Invloed van recyclage materiaal in de betonsamenstelling op ......Invloed van recyclage het gedrag...

Invloed van recyclagehet gedrag van wegenisbeton Pieter Vandenberghe, Pieter Promotor: prof. dr. ir. Hans De Begeleider: ir. Pieter De Winne

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad vanMaster in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde Vakgroep Civiele TechniekVoorzitter: prof. dr. ir. Peter TrochFaculteit IngenieurswetenschappenAcademiejaar 2012

Invloed van recyclagemateriaal in de betonsamenstelling op het gedrag van wegenisbeton

Pieter Vandenberghe, Pieter-Jan Vanlerberghe

Promotor: prof. dr. ir. Hans De Backer Begeleider: ir. Pieter De Winne

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad vanMaster in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde

Vakgroep Civiele Techniek Voorzitter: prof. dr. ir. Peter Troch Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur Academiejaar 2012-2013

in de betonsamenstelling op

Jan Vanlerberghe

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van

Invloed van recyclagehet gedrag van wegenisbeton Pieter Vandenberghe, Pieter Promotor: prof. dr. ir. Hans De BackerBegeleider: ir. Pieter De Winne

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad vanMaster in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde Vakgroep Civiele TechniekVoorzitter: prof. dr. ir. Peter TrochFaculteit Ingenieurswetenschappen en ArchitectuurAcademiejaar 2012

Invloed van recyclagemateriaal in de betonsamenstelling op het gedrag van wegenisbeton


Promotor: prof. dr. ir. Hans De Backer Pieter De Winne

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad vanMaster in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde

Vakgroep Civiele Techniek Voorzitter: prof. dr. ir. Peter Troch Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur

iejaar 2012-2013

in de betonsamenstelling op

Jan Vanlerberghe


Toelating tot bruikleen

"De auteurs geven de toelating deze masterproef voor consultatie beschikbaar te stellen en

delen van de masterproef te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder

de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de

bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze masterproef."

“The authors give permission to make this master dissertation available for consultation and

to copy parts of this master dissertation for personal use. In the case of any other use, the

limitations of the copyright have to be respected, in particular with regard to the obligation to

state expressly the source when quoting results from this master dissertation.”

Gent, juni 2013

Pieter Vandenberghe

Pieter-Jan Vanlerberghe

Woord vooraf

Bij het ter perse gaan van deze thesis willen we alle mensen danken die direct of indirect

hebben bijgedragen tot de realisatie ervan.

Ons eerste dankwoord gaat uit naar onze promotoren prof. dr. ir. Hans De Backer en ir.

Pieter De Winne. Ze gaven ons de kans om te werken rond dit thema en stonden altijd

beschikbaar voor ons. We bedanken het technisch personeel in het labo Magnel om ons te

helpen bij alle betonbewerking omtrent deze scriptie. Daarnaast danken we laborant Koen De

Beule van de Vlaamse Overheid - Agentschap Wegen en Verkeer voor de proeven in het labo

te Evere. Ook Tony Cools verdient een stevig dankwoord voor het transport van alle

materialen nodig voor de vervaardiging van onze betonproefstukken. Verder bedanken we de

firma's O.B.B.C. NV, Jacbos NV, Orian NV en CBR voor het gratis verkrijgen van de

materialen bestemd voor de betonproductie.

Een volgend dankwoord gaat uit naar ir. Luc Rens en dr. ir. Anne Beeldens. Ze waren beiden

altijd beschikbaar om te luisteren naar onze problemen en te helpen zoeken naar oplossingen.

Onze dank gaat ook speciaal uit naar onze ouders en familie. Zij gaven ons de kans om verder

te studeren en zorgden voor de nodige ondersteuning tijdens ons hele studietraject.

Daarnaast bedanken we ook onze vriendinnen Elise en Anouchka. We danken hen voor de

vele steun en het geduld die ze met ons hadden tijdens de hele opleiding.

Als laatste willen we onze gemeenschappelijke vriendenkring bedanken voor de prachtige tijd

die we samen in Gent beleefden.

Gent, juni 2013

Pieter Vandenberghe

Pieter-Jan Vanlerberghe

Overzicht

Invloed van recyclagemateriaal in de betonsamenstelling op het gedrag van

wegenisbeton


Promotor: prof. dr. ir. Hans De Backer

Begeleider: ir. Pieter De Winne


Master in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde

Vakgroep Civiele Techniek

Voorzitter: prof. dr. ir. Peter Troch

Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur

Academiejaar 2012-2013

De toenemende schaarste aan natuurlijke granulaten en het toenemend ecologisch belang

versterken de nood aan het gebruik van gerecycleerde betonpuingranulaten ter vervanging van

natuurlijke granulaten. Tot op heden wordt gerecycleerd beton veelal gebruikt voor

minderwaardige toepassingen zoals onderlagen van tweelaags, doorgaand gewapend beton en

funderingslagen. Toch is het belangrijk om verder onderzoek naar het gebruik van

gerecycleerde betonpuingranulaten te promoten ter verbetering van gerecycleerde

betonsamenstellingen.

In alle voorgaande onderzoeken wordt een gerecycleerd beton opgevat als een klassieke

betonsamenstelling waarbij een procentueel gehalte aan natuurlijke granulaten vervangen

wordt door gerecycleerde betonpuingranulaten. Deze doseringswijze is in de literatuur beter

bekend als de traditionele methode. Hierbij wordt het gerecycleerd granulaat beschouwd als

een homogeen materiaal. Doch bestaat een gerecycleerd betonpuingranulaat uit één of

meerdere granulaten en een deel aanhechtende mortel. Vanuit deze stelling is een nieuwe

doseringsmethode, de EMV-methode, opgesteld door Fathifazl et al. [14]. De nieuwe

berekeningswijze gaat uit van twee belangrijke wetmatigheden die impliceren dat het totale

granulaat- en mortelvolume in het gerecycleerd beton moet gelijk zijn aan het equivalent

gehalte in de klassieke betonsamenstelling, enkel bestaande uit natuurlijke granulaten.

Voor de berekening van een gerecycleerde betonsamenstelling is de kennis van de

waterabsorptiecoëfficiënt van de granulaten noodzakelijk. Daarnaast is het voor de EMV-

methode belangrijk de hoeveelheid aanhechtende mortel rond de betonpuingranulaten te

kennen. Deze hoeveelheid aanhechtende mortel wordt in de literatuur beschreven als de

RMC-waarde (Residual Mortar Content). De twee eigenschappen worden proefondervindelijk

bepaald.

In deze scriptie wordt nader onderzoek verricht naar de nieuwe doseringswijze, die blijkens

heel wat voordelen biedt qua sterkte- en vervormingseigenschappen in vergelijking met het

gerecycleerd beton via de traditionele methode. Uit de bevindingen van Fathifazl et al. kan

worden afgeleid dat de sterkte- en vervormingseigenschappen gelijkwaardige resultaten

opleveren als een klassiek beton.

De thesis behandelt een vergelijkende studie tussen een klassiek wegenisbeton en een

gerecycleerd beton gedoseerd via de traditionele en EMV-methode. In de vergelijkende studie

worden zowel de verse- als harde betonproeven behandeld. Vooral de harde betonproeven

zoals druksterkte, treksterkte, elasticiteitsmodulus en krimp worden meer in detail bestudeerd.

Deze scriptie laat toe om met behulp van de vergelijkende studie de bevindingen van de

literatuur omtrent gerecycleerd beton via de traditionele methode en deze van Fathifazl et al.

(gerecycleerd beton via de EMV-methode) na te gaan.

TREFWOORDEN: Gerecycleerde granulaten (RCA), Gerecycleerd beton (RAC), EMV-

methode, RMC-waarde

Influence of recycled concrete aggregates in the concrete mix on the behaviour of road concrete


Supervisors: prof. dr. ir. H. De Backer, ir. P. De Winne

Abstract─ This article is a summary of the Master's thesis that investigates the behaviour of recycled aggregate concrete. The text deals with two different dosing methods for recycled aggregate concrete. At present, recycled concrete is dosed with the traditional method. This method implies a mass exchange in the coarse aggregate and considers the coarse aggregate as a single-phase material. The second method is based on the theorem that the coarse aggregate is a two-phase material. The method is named as "the equivalent mortar volume"-method (EMV-method) and is in Canada (by Fathifazl et al. [1]) considered as the dosage method of the future.

Keywords: recycled concrete aggregates (RCA), recycled aggregate concrete (RAC), RMC-test, EMV-method

I. INTRODUCTION

The increasing scarcity of natural aggregates and growing ecological importance leads to a higher use of recycled concrete aggregates. The granulates are obtained from demolition concrete waste. Recycled concrete is a simple replacement of natural aggregates by an equivalent weight of recycled concrete aggregates. In this case the recycled aggregates are considered as a single-phase material. Present-day this recycled concrete is often used for low-quality applications such as foundation layers for roads. This mixture proportioning method is named as the traditional method (recycled concrete dosed with the traditional method). This abstract explains a new mixture proportioning method for concrete with RCA, dubbed as the EMV-method. This method is defined by Fathifazl et al. [1]. The method is based on the fact that RCA is a two-phase material comprising mortar and natural aggregates. By Fathifazl et al., it is considered as the dosage method of the future. Fathifazl et al. obtained an EMV-concrete with similar properties as a classic concrete (control concrete). The EMV-concrete would therefore be stronger than a recycled concrete dosed with the traditional method. The EMV-method has only been tested a few times and the tests were always done with the same recycled concrete aggregates. This thesis investigates the strength and deformation properties of this new proportioning method and compares it to recycled concrete dosed with the traditional method. The W/C-factor in all concrete compositions is 0,45.

__________________________

P. Vandenberghe is with the Magnel Laboratory for Concrete Research, Ghent University (UGent), Gent, Belgium. E-mail: [email protected] .

P-J. Vanlerberghe is with the Magnel Laboratory for Concrete Research, Ghent University (UGent), Gent, Belgium. E-mail: [email protected] .

II. RECYCLED CONCRETE DOSED WITH THE TRADITIONAL METHOD

Recycled concrete dosed with the traditional method implies a mass exchange in the coarse aggregates and considers the coarse aggregate as a single-phase material which is based on the composition of the control concrete. The compound of the control road concrete is displayed in Table 1. In the control concrete, there is 170 l/m³ effective water. Further, there is 18 liters of water calculated for the absorption by the porphyry aggregates. This water content doesn't take volume because this water is absorbed by the aggregates.

Table 1 Composition of the control concrete

Control concrete

Material Proportion Bulk density Volume

kg/m³ kg/m³ l/m³

Coarse aggregates 1165 2700 431 Mortar 568

Sand 675 2650 255 Cement CEM III 380 3000 127 Water 188 1000 170 Air 17

Total 2408 1000

Two mixes were made for the recycled concrete dosed by the traditional method: "Traditional 1" and "Traditional 2". They differ in the manner in which the absorbed water is added in the concrete mix. Recycled aggregates have a higher water absorption in comparison with natural aggregates. In "Traditional 1" all aggregates are dried before and then 210 litres of water is added in the mix. For "Traditional 2" the recycled aggregates are saturated before making the concrete mix and then there is only 170 litres of water added. "Traditional 1" also has a too high air content (18 l/m³ instead of 10 l/m³). As seen in Table 2 (where the proportions of "Traditional 2" are shown) the mortar matrix is the same as in the control concrete: the proportions of sand, cement and water remain the same. The mass content of recycled material in front of the coarse aggregates in this recycled concrete is approximately 67%.

Table 2 Composition of "Traditional 2"

"Traditional 2"

Material Proportion Bulk density Volume

kg/m³ kg/m³ l/m³

Coarse aggregates 355 2700 131 Recycled aggregates 710 2310 307 Mortar 561


Total 2330 1000

III. RECYCLED CONCRETE DOSED WITH THE EMV-METHOD

The EMV-method takes into account the adhering mortar around the recycled aggregates. The main idea of this method is to consider the amount of residual mortar as a part of the total quantity of mortar in the recycled EMV-concrete. The total volume of mortar in the EMV-concrete (adhered and adding new mortar) is equal to the volume of mortar used in the control concrete. Hence, it is very important to know the correct amount of residual mortar in the recycled aggregates. This is called the "Residual Mortar Content" (RMC). The RMC-value must be known before the EMV-calculation can start. In the literature, there are four different methods to determine the RMC-value. This study chose thermal treatment [2]. The obtained value for the RMC of the used recycled aggregates in the recycled concretes is 40%. The sum of the volumes of the aggregates in the EMV-concrete is (consisting of adding new and original aggregates) also equal to the volume of aggregates used in the control concrete. The water absorption of the recycled aggregates has also been taken into consideration. Table 3 illustrates the composition of the EMV-concrete.

Table 3 Composition of the recycled EMV-concrete

EMV-concrete (RMC-value: 40%)

Material Proportion Bulk density Volume kg/m³ kg/m³ l/m³

Coarse concrete rubble 996 2310 431 Original aggregates 221 Original mortar 210

New aggregates 567 2700 210 New mortar 359


Total 2392 1000

The mass content of recycled material in front of the coarse aggregates in this EMV- concrete is approximately 64%.

IV. PRACTICAL RESEARCH

The thesis is a comparative study between a classic concrete for roads, consisting of only natural aggregates and recycled concretes proportioned by the traditional method and the EMV-method. In the comparative study, both the fresh and hardened concrete tests are evaluated. The hardened concrete tests such as compressive strength, tensile strength, elastic

modulus and shrinkage are studied in more detail. The purpose of this study is to compare the practical results to literature and to the findings of Fathifazl et al. [1].

V. RESULTS

A. Fresh concrete tests

The results of the fresh concrete tests are shown in Table 4.

Table 4 Fresh concrete test results

Type S-class F-class Air

content [%]

Fresh density [kg/m³]

Control S1 F3 1,4 2390

EMV S1 F4 1,0 2340

Traditional 1 S4 / 1,5 2280

Traditional 2 S3 F6 2,5 2260

B. Hardened concrete tests

The average results of the compressive strength, tensile strength and the modulus of elasticity are plotted in a column chart. The left column gives the experimental value. The middle and right column shows the minimum and maximum limits from literature [1], [3].

a) Compressive strength

Figure 1 shows the experimental compressive strength results versus the results from literature. The compressive strength for the control concrete is 46,9 N/mm². The recycled concrete mixes have a lower compressive strength than the control concrete. The “Traditional 1” and “Traditional 2” concretes are very comparable to the upper bound of the results from literature. Although the compressive strength is higher for the “Traditional 2” concrete compared to “Traditional 1”. The results from the EMV-concrete are approximately 25% lower than the lower bound mentioned in the literature.

Figure 1 Compressive strength results

b) Tensile strength

The tensile strength for the control concrete is 3,6 N/mm². The recycled concrete mixes also have a lower tensile strength than the control concrete (Figure 2). The recycled concrete mixes proportioned using the traditional way have similar

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

Trad. 1 Trad. 2 EMV 2

Com

pres

sive

str

engt

h f c,c

ub[N

/mm

²]

Concrete type

Experimental Literature min. Literature max.

results compared to the lower bound in literature. The experimental value for the “Traditional 2” concrete is higher than “Traditional 1”. The results from the EMV-concrete are approximately 15% lower than the lower bound of the results in literature.

Figure 2 Tensile strength results

c) Young's modulus

Figure 3 shows the experimental elastic modulus versus the results from literature. The elastic modulus for the control concrete is 36500 MPa. The recycled concrete mixes have a lower elastic modulus than the control concrete. The results of the “Traditional 1” and “Traditional 2” concretes are comparable to the upper bound of the results from literature. The elastic modulus for the EMV-concrete is approximately 25% below the lower bound of the results from literature.

Figure 3 Elastic modulus results

d) Shrinkage

Shrinkage is shown in Figure 4. Shrinkage for the control concrete is 250 µm/m after a short time shrinkage over a 70 days duration. Shrinkage of the recycled concrete dosed with the traditional method is higher. “Traditional 1” and “Traditional 2” have a shrinkage of respectively 260 and 337 µm/m. Shrinkage for the EMV-concrete is lower than the control concrete and is circa 200 µm/m. Shrinkage is measured over the same time period.

Figure 4 Shrinkage results

VI. CONCLUSION

The recycled mixes are weaker compared to the control concrete. This is due to the inferior quality, strength and heterogeneity of the recycled aggregates. The EMV-concrete is the weakest concrete compared to the recycled concrete dosed with the traditional method. The main reason that a recycled concrete using the EMV-method has an inferior quality, is that the adhering mortar of the recycled aggregates is already bound and does consequently not contribute to the binding process of the new mortar. Another reason is that the EMV-method does not take the aggregate skeleton into consideration.

Given the fact that the EMV-concrete uses only a small amount of cement (240 kg/m³), the quality of this concrete is actually acceptable. The method minimizes the costs by the use of recycled aggregates and a smaller amount of cement. It's logical that therefore the quality of the concrete is lower compared to the control concrete and the recycled concrete dosed with the traditional method. The EMV-concrete can be used in top layers for roads with less load or as base layer for a two-layer reinforced concrete.

ACKNOWLEDGEMENTS

The authors would like to acknowledge the suggestions and support of prof. dr. ir. H. De Backer, ir. P. De Winne, ir. L. Rens and dr. ir. A. Beeldens during the research and completion of this thesis. The authors would also like to thank the technical crew of the Laboratory Magnel for Concrete Research.

REFERENCES

[1] FATHIFAZL G., ABBAS A., RAZAQPUR A.G., ISGOR O.B., FOURNIER B., FOO S., New mixture proportioning method for concrete made with coarse recycled concrete aggregate, Journal of materials in civil engineering, 21(1) (2009), 601-611

[2] DE JUAN M.S., GUTIÉRREZ P.A., Study on the influence of attached mortar content on the properties of recycled concrete aggregate, Construction and Building Materials, 23(1) (2009), 872–877

[3] JIANZHUANG XIAO, WENGUI LI, YUHUI FAN, XIAO HUANG, An overview of study on recycled aggregate concrete in China (1996–2011), Construction and Building Materials, 31(1) (2012), 364-383

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

Trad. 1 Trad. 2 EMV 2Ten

sile

str

engt

h f ct

[N

/mm

²]

Concrete type


0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

Trad. 1 Trad. 2 EMV 2

Ela

stic

mod

ulus

Ecm

[MP

a]

Concrete type


0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 10 20 30 40 50 60 70

Shr

inka

ge [µ

m/m

]

Time [days]

Control concrete Trad. 1

EMV 2 Trad. 2

Masterproef Pieter Vandenberghe – Pieter-Jan Vanlerberghe 11

Inhoudstabel

Woord vooraf ............................................................................................................................. 5

Overzicht .................................................................................................................................... 6

Inhoudstabel ............................................................................................................................. 11

Lijst met symbolen en afkortingen ........................................................................................... 13

Lijst met figuren ....................................................................................................................... 15

Lijst met tabellen ...................................................................................................................... 18

Lijst met grafieken ................................................................................................................... 19

I. Inleiding ........................................................................................................................... 20

I.1 Probleemstelling ........................................................................................................... 20

I.2 Doelstelling .................................................................................................................. 21

I.3 Aanpak ......................................................................................................................... 21

II. Literatuurstudie ................................................................................................................ 22

II.1 Nood aan gebruik van gerecycleerde granulaten ......................................................... 22

II.2 Wetgeving en toepassingsgebied van gerecycleerde granulaten in Vlaanderen .......... 22

II.2.1 Stand van zaken omtrent het gebruik van gerecycleerde granulaten ................. 23

II.2.2 Toepassingen in de wegenbouw met gerecycleerde granulaten ........................ 24

II.3 Knelpunten voor het gebruik van betonpuingranulaten in beton ................................. 27

II.4 Keuring door COPRO en Certipro ............................................................................... 29

II.5 Gerecycleerde granulaten ............................................................................................. 30

II.5.1 Eigenschappen van gerecycleerde granulaten .................................................... 30

II.5.2 Besluit ................................................................................................................ 35

II.6 Gerecycleerd beton via de traditionele (conventionele) methode ................................ 36

II.6.1 Micro - en mesostructuur van gerecycleerd beton (RAC) ................................. 37

II.6.2 Mengratio ........................................................................................................... 40

II.6.3 Dichtheid ............................................................................................................ 41

II.6.4 Waterabsorptiecoëfficiënt .................................................................................. 42

II.6.5 Druksterkte ......................................................................................................... 43

II.6.6 Buigtreksterkte ................................................................................................... 49

II.6.7 Elasticiteitsmodulus ........................................................................................... 50

II.6.8 Krimp ................................................................................................................. 51

II.6.9 Besluit ................................................................................................................ 52

II.7 Residual mortar content (RMC) ................................................................................... 53

II.7.1 Behandeling met een oplossing van zoutzuur of salpeterzuur ........................... 53

II.7.2 Vriesdooi methode ............................................................................................. 54


II.7.3 Productie van een nieuw beton met gekleurd cement ........................................ 54

II.7.4 Thermische behandeling .................................................................................... 55

II.7.5 Resultaten van de RMC-waarde volgens de literatuur ....................................... 56

II.7.6 Besluit ................................................................................................................ 59

II.8 De EMV-methode ........................................................................................................ 60

II.8.1 Inleiding ............................................................................................................. 60

II.8.2 Basisprincipes van de EMV-methode ................................................................ 61

II.8.3 Wiskundige vertaling van de EMV-methode ..................................................... 62

II.8.4 Resultaten van betonsamenstellingen op basis van EMV-methode ................... 70

II.8.5 Besluit ................................................................................................................ 78

III. Praktisch onderzoek ......................................................................................................... 80

III.1 Algemeen ................................................................................................................. 80

III.2 Proeven ..................................................................................................................... 81

III.2.1 Proeven m.b.t. de granulaten .............................................................................. 81

III.2.2 Proeven op vers beton ........................................................................................ 99

III.2.3 Proeven op verhard beton................................................................................. 102

III.3 Betonsamenstellingen ............................................................................................ 112

III.3.1 Algemeen ......................................................................................................... 112

III.3.2 Klassiek beton (NA-concrete) .......................................................................... 113

III.3.3 Gerecycleerd beton via de traditionele methode .............................................. 114

III.3.4 Gerecycleerd beton via de EMV-methode ....................................................... 117

III.3.5 Fullerkromme ................................................................................................... 123

III.4 Proefstukken ........................................................................................................... 126

III.4.1 Voorbereiding .................................................................................................. 126

III.4.2 Vervaardiging ................................................................................................... 127

III.5 Resultaten ............................................................................................................... 132

III.5.1 Resultaten van de proeven op vers beton ......................................................... 132

III.5.2 Resultaten van de proeven op verhard beton ................................................... 137

IV. Besluit ............................................................................................................................ 155

IV.1 Conclusies .............................................................................................................. 155

IV.2 Aanbevelingen voor verder onderzoek .................................................................. 158

Referenties.............................................................................................................................. 159

Bijlagen .................................................................................................................................. 163


Lijst met symbolen en afkortingen

Symbool Betekenis Eenheid

∆l Verkorting/Verlenging mm

∆ε Vervormingsverschil -

∆σ Spanningsverschil N/mm²

Ac Dwarsoppervlakte mm²

d Diameter/Maaswijdte van de zeef mm

d1 Breedte van het proefstuk voor de buigtreksterkte mm

d2 Hoogte van het proefstuk voor de buigtreksterkte mm

Dmax Maximale korrelgrootte mm

E Elasticiteitsmodulus MPa

Ecm Secanselasticiteitsmodulus MPa

F Kracht N

fc,cub Druksterkte N/mm²

fct Treksterkte N/mm²

fct,fl Buigtreksterkte N/mm²

fct,sp Splijttreksterkte N/mm²

FRAC Druksterkte van het gerecycleerd beton N/mm²

Fx Schokmaat (x:klasse) mm

l Overspanning/Lengte mm

mi Massa van het gedroogd granulaat voor de RMC-proef kg

M i Massa kg

mt Massa van het gedroogd granulaat ( ≥ 4 mm) na de RMC-proef kg

r Vervangingspercentage RA in RA-concrete t.o.v. totale

granulaten %

R Vervangingsverhouding RA in RA-concrete t.o.v. NA in NA-

concrete %

RCC Druksterkte van het klassiek beton N/mm²

Sx Zetmaat (x: klasse) mm

V Volumehoeveelheid l/m³

W Massahoeveelheid kg/m³

WA24 Waterabsorptie na 24 uur %


Weff Effectief watergehalte l/m³

Wtot Totaal watergehalte l/m³

Y Doorval door de zeef %

ε Rek -

σ Spanning N/mm²

�a Absolute volumieke massa kg/m³

�rd Reële volumieke massa (ovendroog) kg/m³

�ssd Reële volumieke massa (verzadigd) kg/m³

�w Volumieke massa van water kg/m³

Afkorting Betekenis

DR Dry-rodded

EMV Equivalent Mortar Volume

ITZ Interfacial Transition Zone

LA-waarde Los Angeles Abrasion test

NA Natuurlijke granulaten

NA-concrete Klassiek beton

NM Nieuwe mortel

NMA Normal Mixing Approach

OA Originele granulaten in het betonpuin

OD Oven-dry

RA Gerecycleerde granulaten

RAC of RC Gerecycleerd beton

RA-concrete Gerecycleerd beton via de EMV-methode

RCA Gerecycleerde betongranulaten

RMC of RM Residual Mortar Content [%]

SB250 Standaardbestek 250

SG Specifieke bulkdichtheid [kg/m³]

TM of M Totale mortel

TNA Totale natuurlijke granulaten

TSMA Two-Stage Mixing Approach

W/C Water/Cement


Lijst met figuren

Figuur 1: Evolutie in de hoeveelheid gecertificeerde granulaten [4] ....................................... 23

Figuur 2: Toepassingsmogelijkheden in het SB250 [4] ........................................................... 24

Figuur 3: Definitie van de categorieën en groepen beton [4]................................................... 28

Figuur 4: Breekproces van gerecycleerde granulaten [44] ...................................................... 30

Figuur 5: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. absorptie [9] ................................................. 31

Figuur 6: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. specifieke bulkdichtheid [9] ......................... 32

Figuur 7: Specifieke bulkdichtheid vs. waterabsorptie [9] ...................................................... 33

Figuur 8: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. fractiegrootte [9] ........................................... 34

Figuur 9: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. LA-waarde [9] .............................................. 34

Figuur 10: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. sulfaatgehalte [9] ........................................ 35

Figuur 11: Meso-structuur of RAC geproduceerd met RCA [25] ........................................... 38

Figuur 12: Microstructuur karakteristieken van ITZ's in RAC [25] ........................................ 38

Figuur 13: Microstructuur van de mortelmatrix van het gerecycleerd granulaat [41] ............. 39

Figuur 14: Mixprocedures van (i) NMA en (ii) TSMA [39] ................................................... 40

Figuur 15: RCA structuur na het toepassen van de tweefasige mixprocedure [39] ................. 41

Figuur 16: De relatieve dichtheid vs. de W/C-factor [41] ....................................................... 42

Figuur 17: De absorptiecoëfficiënt vs. de W/C-factor [41] ..................................................... 43

Figuur 18: Invloed van de RCA hoeveelheid op de druksterkte van RAC [25] ...................... 44

Figuur 19: De druksterkte vs. de W/C-factor [41] ................................................................... 45

Figuur 20: Druksterkte RAC vs. het klassiek beton (control concrete) [41] ........................... 46

Figuur 21: Vergelijking van de modellen voor de druksterkte [41] ........................................ 47

Figuur 22: Druksterktes voor de verschillende betonmengelingen [44] .................................. 48

Figuur 23: Boxplot van de druksterktes voor de verschillende betonsamenstellingen [44] .... 48

Figuur 24: Scheurpatronen in het RAC [44] ............................................................................ 48

Figuur 25: Invloed van de RCA hoeveelheid op buigtreksterkte van RAC [25] ..................... 49

Figuur 26: E-modulus in functie van het RCA vervangingspercentage [25] ........................... 50

Figuur 27: E-modulus van het gerecycleerd beton vs. W/C-factor [41] .................................. 51

Figuur 28: Krimp (28 dagen) in functie van het RCA vervangingspercentage [25] ................ 52

Figuur 29: Stappen voor de thermische behandeling [8] ......................................................... 56

Figuur 30: Invloed van de methode ter bepaling van de RMC-waarde [9] ............................. 57

Figuur 31: Vergelijkende studie tussen de vriesdooi en beeldanalyse methode [1] ................ 58

Figuur 32: Resultaten aanhechtend mortelgehalte [5] ............................................................. 59


Figuur 33: Effect van de doseringswijze op de slump [14] ..................................................... 73

Figuur 34: Effect van de doseringswijze op de verse dichtheid [14] ....................................... 74

Figuur 35: Effect van de doseringswijze op de harde dichtheid [14] ...................................... 74

Figuur 36: Effect van de doseringswijze op de druksterkte [14] ............................................. 74

Figuur 37: Effect van de doseringswijze op de elasticiteitsmodulus [14] ............................... 76

Figuur 38: Effect van de doseringswijze op de droge krimp [15] ........................................... 76

Figuur 39: Effect van het type granulaat op de krimp [15] ...................................................... 78

Figuur 40: Kwadratentechniek op rond zand 0/4 ..................................................................... 81

Figuur 41: Geautomatiseerd zeeftoestel ................................................................................... 81

Figuur 42: Betonpuin droog ..................................................................................................... 87

Figuur 43: Betonpuin nat ......................................................................................................... 87

Figuur 44: Pyknometers gevuld met betonpuin 4/20 ............................................................... 90

Figuur 45: Porfier 4/6,3 drogen op doek .................................................................................. 90

Figuur 46: De verschillende vochtigheidstoestanden van granulaten [33] .............................. 92

Figuur 47: Afgewogen RMC-monsters .................................................................................... 94

Figuur 48: Verwijderen van de onzuiverheden ........................................................................ 94

Figuur 49: RMC-monsters ondergedompeld in water ............................................................. 95

Figuur 50: Oven op 500°C ....................................................................................................... 95

Figuur 51: Koelen van het water op 1 à 2°C ............................................................................ 95

Figuur 52: Betonpuin schrikken in koud waterbad .................................................................. 96

Figuur 53: Koud waterbad met betonpuin granulaten.............................................................. 96

Figuur 54: Verwijderen van de restmortel met rubberen hamer .............................................. 96

Figuur 55: Kegelmantel............................................................................................................ 99

Figuur 56: Schoktafel ............................................................................................................. 100

Figuur 57: Proeftoestel ter bepaling van het luchtgehalte ...................................................... 101

Figuur 58: Drukpers (tot 6000 kN) labo Magnel ................................................................... 103

Figuur 59: Opstelling driepuntsbuigproef [3] ........................................................................ 105

Figuur 60: Driepuntsbuigproef labo Magnel ......................................................................... 105

Figuur 61: Opstelling splijtproef [3] ...................................................................................... 106

Figuur 62: Splijtproef labo Magnel ........................................................................................ 106

Figuur 63: Spanning-rek diagram voor beton onderworpen aan axiale druk [3] ................... 107

Figuur 64: Principeschets voorbereiding elasticiteitsmodulus ............................................... 108

Figuur 65: Elasticiteitsmodulus labo Magnel ........................................................................ 108

Figuur 66: De secanselasticiteitsmodulus waarbij tan αcm = Ecm [10] ................................... 110


Figuur 67: Lijmen van demecpuntjes op de prisma's ............................................................. 111

Figuur 68: Proefstukken in de klimaatzaal............................................................................. 111

Figuur 69: De demecmeter ..................................................................................................... 111

Figuur 70: Taartdiagram betonsamenstelling klassiek beton ................................................. 114

Figuur 71: Taartdiagram gerecycleerd beton "Traditioneel 1" .............................................. 115

Figuur 72: Taartdiagram gerecycleerd beton "Traditioneel 2" .............................................. 116

Figuur 73: Grafiek ter bepaling van de bulkdichtheid in functie van de RMC-waarde [6] ... 117

Figuur 74: Taartdiagram betonsamenstelling EMV-beton .................................................... 122

Figuur 75: Afwegen van de materialen .................................................................................. 127

Figuur 76: Alle materialen in de mengmolen ........................................................................ 127

Figuur 77: Mengen van het beton .......................................................................................... 127

Figuur 78: Klassiek beton ...................................................................................................... 127

Figuur 79: Verdichten m.b.v. een trilnaald ............................................................................ 128

Figuur 80: Oppervlak afstrijken met truweel ......................................................................... 128

Figuur 81: Gerecycleerd beton "Traditioneel 1" .................................................................... 129

Figuur 82: Gerecycleerde granulaten oppervlaktedroog maken ............................................ 130

Figuur 83: Gerecycleerd beton "Traditioneel 2" .................................................................... 130

Figuur 84: Gerecycleerd beton "EMV 1" ............................................................................... 130

Figuur 85: Gerecycleerd beton "EMV 2" ............................................................................... 131


Lijst met tabellen

Tabel 1: Aanbevelingen voor de samenstelling van gerecycleerde granulaten [33] ................ 25

Tabel 2: Opgelegde waarden voor gerecycleerde granulaten bestemd voor wegenbeton [33] 25

Tabel 3: Gerecycleerde betonsamenstelling via de traditionele methode [44] ........................ 36

Tabel 4: Regressie coëfficiënten van de correlatie tussen de druksterktes [41] ...................... 46

Tabel 5: Bulkvolumes van dry-rodded granulaten per eenheidsvolume beton [16] ................ 68

Tabel 6: Karakteristieke eigenschappen van de verschillende materialen [2] ......................... 71

Tabel 7: De verschillende betonsamenstellingen [2] ............................................................... 72

Tabel 8: Waterabsorptie natuurlijke granulaten ....................................................................... 87

Tabel 9: Waterabsorptie Jacobs betonpuin .............................................................................. 87

Tabel 10: Waterabsorptie O.B.B.C. betonpuin ........................................................................ 88

Tabel 11: Massa granulaatmonster in functie van korrelgrootte .............................................. 89

Tabel 12: Resultaten van de waterabsorptie en de dichtheid van betonpuin 4/20 ................... 92

Tabel 13: Resultaten van de waterabsorptie en de dichtheid voor porfier ............................... 92

Tabel 14: Resultaten RMC-waarden Jacobs betonpuin ........................................................... 97

Tabel 15: Resultaten RMC-waarden O.B.B.C. betonpuin ....................................................... 97

Tabel 16: Resultaten RMC-waarden Orian betonpuin ............................................................. 98

Tabel 17: Zetmaat - Consistentieklassen.................................................................................. 99

Tabel 18: Schokmaat - Consistentieklassen ........................................................................... 100

Tabel 19: Opgegeven betonsamenstelling klassiek beton ...................................................... 113

Tabel 20: Betonsamenstelling klassiek beton (equivalent NA-concrete) .............................. 114

Tabel 21: Betonsamenstelling van het gerecycleerd beton "Traditioneel 1" ......................... 115

Tabel 22: Betonsamenstelling van het gerecycleerd beton "Traditioneel 2" ......................... 116

Tabel 23: Startgegevens voor de EMV-berekening ............................................................... 117

Tabel 24: Zeefproef rond zand 0/4 ......................................................................................... 118

Tabel 25: Bulkvolumes van droge grove granulaten per eenheidsvolume beton [16] ........... 120

Tabel 26: Betonsamenstelling van het EMV-beton ............................................................... 122

Tabel 27: Voorbeeld productie beton (voorbeeld voor klassiek beton) ................................. 126

Tabel 28: Resultaten van de verse betonproeven ................................................................... 133

Tabel 29: Resultaten van de volumieke massa (droge toestand) ........................................... 138

Tabel 30: Resultaten van de drukproeven .............................................................................. 140

Tabel 31: Resultaten van de treksterkte via de buigproeven.................................................. 143

Tabel 32: Resultaten van de treksterkte via de splijtproeven ................................................. 143


Tabel 33: Resultaten van de elasticiteitsmodulus .................................................................. 146

Tabel 34: Druk-, treksterkte en E-modulus vergelijken met klassiek beton .......................... 153

Lijst met grafieken

Grafiek 1: Zeefkromme porfier 2/6,3 ....................................................................................... 82

Grafiek 2: Zeefkromme porfier 6,3/20 ..................................................................................... 83

Grafiek 3: Zeefkromme rond zand 0/4 ..................................................................................... 83

Grafiek 4: Zeefkromme betonpuin Jacobs 4/20 ....................................................................... 84

Grafiek 5: Zeefkromme betonpuin O.B.B.C. 0/20 ................................................................... 84

Grafiek 6: Zeefkromme betonpuin Orian 4/20........................................................................ 85

Grafiek 7: Samengestelde korrelverdelingscurves vergelijken met de Fullercurve (1) ......... 124

Grafiek 8: Samengestelde korrelverdelingscurves vergelijken met de Fullercurve (2) ......... 125

Grafiek 9: Resultaten van de volumieke massa (droge toestand) .......................................... 139

Grafiek 10: Experimentele volumieke massa vs. literatuur ................................................... 140

Grafiek 11: Resultaten van de drukproeven ........................................................................... 141

Grafiek 12: Experimentele druksterkte vs. literatuur ............................................................. 142

Grafiek 13: Resultaten van de treksterkte via de buigproeven .............................................. 143

Grafiek 14: Resultaten van de treksterkte via de splijtproeven .............................................. 144

Grafiek 15: Experimentele treksterkte vs. literatuur .............................................................. 145

Grafiek 16: Resultaten van de elasticiteitsmodulus ............................................................... 147

Grafiek 17: Experimentele elasticiteitsmodulus vs. literatuur ............................................... 148

Grafiek 18: Experimentele krimp........................................................................................... 149

Grafiek 19: Experimentele krimp via kolomgrafiek .............................................................. 149


I. Inleiding

I.1 Probleemstelling

Het hergebruik van materialen moet de dag van vandaag sterk worden gestimuleerd. Er

worden steeds meer en meer gebouwen, wegen, ... gesloopt. Aangezien de natuurlijke

granulaten alsmaar schaarser worden, is het zeer belangrijk om dit sloopafval effectief te gaan

gebruiken.

