De invloed van filers op de eigenschappen van zelfverdichtend ...
137
KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN FACULTEIT TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN DEPARTEMENT ARCHITECTUUR, STEDENBOUW EN RUIMTELIJKE ORDENING DE INVLOED VAN VULSTOFFEN OP DE EIGENSCHAPPEN VAN ZELFVERDICHTEND BETON IN VLOEIBARE EN VERHARDE TOESTAND Eindwerk aangeboden tot het verkrijgen van de graad van Burgerlijk Ingenieur - Architect Gert HEIRMAN Natasja DE GEYTER Promotor: Prof. Dr. Ir. L. Vandewalle Assessoren: D. Dupont (KUL) H. De Petter (KUL) C. Ladang (CBR) Academiejaar 2001-2002
Transcript of De invloed van filers op de eigenschappen van zelfverdichtend ...
KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN FACULTEIT TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN DEPARTEMENT ARCHITECTUUR, STEDENBOUW EN RUIMTELIJKE ORDENING
DE INVLOED VAN VULSTOFFEN OP DE EIGENSCHAPPEN VAN ZELFVERDICHTEND BETON
IN VLOEIBARE EN VERHARDE TOESTAND
Eindwerk aangeboden tot het verkrijgen
van de graad van Burgerlijk Ingenieur -
Architect
Gert HEIRMAN Natasja DE GEYTER Promotor: Prof. Dr. Ir. L. Vandewalle
Assessoren: D. Dupont (KUL)
H. De Petter (KUL)
C. Ladang (CBR)
Academiejaar 2001-2002
De auteur geeft de toelating deze eindverhandeling voor consultatie beschikbaar te
stellen en delen ervan te kopiëren voor eigen gebruik. Elk ander gebruik valt onder
de strikte beperkingen van het auteursrecht; in het bijzonder wordt er verwezen op
de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van de resultaten
uit deze eindverhandeling.
Leuven, juni 2002
2
DANKWOORD Bijzondere dank aan onze promotor Prof. Dr. Ir. L. Vandewalle en onze assessor Ir.
D. Dupont voor de informatieve gesprekken en raadgevingen die bijgedragen hebben
tot het opstellen van deze thesis.
Ook bijzondere dank aan onze assessor Ir. C. Ladang voor de leerrijke en
aangename samenwerking met de Dienst Promotie en Ontwikkeling van de CBR
Cementbedrijven N.V.
Dank aan al het personeel van het betonlaboratorium van de CBR Cementbedrijven
N.V. – waarbij Ir. F. Vandervelde, hoofd van het labo, in het bijzonder – voor hun
zeer geapprecieerde samenwerking en hun bijdrage tot het verwezenlijken van het
grootste deel van het praktische onderdeel van deze thesis.
Verder ook een woord van dank aan allen – professoren, assistenten en anderen –
die in de afgelopen jaren hebben meegewerkt aan de opbouw van onze opleiding.
3
VOORWOORD Zelfverdichtend beton, soms ook zelfnivellerend beton genoemd, is een nieuwe
categorie van hoge-prestatiebeton, waarvan een uitzonderlijke vloeibaarheid in verse
toestand verkregen wordt door het gebruik van een specifieke samenstelling en
superplastificeerders met een sterk waterreducerend vermogen. De technologie van
zelfverdichtend beton is in de jaren ’80 in Japan ontstaan en heeft in de loop van de
jaren ’90 in Europa belangstelling gewekt. Hoewel niet alle eigenschappen ten
gronde gekend zijn, wordt het materiaal reeds daadwerkelijk in de praktijk
aangewend.
Met deze thesis proberen wij een beter inzicht te verwerven in de invloed van de
vulstoffen op de eigenschappen van zelfverdichtend beton, zowel in vloeibare als in
verharde toestand. Met verschillende vulstoffen werden mengsels aangemaakt die
beoordeeld werden op eigenschappen zoals slumpflow, funneltest, U-test,
druksterkte, buigsterkte, splijtsterkte, E-modulus, krimp, waterabsorptie en weerstand
tegen vorst-dooi cycli (met en zonder dooizouten).
4
GEBRUIKTE SYMBOLEN
SYMBOOL BETEKENIS EENHEID
Hoofdletters
A luchtgehalte [vol.-%]
A waterabsorptie [%]
B blauwgetal [ml/g]
C massa cement [kg]
Ec elasticiteitsmodulus van het beton [MPa]
Ec∞ tangenselasticiteitsmodulus van het beton [MPa]
Ecm secanselasticiteitsmodulus van het beton [MPa]
G gehalte aan grind (> 4 mm) [kg]
Glim absolute massa van een m³ grind (d.i. bij [kg/m³]
optimale pakking)
L lengte van een proefstuk [m]
Nn Rilem druksterkte na n dagen [MPa]
Rm inverse van de doorstroomtijd van de mortel [1/s]
RV relatieve vochtigheid [%]
S volume zand in de mortel [l] of [m³]
S specifiek oppervlak [cm²/g]
S.B. standaardbeton [-]
SPL superplastificeerder [-]
V volume [l] of [m³]
W volume water [l]
W/C-factor water/cement-factor [-]
W/P-verhouding water/poeder-verhouding [-]
ZVB zelfverdichtend beton [-]
5
SYMBOOL BETEKENIS EENHEID
Kleine letters
b breedte (van het proefstuk) [m]
d diameter (van het proefstuk of van de korrel) [m]
e porositeit [-]
fc druksterkte van beton [MPa]
fc,cub, Xd kubusdruksterkte van beton na X dagen [MPa]
fc,cil, Xd cilinderdruksterkte van beton na X dagen [MPa]
fcn gemiddelde druksterkte [MPa]
fct,fl, Xd buigtreksterkte van het beton na X dagen [MPa]
fct,sp, Xd splijttreksterkte van het beton [MPa]
h hoogte (van het proefstuk) [m]
kst volume zand < 0,09 mm [l] of [m³]
m massa [kg]
t500 tijd bij een slumpflow van 500 mm [s]
tm doorstroomtijd mortel [s]
Griekse letters
Γm relatieve vloeimaat [-]
β helling van de regressierechte uit de Rosin- [-]
Rammler-verdeling
βpoeder W/P-verhouding waarbij net geen uitvloei van [-]
het poeder optreedt
εcs krimp van het beton [µS]
η0 gemiddelde luchtviscositeit [Pa.s]
ρ dichtheid, volumieke massa [kg/m³]
ρgst schijnbare dichtheid van het grind na trillen [kg/m³]
6
INHOUDSTAFEL
DANKWOORD ........................................................................................................... 3
VOORWOORD........................................................................................................... 4
GEBRUIKTE SYMBOLEN.......................................................................................... 5
INHOUDSTAFEL........................................................................................................ 7
HOOFDSTUK 1. DE HUIDIGE SITUATIE (LITERATUUR-ONDERZOEK)...............10
1.1. De geschiedenis van het zelfverdichtend beton ............................................10
1.2. Definitie en algemene eigenschappen van het zelfverdichtend beton............12
1.2.1. Definitie ...................................................................................................12
1.2.2. Algemene eigenschappen: voor- en nadelen .........................................13
1.3. Voorbeelden van prefab-toepassingen in België ........................................15
HOOFDSTUK 2. PROEFOPZET..............................................................................16
2.1. Methoden .......................................................................................................16
2.1.1. Basisfilosofie ..........................................................................................16
2.1.2. De Japanse methode ..............................................................................19
2.1.3. De CBR-methode ....................................................................................24
2.2. Keuze van de materialen .............................................................................31
2.2.1. Grind........................................................................................................31
2.2.2. Zand ........................................................................................................31
2.2.3. Cement....................................................................................................32
2.2.4. Vulstoffen (of fillers).................................................................................32
2.2.5. Water.......................................................................................................33
2.2.6. Superplastificeerder.................................................................................34
HOOFDSTUK 3. BETONSAMENSTELLINGEN.......................................................36
3.1. Betonsamenstelling: algemeen ......................................................................36
3.2. Betonsamenstelling: concreet ........................................................................38
3.3. Kostprijsberekening........................................................................................42
7
HOOFDSTUK 4. KARAKTERISERING VAN DE FILLERS ......................................44
4.1. Bepaling βp-waarde........................................................................................45
4.2. Bepaling volumieke massa ............................................................................48
4.3. Bepaling Blaine ..............................................................................................49
4.4. Bepaling CaCO3.............................................................................................51
4.5. Bepaling methyleenblauw-waarde .................................................................52
4.6. Bepaling carbongehalte .................................................................................54
4.7. Bepaling activiteitsindex.................................................................................55
4.8. Bepaling laser-granulometrie .........................................................................56
4.9. Bepaling microscopie .....................................................................................60
4.9.1. Algemeen ................................................................................................60
4.9.2. Microscopisch visuele beschrijving van de fillers.....................................62
4.10. Overzichtstabel fillerkarakteristieken............................................................70
HOOFDSTUK 5. UITGEVOERDE PROEVEN..........................................................71
5.1. Proeven op vers beton ...................................................................................71
5.1.1. Bepaling van de slumpflow......................................................................72
5.1.2. Bepaling van de doorstroomtijd: de funneltest.........................................73
5.1.3. Bepaling van de stijghoogte: de U-test ....................................................74
5.1.4. Bepaling van de volumieke massa ..........................................................76
5.1.5. Bepaling van het luchtgehalte .................................................................77
5.2. Proeven op verhard beton..............................................................................78
5.2.1. Bepaling van de druksterkte ....................................................................78
5.2.2. Bepaling van de buigtreksterkte ..............................................................79
5.2.3. Bepaling van de splijttreksterkte..............................................................80
5.2.4. Bepaling van de elasticiteitsmodulus.......................................................81
5.2.5. Bepaling van de krimp .............................................................................83
5.2.6. Bepaling van de waterabsorptie ..............................................................84
5.2.7. Bepaling van de vorstbestendigheid........................................................85
5.2.8. Bepaling van de vorstbestendigheid in aanwezigheid van dooizouten....88
5.3. Overzicht uitgevoerde proeven ......................................................................91
HOOFDSTUK 6. INTERPRETATIE VAN DE RESULTATEN...................................93
6.1. Fillerkarakteristieken ......................................................................................93
8
6.2. Eigenschappen van vers beton......................................................................96
6.3. Eigenschappen van verhard beton.................................................................98
HOOFDSTUK 7. BESLUIT .....................................................................................101
REFERENTIES .......................................................................................................103
GEBRUIKTE NORMEN...........................................................................................106
9
HOOFDSTUK 1. DE HUIDIGE SITUATIE (LITERATUUR-ONDERZOEK)
1.1. De geschiedenis van het zelfverdichtend beton [01]
De principes van zelfverdichtend beton zijn ouder dan men zou vermoeden. Zo moet
bijvoorbeeld onderwaterbeton gestort kunnen worden zonder bijkomende verdichting.
Ontmenging, welke nog bevorderd wordt door het trillen, mag er zeker niet
voorkomen. Dit onderwaterbeton wordt gekenmerkt door een zeer grote hoeveelheid
cementpasta (later werden ook superplastificeerders gebruikt). Nadelen van deze
betontoepassing zijn o.a. de noodzaak aan gespecialiseerde en goed gecontroleerde
plaatsingsmethodes om ontmenging te vermijden, de grote hoeveelheid cementpasta
welke het beton gevoelig maakt voor sterke krimp en hoge hydratatiewarmte en een
hoge totale kost. Hierdoor bleef de toepassing ervan eerder beperkt.
De introductie van het ‘hedendaagse’ zelfverdichtend beton is ingegeven door de
zoektocht naar een betere betonkwaliteit. Dit onderzoek is eind jaren ’80 ontstaan in
Japan, waar het gebrek aan uniformiteit – gevolg van onvolledige verdichting – de
hoofdoorzaak bleek te zijn van de zwakkere prestaties van betonnen structuren, een
andere belangrijke oorzaak was het afnemend aantal ervaren betonbouwvakkers.
Anderzijds waren er geen praktische middelen om de volledige verdichting ‘in situ’ te
garanderen. Om dit probleem te omzeilen, werd gezocht naar methoden om
verdichten – door trillen of op welke wijze ook – niet langer noodzakelijk te maken.
Onderzoekers als Okamura, Ozawa et al. (universiteit van Tokio, Japan) waren de
eersten die het zelfverdichtend beton ontwierpen. Maar al gauw pikten de grote
Japanse aannemersbedrijven het idee op. Opvallend is dat elk bedrijf zijn eigen
mengselontwerp, testmethoden en testapparaten ontwikkelde.
De introductie van zelfverdichtend beton in Europa is sterk verbonden aan de
activiteiten van het RILEM (Réunion Internationale des Laboratoires d’Essais et de
recherche sur les Matériaux et les constructions) en in het bijzonder van haar
technisch comité TC 145-WSM – “Workability of Fresh Special Concrete Mixes”.
10
Deze laatste organiseerde in 1996, te Glasgow, de RILEM-conferentie “Production
Methods and Workability of Concrete” waar het zelfverdichtend beton voor het eerst
ter sprake kwam. In 1997 is er uit dit TC145 een nieuw technisch comité ontstaan,
nl. TC 174 – “Self-compacting Concrete”, onder leiding van Å. Skarendahl van het
Zweedse CBI (Swedish Cement and Concrete Research Institute), tevens ook de
voorzitter van het “eerste internationaal symposium over zelfverdichtend beton” te
Stockholm in 1997. Dit symposium had als complexe taak het formuleren van
‘aanbevelingen i.v.m. de productie, eigenschappen en toepassingen van
zelfverdichtend beton’. [02]
In België zijn er heden ten dage nog geen algemene, officiële aanbevelingen. Er
bestaat nog maar een uiterst beperkte kennis betreffende de eigenschappen van het
zelfverdichtend beton tijdens en na de verharding. We kunnen stellen dat de
wetenschappelijke fundamentele studies pas nu op kruissnelheid komen, zowel
nationaal als internationaal. [03] Met dit werk hopen wij een steentje bij te dragen tot
deze studie.
11
1.2. Definitie en algemene eigenschappen van het zelfverdichtend beton
1.2.1. Definitie
“Zelfverdichtend beton” kan als volgt gedefinieerd worden:
“Zelfverdichtend beton is beton dat in verse toestand een dusdanige
vloeibaarheid vertoont dat het louter onder invloed van het eigengewicht en
dus zonder bijkomende verdichtingsenergie in staat is doorheen een dicht
wapeningsnet of in aanwezigheid van andere hindernissen de bekistingsvorm
volledig te vullen, terwijl het een voldoende stabiliteit vertoont tegen segregatie
en dus homogeen blijft gedurende transport, verpompen en plaatsen.” [04]
In de literatuur vindt men ook de term “zelfnivellerend” terug. Het zelfverdichtend
beton beschikt dan ook over de eigenschap volledig te nivelleren onder invloed van
het eigengewicht. Men kan een onderscheid in benaming maken al naargelang de
toepassing van de te maken constructiecomponenten: de term “zelfverdichtend”
verwijst naar de verticale, “zelfnivellerend” naar de horizontale componenten. In de
literatuur wordt dit onderscheid niet altijd gemaakt en worden de termen wel eens
door elkaar gebruikt.
Figuur 1 [05] illustreert duidelijk het verschil tussen zelfverdichtend en standaardbeton.
figuur 1: plaatsing zonder trillen: het verschil tussen standaardbeton (links) en
zelfverdichtend beton (rechts)
12
1.2.2. Algemene eigenschappen: voor- en nadelen [06] [07]
Voordelen van een goed zelfverdichtend beton:
- arbeidsvriendelijk: beton storten gaat veel sneller en kost veel minder moeite;
- lager energieverbruik omdat er niet verdicht hoeft te worden;
- vullen van de bekisting is minder kritisch: de betonspecie loopt zonder
ontmengen meters ver door de bekisting, dus ook interessant voor het vullen
van stapelblokken en prefabwanden;
- bij een zeer dichte wapening kan toch een gelijkmatige, hoge betonkwaliteit
bereikt worden;
- trillings- en geluidsoverlast van trilapparatuur is verdwenen;
- constantere kwaliteit van het beton: zowel macro- als microscopisch;
- kan op moeilijk bereikbare plaatsen gestort worden;
- architectonisch gecompliceerde vormen kunnen gerealiseerd worden;
- stortwerkzaamheden kunnen met minder personeel verricht worden;
- pomptechnieken kunnen vereenvoudigd worden;
- cohesiever dan standaardbeton en dus minder lekkage door naden in de
bekisting.
Nadelen:
- werken onder helling is erg lastig;
- sommige aspecten zijn nog onbekend;
- hogere prijs van de specie;
- er worden hogere eisen gesteld aan het mengproces;
- hogere, hydrostatische druk op de bekisting
Opm.
De lijst voordelen is veel langer dan deze die de nadelen vermeldt. Dit is te wijten
aan het feit dat de meeste artikels het zelfverdichtend beton nog als revolutionair
beschouwen, wat overigens niet onterecht is. Het is allemaal nieuw en in volle
ontwikkeling, waardoor beide lijsten zeker nog zullen aangevuld worden. Men kan
vermoeden dat het misschien eerder de lijst met nadelen is die zou kunnen
aangroeien. Het zelfverdichtend beton is namelijk zo interessant vanwege de
13
typerende vloeibare toestand van dit beton en men kan veronderstellen dat die reeds
beter gekend is, terwijl er nog weinig geweten is over de verharde toestand en de
duurzaamheid. Gezien de grotere hoeveelheid cementpasta en het hoge
filtergehalte kunnen daar mogelijk nog nadelen aan het licht kunnen komen.
14
1.3. Voorbeelden van prefab-toepassingen in België (foto’s Structo)
15
HOOFDSTUK 2. PROEFOPZET
2.1. Methoden
2.1.1. Basisfilosofie [08] [09]
In paragraaf 1.1 wordt reeds aangegeven dat er veel verschillende methodes
ontwikkeld werden, en worden, om tot een zelfverdichtend betonmengsel te komen.
Ze zijn echter allemaal terug te brengen tot dezelfde basisfilosofie:
- zelfverdichtend beton is hoog vloeibaar en
- zelfverdichtend beton heeft een grote weerstand tegen segregatie.
Deze twee eisen kunnen eveneens via hun rheologische tegenhangers beschreven
worden [10]:
- voldoende lage plastische vloeidrempel en
- voldoende hoge viscositeit van de pasta.
Een te hoge plastische vloeidrempel van de pasta leidt tot een te stijf materiaal, wat
niet zal beginnen vloeien onder zijn eigengewicht. Een te lage viscositeit leidt tot een
hoog risico op uitzakken van de granulaatkorrels, en dus ontmenging van het beton.
Anderzijds leidt een te lage plastische vloeidrempel ook tot een verhoogd risico op
segregatie en een te hoge viscositeit tot een vertraging (eventueel zelfs stilvallen)
van het zelfverdichtend beton tijdens het storten.
Samengevat kan een gebied afgebakend worden zoals in figuur 2 [11] waarbinnen het
zelfverdichtend beton zich situeert in functie van de plastische vloeidrempel en de
viscositeit van de pasta.
Door viscositeitsmetingen op de pasta uit te voeren, kunnen boven- en onder-
grenzen bepaald worden. Het zou – praktisch gezien – interessant zijn deze
viscositeitsmetingen te vertalen naar resultaten van verwerkbaarheidsproeven als
slump flow, de V-funnel, de U-test, … (voor meer uitleg i.v.m. deze proeven: zie
paragraaf 5.1). Het probleem met deze proeven is dat ze niet louter de plastische
vloeidrempel of de viscositeit bepalen maar een combinatie van beiden.
16
figuur 2: karakterisering van zelfverdichtend beton
De 2 eisen kunnen ook als volgt grafisch weergegeven worden (betonspecie wordt
beschreven door het reologisch Bingham-model) [12] :
figuur 3: grafische weergave van de basisfilosofie
17
Deze eisen lijken op het eerste zicht onverenigbaar, voor het bekomen van een
zelfverdichtend beton moeten er dan ook een optimum gezocht worden voor de
combinatie van beiden.
Hoe aan beide eisen voldaan kan worden blijkt uit de onderstaande tabel:
eis te bekomen door
hoge vloeibaarheid meer water (W / P )
toevoeging superplastificeerder
weerstand tegen segregatie minder water (W / P )
toevoeging viscositeitsagent
Uit deze tabel kunnen we 3 mogelijkheden halen om tot een zelfverdichtend beton te
komen, nl.:
- verhogen Water/Poeder-verhouding + toevoegen viscositeitsagent;
- toevoegen superplastificeerder + viscositeitsagent;
- verlagen Water/Poeder-verhouding + toevoegen superplastificeerder.
Opm. poeder = cement + vulstof.
Wij hebben onze mengsels aangemaakt op basis van de laatste mogelijkheid, welke
overigens ook door Prof. Okamura (cf. de Japanse methode) werd uitgewerkt. Het
idee erachter wordt weergegeven in volgende figuur [13] :
figuur 4: basisprincipes voor de aanmaak van zelfverdichtend beton
18
2.1.2. De Japanse methode [08] [09]
Een mengprocedure werd in 1993 voorgesteld door een researchteam onder leiding
van Prof. Okamura. Ze gaat uit van de experimentele bepaling van de verhouding
water, poeder en superplastificeerder. Aan deze pasta worden dan zand en grind in
vaste hoeveelheid toegevoegd.
2.1.2.1. Bepaling van de gehalten aan lucht, grind en zand:
1) Bepaling van het luchtgehalte A:
Een richtwaarde: 3 %.
2) Bepaling van het gehalte aan grind G (> 4 mm):
G = massa grind
Glim = absolute - dit is bij een optimale pakking -
massa van een m³ grind
A)-(1 G . 5,0G lim=
figuur 5 [14] : Glim (links) en G (rechts)
3) Bepaling van het gehalte aan zand S:
S = volume zand, vormt 40 % van het mortelvolume
kst = volume zand < 0,09 mm (deze fractie wordt beschouwd als poeder)
stk1)GA1(4,0S
−−−
=
2.1.2.2. Bepaling van de samenstelling van de pasta:
1) Bepaling van de volumeverhouding Water/Poeder (zie ook paragraaf 4.1):
- Keuze maken van de samenstelling van het poeder (verhouding cement-
vulstof)
19
- Bepalen van het watergehalte waarbij al het water door het poeder wordt
vastgehouden. De bijhorende volumeverhouding W/P wordt de βp-waarde
genoemd.
