Duurzame technologische ontwikkeling voor het gebruik van puinbrekerzand als vervanger van natuurlijke granulaten in cementgebonden dekvloeren. Tetraproject IWT 70096 Eindrapport KHBO- IW&T Afdeling Bouwkunde Zeedijk 101 8400 Oostende Tel 059/569056 fax 059/569057 luc.boehme@khbo.be (projectleider) pieter.dejonghe@khbo.be (projectmedewerker)(tot 31/12/2009) davy.verslype@khbo.be (projectmedewerker)
Inhoudstafel 1 Gebruik van puingranulaten wettelijk kader... 7 1.1 Het afvalstoffendecreet (Afvalstoffendecreet, 2009)... 7 1.2 VLAREA (Vlaams Reglement inzake Afvalvoorkoming en -beheer, 2004)... 8 1.3 Het Standaardbestek 250 voor de wegenbouw... 8 1.4 Grinddecreet (Departement Leefmilieu, natuur en energie, 2010)... 8 1.5 Oppervlaktedelfstoffendecreet (Departement Leefmilieu, natuur en energie, 2010)... 9 1.6 Aanbod en gebruik van puingranulaten... 11 1.6.1 Aanbod (COPRO, 2009)... 11 1.6.2 Huidig gebruik van puingranulaten (Vandeputte, Beeckmans, & Hermans, 2008)... 12 1.6.3 Mogelijk gebruik van puingranulaten (Vandeputte, Beeckmans, & Hermans, 2008)... 12 2 Certificering van puingranulaten... 15 2.1 CE-markering (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2005) (Van Laethem & Bonte, 2007) (Boughey, 2007)... 15 2.2 BENOR (Van Laethem & Bonte, 2007)... 17 2.3 COPRO (COPRO)... 17 2.4 Certipro (Certipro, 2008) (Van Laethem & Bonte, 2007)... 18 3 CE-markering van dekvloermortels (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2007)... 19 4 Dekvloeren (WTCB, 1993) (Vandewaetere, 2009)... 20 4.1 Vloeropbouw... 20 4.2 Uitvoeringen van dekvloeren... 20 4.3 Soorten dekvloeren... 21 4.4 Traditionele cementgebonden dekvloeren... 22 4.4.1 Samenstelling... 22 4.4.2 Bindmiddel (Belgische BetonGroepering, 2006)... 22 4.4.3 Vulstoffen... 24 4.4.4 Het aanmaakwater... 25 4.4.5 Hulpstoffen... 25 4.4.6 Wapening... 25 5 Eigenschappen van granulaten... 27 5.1 Fysische eisen volgens NBN EN 13139... 27 5.1.1 Korrelmaat... 27 5.1.2 Korrelverdeling... 27 5.1.3 Gehalte aan fijne deeltjes en de kwaliteit ervan... 28 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 2
5.1.4 Dichtheid... 29 5.1.5 Waterabsorptie... 29 5.1.6 Vorst- en dooiweerstand... 30 5.2 Chemische eisen volgens NBN EN 13139... 30 5.2.1 Chloriden... 30 5.2.2 Sulfaatgehalte... 30 5.2.3 Bestanddelen die de binding en verharding van het cement verstoren... 31 5.2.4 Alkali silica reactie... 31 5.3 Overzicht... 32 6 Eigenschappen van dekvloeren... 33 6.1 Eigenschappen volgens NBN EN 13813... 33 6.1.1 Algemeen... 34 6.1.2 Druksterkte en buigtreksterkte (Normatief)... 34 6.1.3 Slijtweerstand (Normatief)... 34 6.1.4 Elasticiteitsmodulus (Optioneel)... 36 6.1.5 Oppervlaktehardheid (Optioneel)... 36 6.1.6 Krimp- en uitzetgedrag... 37 6.1.7 Overzicht proeven volgens EN 13813... 37 6.2 Alternatieve proeven... 37 6.2.1 Weerstand tegen dynamische pons... 38 6.2.2 Druksterkte volgens STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren (STS44, 1975).. 39 6.2.3 Druksterkte volgens TV 189 (WTCB, 1993)... 40 6.2.4 Druksterkte volgens NEN 2741 (Bedrijfschap afbouw, 2007)... 40 6.2.5 Krimp- en uitzetgedrag... 43 6.2.6 Gedrag bij gebruik van vloerverwarming... 43 6.2.7 Bepaling van het evenwichtsvochtgehalte... 44 6.2.8 Bepaling van de schotelvorming... 45 6.2.9 Bepaling van de elasticiteitsmodulus... 46 6.2.10 Aanhechting van vloerbedekking... 46 7 Analyse van granulaten... 47 7.1 Gebruikte granulaten... 47 7.2 Korrelverdeling en korrelmaat... 47 7.3 Overige fysische en chemische eigenschappen... 50 7.4 Bespreking fysische en chemische eigenschappen... 51 7.4.1 Korrelmaat... 51 7.4.2 Korrelverdeling... 51 7.4.3 Gehalte aan fijne deeltjes... 52 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 3
7.4.4 Kwaliteit van de fijne deeltjes... 52 7.4.5 Dichtheid... 53 7.4.6 Waterabsorptie... 53 7.4.7 Gehalte aan chloorionen... 53 7.4.8 Gehalte aan zuuroplosbare sulfaten... 53 7.4.9 Totaal zwavelgehalte... 54 7.4.10 Bestanddelen die de binding of verharding met cement verstoren... 54 7.5 Besluit... 54 8 Opbouw dekvloermengsels en proeven... 55 8.1 Aanpak onderzoek... 55 8.1.1 Stap 1: Receptuurverkenning... 55 8.1.2 Stap 2: Receptuurverfijning... 55 8.1.3 Stap 3: Praktijkervaring... 56 8.1.4 Stap 4: Bijkomende eigenschappen... 56 8.1.5 Stap 5: Koppeling aan de korrelverdeling... 56 8.2 Het onderzoek: Receptuurverkenning... 56 8.2.1 Bepaling van de druk- en buigtreksterkte... 56 8.2.2 Waterbehoefte in functie van de verwerkbaarheid... 62 8.2.3 Bespreking receptuurverkenning... 63 8.3 Het onderzoek: Receptuurverfijning... 63 8.3.1 Bepaling van de druk- en buigtreksterkte... 64 8.3.2 Krimpgedrag... 66 8.3.3 Ponsproeven BRE-screed-test... 66 8.3.4 Bepaling van de slijtweerstand... 68 8.3.5 Bespreking receptuurverfijning... 69 8.4 Het onderzoek: Praktijkervaring... 70 8.4.1 Algemeen... 70 8.4.2 Ervaring van dekvloerleggers... 71 8.4.3 Druk- en buigtreksterkte... 73 8.4.4 Krimpgedrag... 74 8.4.5 Ponsproeven BRE-screed-test... 76 8.4.6 Bepaling van de slijtweerstand... 77 8.4.7 Aanhechting van vloerbedekking... 79 8.4.8 Bespreking praktijkervaring... 80 8.5 Bijkomende eigenschappen... 80 8.5.1 Bepaling van het evenwichtsvochtgehalte... 80 8.5.2 Bepaling van de elasticiteitsmodulus... 82 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 4
8.5.3 Geschiktheid voor vloerverwarming... 82 8.5.4 Schotelvorming... 86 8.6 Koppeling aan de korrelverdeling... 87 8.6.1 Algemeen... 87 8.6.2 Koppeling aan de verwerkbaarheid... 88 8.6.3 Koppeling aan de mechanische eigenschappen (druksterkte)... 93 8.6.4 Invloed fijne fractie (< 63 µm)... 96 8.6.5 Algemene conclusies... 98 9 RecyScreed: Duurzaamheidsaspecten (Vermaut & Van Muylder, 2010)... 99 9.1 Inleiding... 99 9.2 Regelgevend kader m.b.t. hergebruik van bouw- en sloopafval... 99 9.2.1 Sectoraal uitvoeringsplan (SUP) milieuverantwoord materialengebruik en afvalbeheer in de bouw (2007-2010)... 99 9.2.2 VLAREA art. 5.2.2.1, 4... 100 9.2.3 Oprichting van een ketenbeheerssysteem OVAM i.s.m. VCB en CASO... 101 9.2.4 Cradle to Cradle (C2C)... 102 9.2.5 Besluit... 102 9.3 Veiligheid voor gebruikers en eindgebruikers... 103 9.4 Milieuwinst... 104 9.5 Marktanalyse... 106 9.6 SWOT-analyse... 107 9.6.1 Besluit... 108 9.7 Conclusie... 108 10 Algemeen besluit... 109 10.1 Granulaten... 109 10.2 Mechanische sterkte... 109 10.3 Krimpgedrag en evenwichtsvochtgehalte... 109 10.4 Gebruik van vloerverwarming... 110 10.5 Korrelverdeling... 110 Aanbevelingen bij gebruik van puingranulaten... 111 Korrelkromme... 111 Vervangingsgraad... 111 Cementgehalte... 111 Mengen... 111 Droogperiode en ingebruikname... 111 Opslag puingranulaten... 112 Watergehalte... 112 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 5
Lijst van figuren... 113 Lijst van tabellen... 113 Lijst van grafieken... 114 Bibliografie... 116 Geraadpleegde normen... 117 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 6
1 Gebruik van puingranulaten wettelijk kader Volgend hoofdstuk geeft een overzicht van een aantal wettelijke bepalingen die het gebruik van puingranulaten hebben gestimuleerd en mogelijk gemaakt. 1.1 Het afvalstoffendecreet (Afvalstoffendecreet, 2009) Het afvalstoffendecreet vormt de wettelijke basis voor het realiseren van het afvalstoffenbeleid binnen het Vlaamse gewest. Dit decreet vormt de basis voor het Vlaams afvalstoffenbeleid en dateert oorspronkelijk van 2 juli 1981, maar werd in 1994 fundamenteel gewijzigd. Het afvalstoffendecreet is een kaderdecreet, wat betekent dat de belangrijkste bepalingen er in zijn opgenomen. De uitvoering ervan moet echter bepaald worden door de Vlaamse regering in de uitvoeringsbesluiten, zoals het VLAREA. Het afvalstoffendecreet stelt volgende doelstellingen met betrekking tot afvalstoffen op (Hoofdstuk II, art.5) : In de eerste plaats de productie van afvalstoffen te voorkomen of te verminderen, en de schadelijkheid van afvalstoffen te voorkomen of zoveel mogelijk te beperken; In de tweede plaats de nuttige toepassing van afvalstoffen te bevorderen; Ten slotte de verwijdering te organiseren van die afvalstoffen die niet kunnen worden voorkomen of nuttig kunnen worden toegepast. De eerste prioriteit van het decreet is het uitbouwen van een preventiebeleid. Enerzijds gaat het over de kwantitatieve preventie door de hoeveelheid aan afvalstoffen te vermijden. Anderzijds moet er ook een kwalitatieve preventie nagestreefd worden door de schadelijkheid van de afvalstoffen te beperken. RecyScreed kadert in de tweede doelstelling van het afvalstoffendecreet. Wanneer toch afvalstoffen worden geproduceerd moeten nuttig worden toegepast door hergebruik en recuperatie. Dit heeft als rechtstreeks gevolg een vermindering van het gebruik van primaire grondstoffen. Een andere oplossing voor de tweede doelstelling, wanneer hergebruik en recuperatie niet mogelijk zijn, is het verbranden van de afvalstoffen onder strenge milieuhygiënische voorwaarden, met energierecuperatie als doel. Als laatste mogelijkheid kunnen de afvalstoffen, mits strenge voorwaarden, worden gestort. Dit zijn afvalstoffen die niet kunnen worden voorkomen, hergebruikt, gerecycleerd of verbrand. Deze hiërarchie is gelijklopend met de, in Nederland bekende, ladder van Lansink. De voorwaarden voor het aanwenden van afvalstoffen als secundaire grondstof worden bepaald door het VLAREA (Vlaams Reglement voor Afvalvoorkoming en beheer). Eindrapport RecyScreed TETRA70096 7
1.2 VLAREA (Vlaams Reglement inzake Afvalvoorkoming en -beheer, 2004) Het VLAREA of het Vlaams Reglement voor Afvalvoorkoming- en beheer bundelt de uitvoeringsbesluiten bij het Afvalstoffendecreet. Het moet de basis vormen van een onderbouw recyclagebeleid in Vlaanderen. VLAREA richt zich op huishoudelijke en industriële afvalstoffen. In hoofdstuk 4 wordt een lijst weergegeven van afvalstoffen die in aanmerking komen voor gebruik van secundaire grondstof. Deze lijst bevat onder andere niet-verontreinigd betonpuingranulaat en puinbreekzand. Beide materialen dienen voorzien te worden van een COPRO keuring. Verder geeft VLAREA in art. 4.2.2.1 de voorwaarden voor het gebruik in of als bouwstof. 1.3 Het Standaardbestek 250 voor de wegenbouw In hoofdstuk III van het Standaardbestek 250 worden de puingranulaten gedefinieerd die gebruikt kunnen worden bij openbare werken. (zie verder) 1.4 Grinddecreet (Departement Leefmilieu, natuur en energie, 2010) Het grinddecreet werd opgesteld in 1993 en schept het kader waarbinnen de grindwinning in Limburg en de daarmee gepaard gaande gevolgen worden geregeld. Het decreet kwam tot stand doordat de economische winst door de grindwinning niet opwoog tegen de toegebrachte ecologische schade. Concreet beschrijft dit decreet een afnemend grindwinningsscenario, met als doel om de grindwinning na 2005 stop te zetten. Er werden quota opgelegd die moesten behaald worden tegen de deadline (1 januari 2006). Het halen van deze deadline was een probleem wegens het vertraagd vrijgeven van de ontginningsgronden. Het daarop volgende wijzigingsdecreet van 15 juli 2005 schrapte de einddatum van 1 januari 2006 en werden de productiequota als richtlijn genomen. Grindwinning als nevenproductie door ontginning van onderliggend kwartszand blijft toegelaten. Figuur 1 toont het afbouwscenario. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 8
Figuur 1 Afbouwscenario volgens het grinddecreet (Departement Leefmilieu, natuur en energie, 2010) 1.5 Oppervlaktedelfstoffendecreet (Departement Leefmilieu, natuur en energie, 2010) Het oppervlaktedelfstoffendecreet streeft naar een duurzame ontwikkeling bij de ontginning van oppervlaktedelfstoffen. Artikel 3 van het Oppervlaktedelfstoffendecreet (Ministerie van de Vlaamse gemeenschap, 2003) stelt: Het beleid inzake het beheer van de oppervlaktedelfstoffen heeft als basisdoelstelling om, ten behoeve van de huidige en toekomstige generaties, op een duurzame wijze te voorzien in de behoefte aan oppervlaktedelfstoffen. De basisdoelstelling wordt nader geconcretiseerd door: 1. het ontginnen op een wijze dat er een maximale wederzijdse versterking ontstaat tussen de economische componenten, de sociale componenten en de milieucomponenten; 2. het verzekeren van de ontwikkelingsperspectieven voor de sector, met inachtneming van de bedrijfseconomische rechtszekerheid, met het oog op socioeconomische aanvaardbare ontginningsmogelijkheden op lange termijn om te voldoen aan de maatschappelijke behoeften; Eindrapport RecyScreed TETRA70096 9
3. het zuinig en doelmatig aanwenden van oppervlaktedelfstoffen; 4. het optimaal ontginnen binnen ontginningsgebieden op basis van een zuinig ruimtegebruik; 5. het aanmoedigen van het gebruik van volwaardige alternatieven voor primaire oppervlaktedelfstoffen en het maximaal hergebruik van afvalstoffen, zodat de behoefte aan primaire oppervlaktedelfstoffen ingeperkt wordt; 6. het maximale behoud en de ontwikkeling van de natuur en het natuurlijk milieu. De oppervlaktedelfstoffenplannen bevatten acties voor de komende vijf jaar, die zich baseren op perspectieven voor een termijn van minimum 25 jaar, ze worden vijfjaarlijks geëvalueerd op basis van de doelstellingen vernoemd in art.3 van het oppervlaktedelfstoffendecreet. Specifieke beleidsplannen kunnen gebaseerd worden op de oppervlaktedelfstoffenplannen. In hoofdstuk 6 van het algemeen oppervlaktedelfstoffenplan (Algemeen oppervlaktedelfstoffenplan, 2008) wordt het Actieplan alternatieve materialen omschreven. Dit hoofdstuk bevat een aantal bedenkingen met betrekking tot de milieuhygiënische en bouwtechnische kwaliteit, de economische factoren en de gezondheidsaspecten bij gebruik van alternatieve materialen. Milieuhygiënische kwaliteit: De milieuhygiënische kwaliteit van afvalstoffen wordt in Vlaanderen geregeld door het VLAREA. Als afvalstoffen aan het normeringkader van het VLAREA voldoen, kunnen ze als secundaire grondstof worden gebruikt. Bouwtechnische kwaliteit: In het kader van duurzame ontwikkeling is het nodig om te zoeken naar hoogwaardigere toepassingen in de bouw. Daarom zijn de bouwtechnische kwaliteiten van alternatieve materialen belangrijk. Economische factoren: Bouwzand: In de huidige toestand komt een grote stroom bouwzand uit de grindwinning op de markt, het is dus zeer aantrekkelijk voor bouwzandtoepassingen. De eindigheid van natuurlijke rijkdommen zegt ons dat verstandig gebruik van primaire grondstoffen belangrijk is. Bovendien zal de stopzetting van de grindwinning, met als gevolg een daling van het marktaanbod, alternatieve materialen aantrekkelijker maken. Breekzand heeft goede bouwtechnische en milieuhygiënische eigenschappen en wordt jaarlijks voldoende geproduceerd, wat van deze bouwstof een aantrekkelijk maakt. Het oppervlaktedelfstoffenplan haalt aan dat het gebruik van puingranulaten in hoogwaardige toepassingen te verkiezen is boven de huidige trend om ze in laagwaardige toepassingen te gebruiken. Alleen op die manier wordt op een verantwoorde manier met primaire delfstoffen omgegaan. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 10
1.6 Aanbod en gebruik van puingranulaten 1.6.1 Aanbod (COPRO, 2009) Bouw- en sloopafval is één van de grootste afvalstromen in Vlaanderen. De COPROjaarverslagen tonen een beeld over de evolutie en het huidige aanbod aan gecertificeerde puingranulaten. De puinverwerkende sector telt in 2008 zo n 150 vaste breekwerven en een 40-tal mobiele brekers met een COPRO-certificaat. Dit aantal productie-eenheden blijft stijgen, zoals blijkt uit figuur 2. Figuur 2 Productie-eenheden (COPRO, 2009) Dit stijgend aantal breekwerven heeft een stijgend aanbod aan gecertificeerde puingranulaten tot gevolg. In 2005 was er een aanbod van 6,5 miljoen ton, terwijl dit in 2008 reeds 10,7 miljoen ton was. De evolutie van de productie van puingranulaten is te zien in figuur 3. Figuur 3 Productie van puingranulaten (COPRO, 2009) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 11
Dit aanbod aan bouw en slooppuin bestaat uit verschillende materialen, waarvan gebroken beton- en mengpuin het grootste aandeel vormt. 1.6.2 Huidig gebruik van puingranulaten (Vandeputte, Beeckmans, & Hermans, 2008) In Vlaanderen zijn de toepassingen voor het gebruik van puingranulaten hoofdzakelijk gedefinieerd in het standaardbestek 250. De wegenbouw is dan ook de grootste afzetmarkt voor puingranulaten, hoewel er momenteel geen problemen gekend zijn rond de afzet van de hoeveelheid puingranulaten, lijkt het stijgend aanbod te leiden tot verzadiging van deze markt. Bovendien worden puingranulaten in de wegenbouw hoofdzakelijk gebruikt in laagwaardige toepassingen. Mengpuin: wordt hoofdzakelijk gebruikt voor funderingen en onderfunderingen. Betonpuin: kent, net zoals mengpuin, een toepassing in funderingen (gebonden en ongebonden). Daarnaast wordt betonpuin ook aangewend in mager beton. Metselwerkpuin: vormt slechts een kleine fractie (500.000 ton). Goede afzetmarkten hiervoor zijn gering, waardoor breekwerven deze fractie in het mengpuin verwerken. Zeefzand: wordt gebruikt in ophoging en aanvulling. Breekzand: wordt gebruikt als aanvulling of grof zandcement. Asfaltpuin: mits goede kwaliteit (50%) komt asfaltpuin in aanmerking voor warm hergebruik. Asfaltpuin van lagere kwaliteit wordt gebruikt in onderfunderingen en funderingen. 1.6.3 Mogelijk gebruik van puingranulaten (Vandeputte, Beeckmans, & Hermans, 2008) In hoofdstuk 6 van het algemeen oppervlaktedelfstoffenplan wordt gebruik van puingranulaten in hoogwaardige toepassingen gestimuleerd. Dit wordt bijgestaan door de studie Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren door het WTCB in opdracht van OVAM. Dit document geeft naast de huidige toepassingen van puingranulaten in de wegenbouw ook een aantal alternatieve, hoogwaardige toepassingen voor deze granulaten. Zeefzand Zeefzand wordt momenteel gebruikt als aanvulling of ophoging. Zeefzand is echter vaak van mindere milieuhygiënische kwaliteit en ook de bouwtechnische eigenschappen zijn slechter. Daardoor wordt zeefzand niet in hoogwaardige toepassingen gebruikt. Het bijzonder bestek Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren geeft kennis van een beperkt aantal ervaringen van het gebruik van brekerzeefzand (afkomstig van het zeven voor het breekproces) in zandcement. Hierbij werden geen negatieve resultaten behaald (>5 N/mm² na 28 dagen), mits een hoger cementgehalte. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 12
Naast brekerzeefzand is er ook sprake van sorteerzeefzand, afkomstig van het zeven voorafgaand aan het sorteren van bouw- en sloopafval. Dit sorteerzeefzand bevat vaak meer verontreinigingen, waardoor het volgens een onderzoek van de CROW niet geschikt is voor toepassingen in zandcement. Breekzand Breekzand ontstaat tijdens het breekproces en behoort meestal tot de fractie 0/4. Het gebruik van breekzand als vervanger voor bouwzand in beton is in Nederland reeds toegelaten, mits het zand gewassen is en er voldoende materiaal afkomstig is van gebroken beton. In beton kan de fijne fractie tot 50 % vervangen worden zonder al te grote daling van de verwerkbaarheid. De grote absorptiegraad van breekzand zorgt ervoor dat het exact bepalen van het watergehalte moeilijk is. Metselwerkpuin Het aanbod metselwerkpuin is in Vlaanderen beperkt en breekinstallaties trachten deze fractie te verwerken in het mengpuin. De mechanische sterkte van metselwerkpuin is lager dan betonpuin, wat de toepassingsmogelijkheden van het materiaal beperkt. Nederland gebruikt metselwerkpuin onder andere als ongebonden funderingsmateriaal voor licht belaste terreinen. Mengpuin In het Recycle-project (KHBO) werd het gebruik van mengpuingranulaat in fietspaden bestudeerd. Hierbij werd zowel een proefvak uitgevoerd in zandcementverharding, als een proefvak in betonverharding, beide met positieve resultaten. Bij de zandcementverharding werd 100% vervanging toegepast, bij de betonverharding werd een vervanging van 60 % nagestreefd. Het beton voldeed aan de sterkte-eis van 30 N/mm² (Cementgehalte 375 kg/m³) en bleef na de winterperiode vrij van vorstschade. Ondertussen ligt deze betonverharding er al 8 jaar (07/2010) onbeschadigd bij. In Nederland werd voor de vervaardiging van de bedrijfsvloer voor de Veluwse Afvalrecyclingmaatschappij een betonmengsel gebruikt waarbij het grind volledig werd vervangen door mengpuin. Qua treden geen problemen op, maar de vloer blijkt gevoeliger te zijn naar slijtage toe. Betonpuin Het gebruik van betonpuin in nieuwe, rijke beton voor de wegenbouw wordt vaak niet mogelijk geacht omwille van de hoge eisen en de agressieve omgeving waaraan de weg wordt blootgesteld (dynamische belasting, polijsting, vorst en dooi, ). Nederlands onderzoek (CROW, cementgebonden secundaire materialen in de wegenbouw) toont echter aan dat het halen van de voorgeschreven sterkte van 35 N/mm² mogelijk is met een vervangingspercentage tot 20% van het grove granulaat. Het beton had een grotere waterbehoefte en er treedt een iets hogere krimp op. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 13
