 0,1 cm³/kg Goed betongranulaat Kalksteen Grind Porfier 95,0 99,5 0,01 0,85 < 0,5 < 0,5 cm³/kg NVT NVT NVT Korrelvorm vlakheidsindex [%] 20 6 à 8 9 à < 20 Fijne deeltjes [%] 1,5 < 1,0 < 1,5 1 à 2 0,1 < 1,5 Kwaliteit fijne deeltjes voldoet voldoet voldoet voldoet voldoet voldoet Los Angeleswaarde Micro-Devalwaarde geen eis < 30 < Polijstweerstand (PSV) geen eis Volumemassa (ρ rd ) [t/m³] 2,2 2,3 2,5 2,0 2,4 2,65 2,8 2,65 2,75 2,6 2,8 Waterabsorptie (na 24 uur) [%] 10 3 à 4,5 4 à 7 0,1-0,7 0,1-3 < 1 Sulfaten oplosbaar in water [%] 0,2 < 0,1 0,1 0,2 0,1 Chloriden oplosbaar in zuur [%] geen eis < 0,1 0,05-0,12 < 0,01 0,009 (*) Weerstand tegen vorst-dooicycli [% massaverlies] Organische stoffen/ Invloed op binding en verharding 2 of 4, afhankelĳk van toepassing (**) (*) Waarde afkomstig van de proef voor de oplosbaarheid in water. (**) Of beproeving op betonniveau. 1,5 4 1,5 16 < 2 < 1 < 2 A 40 A 10 A 15 A 10 A 30 voldoet voldoet voldoet Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

42 2. Gerecycleerde betongranulaten voor beton Tabel 14 Mate waarin een lineair verband bestaat tussen de eigenschappen van gerecycleerde granulaten: hoe dichter bĳ 1, hoe sterker het verband. Fijnen Fijnen 1,00 Ra -0,15 1,00 ρ rd -0,34 0,65 1,00 ρ ssd -0,33 0,73 0,98 1,00 WA 0,41-0,46-0,96-0,91 1,00 LA 0,26-0,34-0,87-0,82 0,92 1,00 MDE 0,03-0,02-0,67-0,63 0,71 0,67 1,00 Platten -0,50-0,04-0,22-0,15 0,26 0,38-0,11 1,00 Vorst 0,55-0,37-0,66-0,63 0,67 0,45 0,78-0,57 1,00 Vorst met 0,36-0,45-0,83-0,76 0,85 0,66 0,41 0,34 0,45 1,00 dooizouten Chloriden 0,63 0,23-0,12-0,05 0,26 0,05 0,51-0,78 0,75 0,10 1,00 Sulfaten 0,13-0,37-0,84-0,77 0,89 0,79 0,76 0,44 0,57 0,80 0,23 1,00 (AS) Sulfaten 0,16-0,01-0,47-0,41 0,58 0,91 0,55 0,61 0,15 0,49 0,10 0,64 1,00 (SS) CEM I -0,09-0,60-0,16-0,26-0,03-0,48 0,18-0,72 0,41-0,40 0,12 0,09-0,17 1,00 CEM III -0,50-0,09 0,50 0,43-0,62-0,68-0,85 0,19-0,55-0,72-0,60-0,62-0,73 0,00 1,00 ρ d ρ rd ρ ssd WA LA MDE Platten Vorst Vorst met dooizouten Chloriden Sulfaten (AS) Sulfaten (SS) CEM I CEM III Alkali 4u Alkali 4u 0,50-0,72-0,83-0,83 0,79 0,69 0,71-0,27 0,85 0,67 0,43 0,73 0,33 0,48-0,46 1,00 40 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

43 in samenwerking met 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Dit hoofdstuk gaat dieper in op de invloed van het gebruik van gerecycleerde granulaten op de betoneigenschappen. Daarnaast worden een aantal praktische aandachtspunten opgelĳst voor de productie van recyclagebeton. 3.1 DE INVLOED VAN HET GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN OP DE BETONEIGEN- SCHAPPEN Het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton vereist een goed begrip en een onderbouwde kennis van de invloed van deze granulaten op de eigenschappen van vers en verhard beton. Sinds de jaren 70 van de 20 ste eeuw [D5] wordt er onderzoek gedaan naar uiteenlopende aspecten van recyclagegranulaten in beton: de eigenschappen van de granulaten en hun productietechnieken, de productie van beton met gerecycleerde granulaten, de verwerkbaarheid, de sterkte-eigenschappen, de vervormingskarakteristieken, de duurzaamheid en dat voor verschillende toepassingen, van conventioneel beton (gebruikt in gebouwen, wegen ) tot geprefabriceerd beton en hogesterktebeton. Er is dus een uitgebreide bibliotheek met wetenschappelĳke literatuur beschikbaar over dit thema, waarin gekeken wordt naar de invloed van diverse samenstellingen, verschillende vervangingspercentages, variërende water- en cementgehalten. Op basis van deze informatie kan men een goed overzicht geven van de mogelĳkheden en beperkingen van het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton. De volgende bronnen werden gebruikt voor de redactie van dit hoofdstuk: [A1, B2, D4, D6, D12, H1, H2, L1, M1, R1, V1, V2]. Aangezien de samenvattende conclusies in onderstaande tekst gebaseerd zĳn op een breed literatuuronderzoek, dienen deze met de nodige omzichtigheid gelezen en geïnterpreteerd te worden. De tekst is zo opgebouwd dat de prestaties van beton met gerecycleerde granulaten vergeleken worden met die van een conventioneel beton zonder gebruik van gerecycleerde granulaten met een gelĳkaardige samenstelling (korrelkromme, cementgehalte en -type, watergehalte ). Hierbĳ wordt, waar relevant en mogelĳk, een onderscheid gemaakt tussen de toepassing van beperkte vervangingspercentages (20 tot 30 %) en hogere vervangingspercentages (50 tot 100 %), aangezien het vervangingspercentage een relevante invloed blĳkt te hebben op vele kenmerken. De tekst gaat voornamelĳk over het gebruik van grove betongranulaten van voldoende kwaliteit voor toepassing in beton. Andere materialen zoals mengpuingranulaat of gerecycleerd zand komen niet aan bod, tenzĳ expliciet anders vermeld. In deze monografie wordt alleen een stand van zaken gegeven omtrent de kennis, de ervaring en het wetenschappelĳke onderzoek. Het is geen reglement, norm of ander regelgevend document waarin bepaalde eisen of beperkingen worden opgelegd VERS BETON Verwerkbaarheid van beton met gerecycleerde granulaten Het gebruik van gerecycleerde granulaten kan een weerslag hebben op de consistentie en de verwerkbaarheid van het verse beton. Bĳ een gelĳk cementgehalte en eenzelfde korrelverdeling moet er doorgaans meer water toegevoegd worden om dezelfde consistentie te verkrĳgen (zie afbeelding 16, p. 42) [C5]. Door de hogere waterabsorptie van het gerecycleerde materiaal is het immers mogelĳk dat er minder vrĳ water beschikbaar is. Bovendien is het moeilĳker om het effectieve watergehalte te bepalen en bĳgevolg ook de effectieve water-cementfactor, aangezien de granulaten een deel water kunnen opslorpen maar er nog weinig bekend is over dit mechanisme. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

44 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Een onderscheid kan gemaakt worden in functie van het percentage van natuurlĳke granulaten dat vervangen wordt door grove betongranulaten: bĳ beperkte vervangingspercentages (20 tot 30 % van het volume van de grove granulaten) is de invloed op de verwerkbaarheid van vers beton verwaarloosbaar bĳ hogere vervangingspercentages (50 % en meer) moet er meer aandacht besteed worden aan de waterhuishouding en de verwerkbaarheid. Omwille van het grotere mortelgehalte en het hoekige karakter van de fijne betongranulaten (brekerzand) zal het water nog meer opgeslorpt worden, wat de verwerkbaarheid nog bemoeilĳkt. Doorgaans kan men stellen dat het beter is voor de betonkwaliteit om geen gebruik te maken van de fijne fractie van het gerecycleerde granulaat (0/4) bĳ de betonproductie. Naast het behalen van een goede initiële consistentie, is uit enkele proefprojecten gebleken dat men bĳ beton met gerecycleerde granulaten ook een snellere terugval in de verwerkbaarheid kan waarnemen. Dit heeft vermoedelĳk te maken met het feit dat gerecycleerde granulaten (zeker bĳ hoge vervangingspercentages) nog een deel van het aanmaakwater absorberen, waardoor het mengsel minder verwerkbaar wordt na een bepaalde tĳd. De problemen met de verwerkbaarheid kunnen echter wel opgevangen worden door een aantal strategieën toe te passen in het mengproces of in de voorbereiding. In 3.2 (p. 52) wordt er dieper ingegaan op deze materie Volumieke massa en luchtgehalte De volumieke massa van vers beton met gerecycleerde granulaten is iets lager dan deze van beton met natuurlĳke granulaten, omdat de granulaten een lagere dichtheid hebben [D4]. Het luchtgehalte van beton met gerecycleerde granulaten kan iets hoger liggen dan bĳ gewoon beton, vanwege het poreuzere karakter van de granulaten en/of door het gebruik van bepaalde hulpstoffen. De hoeveelheid lucht in het verse betonmengsel heeft zowel een invloed op de verwerkbaarheid van het verse betonmengsel, als op de prestaties van het beton eenmaal dit verhard is. In het verse beton zorgt een hoger luchtgehalte voor een betere Afb. 16 Meting van de consistentie van beton met gerecycleerde granulaten. 42 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

45 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten verwerkbaarheid, doordat de ingebrachte luchtbelletjes als een smeermiddel fungeren omwille van hun goede vorm coëfficiënt, hun vervormingsvermogen, hun elasticiteit en hun glĳvermogen zonder wrĳving. In het verharde beton zorgt een toename van het luchtgehalte echter voor een vermindering van de mechanische sterkte! De druksterkte kan met 3 tot 5 N/mm² dalen per procent ingebrachte lucht. De aanwezigheid van ingesloten lucht in het verharde beton helpt wel om de weerstand van het beton tegen vorst-dooicycli aanzienlĳk te verbeteren wanneer er dooizouten aanwezig zĳn. De luchtbelletjes fungeren in deze situatie namelĳk als expansie vaatjes voor het ĳs dat zich in het verharde beton vormt of voor het water dat door het ĳs voortgestuwd wordt doorheen de capillaire kanaaltjes. Hierdoor wordt de waterdruk beperkt, die anders zou kunnen leiden tot schade. De NBN B [B5] legt minimale en maximale luchtgehalten op voor betonsoorten met ingebrachte lucht: indien D max tussen 20 mm en 31,5 mm: minimaal 4 % en maximaal 8 % lucht indien D max tussen 14 mm en 16 mm: minimaal 5 % en maximaal 9 % lucht indien D max tussen 5,6 mm en 12 mm: minimaal 6 % en maximaal 10 % lucht. Voor betonwegen kunnen er aparte eisen van toepassing zĳn. Het luchtgehalte moet bv. tussen 3 % en 6 % liggen bĳ D max tussen 6 en 20 mm en 5 % in geval van granulaten met D max 6,3 mm volgens Qualiroutes [S3] VERHARD BETON Druksterkte van het beton Het behalen van een bepaalde druksterkte voor beton met gerecycleerde granulaten is zonder meer mogelĳk. De druksterkte van beton met gerecycleerde granulaten kan evenwel lager liggen dan de druksterkte van hetzelfde beton (identiek cementgehalte, water-cementfactor ) met natuurlĳke granulaten. Lagere vervangingspercentages en het gebruik van zeer kwalitatieve, hoogwaardige gerecycleerde granulaten zorgen wel voor een beperktere invloed. Het is dus in principe mogelĳk om een beton met dezelfde sterkte te vervaardigen (hoogwaardig betongranulaat, goede korrelverdeling en inert skelet, aandacht voor de waterhuishouding ). Indien er geen aandacht besteed wordt aan een hoogwaardige kwaliteit van het gerecycleerde granulaat en aan een specifieke betonsamenstelling, kan het sterkteverlies aanzienlĳk oplopen tot 30 à 40 % in vergelĳking met eenzelfde beton met natuurlĳke granulaten. Wanneer maximaal 30 % van de grove granulaten vervangen wordt door betongranulaten, is de invloed van de vervanging op de sterkte verwaarloosbaar [D5]. Indien het gerecycleerde granulaat van een goede en uniforme kwaliteit is, blĳkt de statistische afwĳking van de gemiddelde sterkte binnen aanvaardbare grenzen te vallen. Vergelĳkbare conclusies zĳn te trekken voor de (buig)treksterkte. Bĳ vervanging van de grove én van de fijne fractie kan het sterkteverlies (gemeten na 28 dagen) oplopen tot 40 % in vergelĳking met het conventionele beton. De mechanische eigenschappen van het gerecycleerde granulaat (bv. LA-waarde) blĳken weinig of geen invloed te hebben op de uiteindelĳke sterkte van het geproduceerde beton bĳ de normale sterkteklassen [D6, D12]. Beton met grovere (gerecycleerde) granulaten zou een hogere drukweerstand vertonen in vergelĳking met beton met kleinere granulaten (bv. 8/20 versus 4/16). Dit zou te wĳten zĳn aan de grotere aanwezigheid van aangehechte mortel bĳ de fijnere granulaten [D5]. Een aantal bronnen rapporteren ook een verband tussen de sterkte van het beton en de sterkte van het moederbeton. Zo zouden granulaten afkomstig van beton met lage sterkten resulteren in beton met lagere sterkte. In het algemeen bestaat er een goede correlatie tussen de (totale) water-cementfactor en de behaalde sterkte van het beton. Dit is onder andere ook gebleken uit vroeger WTCB-onderzoek, zoals aangegeven in afbeelding 19 (p. 45). Dit betekent dat men op basis van een goede mengselsamenstelling de betoneigenschappen kan gaan voorspellen. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

46 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Illustratie RecyBeton: resultaten druksterkte Binnen het RecyBeton-onderzoek (WTCB OCW OCCN, ) werd een referentiebeton aangemaakt met zes verschillende gerecycleerde betongranulaten (EE3, 320 kg cement, W/C = 0,50), en dit met vervangingspercentages van 20, 30 en 50 % v/v van de grove fractie. Uit de resultaten blĳkt dat alle betonsoorten de minimale vereiste sterkte behalen (zie afbeelding 17). De meeste samenstellingen hebben een iets lagere gemiddelde druksterkte dan het referentiebeton (met kalksteengranulaat), maar de verschillen zĳn klein. Er zĳn ook betontypes (bv. met betongranulaat A) die even goed of beter presteren dan het referentiebeton. Druksterkte na 28 dagen [MPa] 60 f ck + 4 ( = 41) % vervanging 20 % 50 % vervanging B1-0 B1-30A B1-30C B1-30G B1-30B B1-30D B1-30I B1-20A B1-20G B1-50A B1-50C B1-50G Fig.17 Afb. 17 Druksterkte na 28 dagen van een referentiebeton (B1-0) en een aantal betonsamenstellingen aangemaakt met zes verschillende gerecycleerde betongranulaten (A, B, C, D, G, I) en met vervangingspercentages van 20, 30 en 50 % van de grove fractie. De beoogde druksterkteklasse van het beton is C30/37. Illustratie NIB-project Stortklaar beton voor de toekomst Op één van de tien werven van dit NIB-project werden er door het O.B.B.C. (Oosterzeelse breek- en betoncentrale) drie verschillende betontypes (EE3, EE4 met en zonder lucht) gebruikt, telkens mét en zonder vervanging van de natuurlĳke granulaten door gerecycleerde granulaten (zie afbeelding 18). De overige parameters (cementdosering, water-cementfactor, curve ) werden voor alle betontypes telkens identiek gehouden. De druksterkte na 28 dagen blĳkt niet significant te verschillen voor beton mét of zonder gerecycleerde granulaten. 60 Druksterkte na 28 dagen [MPa] % C30/37 EE3 100 % C30/37 EE3 0 % C30/37 EE4 met lucht 100 % C30/37 EE4 met lucht 0 % C35/45 EE4 zonder lucht 30 % C35/45 EE4 zonder lucht 100 % C35/45 EE4 zonder lucht Afb. 18 Druksterkte na 28 dagen voor drie verschillende betontypes mét en zonder vervanging van de natuurlĳke granulaten door gerecycleerde granulaten. 44 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

47 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten R² = 0,8832 MPI 55 LG MPII Druksterkte [N/mm²] R² = 0,8832 R² = 0,8876 R² = 0,6504 KS BP STRB R² = 0, R² = 0, W/C-factor Afb. 19 Relatie tussen de druksterkte en de totale water-cementfactor. (KS = kalksteengranulaat, LG = lichtgewichtgranulaat, de overige zĳn gerecycleerde beton- en mengpuinsoorten) [D7] Andere mechanische eigenschappen De splĳttreksterkte van beton met gerecycleerde granulaten is lager dan bĳ conventioneel beton. Hoe hoger de vervangingsgraad, hoe groter het verschil [D4]. Dit effect geldt in mindere mate ook voor de buigsterkte. Bĳ een volledige vervanging van het grove granulaat door betongranulaat, neemt de statische elasticiteitsmodulus af met 15 tot 30 %. Bĳ een vervanging van de fijne en grove fractie daalt de statische elasticiteitsmodulus zelfs met 40 % [H1]. Bĳ het gebruik van gerecycleerde granulaten zĳn de krimp en kruip volgens de meeste auteurs hoger dan voor een vergelĳkbaar referentiebeton, tot 40 % (bĳ een 100 %-vervanging van de grove fractie). Bĳ beperkte vervangingspercentages (20 tot 30 %) zĳn deze fenomenen minder problematisch (zie afbeelding 20, p. 46) [V1]. Uit eigen onderzoek van het WTCB blĳkt dat de invloed op de krimp en kruip veel beperkter is. Vermoedelĳk ligt dit aan het feit dat er in het WTCB-onderzoek zeer kwalitatieve betongranulaten gebruikt werden. Bĳ de dimensionering van constructies kan men eventueel aangepaste rekenfactoren hanteren wanneer er recyclagebeton met hoge vervangingspercentages gebruikt wordt. Dit geldt voornamelĳk wanneer eigenschappen zoals krimp, kruip en de elasticiteitsmodulus relevant zĳn: bĳ grote belastingen, verhinderde krimpbewegingen Onder meer in Nederland en Zwitserland werden hiervoor rekenregels opgesteld [C4, S2]. Ter illustratie worden hieronder de aangepaste rekenregels weergegeven, zoals die in Nederland voorgesteld worden bĳ vervangingspercentages tussen 50 % v/v en 100 % v/v betongranulaat in beton [C4]: elastische vervorming (elasticiteitsmodulus E cm ): E cm moet vermenigvuldigd worden met factor k 2 = 0,9 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

48 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten de waarde van de kruipcoëfficiënt moet vermenigvuldigd worden met: k 4 = 1,4 indien f ck < 20 N/mm² k 4 = 1,4 indien f ck 20 N/mm² krimpverkorting: de bepaalde waarde moet worden vermenigvuldigd met factor k 5 = 1,4. Bĳ lagere vervangingspercentages wordt er geen correctiefactor voor de kruipcoëfficiënt en krimpverkorting opgenomen; men mag wel niet langer uitgaan van een substantiële marge bĳ het doorrekenen volgens de conventionele regel Hechting aan de wapening Het wetenschappelĳke onderzoek is niet helemaal eenduidig wat betreft de hechting van het beton met gerecycleerde granulaten aan de stalen wapening [B33]. Er is onderzoek dat aangeeft dat door het kleinere verschil tussen de elasticiteitsmodulus van de cementpasta en deze van het gerecycleerde granulaat, er een lagere spanningsconcentratie ontstaat en er dus een schĳnbare hogere hechtsterkte optreedt tussen het beton en het staal. Ander onderzoek stelt dat de hechtsterkte in grotere mate beïnvloed wordt door de kwaliteit van de betonpasta dan door het gebruikte granulaat. Ouderdom [dagen] 0, ,100 B3*0R Krimp [mm/m] -0,200-0,300-0,400 B3*30A B3*50A B3*50C B3*50G B3*0R 95 % B3*30A 95 % B3*50C 95 % B3*50G 95 % -0,500-0,600 Afb. 20 Krimpmetingen op een beton EE4 met een 30 %- en 50 %-vervanging van de grove fractie, en met een 100 %- en 95 %-voorverzadiging van de gerecycleerde granulaten. 46 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

