BandUitgavev a k b l a d o v e r t e c h n o l o g i e e n u i t v o e r i n g v a n b e t o nSteenrijk Hoe ontstaan natuurlijketoeslagmaterialen en hoefunctioneren zij in beton?mei201004152 mei 2010 15 I 04SteenrijkBeton is een composiet materiaal, dat wil zeg-gen dat het uit verschillende bestanddelen issamengesteld. Grofweg kun je stellen dat betonbestaat uit een bindmiddel (cementsteen) eneen skelet (toeslagmaterialen). Bij het samen-stellen van beton richten we ons in eersteinstantie op de sterkte- en duurzaamheidseisen,die zijn opgelegd vanuit het ontwerp. Beton-technologen vertalen dit in de regel naar eencementgehalte en een hoeveelheid water, even-tueel in verhouding tot elkaar geoptimaliseerddoor het gebruik van hulpstoffen. De rest, hettoeslagmateriaal, lijkt vaak bijzaak.Deze benadering van het toeslagmateriaal doetgeen recht aan de belangrijke functie die hetvervult in beton. We kunnen namelijk specifiekeeigenschappenvanbeton(specie)realiserendoorjuist bewust te kiezen voor een specifiek toeslag-materiaal.Hiertoekunnenweputtenuiteengrootaantal soorten (en maten) toeslagmateriaal. Indeze Betoniek ondernemen we daarom eenexcursie naar de basis van natuurlijke toeslag-materialen. We laten zien welke toeslagmate-rialen we kennen, hoe de eigenschappen door-werken in het beton en welketoeslagmaterialen in welke betonsoorten toe-pasbaar zijn. Daartoe is ook kennis over hetontstaan van de toeslagmaterialen vereist.ToeslagmaterialenToeslagmaterialen zijn veelal korrelvormigesteenachtige materialen die normaal gesprokenniet meedoen aan de reactie tussen water encement.Betonbestaatmaarliefstvoorcirca70%tot75%vanzijnvolumeuittoeslagmateriaal.Deinvloed van het toeslagmateriaal in beton be-perkt zich niet tot de verwerkbaarheid en water-behoefte van de betonspecie, maar uit zich ookop het gebied van de duurzaamheid, sterkte,volumieke massa en thermische eigenschappenvanhetverhardebeton.Daarnaastheefttoeslag-materiaal een functie in het beperken van dekrimp van beton. Bovendien is het toeslagmate-riaal in verhouding tot het cement relatief goed-koop (een enkele uitzondering daargelaten) enook dit is een belangrijk argument.Waar moeten we ons bij de keuze voor het toe-slagmateriaal door laten leiden? Als eerste moethet toeslagmateriaal in algemene zin geschiktzijn voor toepassing in beton. Verder moeten deOfoto voorpagina:De Eyjafjallaj?kullvulkaan op IJsland3mei 2010 15 I 04eigenschappen zich verhouden tot de gewensteeigenschappen van het beton. Op grond van devastgestelde eigenschappen van het toeslagma-teriaal kunnen we komen tot een gerichte toe-passinginhetbeton.Zokunnenwebijvoorbeeldde volumieke massa van beton verhogen of ver-lagen door te kiezen voor een toeslagmateriaalmet een hoge, respectievelijk lage volumiekemassa.De voor beton geschikte toeslagmaterialenkennen een verschillende herkomst. Weonderscheiden:? Natuurlijke toeslagmaterialenDoor natuurlijke processen in de aardkorstgevormd gesteente, dat na winning dooreventueel breken, wassen en zeven geschiktwordt gemaakt voor toepassing in beton.? Kunstmatig vervaardigdetoeslagmaterialenUit specifieke rest-, of grondstoffen fabrieks-matig vervaardigd toeslagmateriaal met vaakspecifieke eigenschappen.? Gerecyclede toeslagmaterialenUit bouw- en sloopafval geselecteerd betonen metselwerk die door breken, wassen enzeven geschikt worden gemaakt voor (her)gebruik in beton.? ReststoffenHarde korrelvormige reststoffen afkomstiguit industri?le