Het CUR-rapport 125 (Betonpuingranulaat en metselwerkpuingranulaat als toeslagmateriaal voor beton) trekt gelijkaardige conclusies, waarbij ook wordt opgemerkt dat de vorst-dooibestandheid goed is. Het Nationale Centrum van Wetenschappelijk en Technisch Onderzoek voor de cementnijverheid (OCCN-CRIC) voerde in 2001 een studie uit om het gebruik van puingranulaten in cementbetonverhardingen voor wegen met geringe belasting te onderzoeken ( Route industrielle en béton recyclé à Ouffet (OCCN-CRIC, 2001)). De conclusie wat dat betonpuin kan gebruikt worden voor nieuw beton, met als voorwaarde dat er geen te strenge weersomstandigheden optreden. Er werd een vervanging van 28% van de fractie 5/20 voorzien. De druksterkte na 91 dagen lag wel 10-30% lager dan bij het referentiebeton, waarschijnlijk te wijten aan de hoge W/C-factor. Na drie jaar werd geen schade aan het wegdek vastgesteld. Een alternatief voor het gebruik van gerecycleerd beton als wegdek is het gebruik van het tweelagensysteem. Hierbij wordt het oude betonnen wegdek opgebroken en herwerkt tot betonpuin, dat vervolgens in het beton voor de onderste laag van de wegverharding wordt gebruikt. Daarboven wordt vervolgens een nieuwe laag, eventueel met speciale eigenschappen, gestort. Asfaltpuin De bepalende factor voor het hoogwaardig hergebruik van asfaltpuin is de kwaliteit van het oude bindmiddel. Een vervanging van 50% van het bindmiddel door oud bindmiddel is toegestaan. Deze voorbeelden tonen aan dat de mogelijkheden voor het gebruik van puingranulaten in de wegenbouw nog niet uitgeput zijn. Het standaardbestek 250, dat in de wegenbouw als standaarddocument wordt gebruikt, kent regelmatig een uitbreiding of bijsturing. Hierbij kunnen nieuwe toepassingen worden opgenomen. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 14
2 Certificering van puingranulaten 2.1 CE-markering (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2005) (Van Laethem & Bonte, 2007) (Boughey, 2007) Vanaf 1 juni 2004 moeten granulaten verplicht een CE-markering dragen. Er wordt geen onderscheid gemaakt tussen primaire en secundaire granulaten. Een fabrikant mag geen granulaten meer op de markt brengen die geen CE-markering hebben. Het doel van de CE-markering van granulaten is het mogelijk maken van een vrij verkeer ervan op de Europese markt. Indien een fabrikant een product wil laten certificeren dient het product te voldoen aan de eisen die opgesteld zijn in de geharmoniseerde Europese normen. Deze normen vervangen de oude Belgische normen van de reeks NBN-B11. Tevens worden de technische voorschriften PTV 400, 401, 402, 404, 405 en 407 geschrapt. Het grootste verschil tussen de nieuwe geharmoniseerde normen en de oude Belgische normen is de classificatie van de granulaten volgens toepassing en niet meer volgens hun karakteristieken. Er zijn acht geharmoniseerde normen met betrekking tot granulaten. Norm Titel EN 12620 EN 13043 EN 13055-1 EN 13055-2 EN 13139 EN 13242 EN 13383-1 Toeslagmateriaal voor beton Toeslagmaterialen voor asfalt en oppervlakbehandeling voor wegen, vliegvelden en andere verkeersgebieden Lichte toeslagmaterialen voor beton en mortel Lichte granulaten voor bitumineuze mengsels en oppervlakbehandelingen en voor ongebonden en gebonden toepassingen Toeslagmaterialen voor mortel Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw Waterbouwsteen EN 13450 Toeslagmateriaal voor spoorwegballast Tabel 1 Overzicht geharmoniseerde normen (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2005) Voor het project RecyScreed is de norm EN 13139 van toepassing. De CE-markering is geen kwaliteitslabel. Het is een conformiteitsverklaring dat de (minimale) condities beschrijft waaronder een product waardoor het op de vrije Europese markt kan circuleren. Het gebruik van nationale kwaliteitsmerken zoals COPRO en BENOR is toegelaten, zolang het niet tegenstrijdig is met de bepalingen die opgenomen zijn in de CE-markering. Klanten, met uitzondering van publieke instanties, mogen blijven vragen naar producten met een kwaliteitslabel zoals BENOR, COPRO, CertiPro. Het COPRO kwaliteitslabel kan zonder problemen opgelegd worden. Dit omdat het COPRO-certificaat voor gerecycleerde granulaten wordt opgelegd door het VLAREA. Het kadert in de bescherming van het milieu. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 15
Naargelang het product en het gebruik ervan bestaan er een aantal attesteringsniveaus afhankelijk van de veiligheidseisen die aan het product gekoppeld zijn. Concreet houdt dit in dat bij hoge veiligheidseisen de tussenkomst van een derde onpartijdige organisatie (genotificeerde instelling) noodzakelijk is voor de conformiteitverklaring. Tabel 2 geeft een overzicht van de verschillende attesteringsniveaus. Niveau Producent Genotificeerde instelling 4 Type onderzoek Productiecontrole / 3 Productiecontrole Type onderzoek 2 Type onderzoek productiecontrole Certificatie van de productiecontrole op basis van een initiële inspectie 2+ Type onderzoek Productiecontrole Monsterneming en testen volgens het voorgeschreven testplan Certificatie van de productiecontrole op basis van Initiële inspectie Permanente bewaking 1 Productiecontrole Monsterneming en testen volgens het voorgeschreven testplan Certificatie van de conformiteit van het product op basis van de taken van de genotificeerde instelling en van de producent Type onderzoek Initiële inspectie van de fabriek en de productiecontrole Permanente bewaking van de productiecontrole 1+ Productiecontrole Monsterneming en testen volgens het voorgeschreven testplan Certificatie van de conformiteit van het product op basis van de taken van de genotificeerde instelling en van de producent Type onderzoek Initiële inspectie van de fabriek en de productiecontrole Permanente bewaking van de productiecontrole Testen van monsters Tabel 2 Uit te voeren activiteiten (Boughey, 2007) Het CE-mandaat M125 bepaalt het te gebruiken systeem: With high safety requirements: 2+ Without high safety requirements: 4 Uit tabel 2 is af te leiden dat bij niveau 4 alle bevoegheden bij de fabrikant zelf liggen. Niveau 2+ is strenger maar zorgt ervoor dat de producent bij eventuele klachten kan doorverwijzen naar de attesteringsinstantie. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 16
2.2 BENOR (Van Laethem & Bonte, 2007) Het BENOR-label is, in tegenstelling tot de CE-markering, een vrijwillig kwaliteitsmerk. Het geeft aan dat een bouwproduct in overeenstemming is met een Belgische norm (NBN). Wanneer geen Belgische norm voorhanden is kunnen door het BIN goedgekeurde technische voorschriften (PTV) gebruikt worden. Als fabrikant mag het BENOR-merk gebruikt worden indien de producten voldoen aan de BENOR-voorwaarden. Om het BENOR-merk te verkrijgen moet aan volgende voorwaarden voldaan worden: De fabrikant dient de overeenstemming van het product met de norm te waarborgen op basis van interne fabriekscontrole Een derde partij, de certificatie-instelling, dient op basis van periodieke externe controle te bevestigen dat de overeenstemming met de norm gewettigd is. De BENOR-kwaliteitscertificatie voor granulaten werd aangepast zodat het in overeenstemming is met de nieuwe Europese normen. De certificatie is van toepassing op granulaten die reeds de CE-markering van niveau 2+ hebben. Een vergunning tot het gebruik van het BENOR-merk wordt toegekend op basis van een toepassingsreglement (TRA). Een toepassingsreglement steunt op een norm of op een PTV. Puingranulaten moeten zowel bouwtechnisch als milieuhygiënisch voldoen aan bepaalde eisen. De certificatie van puingranulaten betrof in Vlaanderen een COPRO-merk dat beide aspecten behandelde. De certificatie van puingranulaten evolueert onder invloed van de wetgeving vrij snel, waardoor een splitsing zich opdrong. In 2007 werd de oude COPRO-certificatie omgezet in BENOR voor het bouwtechnisch gedeelte en COPRO voor het milieuhygiënisch gedeelte. De vroegere toepassingsreglementen, TRA 10 en TRA 11, werden vervangen door TRA M10 en TRA M11 voor COPRO en TRA 10 en TRA 11 voor BENOR. Om het BENOR-merk te kunnen gebruiken dient een fabrikant te voldoen aan de voorwaarden die beschreven worden in de desbetreffende toepassingsreglementen. Dit houdt in dat de fabrikant op regelmatige tijdstippen zelfcontroles uitvoert. Tevens wordt een aantal keer per jaar een controle uitgevoerd door een externe certificatieinstelling. 2.3 COPRO (COPRO) COPRO (COntrole van PROducten) is een onafhankelijk keuringsorgaan met als doel het bevorderen van de kwaliteit van bouwproducten. COPRO is in de eerste plaats een controle-instelling die bouwproducten certificeert en controleert bij de respectievelijke producenten In het kader van de Europese bouwproductenrichtlijn treed COPRO op als genotificeerde instelling (CE) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 17
Op specifiek verzoek van de bouwheer kunnen aanvullende inspecties en opvolging georganiseerd worden op bijzondere bouwwerven COPRO is actief lid van Europese en nationale werkgroepen. (COPRO) Puingranulaten dienen te voldoen aan milieuhygiënische en bouwtechnische eisen. De milieuhygiënische eisen worden beschreven in het VLAREA. Zoals eerder beschreven werd het bouwtechnische gedeelte vanaf 2007 overgenomen door BENOR. De controle gebeurt op basis van de toepassingsreglementen TRA M10 en TRA M11. Respectievelijk het toepassingsreglement voor de certificatie van de milieuhygiënische kwaliteit van puin- en sorteerzeefgranulaten geproduceerd op een vaste locatie en door een mobiele installatie. Deze toepassingsreglementen voorzien een zelfcontrole naar fysische en chemische eigenschappen. De controle van de fysische verontreiniging houdt een identificatieproef in volgens PTV 406 1 en een zeefanalyse volgens NBN EN 933-1 2. Daarnaast moet voor gebroken en freesasfalt de teerhoudendheid bepaald worden. De chemische verontreiniging moet voldoen aan de eisen die gesteld worden door het VLAREA en moeten gecontroleerd worden door een erkend laboratorium. Naast de zelfcontrole gebeurt op regelmatige tijdstippen een externe controle. 2.4 Certipro (Certipro, 2008) (Van Laethem & Bonte, 2007) Certipro is een certificatie- en keuringsdienst voor technologische producten die door het VITO (Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek) werd opgericht. De bedoeling van Certipro is het opstellen van een certificatieschema voor elk te certificeren product. Dit certificatieschema wordt afgestemd op de bestaande of te verwachten reglementeringen en normeringen. Zowel op nationaal, gewestelijk en Europees niveau. Certipro heeft voor puingranulaten het Quarea-zorgsysteem uitgewerkt. Het Quareazorgsysteem is een integraal milieuzorgsysteem dat ertoe moet bijdragen dat zowel productie als aanwending van puingranulaten als secundaire grondstoffen verloopt zonder schade voor mens en milieu Volgens het ministrieel besluit (B.S. 05 januari 2006) voldoen de puingranulaten gecertificeerd volgens het Quarea-zorgsysteem en de VLAREA- eisen voor het bekomen van het statuut van secundaire grondstoffen. (Certipro, 2008) In het lastenboek en het certificatiereglement zijn de voorwaarden terug te vinden voor het bekomen van een certificaat. Dit komt opnieuw neer op zelfcontrole en externe controle van fysische en chemische eigenschappen, vergelijkbaar met de COPROcertificatie van puingranulaten. 1 PTV 406: Puingranulaten. Granulaten voor beton. Granulaten voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor burgelijke bouwkunde en wegenbouw, versie 2.0, oktober 2003. 2 NBN EN 933-1: Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen Deel 1: bepaling van de korrelverdeling Zeefmethode, 1 ste uitgave, oktober 1997. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 18
Druksterkte Buitreksterkte Böhme BCA Rollend wiel Oppervlakte- hardheid Weerstand tegen indrukking Weerstand tegen rollend wiel met vloerbedekking Verwerkingstijd Consistentie Zuurtegraad Elasticiteits-modulus Impactsterkte Hechtsterkte 3 CE-markering van dekvloermortels (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2007) In 2002 werd de Europese norm NBN EN 13813 3 Dekvloermortels en dekvloeren: eigenschappen en eisen gepubliceerd. Deze norm werd in januari 2003 in het Belgische Staatsblad geregistreerd, waarna alle nationale normen die betrekking hadden op hetzelfde onderwerp moesten ingetrokken worden voor juli 2004. Vanaf 2004 mogen enkel nog dekvloermortels op de markt komen die beschikken over een CE-markering, het betreft hier kant-en-klaarproducten. De norm NBN EN 13813 beperkt zich tot de dekvloermaterialen die gedefinieerd worden in de norm NBN 13318 4 Dekvloermortels en dekvloeren. Begripsbepalingen. Deze norm omschrijft dekvloermortel als een mengsels bestaand uit bindmiddel, toeslagstoffen en eventueel een vloeistof die zorgt voor het verharden van het bindmiddel, eventueel aangevuld met hulpstoffen en vulstoffen. Wat de norm niet bespreekt zijn dekvloeren die bijdragen tot het draagvermogen van de constructie, denk hierbij aan druklagen. Ook eisen waaraan de dekvloer in situ moet voldoen worden niet opgegeven. De norm NBN EN 13813 geeft een overzicht weer van de verplicht en optioneel uit te voeren proeven, afhankelijk van het toegepaste bindmiddel: cement, calciumsulfaat, magnesiet, gietasfalt of kunsthars. Eigenschap van de dekvloermortel Slijt-weerstand Bind-middel Cement N N N 1 O 2 / O O O O O O 1 O Calciumsulfaat N N O O O O 2 / O O O N O / O Magnesiet N N O O O N 1 / O / O O O / O Gietasfalt / / O O O / N O / / / / / / Kunsthars O O / N 1 O 2 / O / O O / N 1 N N: Normatief /: Niet relevant O: Optioneel (1) Enkel voor dekvloermortels die blootgesteld zullen worden aan slijtage (2) Enkel voor dekvloermortels met vulstoffen met een maximale korrelgrootte <4 mm Tabel 3 Opgelegde en vrijwillig uit te voeren proeven volgens NBN EN 13813 (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2007) Het systeem van conformiteitsattestering is terug te vinden in de bijlage ZA van de norm NBN EN 13813. Deze bijlage voorzien verschillende systemen van attestering volgens het voorziene gebruik van het product. 3 NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren Dekvloermortels Eigenschappen en eisen, 1 ste uitgave, december 2002. 4 NBN EN 13318: Dekvloermortels en dekvloeren Begripsbepalingen, 1 ste uitgave, september 2000. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 19
4 Dekvloeren (WTCB, 1993) (Vandewaetere, 2009) Volgend hoofdstuk wordt opgebouwd op basis van de technische voorlichting 189: Dekvloeren (WTCB, 1993). De belangrijkste aspecten worden beschreven. 4.1 Vloeropbouw Een vloer bestaat uit verschillende lagen die elk hun eigen functie dragen. Traditioneel kunnen volgende elementen in een vloeropbouw worden teruggevonden. De draagvloer draagt de eigenlijke belastingen die op de vloer komen en kan op verschillende manieren worden opgebouwd: o Een gewapende betonplaat o Een (geprefabriceerde) draagvloer op basis van beton, hout, metaal, o Een werkvloer van beton (eventueel gewapend) De draagvloer wordt van de vloerbedekking gescheiden door één of meerdere tussenlagen. Deze lagen hebben geen dragende of constructieve functie, maar dienen enkel tot het wegwerken van leidingen, het op peil brengen van de vloer, het bekomen van de gewenste vlakheid, De vloerbedekking wordt op de tussenla(a)g(en) geplaatst, samen met de voor de plaatsing vereiste lagen (mortel, lijm, ) De dekvloer behoort tot de tussenlagen. Het bestaat uit een bindmiddel, vulstoffen (zand) en water. Eventueel worden nog hulpstoffen toegevoegd om bepaalde eigenschappen te bekomen. De dekvloer vormt de basis voor de eindafwerking van de vloer. 4.2 Uitvoeringen van dekvloeren Dekvloeren kunnen op verschillende manieren worden uitgevoerd afhankelijk van de functie, volgende definities worden in de technische voorlichting 189 van het WTCB gegeven. De hechtende dekvloer Een hechtende dekvloer is een dekvloer die door het gebruik van hechtmiddelen of door zijn samenstelling aan de draagvloer hecht. De draagvloer en de dekvloer vormen dus een stevig geheel. De niet-hechtende dekvloer Figuur 4 Hechtende dekvloer (WTCB, 1993) De niet-hechtende dekvloer wordt door middel van een scheidingslaag van de draagvloer gescheiden. De ondergrond moet vlak zijn en mag geen hindernissen bevatten. Eventueel moet er een uitvullaag voorzien worden die de buizen wegwerkt. Figuur 5 Niet-hechtende dekvloer (WTCB, 1993) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 20
De zwevende dekvloer Een zwevende dekvloer wordt gestort op een isolatielaag. Deze isolatielaag is min of meer samendrukbaar waardoor de dekvloer bepaalde bewegingen kan ondergaan. De dekvloer heeft geen enkele verbinding met stijve structuurelementen zoals de draagvloer, muren, dorpels, Eventueel wordt tussen de verschillende lagen een scheidingslaag voorzien zoals bij de niethechtende dekvloer. Figuur 6 Zwevende dekvloer (WTCB, 1993) De dekvloer voor vloerverwarming Een dekvloer voor vloerverwarming wordt eveneens gestort op een isolatielaag. De verwarmingsbuizen worden ofwel ingewerkt in de dekvloer, ofwel zijn deze in de isolatielaag ingewerkt. De vloerverwarming bestaat uit buizen of kabels. Figuur 7 Dekvloer voor vloerverwarming (WTCB, 1993) Onderlaag De onderlaag is een laag tussen de draagvloer en de dekvloer en dient bijvoorbeeld om het wegwerken van leidingen (als uitvullaag). Eventueel kan een scheidingslaag tussen de onderlaag en de eigenlijke dekvloer geplaatst worden (niethechtende dekvloer). Figuur 8 Dekvloer als onderlaag (WTCB, 1993) 4.3 Soorten dekvloeren Dekvloeren worden ingedeeld in verschillende types aan de hand van hun bindmiddel en hun eigenschappen. Er zijn drie veel voorkomende types gekend. De traditionele cementgebonden dekvloeren hebben cement als bindmiddel. Ze worden met de hand uitgesmeerd en afgewerkt. Dit type dekvloeren is erg arbeidsintensief. Dit project spitst zich toe op dit type dekvloeren. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 21
Calciumsulfaat gebonden dekvloeren of anhydriet gebonden dekvloeren hebben als bindmiddel CaSO 4. Ze kunnen traditioneel worden uitgevoerd, met de hand uitgesmeerd en afgewerkt. Tegenwoordig wordt echter meestal gebruik gemaakt van de zelfnivellerende anhydrietvloeren. De cementgebonden gietdekvloeren hebben, net als de traditionele cementgebonden dekvloeren, cement als bindmiddel. Het grote verschil hiermee is dat aan het mengsel hulpstoffen, zoals superplastificeerders, en vulstoffen als kalksteenmeel worden toegevoegd zodat de vloeren uit zichzelf verdichten en vlak uitvloeien. Dit zorgt ervoor dat de arbeidsintensiviteit bij gebruik van dit soort dekvloeren enorm wordt verminderd. Het voorbereidingswerk neem echter meer tijd in beslag. 4.4 Traditionele cementgebonden dekvloeren 4.4.1 Samenstelling Traditionele cementgebonden dekvloeren bestaan typisch uit een mengsel van cement, water en vulstoffen. Eventueel kunnen hulpstoffen worden toegevoegd om speciale eigenschappen zoals een snelle uitharding te bekomen. 4.4.2 Bindmiddel (Belgische BetonGroepering, 2006) Cement is een hydraulisch bindmiddel, dit betekent dat het in contact met water een pasta vormt die door hydratatiereacties verhardt. Cement bestaat in verschillende soorten naargelang hun chemische samenstelling, hun sterkteklasse, eventuele toevoegsels, Cementtype De gangbare cementtypes worden volgens de norm EN 197-1 aangeduid. Er kunnen vijf hoofdtypes onderscheiden worden. o CEM I: Portlandcement o CEM II: Samengesteld Portlandcement o CEM III: Hoogovencement o CEM IV: Puzzolaancement o CEM V: Composietcement In totaal worden 27 gewone cementsoorten onderscheiden. Deze worden weergegeven in de norm EN 197-1. Sterkteklasse Cement wordt bovendien ingedeeld in verschillende sterkteklassen. De normsterkte wordt bepaald volgens de norm NBN EN 196-1 en is de druksterkte gemeten na 28 dagen. De beginsterkte van het cement wordt eveneens volgens deze norm bepaald en is de druksterkte gemeten na 2 of 7 dagen. Elke sterkteklasse heeft twee verschillende aanduidingen naar beginsterkte toe. De aanduiding N geeft aan dat het cement een gewone beginsterkte heeft, de aanduiding R duidt op een snelle uitharding en heeft een hogere beginsterkte als gevolg. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 22