Hiertoe wordt een uitvloeiproef uitgevoerd voor verschillend W/P-
verhoudingen. De bijhorende relatieve vloeimaat Γp wordt als volgt bepaald:
Wanneer we de W/P-waarde uitzetten in functie van Γp, geeft het snijpunt van
de aldus bekomen rechte met de verticale as (Γp = 0) de βp-waarde (zie figuur
6). De βp-waarde kan dus ook gedefinieerd worden als de – theoretische –
W/P-verhouding waarbij net geen uitvloei optreedt.
figuur 6: bepaling van de βp-waarde
2) Bepaling van de hoeveelheid water en superplastificeerder:
- Door een reeks proeven uit te voeren op het bekomen poedermengsel – na er
zand aan toegevoegd te hebben – wordt een zelfverdichtende mortel op punt
gesteld.
20
- Het watergehalte wordt gekozen door uit te gaan van een W/P-waarde van 0,8
à 0,9 βp. De waarde tussen 0,8 en 0,9 noemt men de κp-waarde.
- De hoeveelheid superplastificeerder wordt bepaald zodat tegelijkertijd aan de
volgende 2 eisen voldaan wordt:
- relatieve vloeimaat Γm = 5 (Γm wordt analoog bepaald als Γp)
- doorstroomtijd 9 < tm < 11 s
ofnog 0,91 < Rm < 1,11 (waarbij Rm = 10 / tm)
Opm. de doorstroomtijd is de tijd waarin de V-trechter leegstroomt, zie
paragraaf 5.1)
figuur 7: bepaling van Γm (links) en tm (rechts) (foto’s CBR)
- Wanneer aan de 2 eisen voldaan wordt, is de optimale W/C-factor gevonden.
Indien niet aan de 2 eisen tegelijkertijd voldaan wordt, moet de serie tests met
een andere W/P-waarde herhaald worden, er rekening mee houdende dat
deze wel in het interval 0,8 à 0,9 βp moet blijven. Indien voor geen enkele
W/P-waarde binnen dit interval aan de 2 eisen kan voldaan worden, is de
combinatie van de gebruikte materialen niet geschikt en moet een nieuwe
combinatie gekozen worden. De procedure is dan de volgende: eerst wordt
van een nieuwe superplastificeerder uitgegaan, vervolgens van nieuwe fijne
vulstoffen en tenslotte van nieuw cement.
21
2.1.2.3. Bepaling van de definitieve betonsamenstelling:
In principe is in voorgaande stappen de volledige betonsamenstelling vastgesteld.
De optimale hoeveelheid superplastificeerder dient echter nog aangepast te worden
in functie van mengprocedure, temperatuur, … Hiertoe worden vloeimaat en
doorstroomtijd bepaald – op betonmengsels – met aangepaste kegel en trechter.
De hoeveelheid superplastificeerder wordt aangepast zodat tegelijkertijd voldaan
wordt aan:
- vloeimaat (slump flow) > 650 mm
- doorstroomtijd 10 < t < 13 s
Indien aan beide eisen voldaan wordt, dan is een goed zelfverdichtend mengsel
verkregen.
figuur 8: bepaling van de vloeimaat (links) en doorstroomtijd (rechts) (foto’s CBR)
Epiloog:
De ontwerpmethode van Prof. Okamura vertoont wel enige beperkingen:
- veronderstelt een zeer goede beheersing van de waterbehoefte van de
verschillende componenten;
- beperkte materiaalkeuze;
22
- vast zand- en grindgehalte;
- omslachtige proefprocedure;
- houdt geen rekening met sterkte en/of duurzaamheidseisen.
Systematisch onderzoek op een groot aantal betonsamenstellingen leidde tot een
beter inzicht in de grondslagen van deze Japanse methode, waaruit een praktische
variante gedistilleerd werd ter bepaling van de samenstelling van de pasta (cement,
vulstof, superplastificeerder en water): “de CBR methode”. Deze methode heeft als
voordeel dat de W/C-factor als basisgegeven gebruikt wordt, waardoor bij het
mengselontwerp de te bereiken sterkte in rekening gebracht wordt.
23
2.1.3. De CBR-methode [08] [15]
2.1.3.1. Basisgegevens: (zie ook paragraaf 2.2)
Bij het ontwerpen van een zelfverdichtend mengsel beschikt men concreet over:
1) materialen:
- een type cement;
- een type vulstof (of filler);
- zand;
- grind;
- een type superplastificeerder.
Voor al deze materialen wordt de dichtheid bepaald.
2) een W/C-factor:
Ook dient – in functie van sterkte en duurzaamheid – een maximale W/C-factor
gerespecteerd te worden. Indien de sterkte maatgevend is, wordt deze berekend
uitgaande van de gemiddelde sterkte (NBN B 15-001):
ncn N.8,045f25C/W
−+=
nckcn s.64,1ff +=
fcn = gemiddelde druksterkte [N/mm²]
fck = karakteristieke druksterkte [N/mm²]
sn = standaardafwijking op de fabricage (gegeven)
Nn = Rilem druksterkte na n dagen [N/mm²] (gegeven)
De gevonden W/C-factor moet nog worden getoetst aan de eis voor de milieuklasse.
De laagste (voor bereiken van de vereiste sterkte of voor de milieuklasse) wordt
weerhouden.
24
2.1.3.2. Bepaling van βcement en βvulstof:
Uit literatuur- en experimenteel onderzoek blijkt dat βpoeder volumetrisch evenredig
berekend kan worden uit βcement en βvulstof. Hierdoor volstaat de bepaling van deze 2
waarden voor de kennis van βpoeder van om het even welke volumetrische verhouding
van beide grondstoffen.
2.1.3.3. Bepaling van de volumetrische verhouding cement-vulstof, uitgaande van de
W/C-factor:
Beton bestaat uit mortel, grind en lucht. Mortel bestaat op zijn beurt uit pasta – d.i.
het geheel van water, vulstof en cement – en zand. Zoals ook uit onderstaande
figuur blijkt kan het volume pasta dus op twee manieren bepaald worden:
(2) VVVV
(1) VVV1V
watervulstofcementpasta
luchtgrindzandpasta
++=
−−−=
Opm. Het volume beton wordt beschouwd als referentievolume en wordt daarom –
per definitie – gelijkgesteld aan één. Het volume grind en het volume zand worden
bepaald zoals in de Japanse methode (zie ook de hierna gegeven berekeningswijze).
25
Anderzijds geldt dat het volume water bepaald wordt door de waterbehoefte van het
cement en de vulstof:
(3) .V .VV vulstofvulstofcementcementwater β+β=
Uit deze vergelijkingen haalt men de cementmassa; waarmee het volume cement,
het volume water, het volume vulstof en dus ook de verhouding cement-vulstof kan
bepaald worden.
De berekeningswijze verloopt concreet als volgt:
Opm. de factor 1000 in vergelijking (1’) is afkomstig van de omzetting van liter naar
m³.
26
27
Opm.
In bovenstaande redenering – zie vergelijking (3) – wordt, in tegenstelling tot de
Japanse methode, aangenomen dat de waterbehoefte van het mengsel overeenkomt
met de βpoeder-waarde. Bij verder onderzoek is echter gebleken dat we de
correctiefactor κp op deze βpoeder-waarde toch voor sommige mengsels nodig hadden
om te voldoen aan de vooropgestelde vloeimaat en doorstroomtijd.
2.1.3.4. Bepaling van de nodige Water/Poeder-verhouding en het gehalte aan super-
plastificeerder:
Met de poedersamenstelling – bekomen in paragraaf 2.1.3.3 – werden een aantal
mortelproeven uitgevoerd [15].
De zandfractie wordt in elke proefopzet vastgelegd op 40 % van het mortelvolume.
1) Proefopzet 1:
De (minimum) 2 mortelsamenstellingen verschillen alleen qua watergehalte (W/P-
verhouding), het gehalte aan superplastificeerder wordt constant gehouden.
De reologische kenmerken Rm en Γm worden opgemeten.
Voor verschillende gehalten aan superplastificeerder, wordt een lineaire relatie
tussen Rm en Γm bekomen.
Het uitzetten van de inverse van de hellingscoëfficiënt in functie van het gehalte
aan superplastificeerders levert een quasi perfecte lineaire correlatie. Op deze
grafiek kunnen de aanvaardbare grenzen voor Rm en Γm aangeduid worden:
1 < Rm < 1,67 (tijd tussen 6 en 10 s)
5,25 < Γm < 8 (uitspreiding tussen 250 en 300 mm)
3,14 < m
m
RΓ < 8
28
De 2 uiterste grenzen voor de hellingscoëfficiënt en voor het gehalte aan hulpstof
kunnen hier onmiddellijk uit afgeleid worden. In functie van de gewenste Γm/Rm-
verhouding, die gekozen of opgelegd wordt in functie van de reologische
eigenschappen die men van het mengsel verwacht, kan onmiddellijk het vereiste
gehalte aan superplastificeerder afgelezen worden.
figuur 9 [16] : relatie Rm - Γm voor verschillend gehalte superplastificeerder (links) en
grenzen voor superplastificeerderdosering (rechts)
2) Proefopzet 2:
De (minimum) 2 mortelsamenstellingen verschillen alleen qua gehalte aan
superplastificeerder, de Water/Poeder-verhouding wordt constant gehouden.
Uit literatuur- en experimenteel onderzoek blijkt dat Rm = A.Γm0,4, waarbij A
varieert voor verschillende Water/Poeder-verhoudingen.
Ook hier vinden we – als we A uitzetten in functie van de Water/Poeder-
verhouding – een quasi perfecte lineaire correlatie. Analoog als bij Proefopzet 1
kan men een aanvaardbare zone afbakenen door een Amin- en een Amax-waarde.
Uit de keuze van een gewenste Rm- en Γm-waarde berekent men de A-waarde,
waaruit de bijhorende W/P-verhouding onmiddellijk volgt uit de grafiek.
Opm. Door de W/P-verhoudingen te berekenen bij resp. Amin en Amax en deze te
delen door de βp-waarde, bekomt men resp. κp,min en κp,max welke kunnen
verschillen van de waarden vooropgesteld door de Japanse methode (0,8 en 0,9).
29
figuur 10 [17] : relatie Rm - Γm voor verschillende W/P-verhoudingen (links) en
relatie W/P-verhouding – constante A (rechts)
2.3.1.5. Controle van de betonsamenstelling:
Nu de mortelsamenstelling volledig gedefinieerd is, wordt de uiteindelijke
betonsamenstelling bekomen door toevoeging van het grind (G/Glim = 0,5).
De reologische eigenschappen van de betonsamenstelling worden gecontroleerd
m.b.v. 3 verwerkbaarheidsproeven (voor meer uitleg i.v.m. deze proeven zie
paragraaf 5.1):
- slump flow test uitspreiding > 650 mm
- V-funnel test doorstroomtijd 8 < t < 12 s
- U-test stijghoogte > 300 mm
Hoewel de Japanse methode alleen de vloeimaat en de doorstroomtijd oplegt als
controleproeven, wordt ook de U-test systematisch uitgevoerd. Uit onderzoek is
gebleken dat de eerste 2 meestal – maar niet altijd – goede verdichtende
eigenschappen garanderen. Echter bij hoogvloeibare mengsels (uitspreiding > 750
mm) – welke makkelijker neiging tot segregatie vertonen – is waargenomen dat zelfs
bij goede slump flow en doorstroomtijd blokkering kan optreden bij het stromen door
een wapeningsnet.
30
In deze fase kan het nodig zijn om het gehalte aan superplastificeerder lichtjes aan
te passen onder invloed van mengprocedure, temperatuur, aard van het grind, …
t.o.v. deze van de mortelsamenstelling.
2.2. Keuze van de materialen [18] [19]
Zoals reeds eerder vermeld is zelfverdichtend beton uiterst vloeibaar, maar met
behoud van voldoende weerstand tegen segregatie. Deze basisfilosofie heeft ook
zijn invloed op de keuze van de componenten van het beton.
2.2.1. Grind
Eén van de belangrijkste eigenschappen van zelfverdichtend beton is dat het tussen
een dicht wapeningsnet kan stromen. De maximumgrootte van de granulaten moet
dus beperkt worden, vermits deze het vermogen van het mengsel om tussen de
wapeningstaven te stromen, bepaalt. De term “fijn grind” wordt gebruikt om grind
aan te duiden waarvan de korrels niet groter zijn dan 20 mm.
Naast de maximumgrootte is ook het maximaal volume belangrijk: als het volume
stijgt, wordt het alsmaar waarschijnlijker dat er contacten tussen de korrels – en dus
mogelijke blokkeringen ter hoogte van de wapeningsstaven – voorkomen. In de
Japanse methode wordt het maximaal volume bepaald door G/Glim = 0,5 (zie
paragraaf 2.1.2.1)
Ook de vorm is van belang: zo heeft een mengsel met ronde granulaten een lagere
plastische viscositeit en (iets) lagere vloeigrens dan een mengsel met gebroken
granulaten. Wanneer we twee mengsels – met ronde en gebroken granulaten, met
beide dezelfde korrelmaat – vergelijken, zal de kans op contacten tussen de korrels
eveneens groter zijn bij het mengsel met gebroken granulaten.
0p basis van deze bedenkingen werd gekozen voor: riviergrind 4/14.
2.2.2. Zand
In de literatuur is (voorlopig) weinig of niets terug te vinden i.v.m. de gewenste
kwaliteit of kwantiteit van het zand. Het enige wat gevonden werd, is de
“volumebeperking tot 40 % van het mortelvolume” bij de Japanse methode (zie
paragraaf 2.1.2.1). Ook stelde deze methode dat zand gedefinieerd wordt door de
31
fractie groter dan 0,09 mm. De deeltjes kleiner dan 0,09 mm worden in de
poederfractie meegerekend.
Men kan veronderstellen dat ook hier – in overeenstemming met het grind – de ronde
vorm gunstiger is voor de eigenschappen van het zelfverdichtend beton
Daarom werd geopteerd voor: rijnzand 0/4.
2.2.3. Cement
Uit onderzoek binnen CBR is gebleken dat met elk cementtype een zelfverdichtend
beton te verkrijgen is.
Daarom werd geopteerd voor een zeer frequent gebruikt cementtype op de
Belgische markt (door betoncentrales): een hoogovencement met maximaal 65 %
slakgehalte, of nog een CEM III/A 42,5 N LA.
2.2.4. Vulstoffen (of fillers)
In feite dient er een onderscheid gemaakt te worden tussen 2 soorten toevoegsels:
- (nagenoeg) inerte toevoegsels, ook fillers genoemd, en
- puzzolane toevoegsels.
Vliegas en silica fume zijn voorbeelden van de laatste soort.
In deze tekst wordt de benaming “filler” als synoniem gebruikt voor élk toevoegsel,
inert of niet-inert.
Fillers die op de markt aangeboden worden zijn poeders met een maximale
korreldiameter kleiner dan 80 µm (opm. de zandfractie kleiner dan 0,09 mm wordt in
het uiteindelijke betonmengsel ook bij de fillers gerekend). Door hun groot specifieke
oppervlakte zorgen ze voor een verbeterde samenhang en verhoging van de
weerstand tegen segregatie van het zelfverdichtend mengsel (toevoegen van fillers
zorgt immers voor een verlaging van de Water/Poeder-verhouding).
32
Om de invloed van de verschillende fillers na te gaan werd een keuze gemaakt uit
fillers die op de Belgische markt verkrijgbaar zijn. Zo kwamen we uiteindelijk tot
volgende verzameling:
- 7 kalksteenfillers (nummers 1 t.e.m. 7)
- 1 dolomietfiller (nummer 8) - 2 vliegassen (nummers 9 en 10) - 2 kwartsmeelfillers (nummers 11 en 12)
Opm. filler 5 is een niet gemalen filler, het betreft een gedesagglomereerde, zachte
kalksteen.
2.2.5. Water
Strikt genomen is voor de hydratatie-reactie slechts een hoeveelheid water nodig die
ongeveer één vierde is van de cementmassa. Ten einde een voldoend vloeibaar
beton te bekomen is er echter veel meer water nodig (nl. voor de bevochtiging van
de inerte granulaten). In de praktijk wordt meestal gewerkt met een Water/Cement-
factor tussen 0,45 en 0,55. Er werd geopteerd voor een W/C-factor = 0,5 (zie ook
2.1.3.1).
Opm. het begrip “Water” in de W/C-factor staat voor:
- het aanmaakwater,
- het water in de superplastificeerder (d.i. 80 % van het volume superplastifi-
ceerder),
- het vocht in de granulaten.
Water onder de laatste vorm komt bij onze proefmengsels niet voor vermits de
granulaten voor verwerking gedroogd werden in een droogstoof (bij 105 °C).
Door toevoegen van water daalt de vloeigrens en wordt de vloeibaarheid van het
betonmengsel dus verhoogd. Maar teveel water toevoegen, leidt tot – naast nadelige
gevolgen wat betreft sterkte en duurzaamheid – verlaging van de plastische
viscositeit van het betonmengsel, en dus mogelijk tot segregatie.
Een meer aangewezen manier om de vloeigrens te verlagen zonder de viscositeit
teveel te beïnvloeden, is het toevoegen van superplastificeerders.
33
2.2.6. Superplastificeerder
Superplastificeerders laten toe om bij gelijkblijvende hoeveelheid water de
verwerkbaarheid merkelijk te verbeteren of anders gezegd: bij gelijkblijvende
verwerkbaarheid minder water te gebruiken. Toch blijft ontmenging niet uitgesloten
als men teveel superplastificeerder toevoegt. Figuur 11 toont het verschil tussen het
toevoegen van water enerzijds en superplastificeerder anderzijds op de reologische
kenmerken.
figuur 11: het verschil tussen toevoegen van water enerzijds en superplastificeerder anderzijds
(zie ook figuur 3)
De moleculen van de superplastificeerder worden geabsorbeerd aan het oppervlak
van de gehydrateerde cementdeeltjes. De werking van superplastificeerders van de
derde generatie is terug te brengen tot 3 principes:
- verhogen van de ionisatiegraad (de deeltjes gaan elkaar sterker afstoten),
- verlagen van de oppervlaktespanning (en dus een betere benatting waardoor
een smeereffect bekomen wordt),
- sterische hindering (de ‘staarten’, dit zijn de ketens van ethyleenoxide – zie
figuur 12 [20], verhinderen de deeltjes dichter bij elkaar te komen).
34
figuur 12: moleculaire structuur van een superplastificeerder op basis naftaleen- of
melaninesulfonaat (boven) en op basis van polycarboxylaat (onder)
In deze thesis werd geopteerd voor een superplastificeerder op basis van poly-carboxylaat met 20 % droge materie.
Opm. De sterische hinder is een uitgesproken werking van de derde generatie
superplastificeerders.
De verschillende generaties worden gekenmerkt door hun basisbestanddeel: bij de
derde generatie zijn dit polycarboxylaten, vorige generaties werden gekenmerkt door
sulfonaten.
35
HOOFDSTUK 3. BETONSAMENSTELLINGEN
3.1. Betonsamenstelling: algemeen
In paragraaf 2.1.1 werd al aangegeven dat – voor het bekomen van een zelf-
verdichtend beton – geopteerd werd voor het verlagen van de W/P-verhouding in
combinatie met het toevoegen van superplastificeerder. Dit is uiteraard ook
zichtbaar in de uiteindelijke betonsamenstelling. Figuur 13 geeft de
betonsamenstellingen weer van enerzijds het standaardbeton en anderzijds een
bekomen zelfverdichtend mengsel.
figuur 13: betonsamenstelling van standaardbeton (links) en zelfverdichtend beton (rechts)
De samenstelling van het zelfverdichtend beton is een direct gevolg van de
basisfilosofie (zie paragraaf 2.1.1) [21] [22] :
De hoge vloeibaarheid kan bereikt worden door:
- een superplastificeerder te gebruiken
Hierdoor kan de vloeigrens van de specie verlaagd worden zonder gebruikt te
maken van veel water (wat segregatie in de hand zou werken).
36
- het volume grove granulaten te verminderen in combinatie met het toevoegen
van fijne deeltjes
Het toevoegen van fijne deeltjes zorgt voor een aanvulling op de
korrelverdeling in het fijne gebied. Samen met een kleiner volume granulaten
wordt zo wrijving tussen de granulaten vermeden, waardoor het
energieverbruik tijdens het mengen daalt en de vloeibaarheid stijgt.
- ronde granulaten gebruiken
Bij ronde granulaten is de wrijving tussen de granulaten kleiner dan bij
gebroken granulaten.
De weerstand tegen segregatie wordt bekomen door:
- het volume granulaten te verminderen
Hoe minder granulaten, hoe minder ze kunnen ontmengen en hoe kleiner de
kans dat ze zullen zorgen voor obstructies in de aanwezigheid van een dichte
wapening.
- de maximale korrelgrootte te verkleinen
Hoe kleiner de grootste korrels, hoe kleiner de kans dat deze aanleiding zullen
geven tot ontmenging. Ook zullen kleinere korrels de kans op obstructies
verkleinen.
- het toevoegen van fijne deeltjes, m.a.w. het verlagen van de W/P-verhouding
Hierdoor wordt het water geadsorbeerd en zal de ontmenging tijdens het
storten beperkt blijven.
Voor het verlagen van de W/P-verhouding zou kunnen geopteerd worden om meer
cement te gebruiken maar hoe hoger het cementgehalte, hoe hoger de
hydratatiewarmte. Om dit te voorkomen – immers: hoe meer warmteontwikkeling
tijdens de bindings- en verhardingsperiode, hoe groter de kans op scheuren tijdens
het afkoelen – worden fillers gebruikt, ze zijn minder of nauwelijks reactief.
