Literatuurstudie over de toepassingsmogelijkheden van puingranulaten in de wegenbouw

Transcriptie

1 Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw Laboratorium Fokkersdreef 21, 1933 Sterrebeek Tel.: Fax: ceg@brrc.be Literatuurstudie over de toepassingsmogelijkheden van puingranulaten in de wegenbouw april 2004 Studie uitgevoerd in opdracht van de Vereniging van Verwerkers van Slooppuin

2 Literatuurstudie over de toepassingsmogelijkheden van puingranulaten in de wegenbouw auteur : ir. Luc De Bock Technologisch adviseur Coördinator Leefmilieu Recycling Tel. : l.debock@brrc.be April 2004

3 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 3/76 Literatuurstudie over de toepassingsmogelijkheden van puingranulaten in de wegenbouw Leeswijzer 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. Dit verslag is opgebouwd uit 5 hoofdstukken, telkens gewijd aan 1 bepaald puingranulaattype. Achtereenvolgens komen aan bod: 1) betonpuingranulaat, 2) metselwerkpuingranulaat, 3) mengpuingranulaat, 4) asfaltpuingranulaat, 5) puinzeefzand en puinbrekerzand. Om de tekst leesbaarder te houden wordt in elk hoofdstuk slechts een samenvatting van de bevindingen gegeven, met een verwijzing naar een referentie in een bijbehorende bijlage. Deze bijlagen geven per referentie meer gedetailleerde gegevens over de beschreven praktijkervaring. Op de gepaste plaatsen is tevens vermeld wat de eisen zijn zoals vermeld in het Standaardbestek voor de Wegenbouw in Vlaanderen (SB250, versie 2.0, goedgekeurd op ); deze paragrafen zijn weergegeven in schuinsgedrukte tekst. Aansluitend is er een hoofdstuk met aanbevelingen voor een eventuele aanpassing van de standaardbestekken op basis van de voormelde bevindingen.

4 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 4/76 1 Betonpuingranulaat 1.1 Karakterisering van het materiaal Betonpuingranulaat ontstaat door het breken en zeven van betonpuin, afkomstig van de opbraak en sloop van betonwegen en andere betonnen constructies en gebouwen. Volgens het Standaardbestek 250 [1] bestaat gebroken betonpuin (art B.3. van hoofdstuk III. Materialen) in de samenstelling van zijn fractie groter dan 2 mm uit minstens 90 %-m betonpuin of ander gebroken natuurlijk steenachtig materiaal met een volumemassa 2100 kg/m³ (in een onderlinge verhouding van minstens 55 %-m gebroken beton). Het aandeel asfaltpuin moet beperkt zijn tot maximaal 5 %-m; onzuiverheden zoals nietsteenachtig materiaal en organisch materiaal zijn telkens beperkt tot maximaal 0,5 % in massa en in volume. 1.2 Toepassing in niet-gebonden wegconstructies: ophoging en/of aanvulling, onderfundering en steenslagfundering Betonpuingranulaat is een volwaardige grondstof voor funderingen en onderfunderingen geworden. Het kan ook als materiaal voor ophogingen en aanvullingen worden gevaloriseerd doch dit is economisch minder interessant. Een zo hoogwaardig mogelijk toepassing van betonpuingranulaat houdt in dat zelfs eerder gestreefd wordt naar een toepassing als steenslag voor verhardingslagen dan enkel in funderingsmengsels. Niet-gebonden steenslagfundering en onderfundering Gebroken betonpuin is in het SB250 vermeld als toegelaten steensoort voor de toepassing als steenslag voor onderfunderingen, steenslag voor steenslagfunderingen met niet-continue korrelverdeling, steenslag voor steenslagfunderingen met continue korrelverdeling, alsook voor steenslag voor schraal beton voor funderingen van wegverhardingen, wegelementen gebouwen en kunstwerken (voor dit laatste zie verder 1.4.). Betonpuingranulaat is zeer geschikt als steenslag voor niet-gebonden wegfunderingen en onderfunderingen. Het levert een even goede, ja zelfs betere ondersteuning voor de onderfundering van de wegconstructie dan natuurlijke granulaten, omdat blijkt dat de stijfheid en het draagvermogen toeneemt in de tijd [11, 12]. Dit is een gevolg van de residuale hydrauliciteit van het cement van het oude beton dat tijdens het breken van het betonpuin aan de oppervlakte komt. Zo vergroot de elasticiteitsmodulus van een steenslagfundering in betonpuingranulaat van ongeveer 300 MPa naar meer dan 500 MPa of zelfs tot 800 MPa na enkele jaren [12]. De CBR-waarde neemt na verloop van tijd toe van + 25 à 30 % tot + 70 % [23]. Volgens de besteksvoorschriften in Nederland (RAW 1995, [8]) moet de CBR-waarde van betonpuin fractie < 22,4 mm onmiddellijk na het bereiden van de proefstukken tenminste 50 % bedragen en na 28 dagen moet dit met minstens met een kwart zijn toegenomen.

5 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 5/76 Volgens de Nederlandse dimensioneringsmethodes voor het ontwerp van asfaltverhardingen [24] kan door het gebruik van betonpuin als funderingsmateriaal een reductie in de asfaltdikte van de verhardingsconstructie worden verkregen, in vergelijking met het gebruik van zand in zandbed. Bijvoorbeeld voor een ondergrond met gemiddelde E-modulus van 100 MPa bedraagt deze asfaltdiktereductie 60 mm bij gebruik van een fundering in betonpuingranulaat van dikte 300 mm; bij een zwakkere ondergrond (E = 50 MPa) dient een funderingsdikte van 400 mm te worden gebruikt en zou men kunnen rekenen op een asfaltreductie van 90 mm. Hierbij wordt voor het betonpuingranulaat gerekend op een constructieve waarde van de E-modulus = 600 MPa; er wordt ook gerekend dat in alle gevallen een minimum asfaltdikte van 120 mm dienst aanwezig te zijn boven gelijk welk type funderingslaag. In Vlaanderen is het echter niet zo gebruikelijk een fundering van zandbed te gebruiken onder een asfaltverharding, in die zin zijn deze theoretische besparingen op de asfaltdikte minder relevant. 1.3 Toepassing in cementgebonden steenslagfundering In cementgebonden steenslagfunderingen kan betonpuingranulaat natuursteenslag gedeeltelijk of zelfs volledig vervangen. Het betonpuinsteenslag heeft een grotere waterabsorptie en daarom is bij de toepassing gewoonlijk meer water nodig dan bij de aanwending van natuursteenslag. Hierdoor moet er in het algemeen gerekend worden met een grotere krimp [25]. Vanuit economisch oogpunt is het gebruik van betonpuingranulaat in cementgebonden funderingen minder interessant dan in niet-gebonden funderingen, omdat betongranulaat in ongebonden vorm al een licht hydraulische binding bezit (zie ook 1.2.). Bij gebruik van betonpuingranulaat als steenslagfundering met continue korrelverdeling van het type I of II en behandeld met toevoegsels schrijft het typebestek 2000 van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest (TB2000) het gebruik voor van cement met een hoge bestandheid tegen sulfaten (HSR) en een laag alkaligehalte (LA). Deze bepaling is niet opgenomen in het SB Toepassing in schraalbetonfundering Bij funderingen van schraal beton kan grind of natuursteenslag volledig vervangen worden door betonpuingranulaat, zonder verlies van kwaliteit. Aangezien bij de toepassing van betonpuinsteenslag gewoonlijk meer water nodig is (door de grotere waterabsorptie ervan) dan bij de aanwending van natuursteenslag, moet in het algemeen wel met een grotere krimp gerekend worden. De resterende hydrauliciteit van het oude cement in het betonpuin blijkt een licht positieve invloed uit te oefenen op de druksterkte en kan het verlies aan sterkte door een hoger watergehalte compenseren. Volgens een Nederlandse publicatie [26.2] moet er echter rekening mee gehouden worden dat bij toepassing van betonpuingranulaat in schraal beton soms een iets grotere cementhoeveelheid nodig is om de vereiste druksterkte te behalen dan bij toepassing van grind.