Het gebruik van gerecycleerd beton heeft een belangrijke waarde in dit opzicht. In België

wordt gerecycleerd beton tot op de dag van vandaag voornamelijk gebruikt in de onderlagen

van tweelaags, doorgaand gewapend beton. Het kan ook toegepast worden in de toplaag van

een éénlaagse betonverharding. Dit wordt dan gebruikt bij toepassingen die niet aan te grote

belastingen worden blootgesteld.

Het recyclagebeton dat tegenwoordig wordt gebruikt is een gerecycleerd beton via de

traditionele methode. Dit houdt in dat een bepaalde hoeveelheid aan grove granulaten uit het

klassiek beton wordt vervangen door gerecycleerde grove granulaten. De proporties aan zand,

cement en water blijven ongewijzigd.

Gerecycleerde granulaten worden bekomen uit een beton dat wordt gebroken in een

breekinstallatie. Het grootste verschil met de natuurlijke granulaten is de aanwezigheid van

aanhechtende mortel rondom de oude natuurlijke granulaten. Op basis van deze aanhechtende

mortel, wordt in Canada een nieuwe beton doseringsmethode onderzocht. De methode is

gebaseerd op een equivalente hoeveelheid volume mortel als in het klassiek beton (Equivalent

Mortar Volume Method). Dit staat in de literatuur bekend als de EMV-methode.

Volgens onderzoek lijkt de EMV-methode de nieuwe doseringsmethode voor gerecycleerd

beton in de toekomst. Deze methode levert gelijkwaardige resultaten op als een klassiek beton

voor de druk-, hecht-, buigtrek- en afschuifsterkte. Een belangrijke verbetering wordt zelfs

waargenomen voor de E-modulus, de krimp en de kruip. Een gerecycleerd beton gedoseerd

via de EMV-methode zou dus beter zijn in vergelijking met de traditionele methode.


Deze methode werd slechts enkele malen getest. Daarnaast werd er ook telkens gewerkt met

dezelfde betonpuingranulaten. Er moet dus meer onderzoek worden geleverd naar deze

nieuwe doseringsmethode om er zeker van te zijn of er inderdaad betere resultaten kunnen

worden verkregen.

I.2 Doelstelling

De doelstelling van deze scriptie is om te onderzoeken of de EMV-methode wel degelijk

resultaten oplevert die gelijkwaardig zijn aan deze van een klassiek beton. Er wordt dus

onderzocht of een gerecycleerd beton via de EMV-methode betere sterkte- en

vervormingseigenschappen bezit in vergelijking met een gerecycleerd beton gedoseerd via de

traditionele methode. Het is vanzelfsprekend dat hierbij zal onderzocht worden wat het effect

is van de aanwezigheid van gerecycleerde granulaten in een beton.

I.3 Aanpak

In het onderzoek is een zekere kennis over recyclage in betonsamenstellingen onmisbaar. Een

algemene kennis over het bevraagde onderwerp geeft inspiratie om efficiënt op zoek te gaan

naar een oplossing voor de probleemstelling. Daarom bestaat het eerste deel van de scriptie uit

het opzoeken van relevante literatuur voor dit onderzoek en het bestuderen van deze

informatie. De literatuurstudie wordt opgedeeld in vijf hoofdtakken. Een eerste tak handelt

over de nood aan gebruik van gerecycleerde granulaten en de wetgeving hieromtrent. Het

tweede deel bespreekt de eigenschappen van gerecycleerde granulaten. De derde tak

bespreekt het gerecycleerd beton via de traditionele methode. Daarna bespreekt de vierde tak

verschillende methodes om de hoeveelheid aanhechtende mortel rond de gerecycleerde

granulaten te bepalen. Als laatste handelt de vijfde tak over het gerecycleerd beton via de

EMV-methode.

Het tweede deel van dit eindwerk bestaat uit een praktisch onderzoek. Er zullen drie soorten

betonsamenstellingen gemaakt worden: een klassiek beton en gerecycleerde

betonsamenstellingen via de traditionele en EMV-methode. Het gaat dus om een

vergelijkende studie tussen deze betonsamenstellingen. De verschillen in druksterkte,

treksterkte, E-modulus en krimp worden geanalyseerd. Op basis van deze analyse kunnen

besluiten worden geformuleerd op de probleemstelling.


II. Literatuurstudie

II.1 Nood aan gebruik van gerecycleerde granulaten

Het hergebruik van materialen en de herwinning van afval moet de dag van vandaag sterk

gestimuleerd worden. Dit is nodig vanuit het opzicht van milieubescherming en duurzame

ontwikkeling [33].

De snelheid van slopen wordt elke dag groter en groter. Het is daarom van essentieel belang

om dit sloopafval effectief te gaan hergebruiken om de niet-hernieuwbare natuurlijke bronnen

deels te behouden. Het betonafval kan worden gebruikt als grof toeslagmateriaal voor een

nieuw beton [32].

Een goede betonkwaliteit wordt verkregen door gebruik te maken van toeslagmaterialen met

acceptabele eigenschappen. Daarnaast is een adequate betonsamenstelling en een goede

productie ervan, noodzakelijk om een kwaliteitsvol beton te verkrijgen [13].

II.2 Wetgeving en toepassingsgebied van gerecycleerde

granulaten in Vlaanderen

In 2006 startte de Openbare Vlaamse Afvalstoffenmaatschappij (OVAM) [43] het project

‘Afzetmarkt voor gerecycleerde materialen bevorderen’. Het doel van dit project was om

duidelijke maatregelen op te stellen om het gebruik en de afzetmarkt van gerecycleerde

granulaten te vergroten. De markt van gerecycleerde granulaten vindt vooral zijn toepassingen

in funderingen en onderfunderingen in de wegenbouw. Deze markt raakt wel stilaan

verzadigd. Het is echter door de onduidelijkheid van de karakteristieken van het betonpuin en

het ontbreken aan een regelgevend kader, dat het betonpuin enkel wordt gebruikt in de

laagwaardige toepassingen van de wegenbouw. Het is vanuit de puinverwerkende sector dat

het wenselijk wordt geacht om het gebruik van gerecycleerde granulaten aan te wenden voor

structureel beton of hoogwaardigere toepassingen dan funderingen en onderfunderingen voor

de wegenbouw.


II.2.1 Stand van zaken omtrent het gebruik van gerecycleerde granulaten

De onderstaande tekst is gebaseerd op een studie uitgevoerd door het Wetenschappelijk en

Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) [4] in opdracht van OVAM. Uit gegevens

van COPRO en Certipro blijkt dat de productie van puingranulaten in Vlaanderen de laatste

jaren sterk is gestegen (zie Figuur 1). COPRO en Certipro zijn onafhankelijke certificatie-

instellingen, zie paragraaf II.4. Deze stijging is te wijten aan:

� Een betere toepassing van de regelgeving waaronder het VLAREA, waardoor almaar

meer fracties worden geproduceerd onder de certificatie;

� Een toegenomen bouwactiviteit tot 2008, waaraan een toegenomen sloopactiviteit

wordt gekoppeld.

Figuur 1: Evolutie in de hoeveelheid gecertificeerde granulaten [4]

In Figuur 1 zijn TRA10 en TRA11 de toepassingsreglementen voor het gebruik en de controle

van het merk BENOR in de sector van de gerecycleerde granulaten (certificatie van

hoogwaardig betongranulaat voor het gebruik in beton). Cijfers voor de jaarlijkse hoeveelheid

gecertificeerde granulaten, ter beschikking gesteld door COPRO, geven aan dat in 2007 2,761

miljoen ton gecertificeerde betonpuingranulaten werden geproduceerd in Vlaanderen [4].

Gezien het merendeel van de gerecycleerde granulaten zijn weg vindt naar de

wegenbouwsector en de hoeveelheid betonpuin een stijgende trend vertoont, kan men

veronderstellen dat deze wegenbouwmarkt verzadigd zal raken. Er komen meer en meer

gerecycleerde granulaten op de markt, terwijl de activiteit op de wegenbouw- en

infrastructuurmarkt misschien niet even hard stijgt of zal stijgen [43].


Heel wat toepassingsmogelijkheden voor gerecycleerde granulaten in Vlaanderen zijn

voorzien in het standaardbestek voor de wegenbouw (SB250). Daarnaast is er ook nog het

standaardbestek voor de waterbouwkundige werken (SB230) en enkele technische

voorschriften van het Opzoekcentrum voor de Wegenbouw (OCW) en WTCB. Naast deze

zijn er nagenoeg geen andere typebestekken die het gebruik van gerecycleerde granulaten

toelaten. In Figuur 2 worden de toegelaten toepassingen alsook de technische eisen

weergegeven voor gerecycleerde granulaten in het SB250 [4].

Figuur 2: Toepassingsmogelijkheden in het SB250 [4]

II.2.2 Toepassingen in de wegenbouw met gerecycleerde granulaten

Het standaardbestek 250 voor de wegenbouw laat reeds behoorlijk wat mogelijkheden toe

voor gebruik van gerecycleerde materialen. De puingranulaten komen doorgaans voor in

wegenisachtige toepassingen zoals het aanleggen van werfwegen en onderfunderingen [43].

Het standaardbestek 250 voor de wegenbouw laat het gebruik van puingranulaten niet toe in

beton voor toplagen en lineaire elementen. Dit is niet echt verwonderlijk door de strenge eisen

die worden opgelegd. De gerecycleerde betongranulaten moeten voldoen aan de voorschriften

uiteengezet in Tabel 1 en Tabel 2.


Tabel 1: Aanbevelingen voor de samenstelling van gerecycleerde granulaten [33]

Bestanddelen

Gerecycleerde

betongranulaten

Voorschrift

Categorie

volgens NBN

EN 12620

Gehalte aan beton, betonproducten, mortel, betonmetselwerk (% massa) ≥ 90 Rc90

Gehalte aan beton, betonproducten, mortel, betonmetselwerk en ongebonden

granulaat, natuursteen, hydraulisch gebonden granulaat (% massa) ≥ 95 Rcu95

Gehalte aan bestanddelen in gebakken klei, in kalksilicaat of in cellenbeton

(% massa) ≤ 10 Rb10-

Gehalte aan bitumineuze materialen (% massa) ≤ 5 Ra5-

Gehalte aan andere materialen (% massa) ≤ 0,5 XRg0,5-

Gehalte aan drijvende materialen (% massa) ≤ 1 X1-

Gehalte aan drijvende materialen (cm³/kg) ≤ 0,2 FL0,2-

Tabel 2: Opgelegde waarden voor gerecycleerde granulaten bestemd voor wegenbeton [33]

Karakteristiek Voorschrift Categorie volgens

NBN EN 12620 Opmerking

Korreldiameter (mm) d ≥ 6

D ≥ 10 /

Gerecycleerd betonzand en

granulaat van gemiddelde

grootte zijn verboden omdat ze

veel fijne bestanddelen ( < 0,063

mm) kunnen meebrengen en

bijgevolg de waterbehoefte doen

toenemen

Werkelijke volumieke massa

(kg/m³) ≥ 2200 Gemelde waarde /

Waterabsorptiecoëfficiënt / Gemelde waarde

De waterabsorptiecoëfficiënt na

30 minuten en 24 uur

onderdompeling moeten

opgegeven worden

Gehalte aan in het water

oplosbare sulfaten (%) ≤ 0,2 SS0,2 /

Totaal zwavelgehalte ≤ 1 S1 /


De volgende alinea’s beschrijven het hoogwaardiger gebruik van betonpuingranulaten in

vergelijking met de toepassingen in funderingen van de wegenbouw.

Wat betreft de wegenbouw, geeft onderzoek aan dat er nog een aantal mogelijkheden zijn

voor de toepassing van gerecycleerde granulaten in de wegenbouw. Een toepassing die voor

de wegenbouw interessant lijkt, zijn de zogenaamde tweelaagse betonverhardingen. Een

onderlaag kan op die manier gerecycleerd granulaat bevatten. De toplaag, die aan verkeer en

weersomstandigheden wordt blootgesteld, kan dan uit hoogwaardig beton zonder

gerecycleerd granulaat bestaan. Een eerste belangrijke toepassing in België vond plaats bij de

heraanleg van een 3 km lange sectie van de N49/E34 te Zwijndrecht/Melsele in 2007-2008

[4]. Het bestaat uit een tweelaags, doorgaand gewapend beton waarvan het recyclagebeton

werd gebruikt in de onderlaag. Het grove granulaat, kalksteen, werd voor 60% vervangen

door betonpuingranulaat 6,3/20 en 20/32. De gerecycleerde granulaten waren afkomstig van

de opbraak van de wegverharding op de N49 zelf. Er werd een mobiele breker geplaatst die de

oude wegverharding omzette tot hoogwaardig recyclagemateriaal [43].

Een andere mogelijkheid is het gebruik van recyclagebeton in de toplaag van een éénlaagse

betonverharding. Het betreft de lagere bouwklassen zoals fietspaden, landbouwwegen en

parkeerplaatsen. Dit kan worden veralgemeend naar het gebruik bij toepassingen die niet aan

te grote belastingen worden blootgesteld. In samenwerking met het OCW werd er bij de

heraanleg van het fietspad rond de rotonde in Tessenderlo gebruikgemaakt van een

recyclagebeton [4]. De grove granulaten werden vervangen door een betonpuingranulaat. Er

werden twee mengsels beproefd met een verschillend percentage aan vervanging door

betonpuingranulaten: 32 en 64%. De druksterkte na 90 dagen was 5 MPa lager dan voor het

referentiebeton. Dit recyclagebeton voldeed wel aan de eisen van het SB250 voor beton met

een luchtbelvormer en wegen van categorie III [43].

Een alternatief is om de gerecycleerde betonpuingranulaten te gaan gebruiken in

geluidsmuren langs de autosnelwegen. Een geluidsmuur bestaat uit een dragende structuur en

langs de zijde van de autosnelweg uit een "open beton" met grof kaliber. De kleinste diameter

bedraagt 10/14 mm. De open structuur en de porositeit van de gerecycleerde granulaten

hebben een positief effect op de geluidsabsorptie. Onderzoeken tonen aan dat het geluid beter

wordt geabsorbeerd door een gerecycleerd beton [43].


II.3 Knelpunten voor het gebruik van betonpuingranulaten in

beton

De Europese norm NBN EN 206-1 legt de meeste eisen vast voor de vervaardiging, de

specificatie, de eisen en de kwaliteitsborging op betonniveau. Voor België wordt deze norm

aangevuld met de NBN B15-001. In beide normen wordt niet vermeld in welke toepassingen

en tot welke vervangingspercentages gerecycleerde granulaten mogen worden gebruikt [4].

De Europese norm NBN EN 12620 beschrijft duidelijke eisen en testmethoden voor

gerecycleerde granulaten die worden toegepast in beton. De Europese norm NBN EN 12620

maakt wel geen onderscheid tussen gerecycleerde en primaire granulaten. Beide normen

sluiten het gebruik van gerecycleerde granulaten niet uit.

In het technisch voorschrift PTV 406, die het normatief document vormt voor gerecycleerde

granulaten, zijn de definities opgenomen voor de verschillende soorten puingranulaten.

Afhankelijk van de fysische samenstelling en een aantal technische karakteristieken kunnen

deze worden gedefinieerd. Op basis van deze PTV kan een BENOR-keurmerk voor de

granulaten worden verkregen.

Toch zijn er heel wat hindernissen voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in BENOR-

gekeurd stortbeton. Een eerste grote barrière is het gebrek aan vertrouwen in het betonpuin

zelf.

De afkomst van gerecycleerde granulaten kan zeer verschillend zijn: afbraak van bruggen,

opbreken van wegverhardingen, slopen van structuren en gebouwen,…. Het is dus logisch dat

een heterogene mengeling van betonpuin ontstaat. Deze heterogeniteit zal een variabiliteit in

zijn eigenschappen veroorzaken (bijvoorbeeld mechanische sterkte, waterabsorptie,…).

Professionele brekerinstallaties slagen er vrij goed in een constante kwaliteit van

puingranulaat te produceren.

Gerecycleerde betongranulaten bevatten altijd een fractie aanhechtende mortel. Deze mortel is

minder sterk dan het oorspronkelijk gebruikte granulaat, waardoor de sterkte van het

gerecycleerde granulaat iets lager ligt dan de sterkte van natuurlijke granulaten. Onderzoek


heeft echter al aangetoond dat deze intrinsieke lagere sterkte niet noodzakelijk resulteert in

een lagere betonsterkte.

Ook het gebrek aan zuiverheid van de granulaten is een hindernis. Zoals gedefinieerd in de

PTV 406 mag er niet meer dan 1% organische en niet-steenachtige materialen aanwezig zijn

in betonpuin. PTV 406 is lang voor dat er sprake was van gerecycleerde granulaten in beton

tot stand gekomen. Op het vlak van normalisatie is al heel wat geëvolueerd. De nieuwe

Europese norm NBN EN 12620 laten alvast strengere eisen toe op het vlak van

recyclagebeton.

Er is niet alleen weinig vertrouwen in het granulaat zelf maar ook het beton vervaardigd met

betonpuin wekt weinig vertrouwen op. De opdrachtgevers in Vlaanderen eisen uitsluitend

BENOR-gecertificeerd beton. Het BENOR-label wordt vaak als kwaliteitsgarantie

gepromoot. Een keurmerk als BENOR of ATG geeft de ontwerper en/of de opdrachtgever een

garantie dat de gebruikte producten kwalitatief goed zijn. Producten zonder dit keurmerk

moeten extra worden gecontroleerd. Dit resulteert in een barrière. Gerecycleerd beton zonder

BENOR-keurmerk vormt op die manier een last en een groter risico. De verschillende

BENOR-reglementen voor stortbeton en betonproducten op zich, laten het gebruik van

gerecycleerde granulaten slechts in beperkte mate toe. De druksterkteklasse wordt beperkt tot

C16/20 en de toepassingen tot omgevingsklassen E0 en E1. In Figuur 3 worden de

mogelijkheden voor het gebruik van gerecycleerde granulaten in beton vermeld die een

BENOR-certificering van stortbeton zowel gebaseerd op de Europese als de Belgische norm

toelaat.

Figuur 3: Definitie van de categorieën en groepen beton [4]


Certificering van de gerecycleerde granulaten [4]:

� De gerecycleerde granulaten moeten verplicht drager zijn van een BENOR-certificaat

van overeenkomstigheid met PTV 406.

� De gerecycleerde granulaten moeten bepaald worden volgens de criteria van PTV 406

en daar, waar de keuze in dit document wordt gegeven, is de norm NBN EN 12620

van toepassing.

Eisen met betrekking tot het gebruik [4]:

� Enkel gebroken betonpuin mag gebruikt worden.

� Gerecycleerde granulaten mogen enkel worden gebruikt voor beton dat behoort tot de

groep 1rec (zie Figuur 3) en voor de omgevingsklassen E0 en EI.

� Een fractie van maximum 20% in massa van het totaal van de grove granulaten mag

vervangen worden door gerecycleerde granulaten.

II.4 Keuring door COPRO en Certipro

Naast het SB250 is er ook nog COPRO en Certipro. Dit zijn onafhankelijke certificatie-

instellingen. Ze certificeren gerecycleerde granulaten op basis van het eenheidsreglement. Het

is de bedoeling dat deze op termijn opgenomen worden in het SB250. De gerecycleerde

granulaten worden geproduceerd op een vaste locatie of door een mobiele installatie op een

bouw- of sloopwerf [4].

De overheid keurde op 25 juli 2011 het eenheidsreglement gerecycleerde granulaten goed

onder leiding van Vlaams minister van Leefmilieu Joke Schauvliege. De certificatie van

gerecycleerde granulaten moet vanaf die datum gebeuren op basis van dit eenheidsreglement

[45]. Het eenheidsreglement heeft als doelstelling de materiaalketen van bouwpuin te sluiten

en de kwaliteit van gerecycleerde granulaten te verbeteren zodat ze ook voor hoogwaardige

toepassingen kunnen worden gebruikt. Daarnaast wil de overheid en de recyclagesector zo de

kwaliteit en het imago van gerecycleerde granulaten verhogen en het gebruik ervan

stimuleren.


II.5 Gerecycleerde granulaten

II.5.1 Eigenschappen van gerecycleerde granulaten

Beton die gebroken wordt met een breekinstallatie levert een hoog percentage op aan

gerecycleerde granulaten met aanhechtende mortel. Het oude beton kan afkomstig zijn van

allerlei sloopwerken. In Figuur 4 is een foto weergegeven van een breekmachine voor

toepassingen in het labo.

Figuur 4: Breekproces van gerecycleerde granulaten [44]

Gerecycleerde granulaten hebben andere eigenschappen dan natuurlijke granulaten. De

kwaliteit van de fysische eigenschappen is aanvaardbaar voor het gebruik als secundaire

granulaten in een betonproductie [13]. Het grootste verschil tussen natuurlijke en

gerecycleerde granulaten (RCA) is de aanhechtende mortel op het oppervlak van de RCA. De

hoeveelheid aanhechtende mortel wordt de "Residual Mortar Content" (RMC-waarde)

genoemd. Hoe deze waarde wordt bepaald, wordt besproken in paragraaf II.7. Er is reeds veel

onderzoek geleverd om gerecycleerde granulaten te gebruiken in de productie van een nieuw

beton. In het bijzonder is veel onderzoek gedaan naar gerecycleerde granulaten afkomstig van

oud beton [41].

De eigenschappen van deze gerecycleerde granulaten zijn afhankelijk van de hoeveelheid

aanhechtende mortel en de kwaliteit ervan. De aanhechtende mortel is een poreus materiaal

waarvan de porositeit afhangt van de gebruikte W/C-factor in het oorspronkelijk beton. De

dichtheid en absorptiecoëfficiënt worden beïnvloed door het mortelgehalte. Om de verse en


harde betoneigenschappen te beheersen, moeten deze gekend zijn vooraleer gebruik te maken

van gerecycleerde granulaten in de betonproductie [13].

De absorptiecoëfficiënt is één van de belangrijkste eigenschappen die gerecycleerde

granulaten onderscheidt van de natuurlijke granulaten. Deze eigenschap kan een invloed

hebben op de verse en harde betoneigenschappen. De waterabsorptiecoëfficiënt van

gerecycleerde granulaten kan 5 tot 10 maal hoger zijn in vergelijking met de natuurlijke

granulaten. De waarde van de absorptiecoëfficiënt van de natuurlijke granulaten ligt tussen

0,3 en 4,5%. Voor de gerecycleerde granulaten liggen de waarden tussen een interval van 3,7

en 8,7%. Dit is hoofdzakelijk te wijten aan de hoge porositeit van de aanhechtende mortel.

Padmini et al. [32] beschrijven dat de stijging van de waterabsorptie samenhangt met de

sterkte van het originele beton en de maximale granulaatgrootte. Hoe sterker het originele

beton, hoe groter het volume aanhechtende mortel. Hierdoor stijgt ook de waterabsorptie van

het gerecycleerd granulaat. Hoe kleiner de gradaties van het granulaat, hoe groter de

waterabsorptie zal zijn door het groter oppervlak waaraan de cementpasta zich kan

vasthechten. Dit is een rechtstreekse reden waarom fijne gerecycleerde granulaten niet

gebruikt worden in gerecycleerd beton [6]. Figuur 5 toont de relatie tussen de hoeveelheid

aanhechtende mortel en de waterabsorptie van het gerecycleerd granulaat: als de RMC-

waarde toeneemt, dan verhoogt ook de waterabsorptie [9].

Figuur 5: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. absorptie [9]


De gerecycleerde granulaten hebben een lagere specifieke dichtheid. De specifieke

bulkdichtheid is vergelijkbaar met deze van lichtgewicht granulaten. De bulkdichtheid is

gelegen tussen 2310 en 2620 kg/m³ [13]. Figuur 6 toont de relatie tussen de

mortelhoeveelheid en de dichtheid: hoe groter de hoeveelheid aanhechtende mortel, hoe lager

de dichtheid [9]. De experimentele resultaten uit dit onderzoek leveren nog kleinere

bulkdichtheden op: de ondergrens is nu ongeveer 2090 kg/m³.

Figuur 6: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. specifieke bulkdichtheid [9]

Een unieke en betere regressie wordt verkregen als de absorptie- en dichtheidsresultaten in

verband worden gebracht met elkaar, zie Figuur 7.


Figuur 7: Specifieke bulkdichtheid vs. waterabsorptie [9]

Daarnaast draagt de vorm en de textuur van de gerecycleerde granulaten ook bij tot de

verwerkbaarheid van het gerecycleerd beton. De vorm van de gerecycleerde granulaatdeeltjes

is veel onregelmatiger dan het natuurlijk granulaat en heeft een ruwer oppervlak [32]. Dit is

rechtstreeks afhankelijk van het type breekinstallatie. De breekprocedure beïnvloedt ook

rechtstreeks de hoeveelheid aanhechtende mortel. De methode van het oude beton breken

heeft dus een significant effect op het gerecycleerd granulaat.

Er kan ook een verband worden gevonden tussen de mortelhoeveelheid en de fractiegrootte

van de gerecycleerde granulaten [9]. In Figuur 8 worden de resultaten weergegeven van de

relatie van de RMC-waarde en de fractiegrootte van de gerecycleerde granulaten. Hieruit

volgt dat de hoeveelheid mortel groter wordt naarmate de fractiegrootte kleiner is. Er kan

enkel een tendens waargenomen worden maar geen duidelijke regressie. Dit wil zeggen dat

ook nog andere factoren invloed hebben op de aanhechtende mortelhoeveelheid van

gerecycleerde granulaten.


Figuur 8: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. fractiegrootte [9]

De LA-waarde (Los Angeles Abrasion test) heeft het slijtageverlies weer van granulaten. Het

is een indicatie voor de weerstand van granulaten tegen degradatie ten gevolge van slijtage,

stoten en schuring [6]. Figuur 9 toont aan dat de LA-waarde stijgt met een hoger gehalte aan

aanhechtende mortel [9]. Hoe hoger de sterkte van het originele beton, hoe lager het

slijtageverlies [6].

Figuur 9: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. LA-waarde [9]


Gerecycleerde granulaten hebben een hoger sulfaatgehalte in vergelijking met natuurlijke

granulaten [9]. Dit is te wijten aan de sulfaten aanwezig in het cement van de aanhechtende

mortel. Figuur 10 bevestigt deze relatie. Toch wordt de grens voor het sulfaatgehalte van 1%

niet overschreden. Deze grens wordt opgelegd door de Europese norm EN-12620.

Figuur 10: Aanhechtende mortelhoeveelheid vs. sulfaatgehalte [9]

II.5.2 Besluit

Gerecycleerde granulaten hebben een grotere waterabsorptiecoëfficiënt, LA-waarde en een

hoger sulfaatgehalte in vergelijking met natuurlijke granulaten. De dichtheid is duidelijk lager

dan deze van natuurlijke granulaten. De gerecycleerde granulaten hebben een veel

onregelmatigere vorm en een ruwer oppervlak. Er kan geconcludeerd worden dat de

aanhechtende mortel een significante invloed heeft op de eigenschappen van de gerecycleerde

granulaten.


II.6 Gerecycleerd beton via de traditionele (conventionele)

methode

In deze paragraaf van de literatuur wordt de doseringsmethode behandeld die heden ten dage

wordt toegepast bij gerecycleerd beton: de traditionele methode. In de literatuur is al heel wat

onderzoek verricht naar deze doseringswijze, vandaar worden heel wat verschillende bronnen

en “overview”-teksten geraadpleegd. Daarnaast worden de bronnen oordeelkundig gekozen,

om later in deze thesis een representatieve vergelijking te kunnen maken van de sterkte- en

vervormingseigenschappen tussen de literatuurwaarden en de experimentele waarden.

De samenstelling van een gerecycleerd beton kan gevormd worden door de traditionele

methode. Deze methode is gekenmerkt door het behouden van de mortelmatrix en een

bepaald percentage natuurlijke granulaten te vervangen door gerecycleerde granulaten. Met

granulaten worden hier de grove granulaten bedoeld. De fijne granulaten (zand) behoren tot

de mortelmatrix en blijven dus ongewijzigd. Het vervangingspercentage aan gerecycleerde

granulaten kan variëren van 0 tot 100%. Het percentage aan vervanging wordt berekend op

basis van de totale hoeveelheid grove granulaten. Bij een vervangingspercentage van 0%

betreft het dus een klassiek beton. Eenvoudigheidshalve wordt in deze thesis de samenstelling

bestaande uit enkel natuurlijke granulaten beschouwd als de klassieke betonsamenstelling. Bij

een 100% vervanging zijn er dus geen natuurlijke granulaten aanwezig en bestaat het beton

volledig uit grove, gerecycleerde granulaten.

In Tabel 3 is een voorbeeld gegeven van verschillende gerecycleerde betonsamenstellingen

gemaakt via de traditionele methode vanuit de literatuur. In deze tabel kan duidelijk worden

opgemerkt dat enkel de grove, natuurlijke granulaten worden vervangen door gerecycleerde

granulaten. De hoeveelheid cement, fijne granulaten en water blijft ongewijzigd.

Tabel 3: Gerecycleerde betonsamenstelling via de traditionele methode [44]


De resultaten van verschillende onderzoeken naar gerecycleerd beton zijn moeilijk

vergelijkbaar door de heterogeniteit van de gerecycleerde granulaten, verschillende W/C-

factoren, granulaattypes en types gebruikt cement [41].

In wat volgt worden de resultaten besproken en samengevat op de eigenschappen van het

gerecycleerd beton gemaakt via de traditionele methode. De eigenschappen die besproken

worden, zijn:

� Micro - en mesostructuur van het gerecycleerd beton;

� Mengratio;

� Relatieve dichtheid;

� Waterabsorptiecoëfficiënt;

� Sterkte: druksterkte en buigtreksterkte;

� Vervorming karakteristieken: elasticiteitsmodulus;

� Duurzaamheid: krimp.

II.6.1 Micro - en mesostructuur van gerecycleerd beton (RAC)

De laatste jaren is veel onderzoek verricht naar gerecycleerd beton. In onderstaande alinea's

wordt een korte omschrijving gegeven van de conclusies van de structuur van het

gerecycleerd beton [25]. In deze paragraaf wordt gebruikgemaakt van de term "ITZ"

(Interfacial Transition Zones). Hiermee wordt de overgangszone bedoeld tussen de mortel en

het granulaat.

Tam et al. [39] stellen dat de microstructuur van het gerecycleerd beton veel ingewikkelder is

dan deze van het klassiek beton. Het gerecycleerd beton bezit twee soorten ITZ's: één tussen

de gerecycleerde granulaten en de nieuwe mortelmatrix (nieuw ITZ) en een tweede tussen de

originele granulaten en de aanhechtende mortel in de gerecycleerde granulaten zelf (oud ITZ).

De oude, aanhechtende mortel van de gerecycleerde granulaten vormt de zwakke schakel in

het gerecycleerd beton. Deze mortel heeft een grote porositeit en bevat vele microscheuren

door het breekproces. De structuur van het gerecycleerd beton (RAC) is schematisch

voorgesteld op Figuur 11.


Figuur 11: Meso-structuur of RAC geproduceerd met RCA [25]

Poon et al. [34] onderzochten het effect van de microstructuur van het ITZ op de druksterkte

van het gerecycleerd beton. Het onderzoek gebeurde via een scan van een

elektronenmicroscopie (SEM). Na observatie van deze scan bleek dat de overgangszones

tussen de granulaten en de nieuwe mortel van het gerecycleerd beton hoofdzakelijk bestaan

uit losse en poreuze hydraten (stoffen waarin water in een sterke binding is opgenomen). De

overgangszone tussen de granulaten en de mortel van een klassiek beton bestaat daarentegen

voornamelijk uit dichte hydraten. Via observatie onder SEM, zie Figuur 12, werden vele

scheuren en open ruimtes gevonden in de zones tussen de gerecycleerde granulaten en de

mortelmatrix.

Figuur 12: Microstructuur karakteristieken van ITZ' s in RAC [25]

Uit de SEM kan ook geanalyseerd worden dat de nieuwe mortel zich rond de gerecycleerde

granulaten vastzet. De nieuwe mortel is compacter en dichter dan deze van de oude,

aanhechtende mortel van de gerecycleerde granulaten. De open microstructuur van de oude

mortel van het gerecycleerd granulaat is te zien in Figuur 13. Dit waargenomen effect is in

overeenstemming met de verkregen resultaten. Als de nieuwe mortel compacter is dan de

aanhechtende mortel van de gerecycleerde granulaten, geeft dit een isolerend effect. Medina

et al. [29] beweren net hetzelfde: de zone tussen de nieuwe mortel en het gerecycleerd


granulaat is meer compact en minder poreus dan de overgangszone tussen de oude mortel en

het originele granulaat [41].

Figuur 13: Microstructuur van de mortelmatrix van h et gerecycleerd granulaat [41]

Ook andere onderzoekers vonden gelijkaardige stellingen. Etxeberria et al. [12] stelden dat de

oude aanhechtende mortel in de gerecycleerde granulaten de zwakste schakel is in het

gerecycleerd beton. Nagataki en Gokce et al. [30] menen daarentegen dat de aanhechtende

mortel niet altijd de primaire parameter is om de kwaliteit van het gerecycleerd beton te

bepalen. Uit het onderzoek van Rasheeduzzafar [35] werd geconcludeerd dat de zwakste

schakel in het gerecycleerde beton afhankelijk was van de relatieve sterkte van de oude en

nieuwe mortel of van de relatieve kwaliteit van de oude en nieuwe ITZ’s.

Als deze verschillende onderzoeken worden samengebundeld, kan het volgende worden

besloten in verband met de structuur van het RAC:

� De microstructuur van gerecycleerd beton is veel ingewikkelder dan deze van het

klassiek beton. RAC bezit twee soorten overgangszones tussen mortel en granulaten

(ITZ's): de eerste tussen de gerecycleerde granulaten en de nieuwe mortel en een

tweede tussen de originele granulaten en de oude, aanhechtende mortel.

� De oude mortel van de RCA vormt de zwakke schakel in het RAC, welke bestaat uit

veel poriën en scheuren.

Deze poriën en scheuren zorgen voor een stijging van het watergebruik. Dit is een

rechtstreeks gevolg van de grotere waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten tegenover

de natuurlijke granulaten.


II.6.2 Mengratio

Er werd een uitgebreid experimenteel werk uitgevoerd door Xiao et al. [48] en Zhang et al.

[51]. Het blijkt in het algemeen dat de ontwerpprocedure voor het mengen van een

gerecycleerd beton weinig verschilt van deze van klassiek beton. Er is echter wel meer water

nodig voor het bereiken van een gelijkwaardige verwerkbaarheid zoals bij het klassiek beton.

Dit is een rechtstreeks gevolg van de hogere waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten

in vergelijking met de natuurlijke granulaten.

Tam et al. [39] stelden een mengprocedure in twee fasen voor om de druksterkte van het

gerecycleerd beton te doen verbeteren en de variabiliteit in de sterkte te reduceren. Deze

nieuwe mengprocedure moet de zwakke schakel in het gerecycleerd beton versterken. De

zwakke schakel bevindt zich in het ITZ van het gerecycleerd granulaat (zie paragraaf II.6.1).

De normale mixprocedure bestaat uit het mengen van alle componenten (fijne granulaten,

cement, natuurlijke en gerecycleerde grove granulaten en water) in één keer gedurende 120

seconden. De mengprocedure in twee fasen gebeurt als volgt (zie ook Figuur 14):

� Mengen van de fijne granulaten + de gerecycleerde en natuurlijke grove granulaten

gedurende 60 seconden;

� Toevoegen van de helft van het totale water, terug 60 seconden mengen;

� Toevoegen cement, nu 30 seconden mengen;

� De andere helft van het water toevoegen, 120 seconden mengen.

Figuur 14: Mixprocedures van (i) NMA en (ii) TSMA [39]


De tweefasige mixprocedure geeft de nieuwe cementpasta de kans om het gerecycleerd

granulaat sterker te maken. Dit gebeurt doordat de nieuwe cementpasta de scheuren en poriën

aanwezig in het gerecycleerde granulaat gaat opvullen. Hierdoor wordt zogezegd een

gerecycleerd granulaat met hogere sterkte bekomen. Figuur 15 geeft een detail weer van deze

nieuwe RCA structuur.

Figuur 15: RCA structuur na het toepassen van de tweefasige mixprocedure [39]

Etxeberria et al. [13] vonden dat de granulaten die gebruikt zijn in natte omstandigheden,

zonder daarbij volledig verzadigd te zijn, de verse betoneigenschappen alsook de W/C-

factoren onder controle kunnen houden.