37
3.2. Betonsamenstelling: concreet
Bij het aanmaken van de betonmengsels wordt in een eerste fase uitgegaan van
volgende principes:
- W/C-factor = 0,5 en bijgevolg
- een theoretische, gemiddelde druksterkte op 28 dagen: fcn = 51,4 MPa
- Cementgehalte = cte = 350 kg
- Watergehalte = cte = 175 l
Opm. De kleine variaties (zie tabel 1) zijn te wijten aan de 80 % water van de
superplastificeerder, waarvan de hoeveelheid voor elk mengsel werd
aangepast.
- de volumeverhouding Filler/Cement = cte = 0,9
Zo werd de invloed van eenzelfde volume filler op de betonsamenstelling nagegaan.
In een tweede fase worden alle betonmengsels welke nog niet beantwoorden aan de
eisen voor het zelfverdichtend beton aangepast. Indien niet aan de zelfverdichtende
voorwaarden – slumpflow, funneltest en U-test (zie paragraaf 5.1) – voldaan werd,
werd een κp-correctie (0,8 à 1) toegepast op de βp-waarde. Zo kon ook de invloed
van de fillers op de eigenschappen van het zelfverdichtend beton (zowel in vloeibare
als in verharde toestand) nagegaan worden.
In wat volgt zal steeds een onderscheid gemaakt worden tussen deze 2 groepen, de
eerste groep krijgt de benaming “W=175”, de tweede groep de benaming “ZVB”.
Opm.
De notatie van de betonmengsels is als volgt:
38
Hierbij dient nog opgemerkt dat voor sommige mengsels uit de “W=175”-groep
eenzelfde mengsel soms meerdere malen aangemaakt werd met een verschillend
gehalte aan superplastificeerder. Reden hiervoor is dat het toevoegen van super-
plastificeerder op ervaring berust, soms trad segregatie op door overdosering. In de
benaming vindt men bij deze mengsels de term “B”, “B-1” of “B-2” terug.
Opm. indien de κp-waarde niet expliciet in de benaming is weergegeven, wil dit
zeggen dat deze berekend werd op basis van het watergehalte (W=175 l) en de βp-
waarde.
Op de twee volgende pagina’s vindt men achtereenvolgens:
- tabel 1: betonsamenstellingen (W=175)
- tabel 2: betonsamenstellingen (ZVB)
Opm. Met één van de twee vliegassen (filler 9) bleek het onmogelijk om een
zelfverdichtend mengsel te bekomen (met onze vooropgestelde W/C-factor =
0,5).
39
40
41
3.3. Kostprijsberekening
Voor elke samenstelling werd – zoals weergegeven in tabel 3 – ook de kostprijs
bepaald. Hieruit blijkt dat zelfverdichtend beton gemiddeld genomen 34 % duurder is
dan standaardbeton, louter gebaseerd op de materiaalkost.
Bij het berekenen van de totale prijs dienen volgende gegevens in acht genomen te
worden:
Zelfverdichtend beton vergt enerzijds:
- minder arbeidsuren;
- minder personeel;
maar anderzijds ook [23]:
- een leerproces van 6 tot 12 maanden: opnieuw leren mengen, storten en
afwerken;
- de investeringen in opslag, meng-, transport- en stortmiddelen.
eenheids- prijs [€]
1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 S.B.
grind 0,0064 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 5,64 6,74 zand 0,0046 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,19 3,80
filler 0,0297 8,17 8,05 8,20 6,61 8,26 7,02 6,77 6,78 5,00 5,84 6,19 - cement 0,0744 26,03 26,03 26,03 27,80 26,03 27,36 27,64 27,97 28,61 28,48 28,08 26,03 water 0,0005 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,10 0,09 0,09 0,09
SPL 1,3634 6,35 6,20 5,54 5,35 7,21 5,87 5,17 6,77 6,40 5,33 4,63 -
totaal [€] 49,46 49,19 48,68 48,67 50,41 49,17 48,50 50,45 48,94 48,56 47,82 36,66
tabel 3: bepaling kostprijs op basis van de betonsamenstelling (ZVB)
Zoals ook uit figuur 14 blijkt, kan het aandeel van het water verwaarloosd worden.
42
figuu
r 14:
bep
alin
g ko
stpr
ijs o
p ba
sis
van
beto
nsam
enst
ellin
g (Z
VB)
43
HOOFDSTUK 4. KARAKTERISERING VAN DE FILLERS Om fillers onderling te vergelijken en om hun invloed op de eigenschappen van
zelfverdichtend beton na te kunnen gaan, zijn de intrinsieke karakteristieken een
onontbeerlijk gegeven.
Vliegas is bijvoorbeeld een filler die reeds in de traditionele betontechnologie gebruikt
wordt maar het moge duidelijk zijn dat – met de verdere ontwikkeling van het
zelfverdichtend beton – een steeds grotere verscheidenheid aan fillers in de
toekomst een rol gaan spelen in de betontechnologie. Dit bevestigt de behoefte aan
een regelgeving betreffende deze fillers.
Volgende normen kunnen van dienst zijn maar zijn verre van volledig: in een aantal
van deze normen staat alleen de definitie van fillers – wat weliswaar duidt op hun
belang in de toekomst –, anderen vermelden wel de intrinsieke karakteristieken van
de fillers maar de eisen die er aan gesteld worden zijn alleen maar geldig voor
kalksteenmeel.
- Frankrijk: NF P 18-501 “Additions pour béton hydraulique: fillers”
NF P 18-508 “Additions pour béton hydraulique: additions calcaires”
- Nederland: BRL 1804 “Steenmeel voor toepassing als vulstof in beton en
mortel”
- Europa prEN 12620 “Aggregates for concrete including those for use in
roads and pavements”
We kunnen dus wel voor iedere filler de intrinsieke waarden – zoals weergegeven in
“BRL 1804, tabel 2” – maar de eisen (zie bijlage 1) waaraan voldaan moet zijn, gaan
alleen op voor filler 1 t.e.m. 7. Door de bepaling van deze intrinsieke waarden voor
iedere filler, kunnen ze onderling vergeleken worden.
44
4.1. Bepaling βp-waarde
De βp-waarde is de volumeverhouding W/P horende bij het watergehalte waarbij al
het water door het poeder wordt vastgehouden. (De βfiller-waarde en de βcement-
waarde worden analoog gedefinieerd en bepaald).
Hiertoe wordt een uitvloeiproef uitgevoerd voor 4 verschillende W/P-verhoudingen,
waarbij de vloeimaat tussen de 140 en 250 mm ligt. De bijhorende relatieve
vloeimaat Γp wordt als volgt bepaald:
Wanneer we de W/P-waarde uitzetten in functie van Γp, geeft het snijpunt van de
aldus bekomen rechte met de verticale as (Γp = 0) de βp-waarde (figuur 15).
De βp-waarde kan dus ook gedefinieerd worden als de – theoretische – W/P-
verhouding waarbij net geen uitvloei optreedt.
figuur 15: bepaling van de βp-waarde
Opm. de 4 metingen dienen tot een regressierechte te leiden waarbij R² ≥ 0,99.
Zoniet werd de meting overgedaan.
45
De meetwaarde blijkt heel sterk afhankelijk te zijn van de operator, de manier waarop
de kegel opgeheven wordt bepaalt heel sterk de uiteindelijke vloeimaat. Daarom
werd door CBR een automatisch systeem ontwikkeld zodat deze invloed van de
operator geëlimineerd wordt.
figuur 16: bepaling van de βp-waarde met automatisch systeem (foto’s CBR)
Uit literatuur- en experimenteel onderzoek blijkt dat βpoeder volumetrisch evenredig
berekend kan worden uit βcement en βfiller. Hierdoor volstaat de bepaling van deze 2
waarden voor de kennis van βpoeder van om het even welke volumetrische verhouding
van beide grondstoffen:
fillercementpoeder . 100Y .
100X β+β=β
In tabel 4 worden voor de verschillende zelfverdichtende mengsels de meetwaarden
van βcement en βfiller weergegeven, evenals de berekende βpoeder-waarde:
1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
βcement 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004 1,0004
βfiller 0,8357 0,7826 0,6845 0,7565 1,4122 0,7032 0,7367 0,7802 0,8759 0,8550 0,7944
m 0,1047 0,1122 0,0620 0,0682 0,3887 0,1325 0,0559 0,0491 0,0384 0,0426 0,0068
X [%] 53 53 63 63 63 63 63 63 64 63 63
Y [%] 47 47 37 37 37 37 37 37 36 37 37
βpoeder 0,9235 0,8987 0,8839 0,9104 1,1523 0,8908 0,9031 0,9192 0,9552 0,9468 0,9244
tabel 4: berekening βpoeder (ZVB)
46
Naast de βp-waarde kan ook de helling van de regressierechte (m) bepaald worden
(zie figuur 17 en tabel 4).
Deze zegt iets over de watergevoeligheid van de filler:
- een sterke helling komt overeen met een lage gevoeligheid,
- een zwakke helling met een hoge gevoeligheid.
Lichte variaties in het watergehalte van het vers mengsel komen in een beton-
centrale altijd voor. Een filler met een steile helling verdient dus – op dit vlak – de
voorkeur.
figuur 17: bepaling van de helling m en de watergevoeligheid
Opm. De bepaling van βcement is meer gedetailleerd weergegeven in bijlage 2. Ook
is in deze bijlage elke βfiller met zijn respectievelijke helling grafisch weergegeven.
47
4.2. Bepaling volumieke massa
De volumieke massa van de filler wordt bepaald volgens de norm EN 196-6, § 4.5.3.
De proefopstelling ziet eruit zoals weergegeven in figuur 18.
figuur 18: bepaling volumieke massa
De pyknometer wordt gevuld met terpentijnolie en gedurende een bepaald tijd
(ongeveer 30 min) in een thermostatisch bad (20 ± 1 °C) geplaatst, zodat het niveau
van de terpentijnolie stabiliseert. Het volume V0 wordt afgelezen.
Ondertussen wordt een massa m (tussen de 50 en 60 g) gewogen tot op 0,0001 g
nauwkeurig. Deze massa wordt aan de terpentijnolie toegevoegd. Na de tijd nodig
voor het stabiliseren, wordt het volume V1 afgelezen.
De volumieke massa wordt dan – op 0,01 g/cm³ nauwkeurig – gegeven door de
formule (de resultaten voor de beproefde fillers zijn weergegeven in tabel 5):
−=ρ
cm³g
VVm
01
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
m [g] 57,61 54,11 48,54 51,11 49,84 51,49 47,28 55,41 40,5489 40,6165 52,1044 53,8406
V0 [cm³] 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 1,0 0,4 0,7 0,7 0,7
V1 [cm³] 22,1 21,1 18,7 19,7 19,1 19,8 18,2 20,5 18,2 18,3 20,5 21,2
ρ [g/cm³] 2,69 2,65 2,70 2,70 2,72 2,71 2,71 2,84 2,28 2,30 2,63 2,63
tabel 5: bepaling volumieke massa
48
4.3. Bepaling Blaine
De Blaine wordt bepaald volgens de norm EN 196-6,
voor de gedetailleerde proefomschrijving wordt dan
ook verwezen naar deze norm (zie bijlage 3).
De Blaine staat voor de maat van fijnheid van de filler,
aangeduid als specifiek oppervlak, door de tijd (t) te
beschouwen die een vast volume lucht nodig heeft
om door een verdichte fillerlaag met gespecificeerde
afmetingen en porositeit te stromen.
Het dient opgemerkt dat de Blaine-waarde slechts
een indirecte maat is voor de fijnheid en dus met
enige voorzichtigheid moet geïnterpreteerd worden.
figuur 19: Proefopstelling Blaine
Principe:
De massa m van de filler nodig voor de proef wordt bepaald door:
m = ρV(1-e)
ρ = volumieke massa van de filler [g/cm³];
e = volume ingesloten lucht = porositeit = 0,500;
V = volume filler = Vcel = 1,862 cm³
De uitvoering vindt plaats bij 20 ± 1 °C, vermits ook de absolute massa bij deze
omstandigheden bepaald is.
Onder deze omstandigheden geldt dat:
ρ
=g
cm² tK x x 2,524S
t = doorstroomtijd [s];
ρ = volumieke massa van de filler [g/cm³];
49
K = apparaatconstante = S0 x ρ0 x ³ee1− x
0
0
t1,0 η
S0 = specifieke oppervlakte van het referentiecement = 3774 cm²/g;
ρ0 = volumieke massa van het referentiecement = 3,15 g/cm³;
η0 = gemiddelde luchtviscositeit = 0,00001819 Pa.s;
t0 = gemiddelde doorstroomtijd = 100 s.
Zo werd volgende apparaatconstante bepaald:
K = 2,267980923
Opm. referentiecement = CEM I 52,5 LA
Hieruit kan dan het specifiek oppervlak voor elke filler bepaald worden, zoals
weergegeven in tabel 6.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
K 2,267980923
t [s] 160 133 101 59 651 131 45 32 56 56 102 35
ρ [g/cm³] 2,69 2,65 2,70 2,70 2,72 2,71 2,71 2,84 2,28 2,30 2,63 2,63
S [cm²/g] 5590 5173 4431 3376 11150 5030 2940 2363 3886 3880 4567 2679
tabel 6: bepaling van de Blaine
Opm.
Wanneer er later mogelijke verbanden gezocht werden tussen de eigenschappen
van de fillers en de eigenschappen van het zelfverdichtend beton, is gebleken dat –
juist omwille van zijn relatief karakter – de Blaine niet de ideale aanduiding is van het
specifiek oppervlak. Ook de granulometrische opbouw van de filler en de mogelijke
poriën in de fillerkorrels worden niet in rekening gebracht. Hiertoe kan men – evt.
naast de bepaling van de Blaine – ook een lasergranulometrie en een B.E.T.-test
uitvoeren (Brunauer Emmet Teller). Deze test bepaalt de hoeveelheid inert gas
(meestal stikstof) die – in vacuüm – aan het oppervlak van de filler geadsorbeerd
wordt. Zo kan men de absolute specifieke oppervlakte bepalen.
50
4.4. Bepaling CaCO3
Het gehalte calciumcarbonaat (CaCO3) werd alleen bepaald voor de kalksteenfillers
(filler 1 t.e.m. 7) en de dolomietfiller (filler 8) omdat alleen zij calciumcarbonaat als
hoofdbestanddeel bevatten. Voor de dolomietfiller werd eveneens het gehalte
magnesiumcarbonaat bepaald.
Het gehalte aan CaCO3 kan op twee manieren bepaald worden:
1. Door het totaal gehalte CaO te bepalen, volgens de norm EN 196-2;
2. Door het gehalte CO2 te bepalen, volgens de norm NF P 18-508.
Vermits mogelijk niet alle CaO en CO2 afkomstig zijn van CaCO3, verdient het aan-
beveling beide methoden toe te passen.
Het gehalte aan CO2 wordt bepaald door thermogravimetrie, het totaal gehalte CaO
(MgO) via titratie. In tabel 7 worden de gevonden waarden weergegeven.
(Voor een gedetailleerde uitwerking van filler 1 en 8 en de grafieken van de
thermogravimetrie wordt verwezen naar bijlage 4).
Het verschil in resultaat tussen beide methoden is verwaarloosbaar. Alle
kalksteenfillers bestaan uit bijna zuiver CaCO3.
1 2 3 4 5 6 7 8 CaO (%) 55,31 55,51 54,96 55,14 53,99 54,87 54,78 31,25 CaCO3 (%) 98,77 99,13 98,14 98,46 96,41 97,98 97,82 55,80 MgO (%) - - - - - - - 19,25
1
MgCO3 (%) - - - - - - - 40,43
gloeiverlies (%) 44,14 44,16 44,15 43,99 43,43 43,93 43,60 46,71 CO2 (%) 43,48 43,70 43,70 43,44 42,38 43,49 43,14 45,73 CaCO3 (%) 98,82 99,32 99,32 98,73 96,32 98,84 98,05 55,00
2
MgCO3 (%) - - - - - - - 41,10
tabel 7: bepaling CaCO3 (MgCO3) via CaO (MgO) en CO2
Opm. Het kleine verschil in gloeiverlies (zie paragraaf 4.6) en CO2 is de wijten aan
de vochtigheid van de filler. Het verdampen van het vocht zorgt voor een klein
massaverlies. (Zie ook de grafieken in bijlage 4).
51
4.5. Bepaling methyleenblauw-waarde
De methyleenblauw-waarde of het “blauwgetal” wordt bepaald volgens de norm NBN
B 11-210. (Voor de volledige procedure van de bepaling wordt verwezen naar
bijlage 5).
Met deze proef kan het gehalte aan klei, welke de oorzaak kan zijn van zowel een
expansie als een verminderde aanhechting tussen de cementpasta en de granulaten,
bepaald worden: methyleenblauw bezit nl. de eigenschap preferentieel geabsorbeerd
te worden door klei, organisch materiaal en ijzerhydroxiden. Er wordt dus gestreefd
naar een zo klein mogelijke waarde.
De vlektest bestaat erin om m.b.v. een glazen staaf een druppel uit de suspensie (zie
bijlage 5) te nemen die men aanbrengt op het filterpapier. Die druppel vormt op het
filterpapier een vlek die bestaat uit een centrale neerslag van het materiaal, welke
omringd wordt door een aureool waarvan het uitzicht en de tint bepalen of de test
positief of negatief is.
De test is negatief als de centrale vlek – met donkerblauwe kleur – omringd is door
een vochtig en kleurloos aureool. De test is positief als de centrale vlek omringd is
door een lichtblauw aureool met een breedte van minstens 0,5 mm (figuur 20).
figuur 20: proefopstelling methyleenblauw-waarde (links) en een positieve test (rechts)
52
Voor elke filler was de onmiddellijke vlektest positief. De vlektest wordt dan van
minuut tot minuut uitgevoerd gedurende 5 minuten, zonder nieuwe toevoeging van
methyleenblauwoplossing. De vlektest bleef voor elke filler onmiddellijk positief
(tabel 8), m.a.w. iedere filler absorbeerde slechts een kleine hoeveelheid
methyleenblauw, ofnog elke filler leverde geen problemen op qua hoeveelheid klei,
organische stoffen en ijzerhydroxiden.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vmethyleenblauw [ml] 5 mmethyleenblauw
(oplossing 10 g/l) [g] 0,05
mfiller [g] 30
B [ml/g] 0,1667 mmethyleenblauw
mfiller [%] 0,1667
tabel 8: bepaling van het blauwgetal en de procentuele massaverhouding
Opm. De procentuele massaverhouding is gelijk aan het blauwgetal omdat gewerkt
werd met een concentratie van 10 g/l.
53
4.6. Bepaling carbongehalte
Het carbongehalte is een intrinsieke karakteristiek van vliegassen. Dit is meteen ook
de reden waarom deze niet vermeld staat in de BRL 1804. Volgens de norm EN 450
dient het gloeiverlies beperkt te blijven tot 7 %.
Vliegas is een restproduct van de verbranding van steenkool voor de opwekking van
elektriciteit. Het gemalen steenkool wordt samen met de voorverwarmde
verbrandingslucht in de verbrandingsketel geblazen. Vermits de efficiëntie van het
verbrandingsproces nooit 100 % is, bevat vliegas – naast de onbrandbare zand- en
gesteenteresten – altijd nog een deel onverbrande kool.
De kwaliteit van het vliegas neemt af met toenemend percentage onverbrande kool,
o.a. ten gevolge van:
- een adhesie van luchtbelvormers aan de kooldeeltjes (en dus een
gereduceerde werking van deze hulpstoffen;
- (mede als gevolg van voorgaande) een afname van de duurzaamheid (vorst
en dooizouten).
Het gehalte aan onverbrande kool wordt gemeten als gloeiverlies (norm EN 196-2):
[%] 100 . m
mmesgloeiverli bruto0
10 −=
waarbij: mC 25975 tot opwarming na massa m
g 0,05 1 vliegas massa initiële
1
0
°±=
±==
In vliegas zijn geen sulfiden (die door de neerslag van SO3 voor een gedeelte
massawinst zouden kunnen zorgen) aanwezig, zodat het bruto gloeiverlies als
uiteindelijk resultaat kan beschouwd worden:
filler 9: carbongehalte = 5,54 %
filler 10: carbongehalte = 6,55 %
54
4.7. Bepaling activiteitsindex
De activiteitsindex van een filler wordt bepaald door de druksterkte te bepalen voor
enerzijds mortel op basis van puur cement en anderzijds mortel waarin 25 % van het
cement vervangen wordt door de onderzochte filler.
Twee mortelbalkjes (40 x 40 x 160 mm³) worden aangemaakt:
- het eerste op basis van 100 % cement;
- het tweede op basis van 75 % cement en 25 % filler.
De druksterkte van elk mortelbalkje wordt overeenkomstig de norm EN 196-1
bepaald op 1, 2 en 28 dagen. De resultaten worden weergegeven in tabel 9.
Opm. in tegenstelling tot de norm wordt met een CEM III/A als referentiecement
gewerkt i.p.v. een CEM I.
De activiteitsindex wordt als volgt gedefinieerd:
[%] 100 . N
Nsindexactiviteit
cement n,
filler cement ,n +=
waarbij Nn = Rilem druksterkte na n dagen [N/mm²]
cement 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
1d 7,09 4,54 4,47 4,66 4,74 6,71 5,31 4,11 4,39 4,53 5,03 4,29
2d 20,07 13,03 13,18 12,97 12,74 13,78 14,22 12,43 12,48 11,92 12,67 12,05
Nn
[N/m
m³]
28d 66,15 45,75 45,28 44,31 44,18 44,3 46,74 42,41 43,52 44,72 45,12 44,34
1d 100 64 63 66 67 95 75 58 62 64 71 61
2d 100 65 66 65 63 69 71 62 62 59 63 60
act.
Inde
x [%
]
28d 100 69 68 67 67 67 71 64 66 68 68 67
tabel 9: bepaling activiteitsindex
55
4.8. Bepaling laser-granulometrie
Deze – niet-genormaliseerde – methode maakt het mogelijk een korrelverdeling van
de filler op te stellen tussen 1,8 en 350 µm (zie figuur 21, voor de overige resultaten
wordt verwezen naar bijlage 6).
figuur 21: bepaling laser-granulometrie
De meting is gebaseerd op de relatie tussen de diameters van de korrels en de
diffractie van een laserstraal doorheen een fillersuspensie in alcohol. De verstrooiing
van de lichtstraal is gecorreleerd aan de verschillende korrelgroottes: hoe groter de
verstrooiing, hoe kleiner de korrels.
