Betonsterkte vs. Duurzaamheid

Transcriptie

1 Oorzaak en gevolg vs. Duurzaamheid De aanleiding : Vaste commissie in situ Cur vc12 voorschriftenbetontechnologie Stufib en Stutech Stufib rapport 20 (studiecel 18) te downloaden Ab van den Bos TNO DIANA bv Kennis ook aanwezig bij ABT Niels Punt Het resultaat : Stufib rapport 20 (2012) Betoncentrale intern onderzoek 91 dgn SBR CURNET preadvies (2015) 1 2 De verleiding Het Proces Richting gevend, en minder concluderend discussies en literatuuronderzoek Gegevensverzameling beton centrales Discussie en verandering??!! 3 4 De stakeholders De overlegdriehoek Constructeur klasse Milieuklasse Betontechnoloog Minimale sterkte eis Verwerkbaarheid Ontwerp (constructeur) beton constructie Aannemer Verwerkbaarheid Uitvoering (aannemer) Technologie (betontechnoloog) 5 6 1

2 De gevolgen van betonsterkte Milieu belasting Wapeningspercentage Krimp Rekenwaarde betonsterkte fg cd c = a1,5 cc * is f ck opgebouwd / g c uit amodelonnauwkeurigheid cc = 1,0 (lange duur) 5% ggeometrie c = 1,5 (normale materiaalfactor) 5% variatie 15% Verschil in uitharden tussen de waterbak en het project (1,15) 7 8 Als er belasting tot 80 % van de druksterkte wordt aangebracht en deze aanwezig blijft dan zal het beton uiteindelijk bij circa 0,81 van de korte duur sterkte bezwijken. MAAR., de normregels zijn gebaseerd op testen die toch al wel circa 1,5 uur duren. Daar zit al een reductie in van circa 0,87 Blijft dus over : 0,81/0,87 = 0, MAAR., Rusch deed zijn tests op 28 daags beton. En de werkelijke belasting treedt in projecten veel later op. Het beton is dan wel 10 tot 30 % sterker. Blijft dus over 0,94 * 1,1 tot 1,3 1,03 tot 1,22 we kiezen a cc = 1,0 MAAR., als je de toename in sterkte na 28 dagen in de berekening wil meenemen dan dient beseft te worden dat al 6% ingecalculeerd is!! Dus voeren we voor de zekerheid een factor in k t = 15%??!!

3 Sterkte (N/mm2) Sterkte (N/mm2) Conclusie k t bedraagt 15 % om 6% te compenseren. De keuzes zijn gebaseerd op materiaal van lang geleden en niet actueel Aanbeveling Verlaag de k t naar 0,95. Zet een onderzoeksprogramma op voor de druksterkte op termijn. 28 dagen 91 dagen 365 dagen 1825 dagen en milieuklasse en milieuklasse 60,0 50,0 40,0 Sterkte C20/25 Kubussen op de centrale 28 dagen alle centrales 0,45;58 0,45(4%);50 0,50;52 0,55;48 0,60;44 0,65;41 0,70;38 60,0 50,0 40,0 30,0 Sterkte C30/37 Kubussen op de centrale 28 dagen alle centrales 0,45;58 0,45(4%);50 0,50;52 0,55;48 0,60;44 0,65;41 0,70;38 30,0 min min 20,0 max 20,0 10,0 0,0 max Fck+1,48s sturing rekenwaarde EC2 wcf;sterkte (theoretisch) XA2;320;0,5 XA3;340;0,45 XC1;260;0,65 XC2;280;0,60 XC3;280;0,55 XC4;300;0,50 XF2;300;0,45 XF4;320;0,45 Duurzaamheidsklasse 10,0 0,0 XA2;320;0,5 Fck+1,48s sturing rekenwaarde EC2 wcf;sterkte (theoretisch) XA3;340;0,45 XC1;260;0,65 XC2;280;0,60 XC3;280;0,55 XC4;300;0,50 XD3;300;0,45 XF1;300;0,55 XF2;300;0,45 XF4;320;0,45 Duurzaamheidsklasse Samenvatting en milieuklasse Koppeling Wcf en sterkte 0,60 0,55 0,50 0,45 Voorbeelden milieuklassen XC2 XC3,XD1,XF1,XF2*,XA1 XC4,XD2,XS1,XF3,XF4*,XA2 XD3,XS2,XS3,XF2,XF4 Minimale sterkte** Zoals een C20/25 bedoeld is. Geen speciale verhoging uit de wcf. 35 MPa (mag in bij platen gewoon een C30/37 in de berekening worden gehanteerd, terwijl de bestelomschrijving C20/25 is). 42 MPa (mag dus altijd een C30/37 worden gehanteerd, bij een bestelling op C20/25). 45 MPa (mag altijd een C30/37 worden gehanteerd en bij platen in bepaalde gevallen een C35/45). MIN/GEM/MAX waarde bij bestelling C20/25 *** 33 / 37 / 45 MPa 35 / 42 / 52 MPa 42 / 45 / 55 MPa 45 / 52 / 60 MPa * ** *** Alleen als er lucht wordt toegevoegd. Moet voorgeschreven staan in het bestek! Sterkte in de waterbak op de centrale (normtechnisch 15% hoger dan het werk). Zonder verdere verzwarende eisen (ontkistingstijdstip en/of cementkeuzen). 17 0,45: XD3 / XS2 / XS3 / XF2 / XF4 / XA3 XF2 en XF4 -> luchtbelvormer -> 0,

