Een maandelijkse uitgave van deVereniging Nederlandse Cementindustriepostbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenbosch oktober 1988Het gebruik van deterugslaghamerDe terugslaghamer is in de bouw wel het meestbekende instrument om de druksterkte van eenreeds verharde betonconstructie te meten. In veelbouwketen is deze zogenoemde beton- of schiet-hamer volgens het 'systeem Schmidt' bij deuitvoerder of bij de opzichter te vinden. Deterugslaghamer is een eenvoudig ogend instru-ment en lijkt ook als zodanig hanteerbaar. Ditgegeven en, zeker tot voor kort, het ontbreken vanandere eenvoudige meetmethoden is waarschijn-lijk de reden voor de populariteit van de terugslag-hamer. De Zwitserse ingenieur Sehrnldt had in hetbegin van de jaren vijftig, toen het apparaat in onsland in gebruik kwam, niet kunnen vermoeden datondanks alle onderzoek op het gebied van niet-destructieve meetmethoden zijn vinding zo langzou standhouden.Bij hetverschijnen van de Voorschriften Beton1974 werd de meetmethode genormaliseerd voorhet meten van de druksterkte in het werk. Hierbijwerden twee gevallen onderscheiden, namelijk:- meting in het kader van een aanvullend onder-zoek in combinatie met een steekproef van tenminste drie geboorde cilinders;- meting ter vervanging van de verhardingsproef.De laatste jaren lijkt de terugslaghamer concur-rentie te krijgen. Met diverse vormen van uittrek-testen, waarvan de Loktest de meest bekende is,wordt momenteel op ruime schaal ervaringopgedaan. Ook het bepalen van de sterkte"ontwikkeling op basis van temperatuurmeting incombinatie met de methode van de gewogen rijp-heid is sterk in opmars. Voor de uiteindelijkegeschiktheid en daarmee acceptatie voor dage-lijkse toepassing op praktijkschaallijkt aan tweevoorwaarden te moeten worden voldaan. Namelijk,de meetmethode moet betrouwbaar zijn en, zoalswel eens wordt gesteld, het gemak van deterugslaghamer hebben. Dit laatste is momenteelechter nog niet het geval bij de nieuw ontwikkeldemeetmethoden.Hiermee komen wij terug bijons onderwerp. Zoalshierboven naar voren is gebracht: met het een-voudig en gemakkelijk gebruik zit het bij deterugslaghamer wel goed. Minder eenvoudig staathet met de betrouwbaarheid van de meetresul-taten. Er zijn nogal wat factoren die daar invloedop hebben. Voor de Studievereniging Betontech-1Doorsnede terugslag-hamer (Schmidt-hamermodel N) en opengewerktmodel12-1961. slagpen2. te onderzoeken oppervlak3. huis4. sleepwijzer met geleiding5. schaal6. vergrendeling7. geleiding8. geleidingaschijf9. afsluitkap10. tweedelige ring11. deksel12. drukveer13. ontspanhaak14. hamer15. terugslagveer16. slagveer17. huls18. viltring19. venster20. schroef21. contramoer22. stift23. veertjenologie (STUTECH) vormde dit aanle!ding om eenrapport uit te brengen over de toepasbaarheid vande terugslagharner in de praktijk. In deze aflèvé-ring van BETON/EK wordt een en ander mede opbasis van dit rapport eens op een rijtje gezet.Principe van de werkingHet principe van de meting berust op het metenvan de oppervlaktehardheid. De hardheid isafhankelijk van de druksterkte van de zand-cementmortel. Daar deze voornamelijk dedruksterkte van beton bepaalt, is het rnogelijk uitde meting van de oppervlaktehardheid de beton-druksterkte af te leiden. Het is dan ook niet juist demeting op een aan het betonoppervlak zichtbaregrindbiggel uit