6 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 6/76 Zoals het geval is bij het gebruik van betonpuingranulaat in rijk beton (zie 1.5 verder) is het ook in de toepassing in schraal beton raadzaam enkel de grove granulaten te gebruiken en de fractie 0/4 (betonpuinbrekerzand) te beperken, zoniet zal het materiaal veel water opslorpen en de krimp aanzienlijk doen toenemen. Een economische afweging is dan nodig tussen enerzijds de extra kosten voor het afzeven van de fractie 0/4 uit het granulaat en anderzijds de eventuele kosten van een hoger cementgehalte bij medeneming van de fijne fractie. Het puinbrekerzand kan eventueel gebruikt worden in een zandcementfundering. Problemen van krimp kunnen worden voorkomen door in het schraalbeton krimpvoegen te kerven over ten minste één derde van de dikte van de fundering, op de plaatsen waar in de erboven aan te brengen betonverharding krimpvoegen dienen gerealiseerd te worden. Hierdoor wordt een mogelijk grote krimp opgevangen en worden reflectiescheuren in de betonverharding vermeden. Wanneer betonpuingranulaat wordt gebruikt voor schraalbetonfunderingen schrijven het TB2000 en het Standaardbestek RW 99 het gebruik van HSR- en LA-cement voor. Deze bepaling is niet opgenomen in het SB250. Enkele toepassingsvoorbeelden 1 ) Bij de aanleg van «taxiways» op de luchthaven Brussel-Nationaal in 1992 werden de granulaten in de schraalbetonfundering gedeeltelijk vervangen door betonpuingranulaat 0/20 en 20/40. Meerdere samenstellingen van schraalbeton werden onderzocht waarbij ca. 40 % van de natuursteenslag werd vervangen door betonpuinsteenslag (0/40). Uit de labo-proeven bleek dat met 4,5 tot 5 % hoogovencement (type LK 30) na 7 dagen op kubussen van 20 cm ribbe een druksterkte werd bekomen van meer dan 8 MPa [25]. Uit een vergelijking met een referentiebeton op basis van natuursteenslag is gebleken dat het beton met betonpuingranulaat na 90 dagen een hogere gemiddelde sterkte heeft: 18,8 MPa voor het beton met betonpuingranulaat t.o.v. 14,3 MPa voor het referentiebeton [27]. 2 ) Bij de aanleg van een nieuw weggedeelte op de Brusselse Ring werden de natuurlijke granulaten voor de schraalbetonfundering volledig vervangen door betonpuingranulaat 0/32 [15]. Na de uitvoering werden 10 boorkernen uit de fundering genomen om een sterkteproef na 90 dagen uit te voeren: - minimale waarde = 9,1 N/mm², - maximale waarde = 21,4 N/mm², - gemiddelde waarde van de 10 boorkernen = 14,4 N/mm², - standaardafwijking = 4,0 N/mm². Het schraal beton met betonpuingranulaat voldoet aan de eisen voor schraalbetonfunderingen, namelijk (druksterkte R c na 90 dagen: gemiddeld > 12 MPa en individueel > 9 MPa). De spreiding in deze resultaten van druksterkte is wel zeer groot.

7 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 7/ Toepassing in cementbeton voor wegverhardingen Om het betonpuingranulaat zo hoogwaardig mogelijk te kunnen gebruiken, wordt veel verwacht van de toepassing in nieuw beton, het zogenaamde kringloopbeton. Er is echter nog maar weinig ervaring opgedaan met het gebruik van puingranulaten (in het algemeen) in beton voor wegverhardingen. De toepassing in betonwegverhardingen is ook minder geschikt voor puingranulaten wegens de hoge eisen die gesteld worden en de tamelijk agressieve omgeving (herhaalde dynamische belastingen, polijsting, vorst en inwerking van dooizouten, ). Eventueel is een toepassing mogelijk in minder belaste wegen (vrijliggende fietspaden, trottoirs, landbouwwegen). Gebroken beton is in het SB250 niet opgenomen in de lijst van toegelaten steensoorten voor toepassing als steenslag voor cementbeton voor wegverhardingen en lijnvormige elementen, noch voor cementbeton voor gebouwen en kunstwerken. De zandfractie in het betonpuin (betonpuinbrekerzand) wordt meestal niet in het kringloopbeton gebruikt omdat het zand met zijn hoekige vorm de verwerkbaarheid bemoeilijkt, het met zijn hoge waterabsorptie moeilijk vooraf homogeen te bevochtigen is, en omdat het zand ook de meeste onzuiverheden bevat, die naarmate ze fijner zijn ook reactiever worden (bijv. gipsdeeltjes afkomstig van bepleistering van muren). De mortel of cementsteen die nog aan het oorspronkelijke granulaat kleeft, evenals de aanwezigheid van andere materialen dan natuursteenslag in het betonpuin, beïnvloedt de sterkte, de elasticiteitsmodulus, de krimp en de vorst-dooibestandheid van het nieuwe beton. Een CROW-brochure [26.2] geeft de volgende conclusies over de invloed van betonpuingranulaat in (wegenbouw)beton: Sterkte: gewoonlijk wordt minimaal een betonsterkteklasse B 35 voorgeschreven vanwege de eisen voor duurzaamheid van betonwegen; ook bij een dergelijke kwaliteit van beton kan zonder problemen tot 20 % van het grove toeslagmateriaal worden vervangen door betongranulaat. Bij een hoger vervangingspercentage zal uit nader onderzoek met de ter beschikking staande materialen moeten blijken of een aanpassing van de mengselsamenstelling nodig is om de gewenste sterkteklasse te behalen. De waterbehoefte is bij toepassing van betongranulaat groter dan bij vergelijkbaar grindbeton met dezelfde consistentie. Dit verschil wordt deels veroorzaakt door het hoekige karakter van het gebroken materiaal en deels door de porositeit van het korreloppervlak en de daarin aanwezige microscheurtjes. Als gevolg van de grotere waterbehoefte is de krimp iets hoger. Voor een goede verwerkbaarheid is het gewenst het betongranulaat vóór het mengen minimaal 48 uur met water te bevochtigen. De verwerkbaarheid van mengsels met betongranulaat is wat minder goed. Dit geldt vooral wanneer ook de fijne fractie van het betongranulaat wordt toegevoegd. De verwerkbaarheid kan worden verbeterd door een plastificerende hulpstof toe te voegen of door meer slurry (water met cement) toe te passen. Het CUR-rapport [28] geeft de volgende conclusies over beton met puingranulaten: De verwerkbaarheid is moeilijker, het betonmengsel vraagt meer water en eventueel plastificeerder.

