Het uitgevoerde onderzoek werd verricht in opdracht van: Vereniging van Betonmortelfabrikanten in Nederland rapporteurs: ing. G.M. de Dreu N. Boterbloem Stichting IKOB Instituut voor Keuring en Onderzoek van Bouwmaterialen
Eigenschappen van metselmortels 129 Rotterdam, 1985 r(br Stichting Bouwresearch
Het doel van de Stichting is het coördineren, stimuleren en begeleiden van speurwerk op het gebied van de bouwvoorbereiding, de bouwtechniek en de bedrijfstechniek in de bouwnijverheid, alsmede de verbreiding van de resultaten daarvan, zowel ten behoeve van de opleiding als tot de vorming van kennis bij het bouwen. De Stichting verstrekt opdrachten aan researchinstituten; zij vormt stuurgroepen en studiecommissies voor onderwerpen die zij in opdracht geeft. De Stichting en degenen die aan deze publikatie hebben medegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het verwerken - volgens de huidige stand van wetenschap en techniek - van de in deze publikatie vervatte gegevens. Nochtans moet niet worden uitgesloten de mogelijkheid dat zich toch onjuistheden in deze publikatie zouden bevinden. Degene die van deze publikatie gebruik maakt, aanvaardt daarvoor het risico. De Stichting sluit, mede ten behoeve van al degenen die aan deze publikatie hebben medegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze gegevens. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoud,igd en/ of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Stichting Bouwresearch. No part of this book may be reproduced in any form by print, photoprint, microfilm or any other means without written permission from the Stichting Bouwresearch.
- 3 - I N HOU D Woord vooraf 4 Samenvatting en conclusies Summary and conclusions 7a 1 Inleiding 8 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 4. 4.1 4.2 5. 5.1 5.2 5.3 Onderzoekprogramma en uitvoering Doel van het onderzoek Materialen voor het onderzoek Onderzoek grondstoffen Samenstelling en onderzoek van de specie 2.4.1 Samenstelling 2.4.2 Specieonderzoek Onderzoek mortels 2.5.1,Referentiemortels 2.5.2 Prefab-mortels Resultaten Grondstoffen 3.1.1 Zandsoorten 3.1.2 Cement 3.1.3 Kalk, Edelwit 3.1.4 Steenmateriaal Morteleigenschappen Bespreking van de resultaten Resultaten van het onderzoek van de species 4.1.1 Luchtgehalten 4.1.2 Verband volumieke massa - luchtgehalte 4.1.3 Vochtgehalte Resultaten van het onderzoek van de mortels 4.2.1 Invloed luchtgehalte op sterkteeigenschappen 4.2.2 Invloed van het verwerkingstijdstip 4.2.3 Invloed zandsoort Invloed verhardingsduur 4.2.5 Invloed samenstelling Aanvullend hechtsterkte-onderzoek Onderzoekprogramma en uitvoering Resultaten Bespreking van de resultaten van het aanvullende hechtsterkte-onderzoek 9 9 9 10 10 10 13 13 14 15 17 17 17 20 20 21 24 28 35 35 35 35 35 41 41 43 43 44 44 47 47 48 52
- 4 - WOORD VOORAF Zolang er mensen bestaan zijn er onderzoekingen verricht op velerlei terreinen. De effectiviteit daarvan wordt in belangrijke mate beinvloed door de grootte en de organisatiegraad van de maatschappelijke groeperingen die de onderzoekingen (laten) uitvoeren. Daarom is op het gebied metselwerk een frappant verschil te constateren tussen metselstenen en metselmortels. In geval van metselstenen is veelal sprake van een laat verrichten op hun bouwmateriaal. die als belangengroep onderzoek Î Metselmortels zijn tot voor een aantal jaren niet of nauwelijks fabrieksmatig vervaardigd, zodat een dergelijke belangengroepering daarvoor niet bestond. Weliswaar hebben de steenfabrikanten op hun produkten toegespitste mortels laten onderzoeken, maar de sfeer van het op de bouwplaats samenstellen van mortels heeft er mede toe geleid dat in het verleden van geco8rdineerd onderzoek op dit terrein weinig sprake was. Met de ontwikkeling van metselmortels is hierin verandering gekomen, getuige