te voeren, wegens de veel groterehardheid van grind.De terugslaghamer bestaat uit een door een veerof de zwaartekracht geactiveerde stalen hamer dieeen stalen pen tegen het betonoppervlak schiet.Na het schieten stuit de stalen pen terug en neemteen wijzertje mee dat langs een schaalverdelingop het huis van de terugslaghamer beweegt. Opde schaalverdeling kan vervolgens de zoge-noemde terugslagwaarde R worden afgelezen.Deze R-waarde is een maatstaf voor de druk-sterkte van het beton. Hoe hieruit de waarde vande kubusdruksterkte kan worden afgeleid zalverderop worden toegelicht.Er zijn drie verschillende typen terugslaghamersverkrijgbaar. Deze onderscheiden zich naar hetmeetgebied waarin de te meten druksterkte zichbevindt. Voor normaal grindbeton wordt hetmeeste gebruik gernaakt van type N, dat geschikt2is voor metingen van druksterkten van 20 N/mm2en hoger (fig. 1). De twee andere hamertypen zijnzogenoemde pendelhamers, die zijn bedoeld voorhet meten van lagere druksterkten.Hieruit blijkt al direct dat het voor de betrouw-baarheid van de meting belangrijk is een geschikttype hamer te gebruiken. Overigens zijndeverschillende typen terugslaghamers snel teherkennen (foto 2).Met alleen de terugslaghamer zijn wij er echterniet. Bij het apparaathoort nog een metalenijkaambeeld en een schuursteen van middelfijnekorrels siliciumcarbide of gelijkwaardig materiaal.Het ijkaambeeld dient voor een regelmatigecontrole van de juiste werking van de terugslag-hamer. Met de schuursteen moeten voor uitvoe-ring van de meting grove of zachte betonopper-vlakken of oppervlakken met losse schilfersworden gladgeslepen.Bepaling van de relatie tussen R-waarde enkubusdruksterkteDe vaststelling van de relatie tussen de R-waardeen de kubusdruksterkte van het beton is van groteinvloed op de betrouwbaarheid van het meetresul-taat. Bij elke terugslaghamer wordt een grafiekmeegeleverd waarin een door de fabrikant vast-gesteld verband is aangegeven. Het gebruik vandeze grafiek, de zogenoemde correlatiegrafiek,moet echter worden afgeraden. De reden hiervooris dat de fabrikant bij het opstellen van de grafiekis uitgegaan van een afwijkende beproevings-methode, met andere proefstukafmetingen dan inons land gebruikelijk is. Zo zijn kubussen gebruikt2Verschillende typen terugslaghamersboven: model Nonder: model Pfoto's: Proceq, Zürichmet riblengten van 200 mmoDe daarmeegevonden druksterkten zijn niet vergelijkbaar methet in ons land genormaliseerde begrip kubus-druksterkte.Overigens is de grafiek opgesteld voor normaaldicht beton, vervaardigd met portlandcement enzand en grind als toeslagmateriaal. De metingenzijn verricht op een glad en droog betonoppervlak.Indien we voor globaal gebruik toch de grafiekwillen gebruiken, geeft de afwijkende riblengte vande gebruikte kubussen eigenlijk nog de minsteproblemen. Voor de omrekening van de aan-gegeven kubusdruksterkte naar die van de in onsland genormaliseerde kubussen met 150 mmriblengte kan eenvoudig gebruikworden gemaaktvan een omrekeningsfactor. Uit de VBT 1986 volgtdat de gevonden kubusdruksterkte moet wordenvermenigvuldigd met de factor 1,05 om tot eenvergelijkbare waarde te komen.De andere factoren leveren meer problemen op.Zo zal men in de praktijk meestal geïnteresseerdzijn in de druksterkte van vrij vers, dus vochtigbeton. Terugslagmetingen aan vochtig betonzullen een laqere