Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531november!december 197820Tussen oud en nieuwDit wordt geen verhaal over oliebollen.Toch is een vergelijking met de jaarwisseling ende gevoelens die daar bijhoren, wel opzijn plaats.Ook in de bouwpraktijk staan we dikwijls oog inoog met de restanten van het verleden. Dezecon-frontatie leidt gelukkig niet altijd tot slopen. Dik-wijls hebben we de opdracht debruikbarerestan-ten te conserveren en zo nodig te repareren ofaan te passen aan inmiddels gewijzigde om-standigheden. Gaat het daarbij om resten uit eenoud verleden dan willen we deze meestal zo gaafmogelijk in de oorspronkelijke vorm brengen. Datnoemen we restaureren. Bij bouwsels vanjongere datum staat vaak het aanpassen aan ge-wijzigde omstandigheden voorop. We noemen ditrenoveren; kenmerkend hiervoor is, dat hetgoedkoper moet zijn dan slopen en nieuwbouwen.Zowel bij restauratie als renovatie is een goedinzicht in de eigenschappen van vele soortenbouwmaterialen onontbeerlijk. Ter onder-steuning daarvan willen we voor mortel en betonen enkele daarmee nauw verbonden materialen(letterlijk en figuurlijk) een en ander op een rijtjezetten.Wat bepaalt het gedrag van materialen?Elk materiaal is onderhevig aan de invloeden vanhet milieu waarin het zich bevindt. Gunstig is het1natuurlijk als we nauwelijks iets van een wissel-werking tussen milieu en materiaal waarnemen;zo'n materiaal is dan bestand tegen alle in-vloeden.Het komt ook voor dat we een geringe aantastingin de vorm van verwering of verkleuring 'mooi'vinden; vooral de restaurateur heeft hier nogaleens mee te maken.Op de lange duur ondergaan echter toch demeestematerialen wel een zodanige invloed datwe van schade kunnen spreken. Deze is in grotelijnen als volgt te onderscheiden:· schade doormechanische invloeden zoalsoverbelasting of slijtage;· schade door de invloed van het milieu;· schade door combinatie van materialen dieelkaar niet verdragen.Een beetje chemieHet belangrijkste chemische kenmerk vancementgebonden materialen is de aanwezigheidvan vrije kalk (Ca(OH)2). Dit is een nevenproduktvan de verhardingsreacties van alle cementen opbasis van portlandcementklinker. (Tot dezegroep behoren de normaal gebruikelijke cernen-ten zoals portlandcement en hoogovencement.Niettot deze groep hoort bijv. aluminiumcement,dat echter alleen voorspeciale doeleinden in aan-merking komt).Deze vrije kalk heeft een zeer hoge alkalitelt(pH 12,5 à 13) en kan reacties aangaan met veleandere stoffen.Andere bestanddelen van cementsteen, mortelen beton zijn veel minder toegankelijk voorchemische invloeden van buitenaf. Een uit-zondering moet worden gemaakt voor trical-ciumaluminaat (C3A) als bestanddeel van port-landcementklinker. Zowel in verse als in verhardetoestand kan dit reageren met sulfaten enchloriden.Woningverbeteringsproject in de Spaardammer-buurt te Amsterdam; de renovatie betrof hiergrotendeels het interieur van de woningen, degevels alsmede de dragende muren blevengehandhaafdVolledigheidshalve moet nog gewezen wordenop het chemisch karakter van niet-hydraulischebindmiddelen zoals gips en kalk. Aantasting hier-van gebeurt meestal rechtstreeks door oplossenvan resp. calciumsulfaat en calciumcarbonaat;vooral dit laatste gebeurt vrij vlot.In baksteen komen nauwelijks bestanddelen voordie in normale omstandigheden chemisch actiefzijn. Het meest bekend is sulfaat, afkomstig uit degrondstoffen of uit zwavelhoudende brandstof.In de praktijk valt het met deze chemische aan-tasting nog wel mee. Te weinig realiseren we onsdat veel vertrouwde materialen feitelijk