49 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten DUURZAAMHEID VAN BETON Duurzaamheid van beton met gerecycleerde granulaten ten aanzien van zijn omgeving De duurzaamheid van beton wordt omschreven als de mogelĳkheid van het beton om te weerstaan aan chemische invloeden, externe omgevingsfactoren en fysische agentia. Een beton met een lange levensduur moet goede duurzaamheidseigenschappen vertonen. De duurzaamheid is afhankelĳk van factoren zoals de samenstellende delen (cement, verhouding tussen de bestanddelen ), de nabehandelingsomstandigheden, de aanwezige aantastingsmechanismen Algemeen gesproken, zorgt de hogere porositeit van beton met gerecycleerde granulaten voor een groter risico op verwering. Vandaar dat er bepaalde voorzorgsmaatregelen vereist zĳn bĳ de toepassing in bepaalde agressieve omgevingen; sommige toepassingen zĳn zelfs af te raden (wegens problematisch of onvoldoende ervaring). Door aangepaste cementgehalten en water-cementfactoren te hanteren, kan men de meeste problemen evenwel opvangen. Er kan eventueel een dikkere wapeningsdekking voorzien worden [V1] Weerstand tegen corrosie geïnitieerd door carbonatatie De carbonatatiesnelheid in beton met gerecycleerde granulaten is meestal hoger dan bĳ conventioneel beton wanneer in een dergelĳk beton alleen de granulaten vervangen worden [D4]. Anderzĳds zĳn de prestaties van het beton met gerecycleerde granulaten evenwaardig aan een beton met natuurlĳke granulaten van dezelfde druksterkte [C5]. Met andere woorden, de effectieve water-cementfactor en het mengselontwerp (incl. het vervangingspercentage) spelen een doorslaggevende rol. Bĳ de keuze van de wapeningsdekking bĳvoorbeeld, kan men rekening houden met een grotere carbonatatie. Omwille van een verwachte hogere porositeit van het beton, zou de carbonatatiesnelheid met 65 % kunnen toenemen bĳ een 100 %-vervanging. J. de Brito [D3] vatte de conclusies van een groot aantal studies (met verschillende samenstellingen, cementsoorten, vervangingspercentages ) samen in afbeelding 21. Ook Xiao [X1] komt na vergelĳkend onderzoek tot een gelĳkaardige besluit, al wordt er een tweede effect vastgesteld. Bĳ lage vervangingspercentages en bĳ het gebruik van grove granulaten is de invloed van het gerecycleerde granulaat op de 2 1,9 1,8 Relatieve carbonatatiediepte [%] 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1, Vervangingspercentage [%] Afb. 21 De invloed van het vervangingspercentage van betongranulaat in beton op de carbonatatiediepte [D3]. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

50 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten carbonatatie snelheid beperkt. Bĳ hogere vervangingspercentages is een duidelĳke verhoging van de carbonatatiesnelheid waar te nemen. Er kan nog een verder onderscheid gemaakt worden: wanneer het gebruikte betongranulaat afkomstig is van beton dat sterker is dan het beton dat ermee geproduceerd wordt, zal de invloed beperkter zĳn. Indien de originele beton- of cementmortel minder sterk is, zal de invloed groter zĳn. De conclusie van Thomas en zĳn collega's [T3] is dat bĳ een lage watercementfactor de lage porositeit van de nieuwe cementpasta dominant is, waardoor het beton met gerecycleerde granulaten een gelĳkaardig gedrag vertoont als het referentiebeton. Het probleem van hogere carbonatatie zou opgelost kunnen worden door een aangepaste lagere water-cementfactor te kiezen en dus een sterker beton te beogen. Dat bĳ hoge vervangingspercentages ook lage carbonatatiesnelheden gemeten kunnen worden, wordt op basis van een Duits onderzoek verklaard door een soort interne curing : het hogere (geabsorbeerde) watergehalte in de betongranulaten komt pas in een tweede fase vrĳ en zet dan nog niet-gehydrateerde cement om in cementsteen [K1]. Wanneer men een sterk carbonatatiegedrag verwacht of indien er uit een voorstudie van het betonmengsel blĳkt dat er een risico is op toegenomen carbonatatie, kan men voorzorgsmaatregelen nemen zoals bv. het voorzien van een grotere wapeningsdekking Weerstand tegen corrosie geïnitieerd door chloriden De algemene tendens van de resultaten in de wetenschappelĳke literatuur geeft aan dat er weinig verschil is in de prestaties tussen beton met of zonder gerecycleerde granulaten en dat de corrosieactiviteit dus vrĳ gelĳkwaardig is. Er werd wel vastgesteld dat de corrosiestromen in het betonstaal met een 100 %-vervanging van het grove granulaat, ietwat groter zĳn en dat de corrosie-initiatietĳd iets korter is in vergelĳking met het beton waarbĳ 20 of 50 % van de grove fractie vervangen werd door gerecycleerde granulaten. Illustratie RecyBeton: resultaten carbonatatiesnelheid Binnen het RecyBeton-onderzoek (WTCB OCW OCCN, ) werd een referentiebeton aangemaakt met zes verschillende gerecycleerde betongranulaten (EE3, 320 kg cement, W/C = 0,50), en dit met vervangingspercentages van 20, 30 en 50 % van de grove fractie (zie afbeelding 22). Uit de resultaten blĳkt dat op het vlak van de carbonatatie quasi alle betonsamenstellingen in dezelfde marge liggen als het referentiebeton. Sommige samenstellingen presteren zelfs beter. De cementkeuze (CEM I of CEM III) is voor de carbonatatie veel belangrĳker dan het gebruik van gerecycleerde granulaten (maximum 50 %). 8 7 Carbonatatiediepte na 28 dagen [mm] ,2 x referentie NBN B %-vervanging 20 % 50 % 30 % 0 B1-0 B1-30A B1-30C B1-30G B1-30B B1-30D B1-30I B1-20A Afb. 22 Carbonatatiediepte na 28 dagen voor betonsamenstellingen (met CEM III/A en met portlandcement, aangeduid met een P (vier mengsels rechts)), op basis van zes verschillende gerecycleerde betongranulaten (A, B, C, D, G, I) met vervangingspercentages van 20, 30 en 50 % van de grove fractie. B1-20G B1-50A B1-50C B1-50G B1-oP B1-30A-P B1-30C-P B1-30G-P 48 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

51 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Weerstand tegen vorst-dooicycli en dooizouten De vorst-dooibestendigheid van beton waarin het grove granulaat vervangen werd door gerecycleerd betongranulaat, is doorgaans iets lager dan die van conventioneel beton, maar nog steeds goed. Minderwaardig granulaat kan echter wel voor een verlaagde weerstand zorgen [A1, L1]. Ook ander internationaal (RILEM) en Duits onderzoek (B-I-M.de) stelt dat de vorst-dooiweerstand van beton met gerecycleerde granulaten geen probleem vormt (zie afbeelding 23) [B30, D5]. Alleen in zeer natte omstandigheden (volledig nat beton dat verzadigd is net voor het bevriest), die bĳ gewone bouwwerken zelden of nooit voorkomen, zouden er problemen met de vorstbestendigheid van het beton kunnen optreden [D12]. De vervangingsgraad heeft een zekere invloed, maar deze kan niet eenduidig vastgesteld worden. Uit praktĳkproeven in Vlaanderen blĳkt dat andere factoren een veel dominantere rol spelen in de vorstweerstand (afschilfering), zoals het al of niet gebruiken van een luchtbelvormer en bĳgevolg ook het luchtgehalte van het beton Weerstand tegen alkali-silicareactie (ASR) Net zoals bĳ de natuurlĳke granulaten, bestaat het risico dat de gerecycleerde granulaten potentieel reactief zĳn en een alkalisilicareactie in het beton veroorzaken. De vrees voor een ASR is bĳ de gerecycleerde granulaten nog groter door het mogelĳk poreuzere karakter van het beton, alsook door het hogere alkaligehalte dat in het beton geïntroduceerd wordt door de aangehechte cementpasta van het gerecycleerde granulaat. Omwille van de onzekerheid omtrent de herkomst van het materiaal, moeten de gerecycleerde granulaten altĳd als potentieel reactief beschouwd worden. De nieuwe bĳlage I van de NBN B [B5] reikt in dat geval een aantal mogelĳke oplossingen aan om de juiste maatregelen te nemen in functie van de risico s. Het gaat bĳvoorbeeld om het gebruik van low-alkali-cement en de opmaak van een alkalibalans. Ook het vooraf beproeven van het granulaat (bv. wanneer men vermoedt dat het moederbeton vervaardigd werd met potentieel reactieve granulaten [K2]) is een optie. Er wordt ingeschat dat men aan de hand van deze maatregelen het risico op een alkali-silicareactie in de praktĳk voldoende kan beperken [D6]. Bĳ het opmaken van de alkalibalans van het beton, kan het alkaligehalte van het betongranulaat via beproeving bepaald worden of kan men bv. een beroep doen op een veilige standaardwaarde (bv. 0,03 % Na 2 O eq.) (zie tabel 15, p. 50). 10 Gewichtsverlies [% m/m] Referentiebeton met grof rĳnzand (B1) Beton met 100 % gerecycleerde granulaten Vorst-dooicycli Afb. 23 Vorst-dooiweerstand van beton (referentiebeton en beton met 100 % gerecycleerde granulaten) [K1]. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

52 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Tabel 15 Alkaligehalte van negen op de Belgische markt beschikbare betongranulaten (d/d) (bron: RecyBeton-onderzoek). Alkaligehalte van betongranulaat (Na 2 O eq ) [%] A B C D E F G H I 0,0069 0,0177 0,0175 0,0122 0,0036 0,0122 0,0220 0,0261 0, Waterabsorptie van beton met gerecycleerde granulaten Beton met gerecycleerde granulaten zal in principe meer water opslorpen omdat de granulaten poreuzer zĳn. Dit kan een weerslag hebben op de duurzaamheidsprestaties van het beton in agressieve omstandigheden. Anderzĳds vormt de waterabsorptie in sommige gevallen ook een benaderende parameter (bv. in de beoordeling van de vorstdooiweerstand), en is het perfect mogelĳk dat het beton wel bestand is tegen het eigenlĳke aantastingsmechanisme, terwĳl het toch een hogere waterabsorptie vertoont. Bĳ beton voor wegenistoepassingen wordt er voor de beoordeling van de duurzaamheid (bv. vorst-dooiweerstand) in eerste instantie gekeken naar de aanwezigheid van voldoende lucht in het verse beton (> 4 % v/v), en vervolgens naar de bereikte druksterkte en de waterabsorptie door onderdompeling van het verharde beton. Wanneer de waterabsorptie niet voldoet (als benaderende parameter), wordt de beoordeling gebaseerd op een prestatieproef voor de bepaling van de weerstand tegen afschilfering. De waterabsorptie door onderdompeling wordt beproefd op verhard beton dat minstens 60 dagen oud is. Bĳ deze proef worden er cilindrische proefstukken met een oppervlakte van 100 cm² (dus met een diameter van 113 mm) uit de betonverharding ontnomen door middel van een kernboring. De waterabsorptie wordt gemeten op het bovendeel van de in dat deelvak geboorde kern, op een monster van 5 cm hoog. De gemiddelde waterabsorptie moet beperkt blĳven tot maximaal 6,0 % (SB 250 v.3.1 [M2]) of maximaal 6,3 % m/m (Qualiroutes 2016 [S3], voor D max 20 mm), en mag individueel respectievelĳk maximaal 6,5 en 6,8 % m/m bedragen. Deze waarden zĳn van toepassing op een éénlagige uitvoering of op de bovenlaag van een tweelagige uitvoering; deze eis is niet van toepassing op de onderlaag. Aangezien de eis voor de waterabsorptie uitgedrukt wordt in massaprocent [% m/m] ten opzichte van de droge massa van het beton, is bĳ het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in het betonmengsel (dat een lagere densiteit heeft dan conventioneel beton) deze numerieke waarde eigenlĳk strenger dan bedoeld. Deze eis zou dus versoepeld moeten worden met een bepaalde marge Uitzicht en afwerking In een aantal gevallen wenst men aan het beton een bepaalde zichtbare afwerking te geven. Het gebruik van gerecycleerde granulaten kan hierop een (negatieve) invloed hebben en wordt bĳgevolg afgeraden, tenzĳ men voldoende zekerheid kan verschaffen ( 9 ) over de betongranulaten: voor stortbetontoepassingen in het algemeen bestaat het risico dat er bv. ĳzerdeeltjes uit de oude wapening (of staalvezels) in het betongranulaat blĳven zitten. Wanneer deze ĳzerdeeltjes tĳdens het storten tegen de bekisting komen te zitten, kunnen ze nadien beginnen roesten en kunnen er dus bepaalde vlekken ontstaan (zie afbeelding 24, p. 51) vooral bĳ vloeren bestaat het risico dat er drĳvende deeltjes (hout, plastic ) in het betongranulaat aanwezig zĳn die komen bovendrĳven bĳ het storten. Deze worden doorgaans nog wel bedekt door een cement-kwarts-toplaagje, maar deze kan na verloop van tĳd afspringen (zie afbeelding 25, p. 51) specifiek voor vloeren die gepolierd of gelĳkaardig afgewerkt worden, zĳn er bĳkomende aandachtspunten in het verwerkings proces: de binding en uitharding en de evolutie van de consistentie van het beton met gerecycleerde granulaten kan anders zĳn dan voor conventioneel beton, waardoor ook het afwerkingsproces anders kan verlopen (in de tĳd en qua werkwĳze). ( 9 ) In principe kan men een lot betongranulaten beproeven op de aanwezigheid van verontreinigingen en drĳvende deeltjes, het is evenwel quasi onmogelĳk om alle risico uit te sluiten. 50 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

53 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten SAMENVATTING Aan de hand van het hier gegeven overzicht wordt duidelĳk dat op wetenschappelĳk en betontechnologisch gebied de meeste zaken zoals porositeit, mechanische sterkte, duurzaamheid, ontwerpcriteria onderzocht werden. We kunnen dus besluiten dat bĳ beperkte vervangingspercentages (bv. 20 % of 30% van de grove fractie, zoals ook al toegestaan in de NBN B (2012) [B4]), men door het gebruik van een betongranulaat van goede kwaliteit en door lichte aanpassingen aan de mengselsamenstelling, een beton kan bekomen dat in alle opzichten (verwerkbaarheid, sterkte, vervorming, duurzaamheid) equivalent kan zĳn aan een gelĳkaardig beton met primaire granulaten. Ook voor hogere vervangingspercentages (tot 100 %) en voor hogere betonsterkten bestaat er een potentieel voor gerecycleerde granulaten, maar moet men meer rekening houden met de effecten van het recyclagegranulaat op de betoneigenschappen door de rekenregels aan te passen of door de betonsamenstelling te veranderen. Onderzoek heeft aangetoond dat de productie op grote schaal van beton met gerecycleerde granulaten mogelĳk is. De belangrĳkste invloedfactoren zĳn: de water-cementfactor die de sterkte bepaalt en ook een invloed heeft op de duurzaamheid, het type granulaat (grof/fijn, hoogwaardig/normaal, betongranulaat/menggranulaat ) en het vervangingspercentage. Afb. 24 Roestige uitlopers die zichtbaar zĳn op een buitenwand van het Recyhouse (opgebouwd uit beton met mengpuingranulaten). Afb. 25 Detail van een betonvloer in het Centrum Duurzaam Bouwen in Heusden-Zolder vervaardigd uit ongefilterd mengpuingranulaatbeton: de houten deeltjes zitten vlak onder het betonoppervlak, waardoor het cementlaagje dat de houten deeltjes bedekt na verloop van tĳd afspringt. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

54 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten 3.2 AANDACHTSPUNTEN BĲ DE PRODUCTIE VAN BETON MET GERECYCLEERDE GRANULATEN De inherente eigenschappen van gerecycleerde granulaten (heterogene herkomst, hogere waterabsorptie, lagere dichtheid) vereisen dat de betonsamenstelling en de productiemethode hierop afgestemd worden. In de volgende paragrafen worden hiervoor een aantal praktische richtlĳnen geformuleerd MENGSELSAMENSTELLING Mengselontwerp Het is in principe de taak van de betonproducent om de mengselsamenstelling te bepalen. Verschillende theoretische benaderingen zĳn mogelĳk om tot een geschikte samenstelling te komen. In ieder geval is het belangrĳk om een continue korrelkromme na te streven en de hoeveelheid fijnen (zeer fijne deeltjes) onder controle te houden. De verwerkbaarheid kan verhoogd/verbeterd worden door een voldoende hoge zandfractie te voorzien (meer mortel), wat dan weer de waterbehoefte zal verhogen Samenstellende delen De keuze voor het cementtype hangt uiteraard af van een aantal factoren die ook bĳ conventioneel beton een rol spelen: het toepassingsgebied, de vereiste sterkte en sterkteontwikkeling, de klimatologische omstandigheden Een mogelĳk aandachtspunt is het risico op een alkali-silicareactie of ASR. Deze reactie treedt op wanneer er reactief silica aanwezig is in de granulaten dat reageert met het water en met de alkaliën uit het beton (poriënwater). Er ontstaan gelvormige producten die zwellen en hierdoor kan het beton gaan scheuren. Aangezien gerecycleerde granulaten normaliter een onbekende afkomst hebben, worden ze in een aantal landen als potentieel reactief of als reactief beschouwd en dient men voorzorgen te nemen tegen ASR. Een voor de hand liggende maatregel naast het beperken van het vervangingspercentage, is de keuze voor een cement met een lager alkaligehalte: namelĳk een LA-cement [B30]. Meer informatie kan men terugvinden in bĳlage I van NBN B [B5]. Gerecycleerde granulaten kunnen de verwerkbaarheid nadelig beïnvloeden. Het kan dus zĳn dat men een bĳkomende hulpstof nodig heeft. De extra hoeveelheid superplastificeerder die noodzakelĳk is om eenzelfde verwerkbaarheid te behalen, is ook afhankelĳk van de gebruikte zandsoort (fijnheid) en van de gebruikte superplastificeerder. Binnen het ValReCon20-onderzoek werd vastgesteld dat bĳ de mengsels met verschillende types betonpuin maar met hetzelfde zandtype en dezelfde superplastificeerder, het type betonpuingranulaat zo goed als geen effect had op de verwerkbaarheid [B30] COMPENSATIESTRATEGIEËN Zoals aangegeven in bovenstaande paragrafen heeft het gebruik van gerecycleerde granulaten mogelĳk een invloed op de prestaties van het verse en het verharde beton. Deze effecten kunnen echter wel in grote mate opgevangen worden door het naleven van een aantal richtlĳnen. In eerste instantie moet men kiezen voor een gepast mengselontwerp, met een goede reologie en samenstelling. Bovendien is ook de kwaliteit van de gebruikte gerecycleerde granulaten zeer belangrĳk: hoe beter de intrinsieke kwaliteit is, hoe kleiner de (negatieve) invloed zal zĳn op de betoneigenschappen. In principe kunnen de eigenschappen van de gerecycleerde granulaten variëren, vanwege hun inherente heterogene afkomst. Een groot deel van deze variaties kan opgevangen worden door een goed productieproces (zie hoofdstuk 2, p. 21). Hetzelfde geldt voor het vervangingspercentage: hoe minder granulaat vervangen wordt, hoe kleiner de invloed zal zĳn. 52 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