Speciaal voor hoogovencementen worden volgens de norm NBN EN 197-4 bijkomende sterkteklassen gedefinieerd. Deze norm legt sterkte-eisen vast voor cementen met een lage beginsterkte, deze krijgen de aanduiding L. Cementen moeten voldoen aan de eisen weergegeven in tabel 4: Sterkteklasse Drukweerstand (MPa) (karakteristieke waarden) Beginsterkte Normsterkte 2 dagen 7 dagen 28 dagen Begin van de binding (min) Stabiliteit (uitzetting) (mm) NBN EN 197-1 CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V 32,5 N 32,5 R 42,5 N 42,5 R 52,5 N 52,5 R - 10,0 10,0 20,0 20,0 30,0 16,0 - - - - - 32,5 52,5 75 42,5 62,5 60 52,5-45 10 NBN EN 197-4 CEM III 32,5 L - 12,0 32,5 52,5 75 42,5 L - 16,0 42,5 62,5 60 10 52,5 L 10,0-52,5-45 Tabel 4 Eisen gesteld aan cement (Belgische BetonGroepering, 2006) Keuze van het type en de sterkteklasse De keuze van het type cement en de sterkteklasse hangt af van een aantal factoren. Eerst en vooral speelt de gewenste sterkte van de dekvloer mee in deze keuze. De termijn van gedeeltelijke en volledige ingebruikstelling zal zowel de sterkteklasse als de keuze voor een type met snelle uitharding R of normale uitharding N bepalen. Ten slotte zal het vrijkomen van hydratatiewarmte een rol spelen. Het hydratatieproces van cement is een exotherme reactie waarbij de nodige warmte ontstaat. Bij koud weer is deze factor gunstig, aangezien het de reactie versneld. Bij warme omgevingstemperatuur kan deze factor ongunstig zijn, omdat in dit geval versnelde uitdroging kan optreden. Dit kan gepaard gaan met scheurvorming. Het hechten van de dekvloer aan de ondergrond en de gevoeligheid tot krimp wordt eerder beïnvloed door de mengselsamenstelling dan door de keuze van cementtype. De keuze van sterkteklasse hangt vooral af van de gewenste eindsterkte, die in functie van de verhardingstemperatuur wordt gekozen. De verhardingstemperatuur wordt bepaald door de omgevingstemperatuur en door de temperatuur van de ondergrond. Het is belangrijk dat tussen de omgeving en ondergrond geen grote temperatuursverschillen aanwezig zijn, omdat dit een homogene uitharding van de dekvloer verhindert. Ook Eindrapport RecyScreed TETRA70096 23
temperatuursverschillen tussen verschillende zones, bijvoorbeeld door rechtstreekse bezonning, zijn te vermijden. De TV 189 (WTCB, 1993) geeft volgende aanbevelingen naar sterkteklasse in functie van de omgevingstemperatuur en temperatuur van de ondergrond (zie tabel 5). Temperatuur van de ondergrond en/of de omgevingslucht < 10 C 10 C < - < 25 C > 25 C Normale uitharding 42,5 32,5 Snelle uitharding 42,5 R 32,5 R Tabel 5 Sterkteklasse i.f.v. temperatuur en uithardingssnelheid (WTCB, 1993) Naar cementtype toe geeft de TV 189 eveneens een aantal aanbevelingen: Bij gewone temperaturen, tussen 10 C en 25 C speelt het cementtype vrijwel geen rol. Wanneer zeer lage temperaturen optreden is het aan te raden cement te gebruiken met een hoog gehalte aan hydraulische componenten (klinker). Deze worden minder vertraagd door de invloed van koude. Volgende cementtypes komen in aanmerking: CEM I, CEM III A en CEM II (afhankelijk van de samenstelling). Zeer hoge temperaturen vragen om klinkerarme cementen. Deze worden minder beïnvloed door het versnellende effect van de temperatuur. Volgende cementtypes komen in aanmerking: CEM III B, CEM II (afhankelijk van de samenstelling). In ieder geval is het belangrijk om de dekvloer af te dekken tegen snelle uitdroging. Dit om de verharding van het cement te garanderen en scheurvorming te voorkomen. 4.4.3 Vulstoffen Vulstoffen voor dekvloeren worden in de TV 189 (WTCB, 1993) onderverdeeld in twee soorten. Enerzijds zijn er de natuurlijke vulstoffen die afkomstig zijn uit zandgrindgroeven, rivieren of uit de zee en anderzijds de kunstmatige vulstoffen die afkomstig zijn van steenbreekinstallaties. De vulstoffen moeten zuiver zijn en mogen geen stoffen bevatten die het gebruik ervan verhinderen (kleiklonters, plantaardige bestanddelen). Het gehalte aan organische stoffen mag 0,5% niet overschrijden. De technische voorlichting dateert van 1993 toen van puingranulaten amper sprake was. Sinds 2004 voorzien de geharmoniseerde normen voor granulaten geen onderscheid meer tussen natuurlijke granulaten en puingranulaten. Wat het gebruik van puingranulaten in dekvloeren mogelijk maakt. Er wordt aanbevolen dat de korrelverdeling van de vulstoffen zich bevind tussen de grenskrommen opgegeven op figuur 9 (afhankelijk van het bindmiddel). 32,5 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 24
Figuur 9 Grenskrommen vulstoffen (WTCB, 1993) Een overzicht van de eigenschappen en de eisen die volgens de nieuwe normering gesteld worden aan granulaten voor dekvloermortels is terug te vinden in hoofdstuk 5. 4.4.4 Het aanmaakwater Het aanmaakwater moet zuiver en vrij van schadelijke stoffen zijn. 4.4.5 Hulpstoffen Een hulpstof is een product dat aan de normale bestanddelen van mortel of beton toegevoegd wordt op het ogenblik van de menging, met de bedoeling bepaalde van zijn eigenschappen te verbeteren, ofwel in verse toestand, ofwel gedurende zijn binding en verharding, ofwel in verharde toestand. Veel voorkomende hulpstoffen zijn plastificeerders en bindings- en verhardingsversnellers. 4.4.6 Wapening Wapening wordt in de dekvloer ingewerkt om spanningen ten gevolge van hydraulische krimp te verdelen en om het risico op scheurvorming te wijten aan thermische uitzetting of krimp te beperken. In volgende gevallen wordt het gebruik van wapening sterk aanbevolen: Eindrapport RecyScreed TETRA70096 25
o Niet-hechtende dekvloeren o Zwevende dekvloeren o Ter hoogte van dikteverminderingen te wijten aan de aanwezigheid van leidingen in de dekvloer Het is logisch dat bij vloerverwarming in de dekvloer het gebruik van wapeningsnetten onontbeerlijk is. Dit type dekvloeren wordt steeds zwevend uitgevoerd. Bovendien treden door de temperatuurschommelingen thermische spanningen op die moeten opgevangen worden. Gewoonlijk worden gelaste netten van 100 x 100 x 3 mm en 50 x 50 x 2 mm gebruikt. Wanneer geen speciale eisen verbonden zijn aan de dekvloer wordt meestal de laatst genoemde gebruikt. Het wapenen tegen scheurvorming kan eveneens met metaalvezels of kunststofvezels. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 26
5 Eigenschappen van granulaten Het bepalen van de eigenschappen van granulaten wordt bepaald in de Europese geharmoniseerde normen. Er wordt geen onderscheid gemaakt tussen natuurlijke granulaten en puingranulaten. Norm Titel EN 12620 EN 13043 EN 13055-1 EN 13055-2 EN 13139 EN 13242 EN 13383-1 EN 13450 Toeslagmateriaal voor beton Toeslagmaterialen voor asfalt en oppervlakbehandeling voor wegen, vliegvelden en andere verkeersgebieden Lichte toeslagmaterialen voor beton en mortel Lichte granulaten voor bitumineuze mengsels en oppervlakbehandelingen en voor ongebonden en gebonden toepassingen Toeslagmaterialen voor mortel Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor burgerlijke bouwkunde en wegenbouw Waterbouwsteen Toeslagmateriaal voor spoorwegballast Tabel 6 Geharmoniseerde normen (BENOR-ATG, BENOR-ATG infopoint, 2005) Voor dit project is de norm NBN EN 13139 5 van toepassing. Wat volgt is een overzicht van de te bepalen eigenschappen die voor dit project van toepassing zijn, enkel de eisen voor zandfracties worden beschreven (0/4). 5.1 Fysische eisen volgens NBN EN 13139 5.1.1 Korrelmaat Granulaten moeten beschreven worden gebruik makend van de aanduiding d/d, behalve wanneer er over fillers wordt gepraat. In dit geval moet gepraat worden over filler toeslagstoffen. De aanduidingen d en D zijn de zeefmaten waartussen het grootste deel van de korrelverdeling ligt. Indien mogelijk wordt gekozen uit één van volgende korrelafmetingen: 0/1 mm, 0/2 mm, 0/4 mm, 0/8 mm, 2/4 mm en 2/8 mm. 5.1.2 Korrelverdeling De korrelverdeling van de granulaten dient bepaald te worden volgens NBN EN 933-1. Een granulaat met een korrelmaat d/d moet naar korrelverdeling voldoen aan een aantal voorschriften wat betreft undersize en oversize limits. Undersize: de fractie in het granulaat die de kleinste zeefmaat d passeert 5 NBN EN 13139: Toeslagmaterialen voor mortel, 1 ste uitgave, juni 2002. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 27
Oversize: de fractie in het granulaat die een zeefrest is boven de grootste zeefmaat D Korrelmaat (mm) Vereiste doorval (%) Oversize Undersize 2. D a 1,4. D b D c d 0,5. d b 0/1 100 95 100 85-99 - - 0/2 100 95 100 85-99 - - 0/4 100 95 100 85-99 - - 0/8 100 98 100 90-99 - - 2/4 100 95 100 85-99 0 20 0 5 2/8 100 98 100 85-99 0 20 0 5 a b c Indien noodzakelijk voor speciale doeleinden mag de zeefmaat waarbij 100% doorval optreedt worden vermeld. Wanneer de zeefmaten bepaald door 1,4.D en 0,5.d geen exacte waarden geven in de ISO 565 1990/R20 reeks mag de dichtstbijzijnde zeefmaat gebruikt worden Indien de doorval door D groter is dan 99% moet de fabrikant de typische verdeling documenteren m.b.v. volgende zeefmaten : 0,063 mm; 0,250 mm; 1 mm; 2 mm; 4 mm en 8 mm Tabel 7 Eisen naar undersize en oversize limits (NBN EN 13139) Indien noodzakelijk dient de fabrikant de korrelverdeling te documenteren van elk geproduceerd fijn granulaat. Ten minste 90 % van de 20 meest recente korrelverdelingen dient te vallen binnen de toleranties opgegeven door tabel 8: Zeefmaat Maximum tolerantie (%) Korrelmaat (mm) 0/8 0/4 0/2 0/1 8 ± 5 - - - 4 - ± 5 - - 2 ± 10 - ± 5-1 ± 10 ± 20 ± 20 ± 5 0,250 ± 10 ± 20 ± 25 ± 25 0,063 ± 2 ± 3 ± 5 ± 5 Tabel 8 Maximale toleranties (NBN EN 13139) 5.1.3 Gehalte aan fijne deeltjes en de kwaliteit ervan Het gehalte aan fijne deeltjes wordt bepaald conform de norm NBN EN 933-1 6 en moet voldoen aan de grenzen opgesteld in tabel 9. 6 NBN EN 933-1: Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen Deel 1: Bepaling van de korrelverdeling Zeefmethode, 1 ste uitgave, oktober 1997. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 28
Korrelmaat (mm) Maximum doorval door 0,063 mm (%) Categorie 1 Categorie 2 Categorie 3 Categorie 4 Categorie 5 0/1 3 5 8 30 > 30 0/2 3 5 8 30-0/4; 2/4 3 5 8 30-0/8; 2/8 3 5 8 11 - Tabel 9 Maximaal gehalte aan fijne deeltjes (NBN EN 13139) Een granulaat voor gebruik in dekvloeren behoort tot categorie 1. Wanneer het totale gehalte aan fijne deeltjes de grenswaarden overschrijdt en er bewijs is dat er geen probleem is met de kwaliteit hiervan is verder testen niet noodzakelijk. In het andere geval dienen de fijne deeltjes onderzocht te worden naar de kwaliteit ervan. Voor het testen van de fijne deeltjes kunnen twee methodes gebruikt worden, de methyleenblauwtest en het bepalen van het zandequivalent. De fijne deeltjes zijn niet schadelijk als aan één van volgende criteria wordt voldaan: Het totale gehalte is niet hoger dan 3 % De zandequivalentiewaarde is hoger dan een opgegeven lagere grens De zandequivalentiewaarde is lager dan een opgegeven grens, maar de methyleenblauwwaarde is lager dan de grens De methyleenblauwwaarde is lager dan een opgegeven grens PTV 406 geeft een aantal grenswaarden wat de methyleenblauwwaarde betreft. Grenswaarden voor de zandequivalentiewaarde zijn terug te vinden in PTV 411 7. 5.1.4 Dichtheid De dichtheid van de granulaten wordt bepaald om een correct mengsels te kunnen opstellen. Het bepalen van de dichtheid gebeurt volgens de Europese norm EN 1097-6 8. Deze norm geeft zes verschillende methodes ter bepaling van de dichtheid van granulaten, afhankelijk van de korrelmaat en eigenschappen. 5.1.5 Waterabsorptie Een groot probleem bij het gebruik van puingranulaten is de grote wateropslorping die de granulaten hebben. Het zorgt ervoor dat de waterbehoefte van het mengsel groter is wat de water/cement-factor verhoogt. Het later verdampen van het geabsorbeerde water kan 7 PTV 411: Codificatie van granulaten, uitgave 1.5, 2008. 8 NBN EN 1097-6: Beproevingsmethoden voor de bepaling van mechanische en fysische eigenschappen van toeslagmaterialen Deel 6: Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en van de wateropname, 1 ste uitgave, november 2000. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 29
een groter krimpgedrag tot gevolg hebben. Omwille van deze zaken is het noodzakelijk de wateropslorping te bepalen. Dit gebeurt aan de hand van de norm EN 1097-6. De uitvoering van de proef is soms wat subjectief, vooral het bepalen van de oppervlakte droge toestand is bij puingranulaten niet eenvoudig. Daarnaast is deze normmethode moeilijk hanteerbaar voor het bepalen van de waterabsorptie bij de fijnere fractie en de fillers, die echter ook een poreus karakter hebben en waarvan bijgevolg de absorptie gekend moet zijn. 5.1.6 Vorst- en dooiweerstand Deze proef is niet relevant voor dit werk aangezien de dekvloeren voor binnentoepassingen worden gebruikt. 5.2 Chemische eisen volgens NBN EN 13139 De Europese norm EN 13139 geeft aan dat het bepalen van de chemische eigenschappen beperkt mag blijven tot de eisen nodig voor de specifieke toepassing. Een overzicht van de effecten van chemische bestanddelen in granulaten en filler voor gebruik in cementgebonden mortel wordt gegeven in annex D van de norm EN 13139. 5.2.1 Chloriden Chloriden vormen een gevaar in gewapend beton en bijgevolg ook in gewapende dekvloeren. Chloriden hebben een corrosieve werking op wapeningsstaal. Verder kunnen chloriden in de granulaten leiden tot uitbloeiingen op blootgestelde morteloppervlakken. Chloriden komen vooral voor in granulaten die afkomstig zijn van mariene oorsprong, bijvoorbeeld zeezand. Aangezien in dit werk gewerkt wordt met rivierzand en puingranulaten is de hoeveelheid aanwezige chloriden allicht niet schadelijk. Traditionele handgesmeerde dekvloeren worden met een aardvochtige consistentie uitgevoerd waarna ze tijdens de verhardingsfase uitdrogen, wat zorgt voor een conditie waarin wateroplosbare chloriden weinig actief zullen zijn. De wateroplosbare chloriden worden bepaald volgens de norm EN 1744-1 9, clausule 7. Het gehalte aan chloorionen moet vermeld worden. 5.2.2 Sulfaatgehalte Sulfaten in granulaten kunnen leiden tot het vormen van expansieve zouten in de mortel, met scheuren en barsten tot gevolg. Het gehalte aan zuuroplosbare sulfaten wordt bepaald volgens de norm EN 1744-1, clausule 12. De norm EN 13139 geeft aan dat het gehalte aan zuuroplosbare sulfaten moet verklaard worden aan de hand van een aantal categorieën, gegeven in onderstaande tabel. 9 NBN EN 1744-1: Beproevingsmethoden voor de chemische eigenschappen van toeslagmaterialen Deel 1: Chemische analyse, 1 ste uitgave, juli 1998. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 30
Soort granulaat Zuuroplosbaar sulfaatgehalte (%) Categorie AS Alle granulaten behalve luchtgekoelde hoogovenslakken 0,2 AS 0,2 0,8 AS 0,8 > 0,8 AS Declared Geen eis AS NR Luchtgekoelde hoogovenslakken 1,0 AS 1,0 > 1,0 AS Declared Geen eis Tabel 10 Categorieën naargelang sulfaatgehalte (NBN EN 13139) AS NR Het totale zwavelgehalte dient bepaald te worden a.d.h.v. de norm EN 1744-1, clausule 11, en mag volgende waarden niet overschrijden: o o 1 % S (massapercentage) voor natuurlijke granulaten 2 % S (massapercentage) voor luchtgekoelde hoogovenslakken Het bepalen van het sulfaatgehalte is zeker belangrijk bij gebruik van puingranulaten. Aan cement wordt bewust een bepaald gehalte aan calciumsulfaat gevoegd, als bindingsregulator. Dit gehalte is strikt beperkt om te voorkomen dat calciumsulfoaluminaat (ettringiet of Candlotzout) wordt gevormd. Betonpuingranulaten, die een hoog gehalte aan cement bevatten kunnen hier eventueel gevoelig voor zijn. 5.2.3 Bestanddelen die de binding en verharding van het cement verstoren Organische stoffen kunnen de hydratatie van cement verstoren en een vertragend effect hebben op de verharding van de mortel. Het gehalte aan organische stoffen wordt bepaald aan de hand van de norm EN 1744-1, 15.1. Indien deze test de aanwezigheid van organische stoffen aantoont dient de aanwezigheid van fulvozuren getest te worden. Dit wordt gedaan a.d.h.v. EN 1744-1, 15.2. Wanneer de granulaten organische bestanddelen bevatten, waarvan de hoeveelheden groot genoeg zijn, zodat ze de bindings- en verhardingstijd van de mortel beïnvloeden moeten ze beproefd worden naar verhardingstijd en druksterkte. Dit gebeurt volgens de norm EN 1744-1, 15.3, waarbij volgende eisen worden gesteld: De hoeveelheid aan organische bestanddelen mag de verhardingstijd van de proefmonsters met niet meer dan 120 min verhogen. De hoeveelheid aan organische bestanddelen mag de druksterkte (28 d) van de proefmonsters met niet meer dan 20 % verlagen. 5.2.4 Alkali silica reactie Bepaalde granulaten kunnen reageren met de alkaliën aanwezig in de mortel. Onder ongunstige omstandigheden en bij aanwezigheid van vocht kan dit leiden tot expansie, met als gevolg barsten van de mortel. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 31
Chemische eigenschappen Fysische eigenschappen Wanneer geen lange termijn gegevens bekend zijn over de reactiviteit van een bepaald cementtype in combinatie met een granulaat is het aangewezen om rekening te houden met één van volgende voorschriften: o o o Beperk het totale alkaligehalte in de mortelsamenstelling Gebruik een cement met een laag gehalte aan alkaliën Gebruik granulaten die niet reactief zijn 5.3 Overzicht Tabel 11 geeft een overzicht van de te bepalen eigenschappen, de eventuele eisen die gesteld worden en de te volgen proefmethode. Eisen/aanduidingen Proefmethode Korrelmaat EN 13139 5.2 Korrelverdeling EN 13139 5.3 EN 933-1 Gehalte aan fijne deeltjes Kwaliteit van de fijne deeltjes EN 13139 5.5.1 EN 933-1 EN 13139 5.5.2 en annex C Zandequivalent: EN 933-8 Methyleenblauwwaarde: EN 933-9 Categorieën zie PTV 406 PTV 411 Dichtheid EN 13139 6.2.1 EN 1097-6 Waterabsorptie EN 13139 6.2.2 EN 1097-6 Chloriden EN 13139 7.2 EN 1744-1 7 Zuuroplosbare sulfaten EN 13139 7.3.1 EN 1744-1 12 Totaal zwavelgehalte EN 13139 7.3.2 EN 1744-1 11 Bestanddelen die de binding of verharding van het EN 13139 7.4 EN 1744-1 15.1, 15.2 en 15.3 cement verstoren Alkali silica reactie EN 13139 7.6 en annex D Tabel 11 Overzicht uit te voeren proeven (EN 13139) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 32
Druksterkte Buigtreksterkte Böhme BCA Rollend wiel Oppervlaktehardheid Weerstand tegen indrukking Weerstand tegen rollend wiel met vloerbedekking Verwerkingstijd Consistentie Krimp en uitzetting Zuurtegraad Impactsterkte Hechtsterkte 6 Eigenschappen van dekvloeren 6.1 Eigenschappen volgens NBN EN 13813 10 Zoals eerder beschreven worden in de norm NBN EN 13813 eigenschappen beschreven die moeten beproefd worden bij dekvloermortels. Deze norm legt een aantal normatief te bepalen eigenschappen op, alsook een aantal optionele eigenschappen, afhankelijk van het type dekvloermortel. Onderstaande tabel geeft het overzicht. Eigenschap van de dekvloermortel Cement N N N 1 O 2 / O O O O O O O 1 O Bindmiddel Slijtweerstand Elasticiteitsmodulus Calciumsulfaat N N O O O O 2 / O O O O N O / O Magnesiet N N O O O N 1 / O / O O O O / O Gietasfalt / / O O O / N O / / / / / / / Kunsthars O O / N 1 O 2 / O / O O O / N 1 N N: Normatief /: Niet relevant O: Optioneel (1) Enkel voor dekvloermortels die blootgesteld zullen worden aan slijtage (2) Enkel voor dekvloermortels met vulstoffen met een maximale korrelgrootte <4 mm Tabel 12 Normatieve en optionele eisen (EN 13813) Aangezien het onderwerp zich hier beperkt tot cementgebonden dekvloeren worden enkel deze eigenschappen en proeven besproken. Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de belangrijkste eigenschappen die hier van toepassing zijn: o o o o o o Druksterkte Buigtreksterkte Slijtweerstand Elasticiteitsmodulus Oppervlaktehardheid Krimp- en uitzetgedrag 10 NBN EN 13813: Dekvloermortel en dekvloeren Dekvloermortels Eigenschappen en eisen, 1 ste uitgave, december 2002. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 33
