BETONTECHNOLOGIE Uitgever : Belgische Betongroepering, Brussel 4 de herziene druk 2006
Deze publicatie is verkrijgbaar bij : Belgische Betongroepering vzw Voltastraat 8 1050 Brussel telefoon : 02 645 52 11 telefax : 02 640 06 70 e-mail : info@gbb-bbg.be website : www.betongroepering.be Foto s cover : rijksarchief te Mons (studiebureau Greisch; J-L DERU / photo-daylight.com), werken Antwerpse ring (foto : Jef Apers), algemeen zicht werf (foto : André Nullens) Verantwoordelijke uitgever : Robert Gheysens Drukkerij : De Bouwkroniek Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enig andere manier zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Belgische Betongroepering. De Belgische Betongroepering, de auteurs en al diegenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans is de mogelijkheid niet uitgesloten dat er zich toch fouten, onnauwkeurigheden of onvolledigheden in deze publicatie kunnen bevinden. Degene die gebruik maakt van de gegevens in deze publicatie, aanvaardt daarvoor het risico. De Belgische Betongroepering sluit, mede ten behoeve van al diegenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze publicatie. Belgische Betongroepering, 2006 ISBN 2-9600637-1-6 ISBN 978-2-9600637-1-4 (nieuwe nomenclatuur) EAN 9782960063714 D/2006/8423/02
VOORWOORD Beton ongewapend, gewapend of voorgespannen is reeds decennia lang het belangrijkste bouwmateriaal gebruikt bij kunstwerken, gebouwen en wegenbouw. Om een degelijk beton te kunnen maken, is een grondige kennis van de betontechnologie onontbeerlijk. De Beroepsvereniging voor Stortklaar Beton heeft daarom vanaf 1971 het Centrum voor Beroepsopleiding van de Betontechnologie opgericht. Dit opleidingscentrum gebruikte een tekst, die initieel werd opgesteld door diegenen die de opleiding zelf verzekerden. Aldus was de basis gelegd van de eerste elementaire cursus betontechnologie. Vrij vlug volgde een meer gespecialiseerde cursus betontechnologie. Bijna twintig jaar later, in 1990, nam de Belgische Betongroepering het initiatief om deze cursustekst te actualiseren en, in samenwerking met het Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid, opnieuw te publiceren. In 1991 kwam een tweede uitgave tot stand. De derde uitgave in 1994 was een volledig herwerkte versie, aangepast aan de recentste evolutie in de betontechnologie, de normalisatie en de certificatie. In 1998 voelde men de noodzaak om een viertal hoofdstukken uit de uitgave van 1994 te herwerken; deze herwerkte hoofdstukken werden als Complement 1998 gepubliceerd. De uitgave 1994 samen met het complement 1998 vormen de basis van het onderhavig boek (2006). De laatste ontwikkelingen en recent verschenen of herziene normen zoals de NBN EN 206-1:2001 met de nationale aanvullende norm NBN B 15-001:2004 zijn erin verwerkt, zodat de inhoud van het boek actueel is. Deze uitgave richt zich tot iedereen die met beton bezig is en behoefte heeft aan betontechnologische kennis en inzicht. Het doel van dit naslagwerk is het verschaffen van grondige kennis over de bestanddelen, de samenstelling, het vervaardigen en het verwerken van beton. Ook de eigenschappen, het uiterlijk, de controle en de duurzaamheid van beton komen uitvoerig aan bod. Een inleiding tot speciale betonsoorten werd niet vergeten waardoor het inzicht in betonmogelijkheden verruimd wordt en de horizon verder open getrokken wordt voor nieuwe toepassingen. Dit boek is vergelijkbaar met analoge initiatieven in de ons omringende landen en kan als cursus of als naslagwerk gebruikt worden. Mede in naam van de Belgische Betongroepering danken ondergetekenden al de auteurs en de leden van de coördinatiegroep voor de zeer gewaardeerde bijdragen die ze geleverd hebben. Prof.dr. ir. Lucie Vandewalle, voorzitster van de Commissie Vorming ir. Robert Gheysens, voorzitter van de Belgische Betongroepering
AUTEURS EN COÖRDINATIEGROEP HOOFDSTUK AUTEURS I Beton, een veelzijdig bouwmateriaal H. LAMBOTTE, Em. Professor, Universiteit Gent II Betonbestanddelen II.1 Cement C. LADANG, Raadgevend ingenieur, CBR. Cementbedrijven C. XHONNEUX, Raadgevend ingenieur, CBR Cementbedrijven II.2 Granulaten J. HOREMANS, Verantwoordelijke Promotie, UCP II.3 Water P. MAGERA, Product Manager Admixtures, SIKA C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, Federatie van de Belgische Cementnijverheid (FEBELCEM) II.4 Hulpstoffen P. MAGERA, Product Manager Admixtures, SIKA C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, FEBELCEM II.5 II.5.1 Toevoegsels Vliegas, microsilica, fillers, slakken, ) C. LADANG, Raadgevend ingenieur, CBR. Cementbedrijven II.5.2 Pigmenten C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, FEBELCEM II.6 Polymeren A. BEELDENS, dr. ir. - Onderzoeker, Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW) II.7 Polypropyleenvezels voor mortel en beton F. DEMULDER, Gedelegeerd Bestuurder, DEMULA
III IV Eigenschappen van betonspecie en van verhardend beton Verhard beton en zijn eigenschappen G. DE SCHUTTER, Prof. dr. ir., Laboratorium Magnel voor Betononderzoek Universiteit Gent L. VANDEWALLE, Prof. dr. ir., KULeuven V Duurzaamheid van beton J. APERS, Hoofdingenieur Gebouwen, FEBELCEM VI Specificatie van beton J. APERS, Hoofdingenieur Gebouwen, FEBELCEM VII Betonsamenstelling L. CHRISTIAENS, Business Development Manager, F.S.B.P. G. DE SCHUTTER, Prof. dr. ir., Laboratorium Magnel voor Betononderzoek Universiteit Gent VIII Controle en certificatie van beton B. DE BLAERE, Directeur BCCA IX Productie en vervoer P. FAFCHAMPS, Kwaliteitsverantwoordelijk, NV Holcim Beton België X Verwerking van het beton V. POLLET, ir. Adjunct- Diensthoofd, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) XI Ontkisting, nabehandeling en bescherming van beton V. POLLET, ir. Adjunct- Diensthoofd, WTCB XII Speciale betonsoorten XII.1 Hogesterktebeton P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven XII.2 Licht beton P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven XII.3 Schuimbeton P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven XII.4 Onderwaterbeton (colloïdaalbeton) G. VERMEULEN, Ingenieur Kwaliteit, INTER-BETON XII.5 Vuurvast beton J. TIRLOCQ, Verantwoordelijke Kwaliteit, BCRC / INISMA XII.6 Staalvezelbeton L. VANDEWALLE, Prof. dr. ir., KULeuven
