2111 ? POSTBUS 3011 DI 5203 DA 'S HERTOGENBOSCHEigenschappen vanbeton (111)In BETONIEK8/13 is gestart met de artikelenreeks'Eigenschappen van beton'. De eerste aflevering wasgewijd aan mechanische, de tweede aan thermischeeigenschappen.In deze aflevering komen de hygrische eigenschappenaan bod. Voor de afsluitende vierde aflevering resterendan nog de duurzaamheidsaspecten.Onder de hygrische eigen-schappen van een materiaalverstaan we alle eigenschappendie met vocht, dus water ofwaterdamp te maken hebben:- waterdoorlatendheid;- waterindringing;- waterdampdiffusie;- waterabsorptie;- waterdampabsorptie (even-wichtsvochtgehalte).Wanneer we het gedrag van eenmateriaal onder vochtige omstan-digheden beoordelen, kunnenwe in principe drie situatiesonderscheiden:I. Een situatie waarbij sprake isvan een zekere overdruk vanwater of waterdamp op éénzijde van het materiaal. Alsgevolg hiervan treedt een zekervochttransport in/door hetmateriaal op. Er is dan sprake vanwaterindringing, respectievelijkvan waterdoorlatendheid. Dezesituatie doet zich bijvoorbeeldvoor bij een waterreservoir.Bij waterdamp spreken we danvan waterdampdiffusie.2. Een situatie waarbij hetmateriaal in aanraking komt metwater of zich in een omgevingmet een bepaalde relatievevochtigheid bevindt. Er kan danvrijwillige wateropnarne ofwateropzuiging door het mate-riaal zijn. In een omgeving meteen constant vochtgehalte zalzich in het materiaal geleidelijkeen bepaald vochtgehalte instel-len, het zogenaamde evenwichts-vochtgehalte.3. Een situatie waarl!>ij aan hetoppervlak van het materiaalwisselende vochtbelastingenoptreden, bijvoorbeeld beurte-lings een hoge en lage relatievevochtigheid (RV) of beurtelingsnat worden en uitdrogen.Dit betekent dat het vochtge-halte in de buitenste laag voort-durend varieert: opname vanvocht bij hoge RV, respectievelijkbij benatting en afgifte van vochtbij lage RVbij uitdrogen.Deze processen worden uiter-aard sterk beïnvloed door deeigenschappen van het materiaal.Cementgebonden materialenzijn in zekere zin poreuze mate-rialen. Het gehalte aan poriën ende poriestructuur zijn bepalendseptember 1990x>gJJJJJJJJJJJaJJJJJJJJJJJvoor de mate waarin vochttrans-port in beton kan plaatsvinden.Het zal duidelijk zijn dat tussengrindbeton, lichtbeton en schuim-beton in dit opzicht groteverschillen mogelijk zijn.N.B. Zwellen en krimpen alsgevolg van vochtopname ofvochtverlies horen ook onder dehygrische eigenschappen. Geziende samenhang met vervormings-eigenschappen als kruip enrelaxatie zijn deze eigenschappente zamen behandeld in BETONlEK8/13.erdoorlatendheidDefinitieDe waterdoorlatendheid vaneen materiaal geeft aan metwelke snelheid water door eenmateriaal kan stromen. Hiervoormoet vanzelfsprekend wel eenzeker drukverschil over demateriaaldoorsnede aanwezigzijn.In algemene zin spreekt men welvan de permeabiliteit van eenmateriaal.Een materiaal kan in meer ofmindere mate permeabel (door-laatbaar) zijn voor bepaaldevloeistoffen, dampen en gassen.BelangltoelichtingDe mate waarin een materiaal'dicht' is voor vloeistof isin veelopzichten van belang.Het meest voor de hand liggendlijkt dit bij de toepassing vangrind- of lichtbeton voor kelder-wanden, zwembaden enz. Indeze gevallen is de waterdicht-heid van beton altijd méér danvoldoende. Grind- en lichtbetonmag in deze toepassingen alsvolkomen dicht wordenbeschouwd, mits er natuurlijkgeen scheurvorming is opge-treden door fouten in ontwerpof uitvoering.De waterdoorlatendheid vanschuimbeton wordt op ditmoment nog nader onderzocht.BeproevingVoor de beproeving van dewaterdoorlatendheid van betonis een methode beschreven inISO/DIS 7031 en DIN 1048.Bij deze methode wordt eenproefstuk aan één zijde belastmet een waterdruk van I