N M A A 0 K S E UITGAVE V A DVERENIGING NEDERLANDSE CEMENTINDUSTRIE30115203 DA 'S HERTOGENBOSCHKeuring op water-cementfactorBetonspecie keuren op water-cementfactor is eenbetrekkelijk nieuw begrip. Het is een consequentie vande milieuklassen die in de nieuwe betonvoorschriftenzijn geïntroduceerd. Hoe moet de water-cementfactorworden bepaald en wat is het keuringscriterium? Opdeze en andere vragen wordt hier antwoord gegeven.Uit de formulering 'mag niethoger zijn dan...' kan directmaximale wcfmilieuklasseI - gewapend beton 0,65I - voorgespannen beton 0,602, 3,4 en 5a 0,555b5c en 5d3 en 4, indien zonderluchtbelvormerInde zojuist genoemde norm isde wcf alsvolgt gedefinieerd:'de massaverhouding tussen detotale hoeveelheid water, vermin-derd met de in de toeslagmateria-len geabsorbeerde hoeveelheidwater en de hoeveelheidcement'.Inhoofdstuk 6 van de VBT'86zijnde eisen aan de wcf op zichheel duidelijkgeformuleerd.Voor de diverse milieuklassenstaat namelijkvermeld 'de water-cementfactor van de betonspeciemag niet hoger zijndan .;.', Intabelvorm ontstaat het volgendebeeld:meer gemeengoed geworden.Het keuren op wcf blijktechterinde praktijk minder eenvoudig.De wijze waarop de wcf moetworden bepaald isvastgelegd inde norm NEN 5960 'Beton.Bepalingvan de water-cement-factor van betonspecie', dienovember 1988 isgepubliceerd.Indeze aflevering van BETON/EKzullen we nader ingaanop zowelhet bepalen van de wcf alsdemanier waarop bijhet mengsel-ontwerp rekening wordt gehou-den met de wcf als keuringscrite-rium.tweedekeuringscriteriumSinds de introductie van deVBT'86. waarin de milieuklassenwerden geïntroduceerd. isdewater-cementfactor (wcf) naastde betondruksterkte een tweedeaspect bijde keuring van beton.Inde praktijk ishet keuren opdruksterkte een bekend begrip.Het hanteren van de hiervoorgeldende keuringscriteria levertdoorgaans geen problemen op.Ook de statistisch gedefinieerdebegrippen producenten- enconsumentenrisico's zijn min offebruari 1989Tabel IVoorgeschreven frequentie vanbepaling vande water-cementfactorMet nadrukwordt er indeVBT opgewezendat dein deze tabelgegeven relatie tussenpartijgrootte en het aantaluitte voeren proeven, is afgestemdop partijkeuring, inhetkadervanafnamecontrole. Alsvervaardiging plaatsvindt in een gecertificeerd bedrijf,zullentussenproducent en certificatie-instelling (BMC) inhet algemeen nadere afsprakenworden gemaaktvoor de te keuren eigenschappen en de frequentie daarvansequenties voor hetmengselontwerpVan belang is nu hoe deze keu-ringseisen moeten wordenvertaald in het na te strevengemiddelde niveau, waarbij dekans op afkeuring acceptabel laagblijft.Deze vraag is eenvoudigergesteld dan beantwoord.Theoretisch is dit afhankelijkvande spreiding in de wd zelf, deII per 40 m36II per 40 m33bepalingenper stortdagreproduceerbaarheid van demethode, het aantal bepalingenen een gedefinieerd producen-ten- en consumentenrisico.In depraktijk komt dit er op neer datbijhet mengselontwerp een wdwordt aangehouden, die 0,02 tot0,04 lager isdan de voorgeschre-ven maximale wd. Dus voormilieuklasse2 kan de na testreven water-cementfactor0,52 zijn. Bij een gegeven of aante houden waterbehoefte volgthieruit het toe te passen cement-gehalte.Nog een punt bijde eisenbehoeft enige toelichting. Hetvoorschrift vermeldt dat van debepaling van de wdmag wordenafgezien, indien in feite de druk-sterkte duidelijk maatgevend is,of zoalshet inde VBTstaatvermeld 'indien bijde produktiewordt vastgesteld dat de water-cementfactor tenminste 0,05lager isdat de maximale water-cementfactor die voor degekozen milieuklasseistoege-staan'.produktieper stortdag 240 m3120 m3milieu-klasseI en 23t1m 5gen worden uitgevoerd aan eenrelatief klein monster. Dooropvoeren van het aantal bepalin-gen ontstaat een betrouwbaar-der beeld van de werkelijke wd.Dat verklaart de voorgeschrevenminimalefrequentie van debepaling van de wd.Bij het toegepaste keuringscrite-rium isrekening gehouden metde betrouwbaarheid van debepalingsmethode: een indivi-duele waarneming mag maximaal0,02 tot 0,04 hoger zijndan detoegestane maximale