::::Verontreinigingen intoeslagmateriaalToeslagmaterialenkunnen stoffen bevatten die schadelijkzijn voor het beton ofvoor het staal dat in het betonaanwezig is. Veel van de eisen die we aan toeslagmateria-len stellen hebben dan ook betrekking op verontreinigin-gen.Deze BETONlEK gaat in op de stoffen die als verontreini-gingen in toeslagmateriaal kunnen voorkomen. Hoe zijnze daarin terecht gekomen, in welke mate zijn zeschadelijk en op welke wijze kunnen we de keuring vantoeslagmaterialen zo organiseren dat ze tijdig wordenopgespoord.Harde dichte toeslagmaterialenvoor beton zijn beschreven in denorm NEN 5905 'Toeslagmate-rialen voor beton. Zand en grind'.De komst van deze harde dichtetoeslagmaterialen maakte hetnodig deze norm te vullen meteen reeks CUR-Aanbevelingenvoor andere toeslagmaterialen.Op dit moment wordt hardgewerkt aan een geheel nieuweversie van NEN 5905 die alsaanduiding 'Toeslagmaterialen'krijgt en waarin alle materialen meteen volumieke massa groter dan2000 kg/m3 worden behandeld.Beton bestaat voor ongeveer 70%van het volume uit toeslagmateria-len. Gezien dit bestanddeelmoeten we dan ook letterlijk opdie materialen kunnen 'bouwen'.Dat stelt de nodige eisen aan deeigenschappen ervan.Toeslagmaterialen voor betonmoeten voldoende sterk en dichtzijn en zich inert, dat wil zeggenniet reactief, gedragen. Somsechter bevatten toeslagmaterialenbestanddelen die dit ideaalbeeldkunnen verstoren.We zullen nagaan welke stoffen wekunnen aantreffen, waar enwaardoor ze in het toeslagmateri-aal zijn gekomen, hoe schadelijk zezijn en op welke wijze we dekeuring zo effectief mogelijkkunnen inrichten.rzaak verontreinigingmp/aatsVeel verontreinigingen zijnalaanwezig op de winplaats van hettoeslagmateriaal.ln de meestegevallen gaat het om materialen diedaar van nature voorkomen zoalschloriden en carbonaten(schelpen) in toeslagmateriaal uitzee of klei, slib en humus intoeslagmateriaal uit de rivieren.Ook is het mogelijk dat toeslagma-teriaal verbindingen bevat die nietonder alle omstandigheden inertzijn.Sommige verontreinigingen horenvan nature niet thuis op dewinplaatsen van toeslagmaterialen.Verontreinigingen die incidenteelnovember/december 1993worden aangetroffen zijnbijvoorbeeld resten vanmetselsteen of keramischedakpannen. Soms treft men zelfsmunitieschroot of cokes aan. Ookander industrieel afval is weleensop winplaatsen aangetroffen.Beton- en metselwerkgranulaatvormen in dit verband een 'verhaalapart'. In de constructies waarin zeoorspronkelijk waren toegepastkunnen deze materialen op allemogelijke manieren zijnverontreinigd. Dit vraagt van zowelde sloop- als de verwerkingsbedrij-ven voortdurende oplettendheid.BewerkingNa de winning worden toeslagma-terialen doorgaans nog bewerkt.Deze bewerking is er in de eersteplaats op gericht de materialen tescheiden in de diverse korrelgroe-pen en daarna te reinigen.Winning zand engrind nabij PanheelChloriden en slib wordenbijvoorbeeld op deze wijzeverwijderd.Na de winning van gesteenten ingroeven ondergaan de materialeneen breekproces. Ook dit kanoorzaak zijn van problemen. Somsontstaat tijdens het breken zeerfijn materiaal (breekstof) dat eennegatieve invloed op dewaterbehoefte van betonspeciekan hebben.TransportHet transport van de win- ofbewerkingsplaats naar de afnemergebeurt meestal per schip en somsper as.Wanneer deze transportmiddelenook worden ingezet voor hetvervoeren van andere ladingen,kunnen daarvan nog restantenaanwezig zijn.De aard van dieverontreinigingen