bargedurende 48 uur; daarna 3 bargedurende 24 uur en tenslotte 7bar gedurende 24 uur.Zodra doorsijpeling van waterwordt vastgesteld wordt hettijdstip genoteerd en wordt deproef afgebroken.Daarin normale situaties bijgrind- en lichtbeton geen water-doorlating plaatsvindt, wordtdeze proef in het algemeengebruikt voor bepaling van dewaterindringing.De waterdoorlatendheid vanopen beton voor bijvoorbeeldwegverhardingen en waterbouw-kundige toepassingen is uiteraardvan een geheel andere orde-grootte en wordt in dit verbandniet nader uitgewerkt.InvloedsfactorenDe waterdoorlatendhèid vanbeton wordt vooral bepaalddoor de hoeveelheid fijn in hetmengsel, de gradering van hettoeslagmateriaal en de verdich-ting.CljferwaardenIn de praktijk blijkt beton,volgens voorschrift vervaardigd,waterdicht te zijn.erindringingDefinitieDe waterindringing van eenmateriaal is de mate waarin,onder eenzijdige druk, water ineen materiaal dringt.Bepaling van de waterindringingaan grind- en lichtbeton geeftinzicht in de permeabiliteit vande materialen.Belang/toelichtingDe permeabiliteit van beton isvan belang voor de duurzaam"heid. Het wapeningsstaal ligtnormaliter betrekkelijk dichtJJJJJJJJJJJJJJJJJJJfbgKJJJJJJJJJJJJJJJJJ=afstand tot betorioppervlak--'"[IJ De betondekking moet het wapeningsstaal beschermen tegen corrosie. Depermeabiliteit van de betondekking is dan ook een belangrijk duurzaamheidsaspectTen opzichte van deze invloedenspeelt de betonsamenstellingslechts een ondergeschikte rol.Proefstukken uit constructiefgrind- en lichtbeton welke op dejuiste manier worden vervaardigden, zoals in DIN 1048 voorge-schreven, onder controleproef-oppervlak blijkt in de eersteplaats te worden bepaald doorde zorgvuldigheid van werkentijdens het maken van bekistin-gen, het storten, verdichten envooral nabehandelen./nv/oedsfactorenDe permeabiliteit van het beton-onderzoek gedaan naar geschiktebeproevingsmethoden voorschuimbeton.Daarnaast is er op dit momentveel aandacht voor beproevings-methoden die meting van dewaterindringing in het werkmogelijk maken.Daarmee zou een belangrijkeeigenschap van beton in relatietot de duurzaamheid direct aande betonconstructie kunnenworden getoetst.BeproevingDe meest gebruikte beproevings-methode voor het bepalen vande waterindringing is beschrevenin ISOlOlS 7031 en in DIN 1048.Bij deze methode wordt dewaterindringing bepaald dooreen verhard proefstuk Jan éénzijde te belasten met een water-druk van I bar gedurende 48 uur,daarna 3 bar gedurende 24 uuren tenslotte 7 bar gedurende 24uur. Daarna wordt het proefstukgespleten en wordt de waterin-dringing gemeten.Door de hoge waterdrukken isdeze proef alleen bruikbaar voordicht grindbeton en lichtbeton.Voor schuimbeton is de proefongeschikt. Gezien de behoefteaan informatie over de waterin-dringing bij schuimbeton wordtdoor verschillende laboratoriaKort gezegd: de permeabiliteitvan vooral de buitenste laagbeton, de betondekking, isbepalend voor de weerstandtegen alle mogelijke chemischeen fysische belastingen en isdaarmee een zeer belangrijkduurzaamheidskenmerk.Naast de dichtheid is natuurlijkook de afmeting, de dikte van dedekkingszone heel belangrijkvoor de duurzaamheid. Wijbepalen ons hier echter tot debetoneigenschappen op zich.onder het betonoppervlak (zo'n20 tot 40 mm.). De betondek·king moet het wapeningsstaalbeschermen door het indringenvan schadelijke stoffen van buitenzoals bijvoorbeeld koolzuur enchemische vervuiling uit de luchten regenwater en chloriden uitbijvoorbeeld strooizouten zogoed mogelijk tegen te gaan(fig./ ).JJJJJJJJJJbgJJJJJJJJJJomstandigheden verharden,leveren meetwaarden die norma-liter tussen 0 en 30 mm liggen.De in ISO/DIS 7031 beschrevenversie van deze beproevingsme-thode biedt