Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht507 Amsterdamtelefoon 020-238531 april 1978tD/l'Examen BetontechnologieCB 11978'Veel lezers van BETON/EK zullen het als oud-cursist op prijs stellen dat deze aflevering bestaatUit de uitwerking van de opgaven van het onlangsgehouden examen'. Met deze woorden werd in1972 het eerste artikel over hetCB i-exameningeleid.Inmiddels is zowel het aantal oud-cursisten alshet aantal BETON/EK-lezers met sprongen toe-genomen. Maarbehalve deze aantallen is er nogwel wat meer veranderd. In 1972 mocht hetkennisnemen van het examen voor praktiserendebetontechnologen gelden als een opfrissertje omde vervaagde kennis weer wat op te halen; veelnieuws was er eigenlijk gedurende een langereeks van jaren niet onder de zon.Sinds het in werking treden van de VoorschriftenBeton 1974 is er echter nogal wat veranderd. Er isdaardoor grote behoefte aan bijscholing. Doorregelmatig aandacht te besteden aan bepaaldeonderdelen van de voorschriften en aan examensop het gebied van de betontechnologie wilBETON/EK hieraan een steentje bijdragen.pen en ander heeft ook geleid tot opmerkelijkeontwikkelingen bij het onderwijs. Veel meer danvroeger wordt daarbij een beroep gedaan opdeskundigen uit depraktijk. In ons vak zien we ditzowel bij de keuze van de docenten voor depostdoctorale cursus Betonkunde aan de TH-Delft als bij het MiddelbaarTechnisch Onderwijs1waar massaal gebruik wordt gemaakt van hetcursusboek Betontechnologie CB 1 van deBetonvereniging. Een gelukkige ontwikkeling dieer zeker toezal bijdragen de stap van schoolbanknaar praktijk te vergemakkelijken.De cursusBetontechnologieCB 1werd dit jaar inzeven plaatsen gegeven. Het aantal deelnemersaan het examen bedroeg 171. Voor de eerstemaal was er dit jaar een aanzienlijk aantalexamenkandidaten dat niet de cursus had ge-volgd, te weten 47. Van het totale aantal examen-kandidaten slaagden er 51, of 30%.EERSTE GEDEELTEHiervoor was 1 uur beschikbaar; gebruik van hetcursusboek was niet toegestaan. Met dit gedeeltewaren 50 punten te verdienen.Vraag 1 (5 punten)Wat verstaat men onder carbonatatie en watkunnen de gevolgen hiervan zijn voorbeton?Vrije kalk uit beton reageert met koolzuur uit delucht tot calciumcarbonaat volgens de formuleCa (OH)2 +C02 CaC03 + H20. Wanneer ditproces zich in de poriën afspeelt, leidt het totverlaging van de alkaliteit (daling van de pH).Daardoor wordt de passivering van het staal diezorgt voor de bescherming tegen roesten, op-geheven. Vandaar dat men een minimale dekkingvoorschrijft die onder meer afhankelijk is van hetmilieu waarin het beton zich bevindt. Bij vocht-transport naar het oppervlak kan carbonatatieleiden tot witte kalkuitslag.Vraag 2 (5 punten)Van de toeslagmaterialen voor een lichtbeton-specie bestaat de fijne fractie uit zand en de grovefractie uit geëxpandeerde leisteen. Deze materi-alen zijn niet-overdekt opgeslagen. Welkedoseermethode (gewicht ofvolume) verdientvoor elk van deze materialen de voorkeur, indienmen een regelmatige betonsamenstelling na-streeft? Motiveer uw antwoord.In beide gevallen gaat het erom een zo constantmogelijk absoluut volume van het toeslag-materiaal te doseren. De volumieke massa