Om verbanden te kunnen leggen met deze laser-granulometrie is het nodig dat ze
kan gevat worden in één parameter. Een aantal mogelijkheden om dit te doen is:
- de hoeveelheid filler [%] bepalen met een partikeldiameter [µm] d ≤ dx (met x =
vooropgestelde partikeldiameter), bv. y10, y50, y80 (zie tabel 10);
Opm. 80 µm = maximale partikeldiameter volgens definitie filler (zie paragraaf
2.2.4)
- analoog: de partikeldiameter [µm] bepalen bij een zekere hoeveelheid filler
[%], bv. d10, d50, d90 (zie tabel 10);
56
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 cement
y10 [%] 56,55 54,64 42,73 38,20 83,86 49,39 29,23 23,28 32,08 27,84 36,28 21,23 41,56
y50 [%] 89,39 88,51 74,62 82,73 96,25 87,79 74,70 60,32 80,08 78,68 96,76 73,34 94,52
y80 [%] 95,49 96,01 89,72 94,14 97,68 96,85 86,27 81,60 90,71 90,58 99,44 89,94 99,14
d10 [µm] 1,21 1,26 1,61 1,71 0,84 1,49 2,58 2,53 2,99 4,44 1,86 3,68 1,68
d50 [µm] 7,75 8,38 13,85 15,83 2,37 10,22 19,80 37,09 16,70 19,79 14,29 27,04 12,73
d90 [µm] 52,32 54,66 80,84 66,25 17,39 55,48 93,34 97,87 77,34 77,83 36,82 80,15 40,13
tabel 10: bepaling van één parameter voor de laser-granulometrie
(bv. y10 = doorval bij 10 µm, d10 = diameter met 10 % doorval)
- een totaal andere mogelijkheid is de helling bepaald door de ‘Rosin-Rammler’-
methode: deze parameter is ingegeven door de cementindustrie. Voor
cement is het namelijk zo dat de korrels zich het best situeren tussen 3 en 32
µm (kleiner dan 3 µm dragen ze wel bij tot de slump en tot de verwerkbaarheid
maar weinig tot de sterkte, groter dan 32 µm zullen de korrels niet volledig
hydrateren). [24]
Principe:
De ‘Rosin-Rammler’-methode is in feite niets anders dan een toepassing van
de statistische Weibull-verdeling [25] :
De curve zoals bepaald in figuur 21 kan beschouwd worden als een twee-
parameter Weibull cumulatieve dichtheidsfunctie, gegeven door volgende
formule: β
η
−
=x
e - 1 )x(D
De bijhorende twee-parameter Weibull verdelingsfunctie wordt gegeven door: β
η
−
=x
e )x(R
.ln(x) ).ln( - )x(R
1ln ln β+ηβ=
waarbij η = partikeldiameter welke zorgt voor een zeefrest van 36,8 %
(immers R(η) = %) 36,8 0,368 e 1- ===
β
ηη
−
e .
57
Dus door de ordinaat uit figuur 21 twee maal logaritmisch te schalen, wordt de
curve quasi-lineair. De helling van de regressierechte (= β) kan als parameter
beschouwd worden, ze vertelt namelijk iets over de spreiding van de
partikeldiameters:
- een grote hellingshoek komt overeen met een kleine spreiding;
- een kleine hellingshoek met een grote spreiding.
Bovenaan de grafiek staan hulplijnen voor het aflezen van de helling β, door
een evenwijdige aan de regressierechte te tekenen door de oorsprong van
deze hulplijnen kan de helling β begroot worden.
De helling β kan anderzijds ook berekend worden volgens volgende formule
(de resultaten zijn weergegeven in tabel 11):
∑
∑
Σ
−
Σ−
−
Σ
=β 2
n)xln( - ln(x)
n)y100(
100lnln
)y100(100lnln
n)xln( - ln(x)
hierbij is:
x = particuliere partikeldiameter (= de “maaswijdte” bij zeving) [µm];
n = aantal particuliere partikeldiameters in het beschouwde interval (in
dit geval is n = 16, in het interval [2.20, 30.00]);
y = doorval [%].
Opm. x en y zijn bepaald door lasergranulometrie.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 cement
β 0,7023 0,7065 0,7194 0,7762 0,5275 0,8054 0,9316 0,6866 1,0654 1,2147 0,9929 0,9188 0,9306
tabel 11: Rosin-Rammler, bepaling van de helling van de regressierechte (β)
58
figuur 22: Rosin-Rammler, grafische bepaling van de helling van de regressierechte (β)
Opm. Hoewel de formule gegeven wordt door de natuurlijke logaritme, kan de
grafiek toch uitgezet worden op een Briggse logaritmische schaal vermits het verschil
tussen beiden slechts een constante (nl. ln10) factor is: ln(x) = log(x) x ln10.
59
4.9. Bepaling microscopie
4.9.1. Algemeen
Voor sommige fillers diende het mengsel een aantal keer hermaakt te worden om
aan de reeds eerder genoemde ‘zelfverdichtende voorwaarden’ te voldoen.
Macroscopisch gezien was er geen aanduiding voor dit feit. Met één van de twee
vliegassen (filler 9) bleek het zelfs onmogelijk om een zelfverdichtend mengsel te
bekomen (met onze vooropgestelde W/C-factor = 0,5). Daarom werd besloten om
de fillers ook microscopisch te onderzoeken.
Opm. Het visuele aspect van de microscopie was niet voldoende om de reden van
het falen van filler 9 te achterhalen. Verder onderzoek is nodig.
M.b.v. de SEM (Scanning Electron Microscope) worden microscopische opnames
gemaakt. Deze opnames worden dan morfologisch geïnterpreteerd. Deze analyse
geeft een visueel beeld van de korrels en legt het beeld vast in een aantal
parameters:
- rondheid;
- bolvormigheid;
- oppervlakte-structuur.
Deze parameters kunnen als volgt gedefinieerd worden [26] :
De rondheid is een eigenschap van het oppervlak – dat rond of hoekig kan zijn – en
wordt gedefinieerd als het gemiddelde van ‘alle (n) stralen (r) van cirkels die kunnen
worden ingeschreven in een doorsnede van de korrel gedeeld door de straal (R)’ van
de grootste ingeschreven cirkel:
rondheid = n
R/r∑
60
Het gebruik van een visuele schaal vergemakkelijkt de beoordeling, aangezien
meten in de praktijk een moeilijke en tijdrovende opdracht is. Figuur 23 [27] geeft een
overzicht van een mogelijke onderverdeling.
Men kan de onderverdeling als volgt omschrijven:
- Hoekig (heel hoekig): (heel) scherpe hoeken en randen, weinig of geen
sporen van afschuring.
De waarde ligt tussen de 0,0 en 0,15.
- Half hoekig: een wat hoekigere structuur maar vrij van scherpe en oneffen
randen. De vlakken zijn onaangetast terwijl de randen en hoeken licht zijn
afgerond.
De waarde ligt tussen de 0,15 en 0,25.
- Half rond: gedeeltelijk rond met gedeeltelijke afgeschuurde vlakken. De
originele vorm is nog steeds herkenbaar maar hoeken en randen zijn
geëffend.
De waarde ligt tussen 0,25 en 0,4.
- Rond: de vorm is rond of gekromd. De randen en hoeken zijn geëffend en
bijna volledig afgeschuurd met soms nog vlakke oppervlakken.
De waarde ligt tussen 0,4 en 0,6.
- Heel rond: het volledige oppervlak bestaat uit brede curven zonder platte
vlakken, de originele hoeken en vlakken zijn afgeschuurd.
De waarde ligt tussen de 0,6 en 1,0.
De bolvormigheid kan bij benadering (in principe is de bolvormigheid gelijk aan de
verhouding Vpartikel/Vomschreven bol) bepaald worden uit:
3 3l
dbl
dd . d . d =Ψ
waarbij: dl = diameter volgens de langste as van de korrel;
db = diameter volgens de tussenliggende as van de korrel;
dd = diameter volgens de kortste as van de korrel.
Er is sprake van een lage, een middelmatige en een hoge bolvormigheid (zie figuur
23).
61
figuur 23: bep
De oppervla
ondergebracht
de textuur van
- effen;
- ruw (fijn
- gelaagd
- … .
4.9.2. Micros
Voor elke fille
gegeven in vo
11 - 12
aling rondheid e
kte-structuur
worden. Er
het oppervla
e tot ruwe o
;
copisch vis
r werd een v
rige paragraa
7 - 8
n bolvormigheid
kan al m
is ook geen e
k. Volgende
neffenheden o
uele beschrij
isuele besch
f.
1
4
2van een
oeilijke
chte ee
kenmer
p of in
ving va
rijving g
3 - 6
partikel, situeri
r in een
nduidigheid
ken kunnen
het oppervlak
n de fillers
emaakt op b
5
ng fillers
duidel
over he
gebruik
);
asis va
9 - 10
binnen deze tabel
ijke classificatie
t beschrijven van
t worden:
n de parameters
62
Filler 1:
De opname toont de aanwezigheid
van vele fijne korrels. De halfhoekige
korrels hebben een lage bolvormig-
heid en vertonen scherpe hoeken en
randen. De fijnere fractie is vooral
kristallijn en heeft zachtere randen en
hoeken dan de grotere fractie, welke
eveneens langwerpiger is.
figuur 24: microscopische opname filler 1 (x1000)
Filler 2:
De filler bestaat uit een grote fractie
fijne korrel met aanwezigheid van
enkele grotere korrels. De grote,
langwerpige en hoekige korrels heb-
ben scherpe hoeken en randen en
een gelaagde oppervlakte-structuur.
De kleine korrels met gemiddelde
rondheid en bolvormigheid hebben
enkele scherpe kantjes en bultjes.
figuur 25: microscopische opname filler 2 (x1000)
63
Filler 3:
De filler vertoont een grote fijne
fractie met uitzonderlijk enkele
grotere korrels. De halfronde korrels
benaderen een matige bolvormig-
heid. De oppervlakte-structuur laat
een gelaagde indruk na. De hoeken
van de fijne fractie zijn afgerond, bij
de grotere korrels zijn de randen licht
rond.
figuur 26: microscopische opname filler 3 (x1000)
Filler 4:
Een gelijkmatige overgang van fijne
naar grovere korrels is merkbaar op
de foto van deze kalksteenfiller.
De eerder vierkantige korrels zijn
hoekig en hebben een middelmatige
bolvormigheid. Het oppervlak geeft
een gave indruk, hoeken en randen
zijn scherp.
figuur 27: microscopische opname filler 4 (x1000)
64
Filler 5:
Deze filler bevat een zeer grote fijne
fractie. De uiterst kleine ronde
korrels vertonen een hoge bolvormig-
heid en bezitten een vrij gaaf
oppervlak of vertonen bulten.
Algenskeletten of coccolieten zijn
gemakkelijk te onderscheiden en
werden meermaals teruggevonden.
figuur 28: microscopische opname filler 5 (x2000)
Deze coccolieten bestaan uit een ring
van kleine segmentjes die na verloop
van tijd uit elkaar vallen.
De grootte van een segment is
ongeveer 1 µm. De platte, lang-
werpige segmentjes hebben volledig
ronde hoeken en vertonen geen
enkele scherpe rand.
figuur 29: microscopische opname filler 5 (x7500),
voorbeeld van een coccoliet
65
Filler 6:
Deze filler bestaat grotendeels uit
fijne korrels met hier en daar enkele
grotere korrels. De kleine halfronde
korrels bezitten een middelmatige
bolvormigheid en hebben een platte
vorm. De oppervlakte-structuur
vertoont een zekere gelaagdheid.
figuur 30: microscopische opname filler 6 (x1000)
Filler 7:
De grotere korrels komen voor in 2
vormen: langwerpig tot rond en
kubusachtige. Geen van beide heb-
ben ze scherpe randen, maar
vertonen een gelaagde structuur. De
overige korrels laten een grote
verscheidenheid aan vormen zien.
Ze zijn hoekig en beschikken over
scherpe randen en kanten.
figuur 31: microscopische opname filler 7 (x1000)
(De oplichtende strook is het gevolg van een
elektrische storing tijdens de beeldopname).
66
Filler 8:
De grote verscheidenheid aan
vormen laat geen algemene
identificatie toe (langwerpig, kubus-
achtig, driehoekig). De korrels
bevatten scherpe randen en vertonen
een zekere gelaagdheid. Opvallend
bij het onderzoek van deze filler is de
hoeveelheid stof (als een vlies op de
partikels) dat zichtbaar werd.
figuur 32: microscopische opname filler 8 (x1000)
Filler 9:
De opname toont de typisch sferische
vliegaspartikels, met een grote
verscheidenheid in diameter. De
korrels zijn bolvormig en hebben een
gave oppervlaktestructuur. Niet alle
korrels hebben echter deze
kenmerken, een gedeelte van de
korrels zijn niet-bolvormig, anderen
zijn zelfs hoekig.
In het poeder bevinden zich ook glas-
bellen en metaalcomponenten. figuur 33: microscopische opname filler 9 (x1000)
67
Speciale types vliegaspartikels:
- plerosfeer: grote, glasachtige
bol met vele kleine vliegas-
partikels binnenin;
- cenosfeer: holle, uiterst lichte
vliegaspartikels.
figuur 34: microscopische opname filler 9 (x1500)
Filler 10:
Ook hier zijn de typische sferische
vliegaspartikels te zien met hun
bolvorm en gaaf oppervlak.
De bevindingen gemaakt bij filler 9,
zijn ook hier geldig.
figuur 35: microscopische opname filler 10 (x1000)
68
Filler 11:
Het kwartsmeel geeft een gebroken
indruk. De korrels bezitten een lage
bolvormigheid en tonen zich heel
hoekig. Het oppervlak is vlak maar
randen en hoeken zijn scherp. De
filler is kristallijn met een kleine fractie
amorf materiaal. De siliciumkristallen
zijn aanwezig onder de vorm van
kubusachtige kristallen.
figuur 36: microscopische opname filler 11 (x1000)
Filler 12:
De aanwezigheid van grote korrels
verklaart waarom de gemiddelde
korrelgrootte van dit kwartsmeel
groter is. De hoekige korrels hebben
een lage bolvormigheid en zijn eerder
langwerpig. Met hun gebroken platte
vorm vertonen de randen en hoeken
scherpe kanten. De korrels zijn
volledig kristallijn.
figuur 37: microscopische opname filler 12 (x1000)
69
4.10. Overzichtstabel fillerkarakteristieken
(Dit overzicht is eveneens weergegeven in bijlage 7.)
70
HOOFDSTUK 5. UITGEVOERDE PROEVEN
5.1. Proeven op vers beton
De controles op de eigenschappen van de betonspecie (m.n. het rheologisch gedrag)
hebben – in tegenstelling tot de eigenschappen van het verhard zelfverdichtende
beton – op geheel andere wijze plaats dan bij het standaardbeton.
De voorwaarden voor een zelfverdichtend beton worden bepaald aan de hand van 3
verwerkbaarheidsproeven. Voor elk van deze proeven dient dan aan voorop-
gestelde, experimenteel bepaalde, eisen te worden voldaan (zie ook paragraaf
2.3.1.5):
- slumpflow: uitspreiding 650 ± 20 mm
- V-funnel: doorstroomtijd 8 < t < 12 s
- U-test: stijghoogte > 300 mm
Opm.
1. Zwarte cellen duiden aan dat niet aan de voorwaarde voldaan wordt, dit kan
weliswaar genuanceerd worden voor de doorstroomtijd (zie paragraaf 6.1.1)
2. Dat deze proeven (nog) niet genormaliseerd zijn, mag blijken uit de
verscheidenheid aan eisen die terug te vinden zijn in de literatuur:
- slumpflow: > 650 mm, doorstroomtijd: 10 < t < 13 s (zie paragraaf 2.1.2.3);
- slumpflow: 650 < SF < 850 mm, doorstroomtijd: 10 < t < 15 s [09];
- slumpflow: 700 ± 50 mm, doorstroomtijd: 10 < t < 20 s [28].
Ook andere verwerkingsproeven werden, en worden, ontwikkeld:
- Vesseltest [29];
- L-box [30];
- … .
Er bestaan tegenwoordig bijna evenveel proeven als onderzoekers die zich bezig
houden met het typeren van zelfverdichtend beton in vloeibare toestand.
Het is duidelijk dat stappen moeten gezet worden in de richting van normalisatie.
71
5.1.1. Bepaling van de slumpflow
Naast de bepaling van de uitvloeimaat is er tegelijk ook een visuele controle van de
eventuele segregatie (homogeniteit) van het beton.
Voor het bepalen van de uitvloeimaat van de betonspecie wordt een Abramskegel
centraal op een uitvloeitafel van 1000 x 1000 mm² geplaatst en gevuld met de
betonspecie. Vervolgens wordt de kegel in een vloeiende beweging opgetrokken: de
betonspecie vloeit uit over de tafel (figuur 38).
Net als bij de bepaling van de vloeimaat van de mortel, bepaalt de manier waarop de
kegel opgeheven wordt heel sterk de uiteindelijke vloeimaat. In tegenstelling tot de
bepaling van de mortel, is er voor de bepaling van de slumpflow (nog) geen
automatisch systeem ontwikkeld zodat deze invloed van de operator geëlimineerd
zou kunnen worden.
figuur 38: bepaling van de uitvloeimaat (foto’s CBR)
Naast de uiteindelijke vloeimaat – gemeten als het gemiddelde van twee loodrecht
op elkaar gemeten diameters van de uitgespreide betonspecie – kan ook de tijd
bepaald worden nodig voor een uitspreiding van 500 mm, wat neerkomt op het
bepalen van de snelheid van uitvloeien. Er wordt algemeen aangenomen dat deze
tijd beperkt is tot 10 s [31]:
t500 < 10 s
De resultaten zijn weergegeven in tabel 12.
72
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
slumpflow [mm] 650 635 612 685 630 648 635 645 633 645 680 653 638 685 735
t500 [s] 2 2 2 2 2 3 1 2 4 3 3 6 8 5 6
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
slumpflow [mm] 650 635 630 665 635 678 642 640 643 643 660
t500 [s] 2 2 2 2 1 1 2 1 1 2 3
tabel 12: bepaling van de slumpflow en t500
Opm. “W=175” is de groep mengsels waar voor iedereen mengsel hetzelfde volume
filler wordt beschouwd, “ZVB” is de groep mengsels die voldoen aan de
zelfverdichtende voorwaarden (zie ook paragraaf 3.2).
5.1.2. Bepaling van de doorstroomtijd: de funneltest
Wanneer de slumpflow gezien wordt als een aanduiding voor de plastische
vloeidrempel, wordt de funneltest beschouwd als een aanduiding van de viscositeit
(hoewel dit niet helemaal correct is, zie paragraaf 2.1.1): hoe viskeuzer de beton-
specie, hoe groter de doorstroomtijd. Anders gezegd: de funneltest kan gebruikt
worden om de mate van samenhang – en dus de stabiliteit van de betonspecie – te
beoordelen.
figuur 39: bepaling van de doorstroomtijd (foto CBR)
73
Het bepalen van de doorstroomtijd gebeurt als volgt: een V-trechter wordt onderaan
gesloten en gevuld met de betonspecie (figuur 39), daarna laat men de trechter
leeglopen en wordt de tijd tussen het openen van de V-trechter en het zichtbaar
worden van licht door de uitstroomopening gemeten. De resultaten zijn weer-
gegeven in tabel 13.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
doorstroomtijd [s] 11 10 12 8 9 17 5 12 19 12 14 60 N.M. 43 37
Opm. N.M. = niet meetbaar
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
doorstroomtijd [s] 11 10 9 7 5 7 9 6 8 9 11
tabel 13: bepaling van de doorstroomtijd
5.1.3. Bepaling van de stijghoogte: de U-test
Om het zelfverdichtend karakter van het mengsel te begroten, wordt gebruik
gemaakt van de U-box (zie figuur 40).
figuur 40: bepaling van de stijghoogte
74
De twee compartimenten zijn gescheiden door luik, waarachter zich een reeks
wapeningsstaven bevinden(zie figuur 41). Het hoge compartiment wordt gevuld met
de betonspecie. Vervolgens wordt het luik tussen de twee compartimenten omhoog
getrokken en wordt de stijghoogte en de tijd nodig totdat de betonspecie
gestabiliseerd is, gemeten (zie tabel 14).
Na het optrekken van het luik kunnen verschillende mogelijkheden zich voordoen [32]
(zie figuur 41):
- indien het mengsel te viskeus is, zal het niet nivelleren onder zijn
eigengewicht (a);
- indien een optimum gevonden wordt tussen viscositeit en vloeibaarheid, zal
het mengsel onder zijn eigengewicht nivelleren (b). In dit geval kan men
spreken van een zelfverdichtend beton;
- indien het mengsel te vloeibaar is, is er een grote kans op vorming van grind-
ophoping – en dus segregatie – voor (tegen) de wapeningsstaven (c).
figuur 41: verschillende mogelijkheden bij het optrekken van het luik tussen de twee compartimenten
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
U-test [mm] 320 311 - 183 304 305 310 255 199 282 313 - - - 199
U-test [s] 12 14 - 8 19 18 10 24 22 21 19 - - (*) 47
Opm. mengsel 3(175) werd niet gemeten omdat niet voldaan was aan de voorwaarden voor de slumpflow.
mengsel 10(175) werd niet gemeten omdat niet voldaan was aan de voorwaarden voor de funneltest.
mengsel 9(175)B en 11(175) waren niet meetbaar omdat het mengsel al verharde, (*) = meerdere minuten.