niet in eenchemische evenwichtstoestand verkeren. Depraktische stabiliteit berust op de aanwezigheidvan remmende factoren die op een of anderemanier verhinderen dat de te verwachten reactiesoptreden. Een bekend voorbeeld is het onedelemetaal zink, dat zich in onze atmosfeer niet zoukunnen handhaven als het niet zou worden be-schermd door een hecht samenhangendeoxydehuid. Een ander voorbeeld is portland-cementklinker; door snelle afkoeling is het in deoven ingestelde evenwicht 'bevroren', dat wilzeggen dat bij normale temperatuur niet dereacties op gang komen die leiden tot het bij dietemperatuur behorende evenwicht. Dit lukt wèlvia reactie met water.Dergelijke verschijnselen zijn belangrijk bijcorrosie van materialen. Zo is ook de toeganke-lijkheid van bouwmaterialen voor agressievegassen of vloeistoffen voor de duurzaamheiddikwijls belangrijker dan de theoretische moge-lijkheid tot aantasting volgens een aantalchemische formules. Voorbeeld hiervan: voorsulfaatbestandheid is de dichtheid van betonbelangrijker dan de keuze van de cementsoort.Ook kan het reactieprodukt van een aantastingzelf de weg voor verdere aantasting blokkeren,2zoals bij het reeds genoemdezink. Eenvoorbeeldhiervan uit de betonsfeer: het huidje vanmagnesiumhydroxyde dat al bij een redelijkebetonkwaliteit verhindert dat het hoge mag-nesiumgehalte van zeewater werkelijk zo funestis als op grond van het chemische evenwicht zouzijn af te leiden.Fysische eigenschappenDe bovengenoemde toegankelijkheid van eenmateriaal hangt samen met de structuur. Dezebepaalt de eigenschappen zoals absorptiever-mogen, indringdiepte al dan niet onder druk,bestandheid tegen vorst-dooiwisselingen.Verder zijn er nog de thermische uitzettings-coëfficiënt en het warmtegeleidingsvermogen.Maarook gedrag onderuitwendige belasting kanhiertoe worden gerekend: druksterkte, trek-sterkte, splijtsterkte e.d. kunnen hiervoor eenmaat zijn. Nauw samen ermee hangt het vervor-mingsgedrag, uitgedrukt in grootheden alselasticiteitsmodulus, krimp, kruip en relaxatie.Eigenlijk behoren ook oplosbaarheid, kristallisa-tie en dergelijke tot de fysische verschijnselen.Deze eigenschappen hebben echter een zonauwe samenhang met allerlei chemischeprocessen, dat meestal de volgende praktischeindeling wordt gehanteerd:- aan de ene kant fysisch-mechanische eigen-schappen zoals sterkte en vervormingTwee beelden van het Scheveningse Kurhaus:links een tijdelijk schoorwerk voor een instabielegevel, boven een detail van verweerde natuur-steenelementen als gevolg van vocht, zout envogels ...- aan de andere kant fysisch-chemische eigen-schappen; tot deze laatste behoren dan, behalvede bekende chemische reacties, ook absorptie,oplosbaarheid en kristallisatie.AantastingsmechanismenVerwering van steenachtige bouwmaterialen ver-loopt meestal door een combinatie van mechani-sche, fysische en chemische invloeden.Het is wel duidelijk wat moet worden verstaanonder mechanische invloeden. Ook erosie, diehier verder niet wordt besproken, valt eronder.Zuiver fysische verschijnselen zoals vormveran-deringen onder invloed van wisselende tempera-tuur of vochtgehalte, behoeven verder ook geentoelichting.Minder doorzichtig zijn de aantastingen die ge-baseerd zijn op combinaties van chemische enfysische mechanismen. Een bruikbare indelinghiervan is de volgende.1. Aantasting door oplossen van bestanddelen,gevolgd door wegspoelen van de gevormde op-lossing. Men noemt dit uitlogen.Voorbeeld: aantasting van cementsteen doorzeer zuiver ('zacht') water of, sterker nog, doorzuur.2. Aantasting dooruitwisselingsreacties