de mogelijkheid omde proef ook aan uit het werkgeboorde proefstukken uit tevoeren. Dan worden echter vaakbeduidend hogere meetwaardengevonden. De permeabiliteit vangeboorde kernen zou op grondhiervan sterk afwijken van depermeabiliteit van uit hetzelfdebeton vervaardigde proefstuk-ken; het is nog onduidelijk hoedeze resultaten moeten wordengeïnterpreteerd.erdampdiffusieDefinitieDiffusie is het verschijnsel dat alseen stof in verschillende concen-traties in een ruimte voorkomt,dit concentratieverschil genivel-leerd wordt door de bewegingvan de moleculen.Bij waterdampdiffusie treedt alsgevolg van dit mechanisme eenstroming van waterdampmole-culen op van de hoogste concen-tratie (dampdruk) naar de laagsteconcentratie.De diffusie van waterdamp doorverschillende materialen wordtwel vergeleken met het diffusie-weerstandsgetal (IJ). Hiermeewordt aangegeven hoeveel deweerstand die een materiaaltegen diffusie biedt, groter is dandie van een stilstaande luchtlaagvan gelijke dikte. De IJ-waardevan lucht is dus per definitie I.Analoog aan de rekenmethodenvoor warmtetransport rekentmen voor waterdamptransportook wel met de waterdampgelei-dingscoëfficiënt (0).BelangltoelichtingHet transport van waterdampspeelt een belangrijke rol in devochthuishouding in bouwcon-structies.Voor de klimaatbeheersing ingebouwen is het van belang teweten in welke mate damptrans-port door de constructie plaats-vindt. OOK voor het voorkomenvan schade door condensatie inconstructies is inzicht nodig inhet vochttransport door bouw-constructies.Het damptransport door grind-en lichtbeton in bouwconstruc-ties is te verwaarlozen.Vochttransport door 'poreuzematerialen' kan op zeer verschil-lende manieren plaatsvinden. Inde praktijk blijkt dat de grenstussen damptransport en vloei·stoftransport vaak moeilijk tetrekken is. Bij hogere vochtigheidwordt vaak een lagere IJ-waardegevonden. Kennelijk vindt naasthet transport in de dampfase danook transport in de vloeistoffaseplaats.BeproevingVoor het bepalen van de water-dampdiffusie van een materiaalwordt een proefstuk als afsluiting777TF!ti! naangebracht op een vat gevuldmet water. Het geheel wordtgeplaatst in een ruimte met eenconstante relatieve luchtvochtig-heid van 70%.Uit de massa-afname van het vatper tijds- en oppervlakte-eenheiden de dikte van het monster isvervolgens de IJ-waarde teberekenen.InvloedsfactorenDe mate van waterdamptrans-port wordt vooral bepaald doorde structuur van een materiaal.Hierbij moet worden opgemerktdat poreuze materialen met eengesloten celstructuur een onver-wacht lage waterdampgeleidings-coëfficiënt en dus een zeergering damptransport kunnenopleveren.De structuur en de samenstel-lende materialen kunnen eenzeer grote invloed hebben op demate van damptransport. Vaakbestaat er geen enkele relatiemet volumieke massa of sterkte-eigenschappen.CijferwaardenCijferwaarden voor waterdamp-diffusie zijn gegeven in tabel I.JJJJJJJJJJaJJJJJJJJJJJJL Qevenwichtsvochtgehalte in % (m/m)0,5 - II - 5I - 52-5BeproevingHet evenwichtsvochtgehaltewordt bepaald door proef-stukken bij een bepaalde(bekende) relatieve vochtigheidte bewaren en daarbij doorregelmatig wegen vast te stellenBelangltoelichtingHet kan van belang zijn om hetvochtgehalte te kennen dat zichin een materiaal, dat wordttoegepast onder bepaalde condi-ties, zal instellen, bijvoorbeeldomdat dit van invloed is op deisolatiewaarde, of de volumiekemassa. Dit geldt met name voorIicht- en schuimbeton.Het evenwichtsvochtgehaltegeeft dan aan welk vochtgehaltezich uiteindelijk zal 'instellen' bijeen bepaalde gemiddelde rela-tieve vochtigheid.Definitie.Onder het evenwichtsvochtge-halte verstaat men het in eenmateriaal aanwezige percentagevocht, nadat zich een