55 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Daarnaast bestaan er nog een aantal andere mogelĳkheden om bepaalde effecten op te vangen: het verlagen van de (effectieve) water-cementfactor: de verhouding tussen het (vrĳe) water en de cement bepaalt in grote mate de sterkte (en de duurzaamheid) van het beton. Door meer cement toe te voegen voor een zelfde hoeveelheid water, kan men een performanter eindresultaat bekomen. De cementverhoging kan eventueel deels gecompenseerd worden door meer water toe te voegen, om de verwerkbaarheid op peil te houden. Als alternatief kan men ook de hoeveelheid water verlagen en meer superplastificeerder gebruiken het verhogen van het cementgehalte met dezelfde water-cementfactor het aanpassen van het mengproces (zie ook 3.2.3) het toevoegen van minerale of andere toevoegsels (bv. vliegas, hoogovenslak of kalksteenfiller) kan positieve effecten hebben op de sterkte en/of de duurzaamheid van het beton. Hierbĳ dient men erop toe te zien dat een positief effect op één kenmerk, mogelĳk ook andere negatieve effecten kan hebben op andere kenmerken PRODUCTIEPROCES: WATERHUISHOUDING EN MENGPROCES Absorptiegedrag De theoretisch berekende betonsamenstelling gaat uit van het volume dat de granulaten inclusief de (verzadigde) poriën innemen in een kubieke meter beton. Aangezien deze granulaten poreus zĳn, kunnen ze zich in principe volzuigen met het toegevoegde aanmaakwater. Om ervoor te zorgen dat het aanmaakwater dat nodig is voor de hydraulische binding en de verwerkbaarheid van het mengsel effectief daarvoor gebruikt wordt en niet opgeslorpt wordt door de poreuze granulaten, zĳn een aantal productiestrategieën mogelĳk: volledige verzadiging van de gerecycleerde granulaten voorafgaand aan het mengproces: onderdompeling in een waterbak gedurende 24 uur of langer. Op dat moment kan het water dat tussen de granulaten zit, beschouwd worden als vrĳ aanmaakwater dat niet meer toegevoegd moet worden aangezien de granulaten op korte tĳd (max. 10 minuten) het grootste deel van het beschikbare water opslorpen, kan er ook gedurende 10 tot 20 minuten voorbevochtigd worden bĳ natte weersomstandigheden is het vochtgehalte van de granulaten (bepaald via droging) doorgaans hoger dan de waterabsorptie van de granulaten. Men kan er dus van uitgaan dat de granulaten zowat 95 % van hun waterabsorptie op 24 uur effectief geabsorbeerd hebben, en bĳgevolg quasi verzadigd zĳn. Het verschil tussen het gemeten vochtgehalte en de WA 24 (of 95 % daarvan) kan beschouwd worden als vrĳ water bĳ droog weer of bĳ droge opslag beschermd tegen regen, zullen de granulaten minder water bevatten dan ze kunnen absorberen. Uit de gegevens van het ValReCon20-onderzoek blĳkt dat het vochtgehalte zich stabiliseert rond de 3 % m/m wanneer de granulaten gedurende lange tĳd binnen bewaard worden [B30]. Op dat moment moet er water toegevoegd worden om het absorptiegedrag te compenseren in principe kunnen de granulaten op verschillende manieren bevochtigd worden. Men kan ze door een waterbad sturen of ze besproeien in de opslagplaats of in de bunker of tĳdens het transport naar de menger vermits de granulaten op enkele minuten 75 tot 90 % van het absorptiewater absorberen, kan men ervan uitgaan dat het merendeel van het water opgezogen wordt tĳdens deze korte periode veiligheidshalve kan in het mengproces en in de berekende samenstelling gerekend worden met een waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten die slechts 75 tot 85 % bedraagt van de waarde na 24 uur (WA 24 ). Op die manier kan er uiteraard iets minder vrĳ water toegevoegd worden (met een invloed op de verwerkbaarheid), maar wordt de maximale water-cementfactor niet overschreden indien er toch wat water uit de granulaten zou lekken in het mengsel verzadiging van de granulaten tijdens het mengproces: in de meest eenvoudige vorm wordt het water dat de granulaten zullen absorberen samen met het vrĳe water toegevoegd in het mengproces. Het is echter niet zeker dat al het water nog door de granulaten geabsorbeerd wordt, indien het water zich al met de cement vermengt tot een pasta. Indien nodig moet niet de volledige hoeveelheid absorptiewater toegevoegd worden, maar slechts een deel ervan (bv. 75 tot 85 %) een alternatieve methode bestaat uit de zogenaamde Two Stage Mixing Approach [T1]: de gerecycleerde granulaten worden gedurende 1 minuut gemengd in de menger met de helft van het toe te voegen water (de som van het vrĳe water + het water dat door de granulaten geabsorbeerd kan worden) en de cement. Op die manier worden de scheuren en poriën van de gerecycleerde granulaten opgevuld met cementpap Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

56 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten in een tweede fase wordt gedurende 2 minuten gaandeweg de andere helft van het water aan het mengsel toegevoegd deze methode vereist uiteraard een aangepaste menginstallatie of een langere mengtĳd per batch, iets wat in de praktĳk economisch onhaalbaar of onrendabel is wanneer men vertrekt van granulaten die een zeker vochtgehalte hebben, is het belangrĳk om dit vochtgehalte te kennen voordat men start met het mengen. Het is eveneens belangrĳk om het vochtgehalte van de granulaten op meerdere momenten tĳdens de dag te meten, bĳ variabele weersomstandigheden innovatieve benadering: een derde optie kan erin bestaan om het absorptiegedrag van de granulaten te beïnvloeden, door deze bv. te omhullen met een soort coating of door deze dichter en dus minder absorberend te maken via versnelde carbonatatie van het betongranulaatoppervlak. Op dit moment is de ervaring met dit soort technieken echter te beperkt om deze al in de praktĳk te implementeren Effectieve water-cementfactor De Belgische betonnorm NBN B (2018) [B5] voorziet een correctie op de water-cementfactor indien er absorberende granulaten (WA 24 > 3 %) gebruikt worden. Deze factor is in feite een veiligheidsmarge, die rekening houdt met het werkelĳke vochtgehalte van de granulaten die buiten op voorraad bewaard worden. De factor houdt eveneens rekening met het feit dat een deel van het water dat het vochtgehalte bepaalt, niet door de granulaten geabsorbeerd is of wordt, maar deel uitmaakt van het vrĳe water Mengproces De keuze van de mengmethode en de voorverzadigingstechniek heeft een invloed op de betonprestaties en de variabiliteit van deze prestaties. Verzadiging vooraf levert volgens een aantal auteurs een iets lagere sterkte op dan het toevoegen van extra water bĳ het mengen [D4]. Eigen onderzoek (RecyBeton) toont echter aan dat voorverzadiging betere resultaten oplevert dan het toevoegen van al het water (absorptiewater + vrĳ water) tĳdens het mengproces. De betoncentrale moet hierover dus zelf de nodige knowhow opbouwen. Daarnaast moet men aandacht besteden aan de terugval van de consistentie doorheen de tĳd. Vaak zien we, zeker in laboratoriumomstandigheden (bv. in het RecyBeton-onderzoek (zie afbeelding 26, p. 55)), dat de consistentie van beton met gerecycleerde granulaten sneller terugvalt dan de consistentie van beton zonder gerecycleerde granulaten. Het is bĳgevolg aan te raden om de receptuur te laten opstellen door een gediplomeerd betontechnoloog en voldoende initiële typeproeven (Initial Type Testing of ITT) uit te voeren, teneinde genoeg voeling met en kennis over het gedrag van het beton te verzamelen. Zo kan men ook op een meer frequente basis een droogbrandingsproef uitvoeren om de effectieve water-cementfactor te bepalen PRAKTISCHE AANDACHTSPUNTEN Voor een betoncentrale betekent het gebruik van gerecycleerde granulaten uiteraard dat er extra ruimte nodig is om deze voorraad op te slaan. Naargelang van de mengwĳze (volledig verzadigd, droog, evenwichtsvochtgehalte...), moet men ook de nodige aandacht besteden aan de opslagmethode: onder water, overdekt en droog... Dit geldt eveneens voor het transport van de granulaten op de site van de betoncentrale: zo kunnen er overkappingen voorzien worden op de transportbanden om de granulaten te beschermen tegen de regen. Een ander aandachtspunt is de mogelĳke resthydrauliciteit van het verse gebroken granulaat. Hierdoor zouden de gerecycleerde granulaten terug kunnen gaan binden en op die manier aaneenkoeken. Bĳ een normale opslag, waarbĳ silo s en druk vermeden worden, zou dit geen probleem mogen opleveren, zeker wanneer men de fijne fractie uit het granulaat verwĳderd heeft. 54 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

57 3. Beton met gerecycleerde betongranulaten Concrete berekening van de effectieve water-cementfactor In dit voorbeeld gaan we uit van 300 kg (droge) gerecycleerde granulaten, die een WA 24 van 5 % hebben: 1. gemeten vochtgehalte granulaten s morgens: 8 %: feitelĳk theoretisch geabsorbeerd water (volledige WA 24 ) = 5 % x 300 kg = 15 liter vrĳ water ten gevolge van het betongranulaat: 8 % - 5 % = 3 % x 300 kg = 9 liter effectieve water-cementfactor (W/C eff ) = 0,50 (300 kg cement, 150 liter water): correctiefactor: water-cementfactor met 0,02 verlagen te gebruiken in ontwerp: W/C eff = 0,48 totaal vrĳ water toegelaten = 144 liter vrĳ water ingebracht via betongranulaat (in veronderstelling WA 24 = absorptie) = 9 liter toe te voegen water in de praktĳk = 135 liter 2. beschutte opslag: vochtgehalte van het betongranulaat: 3 %: feitelĳk reeds geabsorbeerd water = 3 % x 300 kg = 9 liter vrĳ water ten gevolge van het betongranulaat = 0 % extra water toevoegen om het betongranulaat te verzadigen = 2 % van 300 kg = 6 liter effectieve water-cementfactor (W/C eff ) = 0,50 (300 kg cement, 150 liter water): correctiefactor: water-cementfactor met 0,02 verlagen te gebruiken in ontwerp: W/C eff = 0,48 totaal vrĳ water toegelaten = 144 liter vrĳ water granulaat: 0 liter toe te voegen extra absorptiewater: 6 liter toe te voegen water in praktĳk: = 150 liter. We willen hierbĳ opmerken dat deze berekening louter illustratief is. (Vrĳ) water wordt ook geïntroduceerd in het mengsel door het gebruik van andere zandsoorten en natuurlĳke granulaten. Behoud van consistentie Zetmaat (slump) [mm] %-vervanging 30%-vervanging 50 %-vervanging Tijd [min] (t 0 = contact water-cement) Afb. 26 Vergelĳking van de evolutie van de zetmaat in de tĳd voor mengsels met 0 %, 30 % en 50 % gerecycleerde granulaten. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

58 in samenwerking met 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten In dit hoofdstuk wordt de toepassing van het beton op de bouwwerf besproken. Dit omvat het hele proces: het voorschrĳven en bestellen van het beton, de uitvoering door de aannemer en de kwaliteitsborging. 4.1 UITVOERING OP DE WERF Na de productie van de granulaten en de productie van het beton, moet het beton door de aannemer op de werf geplaatst worden. In principe wordt er bĳ de aanmaak van het beton gestreefd naar het maken van een beton waarvan de eigenschappen gelĳkaardig zĳn aan deze van het conventionele beton zonder gerecycleerde granulaten, waardoor er in functie van het gebruikte granulaat (type en kwaliteit) en van het vervangingspercentage weinig zaken veranderen in de omgang met het beton op de werf. In de wetenschappelĳke literatuur is er al bĳ al weinig specifieke informatie terug te vinden over de afwĳkende aspecten voor de uitvoering van beton met gerecycleerde granulaten. Een aantal mogelĳk relevante aspecten worden in de volgende paragrafen verder toegelicht, waarbĳ er verwezen wordt naar de structuur en de inhoud van de NBN EN (2011) Uitvoering van betonconstructies [B23] en de Belgische aanvulling NBN B [B8] op deze Europese norm. De nadruk wordt gelegd op 8 van NBN B [B8] en NBN EN [B23], namelĳk het betonstorten. In van deze monografie kan u een overzicht terugvinden van de aspecten die behandeld worden in 8 van de NBN B en NBN EN In de rest van dit hoofdstuk worden de andere relevante aspecten behandeld BETONSTORTEN ( 8 VAN NBN B [B8] EN NBN EN [B23]) De volgende onderwerpen worden behandeld in 8 van de NBN B en NBN EN 13670: 8.1 Betonspecificatie: de algemene bepalingen zĳn van toepassing. In 4.2 (p. 58) van deze monografie wordt er dieper ingegaan op het bestellen en voorschrĳven van beton 8.2 Handelingen voorafgaand aan het betonstorten: geen bĳkomende aandachtspunten 8.3 Levering, ontvangst en vervoer van het verse beton op de bouwplaats: vanwege het poreuze gehalte van de betongranulaten is het mogelĳk dat de verwerkbaarheid en de verpompbaarheid van de betonspecie sneller teruglopen dan normaal. Dit effect kan vooral optreden bĳ hogere vervangingspercentages 8.4 Plaatsing en verdichting: beton met gerecycleerde granulaten kan net zo goed met de kubel als met de betonpomp gestort worden. Bĳ lage vervangingspercentages zal de verwerkbaarheid van het beton met gerecycleerde granulaten normaliter niet afwĳken van het gewone beton. De consistentie kan indien nodig steeds bĳgeregeld worden door de toevoeging van een plastificeerder of superplastificeerder. Bĳ hogere vervangingspercentages stelt men vast dat er een terugval van de consistentie kan optreden in de tĳd, in functie van het productieproces (voorbevochtigen, mengproces ). Dit gedrag moet op voorhand goed ingeschat worden, zodat men er rekening mee kan houden op de werf naargelang van de voorziene verwerkingsmethode en -periode, de periode van afwerking van het beton Het is niet zo dat bleeding of ontmenging in grotere mate optreden. Wel is het zo dat er zich een ander bindings- en verhardingsgedrag kan voordoen. Door een snellere binding wordt het beton moeilĳker te verdichten. Slankere bouwdelen (wanden, kolommen) vereisten een goede verdichting om grindnestvorming te vermĳden, net zoals bĳ conventioneel beton 56 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

59 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten 8.5 Nabehandeling en bescherming: de nabehandeling van beton met gerecycleerde granulaten is, net zoals voor conventioneel beton, belangrĳk. Doorgaans heeft curing of nabehandeling hetzelfde effect op beton met gerecycleerde granulaten als op beton zonder gerecycleerde granulaten [F1] 8.6 Handelingen na het betonstorten en 8.8 Afwerking van het oppervlak: het gebruik van gerecycleerde granulaten in zichtbeton wordt niet aangeraden, zoals reeds eerder aangegeven werd, omdat men niet vertrouwd is met deze techniek en er inherente risico s op de aanwezigheid van verontreinigende substanties aan verbonden zĳn BEHEER VAN UITVOERING ( 4 VAN DE NBN B [B8]) Voor een goed beheer van de uitvoering moet er de nodige aandacht besteed worden aan de: opleiding: voor de uitvoering op de werf is geen specifieke opleiding vereist. De verantwoordelĳke voor het aanmaken van het beton dient wel geschoold te zĳn, aangezien er op betontechnologisch vlak enkele zaken verschillen in vergelĳking met conventioneel beton. Een aandachtspunt dat bĳ de opleiding van het uitvoerende personeel aan bod kan komen, is dat de start van de binding en/of de verharding op een ander moment kan optreden, men moet hier dus voldoende aandacht aan besteden bĳ de uitvoering specificatie: bĳ het bestellen en/of voorschrĳven van beton wordt het gebruik van gerecycleerde granulaten beschreven bĳ de aanvullende eisen documentatie: de duurzaamheid van beton met gerecycleerde granulaten heeft zich nog niet ten volle in de praktĳk kunnen bewĳzen. Om de prestaties van het beton op lange termĳn (jaren) te kunnen opvolgen, is het aan te raden om te documenteren in welke toepassingen beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd en welke de specificaties van het gebruikte beton waren kwaliteit en keuring van de materialen: in 4.3 (p. 59) van dit document wordt er dieper ingegaan op dit aandachtspunt SCHORINGEN EN BEKISTINGEN ( 5 VAN DE NBN B [B8]) In theorie zou de lagere volumieke massa van het beton of de hogere initiële vloeibaarheid (bv. omdat men op die manier de terugval in consistentie wil compenseren), een invloed kunnen hebben op de bekistingsdrukken [K2]. In de realiteit zal de invloed van de geschetste fenomenen echter beperkt zĳn en dient men hier geen rekening mee te houden WAPENING ( 6 VAN DE NBN B [B8]) Het wetenschappelĳke onderzoek is niet helemaal sluitend wat de hechting van het beton aan de stalen wapening betreft [B33]. Er is onderzoek dat aangeeft dat er een lagere spanningsconcentratie en bĳgevolg een schĳnbare hogere hechtsterkte optreedt tussen het beton en het staal, ten gevolge van het kleinere verschil tussen de elasticiteitsmodulus van de cementpasta en deze van het gerecycleerde granulaat. Ander onderzoek stelt dat de hechtsterkte in grotere mate beïnvloed wordt door de kwaliteit van de betonpasta dan door het gebruikte granulaat. Om een goede hechting te verzekeren, is het belangrĳk dat er voldoende aandacht besteed wordt aan de verdichting van het beton en aan het krimpgedrag bĳ de uitvoering VOORSPANNING ( 7 VAN DE NBN B [B8]) Het gebruik van gerecycleerde granulaten is doorgaans niet toegestaan in voorgespannen beton. Dit is het geval in Duitsland vanwege de beperking in druksterkteklasse (C30/37) en in Zwitserland omdat men er vanuit gaat dat er altĳd chloriden in het betongranulaat aanwezig kunnen zĳn. In Nederland worden er geen expliciete beperkingen in verband met het gebruik in voorgespannen beton opgelegd. In België moet de gebruiksgeschiktheid van het gerecycleerde granulaat voor deze toepassing aangetoond worden. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

60 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten 4.2 VOORSCHRĲVEN EN BESTELLEN VAN BETON MET GERECYCLEERDE GRANULATEN Er bestaan verschillende mogelĳke opties voor het voorschrĳven en bestellen van beton met gerecycleerde granulaten OPTIE 1: BINNEN HET HUIDIGE NORMENKADER De basisvoorschriften uit het normatieve kader (NBN EN 206 [B10] en NBN B [B5]) worden opgevolgd. Indien het beton gerecycleerde granulaten moet bevatten, zal dit beschreven worden in het vak E Aanvullende eisen (zie tabel 16) [P3]. Voor de rest worden alle bepalingen uit de normen gevolgd en men werkt dus binnen het gangbare kader. In het lastenboek kan ook telkens aangegeven worden welke punten er bĳkomende aandacht verdienen (bv. krimpgedrag, moment van afwerking, verdichting ). Het is belangrĳk om te weten dat de betoncentrale steeds (via de leveringsbon) moet melden dat ze beton met gerecycleerde granulaten heeft afgeleverd op de werf. Ook voor wegenistoepassingen kan men in Vlaanderen in principe naar de gewone bepalingen van het SB 250 [M2] verwĳzen. Tabel 16 Vak E uit waarin de aanvullende eisen met betrekking tot de gerecycleerde granulaten beschreven worden. A B1/B2 C D E Druksterkteklasse Gebruiksdomein en omgevingsklasse Gewapend beton (GB) Omgevingsklasse E0 of EI of EE2, Consistentieklasse Nominale grootste korrelafmeting S3, S4 Afhankelĳk van de toepassing (doorgaans D max van 16 of 20 mm) Aanvullende eisen Doorgaans C20/25 of C25/30 of C30/37 De fractie grove granulaten wordt voor 20 % vervangen door gerecycleerde betongranulaten die voldoen aan de eisen uit van de norm NBN B OPTIE 2: HET BESTAANDE NORMENKADER ALS VERTREKPUNT De NBN B [B5] laat toe om verder te gaan dan de basisvoorschriften, op voorwaarde dat de gebruiksgeschiktheid van de samenstelling voor de specifieke toepassing aangetoond wordt. Men kan dus andere omgevingsklassen of sterkteklassen beogen, op voorwaarde dat het voldoende onderbouwd wordt dat het beton geschikt is voor dit gebruik. Wanneer men het gebruik van gerecycleerde granulaten in dergelĳke toepassingen dus voorschrĳft, blĳft de connectie met het normenkader behouden, maar specifieke zaken moeten wel verder beschreven worden, in eerste instantie hoe de geschiktheid aangetoond moet worden. Bĳ het voorschrĳven, moet er verwezen naar de relevante paragrafen uit de NBN B en dient men duidelĳk aan te geven waar men in principe afwĳkt van de geldende Belgische normering en wat de gevolgen hiervan zĳn voor het realisatieproces (ontwerp, voorbereiding en uitvoering) OPTIE 3: ZONDER REFERENTIE NAAR DE GELDENDE NORMEN Wanneer men nog een stap verder wil gaan (bv. 100 %-vervanging toepassen of een toepassing in een omgevingsklasse die niet door de norm wordt gedekt), wĳkt men af van het normatieve kader. Er moet dan duidelĳk aangegeven worden wat de bepalingen voor het beton, de voorbereiding en de uitvoering precies zĳn, en op welke manier de kwaliteitsborging verloopt (zie 4.3, p. 59). De bouwheer en de ontwerper zĳn op dat moment verantwoordelĳk voor de gemaakte keuzes, aangezien ze handelen buiten de codes voor de goede praktĳk. 58 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