wd,afhan-keiijkvan de meetmethode.Bij alle methoden moet echterworden bedacht, dat de monster-name in principe de belangrijkstefoutenbron kan zijn.De bepalin-worden afgeleid, dat er sprake isvan een bovengrens en niet zoalsbijvoorbeeld bijde kubusdruk-sterkte, van een karakteristiekewaarde met een toelaatbareonder-, c.q, overschrijding.Dit op zich iseen belangrijkeconstatering, omdat dat conse-quenties inhoudt voor een aan tehouden of na te streven gernid-deld niveau. Inhoofdstuk 10'Keuring en controle' van deVBT'86 worden achtereenvol-gens de methode van onderzoek,het aantal bepalingen en hetkeuringscriterium behandeld.Voor de methode vanbepalingvande wd verwijst de VBTnaarde algenoemde NEN 5960. Indeze norm worden vier metho-den beschreven. De keuze uitdeze methoden isechter nietvrij. Met nadruk wordt in de VBTaanbevolen om de wd te bepalenmet methode I, dit isaan dehand van de afgewogen hoeveel-heden grondstoffen. Dat isalleenmogelijk als de hoeveelheidaanmaakwater wordt geregis-treerd én het vochtgehalte vande gebruikte toeslagmaterialenbekend is. De andere methoden(de methode Thaulow,de droog-methode en de oplosmethode)worden toegepast alsde hoeveel-heid aanmaakwater en/of dedosering van de andere grond-stoffen niet bekend is.Tevenswordt aangegeven, dat debetrouwbaarheid van dezeanalysemethoden geringer isdandie van de eerste methode,waarbij uitsluitend het vocht-gehalte van het toeslagmateriaalmoet worden geanalyseerd.Monstername vangrind, uitdeopslag ophet terrein, ten behoeve vanbepaling vanhet vochtgehalte. Ishetbepaalde vochtgehalte welrepresentatiefvoor degedoseerdehoeveelheid grind ineen zekere chargebetonspecie?Hierwordt een monstergrindgenomen uitde weegbunker. Hetvochtgehalte dathiervan wordtbepaald, zalzeker een betrouwbaarderbeeldgeven vanhet werkelijkevochtgehalte danbijmonstername vangrind buitenMonstername vanbetonspecie, uiteen zojuistgeladen truckmixerfoto's: Teo Krijgsman, AmsterdamDe frequentie waarmede de wcfmoet worden bepaald, isafhanke-lijkgesteld van de milieuklasseenvan de produktie per stortdag.Het voorgeschreven aantalbepalingen van de wcf isweerge-geven intabel I.alingsmethodenMethode I - uit deafgewogenhoeveelhedenDe aanbevolen methode die,ook gezien haar eenvoud, voordagelijkse toepassing in aanmer-king komt, is de berekening vande wcf uit de afgewogen hoeveel-heden van de grondstoffen. Bijhet doseren van de grondstoffenvoor een charge betonspeciedienen te worden geregistreerd:- de massa van het cement;de massa van het aanmaak-water;- de massavan de toeslag-materialen.Daarnaast dient het vochtgehaltevanelk van de gedoseerdetoeslaglTlaterialente wordenbepaald. Ook hiervoor iseennorm beschikbaar,namelijkNEN5934. De bepaling van het vocht-gehalte speelt een belangrijkerol bij de keuring op wcfen zalverderop in dit artikel naderworden besproken.Bij de materialen waarbij dat vanbelang is, dient ook de water-absorptie na 30 minuten teworden bepaald; weer volgenseen norm, namelijkNEN 5928.Ook op het punt van waterab-sorptie zal nog nader wordeningegaan.Behalve de bepalingvan hetvochtgehalte en eventueel vande waterabsorptie vraagt dezemethode dus geen verdereproeven, maar alleen registratievande gedoseerde hoeveelhedengrondstoffen. Indien bijde beton-produktie automatische registra-tie van de gedoseerde hoeveel-heden grondstoffen plaatsvindt,staan deze gegevens continu terbeschikking.Methode2a - volgens ThaulowBij deze methode wordt devolumieke massavan eenmonster betonspecie bepaald,waarna uitgaande van eenbekende massaverhoudingtoeslagmateriaal/cement de wcfkan worden afgeleid.De methode Thaulow zal vooralworden toegepast indien welbekend is hoeveel grondstoffener gedoseerd zijn, maar omwelke reden dan ook de totalehoeveelheid water (gedoseerdwater plus aanhangend vocht intoeslagmateriaal) niet bekend is,dan wel het gegeven alsonbe-trouwbaar wordt beschouwd.De formule die voor de bereke-ningvan de wcf wordt gebruikt,kan worden vertaald ineengrafiek, gebaseerd op gegevensover de volumieke massavan hetgebruikte cement en het toeslag-materiaal. Uitgaande