XII.7 Zelfverdichtend beton V. DIERYCK, ir. Adjunct- Laboverantwoordelijke, WTCB J. DESMYTER, ir. Diensthoofd - Afdeling structuren, WTCB XII.8 Spuitbeton M. VANDEWALLE, Raadgevend ingenieur - Bouw, Bekaert XII.9 Zicht- en sierbeton J. APERS, Hoofdingenieur - Gebouwen, FEBELCEM XII.10 Zwaar beton P. MINNE, Docent - Afdeling Bouwkunde, Kaho Sint-Lieven XIII Betonstaal L. TAERWE, Gewoon Hoogleraar - Directeur Laboratorium Magnel voor Betononderzoek Universiteit Gent XIV Bekisting J. APERS, Hoofdingenieur - Gebouwen, FEBELCEM XV Wegenbeton L. RENS, Raadgevend ingenieur - Wegen, FEBELCEM C. PLOYAERT, Raadgevend ingenieur - Materialen en Toepassingen, FEBELCEM COÖRDINATIEGROEP J. APERS, Hoofdingenieur - Gebouwen, FEBELCEM A. BROUCKE, Em. Professor, Vrije Universiteit Brussel - Hoofdredacteur J-F. DENOËL, Raadgevend ingenieur - Gebouwen, FEBELCEM P. HARDY, Raadgevend ingenieur Technologie cement en beton, FEBELCEM L. VANDEWALLE, Prof. dr. ir., KULeuven - Voorzitster Commissie Vorming
Inhoudstafel 585 INHOUDSTAFEL VOORWOORD 3 AUTEURS EN COÖRDINATIEGROEP 5 HOOFDSTUK I : BETON, EEN VEELZIJDIG BOUWMATERIAAL 9 1. Betontechnologie...9 2. Beton...9 3. Geschiedenis van beton als constructiemateriaal...11 3.1. Beton en metselwerk - de boogconstructie...11 3.2. Gewapend beton - van boog naar balk...12 3.3. Voorgespannen beton - het verleggen van de grenzen...14 4. De ontwikkelingen in de betontechnologie...17 4.1. De betonsamenstelling...17 4.2. Productie en verwerking...19 4.3. Normalisatie, certificatie, kwaliteit...20 5. Besluit...21 HOOFDSTUK II : BETONBESTANDDELEN 23 Hfst. II.1 : CEMENT 23 1. Definitie...23 2. Historiek...23 2.1 Natuurlijk cement...23 2.2. Kunstmatig cement...24 3. Samenstellende bestanddelen...25 3.1. Portlandklinker...25 3.1.1. Definitie...25 3.1.2. Basisgrondstoffen...26 3.1.3. Fabricatieprocessen...27 3.1.4. Chemische en mineralogische samenstelling klinker...31 3.2. Gegranuleerde hoogovenslak...33 3.2.1. Definitie...33 3.2.2. Basisgrondstoffen en fabricatieproces...33 3.2.3. Scheikundige samenstelling van de slak...34 3.2.4. Mineralogische samenstelling van de slak...36 3.3. Vliegas...36 3.3.1. Definitie...36
Inhoudstafel 586 3.3.2. Chemische samenstelling... 37 3.4. Kalksteen... 38 3.5. Andere hoofdbestanddelen... 39 3.6. Nevenbestanddelen... 39 3.7. Toevoegingen... 40 3.8. Calciumsulfaat... 40 4. Productie van cement door doseren/malen van de bestanddelen... 41 4.1. Verschillende cementtypes, samenstelling, genormaliseerde aanduiding... 41 4.2. Maalproces met kogelmolen... 43 4.3. Maalproces met rollenpers... 45 4.4. Separatoren... 46 4.5. Verzending van het cement... 47 5. Normeisen NBN EN 197-1... 47 5.1. Mechanische eisen... 48 5.1.1. De normsterkte... 48 5.1.2. De beginsterkte... 48 5.2. Fysische eisen... 49 5.3. Chemische eisen... 49 5.3.1. Sulfaat-en chloridegehalte... 49 5.3.2. Gloeiverlies en onoplosbare rest... 49 5.4. Duurzaamheideisen... 50 6. Controle van het cement... 51 6.1. Belangrijkste controleproeven... 51 6.1.1. Bepaling van de mechanische sterkte (NBN EN 196-1)... 51 6.1.2. Bepaling van de binding en van de stabiliteit (NBN EN 196-3)... 51 6.1.3. Bepaling van de maalfijnheid... 53 6.1.4. Bepaling van de hydratatiewarmte... 53 6.1.5. Chemische analyse... 53 6.2. Evaluatie van de conformiteit... 54 6.3. Conformiteitsmerk... 56 7. Speciale cementsoorten... 57 7.1. Cement met laag alkaligehalte... 57 7.2. Cement met hoge bestandheid tegen sulfaten... 58 7.3. Cement met lage hydratatiewarmte... 58 7.4. Cement met hoge aanvangssterkte... 59 7.5. Wit cement... 59 7.6. Aluminaatcement... 60 7.7. Overgesulfateerd cement... 61 8. Toepassingsgebied cementsoorten... 61 9. Milieuaspecten... 62 10. Aspecten betreffende veiligheid en gezondheid... 62 11. Bibliografie... 64 Bijlage : uittreksel uit de veiligheidsvoorschriften... 64
Inhoudstafel 587 Hfst. II.2 : GRANULATEN 67 1. Inleiding...67 1.1. Definitie...67 1.2. Waarom granulaten...67 2. Hoe worden de granulaten onderverdeeld?...67 2.1. Onderverdeling naar grootte...67 2.2. Onderverdeling naar volumieke massa...68 2.3. Onderverdeling naar oorsprong...68 2.4. Onderverdeling naar ontstaanswijze...69 2.4.1. Gesteente...69 2.4.2. Zand...71 3. Beschikbaarheid van granulaten in België...72 3.1. Grove granulaten...72 3.1.1. Natuurlijke granulaten...72 3.1.2. Kunstmatige granulaten...77 3.2. Fijne granulaten...78 4. Kenmerken van de granulaten gebruikt in de betonsector...78 4.1. Algemene kenmerken...78 4.2. Proeven op granulaten...78 4.2.1. Normen en eisen...78 4.2.2. Eigenschappen van granulaten voor beton...79 Hfst. II.3 : WATER 89 1. Inleiding...89 2. Het water in het beton...89 3. Vereiste kwaliteiten voor het water...90 3.1. Watertypes...90 3.2. Monstername...91 3.3. Proeven en vereisten...92 4. Invloed van de watertemperatuur...93 Hfst. II.4 : HULPSTOFFEN 97 1. Inleiding...97 1.1. Definitie...97 1.2. Gebruiksvoorzorgen...98 2. De hulpstoffen voor beton en hun eigenschappen...98 2.1. Plastificeerder - waterreduceerder...98 2.1.1. Definitie...98 2.1.2. Basisproducten...98 2.1.3. Werking...99 2.1.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)...100 2.1.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden...100 2.1.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton...100 2.1.7. Toepassingsgebieden...101
Inhoudstafel 588 2.2 Superplastificeerder - sterk waterreduceerder... 101 2.2.1. Definitie... 101 2.2.2. Basisproducten... 101 2.2.3. Werking... 101 2.2.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)... 102 2.2.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden... 102 2.2.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton... 103 2.2.7. Toepassingsgebieden... 104 2.3. Watervasthoudende hulpstof... 104 2.3.1. Definitie... 104 2.3.2. Basisproducten... 104 2.3.3. Werking... 104 2.3.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)... 105 2.3.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden... 105 2.3.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton... 105 2.3.7. Toepassingsgebieden... 105 2.4. Luchtbelvormer... 105 2.4.1. Definitie... 105 2.4.2. Basisproducten... 106 2.4.3. Werking... 106 2.4.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)... 108 2.4.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden... 109 2.4.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton... 111 2.4.7. Toepassingsgebieden... 111 2.5. Bindings- en verhardingsversnellers... 111 2.5.1. Definitie... 111 2.5.2. Basisproducten... 112 2.5.3. Werking... 112 2.5.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)... 112 2.5.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden... 112 2.5.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton... 113 2.5.7. Toepassingsgebieden... 113 2.6. Bindingsvertrager... 113 2.6.1. Definitie... 113 2.6.2. Basisproducten... 113 2.6.3. Werking... 113 2.6.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)... 114 2.6.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden... 114 2.6.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton... 114 2.6.7. Toepassingsgebieden... 114 2.7. Waterdichtingsmiddel in de massa... 115 2.7.1. Definitie... 115 2.7.2. Basisproducten... 115 2.7.3. Werking... 115 2.7.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2)... 115 2.7.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden... 115 2.7.6. Gevolgen voor het verse en het verharde beton... 116 2.7.7. Toepassingsgebieden... 116 3. Besluiten... 116