4 Vorst dooizout DIA s van Peter de Vries (ENCI), waarvoor vele malen dank Waarom gaat het dan toch vaak mis? Meestal kiest men voor de samenstelling zonder lucht! Niet altijd is de nabehandeling optimaal! NEN 8005 schrijft voor. Milieuklasse max. wcf min. cementgehalte kg/m 3 Grootste korrel Luchtgehalte D in mm % v/v Effect van wel of geen lucht i.c.m. CEM III/B XF1 0, XF2 0, , XF2 0, XF3 0, XF4 0, , XF4 0, De norm suggereert gelijkwaardigheid 3,0 3,5 4,0 5,0 3,0 3,5 4,0 5, Effect van nabehandelen op capillaire porositeit 23 De conclusie Er is winst te halen voor het milieu, maar ook voor de kwaliteit van de betonwerken door aandacht te besteden aan de maximale (druk)sterkte van het beton. Er is meer onderzoek nodig naar de betonsterkte ontwikkeling op termijn 28, 56, 91 dagen en 1 of 5 jaar. De invloed op rekenparameters en huidige normregels dient goed onderzocht te worden. 24 4

5 De aanbeveling: de norm De kt factor dient beter onderbouwd te worden dan wel te worden verhoogd. Zou bij een XF4 een luchtbelvormer moeten voorschrijven (in het werk gestort). De omrekening van sterkte uit de praktijk naar de rekenwaarde verbeteren. Voer een constructiefactor in. 25 De aanbeveling: constructeur Zal op elk moment moeten aantonen dat de constructie voldoet, dus niet alleen op 28 dagen blindstaren. Mag de te verwachten sterkte voor een repeterend bouwwerk of bekend betonrecept gebruiken in zijn berekeningen. Denk na over de milieuklasse, welke wcf? Verhinderde vervormingen en sterkte. 26 De aanbeveling: technoloog De aanbeveling: aannemer Geef bij elk recept een grafiek af van de te verwachten sterkte in de tijd. Actief onderzoek doen naar de sterkteontwikkeling in de tijd. Probeer uit eigen beweging minder cement(klinker)rijke mengsels te maken. Sneller bouwen is meer sterkte, koppel dat terug naar de constructeur. Probeer voordeel te halen uit een gerichte ontkisting sterkte. Wees een schakel tussen de betontechnoloog en de constructeur. Entameer de dialoog Onderzoek aan het beton Enerzijds onderzoek aan de betonmengsels op de centrales. Anderzijds onderzoek aan de cementen op een universiteit Sjabloon voor aanleveren van onderzoeksdata aan KIWA Onderzoeksbureau kernen Beton bezwijkt in Nederland niet op druk, daarom zou de veiligheid op de druksterkte omlaag kunnen

6 De kans dat een balk bezwijkt op druksterkte is groter dan de kans dat een plaat daardoor bezwijkt. De betoncentrale / betontechnoloog zou zelf actief het cementgehalte moeten reduceren om het milieu te sparen De betoncentrale zou een beton moeten kunnen leveren op maximale krimpmaat Een hogere betonsterkte verhoogt de scheurwijdte De gemiddelde constructeur maakt zijn berekening onafhankelijk van de milieuklasse keuze. De sterkte van de beton in de constructie zal in de winter groter zijn door een langzamere hydratatie (door lagere temperaturen)

7 De invloed van krimp, bij belemmerde vervorming, op de staalspanning mag worden verwaarloosd in de UGT fase. Luchtbelvormer is de oplossing van het probleem van eroderende betonoppervlakken Als de betontechnologen de sterkte ontwikkeling zouden communiceren met de constructeurs, dan zullen zij de berekening daar toch niet op aanpassen. 40 7