8 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 8/76 Een sterkteklasse tot B45 is haalbaar met gebruik van betonpuingranulaat, eventueel mits een hoger cementgehalte van ongeveer 50 kg/m³ in vergelijking met grind. Bij een zelfde cementgehalte en consistentie worden met puingranulaten (beton- en metselwerkpuingranulaat) in het algemeen lagere druksterkten verkregen. Het verschil kan 10 tot 35 % bedragen, afhankelijk van het type en kwaliteit van puingranulaat en betonkwaliteit. Er wordt een hogere krimp van het beton verkregen (+ 30 à 65 %); de krimp kan wel vertraagd optreden door het water in de puingranulaten dat slechts langzaam verdampt. De vorst/dooizoutbestandheid van beton met puingranulaten is goed. Metselwerkpuingranulaat wordt afgeraden voor beton in situaties waar met dooizouten kan worden gewerkt. Om eventuele problemen tengevolge van een geringere weerstand tegen afslijting door polijsting (vooral van betonpuin waarin rond grind was verwerkt) te vermijden, wordt er ervaring opgedaan met wegenbeton in een tweelagensysteem: de onderlaag bestaat uit kringloopbeton met betonpuingranulaat, in de bovenlaag kan een betonmengsel met speciale eigenschappen worden verwerkt zoals een uitgewassen geluidsarm open beton op basis van fijn natuursteenslag (8/11 mm). Bijvoorbeeld in Oostenrijk wordt dit tegenwoordig een courante praktijk bij het (her)aanleggen van betonwegen en zijn goede resultaten bereikt [17, 29, 30]. Een alternatieve verhardingsconstructie is een tweelagensysteem (composietverharding) bestaande uit een betonverharding (met betonpuingranulaten) overlaagd met een dunne geluidsarme verharding type zeer open asfalt. Enkele toepassingsvoorbeelden 1 ) Bij de renovatie van een wegdek in cementbeton in Oostenrijk werd het opgebroken betonpuin gebruikt voor het beton van het nieuwe wegdek [30]. Het puingranulaat bestond voor ongeveer 90 % uit cementbeton en voor 10 % uit asfaltbeton (het oude betonwegdek kreeg ooit een 2 tot 3 cm dikke asfaltlaag als overlaging; die werd samen met het beton opgebroken). De aanwezigheid van asfaltbeton in het puingranulaat leidt tot lichtjes lagere prestaties van het beton. Zolang het vervangingspercentage minder dan 20 % bedraagt, blijft de buigtreksterkte hoger dan bij beton met kwartshoudend grind. Het rapport vermeldt ook dat het betonpuinbrekerzand best niet wordt hergebruikt om de duurzaamheid van het kringloopbeton niet in het gedrang te brengen. 2 ) Onderzoek naar het gebruik van betonpuin in betonverhardingen voor lokale wegen met geringe verkeersbelasting in Wallonië en toepassing in een weg te Ouffet [21]. Op basis van een uitgebreid vooronderzoek in het labo waaruit o.a. bleek dat best geen te groot deel van de granulaten vervangen wordt door puingranulaten werd uiteindelijk in de betoncentrale een betonmengsel gemaakt waarin 28 % van de granulaten 5/20 bestond uit betonpuingranulaat. Het betonpuingranulaat was afkomstig van in een vaste breekinstallatie gebroken wegenbetonplaten; het voldoet niet aan de voorschriften (statische drukweerstand) van het Waalse standaardbestek CCT 300 voor natuurlijke materialen die in verhardingen worden gebruikt. De cementdosering werd tot 400 kg/m³ verhoogd om een sterkte van 50 N/mm² op de bouwplaats te bekomen; de beoogde hoeveelheid luchtruimten bedraagt 2,5 %.

9 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 9/76 Proefkubussen gefabriceerd met het verse, op de bouwplaats geleverde beton leveren de volgende resultaten voor de druksterkte (gemiddelde waarde van 6 proeven) op: 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 N/mm² op; de waterabsorptie van het beton na 56 dagen bedroeg gemiddeld 6,9 % en de vorst-dooibestandheid in aanwezigheid van dooizout leverde na 30 cycli een gemiddeld massaverlies van 9,2 g/dm² op. Op boorkernen ontnomen 90 dagen na de uitvoering van het wegdek werden de volgende proefresultaten bereikt: druksterkte 63,1 MPa, waterabsorptie 6,9 % en 16,1 g/dm² massaverlies na 30 vorst-dooicycli. Dit zijn uitstekende resultaten voor de druksterkte met een zeer goede correlatie tussen de resultaten op het verse beton en op de boorkernen à posteriori maar de vorst-dooibestandheid van de boorkernen is toch iets minder dan verwacht werd. Bij een keuring op het oog van het wegdek na 3 jaar onder verkeersbelasting blijkt dat het hier inderdaad om een kwalitatieve uitvoering ging: het wegdek vertoont nog geen enkele schade. 3 ) Bij de heraanleg van de rotonde op de N274 in Engsbergen (Tessenderlo) in 1998 werd voor de gekleurde betonverharding van het fietspad betonpuingranulaat gebruikt [16]. Daarbij werden de natuurlijke kalksteengranulaten gedeeltelijk vervangen door betonpuingranulaat 7/20. Volgens het technisch voorschrift PTV 406 behoort dit betonpuingranulaat tot de categorie D qua intrinsieke kenmerken. Er werden 2 proefvakken aangelegd: - een proefvak waar voor de betonverharding 20 % betonpuingranulaat in verhouding tot de totale massa granulaten + zand (of 32 % in verhouding tot de massa van het grove granulaat 2/20) werd gebruikt ; - een proefvak waar voor de betonverharding 40 % puingranulaat in verhouding tot de totale massa granulaten + zand (of 64 % in verhouding tot de massa van het grove granulaat 2/20) werd gebruikt. De rest van het fietspad werd op een klassieke manier met kalksteengranulaat uitgevoerd. In totaal werd 300 ton kringloopbeton en ongeveer 75 ton betonpuingranulaat gebruikt. De aannemer heeft ervoor gezorgd dat alle mengsels dezelfde verwerkbaarheid, consistentie en gehalte aan inerte materialen hadden. Aan het mengsel met puingranulaat moest hij meer water toevoegen (water/cementfactor 0,53 tegenover 0,49 voor het referentiebeton). Bij de boorkernen van het kringloopbeton na 90 dagen is R c ongeveer 5 MPa lager dan bij het referentiebeton (respectievelijk 58 en 63 MPa). Het kringloopbeton voldoet aan de eisen van het SB 250 voor beton met luchtbelvormer en voor wegen van categorie III. Vier jaar na de uitvoering vertoont het beton nog geen schade. 1.6 Alternatieve toepassingsmogelijkheden (buiten de wegenbouw) Kringloopbeton in structureel beton voor gebouwen Kringloopbeton is beton dat met betonpuingranulaat werd vervaardigd. Voor kringloopbeton gelden dezelfde principes voor dimensionering en uitvoering als voor klassiek beton. Niettemin moet rekening worden gehouden met de eventuele invloed van de dichtheid van de granulaten op de sterkte- en vervormingseigenschappen van het beton. Kringloopbeton kan