Inhoudstafel 589 4. Bibliografie...117 Hfst II.5 : TOEVOEGSELS 119 Hfst. II.5.1 : VLIEGAS, MICROSILICA, FILLERS, SLAKKEN, 119 1. Inleiding...119 2. Vliegas...120 2.1. Inleiding...120 2.2. Kwaliteit poederkoolvliegas...120 2.3. Definitie...120 2.4. Chemische samenstelling en fysische kenmerken...121 2.5. Mineralogische eigenschappen...122 2.6. Puzzolane activiteit...122 2.7. Korrelopbouw en korrelvorm...123 2.8. Het gehalte aan onverbrande kool...123 2.9. Vliegas als gedeeltelijke cementvervanging...123 3. Gemalen hoogovenslak...125 4. Microsilica...126 4.1. Inleiding...126 4.2. Handelsvormen...127 4.3. Chemische samenstelling en fysische kenmerken...127 4.4. Toepassing in beton...128 5. Inerte toevoegsels...130 6. Toepassing van toevoegsels...130 7. Bibliografie...131 Hfst. II.5.2 : PIGMENTEN 133 1. Inleiding...133 2. Eisen gesteld aan de kleurstoffen gebruikt in beton...133 3. Types kleurstoffen...133 4. Gebruik van de kleurstoffen...134 5. Bibliografie...134 Hfst. II.6 : POLYMEREN 135 1. Situering...135 2. Eigenschappen van polymeerdispersies voor polymeermodificatie...136 3. Geïntegreerd model voor polymeermodificatie...139 3.1. Polymeerfilmvorming in aanwezigheid van cement...140 3.2. Cementhydratatie in polymeer gemodificeerd materiaal...141
Inhoudstafel 590 4. Invloed van polymeermodificatie op mechanische en fysische eigenschappen van mortel of beton... 142 5. Besluit... 143 6. Bibliografie... 144 Hfst. II.7 : POLYPROPYLEENVEZELS VOOR MORTEL EN BETON 145 1. Inleiding... 145 2. Vermindering van scheurvorming.... 145 3. Werking van polypropyleenvezels in plastische fase van het beton... 145 4. Werking van polypropyleenvezels in verhard beton.... 146 5. Aanvullende inlichtingen... 146 6. Bibliografie... 146 HOOFDSTUK III : EIGENSCHAPPEN VAN BETONSPECIE EN VAN VERHARDEND BETON 147 1. Het hydratatieproces... 147 2. Hydratatiegraad... 151 3. Relatie tussen microstructuurvorming en macro-eigenschappen... 153 4. Betonspecie... 155 4.1. Consistentie... 155 4.2. Praktische meting van de consistentie... 156 4.2.1. Zetmaat (NBN EN 12350-2)... 156 4.2.2. Schokmaat (NBN EN 12350-5)... 157 4.2.3. VeBe-consistometer (NBN EN 12350-3)... 158 4.2.4. Verdichtingsgraad van Walz (NBN EN 12350-4)... 158 4.3. Consistentieklassen... 159 4.4. Binding... 160 4.5. Luchtgehalte... 161 4.6. Volumieke massa... 161 5. Verhardend beton... 161 5.1. Warmteontwikkeling... 161 5.2. Sterkteontwikkeling... 164 5.3. Stijfheidsontwikkeling... 165 5.4. Breukrek... 166 5.5. Diagram spanning-vervorming... 166 5.6. Coëfficiënt van Poisson... 167 5.7. Krimp... 168 5.8. Kruip... 168 5.9. Thermische eigenschappen... 169 6. Invloed van de temperatuur op eigenschappen van vers en verhardend beton... 169
Inhoudstafel 591 7. Invloed van de relatieve vochtigheid op eigenschappen van vers en verhardend beton...171 8. Sterktevoorspelling van verhardend beton in de praktijk...172 9. Bibliografie...174 HOOFDSTUK IV : VERHARD BETON EN ZIJN EIGENSCHAPPEN 175 1. Volumieke massa...175 2. Sterkte...176 2.1. Druksterkte...176 2.2. Treksterkte...178 2.3. Sterkteklassen...181 3. Vervorming...183 3.1. Elasticiteitsmodulus...183 3.2. Coëfficiënt van Poisson...184 3.3. Thermische eigenschappen...184 3.3.1. Thermische uitzettingscoëfficiënt...184 3.3.2. Soortelijke warmte...185 3.3.3. Volumieke soortelijke warmte...185 3.4. Krimp...185 3.5. Kruip...187 4. Thermisch en akoestisch isolatievermogen...190 5. Gedrag van beton in extreme omstandigheden...191 5.1. Invloed van hoge temperaturen...191 5.2. Invloed van lage temperaturen...193 6. Bibliografie...194 HOOFDSTUK V : DUURZAAMHEID VAN BETON 195 1. Inleiding...195 2. Theoretische achtergrond...196 2.1. Transportmechanismen in beton...196 2.1.1. Poriënstructuur...196 2.1.2. Permeabiliteit...198 2.1.3. Verschillende transportmechanismen...200 2.1.4. Besluit...208 2.2. Scheurvorming...209 2.2.1. Toelaatbare scheuren...209 2.2.2. Ontoelaatbare scheurvorming...210 3. Aantastingmechanismen...211 3.1. Milieuklassen en duurzaamheidseisen...211 3.1.1. Milieuklassen...211 3.1.2. Duurzaamheidseisen...212 3.2. Aantasting door corrosie...212
Inhoudstafel 592 3.2.1. Corrosiemechanisme... 212 3.2.2. Beschermende werking van de betondekking.... 214 3.2.3. Door carbonatatie geïnitieerde corrosie... 214 3.2.4. Door chloride geïnitieerde corrosie... 218 3.3. Aantasting door vorst/dooicycli (met en zonder dooizouten)... 222 3.3.1. Vorst/dooicycli... 222 3.3.2. Vorst/dooicycli in combinatie met dooizouten... 226 3.4. Aantasting door alkalisilicareactie.... 227 3.4.1. Mechanisme.... 227 3.4.2. Hoe schade voorkomen?... 228 3.5. Chemische aantasting door externe zouten en zuren... 230 3.5.1. Destructie door expansieve zouten (sulfaataantasting)... 230 3.5.2. Oplossen van cementsteen door zuren... 231 3.5.3. Afbraak van cementsteen door zouten... 232 4. Duurzaamheidseisen in de praktijk... 233 4.1. Toepassing van milieuklassen... 233 4.2. Omgevingsklassen : definitie en duurzaamheidseisen... 234 4.3. Betondekking... 235 4.3.1. Algemeen... 235 4.3.2. Minimale betondekking... 236 4.3.3. Tolerantie... 236 5. Schade door brand... 237 6. Besluit... 238 7. Tabellen... 239 8. Bibliografie... 249 HOOFDSTUK VI : SPECIFICATIE VAN BETON 251 1. NBN EN 206-1:2001 en NBN B 15-001:2004... 251 2. Basiseisen A, B, C en D... 251 2.1. Druksterkte (A)... 251 2.2. Duurzaamheid (B)... 252 2.3. Consistentie (C)... 252 2.4. Korrelafmeting (D)... 253 3. Aanvullende eisen (E)... 253 4. Het voorschrijven van beton... 254 5. Bibliografie... 254 HOOFDSTUK VII : BETONSAMENSTELLING 259 1. Inleiding... 259 1.1. Specificatie van de kwaliteit van het beton... 259 1.2. Omzetten van prestatie-eisen naar een betonsamenstelling - randvoorwaarden... 260 1.3. Kwaliteit : garanties en verantwoordelijkheid... 261 1.4. Cementmatrix... 262