metvreemde bestanddelen, gevolgd door afvoer vande gevormde, makkelijk oplosbare verbindingen.3Voorbeeld: aantasting van cementsteen doorammoniumzouten.3. Aantasting door de uitzettende werking vaninwendig gevormde reactieprodukten zoalsvolumineuze waterrijke hydraten.Voorbeeld: sulfaataantasting.Invloed milieuOver de invloedvan het natuurlijke milieu is uiter-aard veel bekend. Het is verontrustend dat onzeatmosfeer vanwege vervuiling door menselijkeactiviteiten geleidelijk agressiever wordt voorvele bouwmaterialen.Dit komt vooral door de toename van het gehalteaan zwaveldioxyde (S02). Het wordt gevormd bijde verbranding van steenkool en sommige soor-ten zware olie; gebruik van het schonere aardgasverdient daarom de voorkeur. Op vochtige opper-vlakken en met zuurstof uit de lucht kan zwavel-dioxyde tot zwavelzuur (H2S04)wordendeerd. Dit is een sterk zuur en daardoor zeeragressief voor alle cementgebonden materialen.Daarnaast bevat onze atmosfeer koolzuurgas(C02), zij het in zeer geringe concentratie. Zonderhet nu direct schadelijk te noemen, is deze aan-wezigheid toch wel voor ons van belang. Somszelfs duidelijk zichtbaar nl. wanneer door vocht-transport vrije kalk naar het oppervlak wordt ge-transporteerd die zich na reactiemet koolzuur alsEen verweerd natuurstenen gevel-onderdeel ...kalkuitslag (CaC03) afzet. Voor het uiterlijk vormtdeze uitslag soms een probleem. Wanneer dereactie met vrije kalk tot calciumcarbonaatplaatsvindt in de poriën, spreken we van carbona-tatie van de cementsteen. Enerzijds wordt daar-door de pH verlaagd tot ca. 9 waardoor de wape-ning niet meer voldoende tegen roesten is be-schermd. Anderzijds verstopt het gevormdecarbonaat de poriën waardoor de indringingzichzelf afremt en op den duur tot stilstand komt.In een normale kwaliteit beton met een redelijkedekking is zodoende ook op de lange duurhetstaal voldoende beschermd.Wat treffen we aan in oude bouwwerken?Bij renovatiewerkenkunnen we meestal nog nietspreken van 'oude' gebouwen. Debeoordelingvan het karakter van de daarbij gebruikte mate-rialen is dan ook voor de vakman, geschoold metmoderne technieken, geen probleem.Bij restauraties ligt dat wel wat anders. Alleen eenbehoorlijk inzicht in vroegergebruikte materialenen technieken kan leiden tot een bevredigendresultaat. Bevredigend zowel in technische alsesthetische zin. Dat wil zeggen dat het ernietalleen 'net als vroeger' zal uitzien maar dat ookeen behoorlijke duurzaamheid wordt verwacht.Wat kunnen we zoal verwachten bij restauratie-objecten?4Hetzelfde onderdeel, maar nu in betonNatuursteen heeft een sterk varierende duur-zaamheid. Normale verwering treedtop doorzon,wind, water en vorst, die leiden tot schomme-lingen in temperaturen en vochtigheid. Behalvede chemische samenstelling en mechanischehardheid speelt weer de porositeit, dus het water-opnamevermogen, een grote rol. Natuurlijk geeftelk materiaal door zijn gedrag op langere duur aleen indicatie op zijn eigen geschiktheid voor dietoepassing. Het vervelende is echter dat onzeatmosfeer nogal wat agressiever is geworden.Daardoor worden niet alleen oude gebouwensneller aangetast; ook zullen materialen die detand des tijds tot nu toe hebben doorstaan tochsoms ongeschikt zijn voor duurzame restauratie.Een voorbeeld hiervan is kalksteen die snel telijden heeft van de al genoemde agressiviteit vanzwavelhoudende verbindingen uit rookgassen.Baksteenvan goede kwaliteit kan veel verdragen.Stenen die bij te lage temperatuur zijn gebakken,verpulveren op den duur doordat de klei niet ge-heel is ontwaterd. Poreuze steen wil nog wel