Sterkteontwikkeling van beton is belangrijk voor de snelheid van het bouwproces. Op basis van de druksterkte wordt bijvoorbeeld bepaald wanneer de bekisting mag worden verwijderd, voorspanning mag worden aangebracht of beton sterk genoeg is om te belasten. Om deze vragen te beantwoorden, zijn er verschillende methoden ontwikkeld waarmee de vroege druksterkte in het werk kan worden bepaald. In deze Betoniek nemen we je mee in de methode van gewogen rijpheid, in Nederland een van de meest toegepaste methoden om de vroege druksterkte van beton in het werk te bepalen. We staan stil bij de achtergrond van de methode, de voorwaarden voor het opstellen van een ijkgrafiek en de aandachtspunten op de bouw.
februari2024
1717
BAND
UITGAV E
Jong beton,
goed gerijpt Gewogen rijpheid om
vroege sterkte in het
werk te bepalen
Betoniek Standaard 17-17.indd 1Betoniek Standaard 17-17.indd 1 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
BAND
UITGAV E
2 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
Jong beton,
goed gerijpt
Sterkteontwikkeling van beton is belangrijk voor de
snelheid van het bouwproces. Op basis van de
druksterkte wordt bijvoorbeeld bepaald wanneer de
bekisting mag worden verwijderd, voorspanning mag
worden aangebracht of beton sterk genoeg is om te
belasten. Om deze vragen te beantwoorden, zijn er
verschillende methoden ontwikkeld waarmee de
vroege druksterkte in het werk kan worden bepaald.
In deze Betoniek nemen we je mee in de methode van
gewogen rijpheid, in Nederland een van de meest
toegepaste methoden om de vroege druksterkte van
beton in het werk te bepalen. We staan stil bij de
achtergrond van de methode, de voorwaarden voor
het opstellen van een ijkgrafiek en de
aandachtspunten op de bouw.
HET PRINCIPE VAN RIJPHEID
Beton verhardt door de chemische reactie
van het cement en water, waardoor cement-
pasta verandert in cementsteen. De druk -
sterkte neemt toe naarmate er meer cement
met water reageert tot cementsteen. Zoals
bij vele chemische reacties is de reactie -
snelheid van cement temperatuurafhanke -
lijk. Dit betekent dat de cementreactie snel-
ler verloopt bij een hoge betontemperatuur
en trager bij een lage betontemperatuur. Als
beton in de zomer verhardt, zal de reactie
dus sneller verlopen dan in de winter. Daar -
naast is de reactie van cement exotherm. Dit
betekent dat bij de reactie van cement en
water warmte wordt geproduceerd. De
betontemperatuur wordt tijdens het verhar -
den, naast de omgevingstemperatuur, dus ook beïnvloed door de warmteontwikkeling
van het cement.
Bij de verharding van beton spelen tempera-
tuur en tijd dus een belangrijke rol in de
sterkteontwikkeling. Er is een relatie te leg-
gen tussen de sterkteontwikkeling en de
temperatuurontwikkeling in de tijd. De
methode van gewogen rijpheid maakt
gebruik van deze relatie, zodat op basis van
de gemeten betontemperatuur en de ver
-
hardingstijd, de sterkteontwikkeling kan
worden bepaald. Hierbij geldt steeds het
principe dat voor eenzelfde betonsamen-
stelling bij een gelijke rijpheid steeds weer
dezelfde sterkte hoort.
Om het begrip rijpheid beter uit te leggen, is
het principe om rijpheid de berekenen gra-
fisch weergegeven in figuur 2. In de grafiek ? Foto voorpagina:
Marco Jongsma
L emmer
Betoniek Standaard 17-17.indd 2Betoniek Standaard 17-17.indd 2 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
3 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
2 Berekening van de rijpheid op basis van de temperatuurontwikkeling van een betonmengsel tijdens de eerste 15 uur van de verharding 1
S
ensoren in een nog te storten
betonconstructie voor het bepalen
van de gewogen rijpheid
Betoniek Standaard 17-17.indd 3Betoniek Standaard 17-17.indd 3 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
4 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
is een voorbeeld van de temperatuurontwik-
keling van een betonmengsel over de eerste
15 uur gegeven. De grafiek wordt opgedeeld
is 15 verticale stroken van 1 uur (A t/m O).
Per strook kan nu het opper vlak worden
bepaald door de gemiddelde temperatuur te
vermenigvuldigen met de tijd. Het product
van de temperatuur en de tijd noem je de
rijpheid. Bijvoorbeeld voor strook F (van 5
tot 6 uur) is de temperatuur voor één uur
gemiddeld 38 °C. De ontwikkelde rijpheid
van strook F is dus 38 °C × 1 uur = 38 °Ch.
Voor elk uur kan de rijpheid worden uitgere -
kend. De totale rijpheid over de eerste 15 uur
is de som van de rijpheid van strook A t/m
strook O. Dit is gelijk aan 549 °Ch. De rijpheid
is dus het opper vlak onder de temperatuur -
grafiek.
Er zijn in de tijd verschillende rijpheidsme -
thoden ontwikkeld om de relatie tussen
sterkteontwikkeling en rijpheid te maken.