10 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 10/76 worden gebruikt voor toepassing in tussenvloeren, wanden, bindstenen, enz. Op voorwaarde van de inachtneming van een aantal voorzorgen worden voor al deze toepassingen de vereiste prestaties bereikt [31] : - Ingeval het puingranulaat in een eerste leven duidelijke ASR-symptomen vertoonde, moet ofwel aan de hand van een voorafgaande studie de potentiële residuale alcaligevoeligheid worden geëvalueerd, ofwel wordt meteen voor een cement gekozen dat alle gevaar voor alkali-silica-reactie weert, ofwel dit type puin ergens anders te gebruiken in een niet-cementgebonden mengsel. - Puingranulaat wordt beter niet gebruikt in een agressieve omgeving, temeer daar hun waterabsorptiecoëfficiënt hoog is. Hoeveel betonpuingranulaat mag men gebruiken? Gezien de mechanische kenmerken en de porositeit van de zandfractie van het beton wordt best uitsluitend de steenfractie hergebruikt om een toereikende verwerkbaarheid, sterkte en duurzaamheid van kringloopbeton te waarborgen. Bovendien bevat het zand een grote hoeveelheid zeer fijne deeltjes (afkomstig van het breken van de cementmatrix) en de meeste onzuiverheden (bijv. gipsdeeltjes), die naarmate ze fijner zijn ook reactiever worden [31]. Volgens de Nederlandse voorschriften mag maximaal 20 % (in volume) van de natuurlijke granulaten door betonpuingranulaat worden vervangen. Beton met dit vervangingspercentage bereikt immers de vereiste sterkteklasse B35. Als men zich aan deze eisen houdt, gelden voor het kringloopbeton dezelfde principes voor het gebruik en de ontwerpberekening als voor klassiek beton. Deze redenering steunt enerzijds op de observaties dat de vervorming tengevolge van krimp, kruip en (momentane) belasting groter is dan bij klassiek beton, wat (bij constructies waarvan in de berekeningen de doorbuiging maatgevend is) kan leiden tot een circa 10 % grotere constructiehoogte, en anderzijds op de veronderstelling dat indien hierin een lineair verband geldig is een vervanging van maximaal 20 % betonpuingranulaat de extra vervorming beperkt zal zijn tot circa 2 % en dit eigenlijk mag verwaarloosd worden [28]. Ook hogere vervangingspercentages zijn mogelijk op voorwaarde dat een grondigere technologische studie wordt uitgevoerd. In Duitsland gelden de volgende vervangingspercentages: Betontype Beton voor binnentoepassingen klasse < B 25 klasse B 35 Beton voor buitentoepassingen, ondoorlatend, bestand tegen vorst en lichte chemische aantasting Maximaal vervangingspercentage (%) Betonpuingranulaat > 2 mm Puinbrekerzand < 2mm Kringloopbeton voor betonblokken en -tegels Enkele voorbeelden van het gebruik van betonpuingranulaat afkomstig van breekinstallaties voor de fabricage van geprefabriceerde betonblokken en -tegels.

11 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 11/76 1 ) Fabricage van betonblokken met respectievelijk 33 %, 66 % en 100 % betonpuingranulaat van het kaliber 4/7 [22]. Deze mengsels werden vergeleken met een referentiemengsel waarvoor 100 % natuurlijke granulaten en Rijnzand werd gebruikt. Voor elk mengsel (ongeveer 2200 kg) werd 185 kg cement CEM III A 42.5 LA gebruikt. De onderzoeksresultaten tonen aan dat betonpuingranulaat kan worden gebruikt voor de fabricage van betonblokken die aan de Belgische eisen voldoen. Er werd voorbehoud gemaakt voor het gebruik in zichtbaar metselwerk maar het betrof in feite een fabricagefout die niets te maken had met het kringloopbeton. Gezien de hoge waterabsorptie wordt het gebruik in onderbouw- en buitenmetselwerk afgeraden. De vorstbestandheidsproeven brachten echter geen problemen aan het licht. 2 ) Fabricage van betontegels met (33 % of 66 % of 100 %) betonpuingranulaat met fractie 4/7 (voor de slijtlaag werden klassieke granulaten gebruikt) [22]. Deze mengsels werden vergeleken met een referentiemengsel waarvoor 100 % natuurlijke kalksteengranulaten + Rijnzand werd gebruikt. Voor elk mengsel (ongeveer 750 kg) werd 113 kg cement CEM I 42.5 R gebruikt. Aan het referentiemengsel werd echter 225 kg cement toegevoegd om dezelfde verhoudingen te bekomen. Kenmerkende eigenschappen van de tegels: buigsterkte: 5,7 N/mm², waterabsorptie door onderdompeling: 6,6%, druksterkte: 55 N/mm². Uit de onderzoeksresultaten blijkt dat de geometrische kenmerken en het uitzicht van de kringlooptegels niet aan de eisen van de norm voldoen. Dit is te wijten aan de slechte regeling van de verdichtingsmachine. Dit probleem heeft rechtstreekse gevolgen voor de fysische en mechanische kenmerken van de tegels maar heeft niets te maken met het kringloopbeton en het gebruik van puingranulaten Kringloopbeton in veiligheidsstootbanden of geluidsmuren In Australië werd betonpuingranulaat (enkel het kaliber 104/14 mm) gebruikt voor de fabricage van betonnen geluidsmuren langsheen de stadsautosnelwegen [32]. Juister gezegd bestaat de betonnen geluidswand uit twee verschillende soorten beton naast (dit is: voor en achter) elkaar: de achterzijde bestaat uit gewoon beton, een solide materiaal voor de dragende structuur, en langs de straatkant is het betonmengsel een soort open beton waar in de samenstelling veel minder fijn granulaat aanwezig is dan normaal. De open structuur plus de porositeit van het betonpuingranulaat zelf hebben een positieve invloed op het geluidsabsorptievermogen van het kringloopbeton: de proefresultaten hebben aangetoond dat het verkeerslawaai effectief beter wordt geabsorbeerd dan door klassiek (= geluidsreflecterend) beton. Door de grootte van de granulaten en de dikte van de poreuze laag in de geluidswand aan te passen kan de akoestische prestatie van de wand fijngetuned worden, bijvoorbeeld een dunnere poreuze laag onderaan (30 à 50 mm) die het best geluid absorbeert bij frequenties tussen 500 en 1000 Hz, en een ietwat dikkere laag (50 à 100 mm dikte) bovenaan de wand om het geluid bij frequenties tussen 250 en 500 Hz te absorberen.