Als de gerecycleerde granulaten droog worden toegevoegd bij de betonproductie, dan zal de

verwerkbaarheid sterk verminderen door de absorptiecoëfficiënt. Sommige onderzoekers

menen dat de gerecycleerde granulaten eerst verzadigd moeten zijn voor deze te gebruiken in

het beton. In het algemeen is de verwerkbaarheid van gerecycleerd beton afhankelijk van de

absorptiecoëfficiënt van de gerecycleerde granulaten.

II.6.3 Dichtheid

Figuur 16 toont het verband tussen de relatieve dichtheid van het gerecycleerd beton en het

controle beton (klassiek beton), voor drie experimentele fases met 28 (a), 180 (b) en 365 (c)

dagen ouderdom en de effectieve W/C-factor. De relatieve dichtheid van het controle en

gerecycleerd beton in 28 dagen daalt quasi lineair met de W/C-factor. Alle verschillende

vervangingspercentages hebben hetzelfde gedrag. De verandering van de dichtheid na 28

dagen ouderdom is zeer klein en daarom zijn de resultaten op 180 en 365 dagen ouderdom

weinig verschillend van de eerste grafiek (a). Andere auteurs menen dat de dichtheid sterk


afhankelijk is van het type granulaat, ook al is het vervangingspercentage 100%. Als er wordt

gewerkt met een gerecycleerd granulaat van hoge kwaliteit (zuiver recyclagemateriaal), zal er

geen grote vermindering van de dichtheid zijn [41].

Figuur 16: De relatieve dichtheid vs. de W/C-factor [41]

II.6.4 Waterabsorptiecoëfficiënt

Figuur 17 toont het verband tussen de absorptiecoëfficiënt van het gerecycleerd beton en het

controle beton (klassiek beton), voor drie experimentele fases met 28 (a), 180 (b) en 365 (c)

dagen ouderdom en de effectieve W/C-factor. De absorptiecoëfficiënt stijgt met de W/C-

factor en de graad van RCA-vervanging. Het klassiek beton heeft na 28 dagen een

waterabsorptiecoëfficiënt van ongeveer 6,2% bij een W/C-factor van 0,65, terwijl de

waterabsorptiecoëfficiënt van het 100% gerecycleerd beton ongeveer 8,4% bedraagt op

hetzelfde tijdstip. Dit resulteert in een stijging van 35% voor de absorptiecoëfficiënt na 28

dagen. Andere auteurs zeggen dat de waterabsorptie van gerecycleerd beton 15% hoger is dan

deze van klassiek beton. Daarnaast stelt men wel dat er geen verschil wordt waargenomen

tussen betonmengelingen met verschillende hoeveelheden aan gerecycleerde fijne granulaten.

Hieruit kan er besloten worden dat de grove granulaten merkelijk een grotere invloed hebben

op de waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten [41].


Figuur 17: De absorptiecoëfficiënt vs. de W/C-factor [41]

Figuur 17 toont ook aan dat, naarmate de tijd vordert, hoe hoger de vervanging door

gerecycleerde granulaten en hoe hoger de W/C-factor wordt, hoe kleiner de kloof met het

klassiek beton wordt. Er wordt opgemerkt dat het negatief effect van de gerecycleerde

granulaten kleiner wordt bij lage W/C-factoren. Zowel de porositeit als de waterabsorptie van

de gerecycleerde granulaten zijn gedeeltelijk geïsoleerd door de nieuwe mortel die minder

absorptiecapaciteit heeft [41].

II.6.5 Druksterkte

Li et al. [28], Tang et al. [40], Jin et al. [26] en Kou et al. [27] deden onderzoek op de

druksterkte van gerecycleerd beton (RAC). De resultaten geven aan dat de hoeveelheid aan

gerecycleerde granulaten een opmerkelijke invloed heeft op de druksterkte van het beton.

Enkele typische resultaten worden getoond in Figuur 18. In de abscis staat de procentuele

vervanging van natuurlijke granulaten door gerecycleerde granulaten. De relatieve druksterkte

uitgedrukt tegenover de druksterkte van het klassiek beton wordt weergegeven in het ordinaat.

Hoe meer vervanging door gerecycleerde granulaten, hoe lager de druksterkte wordt. Zolang

de RCA vervanging kleiner dan 30% blijft, is er geen merkbaar verschil in de druksterkte

[25].


Figuur 18: Invloed van de RCA hoeveelheid op de druksterkte van RAC [25]

Li et al. [28] vonden dat het praktisch goed mogelijk is om een gelijkwaardige druksterkte als

het klassiek beton te bekomen door de W/C-factor aan te passen. Dit bevestigt het onderzoek

van Buck die zegt dat het mogelijk is om een gerecycleerd beton sterker te maken dan het

ouder beton waarvan de gerecycleerde granulaten afkomstig zijn door de W/C-factor aan te

passen [25].

Nixon [31] vond ook dat de druksterkte van het gerecycleerd beton ietwat lager ligt dan de

controlemengelingen van het klassiek beton. Hansen [18] concludeerde dat de druksterkte van

gerecycleerd beton grotendeels wordt bepaald door de W/C-factor van het gerecycleerd beton

als alle andere factoren constant blijven. Zhang en Ingham [50] bevestigden dat de

eigenschappen van de gerecycleerde granulaten de harde gerecycleerde betoneigenschappen

beïnvloeden. In het algemeen leverden de verschillende onderzoeken de volgende formulering

op: om een hogere sterkte van het gerecycleerd beton te verkrijgen, moet het watergebruik en

cementgehalte respectievelijk gereduceerd en verhoogd worden [25]. Dit betekent dat de

W/C-factor moet dalen, vandaar worden de mechanische eigenschappen veelal uitgedrukt in

functie van de W/C-factor.


Figuur 19: De druksterkte vs. de W/C-factor [41]

Figuur 19 toont het verband tussen de druksterkte van het gerecycleerd beton en het controle

beton (klassiek beton), voor drie experimentele fases met 28 (a), 180 (b) en 365 (c) dagen

ouderdom en de effectieve W/C-factor. Na 28 dagen tonen de resultaten aan dat een

gerecycleerd beton met 20% gerecycleerde granulaten geen significante wijzigingen aan de

druksterkte veroorzaakt in vergelijking met het klassiek beton. Als de substitutie 100%

bedraagt, is er een significant verlies van de druksterkte. Na 180 dagen is het verschil tussen

de druksterkte van het gerecycleerd en klassiek beton hoger voor betonsamenstellingen met

een lagere W/C-factor [41].

Daarnaast kan de druksterkte ook mathematisch berekend worden [41]. Figuur 20 toont de

waarden van de druksterktes van ieder gerecycleerd beton in vergelijking met een controle

beton (het klassiek beton). Dit is voorgesteld via een goede lineaire correlatie tussen de

druksterkte van het gerecycleerd beton en het klassiek beton:

�� = � + . �� Waarbij �� de druksterkte van het gerecycleerd beton is en �� deze van het controle beton

(CC), beiden uitgedrukt in MPa.


Figuur 20: Druksterkte RAC vs. het klassiek beton (control concrete) [41]

De regressie coëfficiënten a en b van Figuur 20 zijn weergegeven in Tabel 4. De coëfficiënten

hebben ook een precieze formule, afhankelijk van het vervangingspercentage. De procentuele

vervanging wordt voorgesteld door γ. De formules zijn als volgt:

� = −0,32 + 0,022. �(�� = 0,87) = 1 − 0,0025. �(�� = 0,99)

De combinatie van de drie voorgaande vergelijkingen laat toe een formule op te stellen

waarbij een voorspelling kan worden gemaakt van de druksterkte van het recyclagebeton.

�� = −0,32 + 0,022. � + (1 − 0,0025. �). ��

Tabel 4: Regressie coëfficiënten van de correlatie tussen de druksterktes [41]

Figuur 21 toont de druksterkte van gerecycleerd beton met meerdere vervangingspercentages

aan gerecycleerde granulaten van verschillende auteurs in vergelijking met bovenstaande

formule voor ��. De formule benadert dus goed de verkregen waarden uit de literatuur.


Er kan ook omgekeerd worden gehandeld door te kijken bij welke druksterkte van het

klassiek beton een vervanging door recyclagegranulaten geen invloed heeft op de druksterkte.

Dit kan door de eerste afgeleide gelijk te stellen aan nul:

�� = 0,022 − 0,0025. �� = 0 →�� = 8,8��

Figuur 21: Vergelijking van de modellen voor de druksterkte [41]

Er kan besloten worden dat voor druksterktes onder de 10 MPa geen verandering optreedt bij

het gebruik van gerecycleerde granulaten. Dit is dan ook de minimum waarde van de

druksterkte om deze formules te gebruiken.

De resultaten van de druksterkte op de verschillende betonmengelingen weergegeven in Tabel

3, worden hieronder besproken [44].

Figuur 22 toont dat het gerecycleerd beton hetzelfde verloop van de druksterkte heeft als het

klassiek beton: de druksterkte stijgt verder in de tijd. Daarentegen heeft de hoeveelheid aan

gerecycleerde granulaten terug een grote invloed op de druksterkte van het beton. Het klassiek

beton bereikt de grootste sterkte, daarna daalt de druksterkte naarmate er meer gerecycleerde

granulaten aanwezig zijn. De resultaten duiden op een dalende trend in de druksterkte

wanneer het vervangingspercentage hoger wordt. Dit is voorgesteld in Figuur 23.


Figuur 22: Druksterktes voor de verschillende betonmengelingen [44]

Figuur 23: Boxplot van de druksterktes voor de verschillende betonsamenstellingen [44]

De omgekeerde relatie tussen de hoeveelheid gerecycleerde granulaten en de druksterkte is te

wijten aan de kwaliteit van de aanhechtende mortel. Deze mortel heeft een breekproces

ondergaan dat microscheurtjes in het origineel beton heeft gecreëerd. Wanneer het

gerecycleerd beton onderworpen wordt aan een belasting worden deze scheurtjes groter en

ontstaan zo zwakke zones met scheuren in het gerecycleerd beton. Dit is een oorzaak voor de

dalende trend van de druksterkte bij verhoging van het vervangingspercentage. Dit fenomeen

is weergegeven in Figuur 24.

Figuur 24: Scheurpatronen in het RAC [44]


Deze zones van grote scheuren hebben een hogere waarschijnlijkheid om met elkaar

verbonden te zijn naarmate het gehalte aan gerecycleerde granulaten stijgt. Wanneer er een

grenswaarde is bereikt, zijn deze zwakke zones verbonden met elkaar vanaf de top van het

oppervlak tot het ondervlak van het beton. Dit resulteert in een graduele reductie van de

druksterkte. De resultaten in Figuur 23 tonen aan dat deze limiet op 30% ligt. Bij het

vervangingspercentage van 60% toont de boxplot een val naar beneden. Deze is 30% gedaald

in vergelijking met het beton met 30% vervanging. Deze 30% vervanging aan gerecycleerde

granulaten lijkt een optimum omdat er tot deze waarde weinig wordt verloren aan druksterkte.

II.6.6 Buigtreksterkte

De buigtreksterkte kan worden afgeleid uit de druksterkte en bedraagt ongeveer 10% van de

druksterkte. De buigtreksterkte is daarbij afhankelijk van de sterkte van de mortel en de

granulaten. In mindere mate is het afhankelijk van de hoeveelheid materialen [6]. Xiao en Li

[46], en Hu [23] concludeerden dat de vervanging van natuurlijke granulaten door

gerecycleerde granulaten slechts een zeer kleine invloed zal hebben op de buigtreksterkte in

het gerecycleerd beton. Vergelijkbare resultaten werden ook verkregen door Cheng [7]. Dit is

weergegeven in Figuur 25. Onderzoekers zoals Topçu, Sengel et al. [42] stelden dat de

buigtreksterkte daalt naarmate de vervanging aan gerecycleerde granulaten toeneemt. Toch

blijven deze reducties beperkt tot 20%. Ravindrarajah en Tam [36] besloten hun onderzoek

door te zeggen dat er geen significant verschil bestond in de buigtreksterkte tussen een

klassiek en een gerecycleerd beton via de traditionele methode [25].

Figuur 25: Invloed van de RCA hoeveelheid op buigtreksterkte van RAC [25]


De buigtreksterkte zal dus niet veel wijzigen naarmate er grove natuurlijke granulaten

vervangen worden door gerecycleerde granulaten.

II.6.7 Elasticiteitsmodulus

De E-modulus is afhankelijk van de volumefracties van de materialen, de mortel en het

granulaat op zich [6]. Xiao [47] en Hu et al. [24] vonden een E-modulus van het gerecycleerd

beton (vervangingspercentage 100%) die 45% lager was in vergelijking met deze van het

klassiek beton. Zhou et al. [52] rapporteerden een elasticiteitsmodulus van het gerecycleerd

beton die 15 tot 26% lager was in vergelijking met het klassiek beton. Welke waarde de E-

modulus aanneemt in het interval is afhankelijk van de kwaliteiten van het gerecycleerd

granulaat. Kou et al. [27] concludeerden tevens dat de elasticiteitsmodulus van het

gerecycleerd beton afneemt naarmate het vervangingspercentage toeneemt. In dit onderzoek

was de elasticiteitsmodulus van een 100% gerecycleerd beton 40% lager dan deze van het

klassiek beton. Figuur 26 geeft een overzicht van de daling van de E-modulus met de stijging

van het vervangingspercentage. Padmini et al. [32] besloten ook dat de elasticiteitsmodulus

van het RAC lager is dan het beton met enkel natuurlijke granulaten. De daling van de

elasticiteitsmodulus van het gerecycleerd beton is algemeen te wijten aan de hoeveelheid

aanhechtende mortel aan de originele granulaten. Deze mortel heeft een lage

elasticiteitsmodulus en reduceert de E-modulus van het gerecycleerd beton [25]. Hierdoor

kunnen kleinere spanningen grote vervormingen en scheuren veroorzaken.

Figuur 26: E-modulus in functie van het RCA vervangingspercentage [25]


Figuur 27 toont de elasticiteitsmodulus van het gerecycleerd beton in functie van de W/C-

factor. Het zijn resultaten van proefstukken die 28 dagen zijn uitgehard in een vochtige

kamer. De verschillende vervangingspercentages door recyclagemateriaal tonen een parallelle

evolutie met de W/C-factor [41]. De invloed van de gerecycleerde granulaten op de

elasticiteitsmodulus is duidelijk hoger dan de druksterkte.

Figuur 27: E-modulus van het gerecycleerd beton vs. W/C-factor [41]

II.6.8 Krimp

Zhu en Wu [53] rapporteren dat de krimp van gerecycleerd beton stijgt naarmate er meer

natuurlijke granulaten worden vervangen door gerecycleerde granulaten. De krimp stijgt ook

naarmate de W/C-factor groter wordt. De krimp daalt daarentegen vanaf er vliegas en

superplastificeerder wordt toegevoegd aan het gerecycleerd beton. Zhang et al. [49]

concludeerden dat een recyclagebeton met hoogwaardige gerecycleerde granulaten nagenoeg

dezelfde krimp heeft als een klassiek beton met natuurlijke granulaten. Guo et al. [17] vonden

dat bij een constante W/C-factor de krimp van het gerecycleerd beton stijgt bij toevoeging van

superplastificeerders en gerecycleerde granulaten. De krimp is dus afhankelijk van de

hoeveelheid gerecycleerde granulaten en de mengproporties. De relatie tussen de

krimpvervorming en het vervangingspercentage op 28 dagen is voorgesteld in Figuur 28.

Domingo-Cabo et al. [11] constateerden dat de krimp van het gerecycleerd beton steeg na 28

dagen. Een gerecycleerd beton met een RCA vervanging van 20% veroorzaakte een

gelijkaardige krimp als het klassiek beton. Na 6 maanden was de krimp van het gerecycleerd

beton 4% hoger. Een gerecycleerd beton met een vervangingpercentage van 50% leverde een


krimp op die 12% groter was na 6 maanden. Sagoe-Crentsil et al. [38] rapporteerden dat de

krimp van een gerecycleerd beton 25% hoger is dan het klassiek beton, mogelijk te wijten aan

de grotere rekcapaciteit van de gerecycleerde granulaten ten opzichte van de natuurlijke

granulaten [25]. De verhoogde krimp wordt toegeschreven aan het hoger mortelgehalte

aanwezig bij grotere vervangingspercentages. De hoge porositeit en lage dichtheid van de

gerecycleerde granulaten verlagen de weerstand tegen krimp [6].

Figuur 28: Krimp (28 dagen) in functie van het RCA vervangingspercentage [25]

II.6.9 Besluit

Het gerecycleerd beton via de traditionele methode bestaat uit een vervanging van natuurlijke

grove granulaten door gerecycleerde granulaten. De mortelmatrix blijft ongewijzigd.

Het gerecycleerd beton heeft een andere structuur of een klassiek beton. Het is algemeen

aanvaard dat de fysische en mechanische eigenschappen minder goed zijn in vergelijking met

het klassiek beton. Hoe hoger het percentage aan gerecycleerde granulaten, hoe meer deze

eigenschappen afwijken van de betonsamenstelling met enkel natuurlijke granulaten. Bij een

klein vervangingspercentage ( ≤ 20%) zijn de eigenschappen van een gerecycleerd beton niet

veel minderwaardig in vergelijking met een klassiek beton.


II.7 Residual mortar content (RMC)

Tot op heden is er nog geen standaard methode genormeerd om de hoeveelheid aanhechtende

mortel in het betonpuin te bepalen. Dit wordt ook de restmortel genoemd. In deze paragraaf

worden de verschillende methodes beschreven om de RMC-waarde te bepalen. In de literatuur

zijn er tot op heden vier verschillende methodes.

II.7.1 Behandeling met een oplossing van zoutzuur of salpeterzuur

Bij deze methode wordt het betonpuin ondergedompeld in een oplossing van zoutzuur of

salpeterzuur. Deze behandeling kan niet worden gebruikt bij betonpuin met kalksteen. Het

zoutzuur zou de kalksteen te veel aantasten [9]. In onderstaande alinea wordt het proces

beschreven zoals terug te vinden in de literatuur [5].

De methode bestaat uit het onderdompelen van het betonpuin in een 20% (volumemassa)

salpeterzuuroplossing en daarna te verhitten tot de aangehechte mortel begint te ontbinden.

Dit duurt ongeveer twee uur. Indien sommige granulaten een geelachtige kleur vertonen, wijst

dit op de aanwezigheid van kalksteen. Dit is het grootste nadeel aan deze proefmethode: de

kans bestaat dat de originele granulaten worden aangetast. Na het verzadigingsproces wordt

het monster gezeefd met een 4 mm zeef zodat alleen de grove granulaten worden behouden.

Hoewel er al een significant massaverlies aan mortel wordt bekomen, blijft nog altijd een

bepaalde hoeveelheid mortel aan de oorspronkelijke granulaten vastgehecht. Daarom werd er

bij deze methode een poging ondernomen om de resterende cementmortel verder mechanisch

te verwijderen. De verschillende monsters werden vijftien minuten in een Micro-Deval toestel

geplaatst. Het granulaat wordt hierbij in een draaiende cilinder onderworpen aan een

wrijvingsbelasting van korrels op korrels en van stalen kogels op de korrels. Dit toestel wordt

normaal gebruikt voor het bepalen van de slijtweerstand [21]. Dit proces bleek niet succesvol

te zijn. Het is mogelijk dat een langere blootstelling aan hogere concentraties van salpeterzuur

grotere hoeveelheden van de resterende cementmortel kan oplossen.


II.7.2 Vriesdooi methode

Deze methode [5] combineert de invloed van mechanische spanningen en chemische

aanvallen voor de afbraak van de restmortel aan de gerecycleerde granulaten. Er werden

verschillende chemische oplossingen geprobeerd en uiteindelijk bleek dat natriumsulfaat het

meest effectief was. De monsters worden in een oven gedroogd gedurende 24 uur bij 105°C,

gevolgd door een onderdompeling in een 26% (volumemassa) natriumsulfaat oplossing.

Terwijl de granulaten worden ondergedompeld in de natriumsulfaat oplossing, worden ze

onderworpen aan een drie tot vijf dagelijkse cycli van bevriezen (- 17°C gedurende 16 uur) en

ontdooien (80°C gedurende 8 uur). Het aantal cycli is afhankelijk van de rondheid van de

granulaten. Na de laatste vriesdooi cyclus wordt de natriumsulfaat oplossing afgevoerd uit de

monsters. De granulaten worden gewassen over een 4 mm zeef en vervolgens gedroogd in een

oven gedurende 24 uur bij 105°C. De uiteindelijke ovendroge massa wordt opgenomen. Na de

vriesdooi behandeling wordt het monster gezeefd over een 4 mm zeef zodat alleen de grove

granulaten worden behouden. Daarnaast moet de resterende mortel worden verwijderd met

een rubberen hamer, aanbevolen na de laatste vriesdooi cyclus. Net als bij de salpeterzuur

behandeling is het onmogelijk de aanhechtende mortel volledig te verwijderen, zelfs na een

mechanische slijtage.

II.7.3 Productie van een nieuw beton met gekleurd cement

Bij deze methode wordt een nieuw beton geproduceerd op basis van gerecycleerde granulaten.

Er wordt gebruikgemaakt van een gekleurd cement. De bedoeling van dit kleurcement is om

een duidelijk onderscheid te maken tussen de nieuwe en oude mortel op de gepolijste

oppervlakken van de proefstukken.

Een eerste methode maakt gebruik van een wit cement als bindmiddel. De aanhechtende

mortel kan dan gemakkelijk onderscheiden worden van de nieuwe mortel door het gebruik

van een planimeter [1]. Een planimeter is een meetinstrument waarmee de oppervlakte van

een gebied kan worden bepaald door met een stift de omtrek van het gebied af te tasten [20].


Een recentere methode [1], de beeldanalyse methode, wordt in een verdere ontwikkeling

gedigitaliseerd door het gebruik van een softwareprogramma. Eerst wordt een cementpasta

bereid met wit cement. Er wordt hierin geen gebruikgemaakt van fijne granulaten (zand). De

hoeveelheden gerecycleerde granulaten worden vervolgens toegevoegd aan de pasta en met de

hand gemengd. Het mengsel wordt in plastic mallen (afmeting: 100x100x400 mm) gestort. Na

het uithardingsproces worden de prisma gezaagd in 30 mm dikke platen. Vervolgens worden

de verschillende monsters gepolijst. Na het zagen en polijsten worden de proefstukken

gefotografeerd. De verlichting wordt zorgvuldig aangepast tot dat alle hoeken en het

middelste gebied van de plaat dezelfde reflectie-intensiteit bezitten. Er worden foto’s

genomen met verschillende resoluties. Er moet een binair beeld met voldoende detail

verkregen worden om de verschillende fasen te kunnen onderscheiden. Pas dan kunnen de

metingen uitgevoerd worden met een aanvaardbare nauwkeurigheid. De bedoeling van de

computersoftware is om de verschillende fasen te herkennen en deze ook te meten. De

verschillende fasen bestaan uit het onderscheiden van de witte cementpasta, de aanhechtende

mortel en de oorspronkelijke granulaten. Opeenvolgende binaire operaties worden vervolgens

gebruikt om de fasen zichtbaar te maken. Met de software is het dan mogelijk om de groottes

van de oppervlakten van de verschillende fasen op te meten. Met de oppervlaktes en een

aanname voor de dichtheden kan dan de RMC-waarde worden bepaald.

II.7.4 Thermische behandeling

Een temperatuursbehandeling is de snelste en simpelste methode [8], [9]. Ze is namelijk ook

geschikt voor alle soorten granulaten inclusief kalksteen. Er wordt een gerecycleerd

granulaatmonster genomen uit het betonpuin, voorgesteld als mi. Dit monster is vooraf

ontdaan van alle soorten onzuiverheden zoals baksteen, asfalt, plastiek, hout, enzovoort.

Vervolgens wordt het gedurende 2 uur ondergedompeld in een waterbad zodat de

aanhechtende mortel volledig verzadigd is met water. Hierna wordt het verzadigde monster

gedroogd in een oven bij een temperatuur van 500°C. Na 2 uur wordt het monster

ondergedompeld in een bad met koud water. De opwarming doet waterdamp ontstaan in de

verzadigde mortel en de plotselinge afkoeling in het koud water veroorzaakt spanningen en

scheuren in de mortel. Hierdoor kan de mortel makkelijk worden verwijderd. Na deze stappen

zal er normaal nog wat mortel achterblijven op de granulaten. Het is noodzakelijk deze alsnog

te verwijderen met behulp van een rubberen hamer of door de resterende mortel af te krassen.

Wanneer alle mortel verwijderd is, wordt het monster gezeefd met een 4 mm zeef, om het


grof granulaat te verkrijgen. Dit wordt voorgesteld door mt. Het mortelgehalte wordt dan

berekend met volgende formule:

�� = %��"ℎ$%ℎ&$"'$()*&$+ = (, −(-(, . 100

Deze procedure is te zien op de verschillende foto's in Figuur 29.

Figuur 29: Stappen voor de thermische behandeling [8]

II.7.5 Resultaten van de RMC-waarde volgens de literatuur

In een Spaanse studie [9] is een periodieke controle uitgevoerd over één jaar. Er worden

vijftien monsters gebruikt afkomstig van een stationaire recyclage-installatie in Madrid. Het

gerecycleerd beton wordt tweemaal gebroken in een brekerinstallatie en gescheiden met

trilzeven. Ook de onzuiverheden worden verwijderd. De RMC-waarden worden bekomen via

een vergelijkende studie tussen een zoutzuurbehandeling, een nieuw beton met gekleurd

cement en een thermische behandeling.

Indien men de resultaten vergelijkt uit vorige onderzoeken (Figuur 30), dan kan opgemerkt

worden dat de eerste twee methoden doorgaans veel worden toegepast. De spreiding van de


resultaten voor de RMC-waarden is zeer breed: tussen 25 en 70% indien er geen rekening

wordt gehouden met deze die meerdere breekprocessen ondergingen. Daarnaast zijn er betere

resultaten gevonden met de thermische methode [9].

Figuur 30: Invloed van de methode ter bepaling van de RMC-waarde [9]

Het aantal keer dat de gerecycleerde granulaten worden gebroken, heeft een belangrijke

invloed op de hoeveelheid aanhechtende mortel van de granulaten. Dit is te zien op Figuur 30

(Several crushing processes). Een verhoging van dit aantal breekprocessen, kan de

hoeveelheid restmortel sterk verminderen. Hierdoor kan de kwaliteit van een gerecycleerd

beton worden verbeterd [9].

Volgens de experimentele resultaten van dit onderzoek is voor de fractie 4/8 mm een

mortelgehalte van 33 tot 55% bekomen, terwijl het varieert van 23 tot 44% voor een fractie

van 8/16 mm. De resultaten zijn lager dan die vanuit andere referenties, variërend van 25 tot

64%. De verschillen zijn vooral te wijten aan de gebruikte methode. De eerste proefresultaten

uit de literatuur worden verkregen met het gekleurd cement en de zuurbehandelingsmethoden.

Als alleen de resultaten uit de thermische behandeling worden vergeleken met elkaar, is er een

duidelijk goede overeenkomst [9].

In een ander onderzoek [1] zijn de RMC-waarden vergeleken tussen de vriesdooi methode en

de beeldanalyse methode. Er werden twee soorten gerecycleerd betonpuin gebruikt. Namelijk

betonpuin uit Montreal bestaande uit kalksteen granulaten RCA-M en betonpuin uit

Vancouver opgebouwd uit riviergrind RCA-V. De resultaten bevestigen dat de vriesdooi

methode nu wel een nauwkeurige meting van de mortelresten inhoudt. Voor beide methoden

worden gedeeltelijk tot volledig dezelfde waarden voor RMC bekomen. De RMC-waarden


liggen allemaal tussen de 39 en 43% voor de monsters met RCA-M en tussen de 21 en 30%

voor de monsters met RCA-V. De waardes bepaald door de beeldanalyse vertonen een grotere

variatie dan die verkregen door de vriesdooi methode. Deze conclusies zijn weergegeven in

Figuur 31.

Figuur 31: Vergelijkende studie tussen de vriesdooi en beeldanalyse methode [1]

In het meest recente onderzoek [5] zijn drie methodes met elkaar vergeleken: de behandeling

met salpeterzuur, de vriesdooi methode en de thermische behandelingsmethode. In het

onderzoek worden twee betonpuinen gebruikt van het slopen en breken van bestaande

betonconstructies. De eerste RCA-1 werd geproduceerd door het breken van trottoirtegels,

trottoirbanden en goten uit Ontario, Canada. Het tweede betonpuin RCA-2 was afkomstig van

het slopen van wegen en de structuur van een luchthaven terminal in Toronto, Canada.

Het blijkt dat RCA-2 een grotere hoeveelheid aanhechtende mortel bezit dan RCA-1. De

thermische behandelingsmethode was het meest effectief bij het verwijderen van de

restmortel. Gebaseerd op de resultaten van de thermische behandeling heeft RCA-2 10% meer

aanhechtende mortel dan RCA-1. Er zijn twee mogelijke verklaringen voor dit verschil. Ten

eerste bestaat RCA-1 uit een mindere betonkwaliteit dan RCA-2 waardoor het minder cement

bevat dan RCA-2. Een andere verklaring voor dit verschil is de methode van breken en het

aantal breekprocedures. Daarnaast kan ook de aard van de breker een invloed hebben. In deze

studie varieert de RMC-waarde tussen de 20 en 56%. Dit wijst op een grote verscheidenheid

tussen de verschillende methoden, zie Figuur 32 [5].


Figuur 32: Resultaten aanhechtend mortelgehalte [5]

Zoals reeds gezegd is de behandeling met salpeterzuur niet zo effectief. De waarde van de

aanhechtende mortel ligt tussen de 20 en 32% voor RCA-1 en RCA-2 respectievelijk. Bij een

visuele inspectie voor de vriesdooi methode wordt geschat dat slechts 80 tot 90% van de

aangehechte mortel wordt verwijderd van de granulaten. Hoewel de test dus geen 100%

rendement bezit, worden toch RMC-waarden bekomen van 30 en 41% voor RCA-1 en RCA-

2. De thermische methode slaagt er bijna in om 100% van de aanhechtende mortel uit de

granulaten te verwijderen met waarden voor de RMC van 46 en 56% voor RCA-1 en RCA-2.

Deze werkwijze verwijdert meer aangehechte mortel dan de methode met een salpeterzuur

oplossing. Hieruit blijkt dus dat de thermische behandeling de meest effectieve maar ook de

meest eenvoudige methode is [5].

II.7.6 Besluit

In de resultaten wordt een grote spreiding vastgesteld in de RMC-waarden. Deze variatie is

voornamelijk te wijten aan de verschillende afkomst en de kwaliteit van het originele beton.

Vervolgens heeft ook het type breekproces een beduidende invloed, alsook het aantal keer dat

er wordt gebroken. Hoe meer breekprocessen, hoe meer mortel los komt van de granulaten. Al

deze resultaten tonen de heterogeniteit van de granulaten aan en bevestigen de noodzaak aan

het stellen van limieten en het beheersen van de eigenschappen van de gerecycleerde

granulaten voor verschillende toepassingen.

De methode met zuurbehandeling lijkt de minst effectieve methode te zijn, terwijl de

vriesdooi methode, de beeldanalyse methode en de thermische behandeling veel betere

resultaten opleveren voor de RMC-waarden. Toch kan de thermische methode worden

beschouwd als de meest effectieve en eenvoudigste methode.


II.8 De EMV-methode

In deze paragraaf wordt alle informatie gebundeld betreffende het onderwerp “Equivalent

Mortar Volume Method” (EMV-methode). Dit is een nieuwe doseringswijze voor het

opstellen van een betonsamenstelling bestaande uit gerecycleerd betonpuin, opgesteld vanuit

een Canadees onderzoek onder leiding van Fathifazl et al. [14]. Om de nieuwe methode te

verduidelijken, wordt telkens de vergelijking gemaakt met een betonsamenstelling bestaande

uit enkel natuurlijke granulaten en het gerecycleerd beton via de traditionele methode (zie

paragraaf II.6). Eenvoudigheidshalve wordt in deze thesis de samenstelling bestaande uit

enkel natuurlijke granulaten beschouwd als de klassieke betonsamenstelling.

II.8.1 Inleiding

Gerecycleerde betonsamenstellingen gedimensioneerd volgens de traditionele methode

hebben tot nu toe altijd geleid tot mindere fysische en mechanische eigenschappen van het

beton in vergelijking met het klassiek beton (zie paragraaf II.6). In sommige onderzoeken zijn

er gerecycleerde betonsamenstellingen bekomen met gelijkaardige druksterktes als de

klassieke betonmixen door aanpassing van de W/C-factor. Dit is vooral te wijten doordat de

druksterkte in beton wordt bepaald door de sterkte van de mortel en de overgangszones tussen

de verschillende mortels. De elasticiteitsmodulus is functie van de volumefracties, de mortel

en de granulaten zelf. De lagere waarde van de E-modulus bij een gerecycleerd beton via de

traditionele methode wordt verklaard door de aanwezigheid van de restmortel in het

betonpuin. Tot op heden is wel nog geen poging ondernomen om het effect van de

hoeveelheid restmortel op de E-modulus te onderzoeken.

Indien wordt aangenomen dat het betonpuin beschouwd is als een tweeledig materiaal

bestaande uit restmortel en granulaten dan zou de gerecycleerde samenstelling volgens de

traditionele methode een hoger gehalte aan mortel bezitten: de som van de restmortel en de

nieuwe hoeveelheid mortel. Het is vooral het verschil in mortelhoeveelheid die

verantwoordelijk is voor de verminderde eigenschappen in vergelijking met de klassieke

samenstelling. Deze verminderde eigenschappen zijn vooral afhankelijk van de samenstelling

van het gerecycleerd beton. Hieruit is een nieuwe doseringsmethode ontstaan gedoopt onder

de naam “Equivalent Mortar Volume method” of kortweg de EMV-methode.


II.8.2 Basisprincipes van de EMV-methode

De methode is gebaseerd op het feit dat het gerecycleerd granulaat opgevat wordt als een

tweeledig materiaal bestaande uit originele granulaten en aanhechtende mortel. Vertrekkend

van deze gedachte worden nu beide volumes in beschouwing genomen bij het doseren van

een betonsamenstelling. Dit betekent dat niet enkel de natuurlijke granulaten vervangen

worden door betonpuingranulaten maar ook door een zekere hoeveelheid mortel. De

hoofdgedachte van deze methode is dus om de hoeveelheid restmortel (RM) te beschouwen

als een deel van de totale hoeveelheid mortel in het gerecycleerd beton (RA-concrete). De

totale hoeveelheid mortel wordt zoals reeds aangegeven beschouwd als de som van de

hoeveelheid restmortel en de verse toegevoegde mortel.

Bij het gerecycleerd beton via de traditionele methode wordt het betonpuin echter beschouwd

als één materiaal. Hier wordt een percentage aan natuurlijke granulaten vervangen door

betonpuin zonder inachtneming van het volume aanhechtende mortel. Hierdoor heeft het

beton vervaardigd met gerecycleerd betonpuin een groter volume aan totale mortel, bestaande

uit rest en nieuwe toe te voegen mortel, dan die van een betonmix gemaakt volgens dezelfde

methode maar enkel bestaande uit natuurlijke granulaten.

Vanuit de hoofdgedachte formuleert de EMV-methode dat het totale volume mortel in het

beton aanwezig, rest en nieuw toe te voegen mortel, gelijk is aan het volume bij het klassiek

beton. Vandaar is het noodzakelijk om de correcte hoeveelheid restmortel te kennen van het

betonpuin. De RMC-waarde van het gebruikte gerecycleerde granulaat moet dus bekend zijn

voor de EMV-berekening van start kan gaan. Ook de som van het volume granulaten

bestaande uit nieuw toe te voegen en granulaten afkomstig uit het betonpuin is gelijk aan het

volume granulaten bij de vergelijkbare klassieke betonsamenstelling. Bij deze methode wordt

er wel aangenomen dat enkel grof betonpuin wordt genomen zodat de term granulaat in deze

tekst wordt beschouwd als grof granulaat.


II.8.3 Wiskundige vertaling van de EMV-methode

In deze paragraaf wordt de nieuwe doseringsmethode opgesteld in formulevorm. Deze

berekeningswijze wordt in de literatuur [14] verduidelijkt vertrekkend van een klassieke

betonsamenstelling.

II.8.3.1 Bepaling van de vergelijkbare betonmix gemaakt van natuurlijke granulaten

Het betonmengsel bestaat uit natuurlijke granulaten van dezelfde maximale grootte en

gradatie als de gerecycleerde betongranulaten (RA). Dit mengsel wordt het natuurlijk

granulaatbeton genoemd (NA-concrete). Dit is dus het klassiek beton. Het volume aan grove

natuurlijke granulaten in deze samenstelling wordt eenvoudig aangeduid als ./�/�0�12�34-4. II.8.3.2 Bepaling van de benodigde verhouding RA en verse NA in de gerecycleerde

samenstelling

Het gerecycleerd betonmengsel (RA-concrete) is een mengsel van natuurlijke granulaten en

gerecycleerde betonpuingranulaten. Hier wordt het volume aan verse NA in het RA-concrete

aangeduid als ./��0�12�34-4. Zo wordt een belangrijke parameter bekomen voor het vastleggen

van de verhouding van het volume aan natuurlijke granulaten in het RA-concrete op het

volume van dezelfde granulaten maar nu van het NA-concrete.