Alle methoden gaan uit van het principe
'gelijke rijpheid = gelijke druksterkte'. In
deze Betoniek staan we kort stil bij de
methode volgens Saul en de methode vol-
gens Papadakis en Bresson. Beide metho-
den zijn in detail toegelicht in Betoniek 6/20
[1]. De rest van deze Betoniek wordt de
methode volgens De Vree in detail uitge -
legd. Wanneer in Nederland de rijpheid
wordt gemeten, wordt meestal gebruikge -
maakt van methode De Vree.
Rijpheid volgens Saul
Een van de eenvoudigste rijpheidsregels is
de methode volgens Saul uit begin jaren vijf -
tig. Saul bepaalt de rijpheid zoals toegelicht
in figuur 2, waarbij de rijpheid per uur wordt
berekend vanaf ?10 °C. De rijpheid van
strook F van figuur 2 is volgens Saul gelijk
aan (38 ? (?10)) × 1 = 48 °Ch. Het nadeel van
deze methode is dat er onvoldoende reke -
ning wordt gehouden met de invloed van de
verhardingstemperatuur en het type cement op de sterkteontwikkeling. Dat resulteert in
relatief grote afwijkingen van de druk
-
sterkte bij verschillende verhardingstempe -
raturen.
Gewogen rijpheid volgens Papadakis en
Bresson
Om de invloed van een hoge verhardings -
temperatuur en het gebruikte cement op de
sterkteontwikkeling nauwkeuriger te bepa-
len, introduceren Papadakis en Bresson een
weegfactor. Bij deze methode wordt daarom
over 'gewogen rijpheid' gesproken. In
tegenstelling tot figuur 2 delen Papadakis en
Bresson het opper vlak onder de tempera-
tuurgrafiek op in horizontale stroken, waar -
aan steeds een weegfactor wordt toege -
kend. De weegfactor is afhankelijk van de
temperatuur van de strook en van het type
cement. Papadakis en Bresson focussen op
verhardingstemperaturen boven de 20 °C,
omdat hun achtergrond bij de prefab-beton-
industrie ligt. Vanaf 20 °C geeft hun methode
goede resultaten. Met lagere temperaturen
houdt hun methode echter geen rekening.
Daarom geeft hun methode bij lage tempe -
raturen geen betrouwbare resultaten.
GEWOGEN RIJPHEID VOLGENS DE VREE
In Nederland ontstond de behoefte aan een
methode die ook bij lagere verhardingstem-
peraturen betrouwbare resultaten geeft.
Onderzoek heeft in begin jaren tachtig
geleid tot een Nederlandse methode van
gewogen rijpheid volgens De Vree. Methode
De Vree is verwerkt in NEN 5970 [2] en
wordt in ons land veelvuldig toegepast.
Deze methode, die vergelijkbaar is met die
van Papadakis en Bresson, geeft zowel bij
hoge als lage verhardingstemperaturen
betrouwbare resultaten. In de grafiek van
figuur 3 is te zien dat de sterkte van beton
dat verhardt bij hoge en lage betontempera-
turen netjes op één lijn liggen. In deze Beto -
Betoniek Standaard 17-17.indd 4Betoniek Standaard 17-17.indd 4 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
5 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
niek wordt methode De Vree verder uitge-
diept.
Net als Papadakis en Bresson introduceert
De Vree een weegfactor waarin de relatie
tussen de sterkteontwikkeling en de beton-
temperatuur is verdisconteerd. Deze tempe -
ratuurafhankelijkheid van de sterkteontwik -
keling is met name afhankelijk van het type
cement. De geïntroduceerde weegfactor, de
C-waarde, staat dus voor de temperatuur
-
afhank
elijkheid van het cement. Elk type
cement heeft een eigen C-waarde.
In tegenstelling tot Papadakis en Bresson
start de methode De Vree bij een tempera-
tuur van ?10 °C, waarmee de invloed van
lage verhardingstemperaturen ook wordt
meegenomen. De berekening wordt gedaan
per uur verharding, zoals weergegeven in
figuur 2.
Per uur wordt de gewogen rijpheid berekend
met de formule:
10(
C
0,1T?1,245 ?C?2,245 )
R g=
ln ( C)
Waarin:
R
g = g ewogen rijpheid over een periode van
1 uur (°Ch)
T
=
g
emiddelde betontemperatuur in het
beschouwde uur (°C)
C
=
C
-waarde van het toegepaste cement (?)
Stel dat de C-waarde van het betonmengsel
uit het voorbeeld van figuur 2 gelijk is aan
1,25. De gewogen rijpheid volgens De Vree
van strook F, waar de gemiddelde tempera-
tuur 38 °C is, is dan gelijk aan R
g = 52,1 °Ch.
De relatie tussen de druksterkte op jonge
leeftijd en de gewogen rijpheid kan in een
grafiek worden weergegeven, zoals in het
voorbeeld van figuur 3. Dit geeft meestal
een rechte lijn als de gewogen rijpheid
wordt uitgezet op een logaritmische schaal.
Deze lijn wordt de regressielijn genoemd. Elk betonmengsel heeft een eigen unieke
relatie tussen druksterkte en gewogen
rijpheid en dus een eigen regressielijn.