75 tabel 14: bepaling van de stijghoogte en de tijd nodig om te stabiliseren
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
U-test [mm] 320 311 304 323 310 328 317 329 323 311 299
U-test [s] 12 14 19 10 10 11 10 8 8 12 17
tabel 14 (vervolg): bepaling van de stijghoogte en de tijd nodig om te stabiliseren
5.1.4. Bepaling van de volumieke massa
De volumieke massa van ieder mengsel wordt bepaald volgens de norm NBN B 15-
213, met dien verstande dat de zelfverdichtende betonspecie – in tegenstelling met
de norm – niet met uitwendige middelen verdicht wordt.
De volumieke massa kan als volgt bepaald worden:
Vmm 12 −
=ρ
³mkg
waarbij: m1 = massa van het vat = 4,28 kg;
m2 = massa van het gevulde vat [kg];
V = volume van het vat = 0,008 m³.
De resultaten worden weergegeven in tabel 15.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
m2 [kg] 22,93 23,04 22,86 23,10 22,94 22,94 23,12 22,95 23,00 23,20 21,98 22,33 22,37 22,86 23,08 23,26
ρ [kg/m³] 2331 2345 2323 2353 2333 2333 2355 2334 2340 2365 2213 2256 2261 2323 2350 2373
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
m2 [kg] 22,93 23,04 22,94 22,58 23,12 22,97 22,94 23,04 22,18 22,69 22,85 23,26
ρ [kg/m³] 2331 2345 2333 2288 2355 2336 2333 2345 2238 2301 2321 2373
tabel 15: bepaling van de volumieke massa
76
5.1.5. Bepaling van het luchtgehalte
Het luchtgehalte van de betonspecie wordt bepaald volgens de norm NBN B 15-208
(methode bij constante druk), ook hier in tegenstelling tot de norm, zonder uitwendige
trilling.
De methode bestaat erin de verandering van het volume vers beton waar te nemen,
in functie van de daarop toegepaste druk. De resultaten zijn weergegeven in tabel
16.
Zelfverdichtend beton zou in staat moeten zijn om – louter door het eigengewicht –
alle ingesloten lucht te laten ontsnappen.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
A [vol.-%] 2,50 2,30 2,70 1,90 2,50 3,00 1,70 2,40 2,30 1,90 5,00 3,70 2,80 2,50 1,80 1,20
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
A [vol.-%] 2,50 2,30 2,50 3,10 1,70 1,80 2,30 1,90 4,40 2,90 2,30 1,20
tabel 16: bepaling van het luchtgehalte
Opm. Het luchtgehalte mag niet groter zijn dan 3 vol.-%. Op basis van deze
voorwaarde is het echter te voorbarig te concluderen dat er mengsels zijn die niet
voldoen aan deze eis. De fout zit hem in de meetprocedure: de meting wordt
onmiddellijk uitgevoerd na het vullen van de mal waardoor de lucht niet de tijd heeft
te ontsnappen. Er wordt beter enige tijd (zoals vroeger gedaan werd [33]) gewacht
zodat de zelfverdichtende betonspecie de mogelijkheid krijgt om onder zijn
eigengewicht de lucht te laten ontsnappen.
77
5.2. Proeven op verhard beton
5.2.1. Bepaling van de druksterkte
De druksterkte van het verharde beton wordt bepaald volgens de norm NBN 15-220.
Ze werd bepaald op 1, 2, 7, 28 en 90 dagen. Hiertoe werden per mengsel 10
kubussen (150 x 150 x 150 mm³) aangemaakt en bewaard bij 20 ± 1 °C en bij een
relatieve vochtigheid (RV) van meer dan 90 %.
De resultaten zijn weergegeven in tabel 17.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
fc,cub,1d [MPa] - 13,0 13,4 14,4 12,9 13,2 16,2 13,5 12,6 11,2 11,5 8,4 - 10,3 8,2 9,2
fc,cub,2d [MPa] 25,3 24,9 25,0 25,7 24,5 22,5 29,0 26,3 24,1 23,3 23,0 18,3 - 22,3 19,0 21,1
fc,cub,7d [MPa] 46,9 46,3 42,5 48,3 45,0 46,7 50,6 47,7 44,5 45,7 44,4 35,4 - 45,2 42,0 42,1
fc,cub,28d [MPa] 58,5 60,0 53,6 60,4 57,4 58,6 63,7 59,4 55,4 59,0 58,2 46,9 - 58,1 51,9 54,9
fc,cub,90d [MPa] 66,6 69,3 64,0 69,5 70,1 61,5 69,2 70,4 64,5 68,4 67,0 44,9 - 67,7 59,8 63,8
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
fc,cub,1d [Mpa] - 13,0 12,9 15,1 16,2 13,1 12,5 10,0 8,5 11,0 8,1 9,2
fc,cub,2d [Mpa] 25,3 24,9 24,5 22,3 29,0 25,4 23,9 22,0 19,8 22,2 20,4 21,1
fc,cub,7d [Mpa] 46,9 46,3 45,0 43,7 50,6 48,4 44,6 44,4 40,7 41,4 41,9 42,1
fc,cub,28d [Mpa] 58,5 60,0 57,4 56,8 63,7 62,6 61,7 59,7 54,0 55,5 53,0 54,9
fc,cub,90d [Mpa] 66,6 69,3 70,1 66,4 69,2 66,9 65,8 69,4 (*) (*) (*) 63,8
Opm. (*) nog te bepalen (eind juni)
tabel 17: bepaling van de kubusdruksterkte
De bijhorende grafieken zijn terug te vinden in bijlage 8.
Opm. Verwacht werd dat door het toevoegen van de filler – en het beperken van de
grove granulaten – een hogere druksterkte bekomen zou worden. Deze verwachting
kon inderdaad experimenteel vastgesteld worden. Hetzelfde geldt dus ook voor de
statische elasticiteitsmodulus (zie paragraaf 5.2.4). Ook voor de buig- en de
splijtsterkte (zie paragraaf 5.2.3 en 5.2.4) werden dezelfde vaststellingen gedaan.
78
5.2.2. Bepaling van de buigtreksterkte
De buigtreksterkte wordt bepaald volgens de norm NBN 15-214 (gebruik makend van
één puntlast). Ze werd bepaald op 1, 2, 7, 28 en 90 dagen. Hiertoe werden 10
prisma’s (500 x 100 x 100 mm³) aangemaakt en bewaard bij 20 ± 1 °C en bij een RV
van meer dan 90 %.
De resultaten zijn weergegeven in tabel 18.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
fct,fl,1d [MPa] 3,3 3,1 - - 2,9 2,6 3,2 2,9 2,9 1,9 - 2,9 2,0 - - 2,0
fct,fl,2d [MPa] 5,0 4,9 - - 4,9 4,7 5,0 4,9 4,9 4,4 - 4,9 4,6 - - 4,7
fct,fl,7d [MPa] 7,4 7,3 - - 7,4 7,4 6,7 7,6 7,7 6,6 - 7,6 7,1 - - 6,7
fct,fl,28d [MPa] 8,7 9,4 - - 9,5 9,5 9,4 9,3 8,6 8,5 - 10,6 9,6 - - -
fct,fl,90d [MPa] 9,6 9,8 - - - 10,3 9,5 9,6 9,8 10,5 - 9,9 9,9 - - 9,3
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
fct,fl,1d [MPa] 3,3 3,1 2,9 - 3,2 - - - 2,6 3,0 2,6 2,0
fct,fl,2d [MPa] 5,0 4,9 4,9 - 5,0 - - - 4,5 4,8 4,5 4,7
fct,fl,7d [MPa] 7,4 7,3 7,4 - 6,7 - - - 6,5 7,1 6,0 6,7
fct,fl,28d [MPa] 8,7 9,4 9,5 - 9,4 - - - - - - -
fct,fl,90d [MPa] 9,6 9,8 - - 9,5 - - - (*) (*) (*) 9,3
Opm. (*) nog te bepalen (eind juni)
tabel 18: bepaling van de buigtreksterkte
De bijhorende grafieken zijn terug te vinden in bijlage 9.
79
5.2.3. Bepaling van de splijttreksterkte
De buigtreksterkte wordt bepaald volgens de norm NBN 15-218. Ze werd bepaald
op 1, 2, 7, 28 en 90 dagen, telkens op twee halve prisma’s bekomen na het uitvoeren
van de buigtreksterkte.
De resultaten zijn weergegeven in tabel 19.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
fct,sp,1d [Mpa] 1,7 1,2 - - 1,5 1,4 0,8 1,4 1,5 1,0 - 1,4 1,1 - - 1,1
fct,sp,2d [Mpa] 2,2 2,1 - - 2,5 2,0 2,5 2,0 2,0 1,8 - 2,2 2,2 - - 2,0
fct,sp,7d [Mpa] 4,6 4,6 - - 4,5 2,6 4,3 3,8 4,7 4,0 - 3,5 3,4 - - 3,5
fct,sp,28d [Mpa] 5,5 4,2 - - 5,7 5,7 4,4 6,0 5,7 4,8 - 4,3 4,9 - - -
fct,sp,90d [Mpa] 6,5 6,5 - - - 5,8 5,7 5,6 6,1 5,7 - 6,7 5,2 - - 5,2
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
fct,sp,1d [Mpa] 1,7 1,2 1,5 - 0,8 - - - 1,1 1,3 1,3 1,1
fct,sp,2d [Mpa] 2,2 2,1 2,5 - 2,5 - - - 2,5 2,9 1,8 2,0
fct,sp,7d [Mpa] 4,6 4,6 4,5 - 4,3 - - - 2,9 4,1 3,1 3,5
fct,sp,28d [Mpa] 5,5 4,2 5,7 - 4,4 - - - - - - -
fct,sp,90d [Mpa] 6,5 6,5 - - 5,7 - - - (*) (*) (*) 5,2
Opm. (*) nog te bepalen (eind juni)
tabel 19: bepaling van de splijttreksterkte
De bijhorende grafieken zijn terug te vinden in bijlage 10.
80
5.2.4. Bepaling van de elasticiteitsmodulus
De elasticiteitsmodulus Ec is de verhouding tussen de drukspanning en de
corresponderende stuik:
[MPa] Ec
cc ε
σ= .
Er wordt een onderscheid gemaakt tussen twee verschillende elasticiteitsmoduli: de
tangens- en de secanselasticiteitsmodulus (zie figuur 42 [34]):
figuur 42: spanning-rekdiagramma voor éénassige druk
- De tangenselasticiteitsmodulus (Ec∞) – d.i. de helling van de raaklijn aan de
σc-εc-kromme in de oorsprong – wordt experimenteel bepaald volgens de
norm NBN B 15-230, uitgaande van de meting van de resonantiefrequentie
van de proefstukken.
Opm. de hier vermelde tangenselasticiteitsmodulus werd, bij middel van de
resonantiefrequentie door trillingen op buiging, bepaald 6 weken na ontkisting
en dient tevens als referentiemeting voor de evaluatie van de ontstane schade
tijdens de vorst-dooi-cycli (zie paragraaf 5.2.7)
De resultaten worden weergegeven in tabel 20.
81
(ZVB) 1 2 3 4 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
5
(175)
kp1
EdF,42d [Mpa] 42354 41175 42664 41205 40995 42711 41968 42034 (*) (*) (*) 43265
Opm. (*) nog te bepalen (begin juni)
tabel 20: bepaling van de secanselasticiteitsmodulus
- De secanselasticiteitsmodulus (Ecm) – d.i. de helling van de raaklijn aan de
σc-εc-kromme bij σc = 0,4f – kan (op elke leeftijd) berekend worden volgens
volgende formule: c,cil
Ecm = 9500 3cil,cf [MPa]
waarbij: fc,cil = 0,79 fc,cub;
fc,cub: zie tabel 17.
Het resultaat van deze berekening wordt gegeven in tabel 21, de grafische
weergave ervan vindt men terug in bijlage 11.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
Ecm,1d [Mpa] - 20673 20871 21344 20614 20767 22211 20894 20460 19667 19829 17852 - 19087 17709 18387
Ecm,2d [Mpa] 25785 25633 25694 25913 25495 24781 26975 26128 25379 25090 24983 23138 - 24732 23452 24280
Ecm,7d [Mpa] 31668 31538 30645 31985 31227 31628 32487 31857 31118 31396 31098 28824 - 31283 30516 30559
Ecm,28d [Mpa] 34098 34372 33103 34449 33881 34120 35076 34274 33470 34189 34042 31668 - 34021 32751 33375
Ecm,90d [Mpa] 35598 36071 35124 36105 36209 34659 36047 36259 35214 35908 35673 31216 - 35795 34347 35084
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
Ecm,1d [Mpa] - 20673 20614 21712 22211 20720 20375 18921 17946 19544 17661 18387
Ecm,2d [Mpa] 25785 25633 25495 24707 26975 25830 25309 24616 23750 24674 23996 24280
Ecm,7d [Mpa] 31668 31538 31227 30936 32487 31995 31139 31092 30200 30386 30505 30559
Ecm,28d [Mpa] 34098 34372 33881 33754 35076 34879 34696 34317 33194 33492 32993 33375
Ecm,90d [Mpa] 35598 36071 36209 35570 36047 35657 35455 36090 (*) (*) (*) 35084
Opm. (*) nog te bepalen (eind juni)
tabel 21: bepaling van de tangenselasticiteitsmodulus
82
5.2.5. Bepaling van de krimp
Het beton “krimpt” door verdamping van het ongebonden water (uitwisseling met de
omgeving) en – in mindere mate – door de hydratatiereactie en carbonatatiereactie.
De krimpproef bestaat erin – volgens de norm NBN B 15-216 – de lengteschom-
melingen van de betonnen proefstukken, bewaard in constante thermische en
hygrometrische voorwaarden (nl. een RV van 60 ± 2 %, bij 20 ± 1 °C), te meten in
functie van de tijd.
De proef gebeurt op cilindrische proefstukken met een diameter = 113 mm en een
hoogte = 300 mm. Na het gieten worden de proefstukken in hun bekisting bewaard
bij 20 ± 1 ºC en een RV van 60 ± 2 %. De proefstukken worden ontkist na ongeveer
24 uur, in dezelfde ruimte alwaar ze bewaard worden. Na het ontkisten worden er zo
snel mogelijk demec-meetpunten gekleefd. De meetpunten worden per cilinder in
drie paar voorzien op 120º rond de omtrek en over het midden van de hoogte. De
afstand tussen 1 stel meetpunten is zodanig dat het meten met een demec-meter
met een meetbasis van 100 mm mogelijk is. Op deze manier wordt de invloed van
boven en onderkant geminimaliseerd. Zodra de meetpunten gekleefd en verhard
zijn, wordt de eerste meting uitgevoerd: dit is de referentiemeting “demec(0)”.
Gedurende de eerste week worden de metingen – “demec(t)” – twee keer per dag
uitgevoerd (de eerste dag en de tweede dag zelfs vijf resp. drie keer). Vanaf de
tweede week kunnen ze éénmaal daags uitgevoerd worden. Na een maand volstaan
twee metingen per week.
De krimp op ieder ogenblik t wordt als volgt bepaald:
εcs(t) = (demec(t) – demec(0)) x demec-constante [µS]
waarbij: demec-constante bepaald wordt door de fabrikant (in casu 16,1).
Voor een gedetailleerde weergave wordt verwezen naar bijlage 12.
Uit de resultaten blijkt dat de autogene krimp (of basiskrimp) in het zelfverdichtend
beton een belangrijkere rol speelt dan in het standaardbeton. Ook blijkt dat de zeer
fijne filler (5) aanleiding geeft tot grotere krimpvervormingen.
83
5.2.6. Bepaling van de waterabsorptie
De wateropslorping door onderdompeling wordt bepaald volgens de norm NBN B 15-
215. De wateropslorping door onderdompeling stelt de hoeveelheid water voor die
het beton bevat na onderdompeling in water tot constante massa en die vrijgekomen
is tijdens het drogen tot constante massa in een geventileerde droogstoof bij een
temperatuur van 105 ± 3 °C. Ze wordt uitgedrukt in percenten van de droge massa
bij 105 °C.
Opm. Constante massa wil zeggen dat het massaverschil tussen de laatste twee
wegingen – met een tussenperiode tijd van 24 uur – kleiner is dan 0,1 % van de
massa.
De wateropslorping door onderdompeling, aangeduid als A en uitgedrukt in
percenten van de massa van het droge proefstuk, wordt berekend volgens de
volgende formule:
100 . M
MMA2
21 −= [%]
waarbij: M1 = constante massa van het natte proefstuk [kg];
M2 = constante massa van het droge proefstuk [kg].
Voor ieder mengsel werden 2 kubussen (150 x 150 x 150 mm³) aangemaakt. De
resultaten zijn weergegeven in tabel 22.
(W=175) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175)
(175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
A [%] 5,2 5,7 5,5 5,4 5,6 5,5 5,5 5,4 5,4 5,4 5,8 5,3 - 5,2 5,5 5,8
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
A [%] 5,2 5,7 5,6 5,9 5,5 5,2 6,0 5,9 (*) (*) (*) 5,8
Opm. (*) : nog te bepalen (eind mei)
tabel 22: bepaling van de waterabsorptie door onderdompeling
84
5.2.7. Bepaling van de vorstbestendigheid
De vorst-dooi-weerstand wordt bepaald volgens de norm NBN B 15-231.
Hiertoe werden per mengsel drie prisma’s (100 x 100 x 500 mm³) aangemaakt. De
prisma’s werden eerst gedurende 14 dagen in de vochtige kamer (20 ± 1 °C, meer
dan 90 % relatieve vochtigheid) en vervolgens gedurende 28 dagen in de droge
kamer (20 ± 1 °C, 60 ± 2 % RV) bewaard, waarna ze ondergedompeld worden tot
een constante massa (verzadiging) bereikt wordt.
Na verzadiging worden de prisma’s onderworpen aan 3 x 14 vorst-dooi-cycli (d.i.
volgens CBR, de norm legt maar 1 x 14 vorst-dooi-cycli op) van –15 °C in de lucht tot
+ 5 °C onder water (zie figuur 43).
figuur 43: temperatuurverloop in functie van de tijd van één vorst-dooi-cyclus
(gemeten in een proefstuk)
Na elke serie van 14 cycli werd de ontstane schade geëvalueerd door bepaling van
de dynamische elasticiteitsmodulus (zie tabel 23).
De bepaling van de dynamische elasticiteitsmoduli gebeurt – volgend de norm NBN
B 15-230 – a.d.h.v. de meting van de resonantiefrequentie:
- voorafgaandelijk dienen volgende elastische eigenschappen bepaald te
worden:
85
het oppervlak van de dwarsdoorsnede van het proefstuk: A = b.h
het traagheidsmoment van het proefstuk: 12
³h.b=I
de traagheidsstraal van de beschouwde doorsnede: AIi =
de volumemassa van het proefstuk: b.h.L
m=ρ
de (dwarscontractie)coëfficiënt van Poisson ν voor verhard beton
Opm. Voor de afmetingen van de proefstukken (b, h, L) werd gewerkt met de
gemeten waarde, niet met de theoretische (100 x 100 x 500).
- de longitudinale dynamische elasticiteitsmodulus bij middel van de
longitudinale resonantiefrequentie wordt als volgt berekend:
T f L 10.4E 2L
26dL ρ= − [MPa]
waarbij: T = correctiefactor, afhankelijk van i en ν: 2
222
Li1 υπ
+=T
- de longitudinale dynamische elasticiteitsmodulus bij middel van de resonantie-
frequentie bij buiging wordt als volgt berekend:
C f iL
73,4 10.4E 2
F2
4
4
26
dF ρπ
= − [MPa]
waarbij: C = correctiefactor, afhankelijk van i en ν:
2
4
44
2
22
2
22
)2(1 561
Li
473,4)2(1
561
Li
273,4
41)2(1
561
Li
273,4
21C
υ+++
υ++++
υ+++=
- de dwarse dynamische stijfheidsmodulus bij middel van de torsie-
resonantiefrequentie wordt als volgt berekend:
R f L 10.4G 2T
26dT ρ= −
[MPa]
86 waarbij: R = correctiefactor, afhankelijk van b en h:
62
hb 21,0
hb 52,2
hb4
hb
bh
R
+
−
+=
Opm. Wanneer een lagere dan de initiële elasticiteitsmodulus gevonden wordt, wijst
dit op een lagere stijfheid en dus op mogelijke schade.
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
EdL,0 [MPa] 42480 41598 42689 40438 41591 43301 43046 43114 (*) (*) (*) 43622
EdL,14 [MPa] 42703 41522 42547 40775 41348 42950 43113 43356 (*) (*) (*) 43205
EdL,28 [MPa] 43041 41365 43133 41247 41572 43137 42772 43652 (*) (*) (*) (*)
EdL,42 [MPa] 43156 40736 42535 40905 41213 43187 43437 43305 (*) (*) (*) (*)
EdL,0 [%] 100 100 100 100 100 100 100 100 (*) (*) (*) 100
EdL,14 [%] 100,5 99,8 99,7 100,8 99,4 99,2 100,2 100,6 (*) (*) (*) 99,0
EdL,28 [%] 101,3 99,4 101,0 102,0 100,0 99,6 99,4 101,2 (*) (*) (*) (*)
EdL,42 [%] 101,6 97,9 99,6 101,2 99,1 99,7 100,9 100,4 (*) (*) (*) (*)
EdF,0 [MPa] 42354 41175 42664 41205 40995 42711 41968 42034 (*) (*) (*) 43265
EdF,14 [MPa] 42240 41625 42992 41333 40915 42461 43125 42264 (*) (*) (*) 42590
EdF,28 [MPa] 40798 (*) 42862 40958 42934 41370 43112 43045 42814 (*) (*) (*)
EdF,42 [MPa] 42463 39501 42871 42121 41449 42812 43063 42985 (*) (*) (*) (*)
EdF,0 [%] 100 100 100 100 100 100 100 100 (*) (*) (*) 100
EdF,14 [%] 99,7 101,1 100,8 102,8 100,3 99,8 99,4 100,5 (*) (*) (*) 98,4
dF,28 [%] 101,2 100,6 99,0 100,9 100,9 102,6 101,9 (*) (*) (*) (*)
EdF,42 [%] 100,3 95,9 100,5 102,2 101,1 100,2 102,6 102,3 (*) (*) (*) (*)
GdT,0 [MPa] 17549 17600 20787 17112 17186 17769 17623 17717 (*) (*) (*) 18095
GdT,14 [MPa] 17793 18067 17596 17143 17689 16671 17104 17755 17852 (*) (*) (*)
GdT,28 [MPa] 17798 17189 17809 16745 17282 17879 17867 18046 (*) (*) (*) (*)
GdT,42 [MPa] 17554 16562 17505 16816 17019 17844 17837 17949 (*) (*) (*) (*)
GdT,0 [%] 100 100 100 100 100 100 100 100 (*) (*) (*) 100
GdT,14 [%] 100,3 99,7 100,5 80,2 100,0 99,9 101,3 100,4 (*) (*) (*) 99,8
GdT,28 [%] 101,4 100,0 101,2 80,6 101,0 100,6 (*) (*) (*) (*) 101,4 101,9
GdT,42 [%] 100,0 96,4 99,5 80,9 99,5 100,4 101,2 101,3 (*) (*) (*) (*)
E 99,5
Opm. (*) nog te bepalen (eind juni)
tabel 23: bepaling van de elasticiteitsmoduli na 0, 14, 28 en 42 cycli
Opm. De vorstdooibestendigheid van het zelfverdichtend beton is dus vergelijkbaar
met die van het standaardbeton.