� = ./��0�12�34-4./�/�0�12�34-4 (1)

Als R=0 betekent dit dat de gerecycleerde betonmix bestaat uit een mengsel met 100%

gerecycleerde granulaten of 0% natuurlijke granulaten. Indien R=1 wijst dit op een mengsel

gelijk aan een klassiek betonmengsel gebruikmakend van 100% natuurlijke granulaten

(klassiek beton).

Om tot dezelfde harde betoneigenschappen te komen, gaat de EMV-methode uit van de

volgende twee voorwaarden:

.56��0�12�34-4 = .6/�0�12�34-4 (2)

.5/��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 (3)


De eerste vergelijking geeft aan dat het totale volume mortel in de gerecycleerde

betonsamenstelling gelijk moet zijn aan deze van het mortelvolume in de betonmix met enkel

natuurlijke granulaten (de klassieke betonsamenstelling). De tweede vergelijking beschrijft

dat het volume aan totale natuurlijke granulaten dezelfde moet zijn als deze bij het beton met

100% natuurlijke granulaten.

Het totale mortelvolume in de RA-concrete is gelijk aan het volume restmortel (RM)

vermeerderd met het volume nieuw te toe voegen mortel (NM). Hetzelfde geldt voor het

totale volume aan natuurlijke granulaten waarbij nu de som gemaakt wordt van het volume

aan originele granulaten (OA), afkomstig uit het betonpuin, en het volume nieuw toe te

voegen granulaten (NA). Deze wetmatigheden worden in formulevorm:

.56��0�12�34-4 = .�6��0�12�34-4 + ./6��0�12�34-4 (4)

.5/��0�12�34-4 = .7��0�12�34-4 + ./��0�12�34-4 (5)

Deze methode erkent dat de verschillen tussen de sterkte en de dichtheid van de restmortel en

de nieuwe mortel enerzijds en de verschillen tussen de originele granulaten en de nieuwe

natuurlijke granulaten anderzijds qua type en vorm doorgaans een klein effect zullen hebben

op de eigenschappen van het gerecycleerd beton in vergelijking met het klassiek beton. Ook is

men zich ervan bewust dat een eventuele ernstig beschadigde aanhechtende mortel, ten

gevolgde van het breekproces, in het gerecycleerd beton een invloed zal hebben op de

kwaliteit van dit beton.

Om te voldoen aan deze laatste voorwaarde moet het volume aan originele granulaten in de

RA-concrete gekend zijn. Deze wordt bepaald uitgaande van de gekende RMC-waarde en de

specifieke bulkdichtheid van de originele granulaten en deze van het betonpuin.

.7��0�12�34-4 = .��0�12�34-4 × (1 − �� ) ×9:;��9:;/� (6)

Met behulp van de verhouding van de specifieke bulkdichtheden en het volume aan

natuurlijke granulaten aanwezig in het betonpuin (dit kan bepaald worden via de RMC-

waarde, namelijk 1 - de RMC-waarde), kan het volume aan originele granulaten in de RA-

concrete worden bepaald.


Gebruikmakend van bovenstaande vergelijkingen kan het volume aan gerecycleerde

granulaten in de RA-concrete worden afgeleid vanuit het volume aan natuurlijke granulaten in

de klassieke betonmix.

.��0�12�34-4 = .7��0�12�34-4(1 − �� ) × 9:;��9:;/�

met (6)

⇔ .��0�12�34-4 = .5/��0�12�34-4 − ./��0�12�34-4(1 − �� ) ×9:;��9:;/�

met (5)

⇔ .��0�12�34-4 = .5/��0�12�34-4 − (� × ./�/�0�12�34-4)(1 − �� ) ×9:;��9:;/�

met (1) en (3)

Hoofdvergelijking: ⇔ .��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 × (1 − �)

(1 − �� ) ×9:;��9:;/�

(7)

De hoofdvergelijking is vooral afhankelijk van de RMC-waarde, specifieke bulkdichtheden en

een gekende waarde R.

Het nieuw toegevoegd volume aan natuurlijke granulaten in de gerecycleerde

betonsamenstelling kan als volgt worden bepaald:

./��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 × � (8)

Indien deze twee laatste gekende volumes worden vermenigvuldigd met hun specifieke

bulkdichtheden wordt voor elk de massahoeveelheid bekomen.

=7>0��0�12�34-4 =.��0�12�34-4 × 9:;�� × 1000 (9)

=7>0/��0�12�34-4 =./��0�12�34-4 × 9:;/� × 1000 (10)

In de vergelijking wordt gebruikgemaakt van de term OD (oven-dry): dit wil zeggen dat de

granulaten vooreerst worden gedroogd.

II.8.3.3 Bepaling van de nieuwe mortelmatrix in de gerecycleerde betonsamenstelling

Voor de mortelmatrix moet het volume cement, fijne granulaten en effectief water berekend

worden. Indien voldaan moet zijn aan vergelijking (2), is het nodig om het volume van de


restmortel te bepalen. Deze kan bepaald worden door het volume aan gerecycleerd betonpuin

in de gerecycleerde samenstelling te verminderen met het volume aan originele granulaten

zoals hierboven reeds bepaald is met vergelijking (6).

.�6��0�12�34-4 = .��0�12�34-4 − .7��0�12�34-4

.�6��0�12�34-4 = .��0�12�34-4 × ?1 − (1 − �� ) × 9:;��9:;/�@ (11)

Gebruikmakend van de eerste voorwaarde (met vergelijking (2),(4) en (11)), kan het volume

aan nieuwe mortel in de RA-concrete worden bepaald:

./6��0�12�34-4 = .6/�0�12�34-4 − .�6��0�12�34-4 (12)

Nu kan op eenvoudige manier het volume van elk bestandsdeel in het nieuw mortelvolume bij

de gerecycleerde betonmix worden bepaald. Dit gebeurt door het volume van elke component

in de klassieke samenstelling te vermenigvuldigen met de verhouding van het nieuw

mortelvolume in de RA-concrete tot het mortelvolume in de NA-concrete. In formulevorm

wordt dit:

.AB-43��0�12�34-4 =.AB-43/�0�12�34-4. ./6��0�12�34-4.6/�0�12�34-4 (13)

.�4C42-��0�12�34-4 =.�4C42-/�0�12�34-4. ./6��0�12�34-4.6/�0�12�34-4 (14)

.D,E24F3B2GHB-42��0�12�34-4 =.D,E24F3B2GHB-42/�0�12�34-4 . ./6��0�12�34-4.6/�0�12�34-4 (15)

Deze volumes kunnen op hun beurt worden omgezet naar equivalente massahoeveelheden

door te vermenigvuldigen met hun specifieke bulkdichtheden.

II.8.3.4 Minimale vervangingsratio in de gerecycleerde betonsamenstelling

Het zou wenselijk zijn om enkel gerecycleerd betonpuin te gebruiken om de gewenste

eigenschappen te bereiken met de EMV-methode. Toch wordt er een bovengrens vastgelegd

voor de hoeveelheid aan gerecycleerd betonpuin. Deze bovengrens is afhankelijk van de

RMC-waarde van het betonpuin. Om de invloed van de RMC-waarde te bepalen is er nood


aan een onderzoek op de theoretische onder- en bovengrens (0 en 100%) van de RMC-

waarde.

Stel dat er in het uiterste geval geen restmortel (RMC = 0%) aanwezig is in het betonpuin, dan

bestaat het betonpuin enkel uit natuurlijke granulaten en wordt:

9:;��9:;/� = 1$" .��0�12�34-4./�/�0�12�34-4 = 1

Het ontwerp van een betonmix gemaakt met dit soort betonpuin kan worden uitgevoerd met

behulp van een klassieke betonsamenstelling.

Stel dat de RMC-waarde stijgt en de waarde van de bovengrens (RMC = 100%) nadert, dan

stijgt .��0�12�34-4 hyperbolisch. Dit is afgeleid uit de hoofdvergelijking en gaat naar

oneindig ten gevolge van onderstaande vergelijking:

.��0�12�34-4./�/�0�12�34-4 ⟶∞

Deze laatste limiet geeft aan dat het betonpuin enkel uit restmortel zou bestaan zonder enige

hoeveelheid aan granulaten. Een betonsamenstelling gebruikmakend van zulk betonpuin zou

enkel bijdragen tot het gehalte mortel van het beton en het grof granulaat zou volledig bestaan

uit nieuw toe te voegen granulaten.

De maximum hoeveelheid van grove granulaten die kan worden verwerkt in een

eenheidsvolume beton is gelijk aan het “dry-rodded” volume-eenheid van het granulaat. Het

gevolg is dat de hoeveelheid betonpuin in het gerecycleerd beton wordt bepaald door het dry-

rodded-volume van RA, weergegeven als .>�0��0�12�34-4. Het maximum volume aan

gerecycleerde granulaten dat kan worden toegevoegd aan een eenheidsvolume gerecycleerd

beton .6�K0��0�12�34-4, kan worden berekend als:

.CBL��0�12�34-4 = 9:>��9:;�� (16)


Waarbij 9:>�� de "dry-rodded" specifieke dichtheid van RA voorstelt.

Voor een hoge RMC-waarde van het betonpuin is het niet mogelijk de vereiste .��0�12�34-4 te verkrijgen in een eenheidsvolume beton. Met andere woorden, het is niet mogelijk om

100% RA te verwerken in een gerecycleerd beton. Er moeten dus verse NA worden

toegevoegd aan het beton (R>0) ter compensatie voor de totale hoeveelheid NA in het

gerecycleerd beton.

Het absoluut volume van de NA in het NA-concrete kan worden gerelateerd aan zijn dry-

rodded-volume. Dit gaat als volgt:

./�/�0�12�34-4 = .>�0/�/�0�12�34-4 × 9:>�/�9:;/� (17)

Waarbij 9:>�/� de "dry-rodded" specifieke dichtheid van de NA voorstelt.

Gebruikmakend van de twee laatste vergelijkingen, kan de hoofdvergelijking worden

omgezet:

.��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 × (1 − �)(1 − �� ) × 9:;��9:;/�

⇔ �C,2 = 1 − .CBL��0�12�34-4./�/�0�12�34-4 × (1 − �� ) × 9:;��9:;/� ≥ 0

⇔ �C,2 = 1 − (1 − �� ) ×9:;��9:;/� ×9:>��9:;�� ×

9:;/�9:>�/� ×1.>�0/�/�0�12�34-4 ≥ 0 met (16) en (17)

⇔ �C,2 = 1 − (1 − �� ) × 9:>��9:>�/� ×1.>�0/�/�0�12�34-4 ≥ 0 (18)

Bij veronderstelling dat NA en RA dezelfde vorm en gradatie hebben, wordt verondersteld:

9:>��9:>�/� =

9:;��9:;/� (19)

Masterproef

Vervolgens wordt de laatst

�

Wanneer nu het dry

samenstelling .>�0/�/�0�12�34-4vervangingsratio R het mini

berekend. .>�0/�/�0�12�34-4fijnheidsmodulus. Het dry

Concrete Instituut (ACI

betontechnologie [16]

Tabel 5: Bulkvolumes van dry

Er werd reeds aangehaald

.��0�12�34-4 hyperbolisch stijgt waardoor

hoofdvergelijking

(1 � �� 89:;��

zijn van de RMC-waarde.

De fysische interpretatie van dit laatste is

gerecycleerd beton door nieuw toe te voegen natuurlijke granulaten

(./��0�12�34-4 � .�6

��

Pieter Vandenberghe – Pieter-Jan Vanlerberghe

de laatste vooropgestelde vergelijking:

�C,2 � 1 � �1 � �� 89:;

��

9:;/� 8

1

.>�0/�/�0�12�34-4

Wanneer nu het dry-rodded-volume van de natuurlijke granulaten van de klassieke

/��12�34-4 is gekend, kan met behulp van deze laatste vergelijking en de

vervangingsratio R het minimale volume aan nieuw toe te voegen granulaten �12�34-4 is afhankelijk van de maximale granulaatgrootte en de

fijnheidsmodulus. Het dry-rodded-volume wordt bepaald via Tabel

ACI). ACI is één van de leidinggevende overheidsinstellingen

[16].

: Bulkvolumes van dry-rodded granulaten per eenheidsvolume beton

Er werd reeds aangehaald dat als de RMC-waarde stijgt en een waarde van 100% bereikt, de

hyperbolisch stijgt waardoor .��0�12�34-4 ./�

/�0�12�34-4⁄

de term 1-R in de teller gelijk is aan de term

�� 9:;/�⁄ in de noemer, dan zou de resulterende gelijkheid

waarde. In formulevorm, vertrekkend van de hoofdvergelijking

.��0�12�34-4 � ./�

/�0�12�34-4

he interpretatie van dit laatste is de vervanging van het volume aan

gerecycleerd beton door nieuw toe te voegen natuurlijke granulaten ��0�12�34-4�,ter compensatie voor het tekort aan

Jan Vanlerberghe 68

�12�34-4 M 0 (20)

volume van de natuurlijke granulaten van de klassieke

met behulp van deze laatste vergelijking en de

toe te voegen granulaten worden

is afhankelijk van de maximale granulaatgrootte en de

Tabel 5 van het American

). ACI is één van de leidinggevende overheidsinstellingen voor

rodded granulaten per eenheidsvolume beton [16]

waarde stijgt en een waarde van 100% bereikt, de �12�34-4 ⟶∞. Als in de

R in de teller gelijk is aan de term

e resulterende gelijkheid onafhankelijk

vertrekkend van de hoofdvergelijking, wordt dit:

(21)

de vervanging van het volume aan restmortel in het

gerecycleerd beton door nieuw toe te voegen natuurlijke granulaten

aan totaal volume NA in het


gerecycleerd beton, in vergelijking met het klassiek beton. Met deze twee laatste

veronderstellingen wordt de vervangingsratio:

� = .�6��0�12�34-4.��0�12�34-4 (22)

Na substitutie van vergelijking (22) en (11) in vergelijking (7), kunnen de volumes worden

bepaald van de RA en de NA in de gerecycleerde samenstelling:

.��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 (23)

./��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 × [1 − (1 − �� ) × 9:;��9:;/�] (24)

Door het gebruik van vergelijking (23) en (24) in plaats van vergelijking (7) en (8), en

vergelijking (12)-(15), kunnen de vereiste betonmix proporties (d.w.z. het volume aan

betonpuin, nieuwe granulaten, fijne granulaten, cement en water) in de gerecycleerde

betonsamenstelling worden bepaald.

II.8.3.5 Maximale hoeveelheid restmortel bij een samenstelling met 100% RCA

Door het omvormen van vergelijking (20) kan de maximaal toelaatbare RMC-waarde voor

gerecycleerde betonsamenstellingen, bestaande uit 100% betonpuin ter vervanging van

natuurlijke granulaten, worden bepaald als volgt:

�� QRS% = (1 − .>�0/�/�0�12�34-4 ×9:;/�9:;��) × 100 (25)

Indien de RMC-waarde groter is dan de waarde van RMCmax is het niet mogelijk om volledig

de hoeveelheid NA te vervangen door RA en gelijktijdig aan de vooropgestelde verse en

harde eigenschappen van het vergelijkbare klassiek beton te voldoen.


II.8.4 Resultaten van betonsamenstellingen op basis van EMV-methode

In deze paragraaf worden de resultaten weergegeven van de onderlinge proeven die werden

uitgevoerd in het verleden op betonsamenstellingen gedoseerd via de EMV-methode. Deze

resultaten worden weergegeven via een vergelijkende studie tussen de samenstellingen van

het klassiek beton, het gerecycleerd beton via de traditionele en EMV-methode. De resultaten

van het gerecycleerd beton via de traditionele methode staan los van deze besproken in

paragraaf II.6.

In de literatuur [1],[14],[15],[37] worden telkens twee verschillende batches van gerecycleerd

betonpuin onderzocht. Het betonpuin wordt verkregen uit verschillende sloopprojecten in

Canada. Het ene betonpuin is afkomstig van een breekwerf in Montreal, Quebec (RCA-M) en

de andere werf is gelegen in Vancouver, British Columbia (RCA-V). Uit petrografisch

onderzoek van de RCA-M blijkt dat de oorspronkelijke granulaten in wezen bestaan uit

fijnkorrelig kalksteen. De oorspronkelijke granulaten in RCA-V bestaan uit rond riviergrind.

In het algemeen ligt de gradatie van de korrels van de oorspronkelijke granulaten in RCA-M

en RCA-V binnen de grenzen van 5-25 mm. De karakteristieke materiaaltesten worden pas

uitgevoerd wanneer de twee batches zijn gesorteerd en ontdaan zijn van alle onzuiverheden.

Hierna worden de batches onderling gezeefd. De verschillende gradaties worden vervolgens

gewassen en aan de lucht gedroogd voor het uitvoeren van materiaalkarakteristieke testen.

De herkomst van de twee soorten betonpuinen was onbekend, maar het bleek dat de

mortelresten van de RCA-M algemeen meer luchtbellen bevatten dan de mortel van de RCA-

V. Een andere belangrijke waarneming was de aanwezigheid van vliegasdeeltjes in de

mortelresten van de RCA-V. In de afgelopen 30 jaar is het de gangbare praktijk om in het

gebied rond Vancouver 20 à 25% van de hoeveelheid cement te vervangen door vliegas.

Om een vergelijkende studie te maken is er nood aan inzicht in de materiaaleigenschappen

van de verschillende componenten die zijn gebruikt. Voorbeelden van deze

materiaaleigenschappen zijn het absorptievermogen, de dichtheid, de porositeit en de RMC-

waarde voor het RCA-M, RCA-V en de natuurlijke granulaten. Ter verduidelijking zijn deze

eigenschappen weergegeven in Tabel 6.


Tabel 6: Karakteristieke eigenschappen van de verschillende materialen [2]

De waterabsorptiecapaciteit is duidelijk veel hoger voor het betonpuin in vergelijking met de

natuurlijke granulaten. De RMC-waarde voor het RCA-M is 41% terwijl een waarde van 23%

wordt bekomen voor het RCA-V.

De experimentele studie [2] is zodanig ontworpen dat het effect van de W/C-factor weinig

invloed heeft. Deze parameter wordt ongeveer constant gehouden (W/C-factor = 0,45). De

effecten van het bindmiddel op de duurzaamheid worden wel onderzocht. Hierbij wordt een

deel van het cement vervangen door vliegas (fly ash) en door hoogovenslak (bfs). De

vervangingsratio is gebaseerd op het gewicht van cement en uitgedrukt in percentage: 25%

voor vliegas en 35% voor bfs. Het vliegas heeft een gemiddeld soortelijk gewicht van 2010

kg/m³ en het bfs 2990 kg/m³. Bovendien worden alle drie de betonmixen bereid met een

luchtbelvormer (AE) met als doel een beton te verkrijgen met ongeveer 6% luchtgehalte.

Hierdoor wordt het effect van het luchtgehalte op de duurzaamheidseigenschappen van het

gerecycleerd beton geëlimineerd. Ook worden voor enkele mengsels een plastificeermiddel

toegevoegd om de verwerkbaarheid te verbeteren.

Er zijn telkens drie mengsels vervaardigd en onderzocht volgens de traditionele en EMV-

methode, zowel voor het betonpuin RCA-M en RCA-V. Tevens zijn ook telkens twee

klassieke mengsels gemaakt: een eerste enkel gebruikmakend van kalksteen en een andere

uitgevoerd met enkel rond riviergrind. In totaal zijn dus tien samenstellingen beproefd in de

huidige literatuur. De grove granulaten werden eerst geweekt in water terwijl het zand vochtig

wordt gehouden gedurende 24 uur alvorens te mengen. De verschillende mengverhoudingen

zijn weergegeven in Tabel 7 waarbij de benamingen van de verschillende mengsels zijn

gebaseerd op volgende notatie. De cijfers duiden op het eerste, tweede of derde getal:

(1) Doseringswijze: EMV (E) of de gebruikelijke traditionele methode (C);


(2) Type granulaat: RCA-M (M ), RCA-V (V), enkel kalksteen (L ) of enkel grind (G);

(3) Type bindmiddel: enkel Portlandcement (C), gewone Portlandcement plus 25%

vliegas (F) of gewone Portlandcement plus 35% bfs (B).

Als voorbeeld, CM-B is een mix geproportioneerd via de traditionele methode, met betonpuin

afkomstig uit Montreal en een bindmiddeltype bestaande deels uit Portlandcement en 35%

hoogovenslak.

Een kenmerk van de EMV-methode is dat minder verse mortel wordt vervaardigd. De EMV-

doseringsmethode is dus milieuvriendelijker. Zoals blijkt uit Tabel 7 is het cementgehalte

boven de 400 kg/m³ voor de mengsels zonder betonpuin en voor deze van de EMV-methode

maximum 335 kg/m³ voor granulaattype M en maximum 358 kg/m³ voor granulaattype V [1].

Tabel 7: De verschillende betonsamenstellingen [2]

De resultaten van onderstaande eigenschappen worden besproken:

� Slump;

� Dichtheid van vers en uitgehard beton;

� Druksterkte;

� E-modulus;

� Krimp;

� Buigtrek- en afschuifsterkte.

De harde betoneigenschappen zijn uitgevoerd op 28 dagen.


II.8.4.1 Slump

Betonmengelingen met gerecycleerd betonpuin en eenzelfde W/C-factor (0,45), gedoseerd via

de EMV-methode, resulteren in een hogere slump in vergelijking met het gerecycleerd beton

via de traditionele methode. Dit kan afgeleid worden uit Figuur 33 waarbij een 50 en 45%

hogere slump wordt bekomen voor de betonsamenstellingen EM-C en EM-B t.o.v. de

gerecycleerde betonsamenstellingen via de traditionele methode CM-C en CM-B. Een

gelijkaardige waarneming wordt gevonden voor de samenstellingen EV-C, EV-F en EV-B

met respectievelijke waarden 100, 56 en 36% hogere slump t.o.v. de CV-C, CV-F en CV-B.

Hiernaast kan er opgemerkt worden dat de zetmaat voor CM-F een beetje hoger is in

vergelijking met de EMV-samenstelling EM-F [14].

Figuur 33: Effect van de doseringswijze op de slump [14]

II.8.4.2 Verse en harde dichtheid

Voor de gerecycleerde betonmix via de traditionele methode is de dichtheid van het natte en

uitgeharde beton lager dan deze van de klassieke samenstelling en deze via de EMV-methode.

Dit is de wijten aan de hogere totale hoeveelheid mortel in het gerecycleerd beton via de

traditionele methode. Deze effecten worden verduidelijkt in Figuur 34 en Figuur 35. In alle

EM en EV mengelingen zijn de verse dichtheden hoger t.o.v. de CM en CV maar een beetje

lager in tegenstelling tot hun klassieke betonsamenstelling CL-C en CG-C. De net iets grotere

dichtheid van de klassieke mengsels wordt verklaard door de lagere specifieke dichtheid van

de restmortel in de EMV-samenstelling in vergelijking met de dichtheid van de verse mortel

in het klassieke beton [14].


Figuur 34: Effect van de doseringswijze op de verse dichtheid [14]

Figuur 35: Effect van de doseringswijze op de harde dichtheid [14]

II.8.4.3 Druksterkte

Uitgezonderd voor CM-F en CV-F is de druksterkte voor alle gerecycleerde

betonsamenstellingen via de traditionele methode CM en CV 12 tot 14% en 10 tot 12% hoger

in vergelijking met hun klassieke samenstelling CL-C en CG-C. Deze waarden kunnen

afgeleid worden uit Figuur 36 [14].

Figuur 36: Effect van de doseringswijze op de druksterkte [14]


De druksterkte is voor de EMV-samenstelling 6 tot 13% hoger t.o.v. de klassieke

samenstelling. De hogere druksterkte van EM-B vergeleken met EM-C kan worden

toegeschreven aan het verdichtend effect van hoogovenslak op de microstructuur van de

gehydrateerde cementpasta. De waargenomen hogere sterkte wordt verklaard doordat de

druksterkte van het EMV-beton een primaire functie is van de relatieve sterkte van de

componenten zelf in plaats van het volume aan totale mortel. Een uitzondering hierop is EM-

F, CM-F, EV-F en CV-F. Hun druksterkte is lager dan hun klassieke betonsamenstelling, dit

omdat de druksterkte ook afhankelijk is van de ruwheid en hoekigheid van

betonpuingranulaten en de natuurlijke granulaten. De betonpuingranulaten van Montreal zijn

minder ruw en hoekig dan deze van de natuurlijke, gebroken kalksteen. Toch hebben EV-F en

CV-F vergelijkbare druksterktes als hun klassiek beton, dit omdat de ruwheid en hoekigheid

van het gerecycleerd betonpuin van Vancouver groter is in vergelijking met het natuurlijke

riviergrind. Algemeen kan worden gesteld dat een hogere hoekigheid en ruwheid van de

granulaten de druksterkte verhoogt [14].

II.8.4.4 Elasticiteitsmodulus

Doorgaans heeft de elasticiteitsmodulus, bepaald op het gerecycleerd beton via de traditionele

methode, een lagere waarde in vergelijking met het klassiek beton. Via de EMV-methode

(EM-C en EV-C) is de E-modulus 11 tot 14% hoger t.o.v. de traditionele methode (CM-C en

CV-C). De E-modulus is voor EV-C zelf hoger dan zijn vergelijkbare klassieke mengeling.

De waargenomen hogere modulus kan worden toegeschreven aan de gelijkheid van het totale

volume aan NA van het EMV-beton en het klassiek beton. De toevoeging van een

plastificeerdmiddel aan de EMV-mengsels heeft geen invloed op het volume aan totale mortel

en de W/C-factor van deze samenstelling t.o.v. de klassieke samenstelling. Het

plasificeermiddel dient enkel om de verwerkbaarheid te verbeteren. De 7% hogere waarde van

de elasticiteitsmodulus van EM-B t.o.v. EM-C kan terug worden toegeschreven aan het

verdichtend effect van hoogovenslak op de microstructuur van de gehydrateerde cementpasta.

De RMC-waarde heeft een verwaarloosbare invloed op de E-modulus [14].


Figuur 37: Effect van de doseringswijze op de elasticiteitsmodulus [14]

II.8.4.5 Krimp

Voor de krimpproeven worden enkel nog de betonsamenstellingen met Portlandcement

onderzocht zonder toevoeging van vliegas of hoogovenslak: CM-C, EM-C, CL-C, CV-C, EV-

C en CG-C. Vandaar valt de laatste letter in de vorige afkortingen telkens weg. In Figuur

38(a) worden de drie vergelijkende samenstellingen voorgesteld waarbij het gerecycleerd

betonpuin afkomstig is van Montreal. Hetzelfde wordt voorgesteld in Figuur 38(b) maar met

betonpuin uit Vancouver [15].

Figuur 38: Effect van de doseringswijze op de droge krimp [15]

In Figuur 38(a) kan worden vastgesteld dat het EMV-beton (EM) op jonge leeftijd de hoogste

krimp ervaart in vergelijking met CM en CL. Echter na 75 dagen overschrijdt de CM-mix de

EM-mengeling maar deze is nog steeds hoger t.o.v. de klassieke mengeling. Op de leeftijd

van 224 dagen is de krimp van de EM 7% en deze van de CM 26% hoger dan in de klassieke

mengeling. Hoewel beide gerecycleerde betonsamenstellingen in deze groep een hogere

krimp bezitten dan hun klassiek beton, heeft het beton geproportioneerd door de EMV-


methode een aanzienlijk mindere krimp in vergelijking met het gerecycleerd beton via de

traditionele methode. Deze lagere krimp kan worden toegeschreven aan het kleiner volume

mortel in tegenstelling tot de traditionele methode. Een reden voor de hoge krimp van het

gerecycleerd beton via traditionele methode is het verlies van vocht uit de gerecycleerde

granulaten. Dit is waarschijnlijk vrij water en niet vereist voor de hydratatie van cement want

de mortelresten zijn reeds gehydrateerd. Voor het vervaardigen werden de gerecycleerde

deeltjes geweekt in water. Bij de hogere krimp gaat men ervan uit dat het meeste van dit water

relatief snel verloren gaat [15].

Ook in Figuur 38(b) kan worden vastgesteld dat het EMV-beton (EM) op jonge leeftijd de

hoogste krimp heeft in vergelijking met CV en CG. Na 45 dagen vertraagde de krimp van EV.

Na 224 dagen bleek de krimp 15% minder te zijn dan die van het CG-mengsel. Daarentegen is

na 224 dagen de mix CV 14% hoger dan de krimp van het beton CG. Op basis van deze

observaties is het duidelijk dat de voorgestelde EMV-methode een beton levert die op lange

termijn een kleinere krimp bezorgt in vergelijking met het gerecycleerd beton via de

traditionele doseringswijze [15].

II.8.4.5.1 Effect van het type granulaat op de krimp

In deze paragraaf wordt het effect van het type granulaat op de krimp verduidelijkt. Uit Figuur

39(a) en Figuur 39(c) volgt dat het type granulaat weinig effect heeft op het gerecycleerd

beton via de traditionele doseringswijze (CM-C en CV-C) en op het klassiek beton (CL-C en

CG-C). Anderzijds blijkt uit Figuur 39(b) dat EM een duidelijk hogere krimp heeft dan de

EV-samenstelling volgens de EMV-methode. Aangezien het volume nieuw toe te voegen

mortel voor deze mengsels onderling gelijk zijn en de natuurlijke granulaattypes een klein

effect op de krimp hebben, is het waargenomen verschil toe te schrijven aan het verschil

tussen de krimpeigenschappen van de restmortel in deze betonpuingranulaten [15].


Figuur 39: Effect van het type granulaat op de krimp [15]

II.8.4.6 Buigtrek- en afschuifsterkte

De buigtrek- en afschuifsterkte worden ook onderzocht. De resultaten vertonen weinig

verschillen tussen het klassiek en EMV-beton. Dit wijst opnieuw op het feit dat deze sterktes

hoofdzakelijk functie zijn van de relatieve sterkte van zijn componenten. Daarnaast is in beide

samenstellingen het totale mortelgehalte gelijk wat ook hier een groot voordeel biedt [37].

II.8.5 Besluit

In deze paragraaf wordt een kort besluit geformuleerd omtrent de eigenschappen van een

EMV-betonsamenstelling gebaseerd op de huidige beschikbare literatuur over dit onderwerp.

� Betonsamenstellingen gedoseerd met de EMV-methode hebben een hogere slump,

natte en harde dichtheid en E-modulus in vergelijking met een gerecycleerd beton via

de traditionele methode.

� Het gebruik van de EMV-methode laat toe de hoeveelheid aan cement en fijne

granulaten sterk te reduceren zonder afbreuk te doen aan de verse en harde

betoneigenschappen in vergelijking met een klassiek beton.


� De supplementaire toevoeging van op cement gebaseerde materialen (bv.: vliegas)

reduceert de hoeveelheid aan cement zonder negatieve invloed te hebben op de

eigenschappen van het beton.

� Met de voorgestelde EMV-methode kunnen gerecycleerde betonsamenstellingen

vervaardigd worden met verschillende doseringen aan betonpuin waarbij de

mechanische eigenschappen vergelijkbaar zijn met deze van een klassiek beton.

� De EMV-methode resulteert in dezelfde TM en TNA volumes als deze van een

klassieke samenstelling. De kleine verschillen tussen de sterkte en dichtheid van de

restmortel en de verse mortel enerzijds en de granulaten in het gerecycleerd beton en

de natuurlijke granulaten in het klassiek beton anderzijds zullen geen significante

invloed hebben op de eigenschappen van het gerecycleerd beton.

� De resultaten geven aan dat in tegenstelling tot een gerecycleerd beton via de

traditionele methode, de EMV-methode resulteert in voorspelbare mechanische en

fysische eigenschappen voor gerecycleerde betonmengsels. Deze eigenschappen zijn

vergelijkbaar met die van een klassiek beton.

Een beton gedoseerd via de EMV-methode vereist minder verse mortel, dus minder cement.

Dit levert een groot economisch en milieuvriendelijk voordeel op zonder veel in te boeten aan

duurzaamheid, sterkte en andere fysische en mechanische eisen voor betonconstructies.


III. Praktisch onderzoek

III.1 Algemeen

Deze thesis is hoofdzakelijk gebaseerd op het praktisch onderzoek. Bij de start van de thesis

wordt een keuze gemaakt van de te gebruiken materialen. Voor het grof granulaat wordt

geopteerd voor porfier 2/6,3 en porfier 6,3/20. Als fijn materiaal wordt rond zand 0/4

gebruikt. Deze materialen zijn afgehaald bij de firma O.B.B.C NV. Het gebruikte cement is

CEM III/A 42,5 N LA en is afkomstig van CBR te Gent. Verder worden drie verschillende

soorten betonpuingranulaten (COPRO gekeurd) onderzocht in het onderzoek. Met

verschillende soorten worden bedoeld, betonpuingranulaten afkomstig van drie verschillende

bedrijven. De gerecycleerde granulaten zijn afkomstig van volgende bedrijven:

� Jacobs NV - EKP Recycling (Sint-Katelijne-Waver);

� O.B.B.C. NV (Oosterzele);

� Orian NV (Ieper).

Voordat de betonsamenstellingen worden ontwikkeld, worden er proeven gedaan op de

granulaten. De natuurlijke en gerecycleerde granulaten worden vooraf onderworpen aan

zeefproeven, waterabsorptie- en dichtheidstesten. Daarnaast worden de drie soorten

betonpuingranulaten afzonderlijk onderworpen aan de RMC-proef (zie paragraaf II.7.4).

Wanneer alle informatie gekend is met betrekking tot de granulaten, worden de

betonsamenstellingen opgemaakt. Deze betonsamenstellingen worden vervolgens vervaardigd

in het labo Magnel. Door middel van het praktisch onderzoek wordt een vergelijkende studie

opgesteld tussen deze drie verschillende betonsamenstellingen:

� Een klassiek wegenbeton ("Klassiek");

� Een gerecycleerd wegenbeton via de traditionele methode ("Traditioneel");

� Een gerecycleerd wegenbeton via de EMV-methode ("EMV").

Op deze betonsamenstellingen worden proeven uitgevoerd. Verse betoneigenschappen zoals

de verwerkbaarheid, luchtgehalte en dichtheid zullen worden beproefd. Als harde

betoneigenschappen worden de dichtheid, druksterkte, treksterkte, elasticiteitsmodulus en


krimp onderzocht. Deze parameters zullen onderling vergeleken worden met elkaar en met de

literatuur.

III.2 Proeven

III.2.1 Proeven m.b.t. de granulaten

III.2.1.1 Zeefproeven

De zeefproeven worden uitgevoerd in het labo te Evere. Voor de bepaling van de

korrelverdeling van de granulaten wordt een welbepaald monster genomen. De

monsterneming gebeurt zodanig dat een optimaal mengsel wordt bekomen. Voor het transport

naar het labo te Evere wordt een fractie van alle granulaten meegenomen in grote emmers.

Door het transport is het mogelijk dat de fracties worden ontmengd. Vandaar dat bij het

nemen van het staal gebruikgemaakt wordt van de kwadratentechniek. Eerst worden de

granulaten in de emmer gemengd en vervolgens gelijkmatig gespreid op een grote plaat.

Daarna wordt het monster verdeeld in gelijke delen. Van dit monster worden de twee

tegenovergestelde kwarten genomen om het ideale monster te bekomen. Deze techniek wordt

verduidelijkt met Figuur 40.

Figuur 40: Kwadratentechniek op rond zand 0/4

Figuur 41: Geautomatiseerd zeeftoestel

Masterproef

Het monster wordt pas gewogen nadat het

worden uitgevoerd. De

0,500 mm; 1 mm; 2 mm;

Voor de zeefproef wordt gebruikgemaakt van een geautomatiseerde zeefproef met interval

seconden zeven - 1 seconde rust

gestapeld in volgorde van klein

gebracht. Het toestel schud

is tien minuten. Het toestel is te zien in

zeefresten gewogen op een gekalibreerde, genormaliseerd

zeefproeven worden verduidelijkt in

Grafiek 6.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01

Doo

rval

[%]


Het monster wordt pas gewogen nadat het is gedroogd. Vervolgens kan de eigenlijke z

worden uitgevoerd. De volgende zeven worden gehanteerd: 0,063

mm; 4 mm; 6,3 mm; 10 mm; 14 mm; 20 mm en 31,5

Voor de zeefproef wordt gebruikgemaakt van een geautomatiseerde zeefproef met interval

1 seconde rust - 5 seconden zeven - ... ). De zeven worden op elkaar

gestapeld in volgorde van klein naar groot. Vervolgens wordt het mon

. Het toestel schudt de granulaten in intervallen en de totale duur van het zeefproces

. Het toestel is te zien in Figuur 41. Vervolgens worden na de zeefproef alle

zeefresten gewogen op een gekalibreerde, genormaliseerde weegschaal. De resultaten van de

zeefproeven worden verduidelijkt in Grafiek 1, Grafiek 2, Grafiek

Grafiek 1: Zeefkromme porfier 2/6,3

0,1 1

Zeefopening [mm]

Jan Vanlerberghe 82

Vervolgens kan de eigenlijke zeving

gehanteerd: 0,063 mm; 0,125 mm; 0,250 mm;

mm en 31,5 mm.