processen die, na reinigen enbreken geschikt worden gemaakt voor toe-slagmateriaal in beton.Het is niet mogelijk om in ??n Betoniek eenbeschrijving te geven van de toeslagmateria-len afkomstig uit alle herkomstgroepen. We1Bij het bepalen vande betonsamenstellinglijkt het toeslagmateriaal vaakbijzaak4 mei 2010 15 I 04beperken ons in deze Betoniek daarom tot denatuurlijke toeslagmaterialen. Het zand engrind dat we dagelijks gebruiken valt hierimmers onder. Maar waar zijn er nog meernatuurlijke toeslagmaterialen en hoe wordenze gevormd? Om dit te kunnen beantwoor-den moeten we eerst meer weten over na-tuurlijke toeslagmaterialen.Wat zijn natuurlijketoeslagmaterialen?NEN-EN 12620 geeft als definitie van natuur-lijk toeslagmateriaal:'Toeslagmateriaal van minerale oorsprong datalleen een mechanische bewerking heeft on-dergaan'. Deze toeslagmaterialen zijn gesteen-ten die zijn ontstaan door natuurlijke proces-sen onder en in de aardkorst. Gesteenten zijnopgebouwd uit mineralen. Mineralen zijn ge-vormd door anorganische processen en heb-ben vaste fysische eigenschappen. Deze mine-ralen hebben een eigen structuur: sommigehebben een kristalstructuur (bijv. kwarts), an-dere hebben een meer amorfe structuur (bij-voorbeeld obsidiaan of opaal). Zie ook kaderKristallijn versus amorf.Voor alle natuurlijke gesteenten bestaat eennaamgeving gebaseerd op de ontstaanswijzevan het gesteente. We zetten nu een classifica-tiestructuur op waarin we de verschillende na-tuurlijke gesteenten kunnen onderbrengen.Deze structuur is gebaseerd op de ontstaans-wijze.Classificatie natuurgesteentennaar ontstaanswijzeWe onderscheiden als hoofdgroepen demagmatische of stollingsgesteenten, de se-dimentaire of afzettingsgesteenten, en demetamorfe of omvormingsgesteenten. Elkvan deze hoofdgroepen zullen we kort karak-teriseren (fig. 3, 4).Kristallijn versus amorfAls we spreken van een mineraal met kristalstructuur, zoalskwarts, wil dat zeggen dat hun atoomrooster een regelmatigeopbouw heeft. Dit in tegenstelling tot de amorfe mineralen,bijvoorbeeld opaal, die minder ordelijk zijn opgebouwd (fig. 2).kristallijn amorfkristallijn amorf2Kristallijn (bijv. kwarts) versus amorf (bijv. opaal)natuur-gesteentenmetamorfe gesteentengesteentensedimentairechemischesedimentenresiduairegesteentenklastischesedimentenorganogenegesteentendiepte-gesteentengang-gesteentenuitvloeiings-gesteentenbasalt, obsidiaanporfierdiabaasgraniet,dioriet,gabbrotravertijn,steenzoutkaolien,bauxietkalksteen,bruinkool,steenkoolzandsteen,kleisteengneiss, kwartsiet, marmerIndeling van de natuurgesteentennaar onderstaanswijzegesteentenmagmatische3Classificatie natuurgesteenten5mei 2010 15 I 04Magmatische gesteentenDeze gesteenten (ook wel: stollingsgesteen-ten) vinden hun oorsprong in de vulkanischeactiviteit in en onder de aardkorst. Ze ont-staan uit gloeiend hete en vloeibare magmadat, op weg naar het aardoppervlak, zeer snelof zeer langzaam afkoelt en stolt tot een vastgesteente. We onderscheiden binnen dezegroep drie subgroepen.DieptegesteentenAls het magma zeer diep onder het aardop-pervlak stolt tot een vast gesteente, sprekenwe van dieptegesteente. Door de langzameafkoeling zijn de mineralen goed uitgekristal-liseerd tot een gelijkmatig grofkorrelig ge-steente. Het zijn compacte, harde gesteentenmet een zeer gering pori?nvolume. Voorbeel-den zijn graniet, dioriet en gabbro.GanggesteentenHet magma kan ook door de vulkaanpijp naarboven worden opgestuwd en zo geleidelijk