pm(volumegewicht) van zand varieert sterk met hetvochtgehalte. Indien bij gewichtsdosering onvol-doende rekening wordt gehouden met wisselendvochtgehalte, leidt dit tot een afwijking in hetzandgehalte van hoogstens enkele procenten.Onzorgvuldige volumedosering, dus zonderregelmatige bepaling van het volumegewicht èncorrectie van de dosering, leidt tot veel grotereafwijkingen. Gewichtsdosering verdient daaromde voorkeur. Bij licht toeslagmateriaal wordtwater door de korrels opgenomen; bij variërendehoeveelheden geabsorbeerd water leidt dit totgrote afwijkingen in het volumegewicht. Daaromverdient volumedosering de voorkeur.Vraag 3 (5 punten)Hoeveel verschil in sterkte verwacht u tussentwee betonsamensteUingen A en B als, uitgaandevan hetzelfde mengsel met 300 kg cement per m3en een wcf van 0,50, bij A de wcf wordt verhoogdvan 0,50 naar 0,60 en bij B het luchtgehalte doormiddel van een luchtbelvormer met 3% wordtverhoogd? Motiveer uw antwoord.Volgens een weliswaar ruwe, maar toch funda-mentele benadering geldt dat de druksterkte,onder overigens gelijke omstandigheden, be-2paald wordt door deporositeit. In geval Astijgt deporositeit door het hogere watergehalte van 0,10x 300 = 30 liter met 3%;in geval B stijgt deporositeit eveneens met 3%. Er hoeft dus vrijwelgeen verschil in sterkte te worden verwacht.Vraag 4 (5 punten)Noem vijf maatregelen die ertoe bijdragen degevoeligheid van een zware betonconstructievoor temperatuurscheuren te beperken.1. Gebruik van cement met lage hydratatie-warmte, bij voorbeeld hoogovencement in plaatsvan portlandcement.2. Beperken van het cementgehalte; dit kan dooreen reeks van maatregelen zoals bij voorbeeldhet kiezen van een zo groot mogelijke maximalekorrelafmeting of het toepassen van hulpstoffen.3. Verlagen van de specietemperatuur, bij voor-beeld door gekoeld water of ijs als aanmaak-water.4. Koelen van het verhardende beton met behulpvan ingestorte koelbuizen.5. Beperken van het temperatuurverschil tussenkern en buitenzijde van het beton door isolatie, bijvoorbeeld door het uitstellen van het ontkisten.Vraag 5 (5 punten)Op welke wijze kunnen hulpstoffen een bijdrageleveren in het bereiken van een hoge begin-sterkte?1. Door versnellers die invloed uitoefenen op desnelheid van de reactie tussen cement en water.2. Door plastificeerders die de waterbehoefteverlagen bij gelijkblijvende verwerkbaarheid endaardoor leiden tot een lagere wcf.Vraag 6 (5 punten)Welke invloed heeft het overschakelen van port-"....JJJJJJJJJjiio+_..,..._.....IKKKKKKKKKIK|JH| ....._...,.._.,..o 2 3 " 6 1 8........... ondeugd_l!ike exemplarenlandcement A naar portlandcement B op degevoeligheid voor waterafscheiding van beton-specie en waarom?De gevoeligheid voor waterafscheiding wordtkleiner doordat:a. B-cement fijner is gemalen dan A-cement,zodat de snelheid van waterafscheiding kleiner is.b. B-cement sneller opstijft dan A-cement, zodatde waterafscheiding eerder tot stiIstand komt.Vraag 7 (10 punten)Om de volumieke massa van een hydraulischbindmiddel te bepalen, gebruikt men een pykno-meter met een inhoud van 50,0 mI. Als vloeistofgebruiktmen tolueen (dit is een vloeistof die nietmet het bindmiddel reageert).Gewicht pyknometer leeg: 36,0 