is zeergevarieerd: van sojabonen totsuikerbieten.Bijnaaltijd gaat het om kleinehoeveelheden, die zeer plaatselijkvoorkomen. Meestal treden deproblemen op in slechts enkelemolenvullingen. Elkeaangevoerdepartij dient nauwgezet visueel teworden beoordeeld. Tijdens hetlossen van de schepen vervult dekraanmachinist hierbij eenbelangrijke rol.OpslagToeslagmateriaal dat lang in opslagligt,kan sterk verontreinigd raken.Denk bijvoorbeeld aan de'vergeten' hoekjes die moeilijkbereikbaar zijn voor de kraan.Soms blijvendie jaren onaange-roerd. Verontreiniging doorbladeren, worteldoorgroei envervuilingdoor overwaaiend(industrieel?) stof, kan hetmateriaal voor gebruik in betononbruikbaar maken.Winning materiaal uitzeeadelijke werkinge schadelijke werking vanverontreinigingen kan zich op tweemanieren uiten. In de eerste plaatsals een vermindering van desterkte of de duurzaamheid vanhet beton; in de tweede plaats alseen minder goed uiterlijk van hetbetonoppervlak.Door beide aspecten kan degebruikswaarde van de constructiein het gedrang komen.van de verontreiniginge samenstelling van verontreini-gingen kan sterk variëren en deschadelijke invloed kan zowelchemisch als fysischvan aard zijn.Soms is deze scheiding niet temaken.Natuurlijke verontreinigingenkunnen bijvoorbeeld bestaan uitchloriden, schelpdeeltjes, klei,humus en het zogenaamdeoerhout.Incidentele verontreinigingen zijnonder meer houtdeeltjes, kool,ijzerdeeltjes, kunststoffen enz.Het is duidelijk dat naast desamenstelling van de verontreini-ging ook de verschijningsvorm ende hoeveelheid grote invloedhebben op de schadelijke werking.De verschijningsvorm kan sterkverschillen. Kenmerkend zijnbijvoorbeeld de deeltjesgrootte,de spreiding in het toeslagmaten-aal, de hardheid (verbrijzelbaar-heid), de oplosbaarheid in wateren dergelijke.uringIn de normen en aanbevelingenvoor toeslagmaterialen is eenaantal verontreinigingen benoemd.Aangegeven is hoe de beproevingmoet worden uitgevoerd en welkekeuringscriteria moeten wordenaangehouden.Voor veel andere stoffen ligt datminder duidelijk. Heel vaak isonvoldoende bekend in hoeverreze werkelijk schadelijk zijn,welkegehaltes aanvaardbaar zijn en tenslotte hoe de beproeving naar hetvoorkomen van deze stoffen zoumoeten worden ingericht.Bij sommige verontreinigingen kaneen enkel deeltje al schadeaanrichten. Zo kunnen zachtebestanddelen aan het oppervlakvan wanden of monolietafgewerkte vloeren putjes ofanderszins schade opleveren.Een bekend voorbeeld hiervan isoerhout.De keuring op dit soortverontreinigingen is bijzondermoeilijk.Voor het detecteren vanenkele deeltjes per ton materiaal ismoeilijk een keuringsprocedure opte stellen.ontreinigingen in de normijn materiaal en kleiZeer fijn materiaal « 63 um) enzwellende kleimineralen kunneneen negatieve invloed hebben opde sterkte van beton.Bij toenemend gehalte aan deeltjesneemt de waterbehoeftetoe, de sterkte neemt af en dekrimp neemt toe.Bepaalde zeer fijne kleisoortenzoals montmorrilloniet, vertonenbijwateropname een dermatesterke zwelling,dat het van grootbelang is deze sterk zwellendekleisoorten vroegtijdig teontdekken.Er bestaat een eenvoudigebeproevingsmethode waarmee deaanwezigheid van zwellendekleideeitjes kan wordenInrichting kalksteengroeveaangetoond. Deze proef wordtuitgevoerd met methyleenblauw.ZachtebestanddelenHet gehalte aan 'met de hand teverpulveren bestanddelen', bepaaldvolgens NEN 5918, mag nietgroter zijn dan 0,5% (m/m) tenopzichte van het droge