6.1.1 Algemeen Voor onderstaande proefmethodes moeten alle monster genomen en bewaard worden volgens de voorwaarden beschreven in de norm EN 13892-1 11. In deze norm worden de afmetingen en de bewaaromstandigheden van de proefstukken voor de verschillende proeven weergegeven. 6.1.2 Druksterkte en buigtreksterkte (Normatief) Het bepalen van de druksterkte en de buigtreksterkte is verplicht en dient te gebeuren volgens de norm EN 13892-2 12. Het opgeven van de druksterkte is verplicht voor de fabrikant en gebeurt door middel van de letter C gevolgd door de druksterkteklasse waarbinnen de dekvloermortel valt. De druksterkteklassen worden weergegeven in tabel 13. Klasse C5 C7 C12 C16 C20 C25 C30 C35 C40 C50 C60 C70 C80 Druksterkte (N/mm²) 5 7 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 80 Tabel 13 Druksterkteklasse (EN 13892-2) De buigtreksterkte wordt aangegeven door de letter F gevolgd door de buigtreksterkteklasse. Onderstaande tabel geeft deze klassen weer. Klasse F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F10 F15 F20 F30 F40 F50 Buigtreksterkte (N/mm²) 1 2 3 4 5 6 7 10 15 20 30 40 50 Tabel 14 Buigtreksterkteklasse (EN 13892-2) Voor de bepaling van de druksterkte en de buigtreksterkte worden proefstukken aangemaakt met volgende afmetingen: 40 mm x 40 mm x 160 mm. Een minimum van drie proefstukken is vereist. Deze proefstukken worden eerst onderworpen aan een driepuntsbuigproef, waarna de twee delen van het gebroken proefstuk een drukproef ondergaan. 6.1.3 Slijtweerstand (Normatief) De bepaling van de slijtweerstand mag op drie manieren gebeuren: Slijtweerstand volgens Böhme: EN 13892-3 13 Bij deze proef wordt een proefstuk op een ronddraaiende schijf geklemd. Dit proefstuk heeft afmetingen 71 mm x 71 mm x d en wordt in het werk vervaardigd. Het Böhme slijttoestel bestaat uit een ronddraaiende schijf en een houder waarin het proefstuk wordt vastgehouden, op het proefstuk wordt een gewicht geplaatst. 11 NBN EN 13892-1: Beproevingsmethoden voor dekvloermortels Deel 1: Monsterneming, vervaardiging en nabehandeling van proefstukken, 1 ste uitgave, januari 2003. 12 NBN EN 13892-2: Beproevingsmethoden voor dekvloermortels Deel 2: Bepaling van de buig- en druksterkte, 1 ste uitgave, juni 2003. 13 NBN EN 13892-3: Beproevingsmethoden voor dekvloermortels Deel 3: Bepaling van de slijtweerstand volgens Böhme, 1 ste uitgave, december 2004. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 34
Het proefstuk wordt in de houder geplaatst en het gewicht wordt aangebracht. Vervolgens wordt slijtpoeder op de schijf verdeeld, waarna het toestel wordt gestart. Er worden 16 cycli van 22 omwentelingen doorlopen, waarbij bij elke cyclus nieuw slijtpoeder wordt verdeeld en het proefstuk over 90 wordt gedraaid. Na 16 cycli wordt de verandering aan dikte opgemeten en het massaverlies bepaald. Dit geeft aan hoe gevoelig een dekvloermortel is aan afslijten. De slijtweerstand volgens Böhme wordt aangegeven door de letter A (Abrasion), gevolgd door de hoeveelheid afgesleten materiaal in cm³/50 cm², in overeenstemming met de klassen opgegeven in tabel 15. Klasse A22 A15 A12 A9 A6 A3 A1,5 Afslijting 22 15 12 9 6 3 1,5 (cm³/50 cm²) Tabel 15 Klasse-indeling slijtweerstand volgens Böhme (EN 13813) BCA slijtweerstand: EN 13892-4 14 Bij de slijtweerstand BCA wordt de dekvloer belast door drie stalen wielen die een cirkelvormige baan afleggen. De wielen zijn belast met een gewicht van 65 kg. In totaal worden 2850 omwentelingen voorzien, waarna de diepte van de gemaakte baan wordt gemeten. De diepte van de baan is een maat voor de slijtweerstand bij belasting door een rollend wiel. De slijtweerstand BCA wordt weergegeven door de letter AR (Abrasion Resistance) gevolgd door de maximale diepte in 100 µm, dit in overeenstemming met de klassen in tabel 16. Klas AR6 AR4 AR2 AR1 AR0,5 Maximale slijtdiepte (µm) 600 400 200 100 50 Tabel 16 Klasse-indeling slijtweerstand volgens BCA (EN 13813) Slijtweerstand bij belasting door zwenkwielen: EN 13892-5 15 Op het dekvloermonster wordt een wiel geplaatst die vrij kan bewegen. Het wiel draagt een grote belasting en het monster kan twee bewegingen maken, loodrecht op elkaar. Op die manier ondergaat de dekvloer zowel normaalspanningen als schuifspanningen, door de rotatie van het wiel. De verschillende bewegingen gebeuren willekeurig. De proef duurt ongeveer 24u waarna de gemiddelde Figuur 10 Slijtweerstand bij belasting door 14 NBN EN 13892-4: Beproevingsmethoden voor dekvloermortels Deel zwenkwielen 4: Bepaling (EN van 13892-5) de slijtweerstand volgens BCA, 1 ste uitgave, juni 2003. 15 NBN En 13892-5: Beproevingsmethoden voor dekvloermortels Deel 5: Bepaling van de slijtweerstand van dekvloeroppervlakken bij belasting door zwenkwielen, 1 ste uitgave, oktober 2003. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 35
diepte van de gemaakte inslijting wordt opgemeten. Met deze gemiddelde diepte kan de hoeveelheid afgesleten materiaal worden bepaald, de oppervlakte van het testmonster is immers gekend. Dit is een maat voor de slijtweerstand. Die wordt weergegeven door de letters RWA (Rolling Wheel Abrasion), gevolgd door de hoeveelheid afgesleten materiaal in cm³, in overeenstemming met de klassen in tabel 17. Klasse RWA300 RWA100 RWA20 RWA10 RWA1 Afslijting 300 100 20 10 1 (cm³) Tabel 17 Klasse-indeling slijtweerstand bij belasting door zwenkwielen (EN 13813) Het bepalen van de slijtweerstand is enkel verplicht wanneer het om dekvloeren gaat die gebruikt worden zonder vloerbedekking. Dit project beperkt zich tot klassieke dekvloeren die gebruikt worden met vloerbedekking. Toch wordt de slijtweerstand bepaald om een beter zicht te krijgen naar de gedragingen van dekvloeren met puingranulaten. Er wordt gebruik gemaakt van de slijtweerstand volgens Böhme. 6.1.4 Elasticiteitsmodulus (Optioneel) De elasticiteitsmodulus zegt iets over de stijfheid van de dekvloer. Dit kan belangrijk zijn wanneer er met zwevende dekvloeren als toepassing wordt gewerkt. De isolatiematerialen zijn namelijk niet perfect stijf, waardoor kleine vervormingen kunnen optreden. Het bepalen van de elasticiteitsmodulus gebeurt volgens de norm EN ISO 178 16 en wordt aangeduid door de letter E gevolgd door de E-modulus in kn/mm², dit in overeenstemming met tabel 18. Klasse E1 E2 E5 E10 E15 E-modulus (kn/mm²) E Hogere waarden in veelvoud van 5 1 2 5 10 15 Veelvoud van 5 Tabel 18 Klasse-indeling elasticiteitsmodulus (EN 13813) 6.1.5 Oppervlaktehardheid (Optioneel) De oppervlaktehardheid is verplicht te bepalen voor magnesiet dekvloeren en is optioneel te bepalen voor de overige dekvloermortels. Het bepalen van de oppervlaktehardheid gebeurd volgens de norm EN 13892-6 17. Voor het bepalen van deze eigenschap wordt gebruik gemaakt van een stalen bol (d = 10 mm). Deze wordt op de dekvloer geplaatst onder een initiële last van 10 N. Dit is het referentiepunt voor de verticale verplaatsing. Vervolgens wordt de bol belast met een kracht van 500 N die gedurende 1 min wordt vastgehouden. Na het wegnemen van deze belasting wordt 1 min gewacht, waarna de indrukking wordt opgemeten. Door middel van deze indrukking kan de oppervlaktehardheid worden berekend. 16 NBN EN ISO 178: Kunststoffen Bepaling van de buigeigenschappen, april 2003. 17 NBN EN 13892-6: Beproevingsmethoden voor dekvloermortels Deel 6: Bepaling van de oppervlaktehardheid, 19 de uitgave, juni 2003. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 36
De oppervlaktehardheid wordt aangeduid door de letters SH (Surface Hardness) gevolgd door hardheid in N/mm². De klasse wordt gekozen volgens tabel 19. Klasse SH30 SH40 SH50 SH70 SH100 SH150 SH200 Oppervlaktehardheid 30 40 50 70 100 150 200 (N/mm²) Tabel 19 Klasse-indeling oppervlaktehardheid (EN 13813) 6.1.6 Krimp- en uitzetgedrag Het krimp- en uitzetgedrag van de dekvloer kan bepaald worden in overeenstemming met de norm EN 13454-2 18 voor dekvloeren met een dikte groter dan 10 mm. De waarde voor de krimp en uitzetting wordt weergegeven in mm/m. 6.1.7 Overzicht proeven volgens EN 13813 Eigenschap Te volgen norm Afmetingen proefstuk Aantal benodigde monsters Druk- en buigtreksterkte EN 13892-2 160 mm x 40 mm x 40 mm 3 Slijtweerstand Böhme EN 13892-3 71 mm x 71 mm x d 3 Slijtweerstand BCA EN 13892-4 500 mm x 500 mm x d 1 Slijtweerstand door belasting met zwenkwielen EN 13892-5 500 mm x 500 mm x d 1+1 Oppervlaktehardheid EN 13892-6 160 mm x 40 mm x 40 mm 3 Krimp- en uitzettingsgedrag EN 13454-2 160 mm x 40 mm x 40 mm 3 Weerstand tegen zwenkwielen op dekvloeren met vloerbedekking EN 13892-7 350 mm x 350 mm x d 3+3 Elasticiteitsmodulus EN ISO 178 80 mm x 10 mm x 4 mm 3 Hechtsterkte EN 13892-8 300 mm x 300 mm x d 2 Impactsterkte EN ISO 6272 300 mm x 300 mm x d 1 Tabel 20 Overzicht proeven (EN 13813) 6.2 Alternatieve proeven De norm EN 13813 bespreekt verschillende proefmethodes die op dekvloeren kunnen uitgevoerd worden. Het begrip dekvloeren is echter zeer breed, waardoor niet alle proeven even geschikt zijn voor het type dekvloeren dat het project aanpakt. Zo is het bepalen van de elasticiteitsmodulus volgens de norm EN ISO 178 niet mogelijk aangezien de korrelgrootte van de gebruikte zanden en puingranulaten de minimumafmeting van 4 mm ruim overschrijdt. Hoewel het een proefmethode is die niet verplicht is bij cementgebonden dekvloeren, is het in dit geval nuttig om deze eigenschap te bepalen. 18 NBN EN 13454-2: Bindmiddelen, samengestelde bindmiddelen en fabrieksmatig vervaardigde mengsels voor dekvloeren van calciumsulfaat Deel 2: Beproevingsmethoden, 1 ste uitgave, februari 2004. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 37
Het bestaan van een algemene Europese norm voor dekvloeren is een goede zaak, maar het is duidelijk dat deze niet altijd is aangepast aan alle types dekvloeren. Wat volgt is een overzicht van alternatieve proefmethodes, genormeerd en nietgenormeerd, die een aantal eigenschappen onderzoeken die niet in de norm EN 13813 worden beschreven of die een alternatief bieden voor de gegeven proefmethode. 6.2.1 Weerstand tegen dynamische pons De Britse norm BS 8204-1 19 beschrijft in annex D een ponsproef die gebruikt wordt om de kwaliteit van de dekvloer te bepalen: De BRE-screed-test. De BRE-screed-tester bestaat uit een staaf met lengte 1,00 m. Bovenaan de staaf bevindt zich een gewicht van 4 kg, die over de lengte van de staaf kan vallen op een aambeeld. Deze heeft een diameter van 25,23 mm en brengt de impact over naar de dekvloer. Het gevolg hiervan is dat de dekvloer gaat indrukken. Het gewicht laat men vier keer op het aambeeld vallen, waarna de indrukking wordt gemeten. De indrukking is een maat voor de kwaliteit van de dekvloer, zowel voor de oppervlaktelaag, als voor de druksterkte van de dekvloer. De technische voorlichting 189 (WTCB, 1993) van het WTCB geeft deze proef op als goede maatstaf voor de kwaliteit van de dekvloer. De BRE-screed-tester heeft enkele voordelen t.o.v. de klassieke drukproef en proef voor de oppervlaktehardheid. De proef kan worden uitgevoerd op de uitgevoerde dekvloer, er dienen geen monsters te worden aangemaakt. Er wordt een idee gegeven van de kwaliteit van de dekvloer in situ, en niet van de laboratoriummonsters, wat een groot verschil kan opleveren. Het grootste voordeel is echter de gemakkelijke uitvoering die vlug een beeld geeft over de kwaliteit van de dekvloer. De apparatuur is gemakkelijk te bedienen en kan overal gebruikt worden. Het nadeel van de BRE-screed-tester is dat de proef meestal niet kan uitgevoerd worden op zwevende dekvloeren. De dekvloer is meestal niet dik en stijf genoeg zodat de dekvloer meteen gaat barsten. De proef kan in dit geval eventueel uitgevoerd worden met een valblok van 2 kg. De resultaten van de inprenting moeten dan omgezet worden naar de waarden met een valblok van 4 kg. Omrekeningsfactoren zijn te vinden in de het afstudeerwerk De BRE Screed Test: parameteronderzoek (Vandewaetere, 2009). In de TV 189 worden eisen opgegeven voor deze test: Het testen van de dekvloer met de BRE-screed-tester gebeurt na 28 dagen uitharding. De ponsindruk na vier schokken mag niet groter zijn dan: o o 3 mm voor de gemiddelde waarde 5 mm voor de individuele waarden Indien de resultaten van deze proef betwist worden, wordt overgegaan tot de drukproef. De resultaten van deze laatste zijn beslissend. 19 BS 8204-1: Screeds, bases and in situ floorings Part 1: Concrete bases and cement sand levelling screeds to receive floorings code of practice, 4 de uitgave, december 2003. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 38
De Britse norm geeft waarden weer waaraan de indrukking moet voldoen. Categorie Hechtende en niethechtende dekvloeren Maximale indrukking (mm) Zwevende dekvloeren A 3 3 B 4 4 C 5 2,5 (met gewicht van 2 kg) Tabel 21 BRE-screed-test: maximale indrukking (BS 8204-1) De keuze van de categorie van de dekvloer gebeurt op basis van figuur 11. Figuur 11 BRE-screed-test: indeling categorieën (BS 8204-1) 6.2.2 Druksterkte volgens STS 44: Dekvloeren en bedrijfsvloeren (STS44, 1975) De technische specificatie STS 44: dekvloeren en bedrijfsvloeren is een document gepubliceerd in 1975. Het document werd opgesteld door de werkgroep Kwalitatieve normalisatie en omvat vertegenwoordigers van de overheid en van bouwinstellingen voor studie en controle. In deze publicatie worden de mechanische eigenschappen beschreven waaraan een dekvloer moet voldoen. De druksterkte en buigtreksterkte van de dekvloer wordt bepaald op prisma s met afmetingen 40 mm x 40 mm x 160 mm, overeenkomstig de manier beschreven in de norm EN 13892-2. De eisen die worden gesteld aan de druksterkte en buigsterkte, na 28 dagen uitharding zijn: Bindmiddel Minimale druksterkte (N/mm²) Minimale buigtreksterkte (N/mm²) Cement 22,5 4 Synthetisch anhydriet 25 5 Tabel 22 Druksterkte en buigsterkte volgens STS 44 (STS44, 1975) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 39
Uit het WTCB-dossier Dekvloermortels en dekvloeren: eigenschappen en eisen (Van Ginderachter & Parmentier, 2006) blijkt dat op de bouwplaats bijna nooit aan deze eis wordt voldaan. De minimale druksterkte opgelegd in de TV 189 (WTCB, 1993) is veel realistischer. 6.2.3 Druksterkte volgens TV 189 (WTCB, 1993) De bepaling van de druksterkte volgens de norm NBN EN 13813 geeft aan dat deze moet ingedeeld worden in bepaalde klassen. De norm geeft echter geen enkele richtwaarde waaraan deze druksterkte moet voldoen. Dit is wel terug te vinden in de technische voorlichting 189. De proefmonsters die volgens deze voorlichting genomen moeten worden zijn geen prismatische monsters (40 mm x 40 mm x 160 mm), maar proeftegels. Deze proeftegels hebben grotere afmetingen, namelijk 400 mm x 400 mm x 60 mm. De proeftegels dienen bewaard te worden bij een temperatuur 18 ±3 C, onder vochtig zand of in vochtige omgeving (R.V. 90 %). Uit deze proeftegels worden na 28 ofwel cilinders geboord met een diameter van 50 mm en een hoogte van 45 mm, ofwel kubussen uitgezaagd met een ribbe van 50 mm. Op deze cilinders of kubussen gebeurt vervolgens een drukproef, waarvan de druksterkte niet lager mag zijn dan 8 N/mm². 6.2.4 Druksterkte volgens NEN 2741 20 (Bedrijfschap afbouw, 2007) De NEN 2741 is een Nederlandse norm die dateert uit 2001. De norm geeft eisen voor de beoordeling en de classificatie van traditionele handgesmeerde dekvloeren. In deze norm zijn richtlijnen terug te vinden voor de te gebruiken druksterkteklasse, naargelang het gebruik van de dekvloer. De druksterkte wordt op dezelfde manier beproefd als in de huidige Europese norm EN 13813. Deze richtlijnen zijn terug te vinden in tabel 23. 20 NEN 2741: In het werk vervaardigde vloeren Kwaliteit en uitvoering van cementgebonden dekvloeren, 3 de uitgave, november 2001. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 40
Tabel 23 Druksterkteklasse i.f.v. gebruik (NEN 2741) Volgende tabel geeft de druksterkteklassen weer volgens EN 13813 Klasse C5 C7 C12 C16 C20 C25 C30 C35 C40 C50 C60 C70 C80 Druksterkte (N/mm²) 5 7 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 80 Tabel 24 Druksterkteklassen (EN 13813) Zoals duidelijk is bedraagt de laagste druksterkte volgens NEN 2741 (15 N/mm²) veel meer dan de laagste druksterkte die wordt opgegeven door de Europese norm EN 13813 (5 N/mm²). In tegenstelling tot de Europese norm geeft de Nederlandse norm NEN 2741 eveneens druksterktes die moeten behaald worden in het werk. Deze druksterktes worden bepaald door middel van het uitzagen van kubussen met ribbe 40 mm en moeten overeenstemmen met de waarden in tabel 25: Eindrapport RecyScreed TETRA70096 41
Tabel 25 Minimale druksterkte in het werk (NEN 2741) In deze norm wordt een onderscheid gemaakt tussen de druksterkte bekomen op prismatische proefstukken en proefstukken die uit de dekvloer worden gezaagd. Deze lagere druksterkte in situ is te wijten aan de kleinere verdichting van de dekvloer. De norm NEN 13813 houdt hier op geen enkele manier rekening mee. Het aanvullingblad A1 van NEN 2741 (Bedrijfschap afbouw, 2007) werd uitgebracht in 2008 en brengt de aanduidingen voor de druksterkte in overeenstemming met de Europese normering, de druksterktes die in dit aanvullingblad worden weergegeven zijn druksterktes op de gerede dekvloer, aangeduid door C w (druksterkte in het werk). Voor gietdekvloeren zal de druksterkte in het werk min of meer overeenkomen met de druksterkte op prisma s, omdat de kwaliteit van de dekvloer bij gietvloeren veel meer afhangt van de samenstelling van het mengsel dan van de uitvoering. De traditionele handgesmeerde dekvloeren zijn echter nog steeds zeer gevoelig naar uitvoering toe. De druksterkte in het werk is zeer afhankelijk van de verdichting van de dekvloerspecie. Aanbevelingen met betrekking tot druksterkteklassen volgens dit aanvullingsblad worden in tabel 26 weergegeven. Vloertype en gebruik Hechtend Tussenlaag Zwevend Woning Utiliteit Woning Utiliteit Woning Utiliteit Druksterkte C w 5 - C w 7 < C w 12 C w 5 - C w 7 < C w 20 / / Buigtreksterkte / / / / F1 F7 F1 F7 Tabel 26 Aanbevolen druksterkte in het werk (Bedrijfschap afbouw, 2007) Voor traditionele handgesmeerde dekvloeren is het nuttig om de aanbevelingen uit de oude Nederlandse norm NEN 2741, waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen de druksterkte op prismatische monsters en druksterkte op de gerede dekvloer, als leidraad te nemen. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 42
6.2.5 Krimp- en uitzetgedrag De bepaling van het krimpgedrag volgens de Europese norm EN 13813 moet gebeuren volgens EN 13454-2. De monsters waarop de proeven moeten gebeuren hebben afmetingen 40 mm x 40 mm x 160 mm. De lengteverandering van de lange zijde wordt bepaald. De metingen gebeuren na 24u, 3, 7, 14 en 28 dagen. Nadeel van deze proefmethode is dat hiermee het krimpgedrag van prismatische proefstukken wordt bepaald. Deze proefstukken zijn echter niet representatief voor een echte dekvloer. De proefstukken drogen langs alle zijde uit en zijn veel beter verdicht dan een werkelijk uitgevoerde dekvloer. Daarom wordt een alternatieve methode gebruikt om het krimpgedrag te bepalen. Het betreft het fabriceren van proefplaten met voldoende grote afmetingen (minimum 600 mm x 600 mm x 50 mm) zodat een werkelijke dekvloer wordt gesimuleerd. Op deze proefplaten worden 9 meetpunten geplaatst in een raster met tussenafstanden van 20 cm. Op deze manier zijn 12 metingen per proefplaat mogelijk. Vervolgens wordt de lengteverandering tussen deze meetpunten bepaald. De proefplaten bevinden zich gedurende de gehele meetperiode in een omgeving met constante temperatuur (20 ± 2 C) en vochtigheid (60 ± 5 %). De eerste meting gebeurt 24 u na vervaardiging van de proefvloeren, hierna verloopt de frequentie van metingen als volgt: o o o o 1 ste week: 2 metingen per dag 2 de week: 1 meting per dag 3 de week: 3 metingen per week 4 de week en verder: 2 metingen per week Figuur 12 Positie meetpunten 6.2.6 Gedrag bij gebruik van vloerverwarming Een dekvloer voor vloerverwarming komt vaak voor en is in principe een zwevende dekvloer waaronder of waarin een vloerverwarmingssysteem geïnstalleerd is. Doorgaans wordt een wapeningsnet aangebracht in de dekvloer. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 43