61 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten 4.3 OPVOLGING VAN DE KWALITEIT HET BESTAANDE KADER VOOR KWALITEITSBORGING Vermits het gebruik van gerecycleerde granulaten opgenomen werd in de verschillende betonnormen en voorschriften, kan het beton in principe volgens de gangbare systemen voor kwaliteitsborging (zoals het BENOR-reglement TRA 550) gecertificeerd worden. Dit geldt echter uitsluitend voor het welomlĳnde toepassingsgebied dat vastgelegd werd in de NBN B [B5], het SB 250 [M2], de normen voor betonproducten... Wanneer men andere toepassingen beoogt (bv. hogere vervangingspercentages, andere omgevingsklassen, hogere sterkteklassen), treedt men (deels) buiten het normatieve en prescriptieve kader. In dat geval kan men niet langer een beroep doen op de goed gekende systemen die de conformiteit garanderen. Het blĳft uiteraard wel belangrĳk dat de kwaliteit doorheen het proces verzekerd wordt. De bouwheer zal in deze situatie zelf moeten instaan voor de nodige controles en verificaties van de eigenschappen van het beton op de werf. Er kan eventueel geopteerd worden voor een lot- of partĳkeuring door een onafhankelĳke derde instantie om een gelĳkaardig niveau van borging te bekomen dan datgene wat gangbaar is via de gekende certificatiesystemen STAPPENPLAN VOOR EEN KWALITEITSVOLLE TOEPASSING VAN BETON MET GERECYCLEERDE GRANULATEN Om tot een geslaagd eindresultaat te komen en voldoende vertrouwen in de toepassing van beton met gerecycleerde granulaten te creëren bĳ de verschillende betrokken partĳen (bouwheer, aannemer, studiebureau, architect, verzekeraar ), moeten er een aantal stappen doorlopen worden om de kwaliteit te waarborgen van het in het project toegepaste beton. Het stappenplan omvat in principe drie grote fasen, die schematisch weergegeven zĳn in afbeelding 27 (p. 60) Stap 1: keuze van de toepassingen Afhankelĳk van het op de werf gebruikte betontype en van het ambitieniveau (welke grondstoffen worden vervangen (grof en/of fijn, vervangingspercentage (hoog/laag) ), is extra onderbouwing van de betoneigenschappen al dan niet wenselĳk. In functie van het ambitieniveau kunnen dan de meest geschikte toepassingen voor een project geïdentificeerd worden in het ontwerp, in overleg met de architect en het studiebureau: bĳ een 20 %- of 30 %-vervanging van de grove granulaten door betongranulaten in een beton met sterkteklasse C25/30 of C30/37 dat bedoeld is voor de door de norm gedekte omgevingsklassen (E0, EI, EE1, EE2, EE3), is er geen aanzienlĳke invloed op de betoneigenschappen en geen significant risico te verwachten. Deze betontypes zĳn beschreven in de huidige Belgische norm voor stortbeton NBN B [B5] en kunnen dus beschouwd worden als conventioneel beton bĳ hogere vervangingspercentages kunnen de betoneigenschappen behoorlĳk beïnvloed worden, zoals gebleken is uit hoofdstuk 3 (p. 41). Het gaat voornamelĳk over de volgende betoneigenschappen: de verwerkbaarheid, druksterkte en duurzaamheid andere mechanische eigenschappen: elasticiteitsmodulus, krimp, kruip... Het is hierbĳ vooral belangrĳk om na te gaan vanaf welk moment men buiten het bestaande kader en de vooropgestelde veiligheidsfactoren van de stabiliteitsberekeningen valt, waardoor de materiaaleigenschappen en -parameters gecorrigeerd zouden moeten worden. In Nederland wordt hiervoor bv. de grens van 50 % v/v-vervanging van het grove granulaat gehanteerd bepaalde toepassingsgebieden zoals hogere druksterkteklassen, maar vooral omgevingen die zwaarder blootgesteld worden zĳn nog niet toegestaan door de normen en behoeven extra aandacht. Men dient dus op voorhand goed na te denken of het ambitieniveau overeenkomt met de gewenste toepassingen bĳ hogere vervangingspercentages. Indien men effectief hoog mikt, kan het noodzakelĳk zĳn om een aantal effecten op voorhand beter te onderbouwen (bv. rekenregels of krimpgedrag), alsook om tĳdens de werf meer opvolging te voorzien (bv. behoud van consistentie, variabiliteit in de eigenschappen ). Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

62 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten STAP 1 Keuze toepassingen STAP 2 Voorbereiding STAP 3 Uitvoering Voorschrĳver Betonproducent Aannemer Opdrachtgever Afb. 27 Stappenplan voor een kwaliteitsvolle toepassing van beton met gerecycleerde granulaten Stap 2: voorbereiding op de breek- en betoncentrale: kwaliteit van het granulaat en voorbereidende proeven Voor de uitvoering van de werken is het aangewezen dat er een aantal zaken voldoende beheerst en onderbouwd worden bĳ het maken van het beton. Er zĳn dus steeds een aantal eigenschappen van het gerecycleerde granulaat en het beton dat ermee gemaakt wordt, die men voorafgaand aan de werken moet bepalen. Deze basisset kan uitgebreid worden in functie van de gekozen toepassingen en het vervangingspercentage Basisset: eigenschappen van gerecycleerde granulaten en beton Initiële proeven en voldoende kennis van de grondstoffen zĳn noodzakelĳk voor alle nieuwe betonsamenstellingen die men wil toepassen. Zowel de grondstoffen (gerecycleerde granulaten) als de basiseigenschappen van het beton moeten altĳd gekarakteriseerd en geverifieerd worden, onafhankelĳk van het uiteindelĳke toepassingsgebied Kwaliteit van het betongranulaat De Belgische betonnorm NBN B [B5] formuleert een set van eigenschappen waaraan het gerecycleerde granulaat moet voldoen om beschouwd te worden als voldoende kwalitatief. Dit stemt quasi volledig overeen met de definitie van de hoogwaardige betongranulaten conform het SB 250 [M2]. De gerecycleerde granulaten moeten beantwoorden aan de volgende eigenschappen om als voldoende kwalitatief beschouwd te worden: d 4 mm en D 10 mm de samenstelling van de granulaten moet minimaal Rc 90 /Rcu 95 /Ra 1- / XRg 0,5- /FL 2- zĳn, conform NBN EN [B17] de prestaties van de granulaten moeten minimaal tot de volgende categorieën behoren: FI 20, f 1,5, LA 35, SS 0,2, A 40 conform NBN EN [B17] de volumieke massa (ρ rd ) is hoger dan of gelĳk aan kg/m³ de waterabsorptie na 24 uur (WA 24 ) is lager dan of gelĳk aan 10 %, met een maximale variatie van ± 2 % ten opzichte van de gedeclareerde waarde. Onderstaande eigenschappen, die niet expliciet vermeld worden bĳ de kwaliteitseisen voor de granulaten maar wel basisvereisten zĳn, behoeven bĳzondere aandacht: de korrelverdeling moet bepaald worden het chloridegehalte moet bepaald worden indien men een toepassing voorziet in beton met een wapening. Voor specifieke toepassingen kunnen ook andere granulaateigenschappen belangrĳk zĳn: er moet bĳkomende aandacht besteed worden aan bv. de aanwezigheid van onzuiverheden voor zichtbare toepassingen of van drĳvende deeltjes voor betonvloeren. 60 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

63 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten Aan de hand van het opgelegde eisenpakket, zou de opdrachtgever bĳkomende zaken kunnen vragen aan de beton- en granulaatleverancier, zoals bv.: indien de gerecycleerde granulaten via een continu proces geproduceerd worden (in plaats van per lot van bv of ton), is het aan te raden om ook de variatie van bepaalde granulaateigenschappen in de gaten te houden naast de controle van de granulaateigenschappen is het aan te raden om de nodige aandacht te besteden aan de herkomst van het puin (gekend of niet, hoogwaardig of niet ) en/of aan de procesbeheersing van de productie en de opslag van de granulaten. Het blĳft uiteraard het belangrĳkste dat de gevraagde prestaties van het granulaat behaald worden, los van het voortraject. De eigenschappen kunnen op basis van proeven afgetoetst worden op een representatief monster of ze kunnen gecertificeerd worden, bv. via BENOR. Het is in ieder geval belangrĳk dat men goed documenteert met welke granulaten er gewerkt wordt Minimale set van te bepalen betoneigenschappen Zodra de nieuwe betonsamenstelling geoptimaliseerd is, moeten er een aantal proeven uitgevoerd worden om aan te tonen dat het beton voldoet aan de gespecifieerde eigenschappen. Deze voorbereidende proeven of initiële typeproeven (Initial Type Testing of ITT) gebeuren bĳ voorkeur op verschillende loten van het beton, en richten zich op de volgende eigenschappen: bĳ vers beton: volumemassa, consistentie, evolutie van de consistentie, luchtgehalte, controle van de effectieve watercementfactor via droogbranding bĳ verhard beton: volumemassa, waterabsorptie, druksterkte op 7 dagen en op 28 dagen Uitbreiding van de te bepalen eigenschappen in functie van het toepassingsgebied en van het vervangingspercentage De invloed van het gebruik van gerecycleerde granulaten in hogere percentages of in andere toepassingen (zowel naar sterkte als naar omgeving) wordt best vooraf gecontroleerd: aangezien de druksterkte reeds beoordeeld wordt in de basisset, moet men voor de toepassing van het betongranulaat in hogere sterkteklassen geen bĳkomend onderzoek uitvoeren bĳ beperkte vervangingspercentages. Hierbĳ dient wel opgemerkt te worden dat eenmaal men een bepaalde sterkte nastreeft (bv. C55/67), de intrinsieke sterkte van de granulaten belangrĳk wordt (faalmechanisme in de granulaten in plaats van in de cementmatrix) voor de omgevingsklassen EE4 en eventueel ook EE3 (risico op carbonatatie en op vorst-dooischade) dient men vooral bĳ hogere vervangingspercentages af te toetsen of het beton voldoende duurzaam is. Voor gangbare proefmethoden en evaluatie criteria verwĳzen we naar de NBN B [B7] en de toekomstige norm NBN EN in voorbereiding (zie kaderstuk 5.1.2, p. 69) voor toepassingen in een zeeomgeving (ES) en chemisch agressieve omgeving (EA) bestaat er minder ervaring. De NBN B kan eventueel als basis gebruikt worden voor de uitwerking van een proefprogramma, dat onder meer nagaat welke invloed chloriden en andere chemische stoffen hebben op het recyclagebeton. Een grondige voorstudie is in ieder geval vereist voor hoge vervangingspercentages (> 30 %) is er bĳkomende aandacht nodig voor: het verloop van de consistentie in de tĳd, over een periode van anderhalf uur het mechanische gedrag (elasticiteitsmodulus, krimp, kruip) voor bepaalde toepassingen Stap 3: opvolging van de kwaliteit bij uitvoering De fabrikant moet, net zoals voor conventioneel beton, nagaan of het geproduceerde beton voldoet aan de gespecifieerde eisen. Dit omvat enerzĳds de procesbeheersing (controle van de grondstoffen, controle op de samenstelling van het beton, kalibratie ), en anderzĳds de opvolging via proeven, metingen en berekeningen. Relevante proeven zĳn: voor vers beton: volumemassa, consistentie, luchtgehalte, water-cementfactor via droogbranding voor verhard beton: druksterkte na 28 dagen (en na 90 dagen voor wegenistoepassingen) en de waterabsorptie door onderdompeling. Het is aan te raden om de waterhuishouding (bepaling van de effectieve water-cementfactor via droogbranding) en de variatie in de betoneigenschappen in het oog te houden. Men moet er eveneens op toezien dat er niet alleen in de betoncentrale proeven uitgevoerd worden en stalen genomen worden, maar ook op de werf. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

64 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten 4.4 ENKELE CONCRETE TOEPASSINGEN In onderstaand overzicht geven we voor een aantal typische toepassingen aan hoe men in het realisatieproces rekening kan houden met het gebruik van betongranulaten, en dit zowel op het vlak van de betoneigenschappen als op het vlak van de uitvoering en de kwaliteitsborging. We wensen te benadrukken dat er voor ieder individueel project andere randvoorwaarden en omstandigheden mogelĳk zĳn (bv. andere ondergrond en stabiliteitseisen, andere werfomstandigheden (transportafstanden), zomer/winter ), en dat de onderstaande voorbeelden niet zomaar overgenomen mogen worden WONINGBOUW: FUNDERINGEN EN VLOERPLAAT Afb. 28 Vloerplaat en funderingsplaat gestort met beton met gerecycleerde granulaten (NIB-project Stortklaar beton voor de toekomst ) Betonspecificatie conform de NBN B [B5] A B1/B2 C D E C25/30 GB EE2 S3/S4 D max = mm Gebruik van gerecycleerde betongranulaten voor 30 % (vloerplaat) en 100 % (fundering) van de grove fractie Gebruik van betongranulaten: de sterkteklasse valt binnen de scope van NBN B : geen bĳkomende controles/voorwaarden nodig de omgevingsklasse valt binnen de scope van NBN B : geen bĳkomende controles/voorwaarden nodig vervangingspercentage: 20 %: geen bĳkomende risico s en bĳgevolg geen bĳkomende proeven 100 %: controle van de vorst-dooiweerstand van het beton consistentie: naargelang van de verwerkingsmethode (funderingssleuven) en van de afwerkingsmethode (vloerplaat) dient er voldoende aandacht besteed te worden aan het behoud van de verwerkbaarheid in de tĳd, zeker als de verwerking manueel verloopt en bĳ vervangingspercentages die hoger liggen dan 30 %. 62 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

65 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten BETON VOOR BINNENVLOEREN EN BINNENWANDEN IN EEN KANTOORGEBOUW Afb.29 Gebruik van secundaire granulaten in vloerplaten en binnenwanden Betonspecificatie conform de NBN B [B5] A B1/B2 C D E C30/37 GB EI S3/S4 D max = 20 mm Gebruik van 20 % gerecycleerde granulaten conform NBN B Gebruik van betongranulaten: wanneer de sterkteklasse toegelaten is door de norm, zĳn er geen bĳkomende controles nodig indien de omgevingsklasse toegelaten is door norm en bĳ een vervangingspercentage van 20 %, zĳn er geen bĳkomende controles nodig uitvoering: als de binnenwanden zichtbaar blĳven, moet er nagedacht worden over de invloed van het recyclagegranulaat: er moeten duidelĳke afspraken gemaakt worden over de verwachtingen en het granulaat moet eventueel gewassen worden. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

66 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten BEDRĲFSVERHARDINGEN (BINNEN EN BUITEN) Afb. 30 Bedrĳfsverhardingen in beton met gerecycleerde granulaten (binnen en buiten) Betonspecificatie conform de NBN B [B5] Binnenvloer: A B1/B2 C D E C30/37 GB EE3 S4 D max = 20 mm Afwerkingsmethode: vlinderen, afstrĳken, polieren Buitenvloer: A B1/B2 C D E C35/45 GB EE4 S4 D max = 20 mm Afwerkingsmethode: vlinderen, afstrĳken, (polieren is niet toegestaan voor deze toepassing) Gebruik van betongranulaten: de sterkteklasse C35/45 valt buiten de scope van de NBN B , deze dient opgevolgd te worden via de klassieke initiële typeproeven die de sterkte, consistentie controleren toepassingsgebied van het buitenbeton: vorst, regen/vocht, eventueel dooizouten: aangezien het gebruik van recyclagegranulaten (in hoge vervangingspercentages) een invloed kan hebben op de duurzaamheid van het beton en dus ook op de weerstand tegen carbonatatie en vorst-dooi(zout)-inwerking, is het aan te raden om deze eigenschappen op voorhand af te toetsen consistentie: het behoud van de verwerkbaarheid is een belangrĳk aandachtspunt, zeker voor bepaalde afwerkingsmethoden andere aandachtspunten: de zuiverheid van het gerecycleerde granulaat (afwezigheid van drĳvende deeltjes) is essentieel wanneer de oppervlakteafwerking belangrĳk is om geen oneffenheden of putjes te bekomen de korrelverdeling van het mengsel dient geschikt te zĳn voor de gekozen afwerking (bv. polieren van binnenbeton). Er moet ook voldoende water beschikbaar zĳn (180 liter per m³ beton). Een verhoging van het watergehalte impliceert tevens een verhoging van het cementgehalte voor het behoud van de water-cementfactor indien men hogere vervangingspercentages hanteert, zal de krimp van het beton een belangrĳk aandachtspunt vormen uit voorgaande experimenten is gebleken dat beton met gerecycleerde granulaten mogelĳk een ander (later) moment van binding en een andere verhardingssnelheid (sneller/trager) vertoont dan gewoon beton. Men dient zich hiervan bewust te zĳn als men het beton bv. wil vlinderen of polieren met een instrooilaag (binnenbeton) voor een buitenverharding wordt er best met een luchtbelvormer gewerkt. Dit betekent ook dat de afwerking polieren afgeraden wordt. 64 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

67 4. Toepassing op de werf: realisatieproces en uitvoeringsaspecten FIETSPAD/LANDBOUWWEG Afb. 31 Aanleg van een landbouwweg uit beton met gerecycleerde granulaten Betonspecificatie conform het SB 250 [M2]: W/C-factor 0,50 en cementgehalte 375 kg/m³ gemiddelde druksterkte: minimum 52,5 MPa waterabsorptie: maximaal 6,0 % indien de waterabsorptie niet voldoet: maximale afschilfering (slab test): 3 kg/m² Gebruik van betongranulaten: druksterkte: te controleren via initiële typeproeven (ITT), zeker bĳ hoge vervangingspercentages (> 30 %) toepassingsgebied: ongewapend beton, wel blootgesteld aan vorst en regen (doorgaans geen dooizouten), dus een voorafgaande verificatie van de vorst-dooiweerstand (afschilfering) is noodzakelĳk. De waterabsorptie kan mogelĳkerwĳs te hoog zĳn (dit is enerzĳds te wĳten aan het meer poreuze karakter van de betongranulaten, en anderzĳds aan de lagere waarde van de volumieke massa van het beton parameter die aanwezig is in de noemer van de breuk om de waterabsorptie te meten) consistentie: dit soort beton wordt doorgaans als S1 geleverd, wat geen probleem is bĳ het gebruik van gerecycleerde granulaten afwerking: kan verlopen zoals bĳ conventioneel beton. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