aanafkoelen. We spreken dan van een gangge-steente. Ganggesteente bevat, omdat het watsneller is afgekoeld, minder en veel kleinerekristallen dan de dieptegesteenten. Een voor-beeld is porfier.UitvloeiingsgesteentenDit zijn gesteenten die door vulkanische uit-barstingen uit de aardkorst zijn gevloeid en incontact met de buitenlucht zeer snel zijn af-gekoeld. Het is in het algemeen een zeer fijn-korrelig gesteente met daarin opgenomenenkele kristallen (eerstelingen of fenokristengenoemd). Een mooi voorbeeld hiervan isbasalt (foto 5). Als gesteenten heel snel afkoe-len en er zich geen kristallen kunnen vormen,noemen we dit vulkanisch glas. Een voorbeeldhiervan is obsidiaan.Oorsprong vantype classificatievoor gesteenteVormingsprocesvan gesteenteVoorbeeld5Basalt is eenvoorbeeld vanuitvloeiingsgesteentenMetamorfVervormd onderhoge druk entemperatuur inde aardkorstRekristallisatie(Nieuwemineralen doorvervormingkristalstructuur invaste toestand)GneisSedimentairNeergeslagenen verweerdaan hetaardoppervlakNeergeslagen,bedekt enversteendGelaagd zandsteenMagmatischGesmoltenmagma onderde aardkorstKristallisatie(Kristalstructuurdoor stollen vanmagma of lava)Grof kristallijn granietSedimentair Neergeslagen,Metamorf RekristallisatieMagmatisch Kristallisatiesedimentairmetamorfmagmatisch4Indeling natuurgesteentennaar ontstaanswijze6 mei 2010 15 I 04Sedimentaire gesteentenDeze gesteenten (ook wel: afzettingsgesteen-ten) ontstaan aan of vlak onder het aardop-pervlak. Sediment betekent afzetting of be-zinksel. Deze gesteenten zijn in de loop vande tijd laag voor laag afgezet. Ze wordendaardoor gekenmerkt door gelaagdheid (la-minaties). Bovendien is het het enige typegesteente waarin fossielen voorkomen. Degroep van afzettingsgesteenten wordt nogweer onderverdeeld in vier groepen.Chemische sedimentenDeze sedimenten bestaan uit neerslagen uitzout- of zoetwater van veelal kalkachtige be-standdelen en zouten. Ze ontstaan vaak doorverdamping van het water. Voorbeelden zijntravertijn en steenzout.Organogene gesteentenDeze sedimenten zijn ontstaan uit organismenof restanten hiervan. Een belangrijke groepwordt gevormd door kalk afkomstig van dekalkskeletten van organismen. Na afstervenbezinken hun skeletten in zee?n en zeearmen.Op deze wijze ontstaat door druk van de bo-venlagen op de onderlagen het kalksteen.Kalksteen kent, afhankelijk van de winplaats,veel verschillende kwaliteiten (hardheden).De andere groep wordt gevormd door het oor-spronkelijk levende deel van het organisme,waarbij koolstof de basis vormt. Denk hierbij aanrestanten plantaardig materiaal die zich omvor-men tot bruinkool of steenkool.Residuaire gesteentenDit zijn gesteenten die achterblijven nadatandere delen van hun oorspronkelijke geheelzijn afgevoerd. Voorbeelden zijn kaolien ofbauxiet (foto 6).Klastische sedimentenKenmerk van deze gesteenten is dat ze zijnopgebouwd uit deeltjes die een afzonderlijktransport hebben ondergaan. Als ze via delucht zijn uitgespuwd door een vulkaan, spre-ken we van pyroklastische afzettingen (pyro =vuur). Zijn de deeltjes afkomstig van de aarde,dan zijn het terrigene afzettingen (terra =aarde). In de praktijk betekent dit dat dezelaatste deeltjes overal vandaan kunnen komen,maar niet uit een vulkaan.Klastische gesteenten hebben altijd een korrel-vormige basis en zijn kwantitatief een zeer be-langrijkegroep.Zandengrindlijkenoverbekendevoorbeelden. Echter zand en grind zijn geen ge-steenten maar een classificatie naar