87
5.2.8. Bepaling van de vorstbestendigheid in aanwezigheid van dooizouten
De proef wordt bepaald volgens de (Belgische) prenorm T 98/0343 N en bestaat erin
het voorbereide proefstuk te onderwerpen aan 28 vries-dooi-cycli waarbij het
oppervlak van het proefstuk bedekt wordt met een oplossing van 3 % NaCl. Het
afgeschilferd materiaal wordt verzameld, gedroogd en gewogen, en het resultaat
uitgedrukt in kg/m³.
De betonnen cilinders met een diameter van 113 mm en hoogte gelijk aan 100 mm
worden in een cilindervormige PVC-buis (diameter 125 mm, hoogte 120 mm)
geplaatst. De tussenliggende ruimte wordt opgevuld met een hars om zo er zeker
van te zijn dat alleen het bovenvlak in contact komt met de NaCl-oplossing. De zo
gevormde proefstukken worden in de droge kamer (20 ± 1 °C, 60 ± 2 % RV)
bewaard.
Opm. Indien er hars op het bovenvlak van de cilinder terechtgekomen is, wordt dit in
rekening gebracht door de beproefde oppervlakte met deze oppervlakte (d.i. de
verliesoppervlakte) te verminderen. Het onderliggende beton wordt immers van de
dooizouten afgeschermd en het uiteindelijk resultaat zou dus te gunstig kunnen zijn.
De PVC-buis wordt vervolgens bekleed met 2 cm isolatie om zo de
temperatuurschommelingen alleen op het beproefde oppervlak te laten plaatsvinden.
figuur 44: voorbereiding proefstuk: hars (goed zichtbaar op vergroting) en isolatie
88
Een hoeveelheid water werd op de proefstukken gezet. Deze omstandigheden
werden gedurende 72 ± 2 uur op 20 ± 1 °C aangehouden om de doeltreffendheid van
de dichting tussen het proefstuk en het hars te beoordelen.
15 tot 30 minuten voor de proefstukken in de klimaatkast geplaatst werden, werd het
water dat zich op het proefoppervlak bevindt, vervangen door een laag NaCl-
oplossing (3 %). Een polyethyleenfolie sluit het bovenvlak horizontaal af om
verdamping te voorkomen.
De klimaatkast bevat een systeem om de bevriezing en opwarming in de tijd te
regelen. De klimaatkast werd zo ingesteld dat volgende temperatuurscurve gevolgd
werd (zie figuur 45):
figuur 45: temperatuurverloop in functie van de tijd van één vorst-dooi-cyclus
Na 7, 14 en 28 cycli werd het afgeschilferd materiaal verzameld (zie figuur 46) en
gedroogd (bij 105 ± 3 °C). Na droging werd het afgeschilferd materiaal 7 dagen in de
droge kamer bewaard vooraleer het gewogen werd, zo bevond het materiaal zich op
dezelfde condities als voor de proef.
Het uiteindelijk resultaat wordt gegeven door:
=
²mkg
'AM eenheid-eoppervlakt per esmassaverli
89
waarbij: M = (cumulatief) massahoeveelheid losgekomen materiaal na resp. 7,
14 en 28 cycli [kg];
A’ = gecorrigeerde proefoppervlakte (= oppervlakte van het proefopper-
vlak eventueel verminderd met de verliesoppervlakte) [m²].
figuur 46: verzamelen van (links) en het gedroogde (rechts) losgekomen materiaal
Per filler werden 3 proefstukken in het zaagvlak – wat het best beantwoord aan de
realiteit – aan de dooizouten onderworpen, het gemiddelde van de resultaten voor
iedere filler werden weergegeven in tabel 24. De bijhorende grafiek is terug te
vinden in bijlage 13.
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12
(175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175)
kp1 (175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
A' [mm²] 9795,4 9778,7 9595,4 9903,7 9662,1 9828,7 9195,4 9937,1 (*) (*) (*) (*)
M7 [mg] 3282,6 4175,1 2963,7 2753,3 5023,0 3947,7 2646,6 2730,3 (*) (*) (*) (*)
(M/A')7 [kg/m²] 0,34 0,43 0,31 0,28 0,52 0,40 0,29 0,27 (*) (*) (*) (*)
M14 [mg] 11761,6 12591,7 11911,5 12074,4 19196,3 11648,0 8743,3 10078,2 (*) (*) (*) (*)
(M/A')14 [kg/m²] 1,20 1,29 1,24 1,22 1,99 1,19 0,95 1,01 (*) (*) (*) (*)
M28 [mg] 29291,9 32429,0 29550,3 30726,8 49691,7 30595,7 23466,4 26973,3 (*) (*) (*) (*)
(M/A')28 [kg/m²] 2,99 3,32 3,08 3,10 5,14 3,11 2,55 2,71 (*) (*) (*) (*)
Opm. (*)
nog te bepalen
tabel 24: bepaling van het massaverlies per oppervlakte-eenheid na 7, 14, en 28 cycli
90
5.3. Overzicht uitgevoerde proeven
(Dit overzicht is eveneens weergegeven in bijlage 14.)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175) (W=175) (175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
650 635 612 685 630 648 635 645 633 645 680 653 638 685 735
t500 [s] 2 2 4 2 2 2 2 3 1 3 3 6 8 5 6
funnel [s] 11 10 12 8 9 17 5 12 19 12 14 60 N.M. 43 37
U-test [mm] 320 183 304 305 310 255 199 313 - - 199
U-test [s] 12 14 - 8 19 18 10 24 22 21 19 - - M.M. 47
vol. massa [kg/m³] 2331 2345 2323 2353 2333 2333 2355 2334 2340 2365 2213 2256 2261 2323 2350 2373
1,90 5,00 3,70 2,80 2,50 1,80 1,20
fc,cub,1d [Mpa] - 13,0 13,4 14,4 12,9 13,2 16,2 13,5 12,6 11,2 11,5 8,4 - 10,3 8,2 9,2
25,7 24,5 29,0 26,3 24,1 23,3 23,0 18,3
fc,cub,7d [Mpa] 46,9 46,3 42,5 48,3 45,0 46,7 50,6 47,7 44,5 45,7 44,4 35,4 - 45,2 42,0 42,1
fc,cub,28d [Mpa] 58,5 53,6 57,4 60,0 60,4 58,6 63,7 59,4 55,4 59,0 58,2 46,9 - 58,1 51,9 54,9
fc,cub,90d [Mpa] 66,6 69,3 64,0 69,5 70,1 61,5 69,2 70,4 64,5 68,4 67,0 44,9 - 67,7 59,8 63,8
fct,fl,1d -
[Mpa] 5 4,9 - - 4,9 4,7 5 4,9 4,9 4,4 - 4,9 4,6 - - 4,7
fct,fl,7d [Mpa] 7,4 7,3 - - 7,4 7,4 6,7 7,6 7,7 6,6 - 7,6 7,1 - - 6,7
fct,fl,28d [Mpa] 8,7 9,4 - - 9,5 9,5 9,4 9,3 8,6 8,5 - 10,6 9,6 - - -
fct,fl,90d [Mpa] 9,6 9,8 - - - 10,3 9,5 9,6 9,8 10,5 - 9,9 9,9 - - 9,3
fct,sp,1d [Mpa] 1,7 1,2 - - 1,5 1,4 0,8 1,4 1,5 1,0 - 1,4 1,1 - - 1,1
fct,sp,2d [Mpa] 2,2 2,1 - - 2,5 2,0 2,5 2,0 2,0 1,8 - 2,2 2,2 -
fct,sp,7d [Mpa] 4,6 4,6 - - 4,5 2,6 4,3 3,8 - 3,5
fct,sp,28d [Mpa] 5,5 4,2 - 6,0 5,7 4,8 - 4,3 4,9 - - -
fct,sp,90d [Mpa] 6,5 6,5 - - - 5,8 5,7 5,6 6,1 5,7 - 6,7 5,2 - - 5,2
Ecm,1d [Mpa] - 20673 20871 21344 20614 20767 22211 20894 20460 19667 19829 17852 19087 17709 18387
Ecm,2d [Mpa] 25785 25633 25694 25913 25495 24781 26975 26128 25379 25090 24983 23138 - 24732 23452 24280
Ecm,7d [Mpa] 31668 31538 30645 31985 31227 31628 31118 28824 32487 31857 31396 31098 -
cm,28d 34098 - 34021 32751 33375
cm,90d 35598 36071 35124 36105 36209 34659 36047 36259 35214 35908 35673 31216 - 35795 34347 35084
waterabs. [%] 5,2 5,7 5,5 5,4 5,6 5,5 5,5 5,4 5,4 5,4 5,8 5,3 - 5,2 5,5 5,8
verklaringen: N.M.: niet meetbaar niet te meten - niet gemeten
M.M.: meerdere minuten
slumpflow [mm]
311 - 282 -
luchtgeh. [%] 2,50 2,30 2,70 2,50 3,00 1,70 2,40 2,30 1,90
fc,cub,2d [Mpa] 25,3 24,9 25,0 22,5 - 22,3 19,0 21,1
[Mpa] 3,3 3,1 - - 2,9 2,6 3,2 2,9 2,9 1,9 - 2,9 2 - 2
fct,fl,2d
- 2,0
4,7 4,0 - 3,5 3,4 -
- 5,7 5,7 4,4
-
31283 30516 30559
E [Mpa] 34372 33103 34449 33881 34120 35076 34274 33470 34189 34042 31668
E [Mpa]
91
1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (ZVB)
(175) (175) B-2 kp1
(175) kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
slumpflow [mm] 650 635 630 665 635 678 642 640 643 643 660 t500 [s] 2 2 2 2 1 1 2 1 1 2 3
funnel [s] 10,82 9,78 8,94 6,72 5,28 6,74 6,11 10,82 9,31 8,37 9,37 U-test [mm] 320 311 304 323 310 328 317 329 323 311 299 U-test [s] 12 14 19 10 10 11 10 8 8 12 17
ρ [kg/m³] 2331 2345 2333 2288 2355 2336 2333 2345 2238 2301 2321 2373 luchtgeh. [%] 2,50 2,30 2,50 3,10 1,70 1,80 2,30 1,90 4,40 2,90 2,30 1,20
fc cub 1d [Mpa] - 13,0 12,9 15,1 16,2 13,1 12,5 10,0 8,5 11,0 8,1 9,2 fc,cub,2d [Mpa] 25,3 24,9 24,5 22,3 29,0 25,4 23,9 22,0 19,8 22,2 20,4 21,1
fc,cub,7d [Mpa] 46,9 46,3 45,0 43,7 50,6 48,4 44,6 44,4 40,7 41,4 41,9 42,1
fc,cub,28d [Mpa] 58,5 60,0 57,4 56,8 63,7 62,6 61,7 59,7 54,0 55,5 53,0 54,9 fc,cub,90d [Mpa] 66,6 69,3 70,1 66,4 69,2 66,9 65,8 69,4 (*) 63,8 (*) (*)
fct fl 1d [Mpa] 3,3 3,1 2,9 - 3,2 - - - 2,6 3 2,6 2 fct,fl,2d [Mpa] 5 4,9 4,9 - 5 - - - 4,5 4,8 4,5 4,7 fct,fl,7d [Mpa] 7,4 7,3 7,4 - 6,7 - - - 6,5 7,1 6 6,7
fct,fl,28d [Mpa] 8,7 9,4 9,5 - 9,4 - - - - - - -
fct,fl,90d [Mpa] 9,6 9,8 - - 9,5 - - - (*) (*) (*) 9,3
fct,sp,1d [Mpa] 1,7 1,2 1,5 - 0,8 - - - 1,1 1,3 1,3 1,1 fct,sp,2d [Mpa] 2,2 2,1 2,5 - 2,5 - - - 2,5 2,9 1,8 2,0
fct,sp,7d [Mpa] 4,6 4,6 4,3 - - - 2,9 4,1 3,1 3,5
fct,sp,28d [Mpa] 5,5 4,2 5,7 - 4,4 - - - - - - -
fct,sp,90d [Mpa] 6,5 6,5 - - 5,7 - - - (*) (*) (*) 5,2
Ecm 1d [Mpa] - 20673 20614 21712 22211 20720 20375 18921 17946 19544 17661 18387
Ecm,2d [Mpa] 25785 25633 25495 24707 26975 25830 25309 24616 23750 24674 23996 24280
Ecm,7d [Mpa] 31668 31538 31227 30936 32487 31995 31139 31092 30200 30386 30505 30559
Ecm,28d [Mpa] 34098 34372 33881 33754 35076 34879 34696 34317 33194 33492 32993 33375
Ecm,90d [Mpa] 35570 35598 36071 36209 36047 35657 35455 36090 (*) (*) (*) 35084
waterabs. [%] 5,2 5,6 5,9 5,5 5,2 6,0 5,9 - - - 5,8 EdL,0 [MPa] 42480 41598 42689 40438 41591 43301 43046 43114 (*) (*) (*) 43622
EdL,14 [MPa] 42703 41522 42547 40775 41348 42950 43113 43356 (*) (*) (*) 43205
EdL,28 [MPa] 43041 41365 43133 41247 41572 43137 42772 43652 (*) (*) (*) (*)
EdL,42 [MPa] 43156 40736 42535 40905 41213 43187 43437 43305 (*) (*) (*) (*)
EdF,0 [MPa] 42354 41175 42664 41205 40995 42711 41968 42034 (*) (*) (*) 43265
EdF,14 [MPa] 41625 42992 41333 40915 42461 43125 42264 (*) (*) (*) 42590
EdF,28 [MPa] 42862 40958 42934 40798 41370 43112 43045 42814 (*) (*) (*) (*) EdF,42 [MPa] 42463 39501 42871 42121 41449 42812 43063 42985 (*) (*) (*) (*)
GdT,0 [MPa] 17549 17186 17600 20787 17112 17769 17623 17717 (*) (*) (*) 18095
GdT,14 [MPa] 17596 17143 17689 16671 17104 17755 17852 17793 (*) (*) (*) 18067
GdT,28 [MPa] 17798 17189 17809 16745 17282 17879 17867 18046 (*) (*) (*) (*)
GdT,42 [MPa] 17554 16562 17505 16816 17019 17844 17837 17949 (*) (*) (*) (*)
(M/A')7 [kg/m²] 0,335 0,427 0,309 0,278 0,521 0,402 0,288 0,275 (*) (*) (*) (*) (M/A')14 [kg/m²] 1,201 1,288 1,241 1,219 1,987 1,185 0,951 1,014 (*) (*) (*) (*) (M/A')28 [kg/m²] 2,99 3,316 3,08 3,103 5,143 3,113 2,552 2,714 (*) (*) (*) (*)
verklaringen: niet te meten - niet gemeten
(*) nog te bepalen krimp werd niet opgenomen in dit overzicht
4,5 -
5,7
42240
92
HOOFDSTUK 6. INTERPRETATIE VAN DE RESULTATEN Het zou de (nog steeds) experimentele fase van het mengselontwerp voor een groot
stuk kunnen verlichten indien men op basis van een eenvoudige (en snelle) bepaling
van één of meerdere fillerkarakteristieken, reeds op voorhand een visie heeft op de
uiteindelijke eigenschappen van het zelfverdichtend beton, en dit zowel in vloeibare
als in verse toestand.
Met het doel voor ogen zulk een fillerkarakteristiek te vinden, worden alle
fillerkarakteristieken met elkaar en met de eigenschappen van het verse en verharde,
zelfverdichtende beton vergeleken (zie paragraaf 6.1).
Daarnaast kunnen de fillers onderling vergeleken worden door de invloed van iedere
filler op de eigenschappen van het zelfverdichtend beton na te gaan (zie paragraaf
6.2 en 6.3).
6.1. Fillerkarakteristieken
Elke karakteristiek wordt in functie van iedere andere karakteristiek uitgezet om zo
eventueel een verband te kunnen vinden. Uitzonderingen hierop zijn:
- de activiteitsindex;
- de volumieke massa;
de methyleenblauwwaarde; -
-
- het gehalte aan CaCO3 en
- het carbongehalte.
De reden waarom deze karakteristieken niet in het zoeken naar onderlinge
verbanden opgenomen zijn, is tweeërlei:
- het carbongehalte wordt alleen voor de 2 vliegassen bepaald (en is dus niet
relevant genoeg om uit te zetten t.o.v. de andere karakteristieken);
de spreiding op de resultaten voor eerste vier genoemde uitzonderingen is te
klein om ook hier relevante verbanden te vinden.
Blijven dus over: de βfiller-waarde, de hierbij horende helling m, de Blaine en de
laserparameters (y10, y50, y80, d10, d50, d90 en β(R.R.)). Deze geven aanleiding tot 45
verschillende combinaties, waaruit het volgende kan worden geconcludeerd:
93
1) Bij het uitzetten van βfiller-waarde in functie van de hierbij horende helling m (zie
figuur 47) komen 2 groepen fillers naar boven:
- groep 1 = filler 1, 2 en 6;
- groep 2 = filler 3, 7, 8, 10 en 11.
figuur 47: de helling m in functie van de βfiller-waarde
De fillers uit groep 1 komen ook in de andere verbanden als groep naar voren, die
van groep 2 beperken zich tot bovenstaande relatie (βfiller - helling m).
Wanneer we de niet-cumulatieve verdelingsfunctie uit de lasergranulometrie (zie
bijlage 6) bekijken, onderscheiden filler 1, 2 en 6 zich eveneens van de andere
fillers: ze bezitten een zeer gelijkmatige korrelverdeling zonder piekwaarden bij
een bepaalde partikeldiameter.
Bij de cumulatieve verdelingsfunctie uit de granulometrie onderscheiden de
gemiddelde curven van de 2 groepen zich duidelijk van elkaar (zie figuur 48). Ze
kan als referentie gebruikt worden bij het analyseren van nieuwe fillers.
Opvallend is ook dat filler 1, 2 en 6 (met uitzondering van filler 5) reeds een
doorval hebben van 50 % bij een partikeldiameter 10 µm.
94
figuur 48: bepaling van de gemiddelde lasergranulometrie voor de 2 groepen, met hun parameters
Opm. Alle fillers zijn in staat om tot een zelfverdichtend beton te komen maar de
fillers uit groep 1 bezitten een grotere helling (m) t.o.v. de fillers uit groep 2, wat
hun minder gevoelig maakt voor de waterhoeveelheid, en dus aan te raden voor
gebruik in een betoncentrale (zie paragraaf 4.1).
3)
2) Zoals verwacht (zie paragraaf 4.3) wordt geen éénduidig verband gevonden
tussen de Blaine en de verschillende laserparameters. Verder onderzoek
(B.E.T.-test) is noodzakelijk om verbanden te kunnen leggen tussen de
fillerkarakteristieken onderling maar ook om verbanden te zoeken met de
betoneigenschappen.
Tot nu toe is er op het gebied van microscopie slechts een zeer visueel, globaal
beeld weergegeven. Een intensere studie van dit domein behoort eveneens tot
de mogelijkheden voor verder onderzoek.
95
6.2. Eigenschappen van vers beton Het uitgangspunt is dat er een verband gezocht wordt tussen één of meerdere
fillerkarakteristieken en het al dan niet bekomen van een zelfverdichtend mengsel.
Ter recapitulatie de eisen voor de “zelfverdichtende voorwaarden”:
- slumpflow: uitspreiding 650 ± 20 mm
- V-funnel: doorstroomtijd 8 < t < 12 s
- U-test: stijghoogte > 300 mm
I.v.m. deze “voorwaarden” kon het volgende geconstateerd worden (zie paragraaf
5.3 (onderstreepte mengsel behoren tot de “ZVB”-groep)):
1 (175) (kp=0,87) voldaan aan de 3 voorwaarden -
- 2 (175) (kp=0,89) voldaan aan de 3 voorwaarden
- 3 (175) (kp=0,94) te kleine uitspreiding
3 (175) B-1 (kp=0,94) grote uitspreiding, te kleine stijghoogte -
- 3 (175) B-2 voldaan aan de 3 voorwaarden
4 (175) (kp=0,90) te grote doorstroomtijd -
- 4 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
- 5 (175) (kp=0,67) voldaan aan de 3 voorwaarden
6 (175) (kp=0,93) te kleine stijghoogte -
- 6 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
7 (175) (kp=0,91) te kleine stijghoogte -
- 7 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
8 (175) (kp=0,89) te kleine stijghoogte -
- 8 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
- 9 (175) (kp=0,85) (te hoog luchtgehalte)
- 9 (175) B (kp=0,85) te grote doorstroomtijd
10 (175) (kp=0,86) doorstroomtijd niet meetbaar -
- 10 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
- 11 (175) (kp=0,85) te grote doorstroomtijd en stijghoogte-tijd (U-test)
- 11 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
12 (175) (kp=0,88) te grote doorstroomtijd, te lage stijghoogte -
- 12 (175) kp=1 voldaan aan de 3 voorwaarden
96
Weerom wordt elke fillerkarakteristiek met iedere voorwaarde (slumpflow, funneltest,
U-test) vergeleken.