meetwaarde opleveren, dus eenlagere kubusdruksterkte dan bij droog beton.Uit onderzoek is gebleken dat meer factoren vaninvloed kunnen zijn op de vertaling van deR-waarde in een kubusdruksterkte.Deze factoren zijn: cementklasse, cementgehalte,gehalte van de fijne fractie toeslagmateriaal(0-1 mm), grootste korrelafmeting en de toepas-sing van bepaalde hulpstoffen.Het is duidelijk dat het ondoenlijk is hiermee metcorrectiefactoren rekening te houden. In de Voor-schriften Beton is daarom gesteld dat voor hetgebruik van de terugslaghamer in het kader vaneen aanvullend onderzoek aan deconstructie enter vervanging van de verhardingsproef uitsluitendeen apparaat mag worden gebruikt waarbij eencorrelatiegrafiek behoort, die is bepaald aan dehand van tenminste 100 kubussen van overeen-komend beton.Het opstellen van een correlatiegrafiekHet principe van het opstellen van een correlatie-grafiek berust op het doen van metingen met deterugslaghamer en het bepalen van de kubus-druksterkte met de drukbank aan dezelfde proef-kubus.Aangezien de Voorschriften Beton eisen dat ditgebeurt aan 100 proefkubussen, is er tevensgelegenheid om voor de bepaling van de grafiekkubussen te gebruiken waarvan de druksterktezich uitstrekt over het gehele toepassingsgebiedvan de hamer.Voor de hamer type N is dit het gebied van 20 tot60 N/mm2·De werkwijze is in het kort als volgt. In de drukperswordt een proefkubus vastgeklemd en belast met100 à 200 kNoAan een bekiste zijde wordt vervolgens deterugslagwaarde R bepaald. Deze R-waardeisgedefinieerd als de mediaan van 9 terugslag-metingen. De mediaan is het middelste getal vande 9 meetwaarden als deze zijn gerangschikt naaropklimmende grootte (tabel 1).3Tabel 1nummer metingafleeswaarde334,5735,4135,7936,6237,9438,2838,8639,7542,13Schematische weergave van een correJatiegrafiekBij het uitvoeren van de metingen moet er opworden gelet dat de terugslaghamer stevig tegenen loodrecht op het proefoppervlak wordtgehouden. Ook moet de afstand tussen tweebeproevingsplaatsen en tot de rand van het proef-oppervlak minimaal enkele centimeters bedragen.De meting mag verder niet worden beïnvloed doorluchtbellen aan het oppervlak. Ingeval van verkrui-meling van het oppervlak door de inslag moet demeting worden herhaald.Van de ingeklemde kubus wordt vervolgens dekubusdruksterktebepaald, Daarna worden degevonden R-waarde en de druksterkte in eengrafiek uitgezet (fig. 3). In deze grafiek ontstaatzodoende een wolk van punten.Door deze wolk is een zwaartelijn, in wiskundigetermen een regressielijn genoemd, te trekken. InSTUTECH·rapport 6 zijn de formules gegeven,waarmee het verloop van deze lijn precies kanworden berekend uit de meetgegevens. Ookworden enkele voorbeeldberekeningen gegeven.De regressielijn kan voor de in het werk uit tevoeren metingen dienen als ijklijn.Benadrukt moet worden dat in het werk alleenbetrouwbare metingen kunnen worden uitgevoerdaan beton dat qua eigenschappen overeenkomtmet het beton van de proefkubussen van de corre-latiegrafiek. Aangezien het nauwelijks te doen isom voor alle voorkomende betonsoorten zelf corre-latiegrafieken op te stellen, houdt dit eigenlijk eenbeperking in van de toepassingsmogelijkhedenvan de terugslaghamer. Bijvoorbeeld tot bouw-produktles waar men de verharding wil volgen enwaarbij vrijwel steeds dezelfde betonsamenstellingwordt gebruikt; zoals