grootte (ziekader Zand en grind). Afzettingen kunnen ookaan elkaar worden gekit door uit oplossingenneergeslagen bestanddelen zoals leem, kalk ofkiezelzuur. Voorbeelden hiervan zijn zandsteenen kleisteen.Tabel 1 Definities geologie versusbetontechnologienaam geologie betontechnologiegrind > 2 mm > 4 mmzand > 62,5 ?m < 4 mmsilt > 4 ?mklei < 4 ?mZand en grindZand en grind zijn zowel in de geologie als in de betontechno-logie geen gesteenten, maar klassificaties van korrelgrootte.Helaas zijn de gehanteerde definities niet geheel gelijk, zietabel 1. Ons rivierzand en grind bestaan hoofdzakelijk uit kwarts;zeezand en grind bevatten naast kwarts bijvoorbeeld ook flint(vuursteen).6Bauxiet is eenvoorbeeld vanresiduaire gesteenten7mei 2010 15 I 04Metamorfe gesteentenDeze gesteenten (ook wel: omvomingsge-steenten) zijn ontstaan door een metamor-fose, een gedaanteverandering van het (pri-maire) stollingsgesteente of het (secundaire)afzettingsgesteente. Onder hoge tempera-tuur en druk op grotere diepte kunnen indeze gesteenten veranderingen optreden.Hoewel de verandering soms plaatsvindt opgrote diepte, kunnen metamorfe gesteentenopnieuw aan het oppervlakte komen te liggendoor een opwaartse beweging in de aard-korst. Zo kan uit graniet onder hoge druk eengneis ontstaan (foto 7), nu met een duidelijkelaagvorming. Onder hoge temperaturen kanzandsteen uitvloeien en bij stollen zijn omge-vormd tot een steensoort met een duidelijke,gelaagde structuur: het kwartsiet. Kalksteen-soorten kunnen onder hoge druk en hogetemperatuur veranderen in marmer.Afhankelijk van ontstaanswijze en samenstellingis er niet alleen een groot aantal natuursteen-soortenteonderscheiden,maarbinneneensoortzijn er op sommige kenmerken aanzienlijke ver-schillen waar te nemen (bijv. verschil in kleur ofhardheid). Elk van deze eigenschappen van hetnatuursteen kan bepaalde eigenschappen vanbeton be?nvloeden. Als we dat doen met kennisvanzaken,zijnwebeterinstaatombetonsamente stellen dat aan de gestelde eisen en verwach-tingenzalvoldoen.Latenweeensnaareenaantaleigenschappen kijken.Voor de betontechnologierelevante eigenschappenDe keuze voor een specifiek toeslagmateriaalin beton hangt af van de gewenste/vereisteeigenschappen en de mate waarin dat toeslag-materiaal hieraan kan bijdragen. In NEN-EN12620 / NEN 5905 worden de eigenschappenvan toeslagmaterialen gespecificeerd (zie ookkader Normen toeslagmateriaal). Zo wordener eisen gesteld aan de korrelhardheid, devolumiekemassa,dekorrelvormenz.Doormiddelvangetalswaardenkunnendetoeslagmaterialenper eigenschap in een bepaalde klasse wordenondergebracht.NEN-EN12620onderscheidtgeo-metrische,fysischeenchemischeeigenschappen.We zullen niet alle in de norm vermelde eigen-schappen toelichten, maar ons beperken tot eenaantal belangrijke eigenschappen uit de drie ca-tegorie?n. Waar mogelijk geven we de relatie totde herkomst van het materiaal.7Uit graniet (links)kan onder hogedruk gneis (rechts)ontstaanNormen toeslagmateriaal? NEN?EN13242+A1:2008Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebon-den materialen voor civieltechnische en wegenbouw? NEN?EN12620+A1:2008Toeslagmaterialen voor beton? NEN5905+A1:2008Nederlandse aanvulling op NEN-EN 12620 `Toeslagmateria-len voor betonNENEN 12620 is hiervan de belangrijkste productnorm. Deze normbeschrijft de geometrische, de fysische en de chemische eisen.8 mei 2010 15 I 04Geometrische eigenschappenOnder geometrische eigenschappen wordenonder andere de