68 in samenwerking met 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen In dit hoofdstuk worden er een aantal aanbevelingen geformuleerd voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen, gebaseerd op de kennis en ervaring die samengebracht werd in dit document, zoals beschreven in de voorgaande hoofdstukken. 5.1 Aanbevelingen bĳ en aanvullingen op NBN B NBN B Toepassing binnen de grenzen van 6.1 de Aanbevelingen NBN bĳ en aanvullingen kwaliteit op NBN van B het granulaat betonproductie, kwaliteit, uitvoering, specifieke toepassingen, ASR Algemene en specifieke gebruiksgeschiktheid hogere sterkteklasse 20 %-vervanging in andere omgevingsklasse hoge vervangingspercentages in andere omgevingsklassen SB 250, Qualiroutes 5.2 Aanbevelingen en aanvullingen voor het gebruik in wegenbeton 5.3 Ontwikkelingen op langere termĳn Afb. 32 Aanbevelingen voor het gebruik van beton met gerecycleerde granulaten op basis van het huidige normen- en voorschriftenkader. De aanbevelingen zĳn opgedeeld in drie grote delen, gekoppeld aan hoe men wil aansluiten op het bestaande normen- en voorschriftenkader (zie afbeelding 32): 1. toepassingen binnen het normenkader van de NBN EN 206 (2014+A1:2016) [B10] en NBN B (2018) [B5] (zie 5.1, p. 67): het huidige normenkader voor stortklaar beton (NBN B ) bevat reeds een aantal bepalingen in verband met het gebruik van ge recycleerde granulaten. In deze norm wordt enerzĳds beschreven welke toepassingen er toegelaten worden (a), terwĳl anderzĳds ook de opening gelaten wordt om verder te gaan dan de actuele vastgelegde grenzen (b): a. praktische aanvullingen op de in de NBN EN 206 en NBN B beschreven toepassingen: het huidige normenkader beschrĳft het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton voor een welbepaald toepassingsgebied (omgevingsklassen, vervangingspercentages, sterkteklassen). In dit deel worden enkele aanvullende richtlĳnen en praktische aandachtspunten meegegeven b. aanbevelingen voor de concrete invulling van de algemene en specifieke gebruiksgeschiktheid zoals vermeld in de NBN B : volgens de NBN B kunnen gerecycleerde granulaten gebruikt worden in hogere vervangingspercentages en/of in andere omgevingsklassen en/of hogere sterkteklassen dan vastgelegd in de norm, op voorwaarde dat de algemene en specifieke geschiktheid van de beoogde samenstelling voor het beoogde gebruik aangetoond wordt. In die zin laat de norm het dus toe om verder te gaan dan het vastgelegde toepassingsgebied. In dat geval dient men goed in te schatten welke eisen er aan de granulaten en aan het beton gesteld moeten worden in functie van de specifieke toepassing die beoogd wordt (gebouw, infrastructuur ). Dit houdt mogelĳkerwĳs ook in dat er bĳkomende controles op granulaat- en/of betonniveau dienen te gebeuren voorafgaand aan of tĳdens de uitvoering 66 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

69 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen 2. specifieke bepalingen voor het toepassingsgebied wegenbouw op basis van het SB 250 [M2] en Qualiroutes [S3]: op beton voor wegenistoepassingen zĳn soms specifieke eisen van toepassing. De mogelĳkheden en beperkingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in dit toepassingsgebied worden afzonderlĳk beschreven 3. ontwikkelingen op langere termijn: een aantal effecten en elementen zĳn nog onvoldoende gekend of onderzocht. Er ontbreekt dus kennis en/of ervaring en er is nog ruimte om nieuwe pistes te verkennen. Dit geldt enerzĳds voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton, maar anderzĳds ook voor andere manieren om de milieu-impact van het beton te reduceren. Daarnaast werpen we ook een blik op andere interessante evoluties, die op termĳn een belangrĳke rol kunnen spelen. De geformuleerde aanbevelingen bieden een kader om afspraken te maken tussen de verschillende partĳen in een specifiek bouwproject, zodat het beton met gerecycleerde granulaten met voldoende vertrouwen toegepast kan worden. De aanbevelingen verwĳzen waar mogelĳk naar de desbetreffende paragrafen in het bestaande normenkader (referentie aangegeven in het blauw) en geven hier aanvullingen en/of extra toelichting bĳ. Dit geeft deze aanbevelingen echter geen normatieve status of waarde. 5.1 TOEPASSING VAN HET NORMATIEVE KADER: NBN B (2018) [B5], DE NATIONALE AANVULLING BĲ NBN EN 206 (2014) [B10] AANVULLINGEN OP HET GEDEFINIEERDE TOEPASSINGSGEBIED De huidige versie (2018) van NBN B [B5] bevat een aantal bepalingen voor het gebruik van gerecycleerde betongranulaten. Deze worden beschreven in 1.4 (p. 13) van deze monografie. Onderstaande aanvullingen en toelichtingen worden hierbĳ in aanmerking genomen Kwaliteit en eigenschappen van de gerecycleerde granulaten Een basisvereiste voor een geslaagde en betrouwbare toepassing van gerecycleerde granulaten in beton is dat de gebruikte granulaten van voldoende goede kwaliteit zĳn. Dit betekent in eerste instantie dat ze moeten voldoen aan de van toepassing zĳnde normen voor granulaten en aan de eisen gesteld in van NBN B Aanvullend op de normatieve eisen is het tevens belangrĳk om een zicht te hebben op de variabiliteit van de waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten in de tĳd, zeker wanneer men in een continu proces produceert (in tegenstelling tot per batch). Om inzicht te krĳgen in de mogelĳke schommelingen van de waterabsorptie, moet de waterabsorptie gemeten worden op drie verschillende productiedagen en bĳgevolg op drie proefmonsters (WA 24, conform de NBN EN [B13]). Bĳkomende toelichtingen: om kwaliteitsvolle granulaten te bekomen, is het belangrĳk om aandacht te hebben voor de herkomst van het puin: hoogwaardig puin afkomstig van wegeniswerken, geprefabriceerde constructies levert doorgaans betere gerecycleerde granulaten op. Daarnaast is het ook aan te raden om een gepast productieproces (bv. tweemaal breken) te voorzien. Via een performant en selectief acceptatiebeleid kan de breker stoorstoffen en eventuele minder geschikte soorten puin voor de productie van hoogwaardige granulaten vermĳden ook na hun productie moeten de granulaten goed opgeslagen en beheerd worden op de site: al dan niet overdekt, zorgen voor waterafvoer, verharde ondergrond, vermenging met andere stromen vermĳden de volgende eigenschappen van het granulaat moeten ook gekend zĳn in functie van de beoogde toepassing. Deze eigenschappen worden niet rechtstreeks vermeld in maar komen wel rechtstreeks of onrechtstreeks aan bod in andere delen van de NBN B [B5]: het gehalte aan chloriden oplosbaar in zuur, bepaald conform NBN EN [B16], indien het granulaat gebruikt wordt Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

70 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen in gewapend beton Chloridegehalte legt immers beperkingen op aan het totale chloridegehalte van beton voor gewapend en voorgespannen beton de vorstbestendigheid conform de NBN EN [B14], wanneer het granulaat gebruikt wordt in beton dat blootgesteld wordt aan vorst. De tabellen F.2 en F.3 uit de bĳlage F.2 Duurzaamheidseisen vragen immers dat het granulaat vorstbestendig is indien het gebruikt wordt in beton bestemd voor de milieuklasse XF, al kan sinds het verschĳnen van de laatste versie van NBN B ook de vorstbestendigheid van de betonsamenstelling aangetoond worden als de granulaten niet voldoen: de vorstbestendigheid van de specifieke betonsamenstelling mag aangetoond worden volgens de NBN B [B7] ( ) waarbĳ het gemiddelde verlies aan splĳttreksterkte na 56 vorst-dooicycli van het te evalueren beton kleiner dan of gelĳk aan 5 % moet zĳn het alkaligehalte, indien men een alkalibalans wenst op te maken als voorzorgsmaatregel tegen een alkali-silicareactie (zie bĳlage I van NBN B ) Vervanging van de grove fractie volgens het toepassingsgebied gedefinieerd in de NBN B [B5] De NBN B laat toe om een deel van de grove fractie te vervangen door gerecycleerde granulaten in overeenstemming met Gerecycleerde granulaten. De maximaal toegelaten vervangingspercentages (in volume van de grove fractie) voor gewapend en ongewapend beton kan men terugvinden in tabel 17. Tabel 17 Maximaal toegelaten vervangingspercentages ten opzichte van de grove granulaten (volumepercentage) in functie van de omgevingsklassen voor gewapend en ongewapend beton. Ongewapend beton Omgevingsklassen E0 EI EE1 EE2 EE3, EA1 ES1, ES2, ES3 EE4, ES4, EA2, EA3 Type A+ (zie 5.1.3) 50 % 50 % 50 % 20 % 20 % 20 % 0 % Gewapend beton Omgevingsklassen E0 EI EE1 EE2 EE3, EA1 ES1, ES2, ES3 EE4, ES4, EA2, EA3 Type A+ (zie 5.1.3) 30 % 30 % 30 % 20 % 0 % 0 % Aanvullend op de bepalingen van de NBN B kan gesteld worden dat: 1. een klassieke voorstudie waarbĳ initiële typeproeven uitgevoerd worden op vers en verhard beton volstaat. Er dienen geen bĳkomende proeven uitgevoerd te worden 2. de normale procedures voor de kwaliteitsopvolging gevolgd kunnen worden 3. aanvullend op Cementgehalte en water-cementfactor : a. wordt het vochtgehalte van de granulaten tweemaal per productiedag ( s ochtends en s middags) gecontroleerd, zodat men hiermee rekening kan houden bĳ de aanmaak van de betonmengsels. Bĳ wisselende weersomstandigheden moet het vochtgehalte van de granulaten voldoende frequent opgevolgd worden b. moet de effectieve water-cementfactor op een regelmatige basis bepaald worden door droogbranding (frequentie te bepalen in functie van de beoogde toepassing binnen het bouwproject) 4. naar de uitvoering toe gedraagt het beton zich in principe als een conventioneel beton: a. bĳ een 50 %-vervanging zĳn het behoud van de consistentie in de tĳd en de invloed op de gegarandeerde verwerkingstĳd aandachtspunten ( 5.4, en 7.3) b. er wordt ook gewezen op het feit dat de toepassing van vervangingspercentages hoger dan 30 % kan leiden tot een grotere krimp en kruip, wat voor bepaalde toepassingen (bv. waar verhinderde krimpscheuren kunnen optreden) een belangrĳk aandachtspunt is. Voor een beoordeling van de afwĳking van de mechanische eigenschappen, kan men eventueel een beroep doen op de bepalingen van NBN B [B7] 5. voor specifieke toepassingen moet men er zich van bewust zĳn dat het gebruik van gerecycleerde granulaten bĳkomende effecten kan veroorzaken: a. het gebruik in zichtbeton wordt afgeraden, vanwege de mogelĳk onvoorspelbare effecten van het gerecycleerde granulaat op het uitzicht. Er bestaat altĳd een kleine kans dat er verontreinigingen in het granulaat aanwezig zĳn die het uitzicht kunnen verstoren (zonder daarbĳ technisch een probleem te vormen). Indien deze toepassing toch beoogd wordt, moeten er duidelĳke afspraken gemaakt worden tussen de bouwpartĳen over de gestelde verwachtingen omtrent het uitzicht (zie TV nr. 268 [W2]) 68 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

71 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen b. bĳ gebruik in vloeren die een speciale oppervlaktebehandeling krĳgen (bv. polieren ), moet de aanwezigheid van drĳvende deeltjes vermeden worden (zie TV nr. 267 [W1]). De NBN B [B5] geeft zelf aan dat de eis voor de vlottende deeltjes verstrengd wordt van FL 2,0- naar FL 0,2- indien er een specifieke oppervlaktebehandeling voorzien wordt. Concreet betekent dit dat voor 0,2 cm³/kg granulaat bĳ een vervanging van 300 kg van het grove granulaat door betongranulaat, er maximaal 60 cm³ (20 balkjes van 1 x 1 x 3 cm) in 1 m³ beton kunnen zitten, of bĳ een laagdikte van 20 cm, 4 stukjes op 1 m². Het risico is dus klein, maar niet helemaal uit te sluiten. In de praktĳk zien we dat het gehalte aan vlottende deeltjes bĳ de meest kwalitatieve betongranulaten onder de 0,05 cm³/kg ligt. Mogelĳke pistes om dit te bewerkstelligen zĳn: i. het wassen van de granulaten zodat alle onzuiverheden en lichte deeltjes verwĳderd worden ii. zeer selectief zĳn bĳ de acceptatie van het beton om te vermĳden dat het potentieel drĳvende deeltjes bevat 6. om het risico op een alkali-silicareactie te beperken, verwĳzen we naar de bepalingen van bĳlage I van NBN B , die ook van toepassing zĳn op beton met gerecycleerde granulaten. Indien er geen gemeten waarden voor het alkaligehalte beschikbaar zĳn: a. kunnen deze bepaald worden aan de hand van de Franse norm NF XP [A2] b. kan men een standaardwaarde van 0,03 % hanteren, wat een veilige aanname is GEBRUIKSGESCHIKTHEID EN PRAKTISCHE AANBEVELINGEN BĲ HOGERE VERVANGINGSPERCENTAGES, ANDERE OMGEVINGSKLASSEN EN/OF HOGERE STERKTEKLASSEN De NBN B [B5] laat toe om hogere vervangingspercentages, andere omgevingsklassen of hogere sterkteklassen te beogen, mits de algemene en specifieke gebruiksgeschiktheid voor de toepassing aangetoond is. De aanbevelingen uit (p. 67) blĳven hiervoor onverkort gelden. Aanvullend worden er aanbevelingen voor drie uitbreidingen op het toepassingsgebied omschreven in de tabellen 7 en 8 van de NBN B [B5]: hogere sterkteklassen binnen het door de norm vastgelegde toepassingsgebied (het vervangingspercentage en de omgevings klasse blĳven ongewĳzigd) het gebruik van beperkte vervangingspercentages (20 % van de grove fractie) in andere omgevingsklassen dan diegene die toegelaten zĳn in de norm het gebruik van hogere vervangingspercentages dan deze die toegelaten zĳn, ook in andere omgevingsklassen. Opmerking omtrent NBN B [B7] Aangezien er op het moment van publicatie van voorliggende monografie geen specifieke procedure beschikbaar was om de gebruiksgeschiktheid van beton met gerecycleerde granulaten aan te tonen, wordt vaak verwezen naar NBN B [B7], die in feite is uitgewerkt voor het aantonen van de geschiktheid van alternatieve bindmiddelen en toevoegsels. Bĳ het ter perse gaan was er wel een initiatief opgestart om een dergelĳke norm uit te werken (analoog aan NBN B ), maar dan voor inerte onderdelen (granulaten) onder de werktitel NBN B Hogere sterkteklassen in de door NBN B [B5] toegelaten omgevingsklassen en vervangingspercentages De NBN B laat de vervanging met gerecycleerde betongranulaten van het type A+ toe tot en met sterkteklasse C30/37. Aanvullend op kan gesteld worden dat: 1. voor toepassingen in de sterkteklassen C35/45, C40/50 en C45/55 er niets verandert aan de aanbevelingen uit (p. 67). Bĳ het gebruik van kwaliteitsvolle granulaten zal de cementmatrix de sterkte van het beton bepalen. De klassieke initiële typeproeven moeten uitgevoerd worden. Er zĳn geen bĳkomende onderzoeken of eisen noodzakelĳk 2. het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in nog hogere sterkteklassen (vanaf C50/60) afgeraden wordt, vanwege het gebrek aan kennis en ervaring en een groter risico. Indien men deze toepassing toch beoogt, moet het effect en het gedrag van het betongranulaat bĳ belasting (bv. druksterkte) vooraf nauwkeurig bepaald worden. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

72 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen %-vervanging van de grove fractie door gerecycleerde betongranulaten voor andere omgevingsklassen dan deze gedefinieerd in de tabellen van de norm Omgevingsklassen (EE3 en) EE4 De NBN B [B5] laat het gebruik van andere omgevingsklassen toe, indien men de gebruiksgeschiktheid kan aantonen voor de beoogde samenstelling en het beoogde gebruik. In eerste instantie kan dit door duurzaamheidsproeven uit te voeren op het beton in kwestie. Men kan eventueel reeds uitgevoerde proeven op een gelĳkaardige (of slechtere ) samenstelling (qua vervangingspercentage, cementgehalte en water-cementfactor) gebruiken als onderbouwing. Uit de wetenschappelĳke literatuur (zie 3.1, p. 41) blĳkt wel dat de invloed van een 20 %-vervanging met een kwalitatief gerecycleerd betongranulaat op de carbonatatieweerstand en op de vorst-dooiweerstand (met/zonder dooizouten) beperkt is. In die zin kunnen zowel EE3 (toegelaten) als EE4 (niet-toegelaten) mogelĳke toepassingsgebieden vormen voor een 20 %-vervanging Duurzaamheidsproeven Om de set aan data omtrent de duurzaamheidsprestaties van beton met gerecycleerde granulaten in België verder uit te breiden, is het aangewezen om de gebruiksgeschiktheid (als aanvulling op ) aan te tonen met proeven. Hiervoor kan men een beroep doen op de in de NBN B (2018) [B7] beschreven proeven en methodologie. De prestaties van het beton (versnelde carbonatatieproef en vorst-dooiproef) met gerecycleerde granulaten worden vergeleken met een gelĳkwaardig beton (qua samenstelling) zonder gerecycleerde granulaten. Voor bepaalde toepassingen kunnen er eventueel absolute criteria toegepast worden: daar waar afschilfering ten gevolge van de vorst-dooicycli en het gebruik van dooizouten het belangrĳkste aantastingsmechanisme is, kan er vergeleken worden met de eisen van het SB 250 [M2] (let op bĳ vergelĳkingen: in wegenisbeton wordt vaak lucht gebruikt om de vorstweerstand te behalen) voor de omgevingsklasse EE3 wordt in de NBN B [B7] de mogelĳkheid vermeld om de vorstbestendigheid aan te tonen zonder gebruik te maken van een referentiebeton. Men kĳkt naar het maximale verschil tussen de splĳttreksterkte vóór en na 56 vorst-dooicycli. Dit verschil mag ten hoogste 5 % bedragen Productie en uitvoering Het bestaande kader voor kwaliteitsborging (dat zich baseert op de normvoorschriften) voorziet nog geen toepassingen in de omgevingsklassen EE4 en beperkt het toepassingsgebied voor EE3 tot sterkteklasse C30/37. Bĳ toepassingen voorbĳ het bestaande kader moet dus een projecteigen kwaliteitsprocedé uitgewerkt worden waarbinnen de belangrĳkste eigenschappen van het beton beoordeeld worden, met specifieke aandacht voor de waterhuishouding. Naast bĳlage N van de NBN B [B5], maken de volgende elementen deel uit van het kwaliteitsprocedé: a. het vochtgehalte van de gerecycleerde granulaten wordt gemeten tĳdens de productie met gerecycleerde granulaten en bĳ wisselende weersomstandigheden, en hiermee wordt rekening gehouden in de betonsamenstelling. In principe mag de volledige absorptie van de gerecycleerde granulaten (WA 24 ) in rekening gebracht worden, in verhouding tot het vochtgehalte voor de bepaling van het vrĳe water in het betonmengsel. Het is echter veiliger (garantie op voldoende lage water-cementfactor) om te rekenen met een marge van 85 % van de bepaalde WA 24. Dit betekent dat de granulaten slechts 85 % effectief absorberen van wat ze theoretisch kunnen absorberen. Als alternatief kan men voor de berekening de gemeten waarde van de waterabsorptie op 10 minuten gebruiken, deze waarde ligt dichter bĳ wat de granulaten werkelĳk zullen absorberen tĳdens het mengproces b. tĳdens de productie van het recyclagebeton wordt er bĳ aanvang en op regelmatige tĳdstippen een droogbranding uitgevoerd om de effectieve water-cementfactor te bepalen. Hierbĳ mag men rekening houden met het theoretische geabsorbeerde water door de gerecycleerde granulaten. Voor de bepaling van de frequenties en proefmethoden kan men zich baseren op de frequenties en methoden die beschreven zĳn in het Toepassingsreglement TRA 550 van het BE-CERT [B2]. 70 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