gramGewicht pyknometer met tolueen: 79,0 gramGewicht pyknometer met 10 gram bindmiddelen verder tolueen: 86,3 gramBereken de volumieke massa.Het verschil in gewicht tussen de met tolueengevulde en de lege pyknometer bedraagt 79,036,0= 43,0 gram. Hieruit volgt voor de volumiekemassa van het tolueen 43,0 : 50,0 = 0,86 kg/liter.Met 10 gram bindmiddel bedraagt het gewichtvan de volle pyknometer 86,3 gram, dus na aftrekvan hetbindmiddel76,3 gram. Dit is 79,0 - 76,3 =2,7 gram minder dan de met tolueen gevuldepyknometer, ofwel er is 2,7 gram tolueen ver-drongen door het bindmiddel. Het volume hier-van bedraagt 2,7: 0,86 = 3,14. De volumiekemassa van het bindmiddel is 10: 3,14=3,18kg/liter.Vraag 8 (10 punten)Voor de levering van een grote partij betonele-menten is men het volgende overeengekomen:3Figuur 1(vraag 8)van iedere serie van 40 elementen mogen nietmeer dan vier exemplaren een grotere maataf-wijking hebben dan volgens het bestek is toe-gestaan, op straffe van afkeuring van de geheleserie.Teken de keuringskarakteristiek.Voor de beantwoording van deze vraag is nietmeer nodig dan kennis van de definitie vankeuringskarakteristiek als het verband tussengoedkeurkans en ondeugdelijkheidspercentage.Omdat alle elementen van een serie wordengekeurd (dus geen steekproefkeuring), isergeensprake van consumenten- of producentenrisico.De keuringskarakteristiek heeft de vorm vanfiguur 1. Als het aantal ondeugdelijke exemplarenmeer dan vier bedraagt, wordt de serie zekerafgekeurd; de goedkeurkans bedraagt dan 0%.Bij kleinere ondeugdelijkheidspercentagesbe-draagt de goedkeurkans 100%.4TWEEDE GEDEELTEVoor dit gedeelte was 2 uur beschikbaar; gebruikvan het cursusboek was toegestaan. Ook metdit gedeelte waren 50 punten te verdienen.Algemene gegevensVolumieke massa Ps voorportlandcement: 3,10 kg/literhoogovencement: 3,00 kg/literzand en grind: 2,60 tlm3Vraag 9 (20punten)Ineen betonelementenfabriek wordt B 30 gefa-briceerd met 320 kg portlandcement B per m3 bijeen water-cementfactor van 0,50 en toepassingvan een superplastificeerder (de hoeveelheidlucht in het beton is verwaarloosbaar).In verband met grote prijsverschillen tussendiverse toeslagmaterialen vraagt men de beton"technoloog een oriënterende berekening temaken met de volgende toeslagmaterialen,waarbij geldt:a. de hoeveelheid fijn moet 135liter/m3 be-dragen;b. ten minste 15% van het zand-grindmengselmoet tussen 1 en 4mm liggen;c.er moet zo weinig mogelijk grind nom. 8 wor-den gebruikt.zeefresten in %3. Bereken de doseeropgave voor de meng-meester voor een charge van 400 liter als noggegeven zijn de vochtgehalten op nat materiaal:van zand 6%van grind nom. 8 mm 4%van grind nom. 31,5 mm 1%1. Neen; het zand voldoet op zeef C-4 niet aanNEN 3542. De VB 1974 stelt slechts aanvullendeeisen voor zand bij een twee componenten-mengsel in klasse).2. Het cement levert aan fijn 320 : 3,1 = 103 liter.Het overige fijn, dus 135 103 = 32 liter, zal dusuit het zand moeten komen.Bij een zeefrest van 86% op zeef250 wordt dehoeveelheid zand 32 x (100/14) = 228 liter.Uitleveringsberekening:320 kg portlandcement 103 literwater 0,5 x 320 160 liter263 litertoeslagmateriaal 737 literC 31,5C 16 46C 8 4 82C 4 68 1002mm 10 