12 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 12/76 2 Metselwerkpuingranulaat 2.1 Karakterisering van het materiaal Metselwerkpuingranulaat met een samenstelling zoals gedefinieerd in het SB 250 minstens 80 % van de massa bestaat uit bakstenen en metselmortel, met een volumemassa 1600 kg/m³, minder dan 20 % is gebroken ander steenachtig materiaal, inbegrepen maximaal 5 % gebroken asfaltpuin vereist dat er maar een beperkte inmenging is van bijvoorbeeld betonpuin of ander (steenachtig) materiaal zoals keramiek of pleisterwerk. Doordat in de praktijk de hiervoor benodigde selectiviteit in het sloopwerk meestal niet wordt toegepast, is metselwerkpuingranulaat sensu stricto moeilijk te vinden. Van de totale hoeveelheid van 3,2 miljoen ton puingranulaten die in 2003 werden geproduceerd met Coprocertificaat betreft slechts 2,5 % metselwerkpuingranulaat [46]. Het product dat als zodanig wordt geleverd door de puinbreekinstallaties bestaat hoofdzakelijk uit metselwerkpuin, met een aandeel van ongeveer 40 à 50 %, en daarnaast een ongeveer even groot aandeel beton, natuurlijke steenslag en andere steenachtige materialen. Eigenlijk valt dit materiaal qua classificatie dan onder de noemer mengpuin. Metselwerkpuingranulaat heeft een lagere mechanische sterkte dan ander puingranulaat en natuursteenslag; dit is zoals verwacht op basis van het hoge aandeel van (minder sterke want meer poriën bevattende) baksteen. Zo bedraagt bijvoorbeeld de weerstand tegen afslijting (Los Angelesproef, op kaliber 10/14 mm) ongeveer 38 % doorval en bedraagt de weerstand tegen afslijting (Micro-Devalproef, op kaliber 10/14 mm) ongeveer 47 % doorval [51]. Met deze resultaten behoort het metselwerkpuingranulaat nipt of net niet tot de laagste categorie (E) qua intrinsieke kenmerken volgens PTV 406 [5]. Andere publicaties, zoals bijvoorbeeld het Recycle -project [52], vermelden waarden (voor puingranulaten die eigenlijk mengpuingranulaten zijn) voor de Micro-Devalproef variërend van 42 tot 64 % en voor Los Angeles-coëfficiënt variërend van 38 tot 47 %. Resultaten [51] voor de proef statische druksterkte (uitgevoerd op kaliber 12/16 mm) behoren met ongeveer 27 % doorval tot de categorie S5 of E. De vorstbestandheid is echter niet zo slecht, en zou zelfs beter zijn dan die van betonpuin, getuige een onderzoek [40] waarin uit een mengpuin de fracties baksteen en beton afzonderlijk werden beproefd, met als resultaat respectievelijk 1,2 % en 11 % van de massa die afsplintering vertoonde na vorst-dooi-cycli. Een mogelijke verklaring zou zijn dat de bakstenen, hoewel ze veel meer poriën bevatten waar water kan indringen, zulke grote poriën hebben dat ze de uitzetting van het water zouden kunnen bufferen. De korreldichtheid van metselwerkpuingranulaat bedraagt ongeveer 1700 à 2050 kg/m³, de elasticiteitsmodulus ongeveer 150 MPa [10]. 2.2 Toepassing in niet-gebonden systemen Metselwerkpuingranulaten worden tegenwoordig vooral gebruikt in zogenaamd technisch laagwaardige toepassingen zoals ophogingen en aanvullingen, als vulmateriaal voor damconstructies en geluidswallen, op stortplaatsen, voor niet-gebonden verhardingen van

13 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 13/76 paden, opritten of erfverhardingen. Hiervoor kunnen puingranulaten worden gebruikt met grove korrelmaat 0/40 en groter, zoals ze geproduceerd worden in eenvoudige mobiele breekinstallaties. Het SB250 vermeld gebroken metselwerkpuin als toegelaten steensoort voor toepassing als steenslag voor onderfunderingen, maar niet als steenslag voor steenslagfunderingen. In het Waalse typebestek RW 99 is metselwerkpuingranulaat zelfs niet toegelaten als steenslag voor onderfundering [2,3]. In een ongebonden steenslagmengsel bedraagt de maximale Proctordichtheid ongeveer 1500 à 1700 kg/m³ en het draagvermogen CBR ongeveer 30 à 50 % [10]. In Nederland wordt metselwerkpuingranulaat veelvuldig toegepast als ongebonden funderingsmateriaal voor licht belaste terreinen (onder andere parkeerplaatsen). Dit leidt tot goede resultaten [10]. In verband met de vorstgevoeligheid en de relatief lage elasticiteitsmodulus is ongebonden metselwerkpuingranulaat minder geschikt voor zwaarder belaste wegen [10]. Volgens de Nederlandse dimensioneringsmethode voor het ontwerp van asfaltverhardingen [9] kan door het gebruik van metselwerkpuin als funderingsmateriaal een reductie in de asfaltdikte van de verhardingsconstructie worden verkregen, in vergelijking met het gebruik van zand in zandbed, omdat aan metselwerkpuin een hogere constructieve waarde wordt gegeven dan zand in zandbed [8, 44]. De constructieve waarde waarmee wordt gerekend is een elasticiteitsmodulus E = 150 MPa (ter vergelijking: voor betonpuin wordt gerekend met een waarde van 600 MPa en voor mengpuingranulaat met 400 MPa). Bijvoorbeeld voor een ondergrond met gemiddelde E-modulus van 100 MPa bedraagt deze asfaltdiktereductie 10 mm bij gebruik van een fundering in metselwerkpuingranulaat van dikte 300 mm; bij een zwakkere ondergrond (E = 50 MPa) dient een funderingsdikte van 400 mm te worden gebruikt en zou men kunnen rekenen op een asfaltreductie van 20 mm. In alle gevallen dient een minimum asfaltdikte van 120 mm aanwezig te zijn boven gelijk welk type funderingslaag. In Vlaanderen is het echter niet zo gebruikelijk een fundering van zandbed te gebruiken onder een asfaltverharding, in die zin is deze theoretische besparing in asfaltdikte minder relevant. Uit onderzoek [53] waarin proefvakken met een steenslagfundering op basis van verschillende soorten puingranulaten werden aangelegd en getest, is geconcludeerd dat van de puingranulaten, naast betonpuingranulaat, ook mengpuingranulaat geschikt is om te worden toegepast in steenslagfunderingen. Puur metselwerkpuingranulaat draagt door de geringe stijfheid slechts weinig bij aan de constructieve waarde van een asfaltverharding. De resultaten van deflectiemetingen uitgevoerd met de Benkelmanbalk op deze proefvakken geven in het geval van metselwerkpuingranulaat een dubbel zo grote doorbuiging onder het belastingspunt (ongeveer 400 µm doorbuiging) dan in het geval van betonpuingranulaat (ongeveer 180 µm deflectie), wat op zijn beurt ongeveer dubbel zo groot is als in het referentievak met hoogovenslakken (ongeveer 85 µm deflectie) [53]. Toepassing van 100 % metselwerkpuingranulaat als werkvloer onder een asfaltverharding verdient echter de voorkeur boven het aanbrengen van het asfalt direct op het zandbed, omdat het asfalt en de ondergrond beter kunnen worden verdicht en omdat de laagdikte van de eerste laag asfalt meer constant kan zijn.