toeslagma-teriaal. (Hier is de betontechno-loog met wat minder stevigeknuisten in het voordeel!). Het isduidelijk dat deze zachtebestanddelen niet voldoen aan debehoefte van 'hard en dicht'toeslagmateriaal.Fijne stoffenvanorganischeoorsprongIntoeslagmaterialen kunnen ookfijnestoffen van organischeoorsprong (humus) voorkomen.Humus in toeslagmateriaal kan debinding en verharding van cementnadelig beïnvloeden.Humuszuren worden globaalonderscheiden in huminezuren(vrijwel onschadelijk) en de welschadelijke fulvozuren.Met de natronloogproef,beschreven in NEN 5919, kantoeslagmateriaal eenvoudigworden onderzocht op deaanwezigheid van humus. Alsreferentie dient een aantalstandaardkleuren.Bij de proef ontstaat een bruineverkleuring ingeval'voldoende'humus in het materiaal aanwezig is.Is de kleur donkerder dan de kleurvan standaardkleurenplaatje A(deze komt vrijwel overeen metnr. II van de Gardner kleuren-schaai), dan dient nader onderzoekplaats te hebben naar aanwezigheidvan fulvozuren.Dit onderzoek, de zogenaamdefulvozuurtest (NEN 5920), kandoor de benodigde reagentia en dewijze van uitvoering niet zondermeer in elk betonlaboratoriumworden uitgevoerd.ChloridenIntoeslagmaterialen uit zee is eenbepaald gehalte aan chloridenaanwezig.In het algemeen voldoen deaangeboden materialen ruim-schoots aan de eisen voorgewapend beton. Maar bijvoorgespannen beton ligt hetchloridegehalte dermate kritischdat toeslagmateriaal uit zee zeldenkan worden toegepast. Overigensworden binnenkort de grenswaar-den aanzienlijkverhoogd omdat denieuwe versie van NEN"Toeslagmaterialen' wordtafgestemd op de nieuwe Europeseregelgeving.De bepaling van het chloridegehal-te kan indicatief met titrator-strookjes worden uitgevoerd.Indien deze proef onvoldoendeuitsluitsel geeft, dient de'chemische' bepaling te wordenuitgevoerd. Beide proeven zijnbeschreven in NEN 5921.vullende eisenaast de hiervoor beschrevenverontreinigingen zijn in denormen voor toeslagmateriaal nogaanvullende eisen opgenomen.Deze eisen gelden bijvoorbeeldvoor schoon beton.Afhankelijkvan herkomst entoepassing moeten toeslagmateria-len ook voldoen aan eisen tenaanzien van carbonaten en degevoeligheid voor de alkali-silicareactie.ijzer-en vanadiumverbindingenalsmede zachtebestanddelen inschoon betonVooral wanneer beton als 'schoonbeton' in het zicht blijft, kunnenvlekken zeer storend zijn.Er bestaan ijzer- en vanadiumver-bindingen die ontsierende vlekkenop het betonoppervlak kunnenvormen.In NEN wordt aangegevenhoe de controle daarop kanplaatsvinden en welke eisenworden gesteld.Het gehalte aan zachte bestandde-len in toeslagmateriaal voorschoon beton, bepaald volgensNEN 5918 mag niet meerbedragen dan 0,2%(m/m) van hetdroge toeslagmateriaal.CarbonatenToeslagmaterialen uit zee kunnenschelpen bevatten.Het toelaatbare gehalte aancarbonaten in de vorm vanschelpen is in de norm toeslagma-terialen vastgelegd.De wat grotere, vlakke of holleschelpdeeltjes dicht bij hetbetonoppervlak, kunnen bijmechanische belasting of vorstputjes in het oppervlak veroorza-ken. Dit soort schade wordtechter zelden of nooit aangatrof-fen. De meeste schelpdeeljeshebben kleine afmetingen en zijnonschadelijk.De toegestane hoeveelheden zijnzodanig ruim dat doorgaans meteen visuele inspectie kan wordenvolstaan.Bij twijfel dient de hoeveelheidcarbonaten, berekend alscalciumcarbonaat, te wordenbepaald (NEN 5922).Alkali-si/ica reactieDe alkali-silica reactie (ASR) is eenreactie tussen de in het poriënwa-ter opgeloste