92 1001mm 25 100 100RMM 60 100 100ORM 86 100 100NOR 96 100 100zand grindnom.8grindnom.31,5Van het toeslagmateriaal bestaat 737 - 228 = 509liter uit grind.Van het mengsel moet 15% liggen tussen 1 en 4mmo15% van 737 liter 110,5 literhet zand levert 0,25 x 228 = 57 literhet grind moet leveren 53,5 literHiervoor is nodig 53,5 : (32/100) = 167 liter fijngrind (grof grind bevat geen materiaal tussen 1en4mm).Vragen1. Voldoen alle materialen aan de eisen van NEN3542 en VB 1974?2. Bereken de zand-grindverhouding en demengselkromme.5Totaal: 228 liter zand, dit is 31 %167 liter fijn grind, dit is 23%342 liter grof grind, dit is 46%De mengselkromme wordt overeenkomstig het intabel 2 gegeven resultaat.z grind 8 grind 31,5 31% z 23% grind 8 46% grind 31,5 mengselC 31,5 - - - - - - -C 16 - - 46 - - 21,2 21C 8 - 4 82 - 0,9 37,7 39C 4 - 68 100 - 15,6 46 622mm 10 92 100 3,1 21,2 46 701mm 25 100 100 7,8 23 46 77500 ILm 60 100 100 18,6 23 46 88250 ILm 86 100 100 26,7 23 46 96125ILm 96 100 100 29,8 23 46 99Vraag 11 (10 punten)Van een serie vrachten betonspecie worden devolgende zetmaten (in cm) gemeten:UNMTNONRNSNMUVU6-7-9-10-4-10-9-12-11-78-6-7-8Verwerk deze resultaten in een histogram.Beoordeel dit resultaat als u weet dat in hetbestek een zetmaat van 10 cm was voor-geschreven.Hieruit volgt dat de lichte toeslag berekend is opeen volume van NMMMRQSZ 454 liter, dus met hetdroge korrelvolumegewicht (volumieke massaPm) van 600/0,454 = 1322 kg/m3.Bij controle blijkt de volumieke massa van debetonspecie echter geen 1780 maar 1834 kg/m3te bedragen. Dit wil zeggen dat de gegeven ge-wichtsdosering tot een uitlevering leidt van(1780/1834) x 1000 = 970 liter, waarin 600 kgnatte lichte toeslag een volume van 424 liter in-neemt (30 liter minder dan op droog berekend).Het korrelvolumegewicht hiervan bedraagt dan600/0,424 = 1415 kg/m3 .Het vochtgehalte bedraagt (1415 1322) : 1322 =7% op droog materiaal.Tabe/2 (vraag 9)120 liter246 liter? liter180 liter1000 liter360/3,0 =640/2,6 =360 kg640 kg600 kg180 kg1780 kgDe uitleveringsberekening voor 1 m3 ziet er alsvolgt uit:cementzandlichte toeslagwaterDe samenstelling per m3 wordt:cement 320 kgzand 228 x 2,6 = 593 kgfijn grind 167 x 2,6 = 434 kggrofgrind 342 x 2,6 =889 kgIn nat gewicht wordt dit:zand (100/94) x 593= 631 kg,bevat 38 liter waterfijn grind (100/96) x 434 = 452 kg,bevat 18 liter watergrof grind (100/99) x 889 = 898 kg,bevat 9 liter waterIn totaal bevat het toeslagmateriaal dus 65 literwater.3. Doseeropgave per 400 liter:cement 0,4 x 320 = 128 kgzand 0,4 x 631 = 252 kgfijn grind 0,4 x452 = 181 kggrof grind 0,4 x 898 = 359 kgwater 0,4 x 95 =38 kgVraag 10 (15 punten)Uitgaande van droge toeslagmaterialen heeftmen de samenstelling van 1 m3 1ichtbetonspecieals volgt berekend:hoogovencement 360 kgzand : 640 kglichte toeslag : 600 kgwater : 180 literBij het uitvoeren van de geschiktheidsproef vindtmen voor de geheel verdichte betonspecie(luchtgehalte verwaarloosbaar) een volumiekemassa van 1834 kg/m3.Nader onderzoek wees uit dat ten onrechte geenrekening was gehouden met het reeds in de lichtetoeslag aanwezige water. Bereken deze hoeveel-heid, uitgedrukt als percentage van het drogemateriaal.6Figuur 2 (vraag 11)>< >