Voor de zeefproef wordt gebruikgemaakt van een geautomatiseerde zeefproef met interval (5

. De zeven worden op elkaar

naar groot. Vervolgens wordt het monster in de bovenste zeef

len en de totale duur van het zeefproces

. Vervolgens worden na de zeefproef alle

weegschaal. De resultaten van de

Grafiek 3, Grafiek 4, Grafiek 5 en

10 100


Grafiek 2: Zeefkromme porfier 6,3/20

Grafiek 3: Zeefkromme rond zand 0/4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]


Grafiek 4: Zeefkromme betonpuin Jacobs 4/20

Grafiek 5: Zeefkromme betonpuin O.B.B.C. 0/20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]


Grafiek 6: Zeefkromme betonpuin Orian 4/20

Er wordt vooraf gekozen om met betonpuin van de gradatie 4/20 te werken voor de productie

van de betonproefstukken. Uit de zeefkromme van het Jacobs betonpuin (Grafiek 4) is af te

leiden dat het niet om een echte 4/20 gaat. Als de grafiek wordt bestudeerd, wordt er

opgemerkt dat er bij de zeefopening van 4 mm reeds 8% doorval is. Bij het Orian betonpuin

4/20 (Grafiek 6) gaat de zeefkromme pas stijgen bij de 4 mm zeef, wat op een echte gradatie

4/20 wijst.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]


III.2.1.2 Waterabsorptie en dichtheid

III.2.1.2.1 Waterabsorptie (methode 1)

In een betonsamenstelling bestaat de totale hoeveelheid water uit de sommatie van het

toegevoegde water, het door de granulaten geabsorbeerde water en water door toevoeging van

hulpstoffen. Indien geen hulpstoffen worden gebruikt, kan er aangenomen worden dat de

totale hoeveelheid water bestaat uit het effectieve watergehalte vermeerderd met het door de

granulaten geabsorbeerd water. Voor de eenvoud wordt verondersteld, voor de meest

gebruikte granulaten in België, dat ongeveer 10 liter water per m³ beton wordt opgeslorpt

[33]. Ter vereenvoudiging wordt de volgende formule bekomen:

=4DD = =-1- − 10

Bij de vervaardiging van de betonmengsels worden alle granulaten aan de lucht gedroogd. Het

geabsorbeerde water hoeft dus in rekening gebracht te worden voor de berekening van de

samenstelling. Het geabsorbeerde water neemt geen volume op in de betonmatrix omdat het

zich bevindt in de poriën van de granulaten zelf. Het geabsorbeerde water neemt dus niet deel

aan het bindingsproces. Het is belangrijk om zowel de hoeveelheid effectief water als het

geabsorbeerd watergehalte te kennen.

Voor de berekening van de betonsamenstelling wordt niet gewerkt met de vereenvoudigde

waarde van 10 liter water per m³ beton. In het labo te Evere wordt de

waterabsorptiecoëfficiënt van de granulaten en het betonpuin zelf bepaald. De meest

eenvoudige methode bestaat erin om de granulaten eerst te wassen en vervolgens te laten

drogen in een droogoven bij een temperatuur van 110±5°C en deze te wegen na afkoeling.

Daarna worden de granulaten bevochtigd door volledige onderdompeling. Vervolgens laat

men de granulaten voldoende uitlekken om ze daarna te wegen [3]. De waterabsorptie is

vervolgens gelijk aan:

��TT�(U)%ℎ&VW) −��TT�('*))W)��TT�('*))W) × 100

In Figuur 42 en Figuur 43 worden de betonpuinmonsters weergegeven. Hetzelfde wordt ook

uitgevoerd voor de natuurlijke granulaten: rond zand 0/4, porfier 2/6,3 en porfier 6,3/20.


Figuur 42: Betonpuin droog

Figuur 43: Betonpuin nat

Resultaten en conclusie

De resultaten van de proef ter bepaling van de waterabsorptiecoëfficiënt worden weergegeven

in Tabel 8, Tabel 9 en Tabel 10.

Tabel 8: Waterabsorptie natuurlijke granulaten

Natuurlijke granulaten

Zand Porfier 2/6,3 Porfier 6,3/20 Toestand

Massa schaal [g] 255,07 254,91 258,37

Massa schaal + monster [g] 1029,21 1012,44 1018,31 gedroogd

Massa monster droog [g] 774,14 757,53 759,94 gedroogd

Massa schaaltje + nat monster [g] 1169,09 1029,52 1025,39 nat

Massa monster nat [g] 914,02 774,61 767,02 nat

Massa schaaltje + monster (110°C) [g] 1027,59 1004,68 1016,22 gedroogd


Waterabsorptie 1 [%] 18,07 2,25 0,93

Waterabsorptie 2 [%] 18,32 3,31 1,21

Waterabsorptie gemiddeld [%] 18,19 2,78 1,07

Tabel 9: Waterabsorptie Jacobs betonpuin

Jacobs beton

Monster 1.1 Monster 1.2 Monster 1.3 Toestand

Massa schaal [g] 256,28 258,41 261,08

Massa schaal+monster [g] 1018,14 1012,14 1009,22 gedroogd

Massa monster droog mi [g] 761,86 753,73 748,14 gedroogd





Waterabsorptie [%] 5,70 5,78 5,69

Gemiddeld [%] 5,72


Tabel 10: Waterabsorptie O.B.B.C. betonpuin

O.B.B.C.

Monster 2.1 Monster 2.2 Monster 2.3 Toestand

Massa schaal [g] 255,58 254,85 254,16

Massa schaal+monster [g] 1008,02 1008,52 1007,86 gedroogd

Massa monster mi [g] 752,44 753,67 753,70 gedroogd





Waterabsorptie [%] 6,09 5,76 5,64

Gemiddeld [%] 5,83

De gemiddelde waarde voor de waterabsorptie die algemeen wordt gevonden voor Belgische

granulaten beschrijven een waarde voor porfier van 0,3 tot 0,8% met een reële volumieke

massa van 2650 tot 2730 kg/m³ [33]. Uit de laboproeven wordt een gemiddelde

waterabsorptie bekomen van 1,07% (porfier 6,3/20) en 2,78% (porfier 2/6,3). Dit is duidelijk

hoger dan de vermelde waarden volgens de literatuur. Daarnaast is de

waterabsorptiecoëfficiënt een materiaaleigenschap. Dit wil zeggen dat de

waterabsorptiecoëfficiënt onafhankelijk is van de gradatie van het granulaat. Het moet een

constante waarde hebben, wat hier duidelijk niet het geval is.

Voor het betonpuin van Jacobs NV en O.B.B.C. NV wordt een waterabsorptie bekomen van

respectievelijk gemiddeld 5,72% en 5,83%. Volgens de fiche van de zeefanalyse van Jacobs

beton is de waterabsorptie 5,51% voor betonpuin 4/20. Hieruit blijkt dat ongeveer dezelfde

waarde wordt bekomen.

Als besluit kan worden aangenomen dat de laboproef nauwkeuriger is voor fracties met een

grotere gradatie zoals 6,3/20, 4/20 en 0/20. De resultaten voor de kleine gradatie porfier 2/6,3

liggen ver buiten de vooropgestelde waarden zoals beschreven in de literatuur. Dit kan te

wijten zijn aan het feit dat fracties met kleinere gradaties moeilijker af te dippen of uit te

lekken zijn op een doek.


In volgende paragraaf wordt de waterabsorptiecoëfficiënt berekend volgens de norm NBN EN

1097-6. Deze norm houdt wel rekening met de gradaties tijdens het uitvoeren van de proef.

Deze norm geeft ook een duidelijkere omschrijving weer van de vochtigheidstoestand van de

granulaten om tot een correctere waterabsorptiecoëfficiënt te komen.

III.2.1.2.2 Waterabsorptie en dichtheid volgens NBN EN 1097-6 (methode 2)

De densiteit van deeltjes en hun waterabsorptie worden bepaald volgens de norm NBN EN

1097-6 [22]. De proefmethode is afhankelijk van de granulaire klasse. De granulaten moeten

eerst opgesplitst worden in verschillende klassen: van 0,063 tot 4 mm, van 4 tot 31,5 mm en

van 31,5 tot 63 mm. De laatste klasse is hier niet van toepassing omdat de maximale

granulaatgrootte 20 mm is van betonpuin 4/20 en porfier 6,3/20. Voor de eerste en tweede

klasse wordt de pyknometer-methode toegepast. Voor deze twee klassen wordt er enkel een

onderscheid gemaakt in het drogingsproces.

Vooreerst worden de granulaten uitgewassen en gezeefd. Daarna worden ze gedroogd in een

droogoven bij 110±5°C. De minimale massa van het representatief granulaatmonster wordt

bepaald door de korrelgrootte, zie Tabel 11. Voor het porfier 2/6,3 wordt het monster gezeefd

en gescheiden in twee klassen: van 0,063 mm tot 4 mm en 4 mm tot 6,3 mm.

De maximale korrelgrootte voor het porfier monster 6,3/20 en betonpuin 4/20 is 20 mm, zodat

via interpolatie een minimale massa van 2,775 kg wordt bekomen voor het proefmonster.

Voor het monster 0,063 mm tot 4 mm is de minimale massa 1 kg.

Tabel 11: Massa granulaatmonster in functie van korrelgrootte

Korrelgrootte Dmax [mm] Massa granulaatmonster [kg]

31,5 5

16 2

8 1

*Interpolatie wordt toegestaan

Voor monsters met een grotere massa dan 2,775 kg wordt de massa verdeeld over drie

pyknometers met elk een inhoud van 1000 ml. Dit wordt verduidelijkt met Figuur 44 voor

Jacobs betonpuin 4/20. Voor het monster met 1 kg is maar één pyknometer nodig. Vervolgens


worden de pyknometers gevuld met water waarbij het monster wordt geweekt gedurende 24

uur. De lucht wordt verwijderd door de pyknometers voorzichtig te draaien om hun as. De

pyknometers worden in een klimaatkamer bewaard bij een constante temperatuur van 20°C.

Na de absorptieperiode wordt het kopstuk op de pyknometer geplaatst en wordt deze

aangevuld met water tot aan de maatstreep. Hiervan wordt de massa bepaald (M2).

Vervolgens worden de granulaten uit de pyknometers verwijderd. De pyknometers worden

terug aangevuld met water tot aan de maatstreep en terug gewogen (M3). Voor de klasse 4 tot

31,5 mm worden de granulaten gedroogd aan de lucht op een doek tot oppervlaktedroge

toestand, zie Figuur 45. Voor de kleinste klasse van 0,063 tot 4 mm worden de deeltjes

uitgespreid op een schaal en onderheven aan een warmte luchtstroom om deze

oppervlakdroog te maken. Dit wordt in het labo uitgevoerd met een ventilator. Het

oppervlaktedroge granulaat wordt vervolgens gewogen (M1). Als laatste wordt het

oppervlaktedroge monster verder gedroogd in een droogstoof bij 110±5°C tot een constante

massa en opnieuw gewogen (M4).

Figuur 44: Pyknometers gevuld met betonpuin 4/20

Figuur 45: Porfier 4/6,3 drogen op doek

Er worden vier verschillende formules gehanteerd. Eén formule bepaalt de waterabsorptie als

een percentage van de droge massa na 24 uur absorptie.

=X�Y = 100 × (�Z −�Y)�Y

De drie andere formules definiëren de dichtheid van de deeltjes in verschillende vorm:


� Absolute volumieke massa: de massa van het ovendroge monster gedeeld door het

volume dat het bezet in het water inclusief de gesloten poriën, maar met uitsluiting van

deze toegankelijk voor het water. Met �w de volumemassa van water.

�B = �A �Y�Y − (�� −�[)

� Reële volumieke massa (bepaald na droging in de oven): de massa van het ovendroge

monster gedeeld door het volume dat het bezet in water inclusief de gesloten poriën en

deze toegankelijk voor het water.

�3\ = �A �Y�Z − (�� −�[)

� Reële volumieke massa (verzadigd): de massa van een granulaatmonster, inclusief de

massa van het water aanwezig in de watertoegankelijke poriën gedeeld door het

volume dat het bezet in water inclusief de gesloten poriën en deze toegankelijk voor

het water.

�]]\ = �A �Z�Z − (�� −�[)


In Tabel 12 en Tabel 13 worden de absorptiewaarden weergegeven na 24 u en de dichtheden

zoals hierboven beschreven. De norm NBN EN 12620 behandelt alle toeslagmaterialen voor

toepassing in beton. Zij geldt voor toeslagmaterialen van natuurlijke of kunstmatige

oorsprong, voor gerecycleerde toeslagmaterialen en voor mengsels van grove en fijne

toeslagmaterialen. De volumemassa’s van toeslagmaterialen moeten ten minste 2000 kg/m³

bedragen [19]. De granulaattypes in Tabel 12 voldoen aan deze voorwaarde.

Voor het betonpuin 4/20 wordt in de berekeningen een volumemassa genomen van 2310

kg/m³ (zie verder, paragraaf III.3). Indien deze waarde wordt vergeleken met de bekomen

waarde van 2394 kg/m³, is dit een goede aanname. Volgens de literatuur is de

waterabsorptiecoëfficiënt (WA24) van betonpuin tussen de 3,7 en 8,7%. De WA24 van

betonpuin 4/20 is na onderzoek 5,36%. Deze waarde ligt binnen het vermelde interval.


Tabel 12: Resultaten van de waterabsorptie en de dichtheid van betonpuin 4/20

Granulaat WA24 [%] ρa [kg/m³] ρrd [kg/m³] ρssd [kg/m³]

Betonpuin 4/20 5,36 2588 2273 2394

Porfier heeft volgens de literatuur een waterabsorptiecoëfficiënt van 0,3 tot 0,8 bij een reële

volumieke massa van 2650 tot 2730 kg/m³. De gemiddelde waarde bekomen via de norm is

0,64%. Ook deze waarde ligt binnen het interval. Daarnaast is het gemiddelde van de reële

volumieke massa’s gelijk aan 2692 kg/m³. Deze waarde voldoet ook aan het interval 2650 tot

2730 kg/m³. Voor porfier wordt in de berekeningen een volumemassa vooropgesteld van 2700

kg/m³. Dit is een zeer goede aanname bij vergelijking met de bekomen volumieke massa van

2692 kg/m³.

Tabel 13: Resultaten van de waterabsorptie en de dichtheid voor porfier

Granulaat WA24 [%] ρa [kg/m³] ρrd [kg/m³] ρssd [kg/m³]

Porfier 6,3/20 0,61 2720 2676 2692

Porfier 2/6,3 2/4 0,67 2739 2690 2708

4/6,3 0,63 2705 2660 2676

Gemiddeld 0,64 2721 2675 2692

De bekomen resultaten zijn dus veel beter in vergelijking met de waarden bekomen via

methode 1 beschreven in paragraaf III.2.1.2.1. Zoals reeds gezegd kan de hoge waarde te

wijten zijn aan het niet voldoende afdippen van de granulaten. De hoofdoorzaak van het

probleem ligt bij de ruime interpretatie van de term “oppervlaktedroge toestand”. Deze term

wordt in de norm niet extra verduidelijkt. Het wordt in de literatuur gedefinieerd als de

toestand waarbij de granulaten verzadigd zijn en droog zijn aan de oppervlakte. Deze definitie

wordt verduidelijkt in Figuur 46.

Figuur 46: De verschillende vochtigheidstoestanden van granulaten [33]


Uit het onderzoek kunnen volgende conclusies genomen worden om de definitie van de

oppervlaktedroge toestand extra kracht bij te zetten:

� Er mag geen waterfilm op de granulaten van het monster en het recipiënt aanwezig

zijn.

� Ze hebben een vochtig uitzicht wat betekent dat de korrels een donker uitzicht hebben

ten opzichte van het kleur van de korrels in volledige droge toestand.

� De korrels mogen niet meer onderling samenhangen en ook niet blijven kleven aan het

recipiënt.

� De oppervlaktedroge toestand wordt niet bereikt voor alle korrels op hetzelfde tijdstip.

Uit het onderzoek blijkt dus dat het onmogelijk is om precies te bepalen op welk tijdstip de

granulaten een oppervlaktedroge toestand bezitten. De resultaten moeten dus beoordeeld

worden met voldoende spreiding. In de literatuur is ook al aangegeven dat de

waterabsorptiecoëfficiënt binnen een ruim interval van 0,3 tot 0,8 % moet liggen voor porfier.


III.2.1.3 RMC-proef

Het mortelgehalte is een belangrijke parameter in het bepalen van het type gerecycleerde

granulaten. Om het aanhechtend mortelgehalte (RMC-waarde) te bepalen, bestaat er nog geen

gestandaardiseerde proef. In de literatuur (zie paragraaf II.7) worden wel verschillende

proeven voorgesteld:

� Behandelen van een betonpuinmonster in een zoutzuur of salpeterzuur oplossing;

� Vriesdooi methode in natriumsulfaat oplossing;

� Productie van een nieuw beton;

� Temperatuursbehandeling.

Butler et al. [5] maakten een vergelijking tussen de verschillende methodes door gebruik te

maken van twee types gerecycleerde granulaten. Uit dit onderzoek is vastgesteld dat de

temperatuursbehandeling de meest effectieve methode is: bijna 100% van de mortel wordt

verwijderd. Hierdoor wordt de keuze gemaakt voor de laatstgenoemde methode.

Hieronder wordt een gedetailleerde uitleg weergegeven van de temperatuursbehandeling. De

RMC-proef is uitgevoerd in het labo te Evere.

Stap 1

Er wordt een gerecycleerd granulaatmonster genomen uit het betonpuin, voorgesteld als mi.

Deze granulaten zijn vooraf gedroogd in een droogstoof bij 110±5°C. Dit monster is vooraf

ontdaan van alle soorten onzuiverheden zoals deeltjes van baksteen, asfalt, plastiek, hout,

enzovoort.

Figuur 47: Afgewogen RMC-monsters

Figuur 48: Verwijderen van de

onzuiverheden


Stap 2

Vervolgens wordt het monster gedurende 2 uur ondergedompeld in een waterbad zodat de

aanhechtende mortel verzadigd is met water.

Figuur 49: RMC-monsters ondergedompeld in water

Stap 3

Het verzadigde monster wordt gedroogd in een oven bij een temperatuur van 500°C. Na 2 uur

wordt het monster in een koud waterbad gegooid. Alle granulaten moeten zich onder het

waterniveau bevinden. Het water wordt gekoeld in een koelkast die ingesteld staat op een

temperatuur net boven het vriespunt: 1 à 2°C.

Figuur 50: Oven op 500°C

Figuur 51: Koelen van het water op 1 à 2°C

De opwarming doet waterdamp ontstaan in de verzadigde mortel en de plotselinge afkoeling

in het koud waterbad veroorzaakt spanningen en scheuren in de mortel. Hierdoor kan de

mortel makkelijker worden verwijderd.


Figuur 52: Betonpuin schrikken in koud waterbad

Figuur 53: Koud waterbad met betonpuin

granulaten

Stap 4

Na deze stappen zal er nog wat mortel achterblijven op de granulaten. Het is immers

onmogelijk dat alle mortel vanzelf breekt en van de granulaten valt zonder het mechanisch te

bewerken. Het is noodzakelijk deze alsnog te verwijderen met behulp van een rubberen hamer

of door de resterende mortel af te krassen.

Figuur 54: Verwijderen van de restmortel met rubberen hamer

Indien alle zichtbare mortel gescheiden is van de granulaten, wordt dit geheel gedroogd in een

droogstoof bij 110±5°C.

Stap 5

Wanneer het geheel van mortelresten en granulaten droog is, wordt het monster gezeefd met

een 4 mm zeef om het grof granulaat te verkrijgen. Het monster wordt gezeefd met een reeks

standaard zeven. Nadien wordt de som genomen van de massa boven de 4 mm zeef. Deze

massa wordt voorgesteld door mt.


Het mortelgehalte wordt dan berekend aan de hand van volgende formule:

�� = %��"ℎ$%ℎ&$"'$()*&$+ = (, −(-(, . 100

Het is belangrijk dat de massa mi wordt gewogen vooraleer bewerkingen erop te doen. Er zou

gedacht kunnen worden om gewoon te werken met de totale droge massa die wordt gebruikt

bij het zeven. Dit zou foutief zijn aangezien er bij een opwarming van 500°C ook intern water

wordt verdampt. Ook stof en fijn materiaal dat verloren gaat tijdens de bewerkingen, zou dan

niet in rekening worden gebracht. Deze hoeveelheid zal logischerwijze worden gerekend bij

het materiaal onder de 4 mm zeef.


In onderstaande tabellen worden de resultaten samengevat van de RMC-waarden voor de

verschillende soorten betonpuin. Er zijn drie soorten betonpuin beproefd, elk betonpuin

afkomstig van een ander bedrijf (zie paragraaf III.1):

� Jacobs NV betonpuin 4/20;

� O.B.B.C NV betonpuin 0/20;

� Orian NV betonpuin 4/20.

Tabel 14: Resultaten RMC-waarden Jacobs betonpuin

Massa monster droog mi [g] Massa boven 4 mm zeef mt [g] RMC [%]

Jacobs 1.1 761,86 453,58 40

Jacobs 1.2 753,73 442,24 41

Jacobs 1.3 748,14 461,06 38

Gemiddelde RMC % 40 %

Tabel 15: Resultaten RMC-waarden O.B.B.C. betonpuin


O.B.B.C. 2.1 752,44 566,03 25

O.B.B.C. 2.2 753,67 608,73 19

O.B.B.C. 2.3 753,70 553,38 27



Tabel 16: Resultaten RMC-waarden Orian betonpuin


Petillion 3.1 764,54 510,47 33

Petillion 3.2 771,16 500,93 35

Petillion 3.3 768,04 467,01 39


De RMC-waarden van Jacobs NV en Orian NV betonpuin hebben dezelfde grootteorde. De

waarde van O.B.B.C NV betonpuin is duidelijk lager. Er werd navraag gedaan bij de

bedrijven over hun breekprocedure. Jacobs NV en Orian NV breken het betonpuin één keer

terwijl er bij O.B.B.C NV tweemaal wordt gebroken. Dit verschil in breekprocedure kan een

verklaring zijn voor het verschil in RMC-waarde. Als er twee keer wordt gebroken, is de kans

groter dat er meer mortel van het originele granulaat breekt en deze hoeveelheid dan niet meer

weergegeven wordt in de RMC-waarde. Hoe meer er wordt gebroken, hoe lager de RMC-

waarde zal zijn en hoe meer het betonpuin aanleunt bij de natuurlijke granulaten. Door de drie

uitgevoerde RMC-proeven is gebleken dat de RMC-waarde ook afhankelijk is van de vorm en

textuur van de originele granulaten. Hoe gladder en ronder het oppervlak van de originele

granulaten, hoe gemakkelijker de aanhechtende mortel kan worden verwijderd. Zo is

experimenteel vastgesteld dat de aanhechtende mortel veel makkelijker te verwijderen is bij

ronde granulaten in vergelijking met ruwe, hoekige granulaten. Als laatste is de RMC-waarde

ook afhankelijk van de sterkte van de originele mortel. Hoe sterker de originele mortel, hoe

moeilijker deze te scheiden is van de originele granulaten.

Belangrijke opmerking: Voor de gerecycleerde betonsamenstellingen wordt enkel het Jacobs

betonpuin 4/20 (RMC-waarde: 40%) gebruikt.


III.2.2 Proeven op vers beton

III.2.2.1 Zetmaat

De zetmaat wordt bepaald met een Abrams-kegel (slump test) volgens de norm NBN EN

12350-2. De Abrams-kegel heeft de vorm van een afgeknotte kegel met een hoogte van 300

mm. De inwendige diameters van de openingen onderaan en bovenaan bedragen

respectievelijk 200 mm en 100 mm. Dit is te zien in Figuur 55. Voor de aanvang van de

eigenlijke proef wordt de kegel aan de binnenzijde lichtjes bevochtigd om de invloed van de

wandwrijving te reduceren. De conus wordt drie maal gevuld met een laag vers beton. Iedere

laag wordt op zijn beurt verdicht door 25 prikken met een genormaliseerde stalen prikstaaf

met diameter 16 mm en lengte 600 mm. De uiteinden van deze prikstaaf zijn afgerond

volgens een half boloppervlak. Het bovenvlak van de betonspecie wordt afgestreken via een

horizontale "zaag- en rolbeweging" van de prikstaaf die in contact blijft met de bovenrand van

de vorm. Nadat de kegel volledig gevuld is, wordt hij langzaam omhoog getrokken. Het beton

zakt vervolgens over een welbepaalde hoogte in. Deze hoogte wordt gemeten tussen de

hoogte van de kegel en het hoogste punt van de betonspecie. De inzakking van het beton

wordt de zetmaat of slump genoemd. De zetmaat is dus een maat voor de plasticiteit van het

beton [3].

Figuur 55: Kegelmantel

De Europese norm EN 206-1:2000 legt de vijf consistentieklassen vast. Deze zijn terug te

vinden in Tabel 17.

Tabel 17: Zetmaat - Consistentieklassen

Consistentie Zetmaat

Aardvochtig S1 ( ≤ 40 mm)

Half plastisch S2 (50 tot 90 mm)

Plastisch S3 (100 tot 150 mm)

Zeer plastisch S4 (160 tot 220 mm)

Vloeibaar S5 ( ≥ 220 mm)


III.2.2.2 Schokmaat

De schokmaat wordt bepaald volgens de norm NBN EN 12350-5. Er wordt gebruikgemaakt

van een schoktafel die bestaat uit een ronde vlakke staalplaat. De staalplaat is onrechtstreeks

verbonden met een stang. Met behulp van deze stang wordt het bovenraam tegen de aanslag

getild en losgelaten. Deze handeling veroorzaakt een schok. De betonspecie wordt in twee

lagen gevuld in een open afgeknotte kegelmantel met een hoogte van 200 mm. De inwendige

diameters van de openingen onderaan en bovenaan bedragen respectievelijk 200 mm en 130

mm. De twee lagen worden elk apart verdicht door tien prikken met een prikstaaf. De

prikstaaf heeft een vierkante doorsnede met een zijde van 40 mm. De kegelmantel wordt

voorzichtig opgetild. De tafel wordt onderworpen aan 15 schokken. Tussen de schokken door

bedraagt de tijd minimum twee en maximum vijf seconden. Tenslotte wordt de lengte

gemeten van twee onderling loodrechte diameters van de uitgespreide betonspecie. De

uitspreiding van de schoktafel is het gemiddelde van de twee gemeten diameters. Dit wordt de

schokmaat genoemd en betreft dus een dynamische meting [3]. De consistentieklassen zijn

terug te vinden in Tabel 18.

Figuur 56: Schoktafel

Tabel 18: Schokmaat - Consistentieklassen

Consistentie Schokmaat

Aardvochtig F1 ( ≤ 340 mm)

Half plastisch F2 (350 tot 410 mm)

Plastisch F3 (420 tot 480 mm)

Zeer plastisch F4 (490 tot 550 mm)

Vloeibaar F5 (560 tot 620 mm)

Zeer vloeibaar F6 ( ≥ 630 mm)


III.2.2.3 Luchtgehalte

De Belgische norm NBN EN 12350-7 beschrijft de proefmethode voor het bepalen van het

luchtgehalte in vers beton. Deze methode is gebaseerd op de relatie tussen het volume van de

lucht en de toegepaste druk. De wet van Boyle (p.V = R.T) beschrijft deze relatie bij

constante temperatuur. Bij een goed geijkt proeftoestel, kan het luchtgehalte van het vers

beton onmiddellijk worden afgelezen [3].

Figuur 57: Proeftoestel ter bepaling van het luchtgehalte

III.2.2.4 Volumieke massa

Er wordt een welbepaald recipiënt gevuld met een vers beton. Het recipiënt heeft een gekend

volume. Door het bepalen van de massa van de hoeveelheid beton die het volume vult, kan

direct de volumieke massa becijferd worden. Het beton in het recipiënt wordt uiteraard goed

verdicht met behulp van een trilnaald [3].


III.2.3 Proeven op verhard beton


Het enige verschil met de natte volumieke massa is dat hier geen recipiënt moet worden

gevuld. De volumieke massa wordt bepaald door het wegen van de kubussen met gekende

afmetingen gebruikt voor de druksterkte (zie volgende paragraaf).

III.2.3.2 Druksterkte

Onder druksterkte van het beton verstaat men de gemiddelde breukspanning over de

doorsnede van een op enkelvoudige druk belast betonnen proefstuk [3].

De druksterkte wordt hoofdzakelijk beïnvloed door de betonsamenstelling zelf en door de

ouderdom van het beton. Secundaire maar niet onbelangrijke invloeden zijn: de

bewaaromstandigheden van het beton, de vorm en afmetingen van het proefstuk, de vlakheid

van het contactvlak van zowel de persplaat als het beton en de snelheid van belasten.

De druksterkte van het beton wordt bepaald door het uitvoeren van drukproeven op

vervaardigde proefstukken. De meest gebruikte proefstukken zijn cilinders, kubussen en

prisma’s. De drukproef wordt uitgevoerd volgens de richtlijnen in NBN EN 12390-3.

De kubussen en cilinders hebben gestandaardiseerde afmetingen. Er worden kubussen

gebruikt met riblengte 150 mm en cilinders met hoogte van 300 mm en een diameter van 150

mm. In deze thesis zal er gebruikgemaakt worden van de kubussen met riblengte 150 mm.

De proefstukken worden na het vervaardigen bewaard in een vochtige kamer bij 20°C en

> 90% relatieve vochtigheid of onder water. De beproeving gebeurt op een genormaliseerde

ouderdom van 28 dagen.

Het beproeven van de proefstukken gebeurt door middel van een hydraulische pers waarbij de

belasting continu en zonder stoten wordt toegepast. Het proefstuk wordt onderworpen aan een

drukkracht die volgens een voorgeschreven snelheid toeneemt. Het verhogen van de

drukkracht gebeurt automatisch waardoor de druk met zekerheid gelijkmatig toeneemt. De

spanningstoename bedraagt 0,4 tot 0,8 N/mm² per seconde. De duur van de drukproef

bedraagt ongeveer 70 seconden.


Men dient voor de eigenlijke drukproef na te gaan of de vlakken die in contact komen met de

drukplaten van de proefmachine voldoen aan de vlakheidseisen die in de voorschriften

vermeld zijn. Wanneer er bijvoorbeeld een grindkorrel boven het vlak uitsteekt, drukt men

tijdens de proef met de persplaat op een oneffen contactvlak. Hierdoor ontstaat een

puntcontact ter plaatse van de uitstekende grindkorrel waardoor de globale weerstand kan

afnemen. De kubussen worden gepositioneerd zodat de meest ruwe kant niet dient als

drukvlak. Op deze manier moeten de kubussen niet meer mechanisch worden bewerkt.

Figuur 58: Drukpers (tot 6000 kN) labo Magnel

De belasting wordt voortgezet tot het proefstuk breekt door het overschrijden van de

inwendige spanningen. De maximale belasting F wordt digitaal afgelezen met een

meetnauwkeurigheid van 0,1 kN.

De druksterkte wordt vervolgens berekend op basis van volgende formule:

�̂,�G; = �X� [ Nmm�] Met:

� F : de maximumkracht in N;

� Ac : de dwarsoppervlakte waarop de drukkracht wordt uitgeoefend in mm².

De gemeten druksterkte voor een welbepaald beton is afhankelijk van de vorm en de

afmetingen van het gebruikte proefstuk. Hoe hoger en/of hoe slanker het proefstuk, des te

kleiner de gemeten druksterkte wordt. Aangezien beton geen exacte wetenschap en een


heterogeen materiaal is, zal er een zekere spreiding op de proefresultaten terug te vinden zijn.

De spreiding zal des te kleiner zijn naarmate het beton homogener is.

III.2.3.3 Treksterkte

Beton weerstaat zeer slecht aan trek. De breuk wordt voor normaal beton meestal ingeleid via

aanwezige microscheuren en holten die hetzij zich uitbreiden, hetzij aanleiding geven tot

scheurinitiatie onder toenemende trekspanningen. De vermelde microscheuren zijn

hoofdzakelijk hechtingsscheuren in het contactvlak tussen de grove granulaten en de

cementsteen [3].

De treksterkte kan op drie verschillende manieren bepaald worden volgens de Belgische

norm:

� Rechtstreekse trek (NBN B 15-211);

� Bepaling van de splijttreksterkte (NBN EN 12390-6);

� Bepaling van de buigtreksterkte (NBN EN 12390-5).

Er zal in deze thesis enkel gebruikgemaakt worden van de laatste twee proefmethoden. Deze

twee methodes worden hieronder besproken.

Bepaling van de buigtreksterkte

De meest gebruikte manier om de treksterkte van beton proefondervindelijk te bepalen is de

buigproef op prismatische proefstukken. De proefstukken bestaan uit prisma’s met

vierkantvormige sectie met zijden d van 150 mm. De lengte moet volgens de norm groter zijn

dan 3,5d. Als lengte wordt 600 mm genomen. De prisma’s zijn dus balkvormige proefstukken

met afmetingen 150x150x600 mm. De prismavormige proefstukken worden onderworpen aan

een buigmoment door de uitoefening van een belasting door middel van rollen boven- en

onderaan de proefstukken. Men noteert de maximale belasting die tijdens de proef wordt

geregistreerd en berekent hieruit de buigtreksterkte (fct,fl).


In het geval van een driepuntsbuigproef is de formule voor de buigtreksterkte als volgt:

�̂-,DH = 32 . �. +'Z. d�� [b((�]

Met:

� F : de maximale kracht in N;

� l : de overspanning in mm;

� d1 en d2: laterale afmetingen van het proefstuk in mm, d2 zijnde de hoogte en d1 de

breedte.

Figuur 59: Opstelling driepuntsbuigproef [3]

Figuur 60: Driepuntsbuigproef labo Magnel

Het verband tussen de buigtreksterkte en de rechtstreekse treksterkte bij een

driepuntsbuigproef is:

�̂- = 0,6. �̂-,DH

Bepaling van de splijttreksterkte

Deze proef wordt uitgevoerd na de driepuntsbuigproef. Hierdoor zijn de prisma's gebroken in

twee helften en wordt op elke helft een splijtproef uitgevoerd. Deze waarde heeft dan de

splijttreksterkte (fct,sp).

Het proefstuk wordt op druk belast volgens twee beschrijvende rechten waarbij de

theoretische lijnlast uitgeoefend wordt als een last verdeeld over een belastingsstrookje uit een

halfhard materiaal (een houtlatje). Volgens de x-as ontstaan er trekspanningen. Indien a <


(1/10)d zouden de splijtspanningen nagenoeg eenparig verdeeld zijn over de hoogte (zie

Figuur 61). De splijttreksterkte wordt berekend met de formule:

�̂-,]d = 2. Fπ. l. d[ b((�] Met:

� F : de maximale kracht in N;

� l : de lengte van het proefstuk in mm;

� d : de diameter, respectievelijk hoogte van het proefstuk in mm.

Figuur 61: Opstelling splijtproef [3]

Figuur 62: Splijtproef labo Magnel

Het verband tussen de splijttreksterkte en de rechtstreekse treksterkte bij een splijtproef is:

�̂- = 0,9. �̂-,]d

III.2.3.4 Elasticiteitsmodulus

De elasticiteitsmodulus wordt bepaald volgens de norm NBN B 15-203. Een belangrijke

eigenschap van een materiaal is de vervorming onder invloed van een belasting. Indien een

betonproefstuk onderworpen wordt aan een één-assige kortstondige drukproef, wordt een

verband tussen de axiale drukspanning σc en de axiale stuik εc bekomen. Hierbij is εc = ∆l/l

met ∆l de verkorting en l de oorspronkelijke lengte van het proefstuk. De verhouding tussen

de gemeten spanning en stuik is nagenoeg constant bij lage spanningen. Maar bij hogere

spanningen blijkt de stuik meer toe te nemen in vergelijking met de spanningen. Deze extra


vervormingstoename wordt naast de visco-elastische eigenschap van het materiaal mede

veroorzaakt door het ontstaan van microscheurtjes in het beton. In een vervormingsgestuurde

proef kan ook de dalende tak in het diagram worden doorlopen [3].

Concreet is de elasticiteitsmodulus E de verhouding tussen de drukspanning en de

corresponderende stuik. Dit wordt uitgedrukt in N/mm², E = hi. Het verband wordt geschetst in

Figuur 63.

Figuur 63: Spanning-rek diagram voor beton onderworpen aan axiale druk [3]

Er wordt echter wel een onderscheid gemaakt tussen twee verschillende elasticiteitsmoduli,

namelijk de tangens- en de secanselasticiteitsmodulus [3]. In deze thesis wordt er dieper

ingegaan op de secanselasticiteitsmodulus, soms ook de statische elasticiteistmodulus

genoemd.