eenskapotvriezen. Verder kan door sulfaatvorming(weer via 802 uitdelucht) ook nog zwelling op-treden die tot schade leidt.Mortels onderscheiden zich van elkaar in velerleiopzichten. Niet alleen de samenstelling, maarook de kwaliteit van de uitvoering (verdichting,Een willekeurige plaats in ons land: er wachtennog vele panden op een 'verbetering'voortijdig uitdrogen) zijn belangrijk.Kalkmortel is elastisch, maar zeer watergevoelig.Hydraulische kalkmortel heeft door zijn elastici-teit dezelfde prettige eigenschappen, maar isbovendien minder watergevoelig.Bastaardmortel (met kalk en cement) bezit eenhogere sterkte dan kalkmortel en een grotere ver-vormbaarheid dan cementmortel. Daardoor isbastaardmortel minder scheurgevoelig. Een ge-bruikelijke samenstelling is deel cement, 1 deelkalk en 6 delen zand.Cementmortel bestaat uit 1 deel cement op 2 à 4delen zand en kan een hoge sterkte en grotedichtheid bereiken. Door de geringe vervorm-baarheid is hij echter minder geschikt voorzwakkere stenen of voor pleisterlagen opmetselwerk.Opvoeren van de porositeit door gebruik van eenluchtbelvormer (de metselaar spreekt dikwijlsvan mengolie) leidt tot betere verwerkbaarheidvan de specie en grotere vervormbaarheid van demortel.Het is raadzaam zich voor elk geval afzonderlijkter plaatse te oriënteren over de aard en de matevan eventuele aantastingen. Chemisch onder-zoek van aangetast materiaal of van 'uitslag' kandaarbij nuttig zijn. Het is bij voorbeeld interessantof witte uitslag uitsluitend uit calciumcarbonaatbestaat (technisch onschadelijke kalkuitslag) Of5aanmerkelijke hoeveelheden andere bestand-delen zoalssuIfaat of chloride bevat.De plaats ende hoeveelheid van de uitslag geeft weer eenaanduiding omtrent vochttransport en daarmeesoms over lekkage, optrekkend vocht e.d,Keuze van materialenDe restaurateur heeft het daarbij niet gemakke-lijk.Het is in veel gevallen al moeilijk om deauthentieke materialen te pakken te krijgen. Zelfsals dat lukt, zijn er nog verwerkingsproblemen.Daarbij praten we niet over de uitvoerings-technieken. Maarwel over het dilemma: al of nietmoderne conserveringsmethoden toepassen.Het is verleidelijk om royaal gebruik te maken vanvochtwerende impregneermiddelen. Dikwijls isdat zonder meer noodzakelijk: voor een watporeuze natuursteen is het in onze agressieverwordende atmosfeer eigenlijk de enige mogelijk-heid om nog een behoorlijke duurzaamheid tewaarborgen. Op basis van waterglas ontstaat eendichting met het 'natuurlijke' anorganischekiezelzuur. Ook organische materialen wordenhiervoor gebruikt zoals lijnolie of, nog moderner,plastics, maar dan zien we al heel gauw door debomen het bos niet meer. Bovendien is met dezematerialen nog geen langjarige ervaring op-gedaan.Toch weten we inmiddels wel zoveel van bouw-fysica dat we niet in alle gevallen het natuurlijke'ademen' van een constructie mogen beletten. Ditkan namelijk vervelende gevolgen hebben. Nietalleen het woonklimaat, maar ook de duurzaam-heid kan nadelig worden beïnvloed bijv. door hetveranderen van plaatsen waar condens optreedtof het ophopen van agressieve verbindingen opverborgen plaatsen. Vooral oppassen bij wijzi-ging van technische installaties bijv. schoor-stenen of aanbrengen van air-conditioning.Wat verder geldt voor de uiterlijke harmonie vaneen restauratie of renovatie, geldt ook voor de tegebruiken materialen. Dus de zachtere steen-soorten (zowel natuur- als baksteen)vermetselenmet hydraulische kalk of hoogstens met eenbastaardmortel.Daarbij kan er echter geen twijfelaan bestaan dat we voor versteviging van eenfundering of (onzichtbare) draagconstructiegraag gebruik maken van de verworvenhedenvan onze moderne betontechniek. Zelfs een ver-stokt kunsthistoricus zal geen bezwaar aan-tekenen als met behulp van goed èn goedkoopbeton veel waardevols uit het verleden duurzaamkan worden geconserveerd.In de renovatie zijn dergelijke gevoelsmatige ver-schillen tussen materialen niet zo belangrijk. Ookzal door de aard van de projecten, bijv. com-plexen huurwoningen, de prijs een doorslag-gevende rol spelen. Helaas blijkt daarbij dat menbeton nogal eens ziet als een materiaal dat zichslecht leent voorhet bereiken van een intiemesfeer; dus voor het 'kleinschalige' bouwen. Dit iseen misverstand. In de na-oorlogse periode isechter nogal eens 'revolutiebouw' gepleegd.Voor de tekortkomingen van een gedeelte van dewoning- en utiliteitsbouw uit dezeperiode wordtons nu al de rekening gepresenteerd. Dat hier-voor juist het goedkope beton werd gebruikt,heeft het 'imago' van beton geen goed gedaan.Gelukkig kan het ook anders, zoals steeds meerwordt bewezen, zodat in de naaste toekomstongetwijfeld een beter evenwicht tussen esthe-tisch èn technisch goed bouwenin beton wordtbereikt. Een waardig besluit van deze overpein-zingen over oud en nieuw.6IDlIIEIIVInhoud 1977-19784/1 Bindtijd van cementen4/2 Bindtijd van cementen;afwijkend gedrag4/3 Monstername4/4 Examen Betontechnologieca 119774/5 Groen beton4/6 Basiscursus Beton-technologie4/7 Betonstaal4/8 KOMO en beton4/9 Superplastificeerders4/10 Verzinkte wapening4/11 Verwerkbaarheid7Wat is bindtijd, hoe is deze te meten en wat is debetekenis voor de praktijk.Afwijkingen in het verloop van de binding, invloedvan hulpstoffen.Basisprincipes van het monsternemen.Uitgewerkte opgaven.Groene sterkte, mengselopbouw, nut voorde praktijk.Het hoe en waarom van de gewijzigde opzet vande cursus, vragen en antwoorden van het examenBasiscursus Betontechnologie 1977.Soorten wapening, eigenschappen en staal-kwaliteiten.Systematiek en werkwijze van KOMD met be-trekking tot kwaliteitsbeoordeling van beton-produkten.Wat zijn superplastificeerders, waarop berust dewerking, vloeibeton.Invloed van verzinken op het staal, zink in beton,voorzorgen bij toepassing, economische over-wegingen, voor- en nadelen.Invloed van mengselsamenstelling op specie-gedrag tijdens mengen en transporteren en naverdichten (sedimentatie); mogelijkheden voorhet vaststellen van de verwerkbaarheid.4/12 Het uiterlijk van beton; invloed Invloed van vormgeving op hetuiterlijk vanvan het ontwerp beton na verwering, regenval, vervuiling;mogelijkheden voor de ontwerper.4/13 Scheuren in jong beton4/14 Examen BetontechnologieCB 119784/15 De schudmaat4/16 Kluis4/17 Het uiterlijk van beton; kleur-verschillen4/18 Repareren van beton4/19 Hoe vroeg is vroeg genoeg?4/20 Tussen oud en nieuw8Reacties in jong beton; scheurvorming doorsedimentatie, temperatuurverschillen en uit-droging.Uitgewerkte opgaven.Uitvoering van de schudproef, waarde van deschudmaat voor de beoordeling van de verwerk-baarheid.Het belang van duidelijk inzicht en ondubbel-zinnige omschrijvingen bij het bestellen enleveren van betonspecie.Invloed van water-cementfactor, cement, be-kisting en andere factoren op het uiterlijk van ,beton.Waarom en wanneer repareren, keuze vanmateriaal en uitvoering, voorbereiding van deondergrond. Reparerenmetzand-cementmortelsen betonspecie.Mogelijkheden omin een vroeg stadium eenindruk te krijgen van de te verwachten druk-sterkte volgens de controleproef.Restauratie en renovatie, chemische en fysischeeigenschappen van materialen, keuze vanmaterialen voor herstel.