Inhoudstafel 593 1.5. Het inert skelet...262 1.6. Optimale betonsamenstelling...262 1.7. Kwaliteitsborging...263 2. Theoretisch wetenschappelijk kader...263 3. Wetenschappelijk onderzoek van de cementmatrix...264 3.1. Verband tussen betonsamenstelling en drukweerstand...264 3.1.1. Formule van FERET...264 3.1.2. Opmerkingen bij de formule van FERET...266 3.1.3. Oefeningen...268 3.1.4. Andere formules...269 3.1.5. Gebruik van de formules als basis voor de betonfamilie...271 3.1.6. Het begrip W/C-factor (of C/W-factor)...272 3.2. Duurzaamheid...272 3.2.1. Eisen en betontypes...272 3.2.2. Invloed van het luchtgehalte en de verdichting...273 3.2.3. Oefeningen...275 3.3. Invloed van de consistentieklasse...276 3.3.1. Inleiding...276 3.3.2. Bepaling van de waterbehoefte en de waterdosering...277 3.3.3. Bepaling van de hoeveelheid hulpstoffen...281 3.3.4. Bepaling van het gehalte aan fijne stoffen...282 3.4. D max...284 3.5. Eventuele bijkomende eisen...284 3.6. Samenvatting in verband met de cementmatrix :...284 4. Opbouw van het inerte skelet en optimale samenstelling...285 4.1. Optimale korrelverdelingscurven...285 4.1.1. Formule van FULLER...286 4.1.2. Andere formules Formule van BOLOMEY...288 4.2. Rekenkundige methoden...290 4.2.1. De methode van de kleinste kwadraten...290 4.2.2. De methode van de fijnheidsmodulus...291 4.3. Grafische methode...291 4.4. Controle en berekening van de samenstelling...292 4.4.1. Controle van de mengverhoudingen...292 4.4.2. Omzetting van de ideale korrelkromme naar een te produceren samenstelling...293 4.5. Invloed van de bekistingen of van de vorm van het te betonneren volume...294 4.5.1. Wandeffect...294 4.5.2. Gemiddelde straal...295 4.5.3. Verband tussen de gemiddelde straal en D max...296 4.5.4. Invloed van het wandeffect op de zand/grind verhouding...296 5. Controle van de betonsamenstelling en de bijkomende eisen...298 5.1. Rendementscontrole...298 5.2. W/C factor...298 5.3. Gehalte aan fijne deeltjes (< 250 µm)...298 5.4. Chloridegehalte...298 5.5. Alkaligehalte (natriumequivalent)...299
Inhoudstafel 594 5.6. Rekenvoorbeeld... 299 6. Praktische uitwerking van een betonsamenstelling... 300 6.1. Bepalen van het cement-, water- en luchtgehalte... 300 6.1.1. Bepalen van het luchtgehalte... 300 6.1.2. Bepalen van de W/C-factor en het cementgehalte... 301 6.2. Dosering van de hulpstoffen... 304 6.3. Bepaling van de granulaten... 304 6.4. Controle van de betonsamenstelling... 304 7. Bijlagen... 305 7.1. Rekenmethodes voor de ideale korrelkrommen... 305 7.1.1. Methode van de kleinste kwadraten... 305 7.1.2. De methode van de fijnheidsmodulus... 307 8. Bibliografie... 309 HOOFDSTUK VIII : CONTROLE EN CERTIFICATIE VAN BETON 311 1. Inleiding... 311 1.1. Kwaliteit van beton... 311 1.2. De regels van de kunst voor beton... 311 1.3. Wie is verantwoordelijk voor kwaliteit?... 312 1.4. Begrippen met betrekking tot kwaliteitsborging... 313 2. De specificatie... 313 2.1. Algemeen... 313 2.2. Verhard beton... 314 2.2.1. Mechanische eigenschappen... 314 2.2.2. Duurzaamheid... 315 2.2.3. Verwerking... 316 2.2.4. De korrelverdeling... 316 2.2.5. Esthetische kenmerken... 316 2.2.6. Andere kenmerken... 316 3. Beheersing en controle van de betonproductie... 317 3.1. Organisatie van het productiesysteem... 317 3.2. Keuze van de bestanddelen... 317 3.2.1. De algemene geschiktheid... 317 3.2.2. De specifieke geschiktheid... 318 3.3. De bepaling, de identificatie en de groeperingen van producten... 318 3.4. De initiële typeproeven... 318 3.5. De beheersing van het productieproces of productiecontrole... 319 3.5.1. Algemeen... 319 3.5.2. De ingangskeuring van de bestanddelen... 320 3.5.3. De bewaring van de bestanddelen... 320 3.5.4. De controle van de productieapparaten... 320 3.5.5. De meet- en proefuitrusting... 320 3.5.6. Verificaties tijdens de productie... 321 3.6. Conformiteitscontrole... 321 3.6.1. Algemeen... 321
Inhoudstafel 595 3.6.2. Gecontroleerde eigenschappen...321 3.6.3. Monsterneming en criteria...321 3.6.4. Werkwijze bij monsterneming en beproeving...322 3.6.5. Doseringscontrole...322 3.6.6. Interpretatie en correctieve maatregelen...322 3.7. Leveringsdocumenten en informatie...323 3.7.1. Informatie...323 3.7.2. Leveringsbons...323 4. Aanvaardingskeuring en certificatie...323 4.1. Aanvaardingskeuring...323 4.2. Certificatie...324 4.2.1. Algemeen...324 4.2.2. Certificatieschema's en reglementen...325 4.2.3. Hoofdprincipes...325 5. Controle bij de verwerking op de bouwplaats...326 5.1. Algemeen...326 5.2. Controles bij levering van het beton...326 5.2.1. Productiecontrole en certificatie...326 5.2.2. Nazicht leveringsbons...326 5.2.3. Nazicht van het vers beton...327 5.2.4. Toevoeging van hulpstoffen en andere bestanddelen...327 5.2.5. Controle van de samenstelling van vers beton...327 5.2.6. Monsternemingen voor proeven op verhard beton...328 5.2.7. Controle van het gedrag van het beton tijdens de verwerking...328 5.2.8. De verwerkingstijd...328 5.3. Controle op de verwerkingsmiddelen en het verwerkingsproces...329 5.3.1. Voorbereiding...329 5.3.2. Controle tijdens de verwerking...329 5.4. De nabehandeling...330 5.5. De opvolging van de verharding...330 5.5.1. Doelstelling...330 5.5.2. Drukproeven op bouwplaatsproefstukken...330 5.5.3. Voorspelling van de druksterkte...331 5.5.4. Niet-destructieve metingen...331 6. Controle bij de prefabricage...331 6.1 Algemeen...331 6.2 Prestatie-eigenschappen van een geprefabriceerd betonelement...332 6.3 Producttypes qua ontwerpfilosofie...332 6.4 Kwaliteitszorg voor de prefabricage...332 6.5 Het belang van ontwerp en ontwikkeling...333 6.6 De productiecontrole...333 6.7 Keuring, certificatie en CE-markering...333 7. Controles op gerealiseerde bouwwerken...334 7.1. Algemeen...334 7.2. De bepaling van sterkte-eigenschappen door uitgeboorde cilinders...335 7.3. Algemeen duurzaamheidonderzoek en schadediagnose...335 7.3.1. Niet-destructieve mechanische proeven...335 7.3.2. Mechanische proeven op uitgeboorde cilinders...336