14 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 14/76 Andere toepassingen steunen op de specifieke kenmerken van baksteenmateriaal, zoals de rode kleur of de grote porositeit. In die gevallen is een sterkere selectiviteit qua materiaal en korrelgrootte wel belangrijk. Een speciale toepassing voor brekerzand van zuiver metselwerkpuin (bakstenen en kleidakpannen) is het gebruik als (waterdoorlatende) verharding op tennisvelden. Hiervoor worden voornamelijk de korrelmaten 0/1, 0/2 en/of 0/3 mm gebruikt, en de mengsels worden verdicht in een of meer lagen. Ongeveer 25 à 30 ton zand is nodig voor de aanleg van een speelveld, plus ongeveer 1,5 ton voor het jaarlijks onderhoud ervan [41]. Grof metselwerkpuingranulaat rijk aan baksteen is ook geschikt voor toepassingen als substraat voor vegetatielagen, zoals in groendaken en voor met gazon ingezaaide waterdoorlatende parkeerplaatsen op steenslagfundering voor occasioneel parkeren en toegangswegen voor hulpdiensten [41]. Voor een toepassing in zulke groene parkeerzones en het opvullen van verkeerseilanden en bermen is een mengeling van metselwerkpuingranulaten met grond of teelaarde (verhouding 2/3 metselwerkpuin 1/3 grond) mogelijk. De granulaten geven de nodige stabiliteit aan het geheel en slorpen het water op bij het regenweer zodat dit water bij een daaropvolgende droogte terug ter beschikking kan gesteld worden van de planten. Een mooi voorbeeld hiervan kan gevonden worden op het kerkhof van Brugge [45]. 2.3 Alternatieve toepassingsmogelijkheden Metselwerkpuingranulaat als steenslagfractie voor nieuw beton is een toepassing die ook aandacht krijgt van de onderzoekers. Indien de zandfractie vervangen wordt door natuurzand en plastificeerders als hulpstof worden toegevoegd, kunnen bruikbare betonmengsels worden bereid. In de praktijk worden zulke betonmengsels echter nauwelijks of niet geproduceerd. De redenen hiervoor zijn de heterogeniteit van deze recyclagematerialen alsook de eventuele aanwezigheid van bepaalde onzuiverheden die blijkbaar niet volledig uit het metselwerkpuingranulaat verwijderd worden en die nadelig zijn voor de kwaliteit van het beton. Volgens een Nederlandse brochure [26.4] is goed gegradeerd metselwerkpuingranulaat 4/32, dat voldoet aan de kwaliteitseisen van CUR-aanbeveling 5 [28], geschikt als grindvervanger in (wegenbouw)beton. Hierbij worden de volgende indicaties van te bereiken betonsterkteklassen bij een gegeven vervangingspercentage gegeven: bij een vervangingspercentage (% in volumedelen) van 10 % is een sterkteklasse B 45 te bereiken, bij een vervangingspercentage van 25 % is dit nog een sterkteklasse B 25 en bij 100 % vervanging door metselwerkpuin is dit een sterkteklasse B 15. Een CROW-brochure [26.4] geeft de volgende conclusies over de invloed van metselwerkpuingranulaat in (wegenbouw)beton: Sterkte: gewoonlijk wordt minimaal een betonsterkteklasse B 35 voorgeschreven vanwege de eisen voor duurzaamheid van betonwegen; voor een dergelijke kwaliteit beton kan in de praktijk maximaal 10 tot 20 % (v/v) van het grove toeslagmateriaal worden vervangen door metselwerkgranulaat 4/32. Bij een hoger vervangingspercentage dan 20 % kan de sterkteklasse B35 niet meer bereikt worden. Door de aard van het materiaal is toepassing van metselwerkgranulaat aan het wegoppervlak niet altijd mogelijk.

15 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 15/76 De waterbehoefte is bij toepassing van metselwerkpuingranulaat groter dan bij gebruik van primaire bouwstoffen. Dit verschil wordt veroorzaakt door het hoekige karakter van het gebroken materiaal en door de porositeit. De porositeit heeft ook tot gevolg dat de water- en chloride-indringing hoger is dan bij grindbeton. Bij een hoge vochtbelasting en blootstelling aan dooizouten wordt de toepassing van metselwerkgranulaat daarom ontraden. Als gevolg van de grotere waterbehoefte is ook de krimp hoger: gemiddeld zo n 40 % bij 100 % vervanging van grind. De verwerkbaarheid is minder goed. Dit geldt in sterkere mate wanneer ook de fijne fractie van het metselwerkgranulaat wordt toegevoegd. De verwerkbaarheid kan worden verbeterd door een plastificerende hulpstof toe te voegen of door meer slurry (water met cement) toe te passen. Het CUR-rapport [28] geeft de volgende conclusies over beton met puingranulaten in het algemeen en metselwerkpuingranulaat in het bijzonder: De verwerkbaarheid is moeilijker, het betonmengsel vraagt meer water en eventueel plastificeerder. Een betonkwaliteit van sterkteklasse tot B 22,5 is goed haalbaar met puingranulaten, in het geval van metselwerkpuingranulaat is wel een hoger cementgehalte nodig tot ongeveer 50 kg/m³ extra in vergelijking met grind. Naarmate de volumieke massa van de korrels hoger is, wordt de extra hoeveelheid cement geringer. Bij een zelfde cementgehalte en consistentie worden met puingranulaten (beton- en metselwerkpuingranulaat) in het algemeen lagere druksterkten verkregen. Het verschil kan 10 tot 35 % bedragen, afhankelijk van het type en kwaliteit van puingranulaat en betonkwaliteit. Het verhoudingsgetal voor de treksterkte, bepaald volgens deel G van de VB 1974/1984, is voor beton met betonpuingranulaat gelijk aan 1,0 voor de kwaliteiten B 22,5 en B 45. Voor beton met metselwerkgranulaten werden voor betonkwaliteit B 22,5 waarden gevonden van 0,65 tot 0,85. Er wordt een hogere krimp van het beton verkregen (+ 30 à 65 %); de krimp kan wel vertraagd optreden door het water in de puingranulaten dat slechts langzaam verdampt. Het verhoudingsgetal voor de krimp, bepaald volgens deel G van de VB 1974/1984, is voor beton met betonpuingranulaat in kwaliteit B 22,5 gelijk aan 1,35 en in kwaliteit B 45 gelijk aan 1,55. Voor beton met metselwerkgranulaten werden met kwaliteit B 22,5 waarden van 1,0 tot 1,95 vastgesteld. De elasticiteitsmodulus wordt lager. Het verhoudingsgetal voor beton met betonpuingranulaat was gelijk aan 0,95 voor kwaliteit B22,5 en 0,80 voor kwaliteit B45. Voor beton met metselwerkpuingranulaten werden voor kwaliteit B 22,5 waarden van 0,55 tot 0,70 vastgesteld. De vorst/dooizoutbestandheid van beton met puingranulaten is goed. Metselwerkpuingranulaat wordt afgeraden voor beton in situaties waar met dooizouten kan worden gewerkt.