korrelgrootte, korrelgradering?nkorr?lvorm(fig.8)v?rstaan.D?z?g?om?tri-sche eigenschappen zijn vooral bepalend voordewaterbehoefteenhetreologischegedragvandebetonspecie.Dekorrelvormvanhetnatuurlijktoeslagmateriaal heeft vaak een directe relatiemet de ontstaanswijze. Zo zal klastisch sedi-mentgesteente door het ondergane natuurlijketransport (water, wind enz.) vaak rond en gladzijn afgesleten. Mooi rond en regelmatig ge-vormd toeslagmateriaal beperkt de waterbe-hoefte en geeft een uitstekend reologisch ge-drag. Bij een gelaagde structuur zoals gneis ofkwartsiet zullen er tijdens het breken min ofmeer langwerpige korrels ontstaan, terwijl diep-tegesteentemeerhoekigzalbreken.Alseenlagewaterbehoefte, uit economisch of betontechno-logisch oogpunt, gewenst is, moet bij de keuzevan het toeslagmateriaal hiermee terdegerekening worden gehouden. Hoekig/gebro-ken toeslagmateriaal heeft echter weer eenpositief effect op de (groene)sterkte. Zo zalvoor hogesterktebeton het grove toeslagma-teriaal, altijd gebroken materiaal zijn zoalsgraniet of porfier.Fysische eigenschappenNaast de geometrische eigenschappen be-schikt natuurlijk toeslagmateriaal ook overeen aantal fysische eigenschappen. Onderfysische eigenschappen verstaan we eigen-schappen als de weerstand tegen verbrijze-ling, tegen afslijten en tegen polijsten. Ookduurzaamheid, volumieke massa en waterop-name gelden als een fysische eigenschap.De weerstand tegen verbrijzelen wordt uit-gedrukt als de Los Angeles-co?ffici?nt (LA) enbepaald volgens de EN 1097-2 en uitgedruktals bijvoorbeeld LA40 of LA15. Hoe lager hetgetal, des te hoger de weerstand tegen ver-brijzelen. Dit verbrijzelen is sterk afhankelijkvan de gevoeligheid voor splijten van hetnatuurlijke gesteente. Of een gesteente ge-voelig is voor splijten, hangt af van de vormvan het kristalrooster waarin de mineralen zijnrondhoekig8De geometrische eigenschappen zijnvooral bepalend voor dewaterbehoefte en het reologischegedrag van de beton(specie)9mei 2010 15 I 04gerangschikt. Stollingsgesteenten zijn moeilijksplijtbaar in tegenstelling tot de metamorfegesteenten zoals gneis of kwartsiet.De volumieke massa en de wateropname(absorptie) zijn fysische eigenschappen dievan belang zijn voor het volumegewicht vanbeton en voor de bestandheid tegen vorst endooi. Een hoge volumieke massa en korrel-sterkte als ook een lage porositeit van hettoeslagmateriaal geven zelfs in een met waterverzadigde buitentoepassing van beton vol-doende weerstand tegen vorst en dooi. Mag-matische en metamorfe gesteenten hebbenvaak een lagere porositeit dan sedimentairegesteenten.Een andere ernstige bedreiging voor de duur-zaamheid vormt de alkali-silicareactie (ASR). Ditwordt bepaald door de aanwezigheid van reac-tieve silicagedeelten, wat op zijn beurt weerwordtbepaalddooreenamorferoosterstructuurvandemineralen.Omstandighedendieditbijdevorming be?nvloeden zijn snelle afkoeling vanmagma (uitvloeiingsgesteenten of pyroklastischsedimentgesteenten) of het vervormen van be-staande kristalstructuren onder grote druk (me-tamorfe gesteenten).Chemische eigenschappenVooral in gewapend en voorgespannen betonzijn chloriden ongewenst omwille van hun cor-rosieve werking op het wapenings- of voor-spanstaal. Chloriden komen hoofdzakelijk voorin toeslagmateriaal van maritieme oorsprong(zeezandenzeegrind).Dooreenadequatespoe-ling met zoet water kan het gehalte aanwezigechloriden aanzienlijk worden teruggebracht.Hoewel er geen maximumwaarde voor het