Inhoudstafel 596 7.3.3. Fysische proeven op uitgeboorde of uitgezaagde stukken... 336 7.3.4. Chemische analyse van monsters verhard beton... 336 7.3.5. Snelle chemische en elektrochemische identificatiemethoden... 336 7.3.6. Petrografisch microscopisch onderzoek op slijpplaatjes... 336 7.3.7. Simulatieproeven op monsters verhard beton... 337 7.3.8. Metingen van de wapeningsdekking en eventuele corrosie... 337 8. Bepaling van de druksterkte - methoden voor beproeving, keuring en interpretatie... 337 8.1. De proefmethode... 337 8.2. De proefstukken... 338 8.2.1. Controleproefstukken... 338 8.2.2. Bouwplaatsproefstukken... 338 8.2.3. Uit het werk genomen proefstukken... 338 8.3. Monsterneming, bewaring en tijdstip van beproeving... 338 8.4. De beproeving volgens NBN B 15-220... 339 8.5. Invloed van de afmetingen van het proefstuk op de druksterkte... 339 8.6. Begrippen over statistiek toegepast bij de controle van de betondruksterkte... 340 8.6.1. Algemeenheden... 340 8.6.2. Normale verdeling of de Gauss-curve... 340 8.6.3. Karakteristieke sterkte... 343 8.7. Conformiteitscontrole... 345 8.7.1. Algemeen... 345 8.7.2. ITT (Initial Type Test Initiële typeproef)... 345 8.7.3. Conformiteitscontrole als onderdeel van de productiecontrole... 345 8.7.4. Conformiteitscontrole als onderdeel van aanvaardingskeuringen... 347 8.8. Invloed van de ouderdom op de druksterkte... 350 8.9. Invloed van de omgevingstemperatuur op de verharding... 351 8.10. Controle op bouwplaatsproefstukken - te bereiken waarden voor de effectieve druksterkte... 352 8.10.1. Algemene minimale waarden voor betonconstructies... 352 8.10.2. Minimum waarden voor specifieke toepassingen... 352 8.10.3. Voorwaarden waaraan de resultaten van de drukproeven op de bouwplaatsproefstukken moeten voldoen... 353 8.10.4. Controle van de effectieve druksterkte van het beton voor geprefabriceerde elementen... 353 9. Bijlagen... 354 HOOFDSTUK IX : PRODUCTIE EN VERVOER 361 1. Inleiding... 361 2. Types betoncentrales... 362 2.1. Volgens de toegepaste fabricagemethode... 363 2.2. Volgens de fabricagewijze... 364 2.3. Volgens de configuratie van de centrale... 364 2.4. Volgens de graad van verplaatsbaarheid... 365 3. Aanvoer en opslag van de bestanddelen... 366 3.1. Algemeenheden... 366
Inhoudstafel 597 3.2. Cement...367 3.2.1. Aanvoer...367 3.2.2. Opslag...367 3.2.3. Voorzorgen...367 3.2.4.Verlading...368 3.3. Granulaten...368 3.3.1. Aanvoer...368 3.3.2. Opslag...368 3.3.3. Voorzorgen...370 3.3.4. De verlading...374 3.4. Aanmaakwater...375 3.4.1. Aanvoer en opslag...375 3.4.2. Voorzorgen en behandeling...376 3.5. Hulpstoffen en toevoegsels...376 3.5.1. Aanvoer en opslag...376 3.5.2. Voorzorgen en behandeling...376 4. Dosering van de bestanddelen...377 4.1. Algemeenheden...377 4.2. Cement...378 4.3. Granulaten...379 4.3.1. Volumedosering...379 4.3.2. Massadosering...380 4.4. Water...381 4.5. Hulpstoffen...382 4.6. Toevoegsels van het type I of II...382 5. Menging van de betonspecie...382 5.1. Algemeenheden...382 5.2. Types betonmengers...383 5.2.1. Betonmengers met discontinue productie...383 5.2.2. Betonmengers met continue productie...385 5.3. Basisprincipes...386 5.3.1. Volgorde van het inbrengen van de bestanddelen...386 5.3.2. Vullingsgraad...386 5.3.3. Mengtijd...387 5.4. Lossen van de menger...387 6. Transport van betonspecie...387 6.1. Lange afstanden...387 6.1.1. Mengwagen / truckmixer...387 6.1.2. Roerwagen...389 6.1.3. Vrachtwagen met laadbak...389 6.2. Korte afstanden...390 6.2.1. Rechtstreeks storten in de bekisting...390 6.2.2. Gebruik van stortgoten of van stortbuizen...390 6.2.3. Gebruik van kruiwagens of van kiepkarren...390 6.2.4. Gebruik van transportbanden...391 6.2.5. Gebruik van een kubel of van een grijper met een hijskraan...391 6.2.6. Gebruik van de betonpomp...392
Inhoudstafel 598 HOOFDSTUK X : VERWERKING VAN HET BETON 393 1. Inleiding... 393 2. Controles vóór de plaatsing van het beton... 394 2.1. Bekistingen... 394 2.2. Wapeningen... 394 2.3. Beton... 395 3. Toevoegingen aan het beton op de bouwplaats... 395 3.1. Watertoevoeging... 395 3.2. Toevoeging van een superplastificeerder sterk waterreduceerder... 395 3.3. Toevoeging van vezels... 396 4. Speciale betonneringstechnieken... 396 4.1. Betonpompen en pompbaar beton... 396 4.1.1. Betonpompen... 396 4.1.2. Pompbaar beton... 399 4.1.3. Praktische opmerking... 400 4.2. Beton storten onder water... 400 5. Storten van het beton in een bekisting... 401 6. Verdichten... 402 6.1. Inleiding... 402 6.2. Trillen... 403 6.2.1. Trilnaalden... 403 6.2.2. Bekistingstrillers... 407 6.2.3. Oppervlaktetrillers... 408 6.2.4. Triltafel... 408 6.3. Verdichten door schokken... 408 6.4. Verdichten door persen... 409 6.5. Walsen (pletten)... 409 6.6. Centrifugeren... 409 7. Stortnaden... 410 8. Bibliografie... 410 HOOFDSTUK XI : ONTKISTING, NABEHANDELING EN BESCHERMING VAN BETON 411 1. Inleiding... 411 2. Bescherming van jong beton tegen uitdroging... 411 2.1. Verdamping van het water aan het betonoppervlak... 411 2.2. Nadelige gevolgen van de uitdroging van het betonoppervlak... 412 2.2.1. Stilvallen van de hydratatie... 413 2.2.2. Scheurvorming ten gevolge van plastische en vroegtijdige hydraulische krimp... 413 2.3. Nabehandelingsmethodes... 414 2.3.1. De bekisting laten staan... 415 2.3.2. Beschermen met zeilen in kunststof of met dekpanelen... 415 2.3.3. Aanbrengen van natte bedekkingen... 415
Inhoudstafel 599 2.3.4. Nabehandeling met water...416 2.3.5. Aanbrengen van een nabehandelingsproduct (curing compound)...416 2.4. Duur van de nabehandeling...417 2.4.1. Algemeenheden...417 2.4.2. Aanbevelingen...418 3. Bescherming van het verse beton tegen de regen...419 4. Bescherming van het verse beton tegen vorst...420 4.1. Invloed van de koude op vers beton...420 4.1.1. Vertraging van de verharding...420 4.1.2. Vorstschade bij vers beton...420 4.2. In de winter te nemen voorzorgsmaatregelen...421 4.2.1. Weertypes...421 4.2.2. Bijzondere maatregelen...422 4.2.3. Controle...423 5. Bescherming van verhardend beton tegen scheurvorming van thermische oorsprong...424 5.1. Warmteontwikkeling in verhardend beton...424 5.1.1. Isotherme omgeving...424 5.1.2. Adiabatische omgeving...425 5.2. Gevolgen van de warmteontwikkeling...425 5.2.1. Scheurvorming ten gevolge van temperatuurgradiënten...425 5.2.2. Scheurvorming ten gevolge van uitwendig belemmerde vervormingen...426 5.3. Maatregelen ter voorkoming van thermische scheuren...427 5.3.1. Algemeenheden...427 5.3.2. Isolatiemaatregelen...427 5.3.3. Afkoeling van het element in de verhardingsfase...428 6. Het ontkisten...428 6.1. Het tijdstip van ontkisten...428 6.1.1. Algemeenheden...428 6.1.2. Aanbevelingen...429 6.2. Bijzondere gevallen...430 6.3. Versnellen van de verharding...430 6.3.1. Algemeenheden...430 6.3.2. Stoomverharding...431 7. Bescherming van het verharde beton tegen een chemisch agressieve omgeving...432 7.1. Chemische aantasting van beton...432 7.1.1. Mechanisme van de chemische aantasting van beton...432 7.1.2. Graad van agressiviteit van de chemische aantasting...433 7.2. Oppervlaktebeschermingsmiddelen...434 7.2.1. Algemeenheden...434 7.2.2. Hydrofoberen...434 7.2.3. Oppervlakteversteviging...435 7.2.4. Gebruik van coatings...436 7.3. Aanbrengen van coatings op beton...437