De regressielijn voor een bepaalde betonsa-
menstelling wordt opgesteld door de beton-
leverancier. De betonleverancier heeft voor
de regressielijn de C-waarde van het cement
nodig. De C-waarde wordt meestal bepaald
door de cementleverancier. Bepaling van de
regressielijn en de C-waarde worden in het
navolgende toegelicht.
Opstellen regressielijn
De regressielijn wordt afgestemd op de
druksterkte die in het werk moet worden
aangetoond. Dit noem je de doelwaarde voor
de regressielijn. Voordat de regressielijn
wordt opgesteld, moet de doelwaarde dui-
delijk zijn. Daarbij moet ook duidelijk zijn op
welke manier deze doelwaarde is uitge
-
drukt: wordt er gevraagd om de karakteris -
tieke of gemiddelde en of de kubus- of cilin-
derdruksterkte? Dit is in detail uitgelegd in
het Betoniek-artikel 'Sterkte? Welke
sterkte?' [3]. Als voorbeeld: stel dat de
vroege sterkteontwikkeling voor het verwij-
deren van de ondersteuning moet worden
bepaald, wordt de doelwaarde vaak door de
30
20
10
0
Druksterkte [N/mm²]
Gewogen rijpheid [°Ch]300 500 1000 2000
5°C
10°C
15°C
20°C
35°C
65°C
3 Relatie tussen druksterkte en de gewogen rijpheid volgens methode
De Vree bij verschillende verhardingstemperaturen (Betoniek 6/20)
Betoniek Standaard 17-17.indd 5Betoniek Standaard 17-17.indd 5 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
6 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
constructeur opgegeven. De constructeur
spreekt vaak over karakteristieke cilinder-
druksterkte. In de uitvoeringsnorm wordt
gesteld dat het verwijderen van de kist op
een gemiddelde kubusdruksterkte moet zijn
gebaseerd. Ook de betontechnoloog van de
betoncentrale spreekt vaak over kubusdruk -
sterkte. In NEN 5970 wordt niet over gemid- delde of karakteristieke druksterkte
gesproken. Het moet dus altijd duidelijk zijn
welke druksterkte moet worden aange
-
toond.
Om een voldoende betrouwbare relatie tus -
sen de druksterkte en de gewogen rijpheid
te stellen, zijn minimaal vijf druksterkteme -
tingen, dus vijf kubussen nodig. Deze relatie
geldt echter voor een beperkt bereik.
Daarom moeten de vijf gemeten druksterk -
ten gelijkmatig zijn verdeeld rondom de
doelwaarde. NEN 5970 stelt dat de meet -
waarden gelijkmatig verdeeld zijn rondom
de doelwaarde wanneer alle gemeten druk -
sterkten binnen 8 MPa vanaf de doelwaarde
liggen. Hierbij moeten minimaal twee geme -
ten druksterkten hoger en twee gemeten
druksterkten lager dan de doelsterkte zijn.
Dit is schematisch weergegeven in figuur 4.
Stel dat het doel is dat in het werk een
gemiddelde kubusdruksterkte van 15 MPa
moet worden aangetoond, dan moeten alle
druksterkten op de regressielijn gelijkmatig
verdeeld liggen rondom 15 MPa. De laagste
waarde van de regressielijn moet minimaal
15 ? 8 = 7 MPa zijn en de hoogste waarde
maximaal 15 + 8 = 23 MPa. Van alle metin-
gen, moeten er minimaal twee tussen de
7 en 15 MPa liggen en twee tussen de 15 en
23 MPa. Als aan deze voorwaarden wordt
voldaan, geeft dit een betrouwbare
regressie
lijn.
De kubussen voor de regressielijn worden
over het algemeen bewaard in een thermo-
staatbad bij 20 °C of in een klimaatkamer.
In het hart van de laatst te drukken kubus
wordt een temperatuursensor ingestort.
Deze wordt aangesloten op meetapparatuur
om de gewogen rijpheid te berekenen.
De apparatuur berekent op basis van de
gemeten temperatuur, de ingegeven
C-waarde van het cement en de verhar -
dingstijd, ver volgens de gewogen rijpheid
volgens de formule van De Vree (fig. 5).
minimaal twee
waarden boven
doelwaarde
minimaal twee
waarden onder
doelwaarde
druksterkte
Doelwaarde
?8 MPa
Minimaal
Maximaal
minimaal vijf
metingen
rijpheid
rijpheid
rijpheid
?8 MPa
druksterkte
Doelwaarde
druksterkte
Doelwaarde
4 Grafische weergave van eisen voor regressielijn (zwarte lijn)
Betoniek Standaard 17-17.indd 6Betoniek Standaard 17-17.indd 6 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
7 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
Afhankelijk van de doelwaarde en de snel-
heid van de sterkteontwikkeling, wordt na
een bepaalde tijd de eerste kubus gedrukt.
Van de kubus wordt ook de bijbehorende
ontwikkelde gewogen rijpheid genoteerd.
De druksterkte wordt uitgezet tegen de
gewogen rijpheid op logaritmische schaal in
een grafiek. Na verloop van tijd worden ook
de andere kubussen gedrukt en uitgezet in
de grafiek. Door de meetpunten wordt de
regressielijn getrokken. Bij moderne meet-
apparatuur voor de gewogen rijpheid is een
groot deel van dit proces geautomatiseerd.