73 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen Omgevingsklassen ES1 tot en met ES4 en EA2 tot en met EA3 (gewapend beton) Er is weinig ervaring met het gebruik van gerecycleerde granulaten in de omgevingsklassen ES en EA, zeker in de meer veeleisende klassen voor gewapend beton. Meer onderzoek en onderbouwing is bĳgevolg noodzakelĳk wanneer men deze toepassingen beoogt in een project Hoge vervangingspercentages die de richtlijnen uit de norm overschrijden Op basis van de beschikbare technische en wetenschappelĳke kennis kan men stellen dat ook een 100 %-vervanging met gerecycleerde granulaten (de grove fractie) toegepast kan worden in stortklaar structureel beton. Het is mogelĳk een voldoende verwerkbaar, sterk en duurzaam beton te maken met hoge vervangingspercentages. Hiervoor dient wel een bĳkomende voorstudie, zowel op betontechnologisch vlak als naar de toepassingen toe, uitgevoerd te worden aangezien de gerecycleerde granulaten bĳ hoge vervangingspercentages (vanaf een 50 %-vervanging) een significante invloed kunnen hebben op de betoneigenschappen. Deze invloed is afhankelĳk van een aantal factoren: cementtype, cementgehalte, water-cementfactor, inertheid van het skelet, maar ook van de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten. De invloeden die in de volgende paragrafen uiteengezet worden, moeten hierbĳ specifiek in overweging genomen worden Invloed op de druksterkte De druksterkte moet uiteraard vooraf geverifieerd worden via de klassieke initiële typeproeven. De variabiliteit van de druksterkte verdient extra aandacht vanwege de mogelĳke variabiliteit van de betongranulaateigenschappen Invloed op de duurzaamheid en weerstand tegen de omgeving Voor droge toepassingen of binnentoepassingen (E0, EI) moeten er geen bĳkomende duurzaamheidsproeven uitgevoerd worden. Voor toepassingen in buitenomgevingen (EE) moeten de carbonatatieweerstand, de vorst-dooiweerstand met/zonder dooizouten van de beoogde samenstelling beproefd worden in functie van het specifieke toepassingsgebied. De in de NBN B [B7] beschreven procedure kan hierbĳ gevolgd worden. Opmerking: indien er geen bĳkomende maatregelen (extra verlaging van de water-cementfactor, specifieke nabehandeling ) genomen worden, is een 50 %-vervanging een realistisch maximum voor de omgevingsklassen EE3 en EE4. Uit de beschikbare resultaten en proeven blĳkt dat vooral de vorst-dooiweerstand sterk kan afnemen wanneer men opteert voor een 100 %-vervanging. Ook in het buitenland is er nog niet veel ervaring met het gebruik van recyclagebeton met hoge vervangingspercentages in zeeomgevingen (ES) en agressieve omgevingen (EA). Wanneer men naar een 100 %-vervanging in een zeer belaste omgeving gaat, kan er een veiligheidsfactor op de effectieve water-cementfactor (W/C eff ) (bv. 0,03 lager) in rekening gebracht worden: een lagere W/C eff verbetert immers de duurzaamheid. Dit dient uiteraard gecontroleerd te worden voor het specifieke mengsel Invloed op andere mechanische eigenschappen en rekenregels Het is bekend dat een hoog vervangingspercentage ( 50 %) de mechanische eigenschappen van het beton beïnvloedt: de elasticiteitsmodulus wĳzigt, er kan een sterker krimp- en kruipgedrag optreden... Concreet gezien, kan men één van volgende Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

74 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen pistes volgen wanneer men een vervangingspercentage van 50 % of meer wil hanteren in toepassingen waarbĳ de mechanische eigenschappen belangrĳk zĳn: toepassingen vermĳden waarbĳ kruip, krimp, elasticiteitsmodulus een belangrĳke rol spelen voorafgaandelĳk studiewerk uitvoeren op de betonsamenstelling en het bepalen van de relevante parameters (elasticiteitsmodulus, kruip, krimpgedrag ), zodat men hiermee rekening kan houden in het ontwerp veiligheidscoëfficiënten (zoals bv. in Nederland (CUR 112) [C4] of in Zwitserland (SIA 2030) [S2]) in rekening brengen voor de krimp, kruip en elasticiteitsmodulus en deze gebruiken in de berekening van de constructie (zie 3.1, p. 41) Invloed op de verwerkbaarheid, de uitvoering en de afwerking De betonproducent en de betonleverancier moeten de gegarandeerde verwerkbaarheid en het verloop van de consistentie in de tĳd bestuderen. In functie daarvan wordt er advies gegeven omtrent de timing van de afwerking (bv. van vloeren). Dit aspect moet in de initiële typeproeven afgetoetst en vastgelegd worden. Zo kan er bv. een grafiek opgesteld worden waarin de consistentie na 10, 45 en 90 minuten vermeld wordt, al dan niet in combinatie met bepaalde hulpstoffen. De betoncentrale dient de waterhuishouding en het mengproces van het beton goed onder controle te hebben. Het in rekening brengen van het absorptiegedrag in de mengselsamenstelling is van cruciaal belang. Het is aan te raden om de granulaten vooraf te bevochtigen. Een goede nabehandeling en uitvoering zĳn onontbeerlĳk (in overeenstemming met de NBN EN [B23] en de NBN B [B8]). 5.2 SPECIFIEKE AANBEVELINGEN EN BEPALINGEN VOOR HET GEBRUIK VAN GERECYCLEERDE GRANULATEN IN BETON VOOR WEGENISWERKEN De traditionele toepassingen voor gerecycleerde granulaten in wegeniswerken zĳn als granulaat voor ongebonden of cementgebonden toepassingen in onderfunderingen en funderingen (zoals beschreven in 1.4, p. 13). Voor innovatievere oplossingen zoals de toepassing in beton voor wegeniswerken, bestaan er bovendien specifieke aanbevelingen waaraan men extra aandacht moet besteden. Het Standaardbestek 250 voor de wegenbouw in het Vlaamse Gewest (versie 3.1a december 2016) [M2] laat het gebruik van gerecycleerde granulaten toe in beton onder de volgende voorwaarden: indien het hoogwaardige betongranulaten betreft. Dit betekent dat de granulaten afkomstig zĳn van het breken van betonpuin met een hoge drukweerstand (bv. cementbetonverhardingen en gelĳkwaardige constructieve elementen afkomstig van gebouwen en kunstwerken). Vervolgens wordt de fijne fractie eruit gezeefd en het grove granulaat (dat voor minstens 90 % bestaat uit gebroken beton en voor minstens 95 % uit gebroken beton en natuurlĳke granulaten, en met een beperkte verontreiniging door andere bestanddelen (zoals baksteen, niet-steenachtige materialen, glas, vlottende deeltjes)) moet voldoen aan de volgende eisen: d 4 mm en D 10 mm voldoet minimaal aan de samenstellingscategorieën Rc 90 /Rcu 95 /Ra 1- / XRg 0,5- /FL 2- van NBN EN [B17] voldoet minimaal aan de categorieën FI 20, f 1,5, LA 35, SS 0,2, WA 10 van de NBN EN [B17] heeft een volumemassa (ρ rd ) van minstens kg/m³ heeft een waterabsorptie van maximaal 10 %, met een variatie van ten hoogste ± 2 % ten opzichte van de gedeclareerde waarde wanneer het gebruik van de gerecycleerde granulaten beperkt wordt tot een vervangingsgraad van 20 % van de fractie grove granulaten indien ze gebruikt worden in de onderlaag van een tweelagige uitvoering van betonverhardingen, het gebruik in een éénlagige uitvoering is niet toegestaan indien ze gebruikt worden in betonnen lineaire elementen (ter plaatse vervaardigde betonnen trottoirbanden, trottoirbandwatergreppels en schampkanten, beveiligingsconstructies, kantstroken en watergreppels). 72 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

75 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen Naast de eisen die geformuleerd worden in de definitie van hoogwaardige betongranulaten, moeten de granulaten volgens het Standaardbestek 250 [M2] beantwoorden aan de volgende bepalingen: de maximale korrelmaat van het granulaat in het betonmengsel is D max = 31,5 mm; de korrelverdelingscategorie is GC85/20; de doorval door de zeef van 0,063 mm beantwoordt aan de categorie f 1,5 (voor D > 8 mm) het gehalte aan gebroken, halfgebroken en gerolde stenen voldoet minimaal aan de categorie C50/30 volgens NBN EN [B11] (voor landbouwwegen, fietspaden en lĳnvormige elementen) de verbrĳzelingsweerstand beantwoordt aan de categorie LA 25 volgens NBN EN [B17] (voor landbouwwegen, fietspaden en lĳnvormige elementen: LA 30 ) de versnelde-polĳstingscoëfficiënt (PSV of Polished Stone Value) voldoet aan de categorie PSV 40 volgens NBN EN [B17] (onderlaag in het tweelagige systeem, dit voorschrift is niet van toepassing op landbouwwegen en op de lĳnvormige elementen en fietspaden) de weerstand tegen afslĳting beantwoordt aan de categorie MDE 20 volgens NBN EN [B17] (voor landbouwwegen en lĳnvormige elementen: MDE 25 ). De minimale hoeveelheid cement bedraagt 350 kg/m³ in beton voor lineaire elementen en in beton voor wegverhardingen (onderlaag in een tweelagig systeem) voor wegen van de bouwklassen B6 tot en met B10 of BF, en moet minstens 375 kg/m³ bedragen voor wegen van de bouwklassen B1 tot en met B5. Voor het betonmengsel moet er een voorstudie uitgevoerd worden in overeenstemming met de bepalingen van hoofdstuk 14, 5 van het SB 250 [M2]. Het betonmengsel dient gecertificeerd te zĳn door een onafhankelĳke instantie en geregistreerd te worden volgens de bepalingen van hoofdstuk 6, van het SB 250 [M2]. Toepassingen die verder gaan dan deze die hierboven vermeld worden (zoals met hogere vervangingspercentages of in eenlagige betonverhardingen, zoals bv. voor fietspaden of landbouwwegen), zĳn tot op vandaag nog enigszins voorbarig, vanwege de beperkte ervaring met slechts een aantal demonstratieprojecten. In Bĳlage B (p. 77) kan u een beschrĳving terugvinden van vĳf dergelĳke demonstratieprojecten, namelĳk: een fietspad in Tessenderlo (1998) een industriële toegangsweg in Ouffet (2001) de onderlaag van een autosnelwegverharding in Zwĳndrecht en Melsele ( ) de proefvakken van buitenverhardingen en fietspaden in Genk (2011) een tweesporenpad en lineaire elementen in De Panne en Diksmuide (2014). Op basis van de opgedane ervaringen in deze onderzoeks- en demonstratieprojecten, blĳkt dat toepassingen met een zware verkeersbelasting en agressieve omstandigheden (zoals dit het geval is bĳ betonwegverhardingen voor grote wegen) allesbehalve evident zĳn. De toepassing wordt bĳ voorkeur beperkt tot een maximale vervangingsgraad van 20 % van de grove granulaten, die op hun kwaliteiten als hoogwaardig betongranulaat gecontroleerd moeten worden. De PSV-waarde van de gerecycleerde granulaten vormt een belangrĳk aandachtspunt wanneer ze gebruikt worden in toplagen. Voor minder belaste toepassingen, zoals in de betonwegverharding voor een vrĳliggend fietspad of in landbouwwegen, kan een hoger vervangingspercentage (tot maximaal 40 à 60 % van de grove granulaten) overwogen worden. De observaties die opgetekend werden in het beperkte aantal proefvakken, hebben het potentieel van het gebruik van hoogwaardige betongranulaten in dit soort betonverhardingen aangetoond. 5.3 LANGETERMĲNPERSPECTIEVEN Ter afsluiting van deze monografie werpen we een blik op de toekomst. Er zĳn immers een aantal aspecten en ontwikkelingen die op langere termĳn verder uitgewerkt kunnen en zullen worden. Aan de hand hiervan zullen de aanbevelingen uit dit document uitgebreid kunnen worden met bĳkomende kennis en ervaring over: hogere vervangingspercentages met een 50 %- tot 100 %-vervanging van de grove fractie: de effecten en mogelĳkheden in de toepassingsgebieden EE4, ES en EA het opstellen van specifieke correctiefactoren en/of rekenregels in België voor krimp, kruip, elasticiteitsmodulus Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

76 5. Aanbevelingen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in stortklaar beton voor structuren en wegen het gebruik van gerecycleerde granulaten in geprefabriceerd en voorgespannen beton. Vanwege de strengere eisen (initiële en vroege sterkte, risico s voor de wapening, krachtoverdracht bĳ voorspanning) is het op dit moment onmogelĳk om hierover goede aanbevelingen te formuleren andere gerecycleerde granulaten, in eerste instantie menggranulaten en gerecycleerd zand. In tweede instantie kan ook het toepassingsgebied van de industriële reststromen (slakken, assen, ) verder bepaald worden (zie Bĳlage A, p. 75) innovatieve productiemethoden, zowel wat de granulaten zelf (breek- en sorteertechnieken ) als wat hun eventuele opwerking (wassen, chemisch behandelen, impregneren ) betreft en eveneens voor de productie van beton met ge recycleerde granulaten (nieuwe hulpstoffen, mengmethoden en -installaties ) andere methoden die de milieu-impact van beton kunnen laten dalen. Vooral de evolutie in alternatieve bindmiddelen en andere productiemethoden voor cement zullen belangrĳke tendensen worden. 74 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

77 Bijlage A Mogelijkheden voor het gebruik van andere recyclagestromen in beton In deze bĳlage worden kort een aantal andere mogelĳke recyclagestromen beschreven die gebruikt kunnen worden in beton. Aangezien men hiermee minder ervaring heeft in België, wordt er voornamelĳk verwezen naar buitenlandse documenten die een houvast bieden voor de praktische toepassing. A1 Gerecycleerd zand De Nederlandse CUR-aanbeveling 106 Beton met fijne fracties uit BSA-granulaten ( 10 ) als fijn toeslagmateriaal [C3] geeft aan dat primair zand tot maximaal 50 % v/v vervangen kan worden door de fijne fractie uit BSA-granulaten, voor ongewapend en gewapend beton en voor voorgespannen beton zonder of met aanhechting met nagerekt staal. Bĳ voorgespannen beton met aanhechting en met voorgerekt staal mag het vervangingspercentage maximaal 20 % v/v bedragen. Dit geldt in de druksterkteklassen C12/15 tot en met C35/45 en alle relevante milieuklassen. In de CUR-aanbeveling worden er correctiefactoren voor de treksterkte, de elasticiteitsmodulus, het spanning-rekdiagram, de kruipcoëfficiënt, de krimpverkorting vermeld om constructies te kunnen berekenen. Daarnaast moet ook de betondekking bĳ niet-bekiste oppervlakken met 5 mm vermeerderd worden en wordt er uitgegaan van een langere verankeringslengte van het betonstaal. Het materiaal moet voldoen aan de volgende eigenschappen: maximaal 10 % fijnen (< 63 micrometer), minimaal kg/m³ droge volumieke massa en een chloridegehalte van ten hoogste 0,03 % m/m. Ook in België werd onderzoek uitgevoerd naar het gebruik van de fijne fractie, meer bepaald in het RecyScreed-project. De conclusies van het RecyScreed-project geven aan dat: er meer aandacht nodig is voor de samenstelling, aangezien de absorptie van de gerecycleerde zanden zorgt voor een moeilĳkere waterdosering om tot een goede consistentie te komen. Ook de korrelverdeling van het granulaat is belangrĳk de invloed op de sterkte gering is wanneer men het vervangingspercentage beperkt tot 50 % er een bĳkomende uitdrogingskrimp vast te stellen is (door de grotere waterbehoefte). A2 Menggranulaat Ook voor gerecycleerde granulaten die bestaan uit een mix van beton en metselwerk, de zogenaamde menggranulaten, zĳn er mogelĳkheden: de NBN EN 206 [B10] geeft in de informatieve bĳlage E aan dat het mogelĳk is om een 50 %-vervanging door menggranulaten van het type B in de milieuklasse X0 en een 20 %-vervanging in de milieuklassen XC1 en XC2 toe te passen, tot in de sterkteklasse C30/37 (zie 1.4, p. 13 voor de bepalingen volgens het Belgische normatieve kader) de onderzoeksgroep RecyCon ( heeft reeds een aantal onderzoeks- en demonstratieprojecten succesvol afgerond waarin het mengpuin gebruikt wordt als basis voor beton: metselblokken, fietspaden de Nederlandse CUR-aanbeveling 80 Beton met menggranulaten als grof toeslagmateriaal [C2] geeft richtlĳnen om te komen tot een 100 %-vervanging van de grove fractie van het granulaat door menggranulaat. Aangepaste rekenfactoren zĳn hierbĳ noodzakelĳk. Daarnaast laat de Nederlandse betonnorm NEN 8005 [N2] ook een 20 %-vervanging van de grove granulaten door menggranulaten toe, zonder dat de rekenregels of andere voorwaarden aangepast dienen te worden. ( 10 ) BSA-granulaten bestaan uit het gebroken puin van schoon steenachtig bouwen sloopafval (BSA). Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

78 Bijlage A Mogelijkheden voor het gebruik van andere recyclagestromen in beton A3 Industriële reststromen In beton kunnen verschillende soorten slakken en assen gebruikt worden. Ook de Belgische betonnorm NBN B [B5] laat dit toe in droge omgevingen en tot sterkteklasse C25/30, op voorwaarde dat de toepassing goed gedocumenteerd en onderbouwd is. Men dient hierbĳ wel waakzaam te zĳn voor een aantal bĳkomende uitdagingen en fenomenen, namelĳk: het gedrag van de slakken in het beton: omdat de samenstellende bestanddelen van de slakken in contact komen met water en cement, bestaat er bĳ bepaalde soorten slakken een risico op pop-outs, zwellingsgedrag het tweede en derde leven: de slakken bevatten vaak bepaalde concentraties aan zware metalen of andere verontreinigingen die in de cementmatrix gebonden worden. Wanneer het beton nadien gesloopt wordt en opnieuw tot granulaat verwerkt wordt, bestaat de kans dat deze stoffen vrĳkomen. Dit dient vooraf gecontroleerd te worden slakken zĳn doorgaans zwaarder dan gewone granulaten en op deze manier verzwaren ze het beton. A4 Andere recyclagestromen Ook voor glas, gerecycleerd cellenbeton bestaan er mogelĳkheden om toegepast te worden in beton. A5 Catalogus We verwĳzen naar de Catalogus van Secundaire grondstoffen/catalogus Grondstoffen, toepassingen en praktĳkvoorbeelden [D13] opgesteld door het VITO en het WTCB in opdracht van de OVAM, om een goed overzicht te krĳgen van deze stromen en van hun mogelĳke toepassingen: 76 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

79 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd Deze bĳlage geeft een beknopt overzicht van een aantal bestaande projecten in België die gerealiseerd werden met gerecycleerd beton. Deze projecten tonen de mogelĳkheden en beperkingen aan, en waar mogelĳk, worden ook de praktische ervaringen bĳ de uitvoering meegegeven. B1 Recyhouse Limelette Het Recyhouse is een door de EU gefinancierd demonstratieproject, waarin meer dan 150 verschillende bouwproducten met gerecycleerd materiaal verwerkt werden. Het Recyhouse bevindt zich op de site van het WTCB in Limelette en werd afgewerkt in 2001 ( Er werden gerecycleerde granulaten gebruikt in alle stortbeton-componenten: dragende kolom- en balkstructuur, kelderplaat, toegangshelling Vanwege een gebrek aan zuiver betongranulaat, werd er een menggranulaat 7/20 gebruikt. Het beton werd geleverd door InterBeton in B1.1 Betonvoorschriften en -samenstelling In het bestek werden de volgende twee betontypes opgenomen: C20/25 en C25/30. Beide betontypes werden gespecificeerd volgens de voorschriften uit de toenmalige norm NBN B Bĳ de samenstelling van de betontypes werd er verplicht gebruikgemaakt van gerecycleerde granulaten met een kaliber 7/20, ter vervanging van de traditionele fractie 7/20 kalksteengranulaten (100 %-vervanging van de grove fractie). Voor het betontype C25/30 werd er 350 kg/m³ CEM III/A 42,5 N LA, grof rivierzand en een superplastificeerder/sterk-waterreduceerder (TIXO) gebruikt. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