Alvorens de proef aan te vatten, dienen de proefstukken te worden voorbereid. Het principe

daarvan wordt schematisch geïllustreerd in Figuur 64. De proefstukken bestaan uit cilinders

met een diameter van 150 mm en een hoogte van 300 mm. Op drie plaatsen, met een hoek van

120° ertussen, worden rekstrookjes geplaatst met een meetbasis van 120 mm. De rekstrookjes

worden vastgelijmd op de cilinder met een tweecomponentenlijm. De rekstrookjes worden op

hun beurt, via een elektrische bedrading, verbonden met een computer. Eens de verbinding tot

stand wordt gebracht, kan het proefstuk gepositioneerd worden in de drukpers. Na deze

voorbereiding kan de eigenlijke proef starten.


Figuur 64: Principeschets voorbereiding elasticiteitsmodulus

De proefstukken zijn bewaard in een vochtige kamer bij een temperatuur van 20°C en een

relatieve vochtigheid van 90% tot ze worden beproefd. Om tot goede resultaten te komen,

dienen net zoals bij de drukproeven de drukvlakken voldoende effen te zijn. Indien dit niet het

geval is, wordt meer op de ene kant van de cilinder gedrukt dan op de andere kant wat leidt tot

spanningsconcentraties. De juiste haaks- en vlakheid wordt verkregen door het oppervlak te

bewerken door zagen.

Figuur 65: Elasticiteitsmodulus labo Magnel

De methode bestaat erin de rek op te meten, via rekstrookjes, van een proefstuk uit verhard

beton dat wordt onderworpen aan drie belastingscycli. Bij iedere belastingscycli loopt de

spanning eerst op van de beginspanning = 0,5 N/mm² tot één derde van druksterkte van het

beton om vervolgens terug te dalen tot de beginspanning. Ieder proefstuk ondergaat dus

driemaal een lus tussen de beide belastingsniveaus. Bij elk belastingsniveau wordt de


opgelegde kracht gedurende 90 seconden aangehouden. Het ontlasten of belasten van het

proefstuk van 0,5 N/mm² tot 1

3 fc,cub N/mm² duurt ongeveer 30 seconden. Daarna wordt de

drukspanning verhoogd ter bepaling van de breukbelasting. Dit proces gebeurt volledig

automatisch zodanig dat de spanning gelijkmatig toeneemt of afneemt met een snelheid van

0,8 ± 0,4 N/mm² per seconde.

De secansmodulus wordt dan bepaald via de wet van Hooke die de verhouding tussen de

spanning en de rek vastlegt.

Ecm=∆σ∆ε

De secanselasticiteitsmodulus is de helling van een rechte getrokken door een punt met een

aanvangsspanning σc,1 = 0,5 N/mm² en een volgend spanningspunt dat overeenkomt met een

derde van de vooraf bepaalde druksterkte van het beton σc,2 = 1

3 fc. Dit wordt voorgesteld in

Figuur 66 en weergegeven in formulevorm:

Ecm= σc,2− σc,1

εc,2,n− εc,1,n

Met:

� Ecm: de secanselasticiteitsmodulus in MPa;

� εc,1,n: de vervorming, herleid tot de meetbasis, gemeten in de nde belastingscyclus bij

σc,1 [-];

� εc,2,n: de vervorming, herleid tot de meetbasis, gemeten in de nde belastingscyclus bij

σc,2 [-].


Figuur 66: De secanselasticiteitsmodulus waarbij tan αcm = Ecm [10]

III.2.3.5 Krimp

De krimp wordt beproefd aan de hand van de norm NBN B 15-216. Beton dat in de lucht

verhardt, neemt na enige tijd een kleiner volume in tengevolge van verlies aan water: "het

krimpt". Dit verlies doet zich voornamelijk voor door verdamping (uitwisseling met de

omgeving) en in mindere mate door de hydratatie- en carbonatatiereactie [3].

Het krimpen van beton manifesteert zich voornamelijk wanneer de hoeveelheid

aanmaakwater groot en de atmosfeer droog is. Hoe groter de hoeveelheid cement bij een

gegeven W/C-factor, hoe groter de krimp van het beton is. Uiteraard laat krimp zich het

sterkst gevoelen in het nog jonge beton. Naarmate het beton ouder wordt, vermindert de nog

te verwachten krimp.

Het doel van de proef is het meten van de lengtevermindering van betonnen proefstukken,

bewaard in constante thermische en hygrometrische voorwaarden, in functie van de tijd.

De proefstukken zijn rechtstaande balkjes met een breedte van 150 mm, diepte van 150 mm

en een hoogte van 600 mm. Er worden twee proefstukken voorzien per betontype en bewaard

in gecontroleerde omstandigheden in de grote klimaatzaal van Magnel. De temperatuur

bedraagt er 20°C en de relatieve luchtvochtigheid 60%. De proefstukken moeten vrij kunnen

vervormen en worden op hun kop geplaatst in de klimaatzaal.


Op iedere verticale zijde van het rechtstaande balkje worden er twee demecpuntjes gelijmd in

het midden van de vlakken. Per proefstuk kunnen er vier krimpmetingen worden uitgevoerd.

Figuur 67: Lijmen van demecpuntjes op de

prisma's

Figuur 68: Proefstukken in de klimaatzaal

De krimp wordt gemeten volgens de lengteas van het proefstuk door middel van een

demecmeter. De krimp is gedefinieerd als de lengteverandering van de afstand tussen de twee

demecpuntjes. De waarde van de eerste meting geldt als nulpunt. Het verschil van de waarden

tussen twee metingen, geeft dan de lengteverandering weer. Er wordt gebruikgemaakt van de

demecmeter Demec 8"-4 met als schaalfactor 0,984.10-5. De demecmeter wordt voor iedere

meting geijkt met een ijkstaaf. De krimp wordt uitgedrukt in µm/m.

Figuur 69: De demecmeter

De krimpmetingen gebeuren op regelmatige basis: in de eerste 28 dagen iedere dag behalve in

het weekend. Na 28 dagen worden de metingen uitgevoerd om de twee à drie dagen. De

resultaten worden uitgezet in een grafiek in functie van de ouderdom.


III.3 Betonsamenstellingen

III.3.1 Algemeen

In onderstaande paragrafen worden de verschillende betonsamenstellingen berekend en

weergegeven. Bij het berekenen van deze samenstellingen zijn er twee fouten opgetreden.

Deze fouten zullen slechts een kleine invloed hebben op de harde betoneigenschappen maar

worden hier toch vermeld ter aanvulling.

De eerste fout heeft betrekking tot de keuze van de waterabsorptiecoëfficiënt. In onderstaande

paragrafen is gebruikgemaakt van de waterabsorptiecoëfficiënten verkregen via methode 1

(zie paragraaf III.2.1.2.1). Deze coëfficiënten geven een te hoge waarde in vergelijking met de

waarden verkregen volgens de norm NBN EN 1097-6 (methode 2). De berekende

hoeveelheden voor het door de granulaten geabsorbeerd water zullen in dit opzicht ietwat te

hoog zijn. Dit komt vooral voor bij het klassiek beton aangezien er gewerkt wordt met

absorptiewaarden van 1,07 en 2,78% voor respectievelijk porfier 6,3/20 en 2/6,3, terwijl

volgens de proef via NBN EN 1097-6 voor porfier algemeen een waterabsorptiecoëfficiënt

van 0,64% wordt bekomen. Bij de gerecycleerde granulaten is deze fout zeer miniem,

aangezien de waterabsorptiecoëfficiënten volgens de twee manieren bijna niet verschillen van

elkaar: 5,72 en 5,36%. Het door de granulaten geabsorbeerd water bij de gerecycleerde

betonsamenstellingen is dus vrij correct.

Daarnaast is nog een tweede fout geslopen in de berekeningen. Deze fout heeft te maken met

het luchtgehalte in het klassiek en gerecycleerde beton verkregen via de traditionele methode.

Het luchtgehalte werd pas als laatste bepaald. Na alle bestandsdelen om te zetten in volumes,

werd er een bepaald volume X l/m³ bekomen. Vervolgens werd er gebruikgemaakt van de

gelijkheid 1 m³ = 1000 l. Het overblijvend gedeelte was verondersteld lucht te zijn. Er werd

dus een luchtgehalte van 1000 - X l/m³ verkregen. Dit is een foute interpretatie. In een beton

zonder luchtbelvormer is 1% een algemeen aanvaard luchtgehalte. Er moet vooraf standaard

10 l/m³ aan lucht ingerekend worden.

Aangezien deze thesis vooral de intentie heeft om de gerecycleerde betonsamenstellingen via

de traditionele en EMV-methode met elkaar te vergelijken, is een tweede gerecycleerd beton

via de traditionele methode gemaakt met een correct luchtgehalte (Traditioneel 2), zie

volgende paragrafen.


In de volgende paragrafen hebben alle betonsamenstellingen een W/C-factor van ongeveer

0,45. Hiervoor wordt er enkel rekening gehouden met het effectief watergehalte.

III.3.2 Klassiek beton (NA-concrete)

In Tabel 19 bevindt zich de betondosering opgegeven door Dhr. ir. Luc Rens. Het gaat om een

standaard wegenbeton zonder toevoeging van luchtbelvormer en plastificeerder.

Het door granulaten geabsorbeerd water neemt geen volume in want het zit gevat in de

granulaten. In totaal wordt 18 liter geabsorbeerd water in rekening gebracht. In de

betonsamenstelling zit 815 kg/m³ porfier 6,3/20 met een waterabsorptiecoëfficiënt van 1,07%.

Per kubiek bedraagt de waterabsorptie van dit type granulaat dus (1,07/100).815 = 8,72 kg/m³.

Anderzijds is er 350 kg/m³ porfier 2/6,3 aanwezig in de beton met een

waterabsorptiecoëfficiënt van 2,78%. Per kubiek bedraagt de waterabsorptie van deze gradatie

porfier (2,78/100).350 = 9,73 kg/m³. In het totaal bedraagt de absorptie van de twee

granulaattypes dus 8,72 + 9,73 = 18,45 = ± 18 kg/m³.

Tabel 19: Opgegeven betonsamenstelling klassiek beton

Samenstelling Klassiek

l/m³ kg/m³

Porfier 6,3/20 302 815

Porfier 2/6,3 130 350

Gebroken beton 4/20 - -

Rond zand 0/4 255 675

Cement CEM III/A 42,5 N LA 380

Effectief water 170

Door granulaten geabsorbeerd water 18

Totaal water 188

Totaal 2408


Hieruit volgt de equivalente NA-concrete voorgesteld in Tabel 20 en visueel weergegeven in

het taartdiagram eronder.

Tabel 20: Betonsamenstelling klassiek beton (equivalent NA-concrete)

Klassiek beton

Materiaal Proportie Bulkdichtheid Volume

kg/m³ kg/m³ l/m³

Grove granulaten 1165 2700 431

Mortel 568

Fijne granulaten 675 2650 255

Cement CEM III 380 3000 127

Water 188 1000 170

Lucht 17

Totaal 2408 1000

Figuur 70: Taartdiagram betonsamenstelling klassiek beton

III.3.3 Gerecycleerd beton via de traditionele methode

III.3.3.1 Gerecycleerd beton "Traditioneel 1"

Deze betonsamenstelling werd ook opgegeven door Dhr. ir. Luc Rens. Het gerecycleerd beton

via de traditionele methode houdt in dat een bepaald percentage aan natuurlijke granulaten

wordt vervangen door gerecycleerde granulaten. De rest van de bestanddelen van het beton

wordt behouden zoals in het klassiek beton: de mortelmatrix heeft volledig dezelfde

samenstelling als deze van het klassiek beton.

431

568

Volumes klassiek beton [l/m³]

Grove granulaten

Mortel

255

127

170

17

Volumes mortel [l/m³]

Fijne granulaten

Cement CEM III

Water

Lucht


Het massagehalte aan gerecycleerd materiaal tegenover de grove granulaten in dit beton

bedraagt ongeveer 67%:

:$*$%j%+$$*'$W*�"k+�&$":*)U$ + W$*$%j%+$$*'$W*�"k+�&$" = 695350 + 695 = 66,5%

Tabel 21: Betonsamenstelling van het gerecycleerd beton "Traditioneel 1"

Gerecycleerd beton: "Traditioneel 1"


kg/m³ kg/m³ l/m³


Gerecycleerde granulaten 695 2310 301

Mortel 569



Water 210 1000 170

Lucht 18

Totaal 2310 1000 Bij een gerecycleerd beton wordt de waterabsorptiecoëfficiënt alleen toegepast op de

proportie aan gerecycleerde granulaten. Aan deze granulaten hangt een hoog gehalte aan

mortel en dit slorpt veel makkelijker water op in vergelijking met de natuurlijke grove

granulaten. Het door de granulaten geabsorbeerd water bedraagt nu (5,72/100).695 = ± 40

kg/m³. De totale proportie water in de betonsamenstelling bedraagt dus 170 + 40 = 210 kg/m³.

Deze absorptie neemt terug geen volume in, vandaar is het totale volume water in het beton

enkel 170 l/m³.

Figuur 71: Taartdiagram gerecycleerd beton "Traditioneel 1"

130

301569

Volumes "Traditioneel 1" [l/m³]

Grove granulaten

Gerecycleerde granulaten

Mortel

255

127

170

18


Fijne granulaten

Cement CEM III

Water

Lucht


III.3.3.2 Gerecycleerd beton "Traditioneel 2"

"Traditioneel 1" bezit een te groot luchtgehalte (18 > 10 l/m³), hierdoor wordt een nieuw

gerecycleerd beton via de traditionele methode vervaardigd, genaamd "Traditioneel 2". De

rest van de werkwijze is analoog zoals het beton in de vorige paragraaf. Om aan 1000 l/m³ te

komen, worden nu de proporties van de grove gerecycleerde en natuurlijke granulaten

verhoudingsgewijze aangepast. De mortelmatrix blijft terug hetzelfde zoals in het klassiek

beton. Ook hier is de waterabsorptiecoëfficiënt gelijk aan 5,72%.

Tabel 22: Betonsamenstelling van het gerecycleerd beton "Traditioneel 2"

Gerecycleerd beton: "Traditioneel 2"


kg/m³ kg/m³ l/m³


Gerecycleerde granulaten 710 2310 307

Mortel 561



Water 210 1000 170

Lucht 10

Totaal 2330 1000

Figuur 72: Taartdiagram gerecycleerd beton "Traditioneel 2"

Het massagehalte aan gerecycleerd materiaal tegenover de grove granulaten in dit beton


:$*$%j%+$$*'$W*�"k+�&$":*)U$ + W$*$%j%+$$*'$W*�"k+�&$" = 710355 + 710 = 66,7%

131

307561

Volumes "Traditioneel 2" [l/m³]

Grove granulaten

Gerecycleerde granulaten

Mortel

255

127

170

10


Fijne granulaten

Cement CEM III

Water

Lucht


III.3.4 Gerecycleerd beton via de EMV-methode

Voor de gedetailleerde uiteenzetting van de berekening voor een EMV-beton wordt verwezen

naar de literatuur (zie paragraaf II.8.3).

III.3.4.1 Bepalen eigenschappen van de bestanddelen

De eerste stap bestaat uit het bepalen van alle variabelen van zowel de gerecycleerde als van

de natuurlijke granulaten.

Tabel 23: Startgegevens voor de EMV-berekening

Eigenschap NA RA Cement

SGb [kg/m³] 2700 2310 3000

RMC [%] / 40 /

De specifieke bulkdichtheid SGb van de gerecycleerde granulaten is afhankelijk van de RMC-

waarde. De RMC-waarden voor enkele gerecycleerde granulaten in de literatuur zijn gelijk

aan 0, 23 en 41%. Deze granulaten hebben een specifieke bulkdichtheid van respectievelijk

2700, 2420 en 2300 kg/m³. Op basis van deze waarden wordt een exponentiële functie

bepaald om het verloop van de specifieke bulkdichtheid in functie van de RMC-waarde te

kennen. Deze functie is weergegeven in Figuur 73.

Figuur 73: Grafiek ter bepaling van de bulkdichtheid in functie van de RMC-waarde [6]

De specifieke bulkdichtheid kan theoretisch niet naar nul gaan waardoor een horizontale

asymptoot zal bereikt worden bij grote waarden. Theoretisch kan de RMC-waarde maximaal

100% bedragen: de gerecycleerde granulaten bestaan dan enkel uit mortel. Met deze waarde

komt een specifieke bulkdichtheid van 2190 kg/m³ overeen. In ons geval bedraagt de RMC-


waarde 40%. Als dit wordt ingevuld in de formule horende bij Figuur 73, wordt er een

specifieke bulkdichtheid van 2314 kg/m³ bekomen of afgerond naar 9:;�� = 2310 kg/m³.

Bij de berekening van de EMV-methode wordt voor het volume water enkel gewerkt met het

effectief volume (.AB-43/�0�12�34-4 = 170 kg/m³; zie equivalente NA-concrete paragraaf III.3.2).

Het door de granulaten geabsorbeerd water mag hier niet in rekening worden gebracht.

III.3.4.2 Fijnheidsmodulus

De zeefproef voor rond zand 0/4 is terug te vinden in paragraaf III.2.1.1.

Tabel 24: Zeefproef rond zand 0/4

Rond zand 0/4

Zeef [mm] Zeefrest [g] Zeefrest [%] Doorgang [%] Gecum. zeefrest [%]

31,5 0,00 0,00 100,00 0,00

20 0,00 0,00 100,00 0,00

14 0,00 0,00 100,00 0,00

10 0,00 0,00 100,00 0,00

6,3 4,61 0,31 99,69 0,31

4 48,42 3,25 96,45 3,55

2 113,75 7,63 88,82 11,18

1 206,60 13,85 74,97 25,03

0,500 524,46 35,16 39,81 60,19

0,250 493,28 33,07 6,75 93,25

0,125 93,65 6,28 0,47 99,53

0,063 5,02 0,34 0,13 99,87

Vulstof 1,88 0,13 0,01 99,99

Totaal 1491,67 99,99

Verlies 0,08 0,01

De fijnheidsmodulus is een waarde die wordt berekend door de som te maken van de

gecumuleerde zeefresten op de zeven met afmetingen 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0,500 mm, 0,250

mm, 0,125 mm en deze som te delen door 100. Hier wordt dit:

(3,55 + 11,18 + 25,03 + 60,19 + 93,25 + 99,53)/100 = 2,93

Deze waarde zal nodig zijn voor verdere berekeningen in de volgende paragrafen.


III.3.4.3 Bepalen verhouding R

De belangrijkste stap bestaat uit het bepalen van het volume gerecycleerde granulaten (RA) in

de nieuwe gerecycleerde betonmix (RA-concrete), gegeven door .��0�12�34-4. Het volume

van de nieuw toe te voegen NA in dezelfde mix wordt dan ./��0�12�34-4. Een belangrijke

parameter in deze methode is de verhouding van het volume NA in de RA-concrete op deze in

de NA-concrete, aangeduid door R.

� = ./��0�12�34-4./�/�0�12�34-4

Merk op dat deze parameter een waarde aanneemt tussen 0 en 1, waarbij R = 0 staat voor een

betonmengeling met 100 % RA en R = 1 overeenkomt met een mix met 100 % nieuwe NA.

Aan deze verhouding zijn enkele limieten en condities gekoppeld.

De verhouding R wordt enkel gelimiteerd door een minimumwaarde die rekening houdt met

de RMC-waarde. Het volume RA in de nieuwe RA-concrete wordt gelijk genomen aan het

volume NA in de NA-concrete. Het volume aanhechtende mortel in het betonpuin wordt

rechtstreeks vervangen door nieuwe natuurlijke granulaten.

.��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 .�6��0�12�34-4 = ./��0�12�34-4

Hierdoor wordt de verhouding R gegeven door:

� = .�6��0�12�34-4.��0�12�34-4 = ?1 − (1 − �� ). 9:;��9:;/�@ = l1 − (1 − 0,40). 23102700n = 49%

Daarnaast wordt ook de minimale R-waarde bepaald. Deze waarde kan dan worden

vergeleken met bovenstaande vergelijking. Bij een maximale nominale granulaatgrootte gelijk

aan 20 mm en een fijnheidsmodulus van de fijne granulaten gelijk aan 2,93, geeft Tabel 25

een .>�0/�/�0�12�34-4 gelijk aan 0,607. Dit is verkregen via interpolatie.

Masterproef

Tabel 25: Bulkvolumes van droge grove granulaten per eenheidsvolume beton

De andere variabelen werden hiervoor reeds

�C,2 =III.3.4.4 Bepalen volume RA en NA in de nieuwe RA

Het volume RA in de RA

aan te nemen als het volume NA in de NA

gecontroleerd met de formule opgesteld in de literatuur

.��0�12�34-4

Het volume aan natuu

verhouding R:

./��Voor de volledigheid worden b

=7>0��0�12�34-4=7>0/��0�12�34-4


Bulkvolumes van droge grove granulaten per eenheidsvolume beton

variabelen werden hiervoor reeds vernoemd.

1 ��1 � ��

.>�0/�/�0�12�34-4 .

9:;��

9:;/� � 1 �

�1 � 0,40�

0,607

Bepalen volume RA en NA in de nieuwe RA-concrete

Het volume RA in de RA-concrete werd in de vorige stap vastgelegd door dezelfde waarde

aan te nemen als het volume NA in de NA-concrete, nl. 431 l/m³.

gecontroleerd met de formule opgesteld in de literatuur:

�12�34-4 �./�/�0�12�34-4. �1 � ��

�1 � �� .9:;

��

9:;/�

�431. �1 � 0

�1 � 0,40�.23102700

Het volume aan natuurlijke granulaten kan vervolgens worden bepaald met behulp van de

/��0�12�34-4 � �. ./�

/�0�12�34-4 � 0,49. 431 �

Voor de volledigheid worden beide volumes omgezet naar hun massahoeveelheden:

�12�34-4 �./�/�0�12�34-4.9:;

�� 431.2,310

�12�34-4 �./��0�12�34-4 .9:;

/� � 210.2,700

Jan Vanlerberghe 120

Bulkvolumes van droge grove granulaten per eenheidsvolume beton [16]

.2310

2700� 16%

concrete werd in de vorige stap vastgelegd door dezelfde waarde

rete, nl. 431 l/m³. Dit kan ook worden

0,49�

�23102700

� 431+/(³

rlijke granulaten kan vervolgens worden bepaald met behulp van de

� 210+/(³

massahoeveelheden:

310 � 996qW/(³

700 � 567qW/(³


III.3.4.5 Bepalen mortelvolume

Het origineel mortelvolume wordt berekend via onderstaande formule:

.�6��0�12�34-4 =.��0�12�34-4. ?1 − (1 − �� ). 9:;��9:;/�@ = 431. l1 − (1 − 0,40). 2,3102,700n= 210+/(³

Aangezien de rechterterm van de bovenstaande formule gelijk is aan de verhouding R, is deze

waarde gelijk aan het volume van de natuurlijke granulaten in het gerecycleerd EMV-beton.

Het nieuw mortelvolume wordt bepaald door het volume aan originele mortel in de

betonpuingranulaten te verminderen van het totale mortelvolume in het klassiek beton. Het

totaal mortelvolume in het equivalent klassiek beton wordt berekend door het volume aan

natuurlijke granulaten af te trekken van het eenheidsvolume:

.6/�0�12�34-4 = 1000 −./�/�0�12�34-4 = 1000 − 431 = 569+/(³

Het nieuw mortelvolume wordt bijgevolg:

./6��0�12�34-4 = .6/�0�12�34-4 − .�6��0�12�34-4 = 569 − 210 = 359+/(³

Als laatste worden de volumes van de mortelmatrix bepaald:

.AB-43��0�12�34-4 =.AB-43/�0�12�34-4. ./6��0�12�34-4.6/�0�12�34-4 = 170. 359569 = 107+/(³

.�4C42-��0�12�34-4 =.�4C42-/�0�12�34-4. ./6��0�12�34-4.6/�0�12�34-4 = 127. 359569 = 80+/(³

.D,E24F3B2.��0�12�34-4 =.D,E24F3B2./�0�12�34-4. ./6��0�12�34-4.6/�0�12�34-4 = 255. 359569 = 161+/(³


Ter volledigheid kan dit nog eens omgezet worden naar de equivalente massahoeveelheden

door te vermenigvuldigen met de specifieke bulkdichtheden. De samenstelling van het

gerecycleerd beton via de EMV-methode wordt weergegeven in Tabel 26 en Figuur 74.

Tabel 26: Betonsamenstelling van het EMV-beton

Gerecycleerd beton: "EMV"


kg/m³ kg/m³ l/m³

Grof betonpuin 996 2310 431

Originele granulaten 221

Originele mortel 210

Nieuwe granulaten 567 2700 210

Nieuwe Mortel 359



Water 162 1000 107

Lucht 10

Totaal 2392 1000

Figuur 74: Taartdiagram betonsamenstelling EMV-beton

Er wordt terug gebruikgemaakt van het door de granulaten geabsorbeerd water. Het

betonpuin, Jacobs 4/20, heeft een waterabsorptiecoëfficiënt van 5,72%. Voor de totale

waterabsorptie wordt enkel rekening gehouden met de absorptie van water door de betonpuin

granulaten. Er wordt dus een totale absorptie van (5,72/100).996 = ± 55 kg/m³ verkregen. De

totale proportie water in de betonsamenstelling bedraagt dus 107 + 55 = 162 kg/m³. Deze

absorptie neemt terug geen volume in, vandaar is het totale volume water in het beton enkel

107 l/m³.

221

210

210

359

Volumes EMV-beton [l/m³]

Originele granulatenOriginele mortel

Nieuwe granulaten

161

80

107

10


Fijne granulaten

Cement CEM III

Water

Lucht


De proportie van de nieuw toe te voegen granulaten bedraagt 567 kg/m³. Er zullen twee

soorten beton gemaakt worden via de EMV-methode:

� Het eerste EMV-beton ("EMV 1" ) door de nieuw toe te voegen granulaten

verhoudingsgewijs te verdelen over porfier 2/6,3 en 6,3/20. In het klassiek beton

bedraagt de verhouding tussen deze twee gradaties 350/815 = 0,43. Indien dezelfde

verhouding wordt toegepast op deze 567 kg/m³, dan worden de proporties van porfier

2/6,3 en 6,3/20 respectievelijk 170 en 397 kg/m³ in het eerste EMV-beton.

� Een tweede EMV-beton ("EMV 2" ) waar alle nieuwe toe te voegen granulaten

volledig bestaan uit porfier 2/6,3.

Voor de volledigheid worden de twee hoofdwetmatigheden van de EMV-methode

gecontroleerd. De linkse waarden zijn af te leiden uit Tabel 26 en de rechtse waarden uit

Tabel 20. Op afrondingsfouten na, kloppen deze wetmatigheden.

.56��0�12�34-4 = .6/�0�12�34-4 210 l/m³ + 359 l/m³ = 569 l/m³

.5/��0�12�34-4 = ./�/�0�12�34-4 221 l/m³ + 210 l/m³ = 431 l/m³

Het massagehalte aan gerecycleerd materiaal ten opzichte van de grove granulaten in dit beton


:$*$%j%+$$*'$W*�"k+�&$":*)U$ + W$*$%j%+$$*'$W*�"k+�&$" = 996996 + 567 = 63,7%

De gerecycleerde betonsamenstellingen via de traditionele wijze hebben een massagehalte aan

gerecycleerd materiaal van 67%. De hoeveelheid aan gerecycleerd materiaal in alle

gerecycleerde betonsamenstellingen kan dus goed vergeleken worden met elkaar.

III.3.5 Fullerkromme

De optimale samenstelling van de granulaten is deze waarbij het volume aan holle ruimtes

tussen de granulaatkorrels minimaal is. Deze holle ruimtes moet worden aangevuld met

cement en water. Verschillende betononderzoekers hebben zogenaamde “ideale”

korrelkrommen bepaald [3].


In de berekening van de EMV-methode wordt het betonpuin beschouwd als een tweeledig

materiaal bestaande uit granulaten en mortel. Bij het vervaardigen lost de mortel niet van de

granulaten. Het betonpuin blijft dus van hetzelfde kaliber 4/20. Voor de vervaardiging van het

EMV-mengsel mag het betonpuin als één kaliber worden beschouwd.

III.3.5.1 De samengestelde korrelverdelingscurves vergelijken met Fullercurve

In paragraaf III.2.1.1 zijn de korrelverdelingen van de natuurlijke en gerecycleerde granulaten

verduidelijkt. Met behulp van deze diagrammen en de betonsamenstellingen kunnen de

samengestelde korrelverdelingsdiagramma’s opgesteld worden. Deze kunnen vergeleken

worden met de ideale korrelcurve. De ideale korrelcurve wordt gegeven door de formule van

Fuller:

r = s't × 100

Met:

� d: maaswijdte van de zeef in mm;

� D: maximale korrelgrootte van de granulaten (Dmax=20 mm) in mm;

� Y: doorval door de zeef met maaswijdte d in %.

In Grafiek 7 wordt de ideale korrelcurve vergeleken met de korrelcurves van het klassiek

beton, "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2".

Grafiek 7: Samengestelde korrelverdelingscurves vergelijken met de Fullercurve (1)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]

Fullerkromme

Klassiek beton

Traditioneel beton 1

Traditioneel beton 2


In Grafiek 8 wordt dezelfde Fullerkromme vergeleken met de eerste EMV-samenstelling

(EMV 1) en de tweede EMV-samenstelling (EMV 2).

Grafiek 8: Samengestelde korrelverdelingscurves vergelijken met de Fullercurve (2)

De klassieke betonsamenstelling en de twee traditionele betonsamenstellingen leunen dicht

aan bij de Fullerkromme. Dit wijst op een goede verdeling van het korrelskelet.

Daartegenover heeft de betonsamenstelling zoals eerst vervaardigd via de EMV-methode

(EMV 1), geen goed korrelskelet. Deze wijkt sterk af van de ideale korrelcurve. Er zijn

namelijk te veel grove granulaten aanwezig. "EMV 2" bevindt zich dichter bij de

Fullerkromme dan "EMV 1". Toch is de korrelverdeling niet zo goed als deze van het klassiek

en gerecycleerd beton via de traditionele methode. Dit wijst erop dat de tweede EMV-

samenstelling (EMV 2) een betere betonmatrix zal vormen als deze volgens de eerste EMV-

methode (EMV 1). De kromme ligt wel nog altijd onder de ideale korrelkromme wat er op

wijst dat er nog steeds te weinig fijnere gradaties granulaten aanwezig zijn in het korrelskelet.

Algemeen kan worden geconcludeerd dat bij het opstellen van een betonsamenstelling via de

EMV-berekening geen rekening wordt gehouden met het korrelskelet. Dit is een groot nadeel

bij het toepassen van deze berekeningswijze.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Doo

rval

[%]

Zeefopening [mm]

Fullerkromme

EMV-1

EMV-2


III.4 Proefstukken

III.4.1 Voorbereiding

Bij de samenstelling van het beton is bekend hoeveel kg van elk materiaal nodig is voor het

vervaardigen van een éénheidsvolume beton. Anderzijds kan ook het volume worden

berekend van het benodigd beton. Per betonsoort worden volgende proefstukken gemaakt:

� 5 proefstukken voor de drukproef (16,9 liter beton);

� 5 proefstukken voor de buigingsproef (67,5 liter beton);

� 3 proefstukken voor de E-modulus (15,9 liter beton);

� 2 proefstukken voor de krimp (27,0 liter beton).

Dit heeft een totaal van 127,3 liter per betonsoort. Om de verse betoneigenschappen te testen,

wordt er een extra hoeveelheid in rekening gebracht en zal de mengeling een totaal van 150

liter bevatten.

Als de betonsamenstelling per kubiek bekend is, alsook de totaal te maken hoeveelheid, dan

kan makkelijk het aantal kilogram van elk materiaal worden berekend. Er wordt een

voorbeeld gegeven voor het klassiek beton.

Tabel 27: Voorbeeld productie beton (voorbeeld voor klassiek beton)

Er wordt voor iedere betonsoort een gelijkaardige tabel opgesteld. Voor ieder materiaal kan

vervolgens eenvoudig de hoeveelheid worden afgelezen per betonmengeling.


III.4.2 Vervaardiging

Eerst worden alle hoeveelheden materiaal binnen in het labo gebracht. Deze materialen

worden uitgespreid over de grond om zo gedurende twee dagen te kunnen drogen. Aangezien

in de berekeningen van de betonsamenstellingen het door de granulaten geabsorbeerde water

is berekend en hier in rekening wordt gebracht, moeten alle toe te voegen granulaten volledig

droog zijn vooraleer de mengeling te maken.

Er wordt een kruiwagen geplaatst en getarreerd op een weegschaal. Vervolgens wordt het

materiaal in de kruiwagen geplaatst en daarna precies afgewogen op de weegschaal. De

kruiwagen wordt geledigd in de mengmolen en het volgende materiaal is aan de beurt.

Figuur 75: Afwegen van de materialen

Figuur 76: Alle materialen in de mengmolen

Eens alle materialen aanwezig zijn in de mengmolen, worden de materialen droog gemengd.

Na één minuut droog mengen, wordt het effectief en geabsorbeerd water toegevoegd in de

molen. Daarna wordt nog eens twee minuten gemengd. Het resultaat van het klassiek beton is

te zien in Figuur 78.

Figuur 77: Mengen van het beton

Figuur 78: Klassiek beton


Vervolgens wordt het beton met schoppen in de bekisting gelegd en verdicht met een

trilnaald. De bekisting wordt vooraf voorzien van ontkistingsolie. Het bovenvlak wordt

afgestrijkt en egaal gemaakt met een truweel.

Figuur 79: Verdichten m.b.v. een trilnaald

Figuur 80: Oppervlak afstrijken met truweel

De proefstukken worden na 24 uur ontkist en in een klimaatzaal geplaatst met een constante

temperatuur van 20°C. Hier worden de betonstukken 28 dagen gestockeerd.

De bovenstaande foto's hebben betrekking op de klassieke betonsamenstelling. De

vervaardiging van de gerecycleerde betonsamenstellingen gebeurt op identieke wijze.

Onderstaande tekst handelt over de andere gemaakte betonmengelingen en eventuele

wijzigingen in het productieproces.

Gerecycleerd beton "Traditioneel 1"

Het resultaat is te zien in Figuur 81. Het ziet er naar uit dat er te veel water in dit beton

aanwezig is. Dit komt omdat er 40 liter door de granulaten geabsorbeerd water in rekening

wordt gebracht terwijl dit water bij de productie van het beton niet onmiddellijk wordt

geabsorbeerd door de granulaten. De overmaat aan aanmaakwater zal theoretisch worden

geabsorbeerd door de granulaten. Bij deze samenstelling kan de schokmaat niet worden

uitgevoerd aangezien de consistentie te vloeibaar is.


Figuur 81: Gerecycleerd beton "Traditioneel 1"

Gerecycleerd beton "Traditioneel 2"

Aangezien "Traditioneel 1" een vloeibaar tot zeer plastisch beton is, wordt er bij "Traditioneel

2" op een andere manier te werk gegaan. Bij de vervaardiging van het beton wordt enkel het

effectief water toegevoegd. De gerecycleerde granulaten worden vooraf verzadigd in een

recipiënt met water. Een uur voordat het beton wordt vervaardigd, worden deze granulaten

uitgespreid over de vloer. De granulaten worden onderworpen aan een luchtstroom om de

waterfilm dat rondom de granulaten hangt, sneller te doen verdampen (zie Figuur 82). Het is

de bedoeling dat de granulaten oppervlaktedroog worden toegevoegd in de mengmolen.

Hierdoor zullen ze geen extra water meer absorberen.

Het resultaat van "Traditioneel 2" is te zien in Figuur 83. Dit beton ziet er qua

waterhoeveelheid al veel beter uit in vergelijking met "Traditioneel 1". Toch is het nog niet

optimaal: het beton heeft nog altijd niet de consistentie zoals te verwachten is van een

wegenbeton. Het heeft meer het uitzicht van een constructief beton. De moeilijkheid ligt hier

terug, zoals reeds vermeld bij de bepaling van de waterabsorptie, bij de interpretatie van de

oppervlaktedroge toestand van de gerecycleerde granulaten.


Figuur 82: Gerecycleerde granulaten

oppervlaktedroog maken

Figuur 83: Gerecycleerd beton "Traditioneel 2"

Gerecycleerd beton "EMV 1"

Dit beton bevat zowel porfier 2/6,3 als porfier 6,3/20 (zie paragraaf III.3.4). In Figuur 84 is

het resultaat te zien van dit beton. De waterhoeveelheid is aanvaardbaar maar de

korrelverdeling is helemaal niet goed. Er zijn te weinig fijne granulaten aanwezig in het

beton. Na het verwijderen van de Abrams-kegel bij de slump zakt het beton helemaal in één.

Dit resultaat was te verwachten aangezien de korrelcurve ver verwijderd is van de ideale

Fullerkromme (zie paragraaf III.3.5). Het beton was helemaal niet te verdichten door het fout

korrelskelet waardoor besloten is om het beton weg te gooien.