Het bepalen van het krimp- en uitzetgedrag van de dekvloer bij het gebruiken van een vloerverwarmingsysteem kan nuttige informatie opleveren over de mogelijkheid tot het ontstaan van scheuren in de dekvloer. Voor de bepaling van dit gedrag worden proefplaten aangemaakt. Deze worden, net als in een werkelijke situatie zwevend uitgevoerd. De afmeting van de proefplaat is 1000 mm x 1200 mm x 70 mm. Onder de dekvloer bevindt zich een isolatielaag van 50 mm dik. In de dekvloer bevindt zich een elektrisch vloerverwarmingsnet. Dit alles wordt uitgevoerd op een betonplaat als basis. De proefplaten worden na fabriceren gedurende minimum 28 dagen bewaard, hierdoor kan het krimpgedrag door vochtverlies stabiliseren. In de dekvloer bevinden zich zes temperatuursensoren: o o o o 1 sensor onderaan de vloer, tegen de isolatie 1 sensor aan het vloerverwarmingsnet 1 sensor in het midden van de vloer, tussen het verwarmingsnet 3 sensoren bovenaan de dekvloer Figuur 13 Vloeropbouw vloerverwarming De proefplaten worden voorzien van meetpastilles die op de vloer worden gekleefd. Dit in overeenstemming met de bepaling van het krimp- en uitzetgedrag (zie figuur 12) Na het uitharden van de proefplaten worden ze in een ruimte geplaatst met constante temperatuur (20 ± 2 C) en wordt de proef gestart. De vloer wordt gedurende 8 uur opgewarmd, waarbij de krimp en de temperatuur in de dekvloer word gemeten, dit gebeurt 1 maal per uur. Na de verwarmingcyclus wordt de verwarming uitgeschakeld en worden de eigenschappen (temperatuur en krimpgedrag) opnieuw gedurende 8u bepaald (tijdens het afkoelen). 6.2.7 Bepaling van het evenwichtsvochtgehalte Porositeit van puingranulaten leidt ertoe dat ze een grotere absorptievermogen hebben. Dit leidt tot een grotere waterbehoefte van een mengsel waarin puingranulaten in verwerkt zijn. Met het oog op het plaatsen van vloerbedekking is het vochtgehalte van de dekvloer belangrijk. Ter bepaling van dit vochtgehalte worden proefplaten aangemaakt. De proefplaten hebben volgende afmetingen: 600 mm x 600 mm x 50 mm. De zijkanten van de proefplaten worden afgedicht tegen vochttransport. Dit kan gebeuren door middel van vloeibare was, als alternatief kan aluminiumtape gebruikt worden. Op die manier is enkel vochttransport via de bovenzijde van de dekvloer mogelijk, zoals in een reële situatie. De Eindrapport RecyScreed TETRA70096 44
proefvloer wordt bewaard onder constante temperatuur (20 ± 2 C) en vochtigheid (60 ± 5 %). Het vochtgehalte wordt de eerste maal bepaald op het verse mengsel. Hiertoe wordt een hoeveelheid verse specie in een recipiënt met massa m 0 gebracht. Het recipiënt wordt samen met de specie gewogen, dit geeft massa m 1. Vervolgens wordt dit in de droogoven geplaatst (100 ± 5 C). Na 24u wordt de gedroogde specie samen met het recipiënt gewogen, m 2. Het vochtgehalte w (%) kan berekend worden als: Hierna wordt het vochtgehalte dagelijks bepaald. Hiertoe wordt een stuk van de dekvloer weggenomen en wordt deze op dezelfde manier gedroogd. Ter plaatse van het weggenomen stuk worden de zijkanten opnieuw afgesloten tegen vochttransport door middel van vloeibare was. 6.2.8 Bepaling van de schotelvorming Schotelvorming treedt op door het ongelijkmatig krimpen van de dekvloer. De bovenzijde van de dekvloer is in contact met de omgeving, waardoor uitdroging aan de bovenzijde eerder begint dan aan de onderzijde. Bij niet-hechtende dekvloeren heeft dit als gevolg dat de bovenzijde van de dekvloer eerder krimpt dan de onderzijde. Dit zorgt voor het schotelen van de dekvloer, m.a.w.: de randen en hoeken van de dekvloer komen los van de ondergrond. Wanneer op dit moment belasting op de dekvloer komt kan de dekvloer gaan scheuren. Om de gevoeligheid voor schotelvorming te beproeven wordt een proefdekvloer gemaakt. Deze heeft afmetingen 600 mm x 600 mm x 50 mm en wordt niet-hechtend uitgevoerd op een stijve ondergrond. De zijkanten van de dekvloer worden afgedicht tegen vochttransport. Om de schotelvorming op te meten wordt een frame op de dekvloer geplaatst, hieraan zijn meetklokken bevestigd die de verticale verplaatsing op vijf verschillende punten weergeven. Deze bevinden zich op de vier hoekpunten van de proefvloer en in het middelpunt. Met behulp van deze opstelling kan de relatieve verplaatsing van de hoekpunten t.o.v. het middelpunt van de dekvloer worden bepaald. Metingen starten 24u na vervaardigen van de proefplaat en kennen volgende frequentie: 1 ste week: 2 metingen per dag 2 de week: 1 meting per dag 3 de week: 3 metingen per week 4 de week en verder: 2 metingen per week Eindrapport RecyScreed TETRA70096 45
Figuur 15 Opstelling schotelvorming 1 Figuur 14 Opstelling schotelvorming 2 6.2.9 Bepaling van de elasticiteitsmodulus Ter bepaling van de elasticiteitsmodulus wordt gebruik gemaakt van de proefmethode voor beton. De proefstukken die bij deze methode gebruik worden zijn cilinders met diameter 150 mm en een hoogte van 300 mm. Deze worden op druk belast, waarbij de vervorming wordt opgemeten. Met deze waarden kan de elasticiteitsmodulus bepaald worden. De volledige proefmethode is beschreven in de norm NBN B 15-203 21. 6.2.10 Aanhechting van vloerbedekking De aanhechting van vloerbedekking wordt als volgt beproefd door het kleven van vloertegels op de dekvloer. Vervolgens wordt d.m.v. een kernboor (diameter 50 mm) door de tegel geboord, tot op bepaalde diepte in de dekvloer. Op die manier wordt een trekoppervlak bekomen. Hierop wordt een stalen trekkop (diameter 50 mm) gekleefd waarna een trekproef wordt uitgevoerd op de stalen trekkop, dit tot begeven van de verbinding. De vloeropbouw kan op drie manieren begeven: De breuk bevindt zich in de dekvloer De breuk bevindt zich in de verbinding dekvloer-tegellijm De breuk bevindt zich in de verbinding tegellijm-tegel Het begeven van de verbinding volgens het tweede geval, tussen de dekvloer en de tegellijm wijst op een slechte aanhechting van vloerbedekking. Het resultaat van de proef is het aangeven van de trekkracht bij breuk. Belangrijker is de plaats van het breukvlak. 21 NBN B 15-203: Proeven op beton Statische elasticiteitsmodulus bij druk, 1990. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 46
7 Analyse van granulaten 7.1 Gebruikte granulaten In die project wordt gebruik gemaakt van vier types granulaten, waaronder twee natuurzanden, verder zand A 0/4 en zand B 0/4 genoemd, en twee soorten puingranulaat, een mengpuin 0/4 en een betonpuin 0/4. Het zand A 0/4 is een zand dat typisch gebruikt wordt voor cementgebonden handgesmeerde dekvloeren. Dit zand wordt als referentie gebruikt voor de andere granulaten. Op deze granulaten werden volgende proeven uitgevoerd conform de norm EN 13139: Fysische eigenschappen o o o o o o Bepaling van de korrelverdeling Bepaling van de korrelmaat Bepaling van het gehalte aan fijne deeltjes Kwaliteit van de fijne deeltjes Bepaling van de dichtheid Bepaling van de waterabsorptie Chemische eigenschappen o o o o Gehalte aan chloorionen Gehalte aan zuuroplosbare sulfaten Totaal zwavelgehalte Bestanddelen die de binding of de verharding van cement verstoren 7.2 Korrelverdeling en korrelmaat De resultaten van de zeefanalyse zijn te zien in tabel 27. De tabel geeft de gecumuleerde doorval (%) bij de verschillende zeefopeningen. De waarden in de tabel zijn gemiddelde waarden van verschillende zeefanalyses. Gecumuleerde doorval (%) Zeefmaat (mm) Zand A 0/4 Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 0,063 0,3 0,1 3,8 10,8 0,125 0,5 0,5 7,6 16,4 0,25 4,7 10,6 16,1 27,5 0,5 38,8 56,7 30,2 39,7 1 73,8 83,1 48,5 51,3 2 85,5 92,4 68,9 65,7 4 95,0 98,7 95,8 86,4 8 100,0 99,9 99,9 99,8 11,6 100,0 100,0 99,9 100,0 31,5 100,0 100,0 100,0 100,0 Tabel 27 Korrelverdeling granulaten Eindrapport RecyScreed TETRA70096 47
Grafiek 1 Korrelverdeling Zand A 0/4 Grafiek 2 Korrelverdeling Zand B 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 48
Grafiek 3 Korrelverdeling Betonpuin 0/4 Grafiek 4 Korrelverdeling Mengpuin 0/4 De korrelmaat van de granulaten wordt gecontroleerd volgens EN 13139 (zie Hoofdstuk 5, 5.1.2). De zeefmaat 1,4.D was niet beschikbaar, daarom werden de twee dichtste zeven genomen ter controle. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 49
Oversize limits D = 4 mm 1,4. D = 5,6 mm 5 mm 6,3 mm 2. D = 8 mm Vereiste doorval (%) 85-99 95 100 (op 5,6 mm) 100 Zand A 0/4 95 96 99 100 Werkelijke doorval (%) Zand B 0/4 99 99 100 100 Betonpuin 0/4 96 98 99 100 Mengpuin 0/4 86 95 98 100 Tabel 28 Controle oversize limits Uit tabel 28 is duidelijk dat alle korrelmaten voldoen aan de eisen die gesteld worden. 7.3 Overige fysische en chemische eigenschappen Een overzicht van de overige fysische en chemische eigenschappen wordt weergegeven in de hierop volgende tabel. De proeven werden uitgevoerd volgens de EN 13139, beschreven in hoofdstuk 5. Op zand B 0/4 werden niet alle proeven uitgevoerd. Dit zand werd louter gebruikt om de invloed op de verwerkbaarheid te beproeven. De korrelverdeling en dichtheid van dit zand waren dus de belangrijkste eisen. De bepaling van het gehalte aan zuuroplosbare sulfaten en het totale zwavelgehalte gebeurt enkel op de puingranulaten aangezien deze granulaten een hoger risico hebben. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 50
Eigenschap Zand A 0/4 Zand B 0/4 Gehalte aan fijne deeltjes < 0,063 mm (%) Kwaliteit van de fijne deeltjes: Zandequivalent (%) Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 0,3 0,1 3,8 10,8 97 / 81 50 Klasse of eis volgens EN 13139 / PTV 406 / PTV 411 Dekvloeren < 3 % (Categorie 1) klasse A 60 Klasse B 50 Klasse C 40 Dichtheid (kg/m³) 2537 2596 2417 2338 Wateropneming (%) Gehalte aan chloorionen Gehalte aan zuuroplosbare sulfaten (%) 3,3 / 7,2 11,4 0,0131 / 0,0125 0,0074 / / 0,88 0,57 Klasse CA 0,01 Klasse CB 0,06 Klasse CC 0,10 0,2: AS 0,2 0,8: AS 0,8 1,0: AS 1,0 > 1,0: AS verklaard Geen eis: AS NR Totaal zwavelgehalte (%) / / 0,45 0,3 < 1 % Bestanddelen die de binding of verharding van cement verstoren Geen verkleuring Geen verkleuring Geen verkleuring Lichter dan referentiekleur Lichter: Vrij van organische bestanddelen: OS Pass Tabel 29 Overzicht fysische en chemische eigenschappen 7.4 Bespreking fysische en chemische eigenschappen 7.4.1 Korrelmaat De opgegeven korrelmaat voldoet aan de voorschriften opgegeven in EN 13139. 7.4.2 Korrelverdeling Volgens de TV 189 (WTCB, 1993) moet de korrelverdeling van toeslagstoffen voor dekvloeren gelegen zijn tussen twee grenskrommen (zie Hoofdstuk NUMMER: dekvloeren). Deze grenskrommen worden samen met de korrelverdelingen van de granulaten op grafiek 5 weergegeven. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 51
Grafiek 5 Overzicht zeefkrommen Zand A 0/4 en het betonpuin 0/4 liggen bijna volledig tussen de twee grenskrommen, enkel bij de fijne fractie is er een lichte afwijking. Het mengpuin 0/4 wijkt sterk af in de fijne fractie. Het zand B 0/4 ligt bijna volledig boven grenskromme 1. Bij de combinatie van puingranulaten en zand zullen nieuwe krommes bekomen worden die deze grenskrommen beter kunnen benaderen. 7.4.3 Gehalte aan fijne deeltjes Het betreft het gehalte aan deeltjes die kleiner zijn dan 63 µm. Puingranulaten bevatten meer fijne deeltjes dan aangewezen voor het gebruik in dekvloermortels (< 3%). Door combinatie met natuurzand die weinig fijne deeltjes bevat moet het mogelijk zijn om mengsels te ontwikkelen die wel geschikt zijn. Bovendien zijn de categorieën opgegeven in de norm EN 13139 en de grenskrommes opgegeven in de TV 189 richtlijnen, deze sluiten hogere waarden echter niet uit. 7.4.4 Kwaliteit van de fijne deeltjes De bepaling van het zandequivalent geeft een idee over de hoeveelheid kleideeltjes aanwezig zijn in het granulaat. Kleideeltjes kunnen de binding van de mortel verstoren. Hoe hoger het zandequivalent, hoe beter een granulaat scoort. Volgens PTV 411 dient een granulaat ingedeeld te zijn in klassen, naargelang de waarde voor het zandequivalent. Wanneer bepaalde eisen worden gesteld aan de kwaliteit van de fijne deeltjes kunnen deze aan de hand van de klassen worden opgegeven. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 52
Klasse A B C Uiterste waarde voor het zandequivalent (%) 60 50 40 Tabel 30 Klasse-indeling zandequivalent (PTV 411) Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 A A B 7.4.5 Dichtheid Er worden geen specifieke eisen aan de dichtheid van de granulaten gesteld. 7.4.6 Waterabsorptie De waterabsorptie van de granulaten is een belangrijke eigenschap. Puingranulaten zijn, in tegenstelling tot natuurlijk granulaten, poreus. Hierdoor kunnen ze veel meer water opslorpen. Gevolg hiervan is dat bij gebruik van puingranulaten de waterbehoefte van het mengsel hoger is. Het hoger gehalte aan water moet terug verdwijnen uit de dekvloer, wat een hogere krimp doet vermoeden. De waterabsorptie van het betonpuin 0/4 en het mengpuin 0/4 is een stuk hoger dan dit van het zand A 0/4, wat dus een hogere waterbehoefte in de hand zal werken. Eventuele problemen naar krimpgedrag toe moeten worden onderzocht. 7.4.7 Gehalte aan chloorionen Het gehalte aan chloorionen kan volgens het PTV 411 ingedeeld te worden in verschillende klassen. Tabel 31 geeft de grenzen van deze klassen weer. Klasse Maximaal gehalte aan chloorionen in zanden (%) CA 0,01 CB 0,06 CC 0,1 Tabel 31 Klasse-indeling chloorionen (PTV 411) Het mengpuin 0/4 behoort tot de hoogste klasse CA. Het betonpuin 0/4 en het zand A 0/4 voldoen net niet aan deze strengste eis en behoren daardoor tot de klasse CB. Indien noodzakelijk moet het maximale gehalte aan chloorionen opgegeven worden. 7.4.8 Gehalte aan zuuroplosbare sulfaten Het gehalte aan zuuroplosbare sulfaten wordt weergegeven door een opdeling in verschillende klassen volgens PTV 406. Het betonpuin voldoet aan de klasse AS 1,0, het mengpuin scoort beter en voldoet aan klasse AS 0,8. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 53
7.4.9 Totaal zwavelgehalte Het totale zwavelgehalte moet volgens EN 13139 lager zijn dan 1 %. De puingranulaten voldoen hier ruimschoots aan. 7.4.10 Bestanddelen die de binding of verharding met cement verstoren De resultaten van de kleurvergelijkingstest (EN 1744-1: 15.1) gaven telkens een lichtere kleur weer dan de referentiekleur. Hierdoor mogen de granulaten beschouwd worden als vrij van organisch materiaal. 7.5 Besluit Granulaten moeten CE-gemarkeerd zijn en bovendien voldoen aan de VLAREA regelgeving voor gebruik als bouwstof. Hiertoe moeten ze voorzien zijn van een COPROcertificering (of gelijkwaardig). Granulaten die hiervan voorzien zijn zullen doorgaans geen problemen opleveren naar eisen voor gebruik in dekvloeren. De grootste aandachtspunten bij gebruik van puingranulaten zijn de waterabsorptie en het hoge gehalte aan fijne deeltjes (<63 µm). Eindrapport RecyScreed TETRA70096 54
8 Opbouw dekvloermengsels en proeven 8.1 Aanpak onderzoek Het doel van het onderzoek is de mogelijke vervangingsgraad van zand door puingranulaten bepalen in een cementgebonden dekvloermengsel. Om dit te kunnen doen is er een referentie nodig, een goede standaard dekvloersamenstelling. Daar waar voor stortbeton modellen bestaan om een ideaal samenstelling te bepalen (Fuller, Bolomey, ), zijn er voor cementgebonden handgesmeerde dekvloeren geen richtlijnen voor een goed mengsels. De technische voorlichting TV 189 (WTCB, 1993) geeft aan waartussen de korrelverdeling van de vulstoffen (lees granulaten) zich moet bevinden (zie hoofdstuk 4), de grenzen zijn echter vrij ruim. Om dit probleem op te lossen wordt als referentiemengsel een typisch dekvloermengsel gebruikt die in praktijk reeds zijn kwaliteiten heeft bewezen door jarenlang gebruik door een dekvloerbedrijf. Dit referentiemengsel heeft volgende samenstelling per m³ dekvloer: Cement CEM II B-M 32,5 N Zand A 0/4 Water 220 kg 1700 kg 171,6 kg Tabel 32 Samenstelling referentiemengsel Een kubieke meter losgestort zand komt ongeveer overeen met deze 1700 kg. De TV 189 geeft aan dat het bindmiddelgehalte voor cementgebonden dekvloeren tussen 250 en 320 kg per m³ vulstoffen. Bij het referentiemengsels is dit lager. Het watergehalte (gemeten in situ) stemt overeen met een water/cementfactor gelijk aan 0,78. 8.1.1 Stap 1: Receptuurverkenning Een eerste stap in het onderzoek is het onderzoek naar de druksterkte en buigtreksterkte van de dekvloermengsels. Hiertoe wordt het gehalte aan zand gradueel vervangen door mengpuin 0/4 of betonpuin 0/4. In eerste instantie wordt gewerkt met een constante W/C-factor. Dit is niet realistisch omwille van de grotere waterbehoefte van puingranulaten. Daarom wordt een W/C-factor gekozen die iets hoger is dan het basismengsel. Een tweede onderdeel is het bepalen van de waterbehoefte en verwerkbaarheid van de mengsels in functie van het puinpercentage. Dekvloerleggers bepalen op gevoel het juiste watergehalte in functie van een geschikte verwerkbaarheid. Dit is een proces van trial and error aangezien er geen bruikbare proeven bestaan om het watergehalte aan de verwerkbaarheid van aardvochtige zand-cement-dekvloermengsels te koppelen. De resultaten uit dit eerste luik moeten een aantal bruikbare mengsels opleveren die qua druk- en buigtreksterkte overeenkomstig zijn met het basismengsel. 8.1.2 Stap 2: Receptuurverfijning Voortbouwend op de resultaten uit de receptuurverkenning worden op de bekomen mengsels bijkomende eigenschappen bepaald. Op de verschillende mengsels worden volgende eigenschappen beproefd: Eindrapport RecyScreed TETRA70096 55
Druk- en buigtreksterkte Krimpgedrag BRE-screed-test Slijtweerstand volgens Böhme Door de bepaling van deze eigenschappen kunnen de ontwerpmengsels verfijnd en geoptimaliseerd worden tot bruikbare mengsels. 8.1.3 Stap 3: Praktijkervaring De bekomen mengsels uit stap 2 worden onderworpen aan een praktijktest alvorens wordt verder gedaan met het uitvoeren van verdere proeven. De praktijktest wordt uitgevoerd door ervaren arbeiders. Hun reacties zijn belangrijk om de vooropgestelde mengsels al dan niet te weerhouden voor verder onderzoek. De mengsels worden gebruikt voor het vervaardigen van proefdekvloeren. Hierbij wordt gepeild naar de ervaringen van de dekvloerleggers. Verder worden enkele eigenschappen bepaald: Druk- en buigtreksterkte Krimpgedrag BRE-screed-test Slijtweerstand volgens Böhme Aanhechting van tegels 8.1.4 Stap 4: Bijkomende eigenschappen Uit de resultaten van de praktijkervaring worden twee haalbare mengsels gekozen. Samen met het referentiemengsel blijven er nog drie mengsels over waarop volgende bijkomende proeven worden uitgevoerd: Bepaling van het evenwichtsvochtgehalte Bepaling van de elasticiteitsmodulus Geschiktheid voor vloerverwarming Bepaling van de schotelvorming 8.1.5 Stap 5: Koppeling aan de korrelverdeling In de vijfde en laatste stap van het onderzoek wordt een verband gezocht tussen de belangrijkste eigenschappen (druksterkte, buigtreksterkte, verwerkbaarheid) van de dekvloermengels en de korrelverdeling van de mengsels. 8.2 Het onderzoek: Receptuurverkenning 8.2.1 Bepaling van de druk- en buigtreksterkte De bepaling van de druk- en buigtreksterkte gebeurt op verschillende mengsels met een gradueel oplopend vervangingspercentage puin. Het vervangingspercentage wordt uitgedrukt in massapercentage. Het zand wordt zowel door mengpuin als door betonpuin vervangen. Aan de hand van de verschillende dichtheden wordt het mengsel zo berekend Eindrapport RecyScreed TETRA70096 56