Jong beton
De methode van gewogen rijpheid is
bedoeld voor jong beton. De term 'jong
beton' is in NEN 5970 overigens niet gedefi-
nieerd. Deze voorwaarde is gesteld omdat
de snelheid waarmee cement reageert,
invloed heeft op de druksterkte op lange
termijn. Dit heeft te maken met verschil in de
structuur van het gevormde cementsteen bij
verschillende verhardingstemperaturen. De
structuur van cementsteen dat bij een lage
temperatuur is verhard, geeft op de langere
termijn een hogere druksterkte dan beton
dat bij een hoge temperatuur is verhard.
Dit is schematisch weergegeven in figuur 6.
In figuur 7 zijn de sterkteontwikkelingen bij
verschillende specietemperaturen omgere -kend naar de relatie gewogen rijpheid en
druksterkte. Daarmee wordt het effect van
deze verschillende temperaturen zichtbaar.
De druksterkte is uitgezet tegen de gewo-
gen rijpheid bij een verhardingstemperatuur
van 5, 20 en 50 °C. Met de zwarte stippellijn
is de regressielijn van het mengsel gegeven.
De regressielijn is opgesteld op basis van
betonnen kubussen die zijn verhard bij 20 °C.
De sterkteontwikkeling bij 5 en 20 °C volgen
Druksterkte (MPa)
Gewogen rijpheid (°Ch)
F
F
T (°C)
5°C
20°C
50°C
1 6 1 7
28 90
60
40
20
0
(uren) tijd (dagen)
druksterkte (MPa)
5 Opstellen regressielijn op basis van minimaal vijf betonnen kubussen
6
S
chematische sterkteontwikkeling bij verschillende
verhardingstemperaturen
Betoniek Standaard 17-17.indd 7Betoniek Standaard 17-17.indd 7 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
8 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
in dit geval tot een rijpheid van ongeveer
9000 °Ch netjes de regressielijn van het
mengsel. De sterkteontwikkeling bij 50 °C
volgt de regressielijn maar tot 1000 °Ch.
Daarna wijkt de sterkteontwikkeling van het
beton dat verhardt bij 50 °C af van de regres-
sielijn. In dit geval is de regressielijn voor
beton bij een verhardingstemperatuur van
50 °C maar tot 1000 °Ch geschikt. Voor dit
specifieke mengsel kan 1000 °Ch als grens
voor jong beton worden gezien. Afhankelijk
van de C-waarde is deze rijpheid in de prak -
tijk vaak al na 1 à 2 dagen bereikt. Dit effect
op de langetermijndruksterkte geeft goed
aan waarom de methode gewogen rijpheid
alleen toepasbaar is voor jong beton.
In de praktijk is het van belang om hier reke -
ning mee te houden, met name als een hoge
verhardingstemperatuur wordt verwacht.
Over het algemeen is de regressielijn bij een
hoge temperatuur toepasbaar tot 2 dagen na
de stort en bij een lage betontemperatuur
tot 7 dagen na de stort. De exacte impact zal
per mengsel en situatie verschillen. De
impact kan worden bepaald door één of meerdere kubussen op een hoge tempera-
tuur (bijvoorbeeld bij 50 °C) te laten verhar
-
den. De resultaten hier van kunnen worden
gebruikt om de in de ijkgrafiek afgelezen
druksterkte te corrigeren. (Het begrip ijk -
grafiek wordt onder het volgende kopje uit -
gelegd.) Dit verhoogt de betrouwbaarheid
van de methode.
Bepaling C-waarde cement
Elk cement reageert anders bij verschil-
lende temperaturen. De temperatuurgevoe -
ligheid van de sterkteontwikkeling van het
cement wordt zoals gezegd uitgedrukt in de
C-waarde. De C-waarde is dus cement
-
afhank
elijk. Bij een cement met een hoge
C-waarde wordt de sterkteontwikkeling
meer beïnvloed door de betontemperatuur
dan bij cement met een lage C-waarde.
De sterkteontwikkeling van klinkerrijke
cementen is minder temperatuurafhanke -
lijk. Klinkerrijke cementen hebben dus een
relatief lage C-waarde. Een hoogovence -
ment heeft over het algemeen dus een
hogere C-waarde (vaak tussen 1,35 en 1,65)
dan een portlandcement (vaak tussen 1,15
en 1,25). De methode om de C-waarde van
cement te bepalen is gegeven in NEN 5970.
In de praktijk kan ook worden gewerkt met
een combinatie van bindmiddelen. In Tabel
A.1 van NEN 5970 zijn instructies gegeven
voor de omgang met de C-waarde van de
bindmiddelcombinatie. Als de C-waarde van
beide bindmiddelen dicht bij elkaar zit, mag
de C-waarde van de bindmiddelcombinatie
worden geïnterpoleerd. NEN 5970 staat dit
toe als het verschil tussen de C-waarde van
beide bindmiddelen maximaal 0,2 is. Als het
verschil in C-waarde hoger dan 0,2 is, moet
de C-waarde van de bindmiddelcombinatie
opnieuw worden bepaald.