80 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B1.2 Uitvoeringsaspecten De menging werd uitgevoerd met een vrĳe-valmenger. Het beton had een consistentie F3 in de betoncentrale (gebruik van superplastificeerder) en een consistentie F2 op de werf. Het stortklare beton op basis van de mengpuingranulaten 7/20 gebruikt in het Recyhouse, werd gekenmerkt door een: verhoogd watergehalte verhoogd cementgehalte verhoogde stroefheid relatief snelle terugval van de consistentie normaal luchtgehalte lagere volumieke massa hogere waterabsorptie druksterkte (zie tabel B1). Tabel B1 Druksterkte van het stortklare beton gebruikt in het Recyhouse. Betontype Aantal monsters n Gemiddelde druksterkte [N/mm²] controlekubus van 15 cm 7 dagen 28 dagen C20/ ,8 44,7 C25/ ,8 47,1 B1.3 Andere relevante opmerkingen Uitvoering Om ervoor te zorgen dat de betoncentrale de kwaliteit van het te leveren beton kan beheersen en de druksterkte kan waarborgen over de volledige duur van de werf, werd het totale volume 7/20-granulaten nodig voor het volledig afwerken van de werf, vóór de aanvang van werkzaamheden gestockeerd. De uitvoerders opteerden voor een cementgehalte van 350 kg/m³ beton en voor het inbouwen van meer zekerheid. Normaliter had 300 kg/m 3 cement ook volstaan voor de betonelementen in binnenomgevingen. 20 jaar later Het beton verkeert in goeie staat, al zĳn er wel enkele roestige uitlopers in de buitenwanden vast te stellen. Mogelĳk zĳn deze afkomstig van deeltjes wapeningsstaal die in het gebroken puingranulaat aanwezig waren. De carbonatatiediepte werd gemeten. Op de zuidkant lĳkt deze iets groter te zĳn, waarschĳnlĳk carbonateert het beton met 100 % mengpuin iets sneller dan conventioneel beton. 78 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

81 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B2 Berendrechtsluis Haven van Antwerpen Voor de bouw van deze sluis werd er m³ beton gebruikt. Voor de gemeenschappelĳke toegang van beide sluizen werden de zuidelĳke kaaimuren van de Zandvlietsluis afgebroken en gerecycleerd, zodat er uiteindelĳk ongeveer m³ puin verwerkt kon worden in het te vervaardigen beton voor de nieuwe sluis. De werken werden voltooid in Van het gebroken materiaal afkomstig van de sloop van de zuidelĳke kaaimuur, werd de fractie 4/28 gebruikt in het nieuwe beton. Dit recyclagebeton is toegepast als massabeton in bepaalde segmenten van de keermuren en aan de aanzet van het toegangskanaal. De Berendrechtsluis is eigendom van het Ministerie van Openbare Werken van de Vlaamse overheid en wordt beheerd door de dienst Infrastructuur van de Haven van Antwerpen. B2.1 Betonvoorschriften en -samenstelling Voorafgaand aan de werken werd er een gedetailleerd onderzoek uitgevoerd naar de mogelĳkheden van het recyclagebeton. Het cementgehalte werd vastgelegd op 350 kg/m³. De gebruikte cementsoort is een hoogovencement, LK-30 (= CEM III/C 32,5 N LA), teneinde de opwarming in het betonmassief te controleren. Voor het recyclagebeton werd de volgende samenstelling aanbevolen: 350 kg LK-30-cement 40 kg scheldezand 0/2 600 kg rĳnzand 0/ kg gerecycleerde granulaten 4/28. B2.2 Uitvoeringsaspecten Algemeen kon opgemerkt worden dat er speciale aandacht besteed moest worden aan de bevochtiging van de gerecycleerde granulaten, om de verwerkbaarheid van het beton op peil te houden. B2.3 Andere relevante opmerkingen 30 jaar later Er werd weinig of geen concrete informatie over de toepassing van het beton in de sluisconstructie teruggevonden, waardoor het onmogelĳk is om achteraf een evaluatie te maken. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

82 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B3 Kamp C Westerlo Bĳ de realisatie van Kamp C werden de principes van duurzaam bouwen op een doorgedreven manier toegepast. Bĳ de materiaal keuze ging alle aandacht naar het vermĳden van eindige en/of schadelĳke materialen terwĳl het geheel toch herkenbaar, technisch haalbaar én betaalbaar moest blĳven. Bĳ de bouw werd er ook gerecycleerd beton gebruikt voor de minder belangrĳke structuurelementen, waarbĳ de volgende vervangingspercentages voor de grove granulaten gehanteerd werden: 100 %-vervanging voor een vloerplaat en een werkvloer 20 %-vervanging voor de meeste balken en wanden 0 %-vervanging voor de overige structurele elementen (vanwege het tekort aan ervaring en expertise bĳ de bouwpartners). Er werden puingranulaten 0/40 (Belgische markt) en 0/20 (Nederlandse markt) gebruikt, met een LA-waarde van LA 40 voor betongranulaten en LA 50 voor menggranulaten. B3.1 Betonvoorschriften en -samenstelling De maximaal aan te houden karakteristieke kubusdruksterkte (f ck ) is 35 N/mm². Het beton (bv. 20 %-vervanging) werd vervaardigd met 320 kg CEM III/A 42,5, zand 0/5, grind 4/28 en 24 % gerecycleerde granulaten 0/20 (om uiteindelĳk 20 % > 4 mm over te houden). Het skelet werd vergeleken met de korrelgrenzen in de NEN 5950 [N1] en viel perfect binnen de ABC-curves. De water-cementfactor bedroeg 0,55. Met dit mengsel bereikte men een druksterkte van 37 N/mm² na 28 dagen. De samenstellingen werden gebaseerd op een effectieve water-cementfactor, om de grote absorptie van het puin te compenseren. 6,7 % van het toegevoegde water werd immers onmiddellĳk geabsorbeerd. B3.2 Uitvoeringsaspecten Wanneer er gewerkt werd met de 0/40-fractie, werden er grote problemen op het vlak van verwerkbaarheid opgetekend vooral bĳ een 100%-vervanging van het grind, ook na de toevoeging van een superplastificeerder. Daarom werd er overgeschakeld naar een fijner materiaal (0/20 voor 20 %-vervanging) dat men uitsluitend in Nederland kon bekomen. Proeven op verdere leveringen gaven een gemiddelde druksterkte aan van 39 N/mm² (zie tabel B2). Tabel B2 Gemeten druksterkte na 7, 14, 28 en 90 dagen voor verschillende leveringen beton. Kamp C Datum levering Druksterkte [N/mm²] op: dag 7 dag 14 dag 28 dag 90 12/02/ , /02/ , ,7 37,8 45,3 45,3 1/03/ , ,6 41,3 47,1 1/03/ ,4 33,8 33,8 20/03/ ,8 41,3 40,9 46,2 48,9 28/03/ ,9 41,8 46, ,6 55,6 28/03/ , ,9-30/03/ ,2 35,6 35, ,1 30/03/ ,1 31,1 33,8 35,1 Kamp C 80 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

83 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B4 Centrum Duurzaam Bouwen Heusden-Zolder Bĳ de renovatie van de oude mĳngebouwen in Zolder, werden een aantal vloervakken uitgevoerd met beton dat mengpuin bevat. Naast deze betonvloer van 700 m², werden er ook 50 m³ holle betonblokken met mengpuin gebruikt. Vermits het polieren van een betonvloer een vrĳ kritisch proces inzake uitvoering is, werd besloten de techniek met gebroken puingranulaat uit te testen in de ruimten op de tweede verdieping en niet in de ruimten met vloerverwarming, omwille van de bĳkomende technische complicaties (meer thermische beweging in de vloer, nood aan uitzetvoegen...). Het gebruikte menggranulaat had een korrelverdeling 0/28, een LA-waarde LA 43, een micro-devalwaarde MDE 42 en het vervangt voor 100 % het natuurlĳke granulaat. Er werden tevens holle betonblokken verwerkt ter demonstratie. Deze betonblokken zĳn het resultaat van het TETRA- Project RecyMblok. Ze bestaan uit 75 % mengpuingranulaten 0/7, 125 kg/m3 cement CEM III/A 42,5 N LA en ze hebben een gemiddelde druksterkte van 15 MPa. B4.1 Betonvoorschriften en -samenstelling Het beton dat hier gebruikt werd, had de volgende samenstelling: cement CEM III/A 42,5 N LA : 350 kg/m³ gerecycleerde granulaten 100 % mengpuin 5/30: kg/m³ maaszand (mengsel van 3 soorten) 0/4: 755 kg/m³ water-cementfactor: 0,80 hulpstoffen: geen. B4.2 Uitvoeringsaspecten Bĳ de uitvoering ondervond de aannemer een aantal belangrĳke verwerkingsproblemen, namelĳk: een moeilĳk in te schatten verhardingstĳd en bĳgevolg een moeilĳk polierproces lange procestĳden en dus een aanzienlĳke kostenverhoging: een ploeg van zes mensen stond gedurende meer dan 1,5 uur in stand-by met inbegrip van machines eens de uitharding begonnen was, gebeurde deze ook veel sneller dan bĳ klassiek beton. Hierdoor kon ook het polieren niet optimaal gebeuren bovendien ontstonden er microscheurtjes tĳdens de verharding, zodat de uiteindelĳke vloer van een iets lagere kwaliteit was. B4.3 Andere relevante opmerkingen Bĳ bezoek aan het project 10 jaar na de uitvoering werd vastgesteld dat de vloer nog steeds in goede staat was, maar wel een aantal schadeplekjes vertoont daar waar stukjes hout en baksteen vlak onder het oppervlak zaten: op deze plaatsen is de cementoppervlaktelaag afgesprongen. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

84 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B5 Kantoorgebouw VMM Aalst Op vraag van de bouwheer werd er in de mate van het mogelĳke gebruikgemaakt van beton met gerecycleerde granulaten. Op basis van de criteria (mechanische eigenschappen, duurzaamheid, waterdichtheid, verwerkbaarheid...), werd een lĳst opgesteld van betonelementen waarbĳ men de grove granulaten (kalksteen) kon gedeeltelĳk vervangen door gerecycleerde granulaten. Voor de eisen voor de granulaten werd er verwezen naar de NEN 8005 [N2] en de PTV 406 Classificatie van gerecycleerde granulaten [C6]. De betonpuingranulaten werden onder COPRO-certificaat afgeleverd in één lot. De statische druksterkte van de granulaten kon echter niet gegarandeerd worden door de leverancier. Voorafgaand aan de levering werden er proeven uitgevoerd conform de PTV 406 en werd er ook aanbevolen om de korrelverdeling van de 80 % natuurlĳke granulaten af te stemmen op deze van het betonpuin, teneinde goed aan te sluiten bĳ een traditionele verdeling. B5.1 Betonvoorschriften en -samenstelling: C25/30, milieuklassen 1-2a, gewapend beton CEM III/A 42,5 N LA, kalksteen 7/20, betongranulaat 4/20 (20 %) consistentie F3 via een superplastificeerder. Het gerecycleerde granulaat werd uiteindelĳk gebruikt in de binnenvloeren, die nadien gepolierd werden (niet-dragende toepassing). B5.2 Uitvoeringsaspecten: hogere cementdosering hogere dosering van het vloeimiddel bĳkomende (visuele) controle van het granulaat extra kost voor de aankoop en de opslag van het betonpuin en de reiniging van de menger: meerprĳs die 20 % hoger ligt in vergelĳking met gewoon beton de conformiteit werd door de fabrikant aangegeven (omdat er geen BENOR-keurmerk is) via: consistentie, water-cementfactor, cementgehalte gemiddelde druksterkte van het geleverde beton: 49,6 N/mm² (zie tabel B3). Tĳdens het polieren bleek het beton al te droog en te uitgehard te zĳn. Er zĳn dus moeilĳkheden geweest met de waterhuishouding. Het is onduidelĳk of dit te wĳten is aan het al dan niet voorbevochtigen van de granulaten. Tabel B3 Gemiddelde druksterkte van het geleverde beton. Kubus Druksterkte [N/mm²] 1 49,0 2 46,6 3 52,2 4 53,7 5 50,6 6 46,4 7 49,8 8 49,8 gemiddelde 49,6 De Smet Vermeulen architecten De Smet Vermeulen architecten 82 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

85 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B6 Woningbouw: funderingen en vloerplaat in Grobbendonk Bĳ de bouw van een villa werd beslist om het beton voor de funderingssleuven en de vloerplaat uit te voeren met een respectievelĳk een 100 %- en een 30 %-vervanging van de grove fractie. B6.1 Betonspecificatie A B1/B2 C D E C25/30 GB EE2 S3/S4 D max = mm Gebruik van gerecycleerde betongranulaten voor 30 % (vloerplaat) en 100 % (fundering) van de grove fractie B6.2 Gebruik van betongranulaten: de sterkteklasse valt binnen de op dat moment geldende grenzen van NBN B : geen bĳkomende controles/voorwaarden de omgevingsklasse valt buiten de op dat moment geldende grenzen gesteld in NBN B [B4] de funderingszolen vallen in principe onder de categorie ongewapend beton bĳ beperkte vervangingspercentages (20 tot 50 %) wordt er geen bĳkomend risico vastgesteld en moeten er geen extra proeven uitgevoerd worden bĳ hogere vervangingspercentages (50 tot 100 %) kan het mogelĳk interessant zĳn om de vorst-dooiweerstand van het beton te controleren. B6.3 Consistentie Naargelang van de verwerkingsmethode (funderingssleuven) en van de afwerkingsmethode (vloerplaat) moet er voldoende aandacht besteed worden aan het behoud van de verwerkbaarheid in de tĳd, zeker bĳ vervangingspercentages die hoger liggen dan 30 % en bĳ een manuele verwerking. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

86 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B7 Bedrijfsverhardingen (binnen/buiten) B7.1 Betonspecificatie Binnenvloer: A B1/B2 C D E C30/37 GB EE3 S4 D max = 20 mm Afwerkingsmethode: vlinderen, afstrĳken, polieren Buitenvloer: A B1/B2 C D E C35/45 GB EE4 S4 D max = 20 mm Afwerkingsmethode: vlinderen, afstrĳken (polieren is niet toegestaan voor deze toepassing) B7.2 Gebruik van betongranulaten: de sterkteklasse C35/45 valt buiten de NBN B en moet opgevolgd worden via de klassieke initiële typeproeven die de sterkte, consistentie controleren toepassingsgebied: vorst, regen/vocht, eventueel dooizouten: aangezien het gebruik van recyclagegranulaten (in hoge vervangingspercentages) een invloed kan hebben op de duurzaamheid van het beton en dus ook op de weerstand tegen carbonatatie en tegen vorst-dooizoutinwerking, is het aan te raden om deze eigenschappen op voorhand af te toetsen consistentie: het behoud van de verwerkbaarheid is een belangrĳk aandachtspunt, zeker voor bepaalde afwerkingsmethoden D max op 20 mm geplaatst, dus geen verder aandachtspunt andere aandachtspunten: de zuiverheid van het gerecycleerde granulaat (afwezigheid van drĳvende deeltjes) speelt een rol wanneer de oppervlakteafwerking belangrĳk is, om geen oneffenheden of putjes te bekomen de korrelverdeling van het mengsel moet geschikt zĳn voor de afwerking (bv. polieren) wanneer men hogere vervangingspercentages toepast, zal de krimp van het beton een belangrĳk aandachtspunt vormen uit voorgaande experimenten is gebleken dat beton met gerecycleerde granulaten mogelĳk een ander (later) moment van binding en een andere verhardingssnelheid (sneller/trager) vertoont dan gewoon beton. Men dient zich hiervan bewust te zĳn indien men het beton bv. wil vlinderen of polieren met een instrooilaag. 84 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

87 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd Ook in de wegenbouw werden reeds een aantal projecten goed gedocumenteerd. B8 Fietspad/landbouwweg (tweesporenverharding) In het beton voor een tweesporenpad in De Panne werden de grove granulaten voor 100 % vervangen door een hoogwaardig betongranulaat. Er werd in het betonmengsel 400 kg cement per m³ beton gebruikt en de verharding werd aangelegd met een glĳbekistingsmachine (slipform paver). Er werd geen merkbaar verschil vastgesteld met het conventionele beton. De druksterkte en de vorst-dooibestendigheid (bepaald aan de hand van slab tests) voldeden. De waterabsorptie van het beton lag wel hoger dan normaal, dit is wellicht te wĳten aan het absorptiegedrag van de betongranulaten. B8.1 Gebruik van betongranulaten: druksterkte: eis (bouwklasse B6 - B7) > 52,5 MPa na 90 dagen (cilinders) beproeving van de kubussen: 38 tot 52 MPa na 7 dagen, 52 tot 65 MPa na 28 dagen, 61 tot 72 MPa na 90 dagen beproeving van de cilinders: 71 MPa na 90 dagen: OK waterabsorptie van het beton: 6,8 % (lagere dichtheid van het beton, hogere waterabsorptie door het betongranulaat) de vorst-dooiweerstand wordt gemeten met een slab test: gecumuleerd massaverlies na 7 cycli = 0,28 kg/m², na 14 cycli = 0,85 kg/m² en na 28 cycli = 1,40 kg/m² (eis: < 3 kg/m²). B9 Lineair element/veiligheidsstootband Op deze werf te Diksmuide werd voor de aanleg van de veiligheidsstootbanden over een lengte van 350 m (700 lopende meter betonnen stootband; ca. 40 kubieke meter beton), het grove kalksteengranulaat vervangen door een hoogwaardig betongranulaat (kaliber 8/20 mm), in een vervangingspercentage van 50 % van de grove granulaten. Bouw van een afgescheiden fietspad over een lengte van 8 km langs de gewestweg N364 te Diksmuide, gefaseerd uitgevoerd in 2014 en 2015: aannemer: Aswebo nv (Willemen Groep) granulaten- en betonleverancier: De Brabandere Wegenbouw nv aanleg in mei 2014: lineaire elementen, met een glĳbekistingsmachine (slipform paver). De uitvoering van de werf werd opgevolgd aan de hand proeven op het verse beton en de volgende duurzaamheidsproeven op het verharde beton: druksterkte waterabsorptie vorst-dooiweerstand. De resultaten toonden aan dat het beton voldeed aan de vereisten uit het bestek. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

88 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B10 Fietspadverharding Bĳ de heraanleg in 1998 van de rotonde op de N274 in Engsbergen (Tessenderlo) werden er betonpuingranulaten gebruikt voor de gekleurde betonverharding van het fietspad [D2]. Daarbĳ werden de natuurlĳke kalksteengranulaten gedeeltelĳk vervangen door (gewoon) betongranulaat 7/20. Volgens PTV 406 [C6] behoorde dit betongranulaat tot de categorie D qua intrinsieke kenmerken. Er werden twee proefvakken aangelegd: één proefvak waar voor de betonverharding 20 % betongranulaten in verhouding tot de totale massa granulaten + zand (of 32 % in verhouding tot de massa van het grove granulaat 2/20) gebruikt werd één proefvak waar voor de betonverharding 40 % betongranulaten in verhouding tot de totale massa granulaten + zand (of 64 % in verhouding tot de massa van het grove granulaat 2/20) gebruikt werd. De rest van het fietspad werd op een klassieke manier uitgevoerd met kalksteengranulaat. In totaal werd er 300 ton beton en ongeveer 75 ton betongranulaat gebruikt. De aannemer heeft ervoor gezorgd dat de verwerkbaarheid, de consistentie en het gehalte aan inerte materialen hetzelfde waren bĳ alle mengsels. Aan het mengsel met het betongranulaat moest er meer water toegevoegd worden (water-cementfactor 0,53 tegenover 0,49 voor het referentiebeton). Uit de boorkernen van het kringloopbeton na 90 dagen blĳkt dat de druksterkte ongeveer 5 MPa lager ligt dan deze van het referentiebeton (respectievelĳk 58 en 63 MPa). Het kringloopbeton voldeed aan de eisen van het toenmalige Standaardbestek 250 [M2] voor beton met luchtbelvormers en voor wegen van categorie III. De belangrĳkste eigenschappen inzake de mechanische weerstand van het betongranulaat werden opgelĳst in tabel B4. Hieruit blĳkt dat, vanwege de geringe weerstand tegen afslĳting volgens de micro-devalproef, het betonpuin volgens de voorschriften van het PTV 406 tot de klasse D behoorde wat de intrinsieke eigenschappen betreft. In de voorstudie in het laboratorium werden drie betonsamenstellingen beproefd: één referentiemengsel op basis van kalksteen, één recyclagebetonmengsel met 20 % betongranulaten en één met 40 % betongranulaten. De eigenschappen van deze betonmengsels zĳn weergegeven in tabel B5 (p. 87). Na de aanleg werden er enkele proeven uitgevoerd op de ontnomen boorkernen. De resultaten worden weergegeven in tabel B6 (p. 87). Tabel B4 Belangrĳkste eigenschappen van het betongranulaat. Betongranulaat 7/20 Uitgezeefd uit betonpuingranulaat 0/40 met COPRO-keuring Kalksteen 7/20 UCP-groeve Leffe (Dinant) Statische druksterkte (proefkaliber 16/20) 15,4 % verbrĳzeling 16,2 % verbrĳzeling Micro-Devalwaarde in water (slĳtweerstand) 26,4 % verbrĳzeling Niet gemeten Los Angeleswaarde (verbrĳzelingsweerstand) 27,6 % verbrĳzeling Niet gemeten Waterabsorptie (op fractie 7,1/10 mm) 4,3 % < 10 % OK 0,4 % Absolute volumieke massa 2,455 g/cm³ Niet gemeten 86 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