ge-halte aan chloriden wordt gegeven, is het vanhet grootste belang dat het gehalte bekend envoldoende laag is om te kunnen voldoen aan deeisen voor het maximale gehalte aan chloridenin beton uit NEN-EN 206-1.Voorbeelden uit de praktijkLaten we in het laatste gedeelte van deze Betoniek eens gaan naar een aantal voorbeeldenuit de praktijk.Beton voor algemene toepassingenDit beton heeft algemene eigenschappen enis geschikt voor het merendeel van de dage-lijkse toepassingen. De volumieke massa ligttussen de circa 2300 en 2400 kg/m3. Over hetalgemeen bevat dit beton in hoofdzaak zanden grind afkomstig uit de rivieren of zee. Ditkomt door de ruime beschikbaarheid, de gun-stige eigenschappen en de kostprijs.Hoogvloeibaar betonDeze betonsoort onderscheidt zich door zijnuitstekendeverwerkingseigenschappen(foto9).Hoewel de reologie in belangrijke mate wordtaangestuurd door een verhoogd pasta-aandeel(cement, vulstof, water en speciale hulpstoffen),speelt ook hier de keuze van het toeslagmateri-aal een belangrijke rol. De keuze voor rond englad los sedimentair toeslagmateriaal, waarbijde Dmax bij voorkeur wordt beperkt tot 16mm, levert een belangrijke bijdrage aan eenoptimaal verwerkingsgedrag. Het traditionelezand en grind, mits het niet te veel gebrokenstukken bevat, voldoet over het algemeenprima.9Ook bijhoogvloeibaarbeton speelt dekeuze voor hettoeslagmateriaaleen rol10 mei 2010 15 I 04ZwaarbetonBeton op basis van het klassieke zand en grindis al een relatief zwaar bouwmateriaal. Voorsommige toepassingen is dit echter niet zwaargenoeg en is extra massa nodig. Voorbeeldenzijn het ballasten van kranen en schepen ofhet vullen van de bascule van een brug. Doortoeslagmateriaal in te zetten met een hogevolumieke massa kunnen we de volumiekemassa van beton aanzienlijk opvoeren. Afhan-kelijk van de volumieke massa van het toe-slagmateriaal en de mate waarin dit ten kostevan het normale zand en grind wordt ingezet,gedeeltelijk of volledig, kan een gewichtstoe-name worden gerealiseerd van wel 70%(m/m). Natuurlijke toeslagmaterialen die voordeze toepassing in aanmerking komen zijnmagmatische en metamorfe gesteenten zoalsbasalt en magnetiet.Een zeer bijzondere toepassing van zwaar betonis die van afscherming tegen radioactieve gam-mastraling. Om deze straling te kunnen stoppenis massa nodig, die kan worden verkregen doorhet klassieke zand en grind te vervangen doorzwaar toeslagmateriaal. Hiermee kan betonworden samengesteld met een volumiekemassa van meer dan 3000 kg/m3. Op dezewijze kan een betonnen constructie met hand-having van gebruikelijke doorsneden tochvoldoende bescherming bieden tegen dezeschadelijke vorm van straling. Toepassingenzijn afscherming van stralingsruimten in zie-kenhuizen, kerncentrales, laboratoria enz.Vaak wordt hiervoor bariet toegepast met eena van circa 4500 kg/m3.LichtbetonAls uit het constructief ontwerp blijkt dat heteigengewichtvan(gewapend)betonproblema-tisch is, kan de betontechnoloog hieraan tege-moet komen met de keuze voor lichttoeslagma-teriaal. Afhankelijk van de mate vangewichtsbesparing kan worden gekozen vooreen geheel of gedeeltelijke vervanging van hetnormale toeslagmateriaal. Toeslagmateriaal meteen lage volumieke massa is bijvoorbeeld bims(puimsteen), een vulkanisch gesteente met eengrote porositeit dat ontstaat bij een vulkanischeuitbarsting met veel gassen.HogesterktebetonIn hogere sterkteklassen vanaf C53/65 blijktde keuze voor toeslagmateriaal doorslagge-vend. Het