Volgens NEN 5970 moet voor een combina-
tie van cement met poederkoolvliegas,
waarbij geen gebruik wordt gemaakt van het
100 1.000 10.000 100.000 gewogen rijpheid (°Ch)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
druksterkte (MPa)
5°C
20°C
50°C regressielijn
7 Illustratie van de sterkteontwikkeling van beton bij verschillende ver -
hardingstemperaturen t.o.v. de regressielijn (stippellijn)
Betoniek Standaard 17-17.indd 8Betoniek Standaard 17-17.indd 8 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
9 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
k-waarde-concept, de C-waarde van de
bindmiddelcombinatie opnieuw worden
bepaald. Er wordt niet specifiek ingegaan op
bindmiddelcombinatie met gemalen gegra-
nuleerde hoogovenslak, omdat geattes-
teerde bindmiddelcombinaties met gegra-
nuleerde hoogovenslak in Nederland pas op
grote schaal zijn geïntroduceerd nadat NEN
5970 is opgesteld. Voor geattesteerde bind-
middelcombinaties met slak moet, zoals ook
bij cement met poederkoolvliegas het geval
is, de C-waarde van de combinatie opnieuw
worden bepaald.
IJKGR AFIEK
De regressielijn wordt vaak opgesteld op
basis van één charge betonspecie. De
charge kan in het laboratorium of op de
betoncentrale worden gemaakt. Dit is niet
voorgeschreven in de norm. Omdat de
regressielijn vaak met één charge beton
-
s
pecie wordt gemaakt, zit het effect van de
standaardafwijking van het betonmengsel
hier dus niet in verwerkt. Om de spreiding
mee te nemen in de regressielijn wordt een
ijklijn gemaakt. Dit is een verticale verschui-
ving van de regressielijn. Dit is grafisch
weergegeven in figuur 8.
NEN 5970 geeft een verschuiving van een
factor 'a' keer de standaardafwijking van de
regressielijn. Een grotere waarde voor de
factor 'a' geeft een grotere verschuiving. Als
de betrouwbaarheid van de sterkteontwik -
keling belangrijk is, bijvoorbeeld voor het
verwijderen van de ondersteuning, wordt
vaak een hoge factor 'a' gekozen. Als de
sterkteontwikkeling minder kritisch is, kan
een kleinere verschuiving worden gekozen.
De standaardafwijking van de regressielijn
moet conform NEN 5970 worden uitgere -
kend op basis van de processtandaardafwij-
king van de productielocatie. De standaard-
afwijking van de productielocatie voor jong
beton wordt dus ingeschat op basis van de processtandaardafwijking van beton van
28 dagen oud.
De invloed van transport en verwerking op
de bouw wordt niet meegenomen in de ver
-
schuiving van de regressielijn. In de praktijk
wordt daarom ook vaak een verticale ver -
schuiving van 4 tot 8 MPa aangehouden,
afhankelijk van de situatie. Dit is ook toege -
licht in Cement-artikel 'Gewogen rijpheid op
de bouwplaats' [4].
Voorbeeld
Stel dat voor een project een vroege druk -
sterkte van 25 MPa moet worden aangetoond
binnen 3 dagen. Hier voor stelt de beton
-
c
entrale een betonmengsel op, waarbij de
28-daagse gemiddelde kubusdruksterkte
gelijk is aan 63 MPa. De productielocatie
heeft een processtandaardafwijking van
4,1 MPa. Conform NEN 5970 is de standaard-
afwijking van de ijkgrafiek dan gelijk aan
1,6 MPa (=(25?4,1)/63). De vroege druk -
sterkte is in dit voorbeeld kritisch voor de vei-
ligheid van de constructie, dus daarom wordt
een a-waarde van 1,5 gekozen. De verschui-
ving is dan dus 1,5?1,6=2,4 MPa. Afhankelijk
van de productielocatie en het mengsel is dit
getal in de praktijk steeds verschillend.
gewogen rijpheid Verschuivingswaarde
Voor het voorbeeld: 2,4 MPa
Praktijk ook vaak 4 tot 8 MPa ijklijn
regressielijn
sterkte
8 De ijklijn is de verticaal verschoven regressielijn, waarbij de verschui-
vingswaarde afhankelijk is van de mengselsamenstelling, de produc -
tielocatie en de gekozen a-waarde
Betoniek Standaard 17-17.indd 9Betoniek Standaard 17-17.indd 9 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
10 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
GEBRUIK METHODE GEWOGEN RIJPHEID
OP DE BOUW
In deze Betoniek zijn al veel randvoorwaar-
den en aandachtspunten genoemd voor het
opstellen van de ijkgrafiek. Er zijn ook aan-
dachtspunten tijdens het gebruik van de
methode gewogen rijpheid op de bouw,
zowel voor de betonleverancier als de aan-
nemer. De belangrijkste voorwaarden en
aandachtspunten worden hier kort toege -
licht.
Betonleverancier: geldigheid ijkgrafiek
Als de betonleverancier een ijkgrafiek heeft
opgesteld, is het niet toegestaan het beton-
mengsel te wijzigen of het betonmengsel
met andere grondstoffen of grondstoffen
met een andere herkomst te maken. Een wij-
ziging in de grondstoffen zal effect hebben
op de sterkteontwikkeling van het mengsel.