van eengemeten onderwater-gewichtvan de onderzochte betonspeciekan inzo'n grafiek de wcf wordenafgelezen. Infiguur 6 iseenvoorbeeld van zo'n grafiekgegeven.De bruikbaarheid en nauwkeurig-heid van deze analyse-methode isonder andere onderzocht dooreen CUR-commissie (zie lit. 2).Inzicht in deze aspecten isnodigom een keuringscriterium vast testellen. Het keuringscriterium bijtoepassing van de methodeThaulow luidt:gemeten wcf < max. wcf + 0,02.Methode 2b droogmethodeZoals de naamal aangeeft, wordtbijdeze methode een monsterbetonspecie zodanig verhit, datal het water verdampt. Hetwatergehalte kan worden bere-kend op basis vanweging van debetonspecie voor en na drogen.Vervolgens kan de wcf wordenberekend, op basisvan de gedo-seerde hoeveelheden grondstof-fen.De droogmethode moet wordengezien alseen alternatief voor demethode Thaulow, dus toepas-baar in die situaties waarin dedosering van de grondstoffenbekend is,doch de totale hoe-veelheid aanmaakwater onbe-kend is. Inde praktijk ontstaatdeze situatie vaak,omdat hetmoeilijk isom monsters tenemen voor de bepalingvan hetvochtgehalte van allefractiestoeslagmaterialen, die bijde betreffende charge betonspe-cie horen! Het keuringscriterium,zoals dat voor de methodeThaulow geldt, isook voor dedroogmethode van toepassing.Methode 3 - oplosmethodeDe oplosmethode isgebaseerdop bepaling van het gloeiverliesen de massavan niet-oplosbaredelen van zowel een monstercement alseen monster mortel-specie. Deze (chemische) oplos-methode wordt toegepast indiengegevens omtrent de massa'svande gedoseerde materialen ont-breken, dan wel wordt getwijfeldaan de juistheid van de informa-tie, maar wel monsters van detoegepaste grondstoffen beschik-baar zijn. Deze methode kan ookworden toegepast bijabsor-berend toeslagmateriaal.Relatie tussenonderwatergewicht en wcf,bijverschillende massaverhoudingentoeslagmateriaallcement (Thaulow-proef)0,650,60>o.c:0,700,70Î5,70 5,85 5,90onder_water gewicht (kg)0,45c0,600,50Na toevoegen vanwateren zorgvuldig ontluchten, wordteen glasplaat overhetvatgeschovenAfweging vaneen hoeveelheidbetonspecie voor bepaling vande wcfvolgens ThaulowUit vergelijking van de voor devier methoden aangegevenkeuringscriteria blijkt dat voorde oplosmethode met eengemeten wcf < max. wcf + 0,04.Indien ook het gloeiverlies vande toegepaste toeslagmaterialenvan belang is,kan dat aan de handvan de beschikbare monstersgrondstoffen alsnog wordenbepaald. Ineen bijlagevan NEN5960 wordt beschreven hoe debepaling van de wcf plaatsvindtbijgebruik van toeslagmaterialen,die een gloeiverlies hebben ennog oplosbare delen bevatten.De bepaling van de wcf met deoplosmethode is niet eenvoudigen vereist zowel een goedgeoutilleerd chemisch laborato-rium als in de methode geoefendpersoneel. Dat laatste isuiteraardook bij de andere bepalingen vande wcf van belang.Het keuringscriterium voordebepaling van de wcfvolgens deoplosmethode luidt:Afweging vanbetonspecie voorbepaling vande wcfmet dedroogmethodegrotere onnauwkeurigheidrekening wordt gehouden.terabsorptieBij de introductie van de VBTendaarmee de keuring op wd, isenige discussiegeweest over dewijze waarop rekening moetworden gehouden met het in hettoeslagmateriaal geabsorbeerdewater.Droging vande betonspecie ineen openbakopeen gasbranderUitwegingvande drooggestookte betonspecie volgthet watergehalte, waarnade wcfkanworden berekendTabelZIndicatie van waterabsorptie van verschillende toeslagmaterialen (uitmetingen van deStichting BMC)Zand en grind worden gewoon-lijkalsniet-absorberende toeslag-materialen beschouwd en lichtetoeslagmaterialen, puin e.d., alsabsorberende toeslagmaterialen.Die globale indeling isechterniet helemaal juist. Zand en grinduit de Rijn en de Maasabsorberenook wat vocht, al blijftdie hoe-veelheid alsregel beperkt totcirca 0,7 %. Zand en grind uitzee kunnen zelfs nog wat meervocht absorberen.Tabel 2 geeft een overzicht vande waarden die door BMCzijngemeten.herkomstrivierzandriviergrindzeezand 0-2zeezand 2 4zeegrind 4 16zeegrind 4 - 32zeezand en zeegrind afkomstigvan sorteerbedrijfVlissingenwaterabsorptie