dat telkens hetzelfde volume wordt aangemaakt. Het cementgehalte blijft constant op 220 kg/m³. De W/C factor wordt constant gehouden op 0,82. Dit is hoger dan de W/C-factor van het referentiemengsels, maar speelt in op de hogere waterabsorptie van de puingranulaten. Mengselsamenstellingen Voor de mengselsamenstellingen wordt gebruik gemaakt van de twee types natuurzand. Enerzijds wordt in het basismengsel het zand A 0/4 vervangen door mengpuin of betonpuin. Voor een tweede reeks mengsels wordt gebruik gemaakt van het zand B 0/4. Dit zand heeft een andere korrelkromme en zal dus ongetwijfeld andere eigenschappen teweeg brengen. Volgende tabel geeft een overzicht van de beproefde mengsels. Zand A 0/4 Zand B 0/4 Type puin Vervangingsgraad Type puin Vervangingsgraad Betonpuin 0/4 0% Betonpuin 0/4 10% Betonpuin 0/4 20% Betonpuin 0/4 30% Betonpuin 0/4 40% Betonpuin 0/4 50% Betonpuin 0/4 60% Betonpuin 0/4 70% Betonpuin 0/4 80% Mengpuin 0/4 0% Mengpuin 0/4 10% Mengpuin 0/4 20% Mengpuin 0/4 30% Mengpuin 0/4 40% Mengpuin 0/4 50% Mengpuin 0/4 60% Mengpuin 0/4 70% Betonpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 80% Tabel 33 Overzicht mengsels: Receptuurverkenning 20% 30% 40% 50% 60% 70% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Eindrapport RecyScreed TETRA70096 57
Resultaten druk- en buigtreksterkte De prisma s ter bepaling van de druk- en buigtreksterkte werden vervaardigd en bewaard volgens EN 13892-1. De beproeving gebeurt volgens de Europese norm EN 13892-2. Proefstukken worden getest na 28 dagen uitharding. Volgende tabellen tonen de resultaten van de uitgevoerde druk- en buigproeven. Resultaten die overeenkomen of hoger zijn dan de resultaten van het basismengsel worden aangeduid. Druk- en buigtreksterkte bij vervanging van ZAND A 0/4 door BETONPUIN 0/4 Vervangingsgraad Druksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) Buigtreksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) 0% 14,3 1,0 3,1 0,4 10% 14,9 0,9 3,2 0,3 20% 16,4 0,6 3,2 0,2 30% 17,6 1,3 3,2 0,3 40% 18,3 0,9 3,6 0,2 50% 19,0 3,1 3,5 0,5 60% 19,1 1,9 3,7 0,3 70% 14,0 1,3 3,5 0,5 80% 11,2 1,0 2,6 0,2 Tabel 34 Druk- en buigtreksterkte: Zand A 0/4 - Betonpuin 0/4 Druk- en buigtreksterkte bij vervanging van ZAND A 0/4 door MENGPUIN 0/4 Vervangingsgraad Druksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) Buigtreksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) 0% 14,3 1,0 3,1 0,4 10% 14,9 1,2 2,9 0,1 20% 16,5 1,0 3,8 0,2 30% 16,5 1,9 2,9 0,4 40% 17,6 1,4 3,7 0,3 50% 13,4 1,1 2,6 0,2 60% 13,2 1,3 2,4 0,7 70% 9,3 1,0 1,8 0,2 80% 10,2 1,4 2,1 0,2 Tabel 35 Druk- en buigtreksterkte: Zand A 0/4 - Mengpuin 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 58
Druk- en buigtreksterkte bij vervanging van ZAND B 0/4 door BETONPUIN 0/4 Vervangingsgraad Druksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) Buigtreksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) 20% 13,1 0,9 2,8 0,2 30% 14,6 1,1 3,2 0,3 40% 15,8 1,3 3,0 0,4 50% 15,5 1,2 2,9 0,2 60% 16,1 1,2 3,4 0,3 70% 15,8 0,9 3,7 0,1 Tabel 36 Druk- en buigtreksterkte: Zand B 0/4 - Betonpuin 0/4 Druk- en buigtreksterkte bij vervanging van ZAND B 0/4 door MENGPUIN 0/4 Vervangingsgraad Druksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) Buigtreksterkte (N/mm²) Standaarddeviatie (N/mm²) 20% 14,4 0,7 3,1 0,2 30% 15,3 1,0 3,1 0,2 40% 16,0 0,5 3,0 0,2 50% 16,2 0,9 3,1 0,2 60% 17,2 0,7 3,2 0,2 70% 14,4 0,7 2,7 0,2 Tabel 37 Druk- en buigtreksterkte: Zand B 0/4 - Mengpuin 0/4 Grafieken 6 t.e.m. stellen het verloop van de druksterkte en buigtreksterkte in functie van het vervangingspercentage voor. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 59
Grafiek 6 Druksterkte i.f.v. vervangingspercentage: Zand A 0/4 Grafiek 7 Buigtreksterkte i.f.v. vervangingspercentage: Zand A 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 60
Grafiek 8 Druksterkte i.f.v. vervangingspercentage: Zand B 0/4 Bespreking resultaten Grafiek 9 Buigtreksterkte i.f.v. vervangingspercentage: Zand B 0/4 Verwachting: Door de kleinere sterkte van puingranulaten zal het toevoegen van puingranulaten in het mengsel een druksterktedaling teweeg brengen. Vaststelling: Aanvankelijk heeft het toevoegen van puingranulaat in het mengsel een positief effect. Boven een vervangingsgraad van 40 à 50 % neemt de druksterkte bij het zand A 0/4 opnieuw af. Dit is zo bij zowel het mengpuin 0/4 als het betonpuin 0/4. Bij Eindrapport RecyScreed TETRA70096 61
het zand B 0/4 is dit effect minder duidelijk en blijft de druksterkte nagenoeg constant na 50 % vervanging. Verklaring: Een mogelijke verklaring is het aanvankelijk optimaler (meer gesloten) worden van het korrelskelet. Dit gaat door tot een maximale vervangingsgraad, waarna bij verdere toename van de vervangingsgraad de optimale pakking opnieuw afneemt. 8.2.2 Waterbehoefte in functie van de verwerkbaarheid Het bepalen van de waterbehoefte in functie van de juiste verwerkbaarheid is zeer moeilijk en persoonsafhankelijk. Dekvloerleggers bepalen het juiste watergehalte op gevoel. Het vrijkomen van water bij het afspanen van het mengsel wordt als een teveel aan water gezien. Om te komen tot bruikbare watergehaltes werden een groot aantal mengsels aangemaakt waarbij dit verschijnsel werd gecontroleerd. Tevens werd de consistentie vergeleken met de consistentie van het referentiemengsel. Uit deze proefreeks werd volgende richtlijn met betrekking tot de waterbehoefte van het mengsel bekomen: Grafiek 10 W/C-factor i.f.v. vervangingsgraad Deze grafiek wordt verder gebruikt als richtlijn voor de waterbehoefte van de verschillende mengsels. De hogere waterbehoefte van de mengsels met vervanging door puingranulaten is het gevolg van de hogere waterabsorptie van de puingranulaten. Bovendien bevatten puingranulaten een groter aantal fijne deeltjes, waardoor het soortelijk oppervlak vergroot. Dit werkt een hogere waterbehoefte in de hand. Bij het vervaardigen van de mengsels werd snel duidelijk dat een vervangingsgraad boven 50 % in functie van het afreien niet mogelijk zou zijn. De grovere structuur van de puingranulaten zorgt ervoor dat bij hoge vervangingspercentages de afwerking van de Eindrapport RecyScreed TETRA70096 62
dekvloer zeer moeizaam verloopt, vooral bij het zand A 0/4 is dit het geval. Bij zand B 0/4 zijn levert een hogere vervangingsgraad minder problemen op. 8.2.3 Bespreking receptuurverkenning Uit deze eerste stap wordt duidelijk dat het vervangen van zand door puingranulaten niet noodzakelijk problemen oplevert met betrekking tot de druk en buigtreksterkte, integendeel. Tot een vervangingspercentage van 40 à 50 % is het effect positief. Verder werd duidelijk dat een vervanging van meer dan 50 % de afwerking van een dekvloermengsel danig in het gedrang brengt. Dit wordt meteen de grens voor de receptuurverfijning. Hierbij wordt meteen gebruik gemaakt van de richtlijn met betrekking tot de waterbehoefte. De W/C-factor wordt niet meer constant gehouden, maar varieert in functie van het gehalte aan puin. 8.3 Het onderzoek: Receptuurverfijning Tabel 38 toont de beproefde mengsels in de receptuurverfijning, de mengsels worden gekozen op basis de druksterkteresultaten en de resultaten met betrekking tot verwerkbaarheid in stap 1. Het cementgehalte wordt constant gehouden op 220 kg/m³. Zandtype Puintype Vervangingsgraad W/C Zand A 0/4 / 0% 0,78 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 25 0,8 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 50 0,82 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 25 0,83 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 50 0,87 Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50 0,82 Zand B 0/4 Mengpuin 0/4 35 0,84 Zand B 0/4 Mengpuin 0/4 50 0,87 Tabel 38 Overzicht mengsels: Receptuurverfijning Uitgevoerde proeven op deze mengsels: Prisma s: Druk- en buigtreksterkte Proefplaten: o o o Krimpgedrag BRE-screed-test Slijtweerstand volgens Böhme Eindrapport RecyScreed TETRA70096 63
8.3.1 Bepaling van de druk- en buigtreksterkte Proefmethode De prisma s ter bepaling van de druk- en buigtreksterkte werden vervaardigd en bewaard volgens EN 13892-1. De beproeving gebeurt volgens de Europese norm EN 13892-2. Proefstukken worden getest na 28 dagen uitharding. Resultaten Tabel 39 geeft de resultaten weer. Mengselsamenstelling Druk- en buigtreksterkte Zandtype Puintype Zand A 0/4 Zand A 0/4 Zand A 0/4 Zand A 0/4 Zand A 0/4 Zand B 0/4 Zand B 0/4 Zand B 0/4 W/C Druksterkte (N/mm²) Standaardafwijking (N/mm²) Vervangingsgraad Buigtreksterkte (N/mm²) Standaardafwijking (N/mm²) / 0% 0,78 16,1 1,6 3,0 0,2 Betonpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Mengpuin 0/4 25 0,8 17,2 1,0 3,2 0,3 50 0,82 17,0 1,1 3,3 0,2 25 0,83 16,5 1,9 2,9 0,4 50 0,87 15,6 1,0 3,0 0,2 50 0,82 16,3 1,2 3,3 0,2 35 0,84 16,0 1,0 2,8 0,2 50 0,87 16,2 1,9 3,0 0,4 Tabel 39 Druk- en buigtreksterkte: Receptuurverfijning Volgende grafieken (11 en 12) tonen duidelijk aan dat de waarden voor druksterkte en buigtreksterkte nauwelijks afwijken van het referentiemengsel. (Betonpuin 0/4 wordt afgekort als BP, mengpuin 0/4 als MP ) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 64
Grafiek 11 Druksterkte: Receptuurverfijning Grafiek 12 Buigtreksterkte: Receptuurverfijning Bespreking druk- en buigtreksterkte De afwijking van de druksterkte en de buigtreksterkte bij de verschillende gekozen mengsels is zeer klein. Er wordt ruim een druksterkteklasse C12 gehaald, in sommige gevallen is er zelfs sprake van een klasse C16. De buigtreksterkteklasse is overal ruim een F2, met voor sommige mengsels een F3. Het gebruik van puingranulaten in de mengsels heeft bijgevolg geen negatieve effecten op de druksterkte en de buigtreksterkte, voor deze vervangingsgraden weliswaar. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 65
8.3.2 Krimpgedrag Proefmethode Het krimpgedrag wordt bepaald volgens de methode beschreven in hoofdstuk 6, 6.2.5. Resultaten Grafiek 13 geeft het krimpverloop weer van de verschillende uitgevoerde proefvloeren weer, het betreft trendlijnen. Grafiek 13 Krimpgedrag i.f.v. de tijd Bespreking krimpgedrag De proefvloeren met een vervangingspercentage aan puin krimpen beduidend meer dan het referentiemengsel. Hierin scoort een vervanging door betonpuin het best. Het stabiliseren van het krimpgedrag start na ongeveer 20 dagen. Hierna is de bijkomende krimp nog zeer miniem. 8.3.3 Ponsproeven BRE-screed-test Proefmethode De ponsproeven worden uitgevoerd conform de Britse norm BS 8204-1 (hoofdstuk 6, 6.2.1). Eindrapport RecyScreed TETRA70096 66
Zandtype Resultaten Puintype Vervangingsgraad W/C Gem. Indrukking (mm) Maximale indrukking (mm) Zand A 0/4 / 0% 0,78 1,16 1,61 A Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 25 0,8 1,12 1,96 A Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 50 0,82 1,10 1,30 A Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 25 0,83 1,16 1,48 A Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 50 0,87 1,09 1,27 A Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50 0,82 1,49 2,02 A Zand B 0/4 Mengpuin 0/4 35 0,84 1,89 3,20 A Zand B 0/4 Mengpuin 0/4 50 0,87 2,58 3,87 A Tabel 40 Ponsproeven: Receptuurverfijning Klasse Grafiek 14 Gemiddelde indrukking na 4 slagen Bespreking weerstand tegen dynamische pons De proefvloeren voldoen ruimschoots aan de grenzen die opgesteld zijn in de TV 189 (WTCB, 1993): De ponsindruk na vier schokken mag niet groter zijn dan: 3 mm voor de gemiddelde waarde 5 mm voor de individuele waarden Volgens de Britse norm BS 8204-1 voldoen alle vloeren aan de strengste klasse. Onderstaande tabel geeft nogmaals de indeling in klassen weer. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 67
Categorie Hechtende en niet-hechtende dekvloeren Maximale indrukking (mm) Zwevende dekvloeren A 3 3 B 4 4 C 5 2,5 (met gewicht van 2 kg) 8.3.4 Bepaling van de slijtweerstand Proefmethode Tabel 41 BRE-screed-test: maximale indrukking (BS 8204-1) Conform de norm EN 13892-3 wordt de slijtweerstand bepaald met het Böhmeslijtapparaat (zie hoofdstuk 6, 6.1.3). Daartoe werden er uit de proefvloeren monsters gezaagd met oppervlakteafmetingen 71 mm x 71 mm. Resultaten Zandtype Puintype Vervangingsgraad W/C Slijtweerstand A ( l) (cm³/50cm²) Zand A 0/4 / 0% 0,78 28,9 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 25 0,8 32,6 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 50 0,82 39,1 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 25 0,83 34,4 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 50 0,87 41,7 Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50 0,82 45,6 Zand B 0/4 Mengpuin 0/4 35 0,84 46,6 Zand B 0/4 Mengpuin 0/4 50 0,87 55,4 Tabel 42 Slijtweerstand volgens Böhme Eindrapport RecyScreed TETRA70096 68
Bespreking slijtweerstand Grafiek 15 Slijtweerstand volgens Böhme Volgens EN 13813 moet de slijtweerstand enkel bepaald worden wanneer de dekvloer wordt gebruikt als loopvlak (zonder vloerbedekking). Aangezien dit niet de bedoeling is moeten de dekvloeren niet voldoen aan de eisen die vermeld staan in EN 13813. De resultaten geven echter wel een beeld over de invloed van het puin op de weerstand tegen afslijting. Een hogere A-waarde duidt op een lage slijtweerstand. Het referentiemengsel geeft de beste resultaten. Algemeen wordt vastgesteld dat het toevoegen van puin de slijtweerstand lichtjes doet dalen. Dit klinkt volstrekt logisch omdat zandkorrels veel harder zijn dan puingranulaten. De daling van de slijtweerstand is niet zeer groot. De slijtweerstand wordt anderzijds ook beïnvloed door de zorg van het afstrijken en afwerken van de dekvloer bij aanleg. Licht gewreven oppervlakken hebben een lagere weerstand tegen afslijten dan zorgvuldig gewreven oppervlakken. Het inwrijven en dichtwrijven van het oppervlak speelt daarbij een rol. De mengsels met het zand B 0/4 geven slechtere resultaten. Dit zand is fijner dan het zand A 0/4, waardoor er een minder goede korrelverdeling is van het mengsel en daardoor een minder dichte structuur. Dit kan de aanleiding zijn voor de gemeten lagere slijtweerstand van dit mengsel. 8.3.5 Bespreking receptuurverfijning Uit de proefresultaten van de tweede stap is af te leiden dat het vervangen van zand door puingranulaten niet leidt tot een verlaging van de mechanische eigenschappen. Druksterkte, buigtreksterkte en de ponsweerstand blijven goed. Slijtweerstand daalt lichtjes, maar is bij gebruik van een vloerbedekking niet relevant. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 69
Het krimpgedrag verandert bij gebruik van puingranulaten: mengsels met puingranulaten krimpen meer dan het referentiemengsel (± 0,5 mm/m ± 0,8 mm/m). 8.4 Het onderzoek: Praktijkervaring 8.4.1 Algemeen Aan de hand van de resultaten uit de receptuurverfijning werden enkele mengsels gekozen waarmee grote oppervlakken werden bevloerd. Door het aanleggen van deze vloeren kon de ervaring van de dekvloerleggers getoetst worden. Tevens was het mogelijk om de mechanische eigenschappen van dekvloeren in praktijk te vergelijken met de resultaten die in laboratoriumomstandigheden behaald werden. Het uitvoeren van de proefvloeren gebeurde op twee verschillende tijdstippen. Hierdoor zijn de omgevingsvariabelen anders bij de uitgevoerde krimpmetingen. Volgende mengsels worden getoetst in praktijk: Zandtype Proefreeks 1 (start juni 2009) Puintype Vervangingsgraad Cementgehalte (kg/m³) Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 220 Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50% 220 Proefreeks 2 (start december 2009) Zand A 0/4 / 0% 200 Zand A 0/4 / 0% 220 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 200 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 250 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 200 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 250 Tabel 43 In situ geteste mengsels De eerste proefreeks werd in twee uitvoeringen voorzien: Een gewapende vloer: dikte 7 cm Een niet-gewapende vloer: dikte 5 cm In de tweede proefreeks werd het referentiemengsel opgenomen. Alle proefvloeren werden niet-hechtend uitgevoerd. Het watergehalte werd ter plaatse bepaald door de dekvloerleggers. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 70
8.4.2 Ervaring van dekvloerleggers De ervaringen van de dekvloerleggers werden opgetekend tijdens het vervaardigen van de proefvloeren. Proefreeks 1 Voor de eerste mengsels is het even zoeken naar een gepast watergehalte in functie van de verpomp- en verwerkbaarheid; Menging gebeurt in praktijk tekort waardoor er veel cement plekken (plaatsen waar een hoger aandeel cement aanwezig is en daardoor smeuïger) zijn; Op bepaalde plaatsen is er insluiting van lucht in het mengsel dit is geen eigenschap die eigen is aan deze mengsel dit komt voor op plaatsen waar het mengsel eerder smeuïg is en gesloten. Vooral het mengsel met 50 % vervanging door betonpuin heeft deze eigenschap. Het betonpuin bevat een redelijk hoog gehalte aan fijne fractie (<63 µm) en daarenboven heeft het gebruikte zand een fijne korrelverdeling. Het resultaat is een mengsel dat een fijne korrelverdeling heeft en bijna vergelijkbaar is met metselmortel. Een dergelijke brij is nogal dicht en smeuig wat aanleiding geeft tot het insluiten van lucht tijdens het mengen en aanbrengen. De ingesloten (grote) luchtbellen willen ontsnappen uit de aangebrachte dekvloerspecie en veroorzaken lichte bultvorming in de nog verse specie. Na een korte wachttijd kunnen deze echter weer effen gestreken worden. De uitspreiding van de mengsels met het fijnere zand B 0/4 is moeilijker dan bij de mengsels met het traditionele zand A 0/4. Deze laatste mengsels leunen echter dichter aan bij de traditionele dekvloermengsels. Het afreien en afspanen gaat bij beide mengsels goed. Mengsels met fijnere zand B 0/4 pakken samen in de vrachtwagen en daardoor valt het zand niet gemakkelijk op de loopband. Hieraan zal moeten gedacht worden als men wil commercialiseren. Tijdens de proef werd dit manueel verholpen. Proefreeks 2 De mengsels met een cementdosering van 200 kg/m³ zijn beter verwerkbaar dan deze met een cementdosering van 250 kg/m³. Bij mengsels met een gedeeltelijke vervanging van zand door puingranulaat gaat het uitspreiden van de specie even gemakkelijk als van het referentiemengsel. Mengsels met een cementgehalte van 250 kg/m³ zijn smeuïger, dichter van structuur en moeilijker te verdelen. Het gepaste watergehalte in functie van de juiste verwerkbaarheid vinden is wat zoekwerk. Dit is zowel het geval voor mengsels zonder als met gedeeltelijke vervanging van zand door puin. Bij toevoegen van puingranulaat moet daarbij wel gedacht worden aan het vochtgehalte gezien dit materiaal meer water absorbeert. De bepaling van de verwerkbaarheid van de specie in termen van aanblazen naar de plaats van uitvoering en open spreiden ter plaatse blijft een zaak van feeling en ervaring. Dit valt niet meteen in rekenregels te vatten. Het afreien en afspanen van de vloeren gaat vlot. De mengsels met een cementgehalte van 250 kg/m³ hebben wat meer aandacht nodig omdat ze iets smeuïger zijn. De dekvloermengsels met een cementgehalte van 200 kg/m³ benaderen goed de klassieke specie. Het mengsel 70 % zand A 0/4 30 % betonpuin 0/4 wordt door de uitvoerders ervaren en omschreven als gelijk aan de gewone dekvloermortel. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 71
Beelden van de uitvoering Figuur 16 Uitvoering proefvloeren in situ Eindrapport RecyScreed TETRA70096 72
8.4.3 Druk- en buigtreksterkte Proefmethode Tijdens de uitvoering van de proefvloeren werden prismamonsters aangemaakt. Deze monsters werden vervaardigd en bewaard volgens EN 13892-1. De beproeving gebeurt volgens de Europese norm EN 13892-2. Proefstukken worden getest na 28 dagen uitharding. Resultaten Tabel 44 geeft de resultaten weer. Zandtype Puintype Vervangings -graad Proefreeks 1 Cementgehalte (kg/m³) Druksterkte (N/mm²) Standaard -afwijking (N/mm²) Buigtreksterkte (N/mm²) Standaard -afwijking (N/mm²) Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 220 12,1 0,8 2,5 0,2 Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50% 220 10,9 1,2 2,2 0,2 Proefreeks 2 Zand A 0/4 / 0% 200 11,5 1,0 2,1 0,2 Zand A 0/4 / 0% 220 14,3 1,5 2,5 0,4 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 200 16,1 0,9 2,6 0,1 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 250 15,9 2,5 / / Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 200 10,3 1,1 1,8 1,8 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 250 15,6 1,5 2,6 0,2 Tabel 44 Druk- en buigtreksterkte: praktijkervaring Grafiek 16 Druksterkte: praktijkervaring Eindrapport RecyScreed TETRA70096 73