in de gietbouw en in deprefabricage.Wat kan er nu nog misgaan?Naast de hiervoor genoemde invloeden kan nogeen aantal andere factoren een goede meting4belemmeren. Onderstaande factoren hebbendeels te maken met onvoldoende kennis van deachtergronden en de uitvoering van de meet-methode en de meettechniek.Keuze van de beproevingsplaatsVoor het uitvoeren van de meting gaat de voorkeuruit naar ontkiste, verticale oppervlakken. Grind-nesten, poreuze oppervlakken en oneffenhedenveroorzaakt door bekistingsnaden komen niet alsmeetplaats in aanmerking. De meetplaatsenmoeten over de gehele constructie wordenverdeeld, omdat bijvoorbeeld de hardheid en daar-mee de druksterkte in dezelfde stort van ondernaar boven kan variêren. Dit kan vooral het gevalzijn bij wanden en kolommen.Hoewel op de terugslaghamer correctiewaardenzijn aangegeven indien de slagrichting niethorizontaal is, moet ook bij vloeren wordengetracht de meting op verticale vlakken uit tevoeren. Dit kan bijvoorbeeld op zijkanten en bijsparingen.Het verdient verder aanbevelirlg de te beproevenplaatsen duidelijk op de betonconstructie aan tegeven.Dikte van het te beproeven onderdeelBij dunne constructies, zoals platen of wandendunner dan 100 mm en kolommen dunner dan120 mm vereist de keuze van de meetplaatsbijzondere aandacht. Door de grote slankheid vandergelijke onderdelen veroorzaaktde slagenergievan de hamer een resonantie in de contructie diede meetwaarden beïnvloedt. In een dergelijk gevalmoet de meetplaats vlak bij opleggingen, inklem-mingen e.d. worden gekozen.Lage temperaturenGeen representatieve meetwaarden wordenverkregen, indien de temperatuur van het beton-oppervlak lager is dan 0 °C en die van de hamerlager is dan 10°C.Ijking van de terugslaghamerHet ijken van terugslaghamers met behulp van hetijkaambeeldbliîktin de praktijk te weinig tegebeuren. Dit geldt speciaal voor hamers dieweinig of onregelmatig worden gebruikt. Het ijkenvan de terugslaghamer is een vrij eenvoudigezaak. In STUTECH-rapport 6 is een korte hand-leiding voor het ijken opgenomen. Een gelukkigebijkomstigheid is dat de afwijking bij nietgoedgeijkte hamers meestal naar beneden is, zodat deinterpretatie van de meetgegevens niet totonveilige conclusies kan leiden.Interpretatie van de meetwaardenVoor correcte interpretatie van de meetwaarden ishet inzicht van de gebruiker van belang. Omdatvaak een zelf opgestelde correlatiegrafiekontbreekt, wil men bi] het bepalen van deontkistingssterkte toch gebruik maken van de doorde fabrikant opgestelde grafiek. Opvallend is datvelen niet op de hoogte zijn met de op deze grafiekaangegeven spreidingsgegevens.Misschien vindt men deze gegevens niet belang-rijk, maar er staat bijvoorbeeld wel in dat eengevonden druksterkte van 20 N/mm2 in werkelijk·held kan liggen tussen 14en26 N/mm2 . Ook geeftde gebruiksaanwijzing aan, dat bij druksterktenlager dan 25 N/mm2 extra voorzichtigheid isgeboden. En dat zijn nu juist de druksterkten,waarbij men wil ontkisten.Reductiefactor2/3Ook brengen velen bij het wel aanwezig zijn vaneen zelf opgestelde correlatiegrafiek de de Voor-schriften Beton vermelde reductiefactor van 2/3niet in rekening. Waarschijnlijk omdat men deachtergrond van deze reductiefactor niet kent.Deze is als volgt.Bij het uitvoeren van een meting wordt het eind-resultaat beïnvloedt door de wijze van uitvoeringvan de meting en