het samenwerkingsverband van steenindustrieën en mortelproducenten dat geleid heeft tot de uitvoering van een uitgebreid onderzoek naar een aantal eigenschappen van metselmortels. De onderzoekresultaten hebben mede ondersteunend gefunctioneerd bij de opstelling van de Nederlandse norm voor metselmortels NEN 3835. Gezien het algemene belang van dit onderzoek heeft de Stichting Bouwresearch de publikatie van de resultaten uit het onderzoek wenselijk geacht. Het manuscript is namens de stuurgroep Bouwtechnische Research positief beoordeeld door ir. J.J.I. Buisman. Naast het onderhavige rapport is een overzicht van individuele onderzoekresultaten beschikbaar dat verkrijgbaar is bij het Instituut voor Keuring en Onderzoek van Bouwmaterialen IKOB, Postbus 205, 3770 AE Barneveld telefoon 03420-13643.
- 5 - SAMENVATTING EN CONCLUSIES Een onderzoek is uitgevoerd naar de kenmerkende eigenschappen van de in ontwerpnorm NEN 3835 aangegeven referentiemortels, alsmede van prefab-mortels, uitgaande van 4 basisrecepten. Tevens is de invloed van het luchtgehalte, het verwerkingstijdstip, de zandsoort en de verhardingsduur onderzocht. Tenslotte is er een onderzoek uitgevoerd naar de invloed van de verhardingstijd op de hechtsterkte. Hierover wordt separaat in hoofdstuk 5 gerapporteerd. Op grond van de resultaten zijn uit het onderzoek de volgende conclusies te trekken. - Prefab-mortels met de in dit rapport omschreven samenstelling zijn binnen de onderscheiden toepassingsgebieden vergelijkbaar te achten met de referentiemortels. - Toepassing van een luchtbelvormer vermindert de sterkte van de mortels. De verschillen treden voornamelijk op tussen traditionele mortels zonder en met luchtbelvormer (ca. 10 resp. ca. 17 % lucht) en bij de prefabmortels de hoge luchtgehalten (ca. 23 t.o.v. ca. 17 % Binnen de range ca. 14 -ca. 19 % lucht is de invloed onduidelijk. - Vertraagde prefab-species kunnen tot 80 % van hun vertragingtijd verwerkt worden,zonodig na bijmengen van water. Bij vertragingstijden van 12 en 36 uur heeft de vertraging slechts een geringe negatieve invloed op de sterkte-eigenschappen. In het algemeen handhaven de sterkte-eigenschappen zich op het niveau vertraagde referentiemortels. niet - Toepassing van een mengsel van normaal metselzand en betonsteenzand (1:1) voor.mortels voor betonsteen heeft geen negatieve invloed op de sterkte-eigenschappen.
6 - - Verlenging van de verhardingstijd van 28 tot 70 dagen geeft bij de sterke een verhoging; bij de minder sterke ek-mortels en bij de prefab-mortels een verlaging van de sterkte-eigenschappen van de proefstukken. - Voor 5 hoofdtoepassingen komen de mortels in aanmerking welke in het overzicht op blz. 7 staan vermeld. Met name bij de sterke mortels voor waterkerend werk liggen de resultaten van het onderzoek beduidend hoger dan de eisen. - De 'elastischer mortel ck8 (lage E-modulus); d.i. de mortel c:k:z = 1:1,6:13,4 in gew. delen of 1:4:12 in volumedelen, kan een druksterkte hebben die lager ligt dan de minimaal vereiste 2,5 N/mm 2 Derhalve is deze mortel in het overzicht op blz. 7 niet opgenomen. De andere in hoofdgroep V genoemde mortels hebben een hogere E-modulus, doch zijn sterker en kunnen als een goed alternatief voor de mortel ck8 worden beschouwd. Uit het aanvullende hechtsterkte-onderzoek blijkt: - Een verlenging van de verhardingstijd van 28 tot 70 dagen geeft bij de c-mortels en bij de mortels met betonsteen-metselzand geen verhoging in hechtsterkte. - Bij de ek-mortels treedt, in combinatie met baksteen hard en kalkzandsteen klinker een verhoging van de hechtsterkte op. - Bij prefab-mortels met normaal metselzand treedt een verhoging in hechtsterkte op welke groter is dan die bij de ek-mortels en die behalve bij baksteen hard en kalkzandsteen klinker ook bij kalkzandsteen gevel duidelijk is.