Bespreking druksterkte Het uitvoeren van dekvloermortels in een praktijksituatie leert dat veel afhankelijk is van de uitvoering. Het is duidelijk dat proefreeks 1 lagere druksterktes geeft dan proefreeks 2, hoewel het vergelijkbare mengsels zijn. Er werd opgemerkt bij proefreeks 1 dat op bepaalde plaatsen cementophopingen aanwezig waren. Dit wijst op een te korte mengperiode. Dit euvel werd verholpen bij proefreeks 2. De druksterktes bij proefreeks 2 komen zijn vergelijkbaar met het referentiemengsel, afhankelijk van het cementgehalte. Verschillende mengsels halen sterkteklasse C 12. Het mengsel 30 % Mengpuin/70 % Zand A 0/4 met een cementgehalte van 200 kg/m³ scoort iets minder goed. De dekvloerspecie werd in verschillende batches manueel aangemaakt. Een kleine wijziging van de gemengde batch, vb. andere waterdosering of cementdosering beïnvloedt meteen de mengselsamenstelling en bijgevolg de mechanische eigenschappen. 8.4.4 Krimpgedrag Proefmethode De bepaling van het krimpgedrag van de proefvloeren gebeurt door het meten van de vervormingen van de dekvloer met een mechanische rekmeter. Daartoe werden meetpunten op de dekvloer gekleefd. Dit is analoog met de proefmethode beschreven in hoofdstuk 6, 6.2.5. De meetpunten worden verdeeld over verschillende plaatsen op de proefvloeren. Metingen startten 48u na vervaardiging van de vloeren. Resultaten Grafiek 17 geeft de trend weer van de opgemeten krimp op de proefvloeren van proefreeks 1. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 74
Grafiek 17 Krimpgedrag proefreeks 1 Grafiek 18 toont de trend van het krimpgedrag bij proefreeks 2. Grafiek 18 Krimpgedrag proefreeks 2 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 75
Bespreking krimpgedrag Uit de proefresultaten blijkt dat het gebruik van puingranulaten voor een grotere krimp zorgt. Dit komt door het hogere watergehalte dat wordt gebruikt om een bruikbaar mengsel te maken. Bij proefreeks 2 is de verhoging van het krimpgedrag zeker niet te verwaarlozen, hierbij moet opgemerkt worden dat de granulaten bij proefreeks 2 volledig verzadigd waren met water, bij proefreeks 1 was dit niet het geval. Dit hogere gehalte aan geabsorbeerd water vertaalt zich in een groter krimpgedrag. Het tijdstip van bereiken van de eindkrimp is verschillend bij beide proefreeksen. Bij proefreeks 1 stabiliseert het krimpgedrag na 60 dagen, waarbij het grootste aandeel na een 40-tal dagen wordt bereikt. Proefreeks 2 stabiliseert pas na 120 dagen. Dit is te verklaren door de omgevingsfactoren. De omgevingsomstandigheden, met name de temperatuur, bij proefreeks 1 was bijna constant hoger dan 25 C. Bij proefreeks 2 was dit veel lager, amper 15 C. Hierdoor konden de vloeren bij proefreeks 1 vlugger uitdrogen, wat een snellere beëindiging van het krimpgedrag betekent. 8.4.5 Ponsproeven BRE-screed-test Proefmethode De ponsproeven worden uitgevoerd conform de Britse norm BS 8204-1 (zie hoofdstuk 6, 6.2.1). Resultaten Proefreeks 1 Zandtype Puintype Vervangings -graad Cementgehalte (kg/m³) Wapening Gem. indrukking (mm) Maximale indrukking (mm) Klasse Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 220 X 2,31 3,37 A Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 220 2,32 4,83 A Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50% 220 X 2,29 3,22 A Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50% 220 3,55 4,91 B Proefreeks 2 Zand A 0/4 / 0% 200 2,02 2,58 A Zand A 0/4 / 0% 220 1,74 3,11 A Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 200 2,35 3,72 A Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 250 1,69 3,04 A Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 200 2,62 4,19 A Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 250 1,86 3,99 A Tabel 45 Resultaten BRE-screed-test (BS 8204-1) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 76
Bespreking ponsproeven Grafiek 19 Resultaten BRE-screed-test (BS 8204-1) De resultaten van de ponsproeven op de proefvloeren zijn een stuk hoger dan de resultaten in labosituatie. Waar op de proefvloeren in labo de indrukking ongeveer 1,4 mm bedroeg, is dit in praktijksituatie 2 tot 2,5 mm. Dit geeft aan dat de verdichting van de proefstukken vervaardigd in het laboratorium een sterkere verdichting kenden dan de proefvloeren in praktijk. De meeste proefvloeren voldoen echter nog steeds aan de strengste klasse opgegeven in BS 8204-1. De meeste proefvloeren behalen eveneens de eis (gemiddelde indrukking 3 mm, maximale indrukking 5 mm) die vooropgesteld is in de TV 189 (WTCB, 1993). 8.4.6 Bepaling van de slijtweerstand Proefmethode De proefmethode die wordt gebruikt is de slijtweerstand volgens Böhme, conform de norm EN 13892-3 (zie hoofdstuk 6, 6.1.3). Uit de proefvloeren werden monsters gezaagd met de juiste afmetingen (71 mm x 71 mm x d). Eindrapport RecyScreed TETRA70096 77
Resultaten Zandtype Puintype Proefreeks 1 Vervangingsgraad Cementgehalte (kg/m³) Slijtweerstand A ( l) (cm³/50cm²) Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 220 37,3 Zand B 0/4 Betonpuin 0/4 50% 220 49,6 Proefreeks 2 Zand A 0/4 / 0% 200 33,6 Zand A 0/4 / 0% 220 34,3 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 200 35,6 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 250 28,2 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 200 37,8 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 250 39,9 Tabel 46 Slijtweerstand volgens Böhme Bespreking slijtweerstand Grafiek 20 Slijtweerstand volgens Böhme Volgens EN 13813 moet de slijtweerstand enkel bepaald worden wanneer de dekvloer wordt gebruikt als loopvlak (zonder vloerbedekking). Aangezien dit hier niet het geval is moeten de dekvloeren niet voldoen aan de eisen die vermeld staan in EN 13813. De resultaten geven echter wel een beeld over de invloed van het puin op de weerstand tegen afslijting. Net zoals bij de laboratoriumproefstukken wordt vastgesteld dat door het gebruik van puin de slijtweerstand lichtjes daalt. (Bij het mengsel met 70% zand 0/4 en Eindrapport RecyScreed TETRA70096 78
30 % betonpuin met 250 kg/m³ cement is dat niet zo). Dit zal geen aanleiding geven tot problemen wanneer de vloer betegeld wordt. Het mengsel geproduceerd met zand B 0/4 (fijner zand) slijt meer af. Metingen op laboratoriumproefstukken werf bevestigen dit. 8.4.7 Aanhechting van vloerbedekking Proefmethode Er wordt gebruik gemaakt van de proefmethode beschreven in hoofdstuk 6, 6.2.10. De aanhechtingsproeven worden uitgevoerd op de vloeren uit proefreeks 1. Resultaten Tabel 47 geeft aan waar het breukoppervlak zich bevindt, tevens wordt de maximale treksterkte weergegeven. 70 % Zand A 0/4 30 % BP C = 220 kg/m³ 50 % Zand B 0/4 50 % BP C = 220 kg/m³ F t (N) Trekoppervlak A (mm²) f ct (N/mm²) Breukvlak F t (N) Trekoppervlak A (mm²) f ct (N/mm²) Breukvlak 1 200 1963 0,10 Dekvloer 1 760 1963 0,39 Dekvloer 2 550 1963 0,28 Dekvloer 2 440 1963 0,22 Dekvloer 3 1025 1963 0,52 Dekvloer 3 350 1963 0,18 Dekvloer 4 960 1963 0,49 Dekvloer 4 250 1963 0,13 Dekvloer 5 100 1963 0,05 Dekvloer 5 425 1963 0,22 Dekvloer 6 975 1963 0,50 Dekvloer 6 975 1963 0,50 Dekvloer 7 300 1963 0,15 Dekvloer 7 150 1963 0,08 Dekvloer 8 325 1963 0,17 Dekvloer 8 150 1963 0,08 Dekvloer 9 210 1963 0,11 Dekvloer 9 860 1963 0,44 Dekvloer 10 440 1963 0,22 Dekvloer 11 440 1963 0,22 Tegel/lijm 12 140 1963 0,07 Dekvloer 13 1325 1963 0,67 Dekvloer 14 240 1963 0,12 Dekvloer 15 750 1963 0,38 Dekvloer 16 550 1963 0,28 Dekvloer Bespreking aanhechting Tabel 47 Aanhechting van vloerbedekking Uit de proefresultaten is duidelijk dat er geen enkel probleem is met de aanhechting van de vloerbedekking. Het breukvlak bevindt zich telkens in de dekvloer zelf. De resultaten voor de maximale trekkracht zijn sterk variabel. Dit wijst op een niet gelijkmatige verdichting over het oppervlak van de dekvloer. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 79
8.4.8 Bespreking praktijkervaring Naast resultaten met betrekking tot de mechanische sterkte is de verwerkbaarheid eveneens beproefd tijdens dit onderdeel. Mechanische eigenschappen Qua mechanische sterkte lijken er geen problemen op te treden. Druksterkte is gelijkwaardig of hoger bij de meeste mengsels. Bij de ponsweerstand en de slijtweerstand zijn er evenmin problemen vastgesteld. Een aandachtspunt bij het gebruik van puingranulaten is het grotere krimpgedrag. Dit is steevast hoger dan bij het referentiemengsel. Scheurvorming treedt niet op in de dekvloeren, maar toch is het aangewezen hier mee rekening te houden door aanbrengen van wapening en het inbrengen van krimpvoegen op de nodige plaatsen. Verwerkbaarheid Tijdens het vervaardigen van de dekvloeren werden de mengsels met het zand A 0/4 als de beste mengsels beschouwd. Hierbij werd een lager cementgehalte (200 220 kg/m³) beter bevonden. Mengsels met een hoog cementgehalte of met een hoog gehalte aan fijne fractie (<63 µm), zijn minder handig te verwerken. Deze mengsels zijn smeuïger en moeilijker te verdelen. Krimpgedrag Net als bij de receptuurverfijning wordt duidelijk dat het gebruik van puingranulaten zorgt voor een groter krimpgedrag. Dit is te wijten aan het hoger watergehalte. Bij proefreeks 2 is dit zeer duidelijk, de granulaten waren verzadigd met water. Dit geabsorbeerde water moet terug verdwijnen, wat een aanzienlijk grotere krimp tot gevolg heeft. Het is dus aan te raden om puingranulaten droog op te slaan. 8.5 Bijkomende eigenschappen Met behulp van de resultaten uit de praktijkervaring worden twee mengsels gekozen waarop bijkomende eigenschappen worden bepaald. Er wordt gekozen voor volgende mengsels: Zandtype Puintype Vervangingsgraad Cementgehalte (kg/m³) Zand A 0/4 / 0% 220 Zand A 0/4 Betonpuin 0/4 30% 220 Zand A 0/4 Mengpuin 0/4 30% 220 Tabel 48 Overzicht mengsels 8.5.1 Bepaling van het evenwichtsvochtgehalte Proefmethode Er wordt gebruik gemaakt van de proefmethode beschreven in hoofdstuk 6, 6.2.7. Resultaten Grafiek 21 toont de resultaten van deze proef. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 80
Grafiek 21 Evenwichtsvochtgehalte Bespreking evenwichtsvochtgehalte De technische voorlichting 189 (WTCB, 1993) geeft eisen voor het maximale vochtgehalte voor bevloering. Bindmiddel Anhydriet Soort vloerbedekking Toelaatbaar vochtgehalte (massa %) Meting door droging bij 45 C Meting met carbidefles Dampdicht 0,6 0,6 Niet-dampdicht 1 1 Dampdicht 3,5 2,5 Cement Vochtgevoelig 4 2,5 Niet-vochtgevoelig 5 5 Tabel 49 Eisen eindvochtgehalte volgens TV 189 (WTCB, 1993) Het verloop van het evenwichtsvochtgehalte in de tijd is analoog voor alle mengsels. Na een 20-tal dagen wordt het eindvochtgehalte bereikt. Het vochtgehalte van het referentiemengsel stabiliseert op ± 2%, terwijl de mengsels met puingranulaten iets schijnbaar meer vocht vasthouden. Het eindvochtgehalte is hier ± 3 %. Bepaling van het vochtgehalte met de carbidefles haalt niet alle vocht uit het monster. Hierbij komt enkel het oppervlak van de korrel in aanraking met de calciumcarbide dat vervolgens reageert met het vocht aan de oppervlakte. In de poreuze puingranulaten kan er echter ook vocht in de korrel geabsorbeerd zitten. Bij droging in een droogstoof kan dit vocht verdampen. Droging in de oven is daarom correcter en verklaart het verschil in maximaal vochtgehalte bij droging en door meting met de carbidefles. Bij alle mengsels werd het vochtgehalte bepaald door middel van drogen in de droogoven, dit bij 110 C, waardoor de droging nog efficiënter is dan bij 45 C. Het vochtgehalte ligt steeds onder de grenzen opgegeven in de tabel. Er worden geen problemen verwacht bij het plaatsen van vloerbedekking op de dekvloer. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 81
8.5.2 Bepaling van de elasticiteitsmodulus Proefmethode De elasticiteitsmodulus wordt bepaald volgens de norm NBN B 15-203. Resultaten Zandtype Zand A 0/4 Zand A 0/4 Zand A 0/4 Puintype Vervangingsgraad Cementgehalte (kg/m³) E (N/mm²) / 0% 220 16471 Betonpuin 0/4 Mengpuin 0/4 Tabel 50 Elasticiteitsmodulus 30% 220 15362 30% 220 13910 Bespreking elasticiteitsmodulus Grafiek 22 Elasticiteitsmodulus Het gebruik van puingranulaten leidt tot een kleinere elasticiteitsmodulus. Dit wijst erop dat deze mengsels grotere vervormingen kunnen opnemen. 8.5.3 Geschiktheid voor vloerverwarming Proefmethode Er wordt gebruik gemaakt van de proefmethode beschreven in hoofdstuk 6, 6.2.6. Resultaten Volgende grafieken (23, 24 en 25) geven het verloop van de uitzetting in de krimp van de vloer aan bij respectievelijk opwarmen en afkoelen. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 82
Grafiek 23 Krimp-uitzetgedrag: referentiemengsel Grafiek 24 Krimp-uitzetgedrag: 70 % Zand A 0/4-30 % BP Eindrapport RecyScreed TETRA70096 83
Grafiek 25 Krimp-uitzetgedrag: 70 % Zand A 0/4-30 % MP Grafieken 26, 27, 28 tonen het temperatuursverloop in de proefvloeren. Grafiek 26 Temperatuursverloop: referentie Eindrapport RecyScreed TETRA70096 84
Grafiek 27 Temperatuursverloop: 70 % Zand A 0/4-30 % BP Grafiek 28 Temperatuursverloop: 70 % Zand A 0/4-30 % MP Eindrapport RecyScreed TETRA70096 85
Bespreking vloerverwarming Uitzetting- en krimpgedrag: de uitzetting van de vloeren ligt bij alle mengsels in dezelfde grootteorde. Dit wijst erop dat het gebruik van puingranulaten geen hogere temperatuurskrimp of -uitzetting teweeg brengt en er hiervoor geen problemen verwacht worden. Temperatuursverloop: Het temperatuursverloop aan de bovenzijde van de dekvloer verloopt bij elk mengsel analoog. Tijdens de meting, in een periode van 8u, loopt de temperatuur op tot ongeveer 37 C. Het verloop van de temperatuur aan het verwarmingsnet schommelt. Dit is ten gevolge van de regeltechniek en heeft niets van doen met de dekvloer. Na het opwarmen geeft elke vloer over ongeveer 12 uur zijn temperatuur terug af. Bij elke vloer is hetzelfde verloop terug te vinden. Algemeen: Bij gebruik van vloerverwarming bij dekvloermengsels met een gedeeltelijke vervanging van zand door puingranulaten zal geen ander gedrag optreden dan deze bij een traditionele zand-cementdekvloer. 8.5.4 Schotelvorming Proefmethode Ter bepaling van de schotelvorming wordt de proefmethode gebruik beschreven in hoofdstuk 6, 6.2.8. Resultaten In grafiek 29 wordt de gemiddelde verplaatsing van de hoekpunten t.o.v. het middelpunt voorgesteld. Het middelpunt wordt dus als referentie aangenomen. Tevens is in de grafiek het verloop van de luchtvochtigheid te zien. Grafiek 29 Gemiddelde uitwijking hoekpunten t.o.v. middelpunt Eindrapport RecyScreed TETRA70096 86
Bespreking schotelvorming De schotelvorming van de dekvloer kent telkens hetzelfde verloop. De hoekpunten wijken uit tot ongeveer 0,3 mm, waarna ze opnieuw zakken. Het stabiliseren van de schotelvorming treedt op na een 40-tal dagen. Dit is voor elk mengsel hetzelfde. Opvallend is het verloop van het mengsel 70 % Zand A 0/4 30 % MP. Hierbij zal de uitwijking zich niet stabiliseren rond het nulpunt. Er bleek echter een lichte bolvorming te zijn opgetreden na het verdwijnen van de schotelvorming. Het is ook duidelijk dat de vloeren onderhevig zijn aan de luchtvochtigheid. Deze stijgt licht na 60 dagen, wat zijn invloed heeft op de uitwijking. Dit is eigen aan een gebouw waarbij alle materialen leven. 8.6 Koppeling aan de korrelverdeling In de vijfde en laatste stap wordt getracht een verband te vinden tussen enerzijds de druksterkte en de verwerkbaarheid van dekvloermengsels en anderzijds de korrelverdeling. 8.6.1 Algemeen Volgens het de TV 189 (WTCB, 1993) worden een aantal grenskrommen vooropgesteld waarbinnen een cementgebonden dekvloermengsel dient te liggen. Op grafiek 30 zijn deze grenskrommes voorgesteld, samen met de situering van de twee gebruikte types natuurzand. Grafiek 30 Situering zanden t.o.v. grenskrommes Wat de grove fractie betreft (>250 µm) volgt het zand A 0/4 behoorlijk goed grenskromme 1. Zand B 0/4 ligt boven grenskromme 1. Voor de fijne fractie (<250 µm) liggen beide types zand onder beide grenskrommes. Aan de hand van resultaten naar druksterkte en verwerkbaarheid toe wordt getracht deze eigenschappen te koppelen aan de korrelverdeling. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 87
8.6.2 Koppeling aan de verwerkbaarheid De verwerkbaarheid van een dekvloermengsel bestaat uit twee factoren. Enerzijds is er de mogelijkheid om een mengsel goed te verdelen. Anderzijds moet het mengsel ook goed af te werken zijn (afreien en polieren). Vaststelling tijdens het verwerken van de dekvloermengsels: Het afwerken (afreien en polieren) van dekvloermengsels met zand B 0/4 is steeds voelbaar beter dan de dekvloermengsels met Zand A 0/4. Bij een hoog vervangingspercentage puingranulaten ( 50 %) worden de dekvloermengsels smeuïg waardoor ze minder goed te verdelen zijn. Dit is eveneens het geval bij een hoog cementgehalte. Deze laatste eigenschap is te verklaren door het feit dat een hoger gehalte aan fijn materiaal voor meer pasta zorgt, wat een grotere kleefkracht van het mengsel teweeg brengt. Een oplossing om de smeuïgheid te voorkomen is het beperken van het gehalte aan fijne fractie (< 125 µm) en het beperken van het cementgehalte (rekening houdend met de juiste druksterkte). Om de invloed op van de korrelverdeling op het afwerken van de dekvloer te bepalen worden op volgende pagina s de korrelverdelingen van de verschillende dekvloermengsels uitgezet: Grafiek 31: mengsels met zand A 0/4 en een bepaald vervangingspercentage betonpuin 0/4 Grafiek 32: mengsels met zand A 0/4 en een bepaald vervangingspercentage mengpuin 0/4 Grafiek 33: mengsels met zand B 0/4 en een bepaald vervangingspercentage betonpuin 0/4 Grafiek 34: mengsels met zand B 0/4 en een bepaald vervangingspercentage mengpuin 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 88
Grafiek 31 mengsels met zand A 0/4 en een bepaald vervangingspercentage betonpuin 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 89
Grafiek 32 mengsels met zand A 0/4 en een bepaald vervangingspercentage mengpuin 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 90
Grafiek 33 mengsels met zand B 0/4 en een bepaald vervangingspercentage betonpuin 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 91
Grafiek 34 mengsels met zand B 0/4 en een bepaald vervangingspercentage mengpuin 0/4 Eindrapport RecyScreed TETRA70096 92
Bij het bestuderen van de korrelkrommes valt het op dat bij gebruik van zand B 0/4 de korrelkromme van het mengsel steeds dichter bij de grenskromme 1 ligt dan dit het geval is bij mengsels met zand A 0/4. Dit is vooral zo voor de doorval door zeefdiameters 0,5 mm; 1 mm en 2 mm. Een hogere doorval door deze fracties zorgt voor een makkelijker afwerken van de dekvloer. Dit wijst erop dat het aandeel aan grove fractie, 1 mm, 2 mm en 4 mm niet te hoog is. Bij gebruik van puingranulaten werkt de hoekigheid van de granulaten hierbij nog eens in het nadeel hiervan. Conclusie: naar de verwerkbaarheid toe moeten de korrelkrommes van de mengsels de grenskromme 1 zo goed mogelijk benaderen. Tevens moet het gehalte aan fijne fractie (< 125 µm) beperkt blijven. 8.6.3 Koppeling aan de mechanische eigenschappen (druksterkte) De druksterkte van de dekvloer is de belangrijkste mechanische eigenschap van de dekvloer. De invloed van de korrelverdeling op de druksterkte wordt nagegaan door het uitzetten van mengsels met een lagere druksterkte dan het referentiemengsel. Tevens worden mengsels uitzet met een druksterkte die hoger of gelijk aan de druksterkte van het referentiemengsel is. (grafieken 35 en 36) Eindrapport RecyScreed TETRA70096 93
Grafiek 35 Mengsels met een onvoldoende sterkte Eindrapport RecyScreed TETRA70096 94
Grafiek 36 Mengsels met voldoende sterkte Eindrapport RecyScreed TETRA70096 95