89 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd Tabel B5 Resultaten van de voorstudie van 3 betonsamenstellingen. Referentiemengsel Mengsel met 20 % betongranulaat Mengsel met 40 % betongranulaat Zand 0/4 + zand 0/2 [kg/m³] Kalksteen 2/7 [kg/m³] Kalksteen 7/20 [kg/m³] Betongranulaat 7/20 [kg/m³] CEM III/A 42,5 N LA [kg/m³] Water [l]: reeds aanwezig in de granulaten (3 %) toe te voegen hoeveelheid water totale hoeveelheid water Water-cementfactor 0,49 0,51 0,53 Plastificeerder [l/m³] 0,8 0,8 0,8 Rode kleurstof [kg/m³] 12,5 12,5 12,5 Luchtgehalte [%] 4,0 4,4 5,0 Zetmaat [mm] Tabel B6 Resultaten van de proeven op de boorkernen die ontnomen werden na de aanleg van de fietspadverharding. Referentiemengsel Mengsel met 20 % betongranulaat Mengsel met 40 % betongranulaat Droge volumieke massa [kg/m³] Drukweerstand (in het laboratorium) [N/mm²]: na 7 dagen na 28 dagen Waterabsorptie [%] 6,8 7,0 8,8 Drukweerstand (boorkernen) na 91 dagen [N/mm²] 30,1 41,5 26,9 25,1 63,2 (gemiddelde van de 2 boorkernen: 57,4 69,1) 58,0 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

90 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B11 Betonwegverharding voor lokale weg [B30] Deze studie (met subsidies van het Waalse Gewest: Convention relative à la création et à l amélioration de voiries communales au moyen de matières premières secondaires, Centre de Recherche de l Industrie Cimentière, Brussel) onderzocht het gebruik van betonpuingranulaten als steenslag voor cementbetonverhardingen voor wegen met geringe verkeersbelasting. De conclusie van het rapport is dat de betonpuingranulaten gebruikt kunnen worden voor nieuw beton, op voorwaarde dat dit niet aan barre weersomstandigheden en te hoge belastingen blootgesteld wordt. In deze studie werd een referentiebeton met een cementdosering van 375 kg/m³ en natuurzandsteen vergeleken met een kringloopbeton waar respectievelĳk 20, 35 en 50 % van de natuurlĳke granulaten door betonpuingranulaten vervangen werden. Het betonpuingranulaat werd geleverd door een vaste, door het Waalse Gewest erkende breekinstallatie en bevatte puingranulaat van wegdekplaten 5/20 en een betonpuingranulaat 0/40. Het betonpuingranulaat voldeed niet aan de eisen inzake statische drukweerstand van het Waalse CCT 300 (Cahier des Charges Type) voor natuurlĳke materialen die in wegverhardingen gebruikt worden. In totaal werden er acht betonsamenstellingen aangemaakt: een referentiebeton, drie betonsamenstellingen met respectievelĳk 20, 35 en 50 % aan puingranulaat 5/20, drie betonsamenstellingen met respectievelĳk 20, 35 en 50 % aan puingranulaat 7/32 en één betonsamenstelling met 35 % puingranulaat 2/32. Er werd geen luchtbelvormer toegevoegd aan het beton om het aantal variabelen te beperken. Tabel B7 geeft een overzicht van de resultaten van de proeven die uitgevoerd werden op het verharde beton. De vermelde waarde is telkens de gemiddelde waarde van de drie proefstukken (twee proefstukken voor de buigsterkte). Tabel B7 Overzicht van de resultaten van de proeven die op de 8 betonsamenstellingen uitgevoerd werden. Vervangingspercentage Referentiebeton 20 % 35 % 50 % 20 % 35 % 50 % 35 % Korrelgrootte R c na 7 dagen [N/mm²] (oude norm NBN B ) R c na 28 dagen [N/mm²] (oude norm NBN B ) R c na 91 dagen [N/mm²] (oude norm NBN B ) Splijtsterkte na 91 dagen [N/mm] (oude norm NBN B ) Treksterkte na 91 dagen [N/mm²] (oude norm NBN B ) Waterabsorptie na 56 dagen [%] (oude norm NBN B ) Vorst-dooibestendigheid na 30 cycli [g/dm²] (ISO/DIS ) 5/20 5/20 5/20 0/40, fractie 7/32 0/40, fractie 7/32 0/40, fractie 7/32 0/40, fractie 2/32 50,0 41,3 40,6 36,2 44,4 40,1 38,7 36,9 63,6 57,3 57,0 55,3 54,8 51,0 51,1 54,9 72,0 64,3 66,7 61,3 61,7 59,3 58,7 62,6 4,65 4,55 5,05 4,35 4,10 4,40 3,95 4,60 5,9 5,7 5,8 5,9 6,1 6,4 5,8 5,5 6,2 6,7 7,3 8,0 6,8 7,4 7,9 7,4 21,7 20,9 20,7 17,8 22,4 24,9 32,8 20,0 Het onderzoek leidde tot de volgende vaststellingen: bĳ dezelfde verwerkbaarheid is de waterabsorptie van het kringloopbeton groter dan deze van het referentiemonster: > 6,5% (maximum volgens het toenmalige Waalse CCT 300). Afgezien daarvan is de vorstbestendigheid van de beproefde monsters doorgaans vergelĳkbaar met deze van het referentiebeton. Om afschilfering te beperken, zou men een luchtbelvormer kunnen toevoegen de druksterkte van de acht betonsamenstellingen voldoet aan de eisen voor granulaten in verhardingen: R c na 90 dagen 50 N/mm² 88 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

91 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd de aanwezigheid van betonpuingranulaten heeft slechts een geringe invloed op het verloop van de druksterkte, maar heeft wel een grote invloed op het bereikte druksterkteniveau: R c na 91 dagen is 10 tot 15 % lager in vergelĳking met het referentiebeton. Het onderzoek spitste zich vervolgens toe op het gebruik van kringloopbeton voor een weg met geringe verkeersbelasting: er werd een betonverharding 0/32 aangemaakt met betonpuingranulaten en twee hulpstoffen (een plastificeerder en een luchtbelvormer). Het betongranulaat (5/20) is afkomstig van de afbraak van oude betonverhardingen na recyclage in een vaste, door het Waalse Gewest erkende breekinstallatie. Er wordt nipt voldaan aan de eisen inzake statische drukweerstand voor granulaten (klasse S2 voor steenachtig materiaal van categorie B). Het referentiebeton werd vergeleken met zes betonsamenstellingen met respectievelĳk 28, 35, 39 en 50 % aan puingranulaat. De hoeveelheid luchtbelvormer die aan elk mengsel toegevoegd werd, varieerde dusdanig dat er steeds minimaal 3,5 % luchtgehalte (in volume) bekomen werd. Tabel B8 geeft een overzicht van de belangrĳkste proefresultaten. Tabel B8 Overzicht van de proefresultaten die uitgevoerd werden op zes betonsamenstellingen. Referentiebeton 35 % (2/7 en 7/20: gedeeltelijk vervangen) 50 % (2/7-7/20: volledig vervangen) 39 % (7/20: volledig - 2/7: gedeeltelijk) 28 % (2/7: volledig vervangen) Plastificeerder [kg/m³] 0,75 0,76 0,56 0,74 0,75 0,57 0,75 Luchtbelvormer [kg/m³] 0,38 0,45 1,67 2,41 1,75 0,87 1,12 Luchtgehalte (30 min.) [%] 3,3 1,1 3,0 3,4 3,5 2,5 3,3 Druksterkte R c na 7 dagen [N/mm²] 47,6 44,1 43,7 33,2 37,3 42,7 39,8 Druksterkte R c na 28 dagen [N/mm²] 64,1 58,8 58,2 47,3 50,0 60,1 55,4 Druksterkte R c na 91 dagen [N/mm²] 69,5 66,7 61,7 53,8 55,3 65,7 63,7 Splijttreksterkte R c,spl na 91 dagen [N/mm²] 4,55 3,85 4,20 3,70 3,80 4,50 4,40 Buigsterkte R cf na 91 dagen 6,28 5,88 5,93 5,25 5,34 5,98 5,54 Waterabsorptie A na 56 dagen [% van de droge massa] 5,9 7,2 7,0 7,6 7,7 6,4 6,8 Vorstbestendigheid in de aanwezigheid van dooizouten (massaverslies na 30 cycli) [g/dm²] 11,6 30,0 12,6 8,9 16,0 15,8 12,6 Het onderzoek leidde tot de volgende conclusies: hoe groter de hoeveelheid betongranulaat, hoe groter het gehalte aan luchtbelvormer (een dure toeslagstof) moet zĳn om een constant luchtgehalte in het verse beton te bekomen. Dit houdt verband met de porositeit van het betongranulaat (een deel van de toeslagstof raakt gevangen in de poriën en wordt bĳgevolg inactief), alsook met grote hoeveelheid fijne deeltjes in het betongranulaat de aanwezigheid van betongranulaat heeft slechts een geringe invloed op het verloop van de druksterkte, maar heeft wel een invloed op de bereikte druksterkteniveaus: naargelang van de toegevoegde hoeveelheid betongranulaat, is de druksterkte na 91 dagen 10 tot 30 % lager dan bĳ het referentiebeton een vervangingspercentage van 50 % is te hoog: het gevaar is groot dat de druksterkte van 53,8 N/mm² die bekomen werd in het laboratorium, niet bereikt wordt op de bouwplaats naargelang van de toegevoegde hoeveelheid betongranulaat, daalt de splĳttreksterkte en de buigsterkte met 5 tot 20 % de waarden voor de waterabsorptie bedragen > 6,5 % (maximum volgens het toenmalige Waalse CCT 300) en nemen toe naarmate het vervangingspercentage groter is er bestaat geen verband tussen de waarden voor waterabsorptie en deze voor het massaverlies bĳ vorst. Men onderscheidt hierbĳ twee fasen: de afschilfering van de cementmelk aan het betonoppervlak tĳdens de eerste vĳf vorst-dooicycli, en de vorstbestendigheid van het beton in de daaropvolgende cycli. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

92 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd In juli 1998 werd er op basis van deze analyses beton aangebracht waarbĳ 28 % van de granulaten 5/20 vervangen werden door betongranulaten. De cementdosering werd verhoogd tot 400 kg/m³ om een druksterkte van 50 N/mm² op de bouwplaats te bekomen; de beoogde hoeveelheid lucht bedraagt 2,5 % v/v. De resultaten van de proeven zĳn samengevat in tabel B9. Tabel B9 Overzicht van de proefresultaten uitgevoerd op beton gebruikt voor het wegdek. Monsterneming 1 (8/07/1998) Beton geleverd op de bouwplaats (kubussen) 3 (8/07/1998) 6 (9/07/1998) Gemiddelde van 6 monsters Na de uitvoering Boorkernen na 90 dagen Druksterkte R c na 7 dagen [N/mm²] 33,9 38,1 44,5 38,3 Druksterkte R c na 28 dagen [N/mm²] 50,6 49,7 58,1 51,6 Druksterkte R c na 91 dagen [N/mm²] 61,8 65,6 73,6 65,5 63,1 Splijttreksterkte R c,spl na 91 dagen [N/mm²] 3,80 4,20 3,50 3,95 Waterabsorptie A na 56 dagen [% van de droge massa] Vorstbestendigheid in aanwezigheid van dooizouten (massaverlies na 30 cycli) [g/dm²] 6,9 6,7 6,2 6,9 6,9 11,9 8,1 8,9 9,2 16,1 Proefkubussen gefabriceerd met het verse, op de bouwplaats geleverde beton behalen de volgende resultaten voor de druksterkte (gemiddelde waarde van de zes proeven): 38,3 MPa na 7 dagen, 51,6 MPa na 28 dagen en 65,5 MPa na 91 dagen. De splĳttreksterkte leverde een gemiddeld resultaat van 4,0 MPa op; de waterabsorptie van het beton na 56 dagen bedroeg gemiddeld 6,9 % en de vorst-dooibestendigheid in aanwezigheid van dooizouten resulteerde na 30 cycli in een gemiddeld massaverlies van 9,2 g/dm². De boorkernen die 90 dagen na de uitvoering ontnomen werden uit het wegdek, behaalden de volgende proefresultaten: druksterkte van 63,1 MPa, waterabsorptie van 6,9 % en 16,1 g/dm² massaverlies na 30 vorst-dooicycli. De resultaten voor de druksterkte zĳn uitstekend, met een zeer goede correlatie tussen de resultaten op het beton van de stalen genomen tĳdens de uitvoering en op de nadien ontnomen boorkernen. En ook de vorst-dooibestendigheid van de boorkernen is toch iets hoger dan verwacht. Bĳ een keuring met het blote oog van het wegdek na 3 jaar onder verkeersbelasting, blĳkt dat het hier inderdaad ging om een kwalitatieve uitvoering: het wegdek vertoont geen enkele schade. 90 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

93 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B12 Betonverharding voor autosnelweg in tweelagige uitvoering [R2, R3] In 2007 en 2008 werd bĳ de renovatie van de autosnelweg N49/E34 ter hoogte van Zwĳndrecht-Melsele over een lengte van 3 km het wegdek aangelegd met een betonverharding die uitgevoerd werd in tweelagig doorgaand gewapend beton (DGB) (zie afbeeldingen B1 en B2). Hierbĳ werd gekozen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in de onderlaag a rato van circa 60 % van de grove granulaten. De combinatie van een tweelagige uitvoering van doorgaand gewapend beton en het gebruik van recyclagegranulaten in de onderlaag was een primeur in België. De volgende eisen werden gesteld aan de betonmengsels van de toplaag en de onderlaag: toplaag: steenslag 4/6,3 waarbĳ de PSV-waarde 50, geen recyclage toegestaan zand voor wegenbeton, geen recyclage toegestaan cement CEM III/A 42,5 N LA : minimum 425 kg/m³ water-cementfactor 0,45 luchtbelvormer verplicht, luchtgehalte van het verse beton op de werf 5 % onderlaag: steenslag 4/6,3 6,3/20 20/32 bestaande uit 60 % recyclagematerialen afkomstig van het opgebroken platenbeton, welke te verdelen zĳn over de fracties 6,3/20 en 20/32; en 40 % natuursteenslag zonder eis op de PSV-waarde zand voor wegenbeton, geen recyclage toegestaan cement CEM III/A 42,5 N LA : minimum 375 kg/m³ water-cementfactor 0,45 luchtbelvormer verplicht, luchtgehalte van het verse beton op de werf 3 %. Voor het verharde beton werden de volgende eisen gesteld op het vlak van sterkte en duurzaamheid: toplaag: druksterkte: karakteristieke waarde 50 MPa op kubussen met een zĳde van 15 cm, bewaard bĳ 20 (± 2) C onder water of bĳ een relatieve vochtigheid (RV) van 95 % en op een ouderdom van 28 dagen (opmerking: hierbĳ werd rekening gehouden met een vermindering van 7,5 MPa omwille van het gebruik van een luchtbelvormer) waterabsorptie door onderdompeling: maximale gemiddelde waarde van 6,3 % en maximale individuele waarde van 6,8 % onderlaag: druksterkte: karakteristieke waarde 52,5 MPa op boorkernen ontnomen uit de verharding op een ouderdom van minstens 90 dagen. De resultaten van de controlemetingen voldeden aan de eisen in het bestek. Na slechts een paar jaar werden er beschadigingen vastgesteld onder de vorm van lokale uitbrokkelingen tussen nabĳgelegen scheuren, gekoppeld aan het verschĳnsel van horizontale scheurvorming. De horizontale scheuren deden zich geenszins voor op het scheidingsvlak van de twee betonlagen (daar werd een perfecte solidaire vermenging vastgesteld) maar wel ter hoogte van de langswapening. UITGEWASSEN BETON 5 cm toplaag 23 cm DGB 18 cm onderlaag 5 cm asfalt 15 tot 20 cm cementgebonden fundering in schraal beton Afb. B1 Nieuwe structuur van de betonwegverharding op de E34 te Zwĳndrecht (2007). Afb. B2 Werk in uitvoering met twee glĳbekistingmachines. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

94 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd Op basis van literatuuronderzoek en aan de hand van de uitgevoerde analyses rĳst het sterke vermoeden dat het gebruik van betongranulaten in de onderlaag aan de basis ligt van de schade, en dit omwille van een hogere krimp en een lagere betonsterkte. Het onderzoek van de boorkernen bevestigt dat er een scheur doorloopt over de volledige dikte van de verharding; de naastgelegen scheuren eindigen ter hoogte van de horizontale scheur die zich op de hoogte van de langswapening gevormd heeft. Metingen uitgevoerd met een ultrasone tomograaf toonden aan dat de horizontale scheur zich ter hoogte van de langswapening bevindt en zich verder zet over een bepaalde afstand rond de eerste verticale scheur over de volledige dikte. De horizontale scheur eindigt in de meeste gevallen in een verticale scheur. Door de verkeersbelasting en de temperatuursinwerking ontstaan er na verloop van tĳd tussenliggende verticale scheuren die naar het oppervlak lopen vanop deze horizontale scheur. Indien de tussenafstand tussen deze secundaire verticale scheuren te klein wordt, ontstaat een speciale vorm van punch-out ( 11 ) waarbĳ de bovenste 9 cm van de betonverharding afbrokkelt. Mogelĳke oorzaken zĳn: een verminderde hechtsterkte tussen de wapening en het beton, een hogere krimp en thermische uitzettingscoëfficiënt, een verschil in krimp tussen de deklaag en de onderlaag en het meer open komen te staan van de eerste verticale scheuren waardoor waterindringing mogelĳk is en er lokaal roestvorming kan optreden ter hoogte van de wapening. Verder onderzoek rond de invloed van het gebruik van gerecycleerde granulaten op de hechting tussen het beton en de wapening, kon geen significant verschil vaststellen tussen de hechting bĳ klassiek beton en deze van beton met gerecycleerde granulaten. Voorzichtigheidshalve dient er dus enig voorbehoud gemaakt te worden bĳ de toepassing in doorgaand gewapend beton. ( 11 ) Punch-out is het afbreken en uitbrokkelen van doorgaand gewapend beton aan de buitenrand of aan een langsvoeg. 92 Juli 2019 Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton

95 Bijlage B Projecten waarin beton met gerecycleerde granulaten gebruikt werd B13 TETRA-project ReCycle: proefvakken in Nieuwpoort (KHBO nu KULeuven RecyCon) Tĳdens het TETRA-project ReCycle werden er in 2001 verschillende proefvakken aangelegd in Nieuwpoort (zie afbeelding B3): proefvak 1: 100 % mengpuin 0/7 in een zand-cement -toepassing, 12 MPa proefvak 2: recyclagebeton met 60 % mengpuingranulaten 0/7 en 7/20, 350 kg/m3 CEM II, 40 MPa proefvak 3: fietspad tussen Heestert en Avelgem: zoals proefvak 1 maar nu aangebracht met een asfalt finisher wat resulteert in een mooiere uitvoering. Alle fietspaden zĳn na 15 jaar nog steeds in gebruik. Afb. B3 Aanleg van verschillende proefvakken in Nieuwpoort in het kader van het TETRA-project ReCycle. Het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in beton Juli

Nog meer weergeven