Figuur 84: Gerecycleerd beton "EMV 1"


Gerecycleerd beton "EMV 2"

Het beton "EMV 2" bevat enkel porfier 2/6,3. De korrelverdeling is qua structuur al veel beter

in vergelijking met "EMV 1". Dit beton sluit ook veel beter aan bij de Fullerkromme. Toch

ligt de korrelcurve van "EMV 2" nog onder de ideale Fullerkromme, wat betekent dat er nog

altijd te weinig kleine gradaties granulaten aanwezig zijn in het beton (zie paragraaf III.3.5).

Daarnaast heeft "EMV 2" een zeer kleine slump van 1 cm. Dit wordt verder besproken bij de

resultaten van de verse betonproeven.

Doordat het beton te weinig kleine gradaties (lees: te weinig zand) bevat, is hij zeer moeilijk

te verdichten. Er wordt meer aandacht en tijd besteed aan het verdichten met de trilnaald in

vergelijking met de voorgaande betonsamenstellingen. Het resultaat van "EMV 2" is te zien

in Figuur 85.

Figuur 85: Gerecycleerd beton "EMV 2"


III.5 Resultaten

III.5.1 Resultaten van de proeven op vers beton

Om een beter inzicht te krijgen in de resultaten, worden eerst enkele zaken verduidelijkt.

Alle betonmengsels zijn vervaardigd zonder toevoeging van luchtbelvormers en

plastificeerders. Toch verplichten de standaardbestekken het gebruik van luchtbelvormers

indien de maximum korrelafmeting kleiner of gelijk is aan 20 mm [3]. De maximum

korrelgrootte in elke betonsamenstelling is hier net 20 mm. Het gebruik van een

luchtbelvormer is hier dus verplicht. Het hoofddoel van deze thesis is nagaan wat de invloed

is van het gebruik van gerecycleerde granulaten op de sterkte- en vervormingseigenschappen

van een wegenisbeton. Er is dus geopteerd om geen luchtbelvormers en plastificeerders toe te

voegen om zo weinig mogelijk parameters te hebben die van invloed kunnen zijn op de

resultaten.

De verschillende verse betonproeven zijn onmiddellijk uitgevoerd na menging van de

betonmengsels. Dit is vooral belangrijk bij de bepaling van de consistentie. De consistentie

neemt namelijk af in de tijd. Deze afname wordt vooral toegeschreven aan verdamping van

het water, watergebruik bij chemische reacties ontwikkeld na een eerste contact van de

verschillende componenten en absorptie van water door de granulaten [3]. Dit laatste is van

specifiek belang bij de betonpuingranulaten omdat deze veel poreuzer zijn dan de natuurlijke

granulaten wegens de aanhechtende mortel.

Alle resultaten van de verse betonproeven worden samengevat in Tabel 28. Als uitzondering

wordt de "EMV 1" betonsamenstelling niet opgenomen in deze tabel. Zoals reeds vermeld in

paragraaf III.4.2 is deze betonsamenstelling volledig mislukt. Deze betonsamenstelling was

niet te verdichten door het slecht korrelskelet. Vandaar is een nieuwe betonsamenstelling

vervaardigd via de EMV-methode die een beter korrelskelet bezit (EMV 2).


Tabel 28: Resultaten van de verse betonproeven

Betontype Zetmaat [mm]

S-klasse Schokmaat

[mm] F-klasse

Luchtgehalte [%]

Volumieke massa [kg/m³]

Klassiek 25 S1 420 F3 1,4 2390

EMV 2 10 S1 494 F4 1,0 2340

Traditioneel 1 190 S4 / / 1,5 2280

Traditioneel 2 115 S3 630 F6 2,5 2260

III.5.1.1 De consistentie

De zetmaat voor het klassiek beton en de "EMV 2" betonsamenstelling heeft een aardvochtige

consistentie want ze behoren beide tot de S1-klasse. Voor "Traditioneel 1" wordt een zeer

plastische consistentie (S4-klasse) waargenomen, terwijl voor "Traditioneel 2" een plastische

consistentie wordt bekomen (S3-klasse).

Zoals reeds vermeld in paragraaf III.3.1 is voor het klassiek beton gewerkt met een te hoge

waterabsorptiecoëfficiënt. Er is dus te veel water in de betonsamenstelling meegerekend.

Hierdoor wordt een zetmaat van 25 mm bekomen. Theoretisch zou de zetmaat een kleinere

waarde moeten hebben indien de berekeningen worden uitgevoerd met de

waterabsorptiecoëfficiënten bekomen in paragraaf III.2.1.2.2.

Uit de resultaten van de gerecycleerde betonsamenstellingen via de traditionele methode blijkt

dat de zetmaat sterk afhankelijk is van de overmaat aan aanmaakwater. Indien de totale

hoeveelheid water bestaat uit het fictief en geabsorbeerd water, dan wordt bij vervaardiging

niet onmiddellijk al het ingerekende, geabsorbeerde water geabsorbeerd. Er is dus een

overmaat aan aanmaakwater zichtbaar. Het grootste deel van het water dat wordt toegevoegd

voor de absorptie, wordt onmiddellijk opgenomen. Het overige water wordt geleidelijk

opgenomen door het betonmengsel. Hieruit blijkt dat de waterabsorptie afneemt in de tijd. De

overmaat aan water is dus relatief want toch is bij de gerecycleerde betonsamenstellingen

gerekend met de correcte waterabsorptiecoëfficiënt. De gerecycleerde granulaten hebben

gewoon voldoende tijd nodig om het water te absorberen. De totale berekende hoeveelheid

water is dus juist maar het overtollige water is te wijten aan het niet onmiddellijk absorberen

van water door de gerecycleerde granulaten. Wanneer er wordt gewerkt met droge

gerecycleerde granulaten en toevoeging van het geabsorbeerd water (Traditioneel 1), dan

wordt een hogere zetmaat bekomen en is er een duidelijk verlies van verwerkbaarheid. De

zetmaat en verwerkbaarheid vertonen een betere waarde indien de granulaten toegevoegd


worden met een oppervlaktedroge toestand (Traditioneel 2). Hier is bijna geen overmaat aan

aanmaakwater zichtbaar. De consistentie van het vers beton is dus sterk afhankelijk van de

vervaardigingswijze en de waterabsorptiecoëfficiënt van de granulaten.

De consistentie van "Traditioneel 2" is beter maar wat aan de hoge kant indien rekening wordt

gehouden met het type materieel voor de praktische uitvoering. Voor een wegverharding

aangebracht met een glijbekisting wordt een richtwaarde gehanteerd van 2 tot 6 cm

(zetmaatklasse van S1 tot ondergrens van S2). Voor een manuele plaatsing tussen vaste

bekistingen en met behulp van een lichte trilbalk en trilnaalden, wordt een zetmaat van 8 tot

10 cm aanbevolen (zetmaatklasse S2-S3) [3].

De lagere consistentie van het EMV-beton is te wijten aan de kleinere hoeveelheid nieuwe

mortel die wordt toegevoegd. Deze kleinere mortelhoeveelheid vereist een lager watergehalte,

waardoor een zetmaat wordt bekomen met een aardvochtige consistentie. Naast het

watergehalte wordt de consistentie ook beïnvloed door het korrelskelet. Het korrelskelet via

de EMV-methode vertoont de grootste afwijking tegenover de Fullerkromme (ideale

kromme). Hiervoor wordt terug verwezen naar paragraaf III.3.5. Het korrelskelet van de

EMV-methode bezit een grotere fractie grove granulaten in vergelijking met het klassiek

beton en het gerecycleerd beton via de traditionele methode. Dit heeft een ongunstig effect op

de consistentie. Het ongunstig effect vertaalt zich in een kleinere zetmaat voor het EMV-

beton.

De algemene consistentie is ook afhankelijk van de vorm en textuur van de granulaten. Bij het

klassiek beton is enkel gebruikgemaakt van porfier dat vrij plat, hoekig en glad is. In

tegenstelling tot het klassiek beton zijn de gerecycleerde betonsamenstellingen gemaakt met

gerecycleerde granulaten die een ruw oppervlak hebben ten gevolge van de aanhechtende

mortel. Deze uiteenzetting is van toepassing bij het EMV-beton. Een reden voor de kleinere

zetmaat, in combinatie met een lager watergehalte bij het EMV-beton, kan te wijten zijn aan

de ruwheid van de gerecycleerde granulaten. Indien dezelfde samenstelling zou worden

gemaakt met gladdere granulaten, dan bestaat de kans dat de Abrams-kegel direct ineenzakt.

Indien de consistentie wordt beoordeeld via de schokmaat kan ongeveer hetzelfde worden

geconcludeerd. De traditionele betonsamenstellingen hebben een hogere schokmaat dan deze

via de klassieke en de EMV-samenstelling. De betonsamenstelling "Traditioneel 1" heeft zelf


een te hoge schokmaat, waardoor de betonspecie over de rand van de schoktafel uitloopt.

Vandaar wordt geen waarde weergegeven in Tabel 28.

III.5.1.2 Het luchtgehalte

Luchtbellen in een verhard beton worden enerzijds gevormd tijdens de vervaardiging en het

storten van het beton (type A) en anderzijds door de verdamping van een overmaat aan

aanmaakwater (type B) [3]. De bepaling van het luchtgehalte hier gebeurt net na de

vervaardiging van de mengsels, zodat de verdamping van het water weinig tot geen invloed

heeft. Het luchtgehalte van het type B wordt hier dus buiten beschouwing gelaten.

Het beoogde luchtgehalte bedraagt in principe ongeveer 1 à 2% voor een beton zonder

luchtbelvormer. Het klassiek beton heeft een luchtgehalte van 1,4% wat binnen het

vooropgestelde interval ligt. Voor de betonsamenstellingen met gerecycleerde granulaten mag

het luchtgehalte niet worden getoetst aan dit interval.

Er kan opgemerkt worden dat de gerecycleerde betonsamenstellingen via de traditionele

methode een hoger luchtgehalte hebben in vergelijking met het beton enkel bestaande uit

natuurlijke granulaten (klassiek beton). De oorzaak hiervan is de aanwezigheid van de veel

poreuzere mortel in de gerecycleerde betonpuingranulaten, toch is het luchtgehalte van

“Traditioneel 2” duidelijk hoger dan “Traditioneel 1”. De oorzaak hiervan is te wijten aan het

verdichten. Bij het vervaardigen kon worden vastgesteld dat “Traditioneel 2” droger is dan

“Traditioneel 1”. Dit heeft vooral te maken met de wijze van vervaardiging zoals beschreven

in paragraaf III.4.2. Bij een droger mengsel zal lucht van het type A minder makkelijk

ontsnappen bij het trillen. Dit kan dus een reden zijn voor het hogere luchtgehalte.

Het luchtgehalte van het EMV-beton is toch het laagst, zelfs lager dan het klassiek beton. In

deze samenstelling worden nochtans ook gerecycleerde granulaten toegevoegd. “EMV 2" is

zelfs de meest droge betonsamenstelling bij het vervaardigen. Bij het verdichten is het dus het

moeilijkst om de lucht (type A) zo veel als mogelijk te verwijderen. De oorzaak is hier toch

waarschijnlijk te wijten aan het verdichten. Bij de vervaardiging van de EMV-proefstukken is

extra aandacht geschonken aan het verdichten. Dit kan een reden zijn voor het lagere

luchtgehalte.


III.5.1.3 De volumieke massa

De volumieke massa voor het beton met gerecycleerde betonpuingranulaten is lager dan deze

voor het klassiek beton. Dit is het gevolg van de lagere volumieke massa van de

betonpuingranulaten (≈ 2310 kg/m³) in vergelijking met het natuurlijk porfier (≈ 2700 kg/m³).

De lagere dichtheid is te wijten aan de aanhechtende mortel bij de gerecycleerde granulaten.

Deze mortel heeft een lagere dichtheid wat de totale dichtheid van het gerecycleerd granulaat

verlaagt.

Naast de volumieke massa van de granulaten heeft ook de vochtigheidstoestand van het beton

zelf een invloed op de volumieke massa van het beton. Bij de gerecycleerde

betonsamenstellingen via de traditionele methode wordt een lagere volumieke massa

bekomen ten opzichte van het EMV-beton. Het massaprocent aan gerecycleerde granulaten is

nochtans in beide samenstellingen ongeveer even groot (≈ 64 à 67%). Bij de EMV-methode

worden duidelijk meer gerecycleerde en natuurlijke granulaten toegevoegd, maar wel een

kleinere hoeveelheid mortel. Door de grotere hoeveelheid gerecycleerde granulaten wordt

meer geabsorbeerd water in rekening gebracht. Bij het gerecycleerd beton via de traditionele

methode is ongeveer 40 liter/m³ toegevoegd voor de absorptie van de gerecycleerde

granulaten. Bij de EMV-methode is ongeveer 55 liter/m³ toegevoegd. Toch wordt door de

kleinere hoeveelheid mortel bij de EMV-methode maar 162 liter/m³ water toegevoegd

(inclusief het geabsorbeerd water). Bij “Traditioneel 1” is 210 liter/m³ water aangebracht

(inclusief het geabsorbeerd water). Bij de EMV-methode is dus duidelijk minder water

toegevoegd maar er is wel ongeveer 60% meer porfier aanwezig bij het EMV-beton in

vergelijking met het gerecycleerd beton via de traditionele methode. De grotere volumieke

massa van het gerecycleerd beton via de EMV-methode ten opzichte van de traditionele

methode is dus vooral te wijten aan de grotere hoeveelheid porfier (≈ 2700 kg/m³).

Daarnaast heeft ook de verdichtingsenergie een invloed op de volumieke massa van een

beton. Bij de bespreking van het luchtgehalte, paragraaf III.5.1.2, is reeds aangeven dat bij de

EMV-methode extra aandacht geschonken is aan de verdichting. Het is voor elke

betonsamenstelling moeilijk om dezelfde verdichtingsgraad te bekomen voor het recipiënt

gevuld met beton. Het kan dus zijn dat het EMV-beton meer verdicht is geweest in het

recipiënt in vergelijking met de andere gemaakte betonsamenstellingen. Dit kan ook een reden

zijn voor de hogere volumieke massa van het EMV-beton in vergelijking met het gerecycleerd

beton via de traditionele methode.


III.5.2 Resultaten van de proeven op verhard beton

In onderstaande alinea's worden de proeven op het verhard beton besproken. Alle proeven op

verhard beton zijn uitgevoerd op stipt 28 dagen.

In een eerste deel bij de proeven op het verhard beton worden alle experimentele resultaten

met elkaar vergeleken. De verwerking van de resultaten per proef op verhard beton is terug te

vinden in bijlage. Op basis van deze tabellen wordt een samenvattende tabel gemaakt met

gemiddelde waarden van de experimentele resultaten. Bij de bespreking van de resultaten in

onderstaande alinea's worden deze samenvattende tabellen weergegeven. Op basis van de

waarden in elke tabel wordt vervolgens een grafiek gemaakt om de resultaten visueel waar te

nemen. Bij de grafiekweergave wordt gekozen voor een boxplot. Het voordeel van de boxplot

is dat de spreiding kan worden weergegeven tussen minima, gemiddelde en maxima. De assen

van de grafiek worden zodanig ingesteld dat een goede visuele interpretatie van de resultaten

kan worden gemaakt.

In het tweede deel van de resultaten wordt een vergelijking gemaakt van de experimentele

resultaten en de resultaten verkregen vanuit de literatuur. Hiervoor wordt verwezen naar de

literatuurstudie. Er wordt gezocht naar de procentuele verschillen voor de gerecycleerde

betonsamenstellingen (gerecycleerd beton via de traditionele en EMV-methode) ten opzichte

van een klassiek beton in ieder artikel. Voor het gerecycleerd beton via de traditionele

methode wordt verwezen naar paragraaf II.6. De literatuurstudie van de EMV-methode is

gebaseerd op een Canadees onderzoek van Fathifazl et al. en hiervoor wordt verwezen naar

paragraaf II.8. Voor de procentuele verschillen wordt zowel een minimum als een maximum

waarde bepaald. Dit verschil wordt uitgezet tegenover de gemiddelde waarde van het klassiek

beton verkregen in deze thesis. Zo wordt een realistisch interval gehanteerd voor de

resultaten. In dit deel worden de resultaten weergegeven via kolomgrafieken. De twee meest

rechtse kolommen stellen de minimum en maximum waarde voor vanuit de literatuur. De

linkse kolom stelt de experimentele waarde voor van deze thesis. Als de hoogte van deze

kolom zich bevindt tussen de hoogtes van de twee rechtse kolommen, dan ligt de

experimentele waarde tussen het interval van de literatuurwaarden. Met behulp van deze

kolomgrafieken kan er een duidelijke vergelijking gemaakt worden met de resultaten van de

literatuur.


In deze scriptie hebben alle betonsamenstellingen een W/C-factor van ongeveer 0,45 en is het

vervangingspercentage voor de gerecycleerde granulaten gemiddeld 65% waardoor de

samenstellingen onderling goed kunnen worden vergeleken. Daarnaast bezit het betonpuin

een RMC-waarde van 40%. Het is dan ook logisch dat bij de vergelijking met de literatuur

enkel betonsamenstellingen worden gehanteerd met een vergelijkbare W/C-factor,

vervangingspercentage en RMC-waarde.


Experimenteel (Bijlage A)

De volumemassa of volumieke massa van beton kan zowel bepaald worden bij een proefstuk

in natte of droge toestand. De resultaten van de volumieke massa in natte toestand zijn reeds

besproken in paragraaf III.5.1.3. In de huidige paragraaf wordt de volumieke massa behandeld

betreffende de droge toestand. De resultaten van deze proef zijn weergegeven in Tabel 29.

Tabel 29: Resultaten van de volumieke massa (droge toestand)


Gemiddelde [kg/m³] Min. [kg/m³] Max. [kg/m³]

Klassiek 2380 2370 2380

Traditioneel 1 2280 2260 2290

EMV 2 2300 2260 2320

Traditioneel 2 2280 2260 2290

De spreiding op de resultaten is klein. Toch kan een foute visuele interpretatie mogelijk zijn

bij het gebruik van Grafiek 9. Dit komt omdat de startwaarde van de ordinaat niet bij 0 start

maar bij een waarde van 2000 kg/m³. Om een duidelijk visueel verschil in resultaten van de

volumemassa’s te duiden wordt deze ordinaatkeuze vooropgesteld.


Grafiek 9: Resultaten van de volumieke massa (droge toestand)

De volumieke massa van het beton met gerecycleerde betonpuingranulaten is lager dan deze

voor het klassiek beton. De gemiddelde volumieke massa voor het klassiek beton is 2380

kg/m³. De volumemassa’s voor gerecycleerd beton vervaardigd via de traditionele methode

zijn lager dan deze via de EMV-methode. Proefondervindelijk zijn de volumieke massa’s van

het beton “Traditioneel 1” en “Traditioneel 2” gelijk, namelijk 2280 kg/m³. Deze waarde is

4% lager tegenover de waarde van het klassiek beton. De volumieke massa via de EMV-

methode is 3% lager ten opzichte van het klassiek beton.

Vergelijking met de literatuur

Uit de literatuur kan afgeleid worden dat voor gerecycleerd beton via de traditionele methode

de volumieke massa 0 tot 5% lager kan zijn tegenover het klassiek beton. De volumieke

massa voor het beton via de EMV-methode kan zelf een waarde aannemen iets hoger of 5%

lager in vergelijking met het klassiek beton.

Met deze procentuele waarden kan nu een onder- en bovengrens worden bepaald met behulp

van de volumieke massa van het klassiek beton. De proefondervindelijke resultaten kunnen op

deze manier eenvoudig worden vergeleken met de literatuur. Deze vergelijking is

weergegeven in Grafiek 10. Uit deze grafiek kan het volgende worden afgeleid:

� "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" liggen beiden in het interval van de literatuur;

2000

2100

2200

2300

2400

Klassiek Traditioneel 1 EMV 2 Traditioneel 2

Vol

umie

ke m

assa

[kg

/m³]

Betontype


� "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" liggen 1% boven de ondergrens;

� "EMV 2" ligt ook binnen het interval van de literatuur;

� "EMV 2" ligt 2% boven de ondergrens.

Grafiek 10: Experimentele volumieke massa vs. literatuur

Er kan worden geconcludeerd dat de volumieke massa voor het gerecycleerd beton

vervaardigd via de traditionele en EMV-methode voldoet aan de waarden beschreven in de

literatuur.

III.5.2.2 Druksterkte

Experimenteel (Bijlage B)

Een overzicht van de resultaten wat betreft de drukproeven is terug te vinden in Tabel 30.

Tabel 30: Resultaten van de drukproeven

Drukproeven fc,cub

Gemiddelde [N/mm²] Min. [N/mm²] Max. [N/mm²]

Klassiek 46,9 45,5 48,0

Traditioneel 1 41,2 39,9 41,9

EMV 2 35,3 34,0 37,1


2000

2100

2200

2300

2400

Traditioneel 1 Traditioneel 2 EMV 2

Vol

umie

ke m

assa

[kg

/m³]

Betontype

Experimentele waarde

Literatuur min. waarde

Literatuur max. waarde


Voor het klassiek beton wordt een gemiddelde waarde voor de druksterkte fc,cub bekomen van

46,9 N/mm². De waarden voor de betonsamenstellingen met gerecycleerde granulaten zijn

duidelijk lager. Wanneer de resultaten voor beton met gerecycleerde granulaten onderling

worden vergeleken, hebben de EMV-proefstukken een lagere druksterkte. De gemiddelde

druksterkte van "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" is respectievelijk 12 en 9% lager in

vergelijking met het klassiek beton. Hieruit volgt dat de druksterkte van "Traditioneel 2"

hoger is in vergelijking met "Traditioneel 1". De gemiddelde waarde voor de EMV-

berekening is 25% lager tegenover het klassiek beton. De spreiding op de resultaten is hier

vrij klein. Deze trend is duidelijk zichtbaar in Grafiek 11.

Grafiek 11: Resultaten van de drukproeven


Volgens de literatuur is de waarde van het gerecycleerd beton via de traditionele methode 10

tot 30% lager tegenover het beton enkel bestaande uit natuurlijke granulaten (klassiek beton).

De druksterkte van het EMV-beton is 0 tot 15% hoger in vergelijking met het klassiek beton

vanuit de literatuur.

Indien de experimentele waarden van de druksterkte worden vergeleken met de

literatuurwaarden dan kan het volgende worden vastgesteld (Grafiek 12):

� "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" voldoen aan de bovengrens van de literatuur;

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0


Dru

kste

rkte

fc,

cub[N

/mm

²]

Betontype


� "Traditioneel 1" ligt net onder de bovengrens;

� "Traditioneel 2" ligt net boven de bovengrens;

� "EMV 2" ligt 25% onder de ondergrens van de literatuur.

Grafiek 12: Experimentele druksterkte vs. literatuur

De literatuur beschrijft dat de druksterkte bij het EMV-beton minstens dezelfde moet zijn als

deze van het klassiek beton. Vanuit deze vergelijking kan vastgesteld worden dat dit hier

zeker niet het geval is. De druksterkte van het EMV-beton is zelf 25% lager dan deze van het

klassiek beton.

III.5.2.3 Treksterkte

Experimenteel (Bijlage C & D)

In paragraaf III.2.3.3 is uitgelegd op welke wijzen de treksterkte volgens de Belgische norm

kan worden bepaald. In Tabel 31, Tabel 32, Grafiek 13 en Grafiek 14 zijn de resultaten

weergegeven voor de treksterkte bekomen zowel via de buigproeven als via de splijtproeven.

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0


Dru

kste

rkte

fc,

cub[N

/mm

²]

Betontype





Tabel 31: Resultaten van de treksterkte via de buigproeven

Treksterkte fct via buigproeven


Klassiek 3,6 3,2 4,3


EMV 2 2,4 2,0 2,6


Tabel 32: Resultaten van de treksterkte via de splijtproeven

Treksterkte fct via splijtproeven


Klassiek 3,7 3,4 4,3


EMV 2 2,8 2,4 3,0


Grafiek 13: Resultaten van de treksterkte via de buigproeven

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0


Tre

kste

rkte

fct

[N/m

m²]

Betontype


Grafiek 14: Resultaten van de treksterkte via de splijtproeven

Eerst en vooral is er op te merken dat er veel spreiding aanwezig is op de resultaten van de

treksterkte. De treksterkte bekomen via de splijtproeven is hoger dan deze via de buigproeven.

De gemiddelde treksterkte van het klassiek beton is 3% hoger via de splijtproeven in

vergelijking met deze via de buigproeven. De gemiddelde treksterkte van het gerecycleerd

beton via de traditionele en EMV-methode is respectievelijk ongeveer 10 en 15% hoger via

de splijtproeven in vergelijking met deze via de buigproeven. Dit komt omdat de treksterkte

niet rechtstreeks is bepaald maar via splijt- en buigproeven. De treksterkte via de splijt- en

buigproeven wordt berekend door de bekomen waarde te vermenigvuldigen met een constante

factor. De bespreking van de resultaten van de treksterkte zal zich hieronder baseren op de

treksterkte bekomen via de buigproeven.

De gemiddelde treksterkte fct van het klassiek beton bedraagt 3,6 N/mm². De gerecycleerde

betonsamenstellingen hebben een lagere treksterkte in vergelijking met het klassiek beton.

Daarnaast heeft het gerecycleerd beton via de EMV-methode een lagere treksterkte in

vergelijking met het gerecycleerd beton via de traditionele methode. De gemiddelde

treksterkte van "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" is 19 en 17% lager in vergelijking met het

klassiek beton. "Traditioneel 2" scoort dus beter ten opzichte van "Traditioneel 1". Dit is

gelijkaardig als bij de druksterkte. Het gerecycleerd beton via de EMV-methode is 33% lager

in treksterkte in vergelijking met het klassiek beton. Er wordt dezelfde trend waargenomen als

in de resultaten van de druksterkte.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0


Tre

kste

rkte

fct

[N/m

m²]

Betontype



Ten opzichte van de onderzoeken in de literatuur is de waarde van de treksterkte van een

gerecycleerd beton via de traditionele methode 5 tot 20% lager in vergelijking met een

klassiek beton. Daarnaast is de treksterkte van een EMV-beton 0 tot 20% lager in vergelijking

met een klassiek beton.

Vervolgens worden de experimentele waarden van de treksterkte vergeleken met de waarden

terug te vinden in de literatuur. Volgende vaststellingen worden waargenomen:

� "Traditioneel 2" en "Traditioneel 1" voldoen aan de ondergrens van de literatuur;

� "Traditioneel 1" ligt op de ondergrens van de literatuur;

� "Traditioneel 2" ligt boven de ondergrens van de literatuur;


Grafiek 15: Experimentele treksterkte vs. literatuur

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0


Tre

kste

rkte

fct

]N/m

m²]

Betontype





III.5.2.4 Elasticiteitsmodulus

Experimenteel (Bijlage E)

Een overzicht van de resultaten van de elasticiteitsmodulus is te vinden in Tabel 33. Zoals

reeds beschreven in paragraaf III.2.3.4 wordt met de elasticiteitsmodulus de secans-

elasticiteitsmodulus Ecm bedoeld. De resultaten worden afgerond tot op 500 N/mm². Een

hogere nauwkeurigheid heeft hier weinig zin.

Tabel 33: Resultaten van de elasticiteitsmodulus

Elasticiteitsmodulus Ecm

Gemiddelde [MPa] Min. [MPa] Max. [MPa]

Klassiek 36500 36500 37000 Traditioneel 1 30000 28500 31500 EMV 2 26000 23500 28000 Traditioneel 2 31500 31500 32000

Voor het klassiek beton wordt een gemiddelde waarde voor de elasticiteitsmodulus Ecm

bekomen van 36500 N/mm². De waarden voor de betonsamenstellingen met gerecycleerde

granulaten zijn ook hier lager. Bij de betonmengsels met gerecycleerde granulaten hebben de

proefstukken, vervaardigd via de EMV-methode, terug een lagere waarde in vergelijking met

deze via de traditionele methode. Ook hier heeft het gerecycleerd beton via de traditionele

methode voor het tweede mengsel (Traditioneel 2) een hogere waarde in vergelijking met het

eerste mengsel (Traditioneel 1). Dezelfde trend is dus waarneembaar in Grafiek 16 als bij de

druk- en treksterkte voor dezelfde betonmengsels. De gemiddelde elasticiteitsmodulus voor

het gerecycleerd beton "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" is respectievelijk 18 en 14% lager

dan het klassiek beton. De waarde voor het beton berekend via de EMV-methode is 29% lager

in vergelijking met het klassiek beton. Hiernaast kan opgemerkt worden dat de spreiding van

de resultaten zeer klein is voor het klassiek beton en betonsamenstelling "Traditioneel 2". De

spreiding is groter voor het eerste mengsel op basis van de traditionele methode (Traditioneel

1) en voor de EMV-methode (EMV 2).


Grafiek 16: Resultaten van de elasticiteitsmodulus


De literatuur beschrijft een daling van 15 tot 35% voor de elasticiteitsmodulus bij

gerecycleerd beton via de traditionele methode tegenover het beton met enkel natuurlijke

granulaten (klassiek beton). De elasticiteitsmodulus voor het gerecycleerd beton via de EMV-

methode is volgens de literatuur 5% hoger of lager dan het klassiek beton.

Indien de experimentele waarden van de E-modulus worden vergeleken met de

literatuurwaarden, dan kan het volgende worden vastgesteld (Grafiek 17):

� "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" voldoen aan de bovengrens van de literatuur;

� "Traditioneel 1" ligt net onder de bovengrens;

� "Traditioneel 2" ligt net boven de bovengrens;


0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000


Ela

stic

iteits

mod

ulus

Ecm

[MP

a]

Betontype


Grafiek 17: Experimentele elasticiteitsmodulus vs. literatuur

Net als bij de drukproeven is de elasticiteitsmodulus voor het beton via de EMV-methode

25% lager dan deze van het klassiek beton. De literatuur beschrijft nochtans dat de

elasticiteitsmodulus weinig mag verschillen van het klassiek beton.

III.5.2.5 Krimp

Experimenteel (Bijlage F)

In Grafiek 18 en Grafiek 19 zijn de experimentele krimpresultaten weergegeven van alle

gemaakte betonsamenstellingen. De krimp is gemeten op de vier zijden van een rechtstaand

prisma. Per betontype zijn er twee prisma's om de krimp op te meten. Er zijn dus acht

waarden per betontype. In Grafiek 18 en Grafiek 19 is per betontype het gemiddelde genomen

van deze acht waarden. Op basis van deze grafieken worden de volgende bedenkingen

gemaakt:

� "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" hebben na 70 dagen een hogere krimp in

vergelijking met het klassiek beton;

� "Traditioneel 1" is lager in vergelijking met het klassiek beton tot en met 40 dagen;

� "Traditioneel 2" heeft een hogere krimp in vergelijking met "Traditioneel 1"

gedurende het hele tijdsverloop;

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000


Ela

stic

iteits

mod

ulus

Ecm

[MP

a]

Betontype





� "Traditioneel 2" heeft gedurende het hele tijdsverloop de hoogste krimp;

� "EMV 2" heeft gedurende het hele tijdsverloop de laagste krimp.

Grafiek 18: Experimentele krimp

Grafiek 19: Experimentele krimp via kolomgrafiek

Het klassiek beton bereikt op 70 dagen een krimp van 250 µm/m. De gerecycleerde

betonsamenstellingen via de traditionele methode "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2"

bereiken op 70 dagen respectievelijk een krimp van 260 en 337 µm/m (4 en 35% hoger ten

opzichte van het klassiek beton). Dit verschil in krimp lijkt onlogisch omdat in de productie

van "Traditioneel 2" werd gewerkt met een andere vervaardigingswijze (zie paragraaf III.4.2).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Klassiek

Traditioneel 1

EMV 2

Traditioneel 2

0

50

100

150

200

250

300

350

400

10 dagen 20 dagen 30 dagen 40 dagen 50 dagen 60 dagen 70 dagen

Krim

p [µ

m/m

]

Aantal dagen



In deze vervaardigingswijze zijn de granulaten vooraf verzadigd. Doordat bij "Traditioneel 2"

het water door deze voorafgaande verzadiging in de granulaten aanwezig is, zal het er

moeilijker uittreden. Het skelet bij "Traditioneel 2" is dus sterk verzadigd en hierdoor treedt er

meer krimp op. Bij "Traditioneel 1" is het skelet niet volledig verzadigd waardoor het geheel

minder kan krimpen. Om die reden is de helling van "Traditioneel 2" groter in vergelijking

met deze van "Traditioneel 1". Dit wijst erop dat op zeer korte termijn de krimp bij

"Traditioneel 2" groter is dan bij "Traditioneel 1". De krimp zal bij "Traditioneel 2" ook

langer duren omdat het skelet meer water bezit en meer tijd nodig heeft om uit het granulaat te

ontsnappen. De krimp is dus sterk afhankelijk van de verzadigingsgraad van de gerecycleerde

granulaten, die op zijn beurt afhankelijk is van de gebruikte vervaardigingswijze van het

beton. Uit Grafiek 18 kan ook afgeleid worden dat "Traditioneel 1" de krimp van het klassiek

beton inhaalt en groter wordt naar de 70 dagen toe. De krimp van de EMV-samenstelling

bedraagt na 70 dagen ongeveer 200 µm/m. De krimp van het EMV-beton is duidelijk het

laagst in vergelijking met alle andere betonsamenstellingen.


Bij de druksterkte, treksterkte en elasticiteitsmodulus is een vergelijking gemaakt op exact 28

dagen met behulp van kolomgrafieken. Het betreft dus een momentopname. Voor de

vergelijking van de krimpresultaten met de literatuur is het niet evident om kolomgrafieken te

hanteren omdat de krimp wordt uitgezet op basis van een tijdsverloop.

Ten opzichte van de onderzoeken in de literatuur is de krimp van een gerecycleerd beton via

de traditionele methode 5 tot 30% hoger ten opzichte van een klassiek beton op lange termijn

(≥ 200 dagen). In deze thesis zijn de krimpproeven uitgevoerd tot 70 dagen. Deze krimp

wordt beschouwd als krimp op korte termijn. Voor "Traditioneel 1" en "Traditioneel 2" is de

krimp reeds 4 en 35% groter in vergelijking met het klassiek beton op korte termijn.

"Traditioneel 2" overtreft dus de lange termijn bovengrens van de literatuur en dit al na 70

dagen.

In de literatuur is de krimp van het EMV-beton op zeer korte termijn (< 40 dagen) hoger dan

het klassiek beton en het gerecycleerd beton gedoseerd via de traditionele methode.

Vervolgens neemt de krimp van het EMV-beton af en wordt deze duidelijk lager dan het

gerecycleerd beton via de traditionele methode. Hierbij kan de krimp van het EMV-beton

lager of hoger zijn dan deze van het klassiek beton. De experimentele waarden van de krimp


van het EMV-beton in deze thesis zijn gedurende het hele tijdsverloop het laagst. Dit stemt

dus niet overeen met de beschreven literatuur.

Algemeen kan ook worden vastgesteld dat de experimentele waarden stabiliseren na 70 dagen

terwijl het krimpverloop in de literatuur zich pas stabiliseert op lange termijn.

III.5.2.6 Besluit

Volumieke massa

Voor de volumieke massa in droge toestand kan dezelfde trend worden waargenomen als deze

in natte toestand. De conclusie van de resultaten is dus analoog als deze van de volumieke

massa in natte toestand.

De volumieke massa voor het beton met gerecycleerde betonpuingranulaten is lager dan deze

voor het klassiek beton. Dit is het gevolg van de lagere volumieke massa van de

betonpuingranulaten (≈ 2310 kg/m³) in vergelijking met het natuurlijke porfier (≈ 2700

kg/m³). De lagere dichtheid is te wijten aan de aanhechtende mortel bij de gerecycleerde

granulaten. Deze mortel heeft een lagere dichtheid wat de totale dichtheid van het

gerecycleerd granulaat verlaagt. Daarnaast is de volumieke massa bij de gerecycleerde

betonsamenstellingen via de traditionele methode lager dan het EMV-beton. Dit is vooral te

wijten aan de hogere totale hoeveelheid mortel bij de traditionele methode.

Ook de verdichtingsenergie heeft een invloed op de volumieke massa van een beton. Bij de

bespreking van het luchtgehalte, zie paragraaf III.5.1.2, is reeds aangegeven dat bij de EMV-

methode extra aandacht is geschonken aan de verdichting. Het is mogelijk dat het EMV-beton

beter is verdicht in vergelijking met de andere betonsamenstellingen. Dit kan een reden zijn

voor de hogere volumieke massa van het EMV-beton in vergelijking met het gerecycleerd

beton via de traditionele methode.

Druksterkte, treksterkte & elasticiteitsmodulus

De lagere druksterkte, treksterkte en elasticiteitsmodulus van de betonmengsels met

gerecycleerde granulaten ten opzichte van het klassiek beton is vooral te wijten aan de

mindere kwaliteit, sterkte en heterogeniteit van de betonpuingranulaten in vergelijking met


het natuurlijk granulaat porfier. De mindere kwaliteit van de gerecycleerde

betonpuingranulaten is hoofdzakelijk te wijten aan de aanhechtende mortel. De kleinere

sterkte is een rechtstreeks gevolg van het breekproces. Dit breekproces veroorzaakt

microscheurtjes in de aanhechtende mortel. De grotere scheurtjes worden deels opgevuld door

de nieuwe mortel. De aanwezigheid van de dan nog resterende scheurtjes geeft aanleiding tot

verminderde mechanische en vervormingseigenschappen van het resulterend beton. De

heterogeniteit heeft betrekking op de afkomst van de gerecycleerde granulaten. Bij vaste

breekcentrales is de kans groot dat gebroken beton afkomstig is van verschillende

sloopwerken. De kwaliteit van het beton bij de verschillende sloopwerken kan sterk variëren

wetende dat de kwaliteit van een beton afhankelijk is van heel wat factoren zoals het

granulaattype, korrelskelet, cementtype, W/C-factor, hulpstoffen,… . Daarnaast kunnen

gerecycleerde granulaten ook onzuiverheden zoals deeltjes van hout, baksteen, ... bevatten die

afkomstig zijn van de sloopwerken.