alkaliën en bepaaldebestanddelen in het toeslagmateri-aal die uit reactief silica (kiezel.zuur) bestaan. Deze reactie leidttot de vorming van gelvormigereactieprodukten die poriewaterkunnen absorberen.Het aantrekken van water gaatgepaard meteen volumetoenamedie tot inwendige spanningen kanleiden. Als de treksterkte van hetbeton wordt overschreden,ontstaat scheurvorming.SchadelijkeASR kan alleenoptreden als aan de volgende drievoorwaarden tegelijk is voldaan:- de hoeveelheid alkaliën in hetbeton moet boven een bepaaldegrenswaarde liggen;- in het beton moet voldoendevocht aanwezig zijn;het gehalte aan reactievebestanddelen in het toeslagma-teriaal moet kritisch zijn.Maatregelen ter voorkoming vanschade door ASRin beton kunnenin vrijwel alle gevallen opeenvoudige wijze wordengenomen door de keuze van debetonsamenstelling en decementsoort.Het alkaligehalte van de meeste inNederland gebruikte portlandce-menten is laag.In combinatie metde in Nederland gangbarecementgehalten. ontstaat eenzodanig laagalkaligehalte in hetbeton dat geen gevaar bestaatvoor schade door ASR.Daarnaast is in beton, vervaardigdmet hoogovencement met eenslakgehalte groter dan 65%, hetrisico van ASR uitgesloten.Dit betekent dat in dezebetonsamenstellingen alletoeslagmaterialen of mengselsdaarvan zonder ASR-risico kunnenworden toegepast.erige verontreinigingenHet aantal mogelijke verontreini-gingen of schadelijke bestanddelenin toeslagmaterialen is natuurlijkvele malen groter dan de hiervoorbehandelde groep.Eigenlijk kan er op tal van plaatsen'van alles' in het toeslagmateriaalterechtkomen. In de praktijk komtdat nauwelijks voor of het isduidelijk herkenbaar.Toch zijn er, behalve de albehandelde stoffen, nog enkeleverontreinigingen die met eenJJJJJJJJJJJaJJJJJJJJJJJRlBrekerinstallatie voor bouw- en sloopafval; alsmede de aanvoer vanmateriaal. Na brekenvolgen andere bewerkingen om eenschoon en bruikbaar toeslagmateriaal te verkrijgen.zekere regelmaat wordenaangetroffen.Houtdeeltjes/oerhout'Oerhout' de benaming die debetonwereld heeft gegeven aanhoutachtige deeltjes, vaak methet uiterlijkvan normaal grind enmet een volumieke massa tussen1000 en 2000 kg/m3.Vooral in monoliet afgewerktebetonvloeren blijkt dezeverontreiniging tot schade in hetbetonoppervlak te leiden.Oerhout vormt als het ware eenovergangsvorm tussen hout engrind. Omdat de deeltjes visueelslecht herkenbaar zijn en ze eenrelatief hoge volumieke massahebben, is een adequateingangscontrole moeilijkuitvoerbaar.Een bijkomend probleem isdat zelfs zeer lagegehaltes«< 0, I%) onaanvaardbare aan-tallen 'putjes' in het vloeroppervlakkunnen opleveren.De problemen blijkenvèrgaandte kunnen worden teruggedrongendoor verbeteren van het was-en scheidingsprocédé bijdegrondstofproducent.Wat de betonsamenstelling betreftis het verwerken van niet onnodigplastische species aan te bevelen,omdat het opdrijven van deeltjesoerhout daardoor wordtverminderd.ljzerdeeltjesOok ijzerdeeltjes worden vantijd tot tijd in toeslagmaterialenaangetroffen. Inveel gevallen blijkthet te gaan om munitieschroot ofijzerertsen. Hoewel niet directschadelijk, kunnen ze in schoonbeton lelijke roestvorming aanhet oppervlak veroorzaken.Deze verontreinigingen kunnenaan de bron worden afgescheidendoor het toeslagmateriaal eenmagneet te laten passeren.PyrietHet merendeel van de roestuit-bloedingen aan betonoppervlakken(afgezienvan slordigheden tijdensde uitvoering waardoor kniprestenen eindjes vlechtdraad in debekisting