Als onverhoopt toch andere grondstoffen
toegepast moeten worden, moet de ijk
-
g
rafiek ook opnieuw worden opgesteld.
Ook als dezelfde grondstoffen met dezelfde
herkomst worden gebruikt, kunnen de eigenschappen van de grondstoffen door de
tijd heen verschillen. Dit kan invloed hebben
op de ijkgrafiek. Daarom moet een ijkgrafiek
altijd periodiek worden gecontroleerd.
Dit wordt gedaan door elke twee weken
minimaal één betonkubus te maken en deze
te beproeven op druksterkte. Als twee
opeenvolgende productiecharges van een
bepaalde samenstelling langer dan drie
maanden uit elkaar liggen, ver valt de ijk
-
g
rafiek en moet deze opnieuw worden
opgesteld.
Als bij de periodieke controle alle gemeten
druksterkten binnen de standaardafwijking
(1 × s
ij) van de regressielijn liggen, is de ijk -
grafiek nog geldig. Als één gemeten druk -
sterkte buiten de standaardafwijking van de
regressielijn ligt, moet direct een tweede
controle worden uitgevoerd. Als de tweede
controle ook buiten de standaardafwijking
van de regressielijn ligt, moet de ijkgrafiek
opnieuw worden bepaald. Periodieke con-
trole is dus een belangrijk onderdeel om de
methode gewogen rijpheid toe te kunnen
passen (fig. 9).
Controle kubus binnen standaardafwijking
Controle kubus buiten standaardafwijking
druksterkte
rijpheid
druksterkte
rijpheid
Periodiekcontrole
IJkgra?ek voldoet
druksterkte
rijpheid
Regressielijn +
standaardafwijking
Regressielijn -
standaardafwijking
Tweede
controle
Controle kubus binnen standaardafwijking
Controle kubus buitenstandaardafwijking
druksterkte
rijpheid
rijpheid
druksterkte
IJkgra?ek opnieuw opstellen
9 De ijkgrafiek moet periodiek worden gecontroleerd
Betoniek Standaard 17-17.indd 10Betoniek Standaard 17-17.indd 10 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
11 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
Aannemer
Voordat het beton wordt gestort, moeten op
een aantal locaties temperatuursensoren
worden geplaatst. De temperatuursensoren
worden aangesloten op de meetapparatuur
(fig. 9). Op basis van de gemeten beton-
t
emperatuur, de verhardingstijd en de inge -
geven C-waarde, wordt de gewogen rijpheid
berekend. Het resultaat kan op elk moment
worden uitgelezen. De uitgelezen rijpheid
wordt in de ijkgrafiek gezet, waarin de
sterkte wordt afgelezen. Met de huidige
onlineplatforms wordt deze berekening
automatisch gedaan. Uitgebreidere uitleg
over meetapparatuur en de locaties waar de
temperatuursensoren moeten worden aan-
gebracht is gegeven in [4].
Door middel van de ijkgrafiek wordt in
principe een vergelijking gemaakt tussen de
sterkteontwikkeling van een betonnen con-
structieonderdeel op de bouw en een beton-
nen kubus in de waterbak van de betoncen-
trale. In werkelijkheid wordt het beton op de
bouw anders verwerkt en behandeld dan de
betonnen kubus bij de betonleverancier, wat
kan leiden tot een andere betonkwaliteit.
Om de ijkgrafiek nog representatief te laten
zijn voor op de bouw, is het aan de aannemer het beton volgens de fungerende normen en
richtlijnen te verwerken en na te behande
-
len. Het mengsel mag op de bouw dus ook
niet worden aangepast, door bijvoorbeeld
extra water toe te voegen. Dit kan bij gebruik
van de methode gewogen rijpheid leiden tot
een overschatting van de druksterkte met
alle gevolgen van dien.
Bij een betonstort in de winter kan het nood-
zakelijk zijn het gehalte portlandcement te
verhogen, of zoals het op de bouw klinkt:
"doe maar een kwartje Portland C". Het is
verstandig het mengsel aan te passen aan
de weersomstandigheden, maar deze aan-
passing resulteert in een ander mengsel,
waar voor dus ook een separate ijkgrafiek
moet worden opgesteld.
Extrapolatie van een regressielijn is nooit
toegestaan. In principe is extrapolatie het
verschuiven van de doelwaarde, waarmee
mee
stal niet meer wordt voldaan aan de voor -
waarden die gelden voor het opstellen van de
r
egressielijn, zoals eerder aangegeven in deze
Betoniek. Extrapoleren kan leiden tot een
overschatting of onderschatting van de druk -
sterkte, wat kan resulteren in een onveilige
sit
uatie. Als de doelwaarde wijzigt, zal een
nieuwe ijkgrafiek moeten worden opgesteld.