Een eenduidig verband kon niet gevonden worden. Reden hiervoor is dat het
mengsel zeer gevoelig blijkt te zijn voor het gehalte aan superplastificeerder. Komt
daar nog bij dat het toevoegen van superplastificeerder op ervaring berust, waardoor
soms segregatie optrad door overdosering. Een mogelijke oplossing ligt in het
toepassen van een ander mengselontwerp (zie paragraaf 2.1.1): naast de
mogelijkheid om de Water/Poeder-verhouding te verlagen in combinatie met het
toevoegen van superplastificeerder, zijn er nog 2 andere mogelijkheden om tot een
zelfverdichtend beton te komen, nl.:
- het verhogen van de Water/Poeder-verhouding in combinatie met het
toevoegen van een viscositeitsagent;
- het toevoegen van zowel superplastificeerder als viscositeitsagent.
Een viscositeitsagent bezit het voordeel dat een mengsel veel stabieler is wat betreft
kleine variaties in de samenstelling. De “CBR methode” is echter gebaseerd op de
Japanse methode en volgt daarmee ook de filosofie die in deze methode beschreven
wordt. Onderzoek naar mogelijke mengselontwerpen zou het onderdeel kunnen zijn
van een volgende studie i.v.m. zelfverdichtend beton.
Naast bovenstaande zelfverdichtende voorwaarden, wordt ook een verband gezocht
met het luchtgehalte en de volumieke massa van het vers beton. Het (logische)
lineair verband tussen beide grootheden kan worden teruggevonden (zie figuur 49).
Het zelfverdichtend beton is dus lichter dan het standaardbeton (de opmerking van
paragraaf 5.1.5 in acht genomen, blijkt het luchtgehalte van het zelfverdichtend beton
toch hoger te zijn dan dat van het standaardbeton).
figuur 49: verband volumieke massa – luchtgehalte (vers beton)
97
6.3. Eigenschappen van verhard beton
1) Druksterkte
De belangrijkste waarden zijn deze op 1 en op 28 dagen. De druksterkte op 1 dag
geeft de druksterkte weer die de betonelementen hebben onmiddellijk na ontkisten.
Deze sterkte heeft zijn belang in de praktijk: hoe hoger de sterkte, hoe sneller de
bekisting kan herbruikt worden, en hoe sneller kan verder gewerkt worden in situ
(prefab vloerplaten, …). De druksterkte op 28 dagen moet minstens gelijk zijn aan
de karakteristieke druksterkte waarmee de betonelementen ontworpen werden.
De resultaten (zie paragraaf 5.2.1 en bijlage 8) voor de zelfverdichtende mengsels
bevestigen voor de meeste fillers wat verwacht werd: door het toevoegen van de filler
wordt een hogere druksterkte bekomen. De reden hiervoor is terug te vinden in het
vullingseffect van de filler, d.i. het opvullen van het inerte skelet.
Hoewel alle waarden zich bevinden binnen de normale spreiding van de
betonkarakterisering kan volgend onderscheid tussen de fillers onderling gemaakt
worden:
- 7 van de 8 kalksteenfillers en de dolomietfiller, weliswaar met een kleinere
sterkte op 1 dag, volgen een gelijkaardig verloop, alleen filler 5 profileert zich
door een opmerkelijk hogere sterkte op 1, 2, 7 en 28 dagen. Op 90 dagen
sluit deze filler echter wel weer bij de andere kalksteenfillers aan;
- de vliegas en de kwartsmeelfillers volgen volledig het verloop van het
standaardbeton en blijven dus onder de sterkte van de kalksteenfillers.
De secanselasticiteitsmodulus (zie paragraaf 5.2.4) volgt per definitie dezelfde trend.
2) Buig- en splijttreksterkte
De resultaten (zie paragrafen 5.2.2 en 5.2.3. en bijlage 9 en 10) wijzen op dezelfde
trend als bij de druksterkte: de vliegas en de kwartsmeelfillers volgen het verloop
van het standaardbeton, de kalksteenfillers doen het beter hoewel het verschil niet zo
groot is als bij de druksterkte.
98
3) Krimp
De grafiek uit bijlage 11 geeft aanleiding tot volgende conclusies:
- de gemeten waarden van het standaardbeton sluiten aan bij de theoretisch
bepaalde waarden (volgens de norm NBN B 15-002 (Eurocode 2), bijlage 1);
- de gemeten waarden van de zelfverdichtende mengsels tonen een veel
grotere krimp dan de theoretische. In deze laatste wordt dan ook nergens
rekening gehouden met de fillers, welke – zoals uit de resultaten blijkt – wel
degelijk een invloed hebben op het krimpgedrag;
de grotere uitdrogingskrimp zou te wijten kunnen zijn aan het toevoegen van
de fillers: fijnere deeltjes hebben een groter specifiek oppervlak en zullen
daardoor meer ongebonden water kunnen verdampen en dus een grotere
krimp vertonen;
-
- de autogene krimp van het zelfverdichtend beton is veel groter dan die van het
standaardbeton. Dit is te wijten aan het gebruik van de superplastificeerder:
enerzijds zorgt deze voor een beter bevochtiging van de cementkorrels,
anderzijds – bij toepassing van hoge dosissen – stelt men vast dat een hoger
gehalte aan CSH (calcium-silicaat-hydraat) een ‘krimpfolie’-morfologie
vertoont, d.i. een morfologische vorm die gemakkelijker uitdroogt. [35]
4) Waterabsorptie
Op gebied van waterabsorptie verschilt het zelfverdichtend beton nauwelijks of niet
van het standaardbeton: voor de zelfverdichtende mengsels werden waarden
gevonden tussen 5,2 en 6,0 %, voor het standaardbeton 5,8 % (zie paragraaf 5.2.6).
Volgens de norm NBN B 15-001 kan op basis van deze waarde – samen met het feit
dat de W/C-factor kleiner is dan 0,55 (nl. 0,5) – ieder beton als waterdicht beschouwd
worden.
99
5) Vorstbestendigheid
Op basis van de reeds gekende resultaten van de vorst-dooiproef (zie paragraaf
5.2.7) voor het standaardbeton kan men besluiten dat na 14 vorst-dooi-cycli het
zelfverdichtend beton voor iedere filler volledig bestand is tegen vorst-dooi.
6) Vorstbestendigheid in aanwezigheid van dooizouten
Vanwege het feit dat de vorstbestendigheid in de aanwezigheid van dooizouten niet
op het standaardbeton bepaald is, kan geen vergelijking met het standaardbeton
gemaakt worden. Wat wel opvalt, is dat enerzijds het massaverlies over het
algemeen als groot wordt ervaren (een normwaarde is niet voorhanden) en dat
anderzijds filler 5 een veel groter gemiddeld massaverlies per oppervlakte-eenheid
kende en dat er bij deze filler heel wat meer poeder is losgekomen in vergelijking met
de andere fillers. Dat deze filler veel fijner is – en dus gemakkelijker loskomt – zou
dit verschil kunnen verklaren.
7) Kostprijs
Men zou op basis van de kostprijs voor één der fillers kunnen opteren, maar hierbij
moet toch met enige omzichtigheid te werk gegaan worden. Het volstaat niet alleen
naar de prijs te kijken (zie paragraaf 3.3): indien men dat zou doen, zou men kunnen
kiezen voor filler 12 (2€/m³ minder is al een aanzienlijk verschil) maar daar tegenover
staat wel dat de druksterkte op 1 dag kleiner is (wat wil zeggen dat er minder snel
ontkisten kan worden). Om de voordeligste filler eruit te halen zou dus een volledige
kostenanalyse moeten opgesteld worden die al de factoren in rekening brengt.
100
HOOFDSTUK 7. BESLUIT
Er werd getracht een beter inzicht te verwerven in de invloed van de vulstoffen
(fillers) op de eigenschappen van zelfverdichtend beton, zowel in vloeibare als in
verharde toestand.
Voor iedere filler werden volgende karakteristieken bepaald:
-
- βp-waarde,
- volumieke massa filler,
Blaine,
- gehalte aan CaCO3,
- het blauwgetal,
- het carbongehalte,
- de activiteitsindex,
- laser (granulometrie + beschrijvende parameters),
- microscopie.
Met verschillende fillers werden mengsels aangemaakt die beoordeeld werden op
volgende eigenschappen:
- slumpflow,
- funneltest,
- U-test,
- volumieke massa vers beton,
- luchtgehalte,
- druksterkte,
- buigtreksterkte,
- splijttreksterkte,
- E-modulus,
- krimp,
- waterabsorptie,
- vorstbestendigheid (met en zonder dooizouten).
101
Er werd als volgt te werk gegaan:
In een eerste fase werd uitgegaan van een constante W/C-factor (=0,5), een
constant cementgehalte (= 350 kg), en dus een constant watergehalte (= 175 l) en
een constante volumeverhouding filler/cement (= 0,9). Zo werd de invloed van
eenzelfde volume filler op de betonsamenstelling nagegaan. Deze groep mengsels
kreeg de benaming “W=175”.
In een tweede fase werden alle betonmengsels welke in fase één nog niet
beantwoorden aan de zelfverdichtende voorwaarden (zijnde slumpflow, funneltest en
U-test) aangepast door in te spelen op het gehalte aan superplastificeerder en/of op
de correctiefactor (κp) op de βp-waarde. Alle mengsels welke voldeden aan de
genoemde zelfverdichtende voorwaarden, kregen de benaming “ZVB”.
Nu kon ook de invloed van de fillers op de eigenschappen van het zelfverdichtend
beton bestudeerd worden.
De invloed van de fillers op de eigenschappen van het zelfverdichtend beton in
vloeibare toestand bleek niet macroscopisch bepaald te kunnen worden. Twee
macroscopisch vrijwel identieke fillers vertoonden soms een totaal verschillend
zelfverdichtend karakter.
Er werd overgegaan naar het domein van de microscopie, dit bleek echter zo
complex dat we ons alleen gewaagd hebben aan een oppervlakkige visuele
beschrijving van de fillerpartikels. Deze visuele verkenning bleek nog niet voldoende
om de uiteindelijke invloed van de fillers op het zelfverdichtend beton in verse
toestand te bepalen. Een intensere studie (bijvoorbeeld door het uitvoeren van
B.E.T.-proeven) van dit domein behoort dus tot de mogelijkheden voor verder
onderzoek.
De invloed van de fillers op de eigenschappen van het zelfverdichtend beton in
verharde toestand bleek wel te achterhalen. Een vergelijking met het standaard-
beton geeft ons voor het zelfverdichtend mengsel: een hogere druksterkte (en dus
ook een grotere E-modulus), een hogere buigtrek- en splijttreksterkte, een grotere
krimp, een gelijkaardige water-absorptie en vorstdooibestendigheid en een
massaverlies ten gevolge van de vorst-dooizouten wat over het algemeen als groot
wordt ervaren.
102
REFERENTIES
(dubbel onderlijnde referenties verwijzen naar figuren)
[01] BARTOS, Peter J.M., “Measurement of key properties of self-compacting
concrete”, CEN/STAR PNR Workshop, Parijs, 5-6 juni 2000.
<http://bativille.cstb.fr/CenStarWS/Measurement_key_properties.pdf> (04/04/2002)
[02] SKARENDAHL, Å.; PETERSSONS, Ö., Proceedings of the 1st International SCC
RILEM Symposium (Stockholm, 13-14 september 1999), RILEM Publications
S.A.R.L., Parijs, 1999.
[03] DE SCHUTTER, G., “Inleiding zelfverdichtend beton: definitie en internationale
stand van zaken”, KVIV-BBG Studiedag ‘Zelfverdichtend beton. Beton voor de
toekomst ?’, Zemst, 24 april 2001.
[04] DE SCHUTTER, G., o.c., p. 1.
[05] X., “Zelfverdichtend beton”, Betoniek, februari 1999, p. 7.
[06] X., “Zelfverdichtend beton”, Betoniek, februari 1999, 8pp.
[7] WALRAVEN, J.C., “Zelfverdichtend beton, hoe maak je dat ?”, Cement, 1999 (51)
nr. 3, pp. 68-72.
[08] LADANG, C., “Zelfverdichtend beton: mix design uitgaande van relevante basis-
parameters”, KVIV-BBG Studiedag ‘Zelfverdichtend beton. Beton voor de toekomst
?’, Zemst, 24 april 2001, p. 2.
[09] BRAQUENIER, J.C.; DESMYTER, J., “Zelfverdichtend beton: technologie voor de
toekomst ?”, WTCB Tijdschrift, herfst 2000, p. 14-23.
[10] DE SCHUTTER, G., o.c., p. 2-3.
[11] DE SCHUTTER, G., o.c., p. 2.
[12] BRAQUENIER, J.C.; DESMYTER, J., o.c., p. 15.
[13] LADANG, C., o.c., p. 2.
103
[14] WALRAVEN, J.C., o.c., p. 69.
[15] JAVAUX, Th., Evaluation des méthodes de conception d’un béton auto
compactant (SCC). – Etudes bibliographique et expérimentale, (ongepubliceerde
licentiaatsverhandeling), Haute Ecole Léonard de Vinci, ECAM, Brussel, 2000.
[16] LADANG, C., o.c., p. 6.
[17] LADANG, C., o.c., p. 7.
[18] VANDEWALLE, L., Ontwerp van constructiecomponenten: beton (deel 1),
(ongepubliceerde collegetekst), K.U.Leuven, Leuven, 2000, pp. 2.1-2.34.
[19] DIERYCK, V.; DESMYTER, J., “Samenstelling van zelfverdichtend beton: de
bestanddelen en de invloed op de rheologie”, KVIV-BBG Studiedag ‘Zelfverdichtend
beton. Beton voor de toekomst ?’, Zemst, 24 april 2001.
[20] DIERYCK, V.; DESMYTER, J., o.c., p. 5.
<http://www.qcl.com.au/pdf_files/Cem_part.pdf> (07/05/2002)
[21] BRAQUENIER, J.C.; DESMYTER, J., o.c., p. 16.
[22] KHAYAT, K.H., “Optimisation and Performance of Air-Entrained, Self-
Consolidating Concrete”, ACI Materials Journal, september-oktober 2000, vol.97, nr.
5, p. 526.
[23] BENNENK, H.W., “De Nederlandse ervaring met zelfverdichtend beton”, KVIV-
BBG Studiedag ‘Zelfverdichtend beton. Beton voor de toekomst ?’, Zemst, 24 april
2001.
[24] X, “Particle size distribution of cement”, QCL Group Technical Note, augustus
1995, p. 1-3.
[25] X, “The Weibull distribution”, Life Data Analysis Reference (online handboek bij
software-programma ‘Weibull++ 6’), ReliaSoft Corporation, 1996-2000.
< http://www.weibull.com/LifeDataWeb/lifedataweb.htm> (12/05/2002) [26] BJØRLYKKE, K.O., Sedimentology and petroleum geology, Springer-Verlag,
Berlin (Heidelberg), 1989.
104
[27] MOORE, J.F., “How to select the best sand for your bunkers”
<http://www.usga.org/green/archive/record/98/jan_feb/select_best_sand.html>
(08/05/2002)
[28] HEIJBOER, P.J.; VAN ELDIK, J., “Geslaagd experiment met zelfverdichtend
beton”, Cement, 2001 nr. 4, p. 33-38.
[29] PETERSSON, Ö.; BILLBERG, P., “Investigation on blocking of self-compacting
concrete with different maximum aggregate size and use of viscosity agent instead of
filler”, Proceedings of the 1st International SCC RILEM Symposium (Stockholm, 13-
14 september 1999), RILEM Publications S.A.R.L., Parijs, 1999, pp. 333-344.
[30] KHAYAT, K.H.; GHEZAL, A.; HADRICHE, M.S., “Utility of statistical models in
proportioning self-consolidating concrete”, Proceedings of the 1st International SCC
RILEM Symposium (Stockholm, 13-14 september 1999), RILEM Publications
S.A.R.L., Parijs, 1999, pp. 345-360.
[31] JAVAUX, Th., o.c., p. 94.
[32] JAVAUX, Th., o.c., p. 98.
[33] JAVAUX, Th., o.c., p. 97.
[34] VANDEWALLE, L., o.c., p. 2.74.
[35] LADANG, C., “werkingsmechanisme van plastificeerders en superplastificeer-
ders”, (interne publicatie CBR), 2001.
105
GEBRUIKTE NORMEN
Europese normen (CEN)
EN 196: Methods of testing cement
EN 196-1:
Determination of strength
EN 196-2: Chemical analysis of cement
EN 196-6: Determination of fineness
EN 450: Fly ash for concrete - definitions, requirements and quality control
Belgische normen (NBN)
NBN B 05: Bouwmaterialen
NBN B 05-203: Proeven op bouwmaterialen - vorstbestendigheid, vorst-
dooicycli
NBN B 11-224: Granulaten
NBN B 11-210: Proeven op bouwzand - proef met methyleenblauw
volumemassa
NBN B 11-224: Vulstoffen voor koolwaterstofmengsels - bepaling van de
NBN B 15: Beton
NBN B 15-001: Beton – prestaties, productie, plaatsing en conformiteitscriteria
NBN B 15-002: Eurocode 2: berekening van betonconstructies - deel 1-1:
algemene regels en regels voor gebouwen
NBN B 15-203: Proeven op beton - statische elasticiteitsmodulus bij druk
NBN B 15-208: Proeven op beton - luchtgehalte van vers beton (methode bij
constante druk)
106
NBN B 15-213: Verdichte betonspecie - bepaling van de volumemassa
NBN B 15-214: Proeven op beton - buigproef
NBN B 15-215: Proeven op beton - wateropslorping door onderdompeling
NBN B 15-216: Proeven op beton - krimpen en zwellen
NBN B 15-218: Proeven op beton - bepaling van de treksterkte door splijten
NBN B 15-220: Proeven op beton - bepaling van de druksterkte
NBN B 15-224: Proeven op beton - luchtgehalte van vers beton (methode met
veranderlijke druk)
NBN B 15-230: Proeven op beton - niet-destructieve proeven, meting van de
resonantiefrequentie
NBN B 15-231: Proeven op beton - vorstbestendigheid
Franse normen (AFNOR)
NF P 18: Additions pour béton hydraulique
NF P 18-501: Additions pour béton hydraulique - filler
NF P 18-508: Additions pour béton hydraulique - additions calcaires
Anderen
BRL 1804: Nationale beoordelingsrichtlijn voor steenmeel voor toepassing als
vulstof in beton en mortel (Nederland)
T 98/0343 N: Proeven op beton - bestandheid tegen dooizouten (België)
107
KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN FACULTEIT TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN DEPARTEMENT ARCHITECTUUR, STEDENBOUW EN RUIMTELIJKE ORDENING
DE INVLOED VAN VULSTOFFEN OP DE EIGENSCHAPPEN VAN
ZELFVERDICHTEND BETON IN VLOEIBARE EN VERHARDE TOESTAND
BIJLAGEN
Eindwerk aangeboden tot het verkrijgen
van de graad van Burgerlijk Ingenieur -
Architect
Gert HEIRMAN Natasja DE GEYTER Promotor: Prof. Dr. Ir. L. Vandewalle
Assessoren: D. Dupont (KUL)
H. De Petter (KUL)
C. Ladang (CBR)
Academiejaar 2001-2002
Voorwoord
Onderstaande bijlagen vormen een aanvulling bij de tekst. Ze werden in een aparte
bundel verwerkt omdat ze zo de lezer de mogelijkheid verschaffen om zich tijdens
het lezen van de tekst een ruimer beeld te vormen, hetzij via een (bijkomende)
grafiek, hetzij via een overzicht .
Om de mogelijkheid open te laten dat de lezer nadien terug iets meer te weten wil
komen over een welbepaalde bijlage, werd telkens tussen haakjes de pagina van de
tekst vermeld op dewelke men de verwijzing naar deze bijlage kan terugvinden.
2
Inhoudstafel
Voorwoord .................................................................................................................. 2
Inhoudstafel ................................................................................................................ 3
Bijlage 1: Eisen betreffende kalksteenmeel ................................................................ 4
Bijlage 2: Formulier βcement en vergelijking βfiller-waarden............................................ 5
Bijlage 4: Bepaling CaCO3-gehalte............................................................................. 8
Bijlage 5: Bepaling van de methyleenblauw-waarde ................................................ 14
Bijlage 6: Resultaten van de laser-granulometrie ..................................................... 15
Bijlage 7: Overzicht fillerkarakteristieken .................................................................. 17
Bijlage 7: Overzicht fillerkarakteristieken .................................................................. 18
Bijlage 8: Evolutie van de druksterkte (grafisch)....................................................... 19
Bijlage 9: Evolutie van de buigtreksterkte (grafisch) ................................................. 21
Bijlage 10: Evolutie van de splijttreksterkte (grafisch)............................................... 23
Bijlage 11: Evolutie van de E-modulus (grafisch) ..................................................... 25
Bijlage 12: Evolutie van de krimp (grafisch).............................................................. 26
Bijlage 13: Evolutie van de vorst-dooi-schade (dooizouten) ..................................... 28
Bijlage 14: overzicht uitgevoerde proeven................................................................ 29
3
Bijlage 1: Eisen betreffende kalksteenmeel [p. 43]
De vermelde eisen zijn overgenomen uit de Nederlandse beoordelingsrichtlijn BRL
1804 “Steenmeel voor toepassing als vulstof in beton en mortel”, welke op zijn beurt
beroep doet op de Franse norm NF P 18-508 “Additions pour béton hydraulique:
additions calcaires”.