achterblijven), isafkomstig van gereduceerdeijzerhoudende verbindingen, zoalspyriet (FeS2) en sideriet ook welijzerspaat geheten (FeC03.nH20).Door natte oxydatie (aan of vlakonder het betonoppervlak)expanderen deze korrels onderroest- en zuurvorming.Dit veroorzaakt een putvormigeafschilferingaan het betonopper-vlak.Het afdruipende roestwaterveroorzaakt zeer storendevlekken.Deze verontreinigingen blijkenzowel bijop het land gewonnentoeslagmaterialen als bijtoeslagmateriaal uit zee weleensvoor te komen. Ook hier is eenadequate ingangscontrole vrijwelonmogelijk.-granulatenranulaten van bouw- ensloopafval (bsa) vormen binnen detoeslagmaterialen een apartegroep, zeker waar het gaat omverontreinigingen.In principe kunnen we hier 'alles'aantreffen. Dit vraagt (schreeuwt)om duidelijke afspraken met deproducenten. Daarbij vormenvèrgaande controles op deinkomende materialen bijdeproducent van bsa-granulaten debelangrijkste schakel.De 'produktie' van veiligbsa-granulaat begint eigenlijkal bijnieuwbouw. Daar wordt de(on-)mogelijkheid tot het scheidenvan grondstoffen en daarmee hetmogelijke hergebruik immers albepaald.In dit opzicht valt een aantalontwikkelingen in de bouwwereldte betreuren. Zo zal de groeiendetoepassing van anhydriet-vloeivloeren op betonnenconstructievloeren het onderlig-gende beton ongeschikt makenvoor hergebruik.Hergebruik van bouw- en sloop-afvalbegint al bij vooronderzoekaan te slopen constructies. Verdervormen selectief slopen en hetgescheiden opslaan en afvoerenvan materialen, de sleutelwoordenvoor een succesvolle toepassing.Het is een uitdagingvoor debouwwereld want bsa-granulatenkunnen een zeer geschiktegrondstof vormen voor betonende behoefte aan primairegrondstoffen verminderen.ratuurUR - rapport 104Verontreinigingen in toeslagma-terialen voor beton.- Betoniek 3/8, Fulvozuurtest.Betoniek 4/29, Kleine oorzaken -grote gevolgen.- Schoon beton', uitgaveVNC/Stutech.- NEN 5905 'Toeslagmaterialenvoor beton. Zand en grind'.Concept-herziening van denorm NEN 5905'Toeslagmaterialen'.- Impurities in concreteaggregates, T.P.Lees Cement &Concrete Association (C&CA)Engeland,publication 45.0163 3edruk 1987.BetonplJingranlJ/aatRectificatie BETONlEK 9/18In BETONlEK 9/18,Kwaliteitsverklaringen - hoewerkt dat? staat op blz.6 eenfout in de tabel 'De weg naar eenofflciêle kwaliteitverklaring'.Onder de vierde balkvan boven(Attesteringsgrondslagopstellen?) staat onder hetantwoord 'Nee' de tekst'Opstel/en vannarm(en) daor NNI'.Dltis niet juist.Er had moeten staan'Geen attest'.In onze volgendeuitgave:WaterbehoefteBeton en waterkunnen nietbuiten elkaar. Maarde toe tevoegen hoeveelheid waterluistert nauw. Welke ro/speeltwaterinhet mengselontwerp enhoekande betontechnoloogdaarop invloed uitoefenen?Daar maakje't mee.BETONlEK is een praktijkgerichtvoorlichtingsblad op het gebiedvan de betontechnolgie enverschijnt 10 keer per jaar.Redactie:tel. 073 -401 222Abonnementen:tel. 073 -401 231 VAKTIJDSCHRIFTENUitgave:Stichting BetonPrisma,Postbus 3532,5203 DM 's-Hertogenbosch.De Stichting BetonPrisma is eeninitiatief van de VerenigingNederlandse Cementindustrie(VNC).Overname van artikelen enillustraties is toegestaan, ondervoorwaarde van bronvermelding.Abonnementsprijzen (1994):Nederland f 25,-, NederlandseAntillen en Belgiëf26,- anderelanden f 40,-Abonnementen lopen per kalen-derjaar. Aan het het eind van eenkalenderjaar wordt het abonne-ment automatisch verlengd, tenzijvoor I december schriftelijkwordt opgezegd.ISSN 0166-137x