GEWOGEN RIJPHEID BUITEN NEDERL AND
In Nederland wordt voor de methode gewogen rijpheid de methode volgens De Vree gebruikt. In
het buitenland worden er vaak andere methoden gewogen rijpheid toegepast. De methoden zijn
allemaal gestoeld op het principe 'gelijke rijpheid = gelijke druksterkte'. Maar de formule voor de
berekening van de sterkteontwikkeling op basis van de rijpheid is steeds verschillend. In [5] zijn
voor vijf methoden gewogen rijpheid de werkelijk druksterkte vergeleken met de druksterkte op
basis van de gemeten rijpheid. Een interessant resultaat is dat de diverse methoden gewogen rijp-
heid verschillend presteren, afhankelijk van het type cement (portlandcement, hoogovencement
of portlandvliegascement) en de verhardingstemperatuur. Opvallend is dat niet één van de metho-
den significant beter presteert dan de andere methoden. Wel is duidelijk dat, net als de methode
volgens De Vree, geen van de methoden rekening houdt met de invloed van hoge verhardingstem-
peraturen op de sterkteontwikkeling op lange termijn. Dit bevestigt dat de methoden gewogen
rijpheid specifiek zijn bedoeld om de druksterkte van jong beton te bepalen.
Betoniek Standaard 17-17.indd 11Betoniek Standaard 17-17.indd 11 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
12 FEBRUARI 2024 STANDA ARD 17 17
BE TONIEK = STANDAARD + VAKBLAD
Onderdeel van het Betoniek-abonnement is naast Betoniek Standaard ook Betoniek Vakblad. Dit is een magazine op groot formaat met artikelen over onder meer projecten, ontwikkelingen, onderzoek, regelgeving en onderwijs. Deze artikelen worden geschreven door de lezers van Betoniek zelf. Daarin wijkt Betoniek Vakblad dus af van Betoniek Standaard, dat volledig door een deskundige redactie wordt geschreven. Betoniek Vakblad verschijnt vier keer per jaar. Alle artikelen zijn te raadplegen op www.betoniek.nl. Voor leden van Betoniek is dat gratis! VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON
VAKBL AD 4 2023
Beton in waterbouwGROOTSTE ZOUTDAM TER WERELD? DUURZAME MONOLIETVOEREN
? ONDERZOEK ALGEN EN MOSSEN ? BEKISTINGSOPLOSSINGEN AFSLUITDIJK
BV 4-2023 Cover.indd 1BV 4-2023 Cover.indd 1 08-12-23 15:3008-12-23 15:30
TOT SLOT
De methode gewogen rijpheid is een zeer geschikte en praktisch
toe te passen methode om de druksterkte van jong beton in een
constructieonderdeel te benaderen. In deze Betoniek is de gewo -
gen rijpheid volgens De Vree uitgelegd. Hieruit volgen een aantal
v
oorwaarden voor het opstellen van de ijkgrafiek. De C-waarde
van het cement is een belangrijke parameter in het geheel. Op de
bouw moet apparatuur worden aanbracht om de gewogen rijp -
heid te bepalen. Op basis hier van wordt de druksterkte van jong
bet
on bepaald. Tot slot moet de betonleverancier na het opstellen
de ijkgrafiek onderhouden, zodat de betrouwbaarheid van de
methode ook in een latere stort is geborgd.
Literatuur1 Betoniek 6/20 ? Gewogen rijpheid.
2 NEN 5970 ? Bepalin g van de
druksterkteontwikkeling van jong beton op basis
van de gewogen rijpheid.
3
L
inssen, J., Sterkte? Welke sterkte. Betoniek
V
akblad 2018/2.
4
R
uijs, M., Sterken, R., Linssen, J., Gewogen rijpheid
op de bou
wplaats. Cement 2020/2.
5
S
outsos, M. Kanavaris, F., Hatzitheodorou, A.,
Cr
itical analysis of strength estimates from
ma
turity functions. Case Studies in Construction
Materials, Volume 9, december 2018.
De redactie dankt Ronald de Vree voor zijn
inhoudelijke bijdrage aan deze Betoniek.
KENNISDELING VIA BETONIEK, DANKZIJ ONZE PARTNERS
Lidmaatschap 2024
Kijk voor meer informatie over
onze lidmaatschappen op
www.betoniek.nl/lidworden
of neem contact op via
klantenser vice@aeneas.nl of
073 205 10 10.
Voorwaarden
Je vindt onze algemene
voorwaarden op
www.betoniek.nl/algemene-
publicatievoorwaarden-betoniek. Betoniek Standaard is onderdeel van Betoniek Platform, hét kennisplatform over
technologie en uitvoering van beton. Betoniek Standaard verschijnt 4x per jaar en is een
uit gave van Aeneas Media bv, in opdracht van het Cement&BetonCentrum. In de
redactie zijn vertegenwoordigd: Betonova, Cement&BetonCentrum, Heidelberg Mate -
rials, IJB Groep, Faber Betonpompen B.V., Heijmans, SKG-IKOB, TNO en Aeneas.
Uitgave
Aeneas Media bv
Ruimte 4121
Veemarktkade 8
5222 AE 's-Hertogenbosch Website
www.betoniek.nl
Klantenservice
073 205 10 10
klantenser vice@aeneas.nl Vormgeving
Inpladi bv, Cuijk
Redactie
073 205 10 27
betoniek@aeneas.nl Hoewel de grootst mogelijke zorg
wordt besteed aan de inhoud van
het blad, zijn redactie en uitgever
van
Betoniek niet aansprakelijk
voor de gevolgen, van welke aard
ook, van handelingen en/of beslis - sin gen gebaseerd op de informatie
in deze uitgave.