Bij het gerecycleerd beton via de traditionele methode is "Traditioneel 2" het sterkste beton.

Het verschil in sterkte is te wijten aan de verschillende vervaardigingsmethode toegepast voor

dit mengsel. Dit is uitvoerig beschreven in paragraaf III.4.2. Bij "Traditioneel 1" is naast het

effectief watergehalte van 170 liter ook de hoeveelheid water toegevoegd dat wordt

geabsorbeerd door de gerecycleerde granulaten. Hierdoor is er een overmaat aan

aanmaakwater zichtbaar in de betonmenger. De granulaten hebben dus te weinig tijd om het

extra toegevoegde water op te nemen. Bij de vervaardiging van "Traditioneel 2" is geopteerd

om de gerecycleerde granulaten vooraf te verzadigen met water. Na de verzadiging zijn de

granulaten gedroogd aan de lucht tot een oppervlaktedroge toestand is bereikt. Het beton heeft

duidelijker minder zichtbaar aanmaakwater. Volgens de schrijvers heeft dit kleiner gehalte

aan vrij water een positief effect op het bindingproces.

De definitie van de EMV-methode zegt dat de totale hoeveelheid mortel gelijk is aan de som

van de aanhechtende mortel en de nieuw toe te voegen mortel. De totale hoeveelheid mortel

kan dus niet volledig worden benut voor het bindingsproces van het beton. De aanhechtende

mortel is reeds gebonden en deze toestand is onomkeerbaar. Het is dus enkel de nieuw toe te

voegen mortel die kan worden gebonden. Het EMV-beton heeft dus een lagere sterkte in

vergelijking met het gerecycleerd beton via de traditionele methode wegens de kleinere,

effectieve hoeveelheid mortel die wordt toegevoegd. Het EMV-beton is op zich geen slecht

beton. In dit beton is er slechts 240 kg/m³ cement aanwezig. In het gerecycleerd beton via de


traditionele methode is er 380 kg/m³ cement aanwezig. De sterkte van het EMV-beton is wel

lager dan het gerecycleerd beton via de traditionele methode maar vanwege het lager

cementgehalte (140 kg/m³ lager) is de reductie in sterkte accepteerbaar.

In Tabel 34 wordt een overzicht gegeven van de experimentele resultaten in vergelijking met

het klassiek beton. In de laatste kolom wordt een interval weergegeven. Op basis van dit

interval kan er besloten worden dat de druksterkte, treksterkte en elasticiteitsmodulus van de

gerecycleerde betonsamenstellingen via de traditionele methode ongeveer 15% lager zijn in

vergelijking met deze van een klassiek beton. Voor het EMV-beton bedraagt deze reductie

ongeveer 30%.

Tabel 34: Druk-, treksterkte en E-modulus vergelijken met klassiek beton

Druksterkte

Treksterkte uit

buigproeven

Treksterkte uit

splijtproeven E-modulus Interval

Klassiek 100% 100% 100% 100% 100%

Traditioneel 1 88% 81% 86% 81% 81-88%

EMV 2 75% 67% 76% 71% 67-76%

Traditioneel 2 91% 83% 92% 86% 83-92%

Krimp

De krimp van het gerecycleerd beton via de traditionele methode is hoger in vergelijking met

het klassiek beton. De krimp van het EMV-beton is lager in vergelijking met het klassiek

beton.

Een gerecycleerd beton via de traditionele methode bevat hetzelfde, te binden, mortelgehalte

als een klassiek beton. In het klassiek beton is er 188 l/m³ water toegevoegd, terwijl in dit

gerecycleerd beton er 210 l/m³ is bijgevoegd. Het effectief watergehalte bevat telkens 170

l/m³, maar bij het gerecycleerd beton is er meer water toegevoegd door de hogere

waterabsorptiecoëfficiënt van de gerecycleerde granulaten. Het gerecycleerd beton via de

traditionele methode bevat dus in proportie meer water in vergelijking met het klassiek beton.

Hoe meer water aanwezig in het jonge beton, hoe groter de krimp. Dit is een eerste reden

waarom het gerecycleerd beton via de traditionele methode meer krimpt ten opzichte van het

klassiek beton. Een tweede reden heeft te maken met de gerecycleerde granulaten. Krimp van

beton wordt in sterke mate beïnvloed door de granulaten die de uitdrogingskrimp van de


cementpasta gedeeltelijk verhinderen. De hogere porositeit en lagere dichtheid van de

gerecycleerde granulaten, ten gevolge van de aanhechtende mortel, verlagen de weerstand

tegen krimp. De gerecycleerde granulaten verhinderen de uitdrogingskrimp minder dan de

natuurlijke granulaten en dit leidt bij het gerecycleerd beton tot een verhoogde krimp. Een

laatste reden voor de hogere krimp van het gerecycleerd beton via de traditionele methode is

het verlies van vocht uit de gerecycleerde granulaten. Hoe groter de verzadiging van de

gerecycleerde granulaten, hoe meer vocht kan verloren gaan. Hierdoor is de krimp groter en

duurt de krimp langer.

Het EMV-beton heeft een lagere krimp in vergelijking met het klassiek beton. Deze lagere

krimp heeft twee oorzaken. Eerst en vooral wordt er bij het EMV-beton een kleiner nieuw

mortelgehalte aangemaakt. Dit gaat samen met een kleinere hoeveelheid toe te voegen water.

Er wordt nu in het totaal 162 l/m³ water toegevoegd aan het beton, waarvan 107 l/m³ effectief

water. Hoe kleiner het gehalte aan water, hoe kleiner de krimp. Een tweede reden is dat er bij

de productie van het EMV-beton veel aandacht wordt besteed aan het verdichten. Doordat er

te weinig fijn materiaal (zie Fullerkromme paragraaf III.3.5) in het beton aanwezig is, wordt

er lang verdicht om een zo goed mogelijk beton te verkrijgen. Hierdoor zijn alle grove korrels

zeer dicht op elkaar gepakt. Dit was reeds te zien in de slump van het EMV-beton: deze was

slechts 1 cm. Doordat de hoeken van de granulaten reeds tegen elkaar zitten, heeft het beton

minder kans om te krimpen.


IV. Besluit

IV.1 Conclusies

Het gebruik van betonpuingranulaten in gerecycleerd beton is een alternatief voor de

natuurlijke granulaten. Tot op de dag van vandaag wordt gerecycleerd beton geproduceerd via

de traditionele methode. Deze werkwijze houdt een rechtstreekse, procentuele vervanging van

de natuurlijke granulaten door betonpuin in, zonder inachtneming van de hoeveelheid

aanhechtende mortel. De proporties aan zand, cement en water blijven ongewijzigd.

Het doel van deze scriptie was om onderzoek te leveren naar een nieuwe doseringsmethode

voor gerecycleerd beton: de EMV-methode. Deze methode is gebaseerd op het feit dat

gerecycleerde granulaten een tweeledig materiaal is dat bestaat uit granulaten en mortel. Ze

gaat uit van twee belangrijke wetmatigheden die impliceren dat het totale granulaat- en

mortelvolume in het gerecycleerd beton moet gelijk zijn aan het equivalent gehalte in het

klassiek beton. In deze thesis werd er onderzocht of een gerecycleerd beton via de EMV-

methode betere mechanische en vervormingseigenschappen bezit in vergelijking met een

gerecycleerd beton gedoseerd via de traditionele methode.

Om de EMV-methode toe te passen is het bijgevolg belangrijk om het origineel mortelgehalte

in het betonpuin (Residual Mortar Content, RMC) exact te bepalen. Hiervoor moet vooraf een

RMC-proef worden uitgevoerd op de te gebruiken betonpuingranulaten. De literatuur

beschrijft verschillende manieren om deze proef uit te voeren. In deze thesis is geopteerd voor

de temperatuursbehandeling. De keuze voor de temperatuursbehandeling als RMC-proef

bleek succesvol te zijn. De proef is wel vrij arbeidsintensief en neemt al vlug een volledige

dag in beslag. Er werden drie soorten betonpuingranulaten onderworpen aan deze test. De

bekomen RMC-waarden bedragen 23, 36 en 40%. De RMC-waarde is afhankelijk van de

breekprocedure van de gerecycleerde granulaten, de sterkte van de originele mortel en de

vorm en textuur van de originele granulaten. Hoe kleiner de RMC-waarde, hoe dichter de

eigenschappen van de gerecycleerde granulaten aanleunen bij deze van de natuurlijke

granulaten.

Op de gerecycleerde granulaten worden ook waterabsorptie- en dichtheidstesten uitgevoerd.

Ze hebben een veel hogere waterabsorptiecoëfficiënt (tot tien keer hoger) in vergelijking met


de natuurlijke granulaten. Daarnaast hebben ze ook een veel lagere dichtheid, vergelijkbaar

met deze van lichtgewicht granulaten. Algemeen kan worden gezegd dat de kwaliteit van de

gerecycleerde granulaten minder is in vergelijking met deze van de natuurlijke granulaten.

Nadat de proeven op de granulaten werden uitgevoerd, zijn de verschillende

betonsamenstellingen berekend. Er zijn drie betonsamenstellingen vervaardigd: een klassiek

beton, een gerecycleerd beton via de traditionele methode en een gerecycleerd beton via de

EMV-methode. Iedere betonsamenstelling heeft een W/C-factor van ongeveer 0,45. In alle

samenstellingen werd rekening gehouden met de waterabsorptie door de granulaten. In de

literatuur wordt de hoeveelheid door de granulaten geabsorbeerd water en de manier hoe het

ingerekend wordt, steeds vaag omschreven. Hier moet meer aandacht aan besteed worden

want het blijkt uit deze thesis toch een merkbare invloed te hebben op de eigenschappen van

het beton. Voor de gerecycleerde betonsamenstellingen werd er gebruikgemaakt van een

betonpuin met een RMC-waarde van 40%. Het massaprocent aan gerecycleerd materiaal in

elke gerecycleerde betonsamenstelling ten opzichte van de grove granulaten bedraagt

gemiddeld gezien 65%.

De resultaten van de proeven op het vers beton zijn uiteenlopend. Het klassiek en EMV-beton

heeft een aardvochtige consistentie. Het gerecycleerd beton via de traditionele methode heeft

een plastische tot zeer plastische consistentie. Het EMV-beton heeft het laagste luchtgehalte

(1%). Het luchtgehalte van de andere betonsamenstellingen schommelt tussen de 1,4 en 2,5%.

Het klassiek beton heeft de grootste volumieke massa, met daarop volgend deze van het

EMV-beton. Het gerecycleerd beton via de traditionele methode heeft de laagste volumieke

massa.

De resultaten van de proeven op verhard beton geven een duidelijke trend weer. Het

gerecycleerd beton via de traditionele methode heeft gemiddeld gezien 15% lagere waarden in

vergelijking met het klassiek beton voor de druksterkte, treksterkte en E-modulus. De

waarden voor het gerecycleerd beton via de EMV-methode liggen gemiddeld gezien 30%

lager ten opzichte van het klassiek beton. De gerecycleerde betonsamenstellingen zijn dus

minder sterk in vergelijking met het klassiek beton. Dit is te wijten aan de mindere kwaliteit,

sterkte en heterogeniteit van de gerecycleerde granulaten. Deze granulaten zijn een stuk

goedkoper dan de natuurlijke, hierdoor moet men logischerwijze inboeten aan kwaliteit. De

krimp van het gerecycleerd beton via de traditionele methode is hoger in vergelijking met het


klassiek beton. De krimp van het EMV-beton daarentegen is kleiner in vergelijking met het

klassiek beton. Hierdoor zal er theoretisch gezien in het wegenbeton kleinere scheurvorming

optreden. Dit is een positieve eigenschap van de EMV-methode, doch geen doorslaggevende

factor om te beweren dat het EMV-beton kwaliteitsvoller is.

De reductie van de sterkte- en vervormingseigenschappen zijn voor het gerecycleerd beton via

de traditionele methode conform met de literatuur. Het EMV-beton stemt daarentegen niet

overeen met de literatuur. Volgens de literatuur zou het EMV-beton gelijkwaardige resultaten

moeten opleveren in vergelijking met het klassiek beton. De hoofdoorzaak dat het

gerecycleerd beton via de EMV-methode kwalitatief slechter is, komt doordat de bestaande

mortel van de gerecycleerde granulaten reeds gebonden is en vervolgens niet meehelpt in het

bindingsproces van de nieuwe mortel. Door de kleinere hoeveelheid nieuw toe te voegen

mortel, zijn er logischerwijze minder fijne granulaten in het EMV-beton aanwezig. Dit wijst

erop dat de methode geen rekening houdt met de bepaling van een goed korrelskelet. Een

rechtstreeks gevolg hiervan is dat er veel tijd nodig is om het EMV-beton goed te verdichten.

De kleine hoeveelheid mortel resulteert ook in een kleiner gehalte aan cement als bindmiddel.

Een tweede nadeel van de EMV-methode is dat het nieuw watergehalte aan de lage kant is.

Toch is het watergehalte voldoende indien er rekening wordt gehouden met het geabsorbeerde

water. Hoe groter de RMC-waarde van het gebruikt gerecycleerd granulaat, hoe meer deze

negatieve eigenschappen van de EMV-methode tot uiting zullen komen.

Wegens het lage water- en cementgehalte kan het EMV-beton beschreven worden als een

walsbeton. Een walsbeton wordt gedefinieerd als een schraalbeton maar met een minimum

cementgehalte van 200 kg/m³. Het water- en cementgehalte van het EMV-beton in deze thesis

voldoet aan de eisen van een walsbeton. Een walsbeton heeft als voordeel dat het een zeer

stabiel korrelskelet bezit waardoor het onmiddellijk na verdichten in gebruik kan worden

genomen.

Naarmate er maar een kleine hoeveelheid cement (240 kg/m³) wordt gebruikt in het EMV-

beton in deze thesis, zijn de sterkte- en vervormingseigenschappen van dit beton

aanvaardbaar. De EMV-methode laat dus toe de kosten te minimaliseren door het gebruik van

gerecycleerde granulaten en een kleinere hoeveelheid cement. Het is dan vanzelfsprekend dat

ook de kwaliteit van het beton minder zal zijn in vergelijking met het klassiek beton. Dit


beton zou kunnen gebruikt worden in de toplagen voor minder belastbare wegen of als

onderlaag voor een tweelaags, doorgaand gewapend beton.

IV.2 Aanbevelingen voor verder onderzoek

In de toekomst kan er verder onderzoek worden geleverd naar een gerecycleerd beton via de

EMV-methode. Als eerste kunnen er een groot aantal RMC-proeven worden uitgevoerd

waardoor er meer spreiding en zekerheid zal zijn over de hieromtrent getrokken conclusies

betreffende de gerecycleerde granulaten en de breekprocedures ervan.

Om duidelijk de werking van de aanhechtende mortel van de gerecycleerde granulaten in het

EMV-beton te kennen, zou er een beton moeten worden gemaakt via de EMV-berekening

waar enkel wordt gebruikgemaakt van natuurlijke granulaten. Indien dezelfde resultaten

worden verkregen als met de gerecycleerde granulaten, dan heeft de aanhechtende mortel

geen werking in het geheel.

Vervolgens kan er ook eens een nieuwe EMV-samenstelling opgemaakt worden met

gerecycleerde granulaten met een lagere RMC-waarde (bijvoorbeeld met het O.B.B.C.

betonpuin van deze thesis met RMC-waarde 23%). Hierdoor zal er meer nieuwe mortel en

water in het gerecycleerd beton worden toegevoegd, waardoor het beton een hogere sterkte

zal verkrijgen. Met deze lagere RMC-waarde zullen er misschien gelijkwaardige sterkte- en

vervormingseigenschappen worden verkregen ten opzichte van een gerecycleerd beton via de

traditionele methode. Het is perfect mogelijk dat een RMC-waarde van 40%, zoals in deze

thesis, een bovengrens is voor het gebruik van de EMV-methode. Enkel een assortiment aan

gerecycleerde granulaten met verschillende RMC-waarden en op basis hiervan gemaakte

EMV-betonsamenstellingen, kan hierover uitsluitsel geven.

Als laatste moet meer onderzoek worden gedaan naar de hoeveelheid geabsorbeerd water van

de granulaten in de betonsamenstellingen en de wijze waarop het wordt toegevoegd bij de

vervaardiging. Uit het praktisch onderzoek van deze thesis blijkt het een merkbare invloed te

hebben op de resultaten.


Referenties

Normen

NBN EN 1097-6, Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische

eigenschappen van toeslagmaterialen - Deel 6: Bepaling van de dichtheid van deeltjes en

de waterabsorptie.

NBN EN 12350-2, Beproeving van de betonspecie - Deel 2: Zetmaat NBN EN 12350-5, Beproeving van de betonspecie - Deel 5: Schudmaat NBN EN 12350-6, Beproeving van de betonspecie - Deel 6: Dichtheid NBN EN 12350-7, Beproeving van de betonspecie - Deel 7: Luchtgehalte - Drukmethode NBN EN 12390-7, Beproeving van verhard beton - Deel 7: Volumemassa van verhard

beton

NBN EN 12390-3, Beproeving van verhard beton - Deel 3 : Druksterkte van proefstukken NBN EN 12390-5, Beproeving van verhard beton - Deel 5: Buigtreksterkte van de

proefstukken

NBN EN 12390-6, Beproeving van verhard beton - Deel 6: Splijttreksterkte van

proefstukken

NBN B 15-203, Proeven op beton - Statische elasticiteitsmodulus bij druk NBN B 15-216, Proeven op beton - Krimpen en zwellen


Literatuurlijst

[1] ABBAS A., FATHIFAZL G., FOURNIER B., ISGOR O.B., ZAVADIL R., RAZAQPUR A.G., FOO S., Quantification of the residual mortar content in recycled concrete aggregates by image analysis, Materials characterization, 60(1) (2009), 716-728

[2] ABBAS A., FATHIFAZL G., ISGOR O.B., RAZAQPUR A.G., FOURNIER B., FOO S., Durability of recycled aggregate concrete designed with equivalent mortar volume method, Cement & Concrete Composites, 31(1) (2009), 555-563

[3] BELGISCHE BETONGROEPERING, Betontechnologie, 5de herzien druk, Belgische betongroepering, Brussel (2009), p.605.

[4] BOEHME L., VAN GYSEL A., VRIJDERS J., JOSEPH M., CLAES J., Valorisatie van grove betonpuingranulaten in beton C20/25 &C25/30, 1, ACCO Leuven, (2012), 208

[5] BUTLER L., WEST J.S., TIGHE S.L., The effect of recycled concrete aggregate properties on the bond strength between RCA concrete and steel reinforcement, Cement and Concrete Research, 41(1) (2011), 1037-1049

[6] CASTEUR P., Invloed van gerecycleerde granulaten op horizontale scheurvorming in doorgaand gewapande betonverhardingen, Universiteit Gent, Eindwerk voorgedragen tot het behalen van de graad en het diploma van Master in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde, (2012)

[7] CHENG GY., Experimental study on the basic performance of recycled aggregate concrete with different displacement ratio, Chinese Concrete, 11(1) (2005), 67–70

[8] DE JUAN M.S., GUTIÉRREZ P.A., Influence of attached mortar content on the properties of recycled concrete aggregate, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures 8-11 November 2004, Barcelona, Spain

[9] DE JUAN M.S., GUTIÉRREZ P.A., Study on the influence of attached mortar content on the properties of recycled concrete aggregate, Construction and Building Materials, 23(1) (2009), 872–877

[10] DE VYLDER, W. ET AL., Gewapend beton - Berekening volgens NBN B 15-002 (1999), Academia Press, Gent (2002), hoofdstuk 1, paragraaf 1.2, 1.26-1.30

[11] DOMINGO-CABO A., LÁZARO C., LÓPEZ-GAYARRE F., SERRANO-LÓPEZ MA., SERNA P., CASTANO-TABARES J., Creep and shrinkage of recycled aggregate concrete, Construction Building Materials, 23(7) (2009), 2545–2553

[12] ETXEBARRIA M., VAZQUEZ E., MARI A., Microstructure analysis of hardened recycled aggregate concrete, Cement and Concrete Research, 58(10) (2006), 683–690

[13] ETXEBERRIA M., VÀZQUEZ E., MARI A., BARRA M., Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete, Cement and Concrete Research, 37(5) (2007), 735-742

[14] FATHIFAZL G., ABBAS A., RAZAQPUR A.G., ISGOR O.B., FOURNIER B., FOO S., New mixture proportioning method for concrete made with coarse recycled concrete aggregate, Journal of materials in civil engineering, 21(1) (2009), 601-611

[15] FATHIFAZL G., RAZAQPUR A.G., ISGOR O.B., ABBAS A., FOURNIER B., FOO S., Creep and drying shrinkage characteristics of concrete produced with coarse recycled concrete aggregate, Cement & Concrete Composites, 33(1) (2011), 1026-1037

[16] GAMBHIR M. L., Concrete technology, derde editie, Tata McGraw-Hill, New Delhi (2006)


[17] GUO YC., WANG X., SUN KW., CHENG LF., Experiment study on drying shrinkage deformation of recycled aggregate concrete, Electric technology and civil engineering (ICETCE), International conference, (2011), 1219–1222

[18] HANSEN TC., Recycled aggregate and recycled aggregate concrete, second state-of-the-art report, developments from 1945–1985, Mater Struct, 19(3) (1986), 201–246

[19] http://nan.brrc.be/force_download.php?file=docs_public/summaries/sum_nbn_en_12620_2002_nl.pdf, geraadpleegd op 24 april 2013

[20] http://nl.wikipedia.org/wiki/Planimeter, geraadpleegd op 15 maart 2013

[21] http://www.bbri.be/antenne_norm/beton/nl/fiches/1097-1.pdf, geraadpleegd op 15 maart 2013

[22] http://www.bbri.be/antenne_norm/beton/nl/fiches/1097-6.pdf, geraadpleegd op 14 februari 2013

[23] HU MP., Mechanical properties of concrete prepared with different recycled coarse aggregates replacement rate, Chinese Concrete, 2(1) (2007), 52–54

[24] HU Q., SONG C., ZOU CY., Experimental research on the mechanical properties of recycled concrete, Harbin Institute Technology, 41(4) (2009), 33–36

[25] JIANZHUANG XIAO, WENGUI LI, YUHUI FAN, XIAO HUANG, An overview of study on recycled aggregate concrete in China (1996–2011), Construction and Building Materials, 31(1) (2012), 364-383

[26] JIN C., WANG XP., AKINKUROLERE OO., JIANG CR., Experimental research on the conversion relationships between the mechanical performance indexes of recycled concrete, Chinese Concrete, 49(11) (2008), 37–39

[27] KOU SC., POON CS., DIXON C., Influence of fly ash as cement replacement on the properties of recycled aggregate concrete, J. Mater Civil Engineering, 19(9) (2007), 709–717

[28] LI JB., XIAO JZ., HUANG J., Influence of recycled coarse aggregate replacement percentage on compressive strength of concrete, Chinese Building Materials, 9(3) (2006), 297–301

[29] MEDINA C., FRÍAS M., SÁNCHEZ DE ROJAS MI., Microstructure and properties of recycled concretes using ceramic sanitary ware industry waste as coarse aggregate, Construction and Building Materials, 31(6) (2012), 112–118

[30] NAGATAKI S., GOKCE A., SAEKI T., HISADA T., Assessment of recycling process induced damage sensitivity of recycled concrete aggregates, Cement and Concrete Research, 34(6) (2004), 965–971

[31] NIXON PJ., Recycled concrete as an aggregate for concrete—a review, Mater Struct, 11(5) (1978) 371–378

[32] PADMINI A.K.., RAMAMURTHY K.., MATHEWS M.S., Influence of parent concrete on the properties of recycled aggregate concrete, Construction and Building Materials, 23(2) (2009), 829–836

[33] PLOYAERT C., Naar een optimale samenstelling van wegenbeton, Federatie van de Belgische Cementnijverheid, Dossier Cement, (2010)

[34] POON CS., SHUI ZH., LAM L., Effect of microstructure of ITZ on compressive strength of concrete prepared with recycled aggregates, Construct Building Materials, 18(9) (2004), 461–468

[35] RASHEEDUZZAFAR KHAN A., Recycled concrete-a source of new aggregate, Cement and concrete Aggr. (ASTM), 6(1) (1986), 17–27

[36] RAVINDRARAJAH RS., TAM CT., Properties of concrete made with crushed concrete as coarse aggregate, Concrete Research, 37(130) (1985), 29–38


[37] RAZAQPUR A.G.,FATHIFAZL G., ISGOR O.B., ABBAS A., FOURNIER B., FOO S., How to produce high quality concrete mixes with recycled concrete aggregate, RILEM Publications SARL, (2010), 25

[38] SAGOE-CRENTSIL KK., BROWN T., TAYLOR AH., Performance of concrete made with commercially produced coarse recycled concrete aggregate, Cement and Concrete Research, 31(5) (2001), 707–712

[39] TAM C.M., TAM W.Y. V., GAO X.F., Microstructural analysis of recycled aggregate concrete produced from two-stage mixing approach, Cement and Concrete Research, 35(1) (2005), 1195-1203

[40] TANG J., Preliminary study on compressive strength of recycled aggregate concrete, Sichuan Building Science, 33(4) (2007), 183–186

[41] THOMAS C., SETIÉN J., POLANCO J.A., ALAEJOS P., SÀNCHEZ DE JUAN M., Durability of recycled aggregate concrete, Construction and Building Materials, 40(1) (2013), 1054-1065

[42] TOPÇU IB., SENGEL S., Properties of concretes produced with waste concrete aggregate, Cement and Concrete Research, 34(8) (2004), 1307–1312

[43] VANDEPUTTE A., BEECKMANS L., HERMANS M., Een hoogwaardig gebruik van puingranulaten stimuleren, OVAM, (2008), 119

[44] WAI HOE KWAN, MAHYUDDIN RAMLI, KENN JHUN KAM, MOHD ZAILAN SULIEMAN., Influence of the amount of recycled coarse aggregate in concrete design and durability properties, Construction and Building Materials, 26(1) (2012), 565-573

[45] www.ovam.be, geraadpleegd op 18 maart 2013

[46] XIAO JZ, LI JB., Study on relationships between strength indexes of recycled concrete, Chinese J. Building Materials, 9(2) (2005), 197–201

[47] XIAO JZ., Experimental investigation on complete stress-strain curve of recycled concrete under uniaxial loading, Tongji University, 35(11) (2007), 1445–1449

[48] XIAO JZ., LI JB., SUN ZP., HAO XM., Study on compressive strength of recycled aggregate concrete, J. Tongji University (National Science), 32(12) (2004), 1558–1561

[49] ZHANG J., DU H., ZHANG C., LI QY., Influence of mineral admixture and recycled aggregate on shrinkage of concrete, Qingdao Technology University, 34(4) (2009) 145–149, 153

[50] ZHANG WT., INGHAM JM., Using recycled concrete aggregates in New Zealand ready-mix concrete production, J. Mater Civil Engineering, 22(5) (2010), 443–450

[51] ZHANG YM., QIN HG., SUN W., HAO DM., NING Z., Preliminary study on the proportion design of recycled aggregate concrete, China Concrete and Cement Productions, 1(1) (2002), 7–9

[52] ZHOU JH., HE HJ., MENG XH., YANG YZ., Basic mechanical properties of recycled concrete experimental study, Shenyang Jianzhu University (National Science), 26(3) (2010), 464–468

[53] ZHU L., WU J., The study on early drying shrinkage of recycled aggregate concrete. In: 2nd International conference on waste engineering and management, 73(1) (2010), 568–575

Bijlagen

Bijlage A: Volumieke massa (droge toestand)



K 1 2370 T 1-1 2280 EMV 2-1 2260 T 2-1 2280

K 2 2380 T 1-2 2280 EMV 2-2 2320 T 2-2 2290

K 3 2370 T 1-3 2290 EMV 2-3 2310 T 2-3 2280

K 4 2380 T 1-4 2280 EMV 2-4 2310 T 2-4 2270

K 1 2380 T 1-5 2260 EMV 2-5 2310 T 2-5 2260

Gemiddeld 2380 Gemiddeld 2280 Gemiddeld 2300 Gemiddeld 2280

Bijlage B: Drukproeven

Druksterkte fc,cub [N/mm²]


K 1 45,9 T 1-1 39,9 EMV 2-1 34,0 T 2-1 43,0

K 2 47,9 T 1-2 41,8 EMV 2-2 37,1 T 2-2 41,8

K 3 48,0 T 1-3 41,1 EMV 2-3 35,5 T 2-3 43,5

K 4 45,5 T 1-4 41,5 EMV 2-4 35,1 T 2-4 44,3

K 1 47,0 T 1-5 41,9 EMV 2-5 35,0 T 2-5 41,7

Gemiddeld 46,9 Gemiddeld 41,2 Gemiddeld 35,3 Gemiddeld 42,9

Bijlage C: Buigproeven

Klassiek

Proefstuk Breedte [mm] Hoogte [mm] Last [kN] Buigsterkte fct,fl [N/mm²] Treksterkte fct [N/mm²] 1 149,19 149,69 25,20 5,7 3,4 2 150,35 149,80 23,69 5,3 3,2 3 153,28 150,20 25,66 5,6 3,3 4 151,64 150,23 29,36 6,4 3,9 5 151,66 149,74 32,77 7,2 4,3

Gemiddeld [N/mm²] 6,0 3,6

Traditioneel 1



EMV 2



Traditioneel 2



Bijlage D: Splijtproeven

Klassiek

Proefstuk Helfnr. Breedte [mm] Hoogte [mm] Last [kN] Splijtsterkte fct,sp [N/mm²] Treksterkte fct [N/mm²]

1 1 148,64 150,13 144,00 4,1 3,7

2 152,01 149,66 136,00 3,8 3,4

2 1 150,29 149,95 151,50 4,3 3,9

2 148,44 149,91 152,00 4,3 3,9

3 1 150,12 150,35 137,00 3,9 3,5

2 156,56 150,23 139,00 3,8 3,4

4 1 150,38 150,22 147,00 4,1 3,7

2 154,40 150,24 145,00 4,0 3,6

5 1 153,11 150,25 166,00 4,6 4,1

2 150,32 150,00 169,00 4,8 4,3


Traditioneel 1


1 1 149,23 151,38 136,00 3,8 3,4

2 149,70 151,68 129,50 3,6 3,3

2 1 148,56 150,36 108,50 3,1 2,8

2 149,69 150,22 120,00 3,4 3,1

3 1 148,62 150,28 128,00 3,6 3,3

2 148,66 150,11 137,00 3,9 3,5

4 1 149,07 151,30 121,00 3,4 3,1

2 148,15 151,33 125,00 3,5 3,2

5 1 147,93 151,41 110,00 3,1 2,8

2 145,76 152,00 137,00 3,9 3,5


EMV 2


1 1 149,41 150,38 111,00 3,1 2,8

2 152,47 150,22 106,00 2,9 2,7

2 1 147,96 150,13 111,00 3,2 2,9

2 146,36 150,49 99,00 2,9 2,6

3 1 147,39 149,67 109,00 3,1 2,8

2 150,98 149,88 94,00 2,6 2,4

4 1 149,52 149,88 118,00 3,4 3,0

2 151,20 150,17 116,00 3,3 2,9

5 1 151,31 150,35 112,00 3,1 2,8

2 149,67 150,01 103,00 2,9 2,6


Traditioneel 2


1 1 149,12 149,66 143,00 4,1 3,7

2 145,94 149,82 142,00 4,1 3,7

2 1 148,02 149,97 121,50 3,5 3,1

2 149,97 149,62 144,00 4,1 3,7

3 1 151,11 149,85 115,00 3,2 2,9

2 148,57 149,92 103,00 2,9 2,6

4 1 154,05 150,24 141,50 3,9 3,5

2 154,28 149,36 151,00 4,2 3,8

5 1 149,75 150,20 145,00 4,1 3,7

2 148,63 150,00 120,00 3,4 3,1


Bijlage E: Elasticiteitsmodulus proeven

Klassiek

Proefstuk Lus/rekstrook ∆εm Gem. ∆εm σa [MPa] σb [MPa] Ecm [MPa] E-modulus [MPa]

K 1

1/1 365,42

431,05 16,24 1,21 34851

37000

1/2 356,78

1/3 570,95

2/1 348,87

403,55 16,24 1,21 37230 2/2 347,75

2/3 514,03

3/1 350,19

404,29 16,24 1,21 37163 3/2 352,83

3/3 509,87

K 2

1/1 153,40

429,91 16,24 1,16 35068

36500

1/2 466,61

1/3 669,72

2/1 169,37

414,00 16,24 1,21 36287 2/2 444,57

2/3 628,08

3/1 181,54

414,69 16,24 1,21 36232 3/2 438,75

3/3 623,79

K 3

1/1 409,25

434,40 16,31 1,26 34631

36500

1/2 465,76

1/3 428,19

2/1 386,35

409,47 16,31 1,28 36684 2/2 446,07

2/3 396,00

3/1 390,90

410,71 16,31 1,28 36583 3/2 452,47

3/3 388,77

Gemiddeld [MPa] 36500

Traditioneel 1


T 1-1

1/1 347,26

473,54 14,04 1,20 27108

28500

1/2 429,32

1/3 644,04

2/1 356,16

445,59 14,04 1,28 28628 2/2 403,37

2/3 577,23

3/1 365,36

446,20 14,04 1,28 28591 3/2 405,67

3/3 567,58

T 1-2

1/1 232,67

440,83 13,97 1,20 28954

31500

1/2 709,40

1/3 380,42

2/1 228,82

407,05 13,96 1,21 31337 2/2 625,67

2/3 366,67

3/1 239,29

407,30 13,97 1,21 31319 3/2 616,25

3/3 366,35

T 1-3

1/1 482,47

453,97 14,03 1,14 28387

29500

1/2 429,25

1/3 450,20

2/1 449,67

429,54 14,03 1,27 29699 2/2 421,26

2/3 417,69

3/1 453,00

430,93 14,03 1,27 29599 3/2 426,67

3/3 413,12


EMV 2


EMV 2-1

1/1 434,49

496,21 12,37 1,13 22654

23500

1/2 503,71

1/3 550,41

2/1 425,51

467,09 12,38 1,33 23647 2/2 451,77

2/3 523,98

3/1 425,47

466,74 12,37 1,33 23670 3/2 452,10

3/3 522,63

EMV 2-2

1/1 183,41

490,46 12,36 1,19 22771

28000

1/2 850,23

1/3 437,76

2/1 196,86

397,32 12,35 1,31 27793 2/2 625,26

2/3 369,83

3/1 206,06

398,20 12,36 1,31 27739 3/2 617,30

3/3 371,22

EMV 2-3

1/1 494,04

475,65 12,30 1,13 23475

26000

1/2 594,09

1/3 338,81

2/1 418,58

419,42 12,30 1,27 26288 2/2 499,25

2/3 340,45

3/1 417,49

420,95 12,30 1,27 26193 3/2 498,01

3/3 347,35


Traditioneel 2


T 2-1

1/1 324,57

440,80 14,03 1,13 29270

31500

1/2 316,37

1/3 681,47

2/1 306,63

401,97 14,03 1,30 31675 2/2 298,93

2/3 600,36

3/1 314,29

401,82 14,03 1,30 31687 3/2 299,99

3/3 591,18

T 2-2

1/1 413,83

423,00 14,03 1,19 30368

31500

1/2 378,23

1/3 476,95

2/1 399,92

401,42 14,03 1,30 31719 2/2 368,88

2/3 435,46

3/1 408,22

403,80 14,03 1,30 31537 3/2 370,57

3/3 432,61

T 2-3

1/1 698,20

436,40 13,98 1,19 29305

32000

1/2 346,28

1/3 264,71

2/1 612,98

400,02 13,98 1,23 31873 2/2 316,18

2/3 270,89

3/1 605,79

400,48 13,98 1,23 31824 3/2 320,98

3/3 274,67


Bijlage F: Krimpproeven

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Klassiek 1

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Klassiek 2

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Traditioneel 1-1

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Traditioneel 1-2

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

EMV 2-1

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

EMV 2-2

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Traditioneel 2-1

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Krim

p [µ

m/m

]

Ouderdom [dagen]

Traditioneel 2-2

Zijde 1

Zijde 2

Zijde 3

Zijde 4

Invloed van recyclage materiaal in de betonsamenstelling op ......Invloed van recyclage het gedrag...

Documents

Transcript of Invloed van recyclage materiaal in de betonsamenstelling op ......Invloed van recyclage het gedrag...