de mate waarin de meet-apparatuur in staat is een constant meetgedragte vertonen. Deze invloeden hebben tot gevolg datde resultaten van de meting spreiding vertonen.Volgens de Voorschriften Beton moet hiermeerekening worden gehouden door de gemiddeldekubusdruksterkte die is afgeleid met behulpvan decorrelatiegrafiek te vermenigvuldigen met dereductiefactor 2/3.Bij de bepaling van deze reductiefactor is er vanuitgegaan dat er ten minste 30 R-waarden wordenbepaald. De spreiding van de resultaten wordtingecalculeerd door te rekenen met een variatie-coëfficiënt van 20%. (De variatiecoëfficiënt is destandaardafwijking, uitgedrukt in procenten vanhet gemiddelde.)Men heeft verder gerekend met een overschrij-dingskans van 5%, dat wil zeggen dat ten hoogste5Ofo van de waarnemingen buiten het in de bereke-ning betrokken gebied valt. De grenswaarde die ditgebied afsluit, verschilt dan 1,64 x de standaard-afwijking van het gemiddelde; in dit geval dus:1,64 x 0,20 x gemiddelde = 0,33 x gemiddelde.De grenswaarde ligt dus bij:gemiddelde - 0,33 x gemiddelde =0,67 x gemiddelde.Bij een gemiddelde van 30 N/mm2 hoort dus eengrenswaarde van 20 N/mm2·En nu verder . . .De aandachtige lezer zal inmiddels hebbenopgemerkt dat de terugslaghamer eigenlijk eencontroversieel instrument is. Eenvoudig hanteer-baar, doch slechts goed te gebruiken doordegenen die volledig op de hoogte zijn van watmen precies van deze meetmethode magverwachten.De terugslaghamer is en blijft een meetinstrumentdat eenvoudig en goedkoop is en waarmee menpraktisch alle gewenste plaatsen kan bereiken.Zoals het zich nu laat aanzien zal in de zich snelontwikkelende nieuwe betonvoorschriften eenplaats blijven ingeruimd voor deze meetmethodein het kader van het meten aan de constructieindien een aanvullend onderzoek is gewenst. In ditgeval wel minimaal in combinatie met onderzoekaan geboorde cilinders. Vandaar dat over niet al telange tijd de ontwerpnorm NEN 5978 zal wordengepubliceerd, waarin een uniforme methode vanmeten is vastgelegd.De nieuwe meetmethoden ter vervanging van deverhardingsproef zijn momenteel ver genoegontwikkeld om praktisch te worden toegepast. Opdit front Zal de terugslaghamer het nog moeilijkkrijgen. Hoewel er nog altijd toepassingsgebiedenblijven waar deskundigheid in het gebruik gepaardkan gaan aan het gemak. Dit geldt vooral in hetkader van de produktiecontrole bij watgrotere enmin of meer constante produktiestromen, zoals inde gietbouw en in de prefab-betonsector.Literatuur1. STUTECH-rapport 6, Toepasbaarheidterugslaghamer in de praktijk; VNC, Den Boschen Betonvereniging, Gouda2. S & E-publikatie 19, Beoordeling betonkwaliteitop basis van niet-destructief onderzoek; Beton-vereniging, Gouda 19873. Ontwerp NEN 6722, Voorschriften Beton.Uitvoering (VBU 1988); NNI, Delft 19874. CUR-rapport 69, Niet-destructief onderzoekvan beton, deel IV; CUR, Gouda 19755tI3ETONIEK verschijnt 10 x per jaar.Abonnementsprijzen per jaar, inclusief verzamelbandvoor 3 jaargangen (incl. 6% BTW):Nederland, Nederlandse Antillen, België f 19,-bverige landen f 30, -ISSN 0166-137xadministratie:postbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenboschtelefoon (073) 401231Abonnementen lopen per kalenderjaar. Aan het eindvan een kalenderjaar wordt het abonnement auto-matisch verlengd, tenzij het abonnement vóór1 december schriftelijk wordt opgezegd.