Inhoudstafel 600 8. Bibliografie... 438 HOOFDSTUK XII : SPECIALE BETONSOORTEN 439 Hfst. XII.1 : HOGESTERKTEBETON 439 1. Definitie... 439 2. Bestanddelen en hulpstoffen... 439 3. Specificatie van hogesterktebeton... 440 4. Eigenschappen en karakteristieken van hogesterktebeton... 441 5. Mengselontwerp van hogesterktebeton... 442 6. Toepassingen van hogesterktebeton... 443 7. Bibliografie... 443 Hfst. XII.2 : LICHT BETON 445 1. Definitie en omschrijving... 445 2. Eigenschappen en keuze van de lichte granulaten... 446 3. Specificatie van licht beton... 448 4. Eigenschappen en karakteristieken van licht beton... 449 5. Mengselontwerp van licht beton... 454 6. Verwerking en plaatsing : voorzorgsmaatregelen... 456 7. Toepassingen van licht beton... 457 8. Bibliografie... 458 Hfst. XII.3 : SCHUIMBETON 459 1. Definitie... 459 2. Granulaten, schuim, schuimmiddelen en hulpstoffen... 459 2.1. Granulaten... 459 2.2. Schuim en schuimmiddelen... 459 2.3. Hulpstoffen... 460 3. Specificatie van schuimbeton... 460 4. Eigenschappen en karakteristieken van schuimbeton... 460 5. Mengselontwerp van schuimbeton... 462 6. Vervaardigingsmethodes van schuimbeton... 463 7. Voorzorgsmaatregelen... 464 8. Toepassingen van schuimbeton... 464 9. Bibliografie... 465
Inhoudstafel 601 Hfst. XII.4 : ONDERWATERBETON (COLLOÏDAALBETON) 467 1. Inleiding...467 2. Omschrijving van colloïdaal beton...469 3. Classificatie en gebruik...472 4. Waterdicht colloïdaal beton...472 4.1. Omschrijving...472 4.2. Specificaties van waterdicht colloïdaal beton...472 4.3. Plaatsen van waterdicht colloïdaal beton...473 5. Waterdoorlatend colloïdaal beton...474 5.1. Omschrijving...474 5.2. Specificaties van waterdoorlatend colloïdaal beton...476 5.3. Plaatsen van waterdoorlatend colloïdaal beton...478 6. Colloïdaal penetratiebeton voor oeverbekleding...478 6.1. Omschrijving...478 6.2. Specificeren van colloïdaal penetratiebeton...479 6.3. Plaatsen van colloïdaal penetratiebeton...479 7. Bibliografie...480 Hfst. XII.5 : VUURVAST BETON 481 1. Omschrijving...481 2. Bestanddelen...481 3. Types vuurvast beton op basis van aluminaatcement...482 4. Hydratatie van aluminaatcement...482 5. Verwerking...482 6. Drogen en opstarten van een installatie...483 7. Doelstellingen van de nieuwe betonsoorten met laag en met zeer laag cementgehalte (LC en ULC)...484 8. Bibliografie...484 Hfst. XII.6 : STAALVEZELBETON 485 1. Definitie...485 2. Staalvezels...485 3. Werking van de staalvezels...486 4. Samenstelling en verwerking van staalvezelbeton...486 5. Eigenschappen van staalvezelbeton...488 6. Toepassingen...488 7. Bibliografie...489
Inhoudstafel 602 Hfst. XII.7 : ZELFVERDICHTEND BETON 491 1. Inleiding... 491 2. Technologie... 491 3. Formulering van een zelfverdichtend beton... 494 4. Karakteriseringmethodes... 496 5. Eigenschappen van het verharde beton... 499 6. Productie en verwerking... 499 7. Aanbevelingen in Europa... 500 8. Toepassingen... 501 9. Bibliografie... 502 Hfst. XII.8 : SPUITBETON 505 1. Definitie... 505 2. Spuittechniek... 505 3. Verwerking... 505 4. Eigenschappen... 506 5. Toepassingen... 507 Hfst. XII.9 : ZICHT- EN SIERBETON 509 1. Definitie... 509 2. Randzone... 509 3. Oppervlakte van beton (betonhuid)... 511 3.1. Rijk aan cement... 511 3.2. Kleur... 511 3.3. Textuur... 515 4. Normen en voorschriften... 517 5. Bibliografie... 518 Hfst. XII.10 : ZWAAR BETON 519 1. Definitie... 519 2. Eigenschappen van de zware granulaten... 519 3. Specificatie van zwaar beton... 520 4. Eigenschappen en karakteristieken van zwaar beton... 520 5. Mengselontwerp van zwaar beton... 521 6. Verwerking en plaatsing: voorzorgsmaatregelen... 522
Inhoudstafel 603 7. Toepassingen van zwaar beton...522 8. Bibliografie...523 HOOFDSTUK XIII : BETONSTAAL 525 1. Inleiding...525 2. Soorten betonstaal...525 3. Aanduiding van betonstaal...527 4. Kwaliteit van betonstaal (staalkwaliteit)...528 5. Geometrische kenmerken van wapeningsstaal...529 5.1. Nominale diameter...529 5.2. Nominale doorsnede A...530 5.3. De ribhoogte...531 5.4. De afstand tussen de dwarsribben...531 5.5. Identificatie van de technische klasse en van de producent...531 6. Bewerking, opslag en transport...532 6.1. Bewerking...532 6.1.1. Algemeen...532 6.1.2. Knippen plooien...532 6.1.3. Rechten van betonstaal...532 6.1.4. Lassen van betonstaal...532 6.1.5. Controle van de eigenschappen tijdens de verwerking...532 6.2. Opslag en transport...533 6.2.1. Algemeen...533 6.2.2. Opslag in de wapeningscentrale...533 6.2.3. Transport naar de bouwplaats...533 6.2.4. Opslag en transport op de bouwplaats...533 7. Verankering van draden en staven...534 8. Doorverbinden van staven en draden...534 9. Plaatsen van de wapening...535 9.1. Minimale afstand tussen de wapeningsstaven...535 9.2. Betondekking...535 9.3. Afstandhouders...535 10. Bibliografie...536 HOOFDSTUK. XIV : BEKISTING 537 1. Inleiding...537 2. Bekistingsmaterialen...537 2.1. Inleiding...537 2.2. Hout...537 2.2.1. Algemeen...537 2.2.2. Soorten...538 2.3. Metaal...538
Inhoudstafel 604 2.4. Kunststoffen... 539 2.5. Beton... 540 3. Het ontwerpen van bekistingen... 540 3.1. Algemene ontwerpprincipes... 540 3.2. Toleranties... 541 3.3. Betonspeciedruk... 541 3.3.1. Verticale betonspeciedruk... 541 3.3.2. Horizontale betonspeciedruk... 542 3.4. Bekisting en het uiterlijk van beton... 546 3.4.1. Contactbekisting... 546 3.4.2. Naden, stortnaden en centerpengaten... 546 4. Toepassingen... 548 5. Ontkistingsmiddelen... 548 6. Bibliografie... 553 HOOFDSTUK XV : WEGENBETON 555 1. Inleiding... 555 2. Verhardingstypes... 556 2.1. Ongewapende verhardingen... 556 2.2. Gewapende verhardingen... 556 2.2.1. Constructief gewapende verhardingen... 556 2.2.2. Doorgaand gewapend beton (DGB)... 557 3. Toepassingsgebieden van betonnen verhardingen... 557 3.1. Wegen... 557 3.2. Andere toepassingen... 558 4. Belastingen van een wegverharding... 559 4.1. Belastingen eigen aan het beton... 559 4.1.1. Belastingen van het verse beton... 559 4.1.2. Belastingen van het verharde beton... 559 4.2. Verkeersbelasting... 560 4.3. Belasting door vorst en dooizouten... 560 5. Samenstellende bestanddelen van wegenbeton... 560 5.1. Grove granulaten (stenen)... 560 5.2. Zand... 561 5.3. Water... 562 5.4. Cement... 562 5.5. Hulpstoffen... 562 6. Samenstellingen van wegenbeton... 563 6.1. Bestekeisen Typebestek RW 99 en Standaardbestek 250... 563 6.2. Voorbeelden... 565 7. Eigenschappen en vereisten van wegenbeton... 567 7.1. Mechanische sterkte... 567 7.2. Verwerkbaarheid... 568 7.3. Luchtgehalte... 569