Eisen
algemeen: zeefdoorval zeef (mm) doorval (%) 90 % gebied 2 100 - 0,125 85-100 ≤ 10 0,063 70-100 ≤ 10 kalksteenmeel: (cf NF P 18-508) : eis abs. grens vochtgehalte (%) - ≤ 1 Blaine (m²/kg) ≥ 220 ≥ 200 gemiddelde Blaine (%) ± 5 ± 6 variatiecoëfficiënt Blaine (%) ≤ 12 - activiteitsindex ≥ 0,71 ≥ 0,68 carbonaten (%) ≥ 90 ≥ 87 CaCO3 (%) ≥ 75 ≥ 72 methyleenblauwabsorptie (%) ≤ 1,2 ≤ 1,5 org. materiaal - TOC (%) ≤ 0,50 - chloriden (%) ≤ 0,10 - sulfaten - SO3 (%) ≤ 0,50 - sulfide - S (%) ≤ 0,40 - kalksteenmeel dat voldoet aan definitie maar niet eisen in bovenstaande tabel → onderzoek geschiktheid aan te tonen
4
Bijlage 2: Formulier βcement en vergelijking βfiller-waarden [p. 46]
Formulier ter bepaling van βcement:
SCC : ESSAIS SUR PATE DE CIMENT
Opérateur GH DE : 2241 Date 14/09/2001 Ciment Volume de 1000 cm³
Type 420 Gt Provenance Gent
Densité 3,00 (fait le 12/09/01)
420 Gt d4' Essais n° E/P Eau Gent sans chocs Tp g g mm 1 1,100 524 1429 155 1,4025 2 1,110 526 1422 3 1,120 528 1415 4 1,130 531 1408 5 1,140 533 1402 170 1,8900 6 1,150 535 1395 7 1,160 537 1389 8 1,170 539 1382 9 1,180 541 1376 10 1,190 543 1370 11 1,200 545 1364 12 1,210 548 1357 13 1,220 550 1351 14 1,230 552 1345 15 1,240 554 1339 205 3,2025 16 1,250 556 1333 17 1,260 558 1327 18 1,270 559 1322 19 1,280 561 1316 20 1,290 563 1310 224 4,0176
E/P d'4 TP 1 1,100 155 1,4025 βp = 1,0004 2 1,140 170 1,8900 m = 0,0731 3 1,240 205 3,2025 r² = 0,9975 4 1,290 224 4,0176
Méthode de malaxage
1. Ciment + filler avec 400g d'eau mélanger pendant 1 minute (Vitesse 1) - racler
2. Mélanger pendant 1 minute (Vitesse 2) - racler 3. Ajouter le reste de l'eau et mélanger (Vitesse 1) - racler 4. mélanger pendant 1 minute (Vitesse 1) - racler 5. Mesurer l'étalement sans chocs d4
(avec 140mm< d4´ < 250 mm)
5
Vergelijking βfiller-waarden
6
Bijlage 3: Proefopstelling ter bepaling van Blaine [p. 48]
Afmetingen in millimeter
a) Cel
b)
* aanbevolen
b) Doorgeboord schijfje c) Piston d) Manometer
Onderdeel Beschrijving Aangeraden Verplicht 1 Piston A ≤ 50 G = 12,7 ± 0,1 2 Luchtontsnapping-voorziening B = 135 ± 10 3 Cel C = 275 ± 25 E = G - 0,1 4 Gecompacteerd (cement)bed D = 23 ± 1 5 Filterpapier J = 50 ± 15 H = 15 ± 1 6 Doorgeboord schijfje K = 0,8 ± 0,2 7 Manometer L = 0,8 ± 0,1
8, 9, 10, 11 Gegraveerde lijnen M = 9,0 ± 0,4
12 Kegelvormige celvoorziening 13 Kraan 14 Rubberslang 15 Zuigpeer
Blaine Permeabiliteits-apparaat (uit: EN 196-6, p.14)
7
Bijlage 4: Bepaling CaCO3-gehalte [p. 50]
Gedetailleerde uitwerking filler 1:
Opm. Onderstaande berekening is geldig voor elke kalksteenfiller (1 t.e.m. 7):
1. uitgaande van CaO (titratie)
• het chemisch evenwicht wordt gegeven door:
23 COCaOCaCO +↔
• het massagetal van CaO = 40 + 16 = 56, het massagetal van CaCO3 = 40 + 12 +
3x16 = 100. Indien alle CaO afkomstig zou zijn van het CaCO3 zou het gehalte
CaO 56 % en het gehalte CaCO3 100 % bedragen.
• Indien het gehalte CaO maar 55,31 % bedraagt, vindt men dus voor CaCO3:
98,77 100 . 56
55,31 100 . 56
[%] CaO [%] CaCO3 ===
2. uitgaande van CO2 (thermogravimetrie)
• men heeft hetzelfde chemisch evenwicht.
• het massagetal van CO2 = 12 + 2 x 16 = 44, het massagetal van CaCO3 = 100.
Indien alle CO2 afkomstig zou zijn van het CaCO3 zou het gehalte CO2 44 % en
het gehalte CaCO3 100 % bedragen.
• Indien het gehalte CO2 maar 43,48 % bedraagt, vindt men dus voor CaCO3:
98,82 100 . 44
43,48 100 . 44
[%] CO [%] CaCO 23 ===
Gedetailleerde uitwerking filler 8:
Voor filler 8, geen kalksteen maar dolomiet, ligt het anders. Beide methoden zijn nu
complementair:
8
1. Uitgaande van MgO (titratie)
Niet alle CaO is afkomstig van het CaCO3, maar alle MgO is wel afkomstig van het
MgCO3:
• 40,43 84 . 40
19,25 84 . 40
[%] MgO [%] MgCO3 ===
• 21,18 44 . 40
19,25 44 . 40
[%] MgO [%] CO3MgCO ,2 ===
• 24,55 21,18 - 45,73 CO - CO [%] CO33 MgCO ,2otaalt ,2COaC ,2 ===
45,73 CO CO etrieermogravimht ,2otaalt ,2 ==
• 31,25 56 . 44
24,55 56 . 44
[%] CO [%] CaO 3COaC ,2 ===
(anderzijds werd CaO via titratie bepaald, er werd volgend resultaat bekomen:
CaO [%] = 31,24. Beiden leiden dus tot hetzelfde resultaat)
• 55,80 100 . 56
31,25 100 . 56
[%] CaO [%] CaCO3 ===
2. uitgaande van CO2 (thermogravimetrie)
• 55,00 100 . 44
24,20 100 . 44
[%] CO [%] CaCO 3COaC ,2
3 ===
• 41,10 84 . 44
21,53 84 . 44
[%] CO [%] MgCO 3COgM ,2
3 ===
Grafieken thermogravimetrie
Op de volgende pagina’s worden de grafische voorstellingen van het gloeiverlies
weergegeven. Bij de kalksteenfillers ziet men een duidelijke piek (eerste afgeleide
van het massaverlies naar de temperatuur) t.g.v. het ontsnappen van het ‘aan het
CaCO3 gebonden’-CO2. Bij de dolomietfiller zijn twee pieken zichtbaar, de eerste
typeert het ontsnappen van het ‘aan het MgCO3 gebonden’-CO2, de tweede het ‘aan
het CaCO3 gebonden’-CO2 dat ontsnapt.
9
FILLER 1:
FILLER 2:
10
FILLER 3:
FILLER 4:
11
FILLER 5:
FILLER 6:
12
FILLER 7:
FILLER 8:
13
Bijlage 5: Bepaling van de methyleenblauw-waarde [p. 51]
14
Bijlage 6: Resultaten van de laser-granulometrie [p. 55]
doorval [%] dx
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 cement
1,8 18,23 17,19 11,67 10,77 38,76 13,15 7,05 7,21 6,11 3,71 9,68 5,51 11,01
2,2 22,61 21,36 14,60 13,42 47,20 16,41 8,68 8,86 7,58 4,70 11,91 6,77 13,65
2,6 26,31 24,88 17,14 15,67 53,94 19,25 10,06 10,24 8,88 5,64 13,78 7,83 15,89
3 29,44 27,87 19,37 17,61 59,22 21,73 11,24 11,41 10,04 6,55 15,35 8,73 17,80
3,6 33,35 31,63 22,29 20,11 65,03 24,99 12,79 12,86 11,64 7,94 17,34 9,87 20,27
4,4 37,57 35,74 25,66 22,94 70,11 28,78 14,63 14,44 13,73 9,90 19,61 11,20 23,12
5,2 41,07 39,17 28,63 25,42 73,57 32,20 16,43 15,81 15,91 12,06 21,72 12,44 25,72
6,2 44,86 42,90 32,00 28,26 76,67 36,17 18,78 17,39 18,89 15,06 24,37 14,02 28,89
7,4 48,92 46,94 35,71 31,51 79,45 40,67 21,87 19,25 22,87 19,00 27,82 16,09 32,79
8,6 52,63 50,67 39,13 34,67 81,68 44,89 25,22 21,12 27,11 23,11 31,61 18,37 36,83
10 56,55 54,64 42,73 38,20 83,86 49,39 29,23 23,28 32,08 27,84 36,28 21,23 41,56
12 61,36 59,47 47,04 42,83 86,35 54,85 34,72 26,22 38,67 34,05 42,96 25,39 47,98
15 66,88 64,92 51,85 48,68 88,86 60,97 41,74 30,05 46,66 41,53 52,19 31,30 56,32
18 70,89 68,86 55,31 53,48 90,29 65,34 47,28 33,29 52,56 47,21 60,18 36,64 63,17
21 74,06 72,01 58,08 57,68 91,33 68,81 51,82 36,22 57,20 51,89 67,16 41,49 69,00
25 77,50 75,51 61,13 62,64 92,51 72,64 56,78 39,89 62,17 57,21 75,07 47,36 75,52
30 80,89 79,07 64,18 67,95 93,67 76,56 61,74 44,19 67,13 62,86 82,83 53,84 81,87
36 84,12 82,51 67,24 73,30 94,75 80,49 66,49 49,13 71,90 68,57 89,42 60,63 87,38
42 86,69 85,35 70,22 77,78 95,54 83,88 70,39 53,94 75,80 73,38 93,64 66,55 91,19
50 89,39 88,51 74,62 82,73 96,25 87,79 74,70 60,32 80,08 78,68 96,76 73,34 94,52
60 92,00 91,72 80,73 87,69 96,85 91,83 79,20 68,19 84,43 83,87 98,48 80,37 97,00
72 94,35 94,66 87,05 92,13 97,38 95,39 83,74 76,89 88,59 88,46 99,25 86,89 98,61
86 96,35 97,03 91,72 95,65 97,90 97,94 88,16 85,13 92,30 92,17 99,59 92,23 99,53
102 97,94 98,60 94,77 98,04 98,48 99,31 92,18 91,70 95,33 94,99 99,79 95,94 100,00
122 99,13 99,52 97,09 99,41 99,19 99,84 95,83 96,43 97,74 97,18 99,93 98,22 100,00
146 99,75 100,00 98,93 99,90 100,00 100,00 98,52 98,98 99,25 98,69 100,00 99,24 100,00
174 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 99,56 100,00 99,64 100,00
206 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 99,85 100,00
246 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
294 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
350 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Op volgende pagina’s worden deze gegevens grafisch weergegeven.
15
16
17
Bijlage 7: Overzicht fillerkarakteristieken [p. 69]
18
Bijlage 8: Evolutie van de druksterkte (grafisch) [p. 77]
19
20
Bijlage 9: Evolutie van de buigtreksterkte (grafisch) [p. 78]
21
22
Bijlage 10: Evolutie van de splijttreksterkte (grafisch) [p. 79]
23
24
Bijlage 11: Evolutie van de E-modulus (grafisch) [p. 81]
25
Bijlage 12: Evolutie van de krimp (grafisch) [p. 82]
26
27
Bijlage 13: Evolutie van de vorst-dooi-schade (dooizouten) [p.89]
(ZVB) 1 2 3 4 5 6 7 8
(175) (175) (175) (175) (175)
(175) (175)
B-2 kp1 (175)
kp1 kp1 kp1
7 cycli 0,112 0,182 0,095 0,077 0,271 0,161 0,083 0,075
14 cycli 1,442 1,658 1,541 1,486 3,947 1,404 0,904 1,029 gemiddelde na
28 cycli 8,942 10,204 9,484 9,626 26,450 10,503 6,513 7,368
7 cycli 0,008 0,016 0,003 0,009 0,018 0,015 0,001 0,015
14 cycli 0,126 0,054 0,002 0,029 0,041 0,047 0,002 0,036 variantie na
28 cycli 1,042 0,547 0,113 0,282 0,560 0,004 0,072 0,225
gemiddelden en varanties van de massaverliezen per oppervlakte-eenheid
28
Bijlage 14: overzicht uitgevoerde proeven [p.90]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(175) (175) (175) (W=175) (175) (175) (175)
B-1 B-2 (175) (175) (175) (175) (175) (175)
B (175) (175) (175)
S.B.
slumpflow [mm] 650 635 612 685 630 648 635 645 633 645 680 653 638 685 735
t500 [s] 2 2 2 2 2 3 1 2 4 3 3 6 8 5 6
funnel [s] 11 10 12 8 9 17 5 12 19 12 14 60 N.M. 43 37
U-test [mm] 320 311 - 183 304 305 310 255 199 282 313 - - - 199
U-test [s] 12 14 - 8 19 18 10 24 22 21 19 - - M.M. 47
ρ [kg/m³] 2331 2345 2323 2353 2333 2333 2355 2334 2340 2365 2213 2256 2261 2323 2350 2373
luchtgeh. [%] 2,50 2,30 2,70 1,90 2,50 3,00 1,70 2,40 2,30 1,90 5,00 3,70 2,80 2,50 1,80 1,20
fc,cub,1d [Mpa] - 13,0 13,4 14,4 12,9 13,2 16,2 13,5 12,6 11,2 11,5 8,4 - 10,3 8,2 9,2
fc,cub,2d [Mpa] 25,3 24,9 25,0 25,7 24,5 22,5 29,0 26,3 24,1 23,3 23,0 18,3 - 22,3 19,0 21,1
fc,cub,7d [Mpa] 46,9 46,3 42,5 48,3 45,0 46,7 50,6 47,7 44,5 45,7 44,4 35,4 - 45,2 42,0 42,1
fc,cub,28d [Mpa] 58,5 60,0 53,6 60,4 57,4 58,6 63,7 59,4 55,4 59,0 58,2 46,9 - 58,1 51,9 54,9
fc,cub,90d [Mpa] 66,6 69,3 64,0 69,5 70,1 61,5 69,2 70,4 64,5 68,4 67,0 44,9 - 67,7 59,8 63,8
fct,fl,1d [Mpa] 3,3 3,1 - - 2,9 2,6 3,2 2,9 2,9 1,9 - 2,9 2 - - 2
fct,fl,2d [Mpa] 5 4,9 - - 4,9 4,7 5 4,9 4,9 4,4 - 4,9 4,6 - - 4,7
fct,fl,7d [Mpa] 7,4 7,3 - - 7,4 7,4 6,7 7,6 7,7 6,6 - 7,6 7,1 - - 6,7
fct,fl,28d [Mpa] 8,7 9,4 - - 9,5 9,5 9,4 9,3 8,6 8,5 - 10,6 9,6 - - -
fct,fl,90d [Mpa] 9,6 9,8 - - - 10,3 9,5 9,6 9,8 10,5 - 9,9 9,9 - - 9,3
fct,sp,1d [Mpa] 1,7 1,2 - - 1,5 1,4 0,8 1,4 1,5 1,0 - 1,4 1,1 - - 1,1
fct,sp,2d [Mpa] 2,2 2,1 - - 2,5 2,0 2,5 2,0 2,0 1,8 - 2,2 2,2 - - 2,0
fct,sp,7d [Mpa] 4,6 4,6 - - 4,5 2,6 4,3 3,8 4,7 4,0 - 3,5 3,4 - - 3,5
fct,sp,28d [Mpa] 5,5 4,2 - - 5,7 5,7 4,4 6,0 5,7 4,8 - 4,3 4,9 - - -
fct,sp,90d [Mpa] 6,5 6,5 - - - 5,8 5,7 5,6 6,1 5,7 - 6,7 5,2 - - 5,2
Ecm,1d [Mpa] - 20673 20871 21344 20614 20767 22211 20894 20460 19667 19829 17852 - 19087 17709 18387
Ecm,2d [Mpa] 25785 25633 25694 25913 25495 24781 26975 26128 25379 25090 24983 23138 - 24732 23452 24280
Ecm,7d [Mpa] 31668 31538 30645 31985 31227 31628 32487 31857 31118 31396 31098 28824 - 31283 30516 30559
Ecm,28d [Mpa] 34098 34372 33103 34449 33881 34120 35076 34274 33470 34189 34042 31668 - 34021 32751 33375
Ecm,90d [Mpa] 35598 36071 35124 36105 36209 34659 36047 36259 35214 35908 35673 31216 - 35795 34347 35084
waterabs. [%] 5,2 5,7 5,5 5,4 5,6 5,5 5,5 5,4 5,4 5,4 5,8 5,3 - 5,2 5,5 5,8
verklaringen: N.M.: niet meetbaar niet te meten - niet gemeten
M.M.: meerdere minuten
29
1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (175) (ZVB)
(175) (175) B-2 kp1
(175) kp1 kp1 kp1 kp1 kp1 kp1
S.B.
slumpflow [mm] 650 635 630 665 635 678 642 640 643 643 660 t500 [s] 2 2 2 2 1 1 2 1 1 2 3
funnel [s] 10,82 9,78 8,94 6,72 5,28 6,74 9,31 6,11 8,37 9,37 10,82 U-test [mm] 320 311 304 323 310 328 317 329 323 311 299 U-test [s] 12 14 19 10 10 11 10 8 8 12 17
vol. massa [kg/m³] 2331 2345 2333 2288 2355 2336 2333 2345 2238 2301 2321 2373 luchtgeh. [%] 2,50 2,30 2,50 3,10 1,70 1,80 2,30 1,90 4,40 2,90 2,30 1,20
fc cub 1d [Mpa] - 13,0 12,9 15,1 16,2 13,1 12,5 10,0 8,5 11,0 8,1 9,2 fc,cub,2d [Mpa] 25,3 24,9 24,5 22,3 29,0 25,4 23,9 22,0 19,8 22,2 20,4 21,1
fc,cub,7d [Mpa] 46,9 46,3 45,0 43,7 50,6 48,4 44,6 44,4 40,7 41,4 41,9 42,1
fc,cub,28d [Mpa] 58,5 60,0 57,4 56,8 63,7 62,6 61,7 59,7 54,0 55,5 53,0 54,9 fc,cub,90d [Mpa] 66,6 69,3 70,1 66,4 69,2 66,9 65,8 69,4 (*) (*) (*) 63,8
fct fl 1d [Mpa] 3,3 3,1 2,9 - 3,2 - - - 2,6 3 2,6 2 fct,fl,2d [Mpa] 5 4,9 4,9 - 5 - - - 4,5 4,8 4,5 4,7 fct,fl,7d [Mpa] 7,4 7,3 7,4 - 6,7 - - - 6,5 7,1 6 6,7
fct,fl,28d [Mpa] 8,7 9,4 9,5 - 9,4 - - - - - - -
fct,fl,90d [Mpa] 9,6 9,8 - - 9,5 - - - (*) (*) (*) 9,3
fct,sp,1d [Mpa] 1,7 1,2 1,5 - 0,8 - - - 1,1 1,3 1,3 1,1 fct,sp,2d [Mpa] 2,2 2,1 2,5 - 2,5 - - - 2,5 2,9 1,8 2,0
fct,sp,7d [Mpa] 4,6 4,6 4,5 - 4,3 - - - 2,9 4,1 3,1 3,5
fct,sp,28d [Mpa] 5,5 4,2 5,7 - 4,4 - - - - - - -
fct,sp,90d [Mpa] 6,5 6,5 - - 5,7 - - - (*) (*) (*) 5,2
Ecm 1d [Mpa] - 20673 20614 21712 22211 20720 20375 18921 17946 19544 17661 18387
Ecm,2d [Mpa] 25785 25633 25495 24707 26975 25830 25309 24616 23750 24674 23996 24280
Ecm,7d [Mpa] 31668 31538 31227 30936 32487 31995 31139 31092 30200 30386 30505 30559
Ecm,28d [Mpa] 34098 34372 33881 33754 35076 34879 34696 34317 33194 33492 32993 33375
Ecm,90d [Mpa] 35598 36071 36209 35570 36047 35657 35455 36090 (*) (*) (*) 35084
waterabs. [%] 5,2 5,7 5,6 5,9 5,5 5,2 6,0 5,9 - - - 5,8 EdL,0 [MPa] 42480 41598 42689 40438 41591 43301 43046 43114 (*) (*) (*) 43622
EdL,14 [MPa] 42703 41522 42547 40775 41348 42950 43113 43356 (*) (*) (*) 43205
EdL,28 [MPa] 43041 41365 43133 41247 41572 43137 42772 43652 (*) (*) (*) (*)
EdL,42 [MPa] 43156 40736 42535 40905 41213 43187 43437 43305 (*) (*) (*) (*)
EdF,0 [MPa] 42354 41175 42664 41205 40995 42711 41968 42034 (*) (*) (*) 43265
EdF,14 [MPa] 42240 41625 42992 41333 40915 42461 43125 42264 (*) (*) (*) 42590
EdF,28 [MPa] 42862 40958 42934 40798 41370 43112 43045 42814 (*) (*) (*) (*) EdF,42 [MPa] 42463 39501 42871 42121 41449 42812 43063 42985 (*) (*) (*) (*)
GdT,0 [MPa] 17549 17186 17600 20787 17112 17769 17623 17717 (*) (*) (*) 18095
GdT,14 [MPa] 17596 17143 17689 16671 17104 17755 17852 17793 (*) (*) (*) 18067
GdT,28 [MPa] 17798 17189 17809 16745 17282 17879 17867 18046 (*) (*) (*) (*)
GdT,42 [MPa] 17554 16562 17505 16816 17019 17844 17837 17949 (*) (*) (*) (*)
(M/A')7 [kg/m²] 0,335 0,427 0,309 0,278 0,521 0,402 0,288 0,275 (*) (*) (*) (*) (M/A')14 [kg/m²] 1,201 1,288 1,241 1,219 1,987 1,185 0,951 1,014 (*) (*) (*) (*) (M/A')28 [kg/m²] 2,99 3,316 3,08 3,103 5,143 3,113 2,552 2,714 (*) (*) (*) (*)
verklaringen: niet te meten - niet gemeten
(*) nog te bepalen krimp werd niet opgenomen in dit overzicht
30