gaat hier om mengsels met eenzeer lage (< 0,45) water-bindmiddelfactor eneen (dientengevolge) hoog pasta-aandeel.Dit hoge pasta-aandeel heeft tot gevolg datin deze mengsels het vergroten van het spe-cifiek oppervlak van het toeslagmateriaal eenpositief effect heeft op de druksterkte. Zo le-vert het verkleinen van de maximale korrelvan 32 naar 16 mm al een sterktewinst vanenkele N/mm2. Een volgende stap is de keuzevoor gebroken toeslagmateriaal. Bij toene-mend sterkteniveau wordt de positieve in-vloed van de betere hechting steeds duidelij-ker. Bij de hoogste sterkteklassen (wbf 0,25 -0,35) kan door deze maatregelen het sterkteni-veautotwel15N/mm2 toenemeninvergelijking10In hogere sterkteklassen blijkt dekeuze voor toeslagmateriaal doorslaggevend, zoals bijPark City MusashiKosugi, met terplaatse gestortbeton van B15011mei 2010 15 I 04metsamenstellingenmetrondtoeslagmateriaal.Bij een wbf van circa 0,40 bedraagt de sterkte-winst nog circa 10 N/mm2, terwijl bij betonsa-menstellingenmeteenwbfvanafcirca0,50geensterktewinst meer wordt bereikt. Onder gebro-ken toeslagmateriaal worden alle gebroken na-tuurlijke toeslagmaterialen gerekend. Naast dekorrelvorm (gebroken) is de oppervlaktetextuurvan de gebroken korrel van invloed op de hech-ting van cementsteen aan het toeslagmateriaal.Uiteraard is de korrelsterkte (de LA-waarde) vangrootbelang.Voorbeeldenzijngebrokengraniet,porfier, kwartsiet, gabbro en dioriet, alle afkom-stig uit de diepere aardlagen.VorstbestandbetonIn de voorschriften wordt deze eigenschapvooral ingevuld door de wbf en/of toepassingvan een luchtbelvormer. Toch moet er bij vorst-bestand beton ook worden stilgestaan bij dekeuze van het toeslagmateriaal. In situatieswaarin er kans is op blootstelling aan vorst incombinatie met een hoge verzadigingsgraadmet water, moet het toepassen van poreus toe-slagmateriaal worden vermeden (buiten onbe-schut, horizontale constructiedelen). Harde,dichte toeslagmaterialen presteren aanmerkelijkbeter. Deze zijn vaak ontstaan in de diepereaardlagen. Alle harde, dichte toeslagmaterialenmeteenwaterabsorptievan1%kunnenalsvol-doende veilig worden beoordeeld. Hier moetbij voorkeur wel een kleinere Dmax worden toe-gepast. Kleinere korrels bevatten minder wateren bij mogelijke bevriezing zal dit leiden totminder expansie en spanningen in het beton.Beton voor de wegenbouwBeton voor de wegenbouw wordt vaak bloot-gesteld aan een hoge (hete) zonbelasting. Dethermische uitzettingsco?ffici?nt van normaalgrindbeton bedraagt circa 12 x 10-6/?C. Ditbetekent dat bij grote temperatuurverschillener een aanzienlijke verkorting/verlenging kanoptreden. Dit gedrag kan worden onderdruktdoor te kiezen voor toeslagmaterialen metlagere thermische uitzettingsco?ffici?nt, zoalsharde kalksteen. Beton op basis van hardekalksteen heeft een thermische uitzettingsco-?ffici?ntvancirca8x10-6/?C.Het bijkomend voordeel van harde kalksteen indeze toepassing is, hoewel de naam anders doetvermoeden,dathetbetoneenvoudigertezagenis (foto 11). Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeldzeegrind (bevat flint = vuursteen). Zeegrindmoet daarom nooit worden toegepast in situa-ties waarbij beton kort na aanbrengen moetworden ingezaagd. Het leidt tot schade aan hetbeton en zorgt voor een forse slijtage van dekostbare diamantzagen.Beton blootgesteld aan chloridenAls beton in zijn toepassing te maken krijgtmet frequente chloridebelasting, is het be-langrijk om het beton zo samen te stellen dathet initieel chloridegehalte zo laag mogelijkblijft. Daarom moet toeslagmateriaal met eenverwaarloosbaar gehalte aan chloriden wor-den toegepast. Toeslagmateriaal afkomstig uitzee is dan vaak geen optie.11Zeegrind moet nooitworden toegepast insituaties waarbijbeton kort naaanbrengen moetworden ingezaagd12 mei 2010 15 I 0415/05 - Mooi betonSteeds vaker zien we in het oog springende voorbeelden van `mooi beton'. Soms in het werkgestort, vaak in de vorm van vooraf vervaardigde elementen. Het maken van mooi betonbegint bij het opstellen van de projectspecificatie. Daarin moet ondubbelzinnig wordenvastgelegd welke eisen worden gesteld. Dan weet de aannemer en de producent waar hijaan toe is.Een belangrijk hulpmiddel daarbij is de in 2004 verschenen CUR-Aanbeveling 100: `Schoonbeton. Criteria voor de specificatie en beoordeling van betonoppervlakken.' In de komendenummers van Betoniek gaan we dieper in op deze Aanbeveling en de manier waarop in depraktijk `mooi beton' wordt gemaakt.Tot slotBeschrijving van beton in zijn verschillendetoepassingen doen we praktisch altijd vanuitde eigenschappen van het cement en de ce-mentsteen. Natuurlijk, uit oogpunt van sterkteen duurzaamheid zijn zij zeer bepalend voorde prestaties van beton. Deze Betoniek laatechter zien dat het natuurlijke toeslagmateri-aal door zijn grote verscheidenheid aan ei-genschappen een specifieke rol kan vervullenen beton kan laten slagen in zijn beoogdetoepassing.Literatuur1. Pannekoek, A.J. en van Straaten, L.M.J.U.,Algemene Geologie, Wolters Noordhof,1984.2. Neville, A.M., Properties of Concrete; PitmanLondon,1981.3. Betoniek 9/2, Ander toeslagmateriaal (I),1992.4. Betoniek 9/3, Ander toeslagmateriaal (II),1992.5. Betonpocket 2010.Betoniek is h?t vakblad over technologie enuitvoering van beton en verschijnt 10 keerper jaar. Betoniek wordt uitgegeven door?neas, uitgeverij van vakinformatie bv, inopdracht van het Cement&BetonCentrum.In de redactie zijn vertegenwoordigd:BAM Infra, BAS Research & Technology,BMC Certificatie, BTE Nederland, ENCI,Mebin en TNO. Voor de jaarlijkse afleveringover het Examen Betontechnoloog BV wordtsamengewerkt met de Betonvereniging.Uitgave ?neas, uitgeverij vanvakinformatie bvPostbus101,5280AC,Boxt?lT:0411-650085E: info@aeneas.nlWebsite www.betoniek.nlRedactie T:0411653584E: betoniek@aeneas.nlVormgeving Inpladi bv, CuijkAbonnementen/adreswijzigingenUitgeverij ?neasPostbus101,5280AC,Boxt?lT:0411650085E: info@aeneas.nlAbonnementen 2010Jaarabonnement, inclusief toegang onlinearchief: 76 (excl. 6% btw)Buiten Nederland geldt een toeslag voorextra porto. Abonnementen lopen per jaaren kunnen elk gewenst moment ingaan.Opzeggen moet altijd schriftelijk gebeu-ren, uiterlijk twee maanden voor vervalda-tum. Kijk voor de mogelijkheden van mee-leesabonnementen op www.betoniek.nl.? ?neas, uitgeverij van vakinformatie2010.Niets uit deze uitgave mag worden over-genomen zonder toestemming van de uit-gever. De algemene publicatievoorwaar-den van de uitgever worden verondersteldbekend te zijn en zijn op aanvraag beschik-baar. Hoewel de grootst mogelijke zorgwordt besteed aan de inhoud van het blad,zijn redactie en uitgever van Betoniek nietaansprakelijk voor de gevolgen, van welkeaard ook, van handelingen en/of beslissin-gen gebaseerd op de informatie in dezeuitgave.Niet altijd kunnen rechthebbenden van ge-bruikt beeldmateriaal worden achterhaald.Belanghebbenden kunnen contact opne-men met de uitgever.In onzevolgendeuitgave