Inhoudstafel 605 7.4. Wateropslorping...569 7.5. Weerstand tegen afschilfering...569 8. Verwerking van wegenbeton...571 8.1. Aanmaak en dosering...571 8.2. Vervoer van de betonspecie...571 8.3. Uitspreiden van de betonspecie...572 8.4. Aanleg tussen vaste bekistingen...572 8.5. Aanleg met glijbekisting...572 8.6. Oppervlakafwerking...573 8.7. Oppervlakbescherming...573 9. Bijzondere toepassingen van wegenbeton...574 9.1. Geluidsarm beton...574 9.2. Snelhardend beton...575 9.3. Gekleurd (uitgewassen) beton...575 9.4. Gefigureerd beton...575 10. Wegfunderingen in cementgebonden materialen...576 10.1. Cementgebonden steenslagmengsel...577 10.2. Zandcement...578 10.3. Schraal beton...578 10.4. Drainerend schraal beton...579 10.5. Walsbeton...580 11. Duurzame aspecten van betonwegen...580 12. Bibliografie...583
Hfst. II.1 Cement 29 - Sintering (vorming van klinker) : gedeeltelijk smelten en vormen van hydraulische verbindingen bij ongeveer 1450 C. De dehydratatie en de decarbonatatie kan op 2 manieren verlopen : - Hetzij in de klinkeroven zelf, voor de natte methode (figuur II.1/2) - Hetzij in een externe warmtewisselaar, voor de droge methode (figuur II.1/3), waardoor de klinkeroven minder lang is. De externe warmtewisselaar bestaat uit een reeks verticaal opgestelde cyclonen, waarin het poeder neerdaalt en warmte uitwisselt met de opstijgende verbrandingsgassen uit de klinkeroven. Figuur II.1/2 : Productie van klinker volgens de natte methode De sintering gebeurt steeds in de omgeving van de vuurhaard in de draaioven. Deze licht hellende en langzaam om zijn as draaiende metalen cilinder is binnenin bekleed met vuurvaste stenen. De klinker verlaat de oven onder de vorm van korrels met een diameter van maximum 5 cm op een temperatuur van ongeveer 1200 C. De koeling gebeurt met lucht, waarvan de warmte vervolgens nuttig aangewend wordt, ofwel in de brander ofwel voor het drogen van diverse materialen. De rookgassen verlaten de schoorsteen op een temperatuur van minder dan 200 C. Ze worden eerst met zorg ontstoft in elektrostatische of doekenfilters die bijna 100 % van de meegesleurde stofdeeltjes tegenhouden.
Hfst. II.1 Cement 42 Samenstelling (gehalten in massaprocent) a) CEM I CEM II Aanduiding van de 27 producten (gewone cementsoorten) Siliciumhoudend Calciumhoudend Hoofdtypen Portlandcement Portlandslakcement Portlandmic rosilicacemen t Klinker Hoofdbestanddelen Puzzolanen Vliegas Gebran de leisteen Gebrande natuurlijke Hoog- Microsilicovenslak Natuurlijke Kalksteen K S D b) P Q V W T L LL CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5 CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5 CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5 CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5 CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5 CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5 CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5 CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5 CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5 Nevenbestanddelen CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5 CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5 CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5 Portlandpuzzolaancement Portlandvliegascement Portlandleisteenceme CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5 nt CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5 CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5 Portlandkal k- steenceme nt CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5 CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5 CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5 Portland- CEM II/A-M 80-94 ----------------------------------------- 6-20 ---------------------------------------- 0-5 composiet- cement c) CEM II/B-M 65-79 ----------------------------------------- 21-35 ---------------------------------------- 0-5 CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5 CEM III CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5 CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5 CEM IV Hoogovencement Puzzolaancement CEM IV/A 65-89 - ---------------- 11-35 ----------------- - - - 0-5 c) CEM IV/B 45-64 - ---------------- 36-55 ----------------- - - - 0-5 CEM V Composietcement CEM V/A 40-64 18-30 - --------18-30--------- - - - - 0-5 c) CEM V/B 20-38 31-50 - ---------31-50--------- - - - - 0-5 a) b) c) De waarden in de tabel zijn uitgedrukt ten opzichte van de som van hoofd- en nevenbestanddelen. Het gehalte microsilica mag niet meer dan 10% bedragen. In het geval van Portlandcomposietcement CEM II/A-M en CEM II/B-M, Puzzolaancementen CEM IV/A en CEM IV/B en Composietcement CEM V/A en CEM V/B, moeten de hoofdbestanddelen, anders dan klinker, in de aanduiding van het cement vermeld zijn. Tabel II.1/9 : De 27 producten van de familie van gewone cementsoorten
Hfst. II.1 Cement 61 7.7. Overgesulfateerd cement De norm NBN B12-111 (Maart 2006) definieert de vereisten betreffende de samenstelling en de conformiteit voor het Overgesulfateerd Cement, aangeduid als CSS 30, 40 of 50 LH. Het CSS cement voldoet eveneens aan de eisen van de normen NBN B12-108 en 109 voor de karakteristieken HSR en LA. Zijn hoofdbestanddelen zijn gegranuleerd hoogovenslak en calciumsulfaat, evenals een activeringssysteem. De aanbevolen toepassingsgebieden zijn beton in agressief milieu (zeewater, grondwater dat sulfaten bevat,...), beton voor massieve constructies (stuwdammen, sluizen,...), en beton met een lange verwerkingstijd. 8. Toepassingsgebied cementsoorten Een samenvatting van enkele hoofdprincipes ten aanzien van de keuze van de meest geschikte cementsoort is gegeven in tabel II.1/14 : Gewoon gebruik Speciale omstandigheden TOEPASSINGSGEBIEDEN Normale omstandigheden, namelijk : - Gebruikelijke wachttijd voor het ontkisten, ontvormen en/of in gebruik nemen; - Normale omgevingstemperatuur; - Afwezigheid van agressieve stoffen die sulfaten bevatten; - Bouwwerken van gewone omvang. Gewijzigde verhardingssnelheid Agressief milieu, uitzonderlijke omstandigheden of bouwwerken Beton van sterkteklasse > C25/30 - Beton van sterkteklasse C 25/30 - Mortels Vertraagde verharding Mortel en beton die traag mogen of moeten verharden Versnelde verharding Beton dat na korte tijd moet ontvormd, ontkist of in gebruik genomen worden Sterk versnelde verharding Nastreven van grote sterkte na 24 u. Gevaar voor vorst tijdens de eerste uren volgend op het storten van beton Aanwezigheid van agressieve bestanddelen die sulfaten bevatten Gebruik van alkaligevoelige granulaten in beton bestemd voor een vochtige omgeving Zeer massieve bouwwerken Aanbevolen sterkteklassen of cementsoorten Klasse 42,5 Klasse 52,5 Klasse 32,5 Klasse 42,5 Klasse 32,5 N Klasse 42,5 L Klasse 42,5 N of R Klasse 52,5 L of N Klasse 52,5 R HES-cement HSR-cement LA-cement LH-cement Tabel II.1/14 : Toepassingsgebied cementsoorten