evenwichts-toestand heeft ingesteld tenopzichte van de luchtvochtigheidvan de omgeving.erdampabsorptie(evenwichtsvochtgehalte)lichtbeton000 kglm3 1200-2000 kg/m36-212-415 - 525- 10relatievevochtigheid40%65%80%95%CljferwaardenCijferwaarden met betrekkingtot de waterabsorptie zijn voorcementgebonden materialennauwelijks beschikbaar. Dichtconstructiefgrind- en lichtbetonworden in voorkomendegevallen beoordeeld op waterin-dringing onder overdruk, zoalseerder besproken.Schuimbeton blijkt door zijnbelletjesstructuur (géén door-gaande poriën) nauwelijks capil-laire opzuiging op te leveren.Indien bijvoorbeeld baksteen ofgasbeton worden onderworpenaan de proef volgens CPC-I Iblijkt bij deze materialen wél eenforse wateropzuiging op tetreden.InvloedsfactorenDe structuur van het materiaalen met name de poriegrootte ende poriënverdeling spelen eendominante rol waar het gaat omwateropzuiging. Een onderbre-king van capillairen met luchtbel-letjes kan de waterabsorptiedrastisch verminderen.BeproevingDe vrijwillige wateropname vangrind- en lichtbeton is gering. Inde praktijk wordt dan ookvolstaan met de waterindringings-proef waarbij naast capillaireopname nog sprake is van over-druk.De capillaire opzuiging vanschuimbeton wordt beoordeelddoor proefstukken met één zijdeop een vrij wateroppervlak teplaatsen en vervolgens de water-opzuighoogte op te meten eneventueel ook de gewichtstoe-name van het proefstuk te bepa-len. Deze proef is beschreven inRilem-aanbeveling CPC-I I.Een Nederlandse beproevings-norm is in voorbereiding.Belang/toelichtingOpzuiging van water doorporeuze bouwmaterialen is inveel situaties denkbaar: bijvoor-beèld natte ruimten (keuken,douche) in woningen en wandenof funderingen van gebouwendie met grondwater of langssijpe-lend regenwater in aanrakingkomen.Vochtige woningen zijn nadeligvoor de gezondheid. Het is dusnodig met de juiste bouwkundigemaatregelen en materiaalkeuzede waterabsorptie te beperken.erabsorptieDefinitieIndien een materiaal in contactstaat met water, dan blijkt inmeer of mindere mate het waterte worden opgezogen. Ditverschijnsel doet zich voorzonder dat er sprake is van enigeoverdruk.Men spreekt dan van vrijwilligewateropname of absorptie ofook wel van capillaire opzuiging.JJJJJJJJNaJJJJJJJJwanneer zich een evenwichtheeft ingesteld.Vaak wordt bij deze bepalingbegonnen met zowel een water-verzadigd als een gedroogdproefstuk.InvloedsfactorenVooral de porieafmetingen zijnbepalend voor het evenwichts-vochtgehalte van materialen.Wijzigingen in de samenstellingenvan beton of de keuze van hettoeslagmateriaal hebben hieropnauwelijks invloed.Een speciale rol kunnen zoutenofonBETQNIEK is een praktijkgerichtvoorlichtingsblad op het gebiedvan de betontechnologie enverschijnt 10 keer per jaar.Redactie:tel. 073 40 I 225Abonnementen:tel. 073 -401 231ISSN 0166-1 37xhierbij spelen: de aanwezigheidvan bijvoorbeeld NaCI verhoogthet evenwichtsvochtgehalteaanmerkelijk.CijferwaardenTabel 2 geeft richtwaarden voorhet evenwichtsvochtgehalte vanschuim-, Iicht- en grindbeton bijrelatieve vochtigheden van resp.40, 65, 80 en 95%.Er wordt op gewezen dat metname bij schuimbeton groteverschillen kunnen voorkomendoor verschillen in celstructuuren samenstellende materialen.Abonnementsprijzen per jaar,inclusief verzamelband voor 3jaargangen:Nederland, Nederlandse Antillenen België f 20,50andere landen f 33,-Uitgave:Vereniging NederlandseCementindustrie (VNC),Postbus 30 II ,5203 DA 's-HertogenboschTAbonnementen lopen perkalenderjaar. Aan het eind vaneen kalenderjaar wordt hetabonnement automatischverlengd, tenzij voor 1decemberschriftelijk wordt opgezegd.Overname van artikelen enillustraties is toegestaan, ondervoorwaarde van bronvermelding.JJJJJJJJJJJfxgJJJJ JJJ