7 Mortel Hoofdtoepassing Eisen Kwaliteit/in aantype D bt kr lucht VUl hecht merking komende Steensoort sp 2 2 2 N/mm mortels N/mm 0/00 kg/m J N/mm I waterkerend werk kwal: 17,5/15/12,5/10 baksteen hard <10 kalkzandsteen klinker kwal. >2 <.1,5 <12 >1950 >0,2 c1 c2 cj betonsteen ck1 ck2 ckj prefab type 1 + alle werk in weer en wind en dragend werk binnen <10 kwal: 12,5/10/7,5/5 bakst'een hard kwal. >1,5 <1, J <15 >1850 >0,2 c2 cj c4 ckj ck4 ck5 II baksteen zacht prefab kalkzandsteen gevel betonsteen type 2 kalkzandsteen klinker overig betonsteen Jb type Ja type als voor II, echter voor die gevallen dat het metselwerk niet wordt blootgesteld aan bijzondere verwerende omstandig- kwal: 10/7,5/5 heden zoals hoge III regenbelasting of <10 cj- c4- inwateringsgevaar kwal. >1 <1,2 <17 >1800,>0,15 ckj ck4 ck5 baksteen hard baksteen zacht prefab kalkzandsteen r evel 'betonsteen type 2 kalkzandsteen -kl. ) overig type Ja betonsteen type Jb gasbeton dragend en nietdragend werk binnen kwal: 5/2,5 <10 baksteen hard kwal. >0,5 c1,2 <2J >1600 >0,1 cj- c4- IV baksteen zacht ck5 ck7 kalkzandsteen gevel ck6 kalkzandsteen (-kl. ) betonsteen prefab type 4 gasbeton werk waarin zekere vervormingen door het metselwerk moeten kunnen worden opge- kwal: 2,5 nomen c10 >- V kwal. >0,5 c1,0 <2J - 0,05 c4- baksteen hard ck6 ck7 baksteen zacht kalkzandsteen (-kl. ) prefab type 4 gasbeton ook met "lbv + m.u.v.luchtgehalte
- 7a - INVESTIGATIONS INTO SOME OF THE PROPERTIES OF BRICKWORK MORTARS Summary and conclusions An investigation has been made into the principal properties the mortars described in the NEN Design Standard No. 3835 and also into mortars. The investigation was based on mortar compositions. The basic air content, period workability, sand type and curing time on strength has been studied. Finally an investigation has been made into the the curing time on the adhesive strength This is reported on separately in chapter 5. Comments on the main mortar applications are summarized on page 7. The conclusions have been drawn the results the investigations mortars. - The behaviour mortars made the components described in the report is considered to be comparable to that the mortars within certain areas application. - Aeration reduces mortar strength. The is particularly no ticeable when comparing traditional mortars, with and without aeration, that is, with air contents and respectively, with mortars with a high air content With the compared to about air contents in the range 14 to is not so striking. - Retarded mortar can be worked within their delayed curing time, necessary mixing with water. Delayed curing has only a limited negative on the strength when the curing time is 12 to 36 hours. In general the strength is more or less the same as non-delayed mortars.