Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531WaterhuishoudingIn de betontechnologie speelt water een uiter-mate belangrijke rol. Dat begint al in het eerstebedrijf, waarbij water tweemaal voor het voet-licht treedt: als aanhangend water van zand engrind en als toegevoegd water. En hierbijwordfdan al grotendeels bepaald of het eenblijspel dan wel een treurspel zal worden.De principes zijn zo langzamerhand wel be-kend; figuur 1 geeft er nog eens een samen-vatting van. Hierin is het verband aangegeventussen betonkwaliteit en watergehalte bijoverigens gelijkblijvende omstandigheden. Bijte weinig water (in verhouding tot de ver-dichtingsmogelijkheden) blijft een overmaatlucht in de specie achter. Het resultaat is hetgemakkelijkst te meten aan de druksterkte,maar ook andere betoneigenschappen wordennadelig beïnvloed. Zoals bij voorbeeld de be-standheid tegen aantasting en de beschermingvan de wapening. Vandaar dat in figuur 1 demeer algemene term 'betonkwaliteit' wordtgebruikt.Bij teveel water kan wel goed worden verdicht.De overmaat water heeft echter hetzelfdeeffect als lucht: de kwaliteit van de cement-steen gaat weer achteruit.Voor de trouwe lezers van BETON/EK zijn ditbekende geluiden. Maar minder bekend mis-schien is de grootte van deze invloeden. Indeze aflevering zal worden getracht om hierwat schattingen van te maken. En dan ook echtniet meer dan dat. Als gezegd wordt, dat eenbesparing van één liter water kan leiden toteen besparing van twee kilogram cement, danzou dat ook best iets meer of iets minder kun-nen zijn. Het resultaat is er niet minder inte-ressant om.Omdat deze aflevering van BETON/EK hoofd-1juli/augustus 1974zakelijk over water gaat, wordt in figuur 1 hetwatergehalte als variabele genomen in plaatsvan - zoals gebruikelijk is - de wcf. Dus vooreen constante hoeveelheid cement met eenbepaalde normsterkte. Nu is de invloed van detwee laatste factoren op de verwerkbaarheidbetrekkelijk gering: daar speelt water de hoofd-rol. Maar wanneer over betonkwaliteit in hetalgemeen wordt gesproken, dan moeten alledrie de factoren toch wel in beschouwing wor-den genomen.DruksterkteDe invloed van het drietal op de druksterkte(als maat voor de kwaliteit), kan worden geïllu-streerd met de formule:25CB = 0,8 N + W - 45,waarbijB := kubusdruksterkte beton (N/mm2)N = normsterkte cement (N/mm2)C= cementgehalte (kg/m3)W =watergehalte (I/m3)Figuur 2 laat zien hoe groot de invloed van hetwatergehalte is bij enkele gebruikelijke ce-mentgehaltes (cement klasse A).Het blijkt dat 10 liter water per m3specieovereenkomt met ongeveer 3 N/mm2druk-sterkte. En dat aan de andere kant inderdaadongeveer 20 kg cement nodig is om eenzelfdeeffect te bereiken. Dat maakt wel duidelijk dateen goede waterhuishouding van het eerstebelang is.VerwerkbaarheidOm een beton van de vereiste kwaliteit teverkrijgen, is zoals uit figuur 1 blijkt, weinigwater niet zonder meer de oplossing. De speciemoet ook goed verwerkbaar zijn. Als maatmeestal niet meer dan enkele centimeters be-dragen, bij een hoge zetmaat kan het verschiltussen de uiterste waarden echter gemakkelijkoplopen tot 5 cm of meer. Bij mengsels metonvoldoende samenhang kan de zetmaat nietmeer op een betrouwbare wijze worden be-paald.Ook bij de schudmaat moet men rekeninghouden met onderlinge afwijkingen van zeker5 cm. De schudmaat is echter niet zo gevoeligvoor gebrek aan samenhang en geeft ook indat geval nog betrouwbare resultaten.AanmaakwaterAfhankelijk van betonsamenstelling en vocht-gehalte van zand en grind wordt dus rond de100 liter water per m3 specie toegevoegd. Bijde vereiste doseernauwkeurigheid van 2% kandan een fout van ongeveer 2 liter worden ge-maakt. Uit figuur 2 blijkt, dat deze nog nettoelaatbare fout overeenkomt met ruim 0,5N/mm2 druksterkte. Niet zo erg veel, maar ookniet te verwaarlozen. En in elk geval één vande vele onvermijdelijke fouten.Van groot belang is duidelijk, dat de water-afsluiters inderdaad goed sluiten en niet tijdensde mengperiode nog wat water na blijvenleveren. Om niet te spreken over de nog steedsniet uitgeroeide gewoonte om vlak voor hetstorten nog een hoeveelheid water toe tevoegen. Elke liter toegevoegd water gaat tenkoste van 2 kg cement en wat erger is, van dehiermee overeenkomende kwaliteit.Water in zand en grindVeel groter dan de normale doseerfout vanmaximaal 2% is de fout, die gemaakt wordtdoor het onjuist schatten van het watergehaltevan