Uit bovenstaande grafieken is het duidelijk dat mengsels zich rond grenskromme 1 moeten situeren om een voldoende hoge sterkte te behalen. Mengsels die er boven of sterk onder liggen halen de juiste sterkte niet meer. De belangrijkste fracties zijn hier 0,5 mm; 1 mm; 2 mm en 4 mm. 8.6.4 Invloed fijne fractie (< 63 µm) De invloed van de fijne fractie op de eindsterkte is niet helemaal duidelijk uit vorige grafieken. Daarom werden twee bijkomende proefreeksen uitgevoerd. Aan het referentiemengsel (100 % zand A 0/4), dat quasi geen fijne fractie bevat, werden kunstmatig bepaalde percentages fijnen toegevoegd. Op deze mengsels werd vervolgens de druksterkte bepaald. Volgende grafiek toont hiervan de resultaten: Grafiek 37 Druksterkte i.f.v. fijne fractie Het toevoegen van de fractie 63 µm beïnvloedt de sterkte positief. Het zand A 0/4 bevat nagenoeg geen fijne fractie (63 µm : 0,3 %; 125 µm : 0,5 %). Hierdoor kunnen de holtes die gevormd worden door de grovere fracties niet worden opgevuld. Dit zorgt voor een minder dicht skelet. Door de toevoeging van het fijne materiaal worden deze holtes opgevuld, wat een grotere sterkte tot gevolg heeft. Het opvullen van de holtes wordt aangetoond door de stijging van de dichtheid van de prisma s bij toevoeging van fijne fractie (63 µm). Dit wordt voorgesteld in grafiek 38. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 96
Grafiek 38 Dichtheid i.f.v. percentage fijne fractie Om deze bewering kracht bij te zetten werd een tweede proefreeks uitgevoerd. Er werd een reeks mengsels gemaakt waarbij zand werd vervangen door mengpuin waarvan de fractie 63 µm werd uitgewassen. Bijgevolg werden mengsels bekomen met nagenoeg geen fijne fractie (63 µm). Er werd gekozen om dit uit te voeren met mengpuin, omdat mengpuin het grootste gehalte aan fijne fractie bevat, de invloed zou hier dus het meest duidelijk moeten zijn. De invloed op de druksterkte is te zien op grafiek 39. Grafiek 39 Druksterkte i.f.v. percentage mengpuin 0/4 De invloed van het uitwassen van de fijne fractie is duidelijk. De druksterkte ligt overal lager, enkel bij een percentage van 20 % puin is er geen verlaging van de druksterkte. Bij mengsels met een bepaald vervangingspercentage puin neemt de druksterkte licht toe, maar dit blijft niet zo bij een vrij hogere vervangingsgraad. Bij een bepaald percentage puin piekt de druksterkte, waarna deze opnieuw daalt. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 97
8.6.5 Algemene conclusies Verwerkbaarheid: Om te komen tot en goede verwerkbaarheid van een dekvloermengsel is het aangewezen grenskromme 1 zo goed mogelijk te benaderen. Druksterkte: Mengsels met een goede druksterkte situeren zich rond grenskromme 1, maar neigen meer naar de onderzijde hiervan. Dit vooral voor de fracties > 0,5 mm. Wat het fijngehalte betreft heeft dit een positieve invloed op de druksterkte. Het is echter wenselijk dit te beperken om de smeuïgheid van de mengsels laag te houden. Als richtlijn kunnen volgende waarden voor de korrelverdeling aangenomen worden. Zeefdiameter (mm) Gecumuleerde doorval (%) 0,063 0-5 0,125 2-8 0,250 5-15 0,500 35-50 1,000 62-75 2,000 75-88 4,000 90-97 8,000 100-100 Tabel 51 Korrelverdeling grenskrommen (richtlijn) Grafiek 40 richtlijnen tot grenskrommen Eindrapport RecyScreed TETRA70096 98
9 RecyScreed: Duurzaamheidsaspecten (Vermaut & Van Muylder, 2010) 9.1 Inleiding In dit rapport wordt de duurzaamheid van het proces van vervanging van puingranulaten door natuurlijke granulaten in cementgebonden dekvloeren bekeken. Opdat de uitgewerkte oplossing duurzaam zou zijn, zullen de volgende zaken afgetoetst worden: Hoe kan Recyscreed gekaderd worden binnen het huidige beleid en regelgeving terzake? Is het regelgevend kader aangepast om een toepassing toe te laten? Is er voldoende info gekend voor de bepaling van de impact op de gezondheid van mensen die met de granulaten werken en voor de eindgebruikers? Welke milieuwinst kan er worden geboekt? Is de vervanging van zand door puingranulaten financieel aantrekkelijk? Tot slot zal een sterkte-zwakteanalyse worden uitgevoerd a.d.h.v. het SWOT-principe en een besluit worden geformuleerd. 9.2 Regelgevend kader m.b.t. hergebruik van bouw- en sloopafval Vanuit de Vlaamse wetgeving bestaat er echter geen verplichting om met gerecycleerde materialen te werken voor de productie van bouwmaterialen. Met betrekking tot de problematiek van het hergebruik van bouw- en sloopafval bestaan echter heel wat richtlijnen die de kwaliteit ervan moeten verzekeren en een hergebruik stimuleren. In wat volgt wordt een overzicht gegeven van relevante uitvoeringsbesluiten en richtlijnen. 9.2.1 Sectoraal uitvoeringsplan (SUP) milieuverantwoord materialengebruik en afvalbeheer in de bouw (2007-2010) Dit uitvoeringsplan heeft als doel het afvalbeleid te verruimen naar een geïntegreerd materialenbeleid in de bouwsector en dient als basis voor de opmaak van uitvoeringsbesluiten en richtlijnen. Het uitvoeringsplan bestaat uit 5 resultaatgerichte projecten: 1. onderzoek naar de mogelijkheden van milieuverantwoord materiaalgebruik in de bouw (project 1). 2. selectief slopen zodat gevaarlijke stoffen aan de bron gescheiden worden (project 2). 3. de ontwikkeling van een globaal beheersysteem voor puingranulaten (project 3). 4. het effectieve en volledige hergebruik van de steenachtige fracties in bestaande en nieuwe toepassingen (project 4). Eindrapport RecyScreed TETRA70096 99
5. het sluiten van de ketens (volledige recyclage) voor de andere materialen die in de bouw gebruikt worden (project 5). Het project RecyScreed kadert volkomen binnen de doelstelling van dit SUP, meer bepaald binnen in project 1 en project 5. 9.2.2 VLAREA art. 5.2.2.1, 4 Het Vlaams reglement van 5 december 2003 inzake afvalvoorkoming en -beheer (VLAREA) omschrijft in artikel 5.2.2.1, 4 de verplichting tot selectieve sloop a.d.h.v. de opmaak van een sloopinventaris (project 2 SUP). Elke bouwheer is volgens dit artikel verplicht om een sloopinventaris afvalstoffen op te maken van alle afbraakmaterialen die vrijkomen bij een sloopproject. Deze VLAREA-verplichting geldt echter enkel voor bedrijfsgebouwen die geheel of gedeeltelijk een andere functie dan wonen hadden en die een bouwvolume omvatten van meer dan 1000 m³. Het volledige VLAREA artikel 5.2.2.1, 4 luidt: De houder van een stedenbouwkundige vergunning laat, voor het slopen of ontmantelen van bedrijfsgebouwen gebouwen die geheel of gedeeltelijk een andere functie dan het wonen hadden en die een bouwvolume omvatten van meer dan 1000 m3, en voor de toewijzing van de werken tot slopen of ontmantelen, een sloopinventaris afvalstoffen opmaken door een architect of door de opdrachtgever aangestelde deskundige ( ) De sloopinventaris afvalstoffen omvat de identificatie van de werf met daaraan gekoppeld alle afvalstoffen die zullen vrijkomen. Per afvalstof wordt de benaming, de bijhorende code uit bijlage 1.2.1.B, de vermoedelijke hoeveelheid uitgedrukt in kubieke meter, in ton, de plaats binnen het gebouw waar de afvalstof voorkomt alsmede de verschijningsvorm aangeduid. Een model van sloopinventaris afvalstoffen bij sloop- en ontmantelingswerken wordt door de OVAM 22 ter beschikking gesteld. Vooraleer de werken tot slopen of ontmantelen toegewezen worden, wordt de ingevulde sloopinventaris afvalstoffen aan de uitvoerder van de sloop- of ontmantelingswerken en de veiligheidscoördinator overgemaakt. De architect of de door de opdrachtgever aangestelde deskundige volgt de afvalstoffentransporten op, stuurt deze zo nodig bij en houdt een kopie van de transportdocumenten bij. Bij afvoer van bouw- en/of slooppuin naar een vergunde breekinrichting wordt de exploitant van deze breekinrichting door de bouwheer in het bezit gesteld van een verklaring, opgemaakt door de architect of de deskundige, dat aan artikel 5.2.2.1, 4 van het VLAREA wordt voldaan. De verklaring dient aan te geven of het puin verkregen door selectieve sloop al dan niet mogelijk verontreinigd is. Indien aan deze voorwaarden niet wordt voldaan, wordt het puin als verdacht aangemerkt door de exploitant van de breekinrichting. De andere fracties worden afgevoerd naar daartoe vergunde inrichtingen. 22 Openbare Vlaamse Afvalstoffenmaatschappij Eindrapport RecyScreed TETRA70096 100
Een voorbeeld van sloopinventaris kan gedownload worden van de website van de OVAM: Selectieve sloop wordt tevens verder aangemoedigd en gestimuleerd door de OVAM en het VCB 23 door het opmaken van een standaard sloopbestek. 9.2.3 Oprichting van een ketenbeheerssysteem OVAM i.s.m. VCB en CASO 24 Dit systeem is de realisatie van project 3 van het SUP. Het ketenbeheerssysteem is een kwaliteitsborgingssyteem voor gerecycleerde puingranulaten en kan vergeleken worden met het beheerssysteem dat thans reeds bestaat voor het grondverzet (Hoofdstuk X van het Bodemdecreet). Het doel is het opzetten van een hoogwaardig gesloten cyclus voor het hergebruik van bouwmaterialen. Dit ketenbeheerssysteem vertrekt van de selectieve sloop en is als volgt gestructureerd (voor selectieve sloop- ontmantelingswerken die onder VLAREA vallen): Transport: o o identificatieformulier voor (niet)-gevaarlijke afvalstoffen; verklaring van selectieve sloop/ontmanteling wordt opgemaakt door de architect of deskundige en geeft aan dat het puin zuiver is en dat aan art. 5.2.2.1 4 van VLAREA voldaan is; Overdracht puin aan breker: o Exploitant breekinrichting neemt kennis van verklaring van selectieve sloop en ontmanteling en, als hij dit nodig acht, ook van de sloopinventaris afvalstoffen; Indeling puin: o Indien geen verklaring van selectieve sloop en ontmanteling en geen sloopinventaris conform VLAREA puin met een hoog milieurisicoprofiel. o Indien verklaring van selectieve sloop en ontmanteling en sloopinventaris conform VLAREA puin met een laag milieurisicoprofiel. Modelformulier verklaring van selectieve sloop en ontmanteling en modelformulier verklaring van herkomst : deze formulieren worden thans opgesteld door CASO in overleg met de OVAM. De toepassing van dit ketenbeheerssysteem verhoogt de traceerbaarheid van bouw- en sloopafval en moet bijdragen tot een verbeterde kwaliteit ervan. 23 Vlaamse confederatie bouw 24 Confederatie van Aannemers van Sloop- en Ontmantelingswerken Eindrapport RecyScreed TETRA70096 101
9.2.4 Cradle to Cradle (C2C) Duurzame ontwikkeling is de ontwikkeling waarbij de huidige generatie in haar noden voorziet, zonder de mogelijkheden daartoe voor de volgende generatie te beperken. Het Cradle to Cradle (C2C) principe gaat verder en wil voorzien in onze eigen noden, maar ook de toekomstige generaties van meer mogelijkheden voorzien. De kern van Cradle to Cradle ligt in het concept dat alle gebruikte materialen na hun leven in het ene product, nuttig kunnen worden ingezet in een ander product. Hierbij zou geen kwaliteitsverlies mogen zijn en alle restproducten moeten hergebruikt kunnen worden of milieuneutraal zijn. Deze kringloop is dan compleet. Het fundamentele verschil met recycleren is dat bij recycleren de kwaliteit vaak terugloopt, waardoor finaal de gebruikte stoffen niet meer herbruikbaar zijn. Toegepast op het project RecyScreed stelt zich de vraag of cementgebonden dekvloeren met een zekere fractie puingranulaten na afbraak opnieuw zonder kwaliteitsverlies in de keten of in een andere toepassing kan worden ingebracht. Verder onderzoek kan dit uitwijzen. Producten en productieprocessen volgens het Cradle to Cradle principe komen in aanmerking voor C2C-certificatie en labeling (zie Figuur 16). Figuur 17 Cradle 2 cradle (Vermaut & Van Muylder, 2010) Certificatie kan gebeuren door erkende consultants en kunnen enkel uitgereikt worden door EPEA 25 of MBDC 26. Het certificaat is 1 jaar geldig en er bestaan verschillende certificeringniveaus: basic, silver, gold en platinum. 9.2.5 Besluit De huidige regelgeving en richtlijnen vormen een goed kader voor de toepassing van RecyScreed. De implementatie van een ketenbeheerssysteem voor bouw- en sloopafval moet verder garanties bieden op een kwalitatief en hoogwaardig puingranulaat dat ingezet kan worden voor cementgebonden dekvloeren. De vraag rest of hergebruik in de keten mogelijk is zonder kwaliteitsverlies en of aldus een Cradle to Cradle certificering een optie is. Deze mogelijkheid kan verder onderzocht worden. 25 Environmental Protection Encouragement Agency. 26 McDonough. Braungart Design Chemistry: Bureau van Michael Braungart en William Mcdonough, de grondleggers van Cradle to Cradle. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 102
9.3 Veiligheid voor gebruikers en eindgebruikers Aanvullend op het hoger geschetste ketenbeheerssysteem is het van belang de milieuhygiënische kwaliteit van puingranulaten in cementgebonden dekvloeren en daaruit voortvloeiend de veiligheid voor de gebruikers en eindgebruikers te evalueren. De kwaliteit van puinbrekerzand wat betreft chemische samenstelling is van groot belang om als evenwaardig alternatief te kunnen ingezet worden als vervanger van natuurlijke granulaten in cementgebonden dekvloeren. Hierbij dient onderscheid gemaakt te worden tussen puingranulaten afkomstig van sorteerders en containerbedrijven en van puinbrekers. Voor puinzeefzand van sorteerders en containerbedrijven blijkt de kwaliteit van de fracties sterk schommelt. De meeste fracties zijn vooral sterk aangereikt met zware metalen, organische polluenten en in 75% van de gevallen worden asbestresten teruggevonden. Deze fracties worden daarom als negatief beoordeeld voor het gebruik in cementgebonden dekvloeren omwille van hun fysische en chemische karakteristieken. De mogelijkheid tot reinigen van dit puinzeefzand wordt binnen de sector onderzocht. Voor puinbrekers is de fractie puinzeefzand en het puinbreekzand veel minder verontreinigd dan zeefzand van sorteerders omdat de kwaliteit van de aanvoer bij brekers homogener is. Deze fracties verdienen dan ook de voorkeur. Er bestaan thans geen gegevens over risico s van gebruik van secundaire puingranulaten in een toepassing vergelijkbaar met cementgebonden dekvloeren. In een recente studie van het VITO samen met het WTCB en het OCW werd de gezondheidsimpact van het gebruik van secundaire granulaten in grindvervangers onderzocht. Hoewel het gezien de verschillende toepassingen niet zomaar parallellen mogen worden getrokken, worden hieronder toch de resultaten van deze studie samengevat: De gezondheidsimpact ten gevolge van blootstelling aan metalen voor arbeiders die betrokken zijn bij het productieproces van bouwmaterialen (beton- of asfaltproducten) is op basis van de onderzochte secundaire granulaten eerder beperkt. Deze conclusie is gebaseerd op de toetsing van de blootstelling van arbeiders aan het referentiekader voor metalen en stof van het ARAB, en de inschatting van het extra risico op kanker ten gevolge van de blootstelling aan metalen anderzijds. Ook in de constructiefase is de gezondheidsimpact door het gebruik van secundaire granulaten in bouwtoepassingen aanvaardbaar zolang er gewerkt wordt conform de richtlijnen voor inhaleerbaar stof van het ARAB. Bij het gebruik van sommige secundaire materialen in sommige toepassingen is een gezondheidsrisico ten gevolge van metalen evenwel niet uit te sluiten indien de fijn stof niveaus te hoog zijn. In deze gevallen zijn maatregelen ter reductie van fijn stof (bvb. natte uitvoering van processen) doeltreffend om de risico s te beperken. Voor het merendeel van de secundaire granulaten is de gezondheidsimpact dermate beperkt dat zelfs wanneer een hoger niveau voor stofproductie (boven de ARAB norm voor inhaleerbaar stof) in rekening wordt gebracht bij arbeiders die in sterke mate worden blootgesteld aan stof (vb. door Eindrapport RecyScreed TETRA70096 103
het uitoefenen van gespecialiseerde activiteiten zoals slijpen) er voldaan wordt aan de ARAB normen voor metalen zelfs zonder dat hierbij beschermingsmaatregelen (afzuiging, bevochtigen, stofmasker, ) in overweging worden genomen. Mochten deze beschermingsmaatregelen wel in acht worden genomen zou dit typisch leiden tot een extra verlaging van de blootstelling met minimaal een factor 4 en dus een duidelijke verdere reductie van de risico s. Het referentiekader voor de blootstellingevaluatie voor de gebruikers (gebruiksfase) is veel strenger dan voor arbeiders, voornamelijk omdat er rekening gehouden wordt met de bescherming van kwetsbare bevolkingsgroepen (kinderen, bejaarden, ). Bij een typische blootstellingscenario voor gebruikers (met name een doe-het-zelf renovatie en klusjes in de woning), waarbij geen rekening gehouden wordt met mogelijke beschermingsmaatregelen (bvb. stofmaskers), is het gezondheidsrisico beperkt. Indien echter de gebruiker systematisch en heel frequent werkt met bouwmaterialen waarin secundaire granulaten verwerkt zijn waarvan het chroom(vi)-gehalte sterk verhoogd is, zonder beschermingsmaatregelen in acht te nemen, kan er een licht verhoogd risico op kanker ten gevolge van chroom(vi)-blootstelling optreden. Er dient echter duidelijk te worden gesteld dat in deze studie de concentratie van Cr(VI) in het stof geschat werd op basis van het totaal chroom-gehalte in het stof, bouwmateriaal of secundair granulaat. Algemeen kan gesteld worden dat voor de onderzochte meetcases de gezondheidsimpact door het gebruik van secundaire granulaten in bouwtoepassingen minimaal was zolang gewerkt werd conform de richtlijnen voor inhaleerbaar stof (ARAB). Bovenstaande bevindingen kunnen in het licht gesteld worden van de toepassing van puingranulaten in cementgebonden dekvloeren. Met betrekking tot de aanleg moet de dekvloer voldoende vochtig aangelegd worden om een goede chemische reactie van het cement te garanderen. Deze omstandigheden beperken de vorming van stofdeeltjes. Met betrekking tot de eindgebruikers fungeert een cementgebonden dekvloer steeds als onderfundering, zodat direct contact met de eindgebruikers quasi uitgesloten is. 9.4 Milieuwinst Voor de aanmaak van cementgebonden dekvloeren wordt thans voornamelijk gebruik gemaakt van natuurlijke granulaten. De impact van het gebruik van deze granulaten op het milieu moet op twee vlakken gesitueerd worden: De impact van de eigenlijke ontginning: o o hinder en impact op landschap, erfgoedwaarden en natuurwaarden door ontginning; energiegebruik en emissies bij ontginning. De impact van het transport: Eindrapport RecyScreed TETRA70096 104
o o energiegebruik en emissies van transport; externe kosten van geluid, ongevallen, congestie en schade aan infrastructuren door transport. Welke van beide impacten het grootste aandeel heeft zal voornamelijk afhangen van de afstand waarover de granulaten worden getransporteerd. Aangezien het aanbod van lokaal gewonnen natuurlijke granulaten slechts gedeeltelijk de Vlaamse behoefte dekt, is Vlaanderen afhankelijk van de import van granulaten uit andere regio s/landen. De impact van het transport zal dus in elk geval een belangrijke rol spelen. Dit wordt duidelijk geïllustreerd voor hoogwaardig bouwzand in figuur 17. Leveranciers van puingranulaten (permanente en mobiele puinbreekinstallaties) kennen een beduidend hogere dichtheid binnen Vlaanderen waardoor de transportafstanden kunnen worden beperkt. In dit verband kan ook wordt ook verwezen naar een studie voor de Belgische baksteenen dakpannensector. Hieruit blijkt dat de impact van het transport van de ontginning naar de productie-eenheid enkele malen groter is dan impact van de eigenlijke ontginning van het basismateriaal. Als je deze conclusie doortrekt vanuit de wetenschap dat de keramische sector traditioneel dicht bij haar basisgrondstoffen gelegen is, is het zeer waarschijnlijk dat voor bouwzand en grove granulaten, dewelke doorgaans over grotere afstanden worden vervoerd, het overwicht van de impact van het transport nog hoger zal liggen. Figuur 18 Winlocaties bouwzand (in kton) (Vermaut & Van Muylder, 2010) Tenslotte is het duidelijk dat de beschikbaarheid van natuurlijke rijkdommen binnen Vlaanderen beperkt is. Het is dan ook een permanente uitdaging om ten behoeve van de huidige en toekomstige generaties, op een duurzame wijze te voorzien in de behoefte aan oppervlaktedelfstoffen. De maatschappelijk verantwoorde ontginning van noodzakelijke oppervlaktedelfstoffen, het bevorderen van een efficiënt gebruik ervan, recyclage en de inzet van volwaardige alternatieven zijn aldus belangrijke pijlers van een duurzaam oppervlaktedelfstoffenbeleid. Eindrapport RecyScreed TETRA70096 105