Niet altijd kunnen rechthebbenden
van gebruikt beeldmateriaal
worden achterhaald. Belang
-
he
bbenden kunnen contact
opnemen met de uitgever.
© Aeneas Media bv 2023
ISSN: 2352-1090
Betoniek Standaard 17-17.indd 12Betoniek Standaard 17-17.indd 12 09-02-2024 15:4609-02-2024 15:46
Beton verhardt door de chemische reactie van het cement en water, waardoor cementpasta verandert in cementsteen. De druksterkte neemt toe naarmate er meer cement met water reageert tot cementsteen. Zoals bij vele chemische reacties is de reactiesnelheid van cement temperatuurafhankelijk. Dit betekent dat de cementreactie sneller verloopt bij een hoge betontemperatuur en trager bij een lage betontemperatuur. Als beton in de zomer verhardt, zal de reactie dus sneller verlopen dan in de winter. Daarnaast is de reactie van cement exotherm. Dit betekent dat bij de reactie van cement en water warmte wordt geproduceerd. De betontemperatuur wordt tijdens het verharden, naast de omgevingstemperatuur, dus ook beïnvloed door de warmteontwikkeling van het cement.
Bij de verharding van beton spelen temperatuur en tijd dus een belangrijke rol in de sterkteontwikkeling. Er is een relatie te leggen tussen de sterkteontwikkeling en de temperatuurontwikkeling in de tijd. De methode van gewogen rijpheid maakt gebruik van deze relatie, zodat op basis van de gemeten betontemperatuur en de verhardingstijd, de sterkteontwikkeling kan worden bepaald. Hierbij geldt steeds het principe dat voor eenzelfde betonsamenstelling bij een gelijke rijpheid steeds weer dezelfde sterkte hoort.
Om het begrip rijpheid beter uit te leggen, is het principe om rijpheid de berekenen grafisch weergegeven in figuur 2. In de grafiek is een voorbeeld van de temperatuurontwikkeling van een betonmengsel over de eerste 15 uur gegeven. De grafiek wordt opgedeeld is 15 verticale stroken van 1 uur (A t/m O). Per strook kan nu het oppervlak worden bepaald door de gemiddelde temperatuur te vermenigvuldigen met de tijd. Het product van de temperatuur en de tijd noem je de rijpheid. Bijvoorbeeld voor strook F (van 5 tot 6 uur) is de temperatuur voor één uur gemiddeld 38 °C. De ontwikkelde rijpheid van strook F is dus 38 °C × 1 uur = 38 °Ch. Voor elk uur kan de rijpheid worden uitgerekend. De totale rijpheid over de eerste 15 uur is de som van de rijpheid van strook A t/m strook O. Dit is gelijk aan 549 °Ch. De rijpheid is dus het oppervlak onder de temperatuurgrafiek.
Er zijn in de tijd verschillende rijpheidsmethoden ontwikkeld om de relatie tussen sterkteontwikkeling en rijpheid te maken. Alle methoden gaan uit van het principe ‘gelijke rijpheid = gelijke druksterkte’. In deze Betoniek staan we kort stil bij de methode volgens Saul en de methode volgens Papadakis en Bresson. Beide methoden zijn in detail toegelicht in Betoniek 6/20 [1]. De rest van deze Betoniek wordt de methode volgens De Vree in detail uitgelegd. Wanneer in Nederland de rijpheid wordt gemeten, wordt meestal gebruikgemaakt van methode De Vree.
Rijpheid volgens Saul
Een van de eenvoudigste rijpheidsregels is de methode volgens Saul uit begin jaren vijftig. Saul bepaalt de rijpheid zoals toegelicht in figuur 2, waarbij de rijpheid per uur wordt berekend vanaf −10 °C. De rijpheid van strook F van figuur 2 is volgens Saul gelijk aan (38 − (−10)) × 1 = 48 °Ch. Het nadeel van deze methode is dat er onvoldoende rekening wordt gehouden met de invloed van de verhardingstemperatuur en het type cement op de sterkteontwikkeling. Dat resulteert in relatief grote afwijkingen van de druksterkte bij verschillende verhardingstemperaturen.
Gewogen rijpheid volgens Papadakis en Bresson
Om de invloed van een hoge verhardingstemperatuur en het gebruikte cement op de sterkteontwikkeling nauwkeuriger te bepalen, introduceren Papadakis en Bresson een weegfactor. Bij deze methode wordt daarom over ‘gewogen rijpheid’ gesproken. In tegenstelling tot figuur 2 delen Papadakis en Bresson het oppervlak onder de temperatuurgrafiek op in horizontale stroken, waaraan steeds een weegfactor wordt toegekend. De weegfactor is afhankelijk van de temperatuur van de strook en van het type cement. Papadakis en Bresson focussen op verhardingstemperaturen boven de 20 °C, omdat hun achtergrond bij de prefab-betonindustrie ligt. Vanaf 20 °C geeft hun methode goede resultaten. Met lagere temperaturen houdt hun methode echter geen rekening. Daarom geeft hun methode bij lage temperaturen geen betrouwbare resultaten.
Reacties