16 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 16/76 3 Mengpuingranulaat 3.1 Karakterisering van het materiaal Mengpuingranulaat is een puingranulaat afkomstig van het breken en zeven van gemengd bouw- en slooppuin, en dat hoofdzakelijk bestaat uit zowel betonpuin als metselwerkpuin. Volgens het Standaardbestek 250 [1] is de samenstelling van de fractie > 2 mm als volgt: o Minimaal 20 % gebroken betonpuin met een volumemassa 2100 kg/m³, o Minimaal 40 % gebroken metselwerkpuin met een volumemassa 1600 kg/m³, o Maximaal 30 % gebroken ander natuurlijk steenachtig materiaal met een volumemassa 2100 kg/m³, o Maximaal 10 % gebroken ander steenachtig materiaal waarvan max. 5 % gebroken niet-teerhoudend asfaltpuin, o De onzuiverheden moeten beperkt zijn (in massa en volume) tot maximaal 1 % nietsteenachtig materiaal en maximaal 0,5 % organisch materiaal. Deze samenstelling wordt iets verschillend verwoord volgens de voorschriften van PTV 406 [5]: minimaal 40 % gebroken betonpuin en gebroken natuurlijk steenachtig materiaal, minimaal 10 % materiaal van het type metselwerkpuin, maximaal 5 % ander, kunstmatig vervaardigd steenachtig materiaal en maximaal 5 % koolwaterstofmaterialen. In een persoonlijke mededeling geeft COPRO de resultaten van de identificatieproeven op de producten van de gecertificeerde breekinstallaties in Vlaanderen voor het jaar 2001 [43]. De resultaten van 25 monsters van mengpuingranulaat zijn als volgt (in massa-percentage): Materiaalcomponent Gemiddelde waarde Standaardafwijking Beton en natuursteenslag Metselwerkmaterialen (baksteen, mortel, kleidakpannen, ) Andere kunststeenmaterialen 4,9 2,2 (tegels, leien, slakken, schuimbeton, geëxpandeerde klei,...) Koolwaterstofmaterialen 0,6 1,2 (asfalt, bitumen, roofing, ) Andere dan steenachtige materialen (gips, rubber, plastiek, 0,3 0,4 isolatie, glas, metalen, kalk, pleister, ) Organische materialen (hout, plantenresten, papier, vezelplaat, ) 0,1 0,1 Hiermee voldoet het gemiddelde monster mengpuingranulaat wel aan de eisen qua samenstelling volgens de PTV 406, maar niet volgens het SB250. Dit laatste schrijft immers voor dat minimaal 40 % gebroken metselwerkpuin met een volumemassa 1600 kg/m³ moet aanwezig zijn. In Nederland gelden de volgende eisen voor de samenstelling: minimaal 50 % betongranulaat en maximaal 50 % metselwerkgranulaat. Aan deze eisen voldoet het gemiddelde monster

17 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 17/76 Vlaams mengpuin (volgens de gegevens van Copro uit 2001) dus wel. Vanuit de Nederlandse branchevereniging BRBS wordt ervoor gepleit om waar mogelijk mengpuingranulaat (fractie 0/40 mm) te gebruiken, en dit te verkiezen boven betonpuingranulaat; zo wordt ook de fractie metselwerk erin nuttig gebruikt. Het aandeel van de individuele monsters [43] dat niet voldoet aan de eisen van het maximaal gehalte aan andere kunststeenmaterialen bedraagt 0 % volgens het SB250 (eis: < 10 %, waarvan minder dan 5 % asfaltpuin) en bedraagt 40 % volgens PTV 406 (eis: < 5 %). Mengpuingranulaat heeft (door de aanwezigheid van een fractie baksteenpuin) een lagere mechanische sterkte dan betonpuingranulaat. Zo bedraagt bijvoorbeeld voor een gemiddeld mengpuin (50/50 beton- en metselwerkpuin) de weerstand tegen verbrokkeling (Micro-Devalproef, op kaliber 10/14 mm) ongeveer 39 % doorval en bedraagt de weerstand tegen afslijting (Los Angelesproef, op kaliber 10/14 mm) ongeveer 37 % doorval [51]. Met deze resultaten behoort het mengpuingranulaat tot de intrinsieke klasse nipt tot de klasse E volgens PTV 406 [5] (voor de som van LA en MDW valt het eigenlijk net buiten de categorie E (eis: 75). Het Recycle -project [52] vermeldt waarden voor mengpuingranulaten voor de Micro- Devalproef variërend van 42 tot 64 % (overeenkomend met categorie F) en voor Los Angelescoëfficiënt variërend van 38 tot 47 % (overeenkomend met categorie E of F). Resultaten voor de proef statische druksterkte (uitgevoerd op kaliber 12/16 mm) behoren met ongeveer 27 % doorval [51] tot de categorie S5 of E. Het Recycle -project [52] vermeldt waarden voor de statische druksterkte van mengpuingranulaten (op kaliber 12/16) variërend van 21 tot 30 % doorval (overeenkomend met categorie S3 (C) tot S6 (F)). 3.2 Toepassing in niet-gebonden wegenbouwtoepassingen: ophoging / aanvulling, onderfundering en steenslagfundering Gebroken mengpuin (metselwerk- en betonpuinmengsel) is in het SB250 vermeld als toegelaten steensoort voor de toepassing als steenslag voor onderfunderingen, steenslag voor met cement als toevoegsel behandelde steenslagfunderingen met continue korrelverdeling, alsook voor steenslag voor schraal beton voor funderingen van wegverhardingen, wegelementen gebouwen en kunstwerken; het mengpuin is niet opgenomen in de lijst van toegelaten steensoorten voor niet gebonden steenslagfunderingen. Onderfundering Mengpuingranulaat mag worden gebruikt voor de onderfundering van wegconstructies. Vanuit duurzaamheidsperspectief (het juiste granulaat op de juiste plaats) is het beter nog het gebruik van mengpuin te voorzien in steenslagfunderingen. Metingen uitgevoerd in het kader van het ALT-MAT-project [54] aan een weg met een onderfundering bestaande uit 500 mm mengpuingranulaat bovenop een kleiige ondergrond gaf als resultaat een draagvermogen volgens de Duitse plaatbelastingsproef van 48 MPa, wat als goed kan beschouwd worden en wat ook meer is dan de waarde van 35 MPa die werd gemeten op een referentievak met kalksteenslag. Een proef met de valgewichtdeflectometer geeft als resultaat een elasticiteitsmodulus van bijna 1000 MPa op voor de onderfundering die is samengesteld uit 500 mm mengpuingranulaat mm kalksteenslag.