Hfst. II.1 Cement 64 - Cement kan bij inademing irritatie van de ademhalingswegen veroorzaken; - Cement kan bij contact met de ogen ernstig oogletsel veroorzaken; - Zodra cement gemengd wordt met water, heeft het mengsel een hoge ph : bij langdurig contact kan huidirritatie optreden; - Bij herhaald contact met de huid kan een overgevoeligheid (eczeem) ontstaan; - Cement houdt geen bijzonder risico in voor het milieu. 4. EERSTEHULPMAATREGELEN Contact met de ogen : Onmiddellijk en overvloedig spoelen met water waarbij de oogleden meerdere minuten en naargelang van de belangrijkheid van het contact zelfs tientallen minuten van elkaar worden gehouden. Onverwijld een oogarts raadplegen. Contact met de huid : Indien het cement droog is, het cementstof zo veel mogelijk verwijderen en daarna overvloedig wassen met water. Indien het cement reeds gemengd is, overvloedig afspoelen met water. Hoed u voor restjes tussen huid en nagels of horloge, op of in kleren, in schoenen, Inademing : Bij vrij belangrijke inademing : Het slachtoffer buiten de stoffige ruimte brengen. Een geneesheer raadplegen. Inslikking : Bij vrij belangrijke opname : De mond overvloedig spoelen met water. Veel water of melk drinken. Niet laten braken. Een geneesheer raadplegen. AANVOER VAN STROMEND WATER VOORZIEN OM HUID EN OGEN TE KUNNEN SPOELEN. 5. BRANDBESTRIJDINGSMAATREGELEN Cement is niet ontvlambaar. Alle brandbestrijdingsmiddelen zijn geschikt in geval van brand in de omgeving.
Hfst. II.2 Granulaten 83 4.2.2.3.1.Grove granulaten Vroeger werd de vorm van grove granulaten gemeten door het bepalen van de vormindex. Dit was de verhouding tussen de dikte en de lengte van de granulaten. In de nieuwe geharmoniseerde normen is de vormindex vervangen door de afplattingscoëfficiënt. De proef bestaat uit het afzeven van het grof granulaat op een reeks staafzeven. Voor elke zeef die gebruikt wordt bij het bepalen van de korrelverdeling bestaat een bijhorende staafzeef waarvan de opening gelijk is aan de helft van de opening van de plaatzeven. Met andere woorden, voor de granulaten die uitgezeefd worden op een plaatzeef van 40mm, bestaat een staafzeef met een opening van 20mm. Ze wordt uitgevoerd op de fractie d 4 mm en D 63 mm Werkwijze : - Voer een zeefanalyse uit zoals beschreven voor het bepalen van de korrelverdeling. Na weging wordt de zeefrest van elke zeef op een plaatzeef gebracht met opening gelijk aan Di / 2. - Weeg de hoeveelheid aan granulaat die door de staafzeef valt. - Tel de hoeveelheden bekomen bij het bepalen van de korrelverdeling bij elkaar op (M 1 ). - Tel de hoeveelheden die door de verschillende staafzeven vielen bij elkaar op (M 2 ). - Bereken de afplattingscoëfficiënt A als : M 2 A = x 100 M1
Hfst. II.4 Hulpstoffen 102 Figuur II.4/3 Werking van de superplastificeerders 2.2.4. Prestaties (volgens NBN EN 934-2) De druksterkte moet minstens volgend percentage van de druksterkte van het referentiebeton bereiken : - bij gelijke consistentie : minstens 140 % na 1 dag en 115 % na 28 dagen; - bij een zelfde water-cementfactor : minstens 90 % na 28 dagen. Bij gelijke consistentie moet de waterreductie minstens 12 % van het watergehalte van het referentiebeton bedragen. Het luchtgehalte van een betonspecie met hulpstof mag het luchtgehalte van het referentiebeton met niet meer dan 2 % in absolute waarde overschrijden. 2.2.5. Factoren die hun doeltreffendheid beïnvloeden De doeltreffendheid van de superplastificeerders hangt van een groot aantal factoren af zoals de categorie van het product en de geschiktheid ervan om door het cement geadsorbeerd te worden, het type en de aard van het cement, de W/C-factor, de wijze en het ogenblik van het inbrengen in het beton.
Hfst. II.5.1 Vliegas, microsilica, fillers, slakken, 119 Hfst II.5 : TOEVOEGSELS Hfst. II.5.1 : VLIEGAS, MICROSILICA, FILLERS, SLAKKEN, 1. Inleiding Een toevoegsel, ook vulstof of filler genoemd, is een inerte, puzzolane of latent hydraulische stof, meestal fijner dan 80µm, die aan beton wordt toegevoegd ter verbetering van bepaalde eigenschappen. Zowel de eigenschappen van vers beton (consistentie, verwerkbaarheid, ) als de eigenschappen van verhard beton (sterkte, permeabiliteit, kleur, ) kunnen door de toevoeging van een toevoegsel gewijzigd worden. Toevoegsels mogen alleen aan het mengsel toegevoegd worden in hoeveelheden die de duurzaamheid van het beton niet in het gedrang brengen en geen corrosie van de wapening veroorzaken. De op heden meest gebruikte toevoegsels in België zijn de volgende : - Vliegassen (siliciumhoudend) - Kalksteenfiller - Microsilica - Gemalen hoogovenslak Daarnaast worden in specifieke toepassingen ook wel minder courante materialen als colloïdale silica, metakaolien e.d. toegepast. Vermelden we tenslotte de pigmenten, die door hun hoge fijnheid en specifieke kleur toelaten om beton in alle mogelijke tinten te vervaardigen. Deze worden behandeld in deel II.5.2. Door de opkomst van het zelfverdichtend beton, nemen de toevoegsels in de betonsamenstelling een steeds belangrijkere plaats in. Bij deze toepassingen mag niet uit het oog verloren worden dat, meer nog dan de eigenschappen van een toevoegsel, de stabiliteit van die eigenschappen in de tijd bepalend is voor een betrouwbaar mengselontwerp. De betonnormen NBN EN 206-1 en NBN B15-001 (2004) voorzien specifieke kwaliteitseisen voor toevoegsels. Onderscheid wordt hierbij gemaakt tussen type I filler en type II filler. Type I fillers zijn inerte materialen, die een aanvulling vormen op het inerte skelet (bv. kalksteenfiller, pigmenten). In de norm NBN EN 206-1 worden ze door vrijwel inert aangeduid.