18 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 18/76 Niet-gebonden funderingen Mengpuingranulaat is eveneens geschikt voor gebruik als ongebonden steenslagfundering van wegen. Door de aanwezigheid van een fractie betonpuin kan een steenslagfundering van mengpuingranulaat een licht hydraulische werking ondervinden, waardoor het draagvermogen in de tijd toeneemt [10, 53]. De huidige dimensioneringsmethoden houden echter geen rekening met deze vaststelling. Zij gaan immers uit van het draagvermogen bij aanleg. De publicatie [53] beschrijft de ervaring met een proefvak met gebruik van puingranulaten (waaronder een vak met mengpuin) in de fundering van een tertiaire weg. Hieruit kwamen de volgende conclusies : - onmiddellijk na uitvoering is de doorbuiging in alle proefvakken quasi even groot; - 5 à 7 maanden na de uitvoering is de doorbuiging van zowat alle proefvakken (behalve deze met metselwerkpuin) met ongeveer 50 % afgenomen in vergelijking met de resultaten onmiddellijk na de uitvoering; de grootste vermindering wordt bij het referentievak (op basis van hoogovenslakken) vastgesteld; - de doorbuiging in de fundering met mengpuingranulaat is groter na de winter. Dit is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat het bovenste gedeelte van de fundering aan de weersomstandigheden is blootgesteld. De doorbuiging neemt af in juli en blijft onveranderd in september; - ruim 1 jaar na aanleg is de doorbuiging van het proefvak met mengpuin vergelijkbaar met deze van het vak op basis van betonpuingranulaat; ongebonden metselwerkpuin scoort het minst goed met een meer dan dubbel zo grote doorbuiging. Deze resultaten tonen aan dat mengpuingranulaten in steenslagfunderingen tot een goed draagvermogen bijdragen. 3.3 Toepassing in cementgebonden mengsels voor steenslagfundering en schraalbetonfundering Mengpuingranulaat kan ter vervanging van natuurlijke granulaten als funderingsmateriaal worden gebruikt en mag op dezelfde manier worden aangebracht als klassieke granulaten. Gebonden funderingen Zoals voor schraalbetonfunderingen en niet-gebonden funderingen mag mengpuingranulaat ook worden gebruikt om de klassieke granulaten voor gebonden funderingen geheel of gedeeltelijk te vervangen. Deze toepassing is echter economisch minder interessant dan in niet-gebonden funderingen, waar een lichte hydraulische samenkitting in het mengpuin een netto bijdrage levert voor de samenhang. Schraalbetonfunderingen Mengpuingranulaat kan het grind in schraalbetonfunderingen geheel of gedeeltelijk vervangen. De eigenschappen van schraal beton met mengpuingranulaten zijn gelijkwaardig aan deze van schraal beton met natuurlijke granulaten, maar er moet mee rekening gehouden worden dat er soms meer cement nodig is dan in het klassieke geval met grind om aan de eisen inzake druksterkte te voldoen [26.3, 51].

19 OPZOEKINGSCENTRUM VOOR DE WEGENBOUW 19/76 Zowel granulaten 0/40 als de zeeffractie 4/32 zijn geschikt als toeslagmateriaal. Bij de keuze tussen deze twee moeten de bijkomende kosten voor het zeven van het granulaat 4/32 en deze voor een verhoogde cementdosering (ingeval van granulaten 0/40) tegen elkaar worden afgewogen [26.3]. Voorzorgsmaatregel: Wanneer schraal beton met mengpuingranulaat wordt gebruikt onder een betonverharding moet ervoor gezorgd worden dat het water en het dooizout niet via de voegen van de verharding in tot in het mengpuingranulaat indringen. Deze gevoeligheid van mengpuingranulaten geldt niet bij ondoorlatende asfaltverhardingen [26.3]. 3.4 Toepassing in cementbeton voor wegverhardingen (fietspad) Er is maar weinig ervaring opgedaan met het gebruik van puingranulaten (in het algemeen) in beton voor wegverhardingen. De toepassing in betonwegverhardingen is ook minder geschikt voor puingranulaten wegens de hoge eisen die gesteld worden en de tamelijk agressieve omgeving (herhaalde dynamische belastingen, polijsting, vorst en inwerking van dooizouten, ). Eventueel is een toepassing mogelijk in minder belaste wegen (vrijliggende fietspaden, trottoirs, landbouwwegen). Het gebruik van mengpuingranulaat in betonverhardingen voor fietspaden buiten de rijweg werd onderzocht in het kader van het Recycle -project [52, 55]. Een proefvak werd aangelegd met een verharding in kringloopbeton met 60 % mengpuingranulaat (lengte van het proefvak: 155 m, breedte: 2,20 m, dikte: 16 cm). In de samenstelling werd per m³ beton onder andere 360 kg mengpuingranulaat fractie 0/7 mm gebruikt kg mengpuingranulaat fractie 7/20, met 375 kg cement. Uit de vaststellingen blijkt dat na verharding het beton voldoet aan de sterkte-eis van minimaal 30 N/mm 2. Na de winter bleek het proefvak vrij van vorstschade te zijn gebleven. Een volledige vervanging van grind door mengpuingranulaat voor toepassing in een cementbetonverharding is beproefd bij de aanleg van de verhardingslaag voor de bedrijfsvloer van de Veluwse afvalrecyclingmaatschappij (VAR) te Apeldoorn [50]. In het beton werd het normaal gebruikte grind vervangen door (gezuiverd en gewassen) mengkorrelmix 4/32, dit is de Nederlandse naam voor het mengsel van beton- en metselwerkpuingranulaat en werd als zandfractie gedeeltelijk puinbrekerzand gebruikt. Uit de bevindingen blijkt dat het beton wel gevoeliger is voor slijtage dan conventioneel grindbeton; door verontreiniging, stukjes hout en dergelijke, van de mengkorrelmix ontstonden na verloop van tijd putjes in het oppervlak van de weg. De grotere waterabsorptie resulteert in een hogere watercementfactor. Door de absorptie van aanmaakwater door de specie verminderde de zetmaat snel, van circa 170 mm naar 100 mm binnen een half uur, waardoor de verwerkbaarheid bemoeilijkt wordt. Een voordeel dan weer is dat door de grotere waterabsorptie het beton minder gevoelig is voor uitdrogen dan grindbeton. Hierdoor komen er minder snel scheuren in de betonnen vloeren en wanden [50]. Tijdens de betonproductie werden betonkubussen gemaakt ter controle van de druksterkte na 7 dagen en na 28 dagen verharding. Met een gemiddelde kubusdruksterkte na 28 dagen van 33 N/mm² voldoet het beton volledig aan de vooropgestelde eisen van sterkteklasse B25. De buigtreksterkte is wel veel minder in vergelijking met grindbeton (de korte duur buigtreksterkte, gemeten op balkjes 150 x 150 mm, bedraagt 4,35 N/mm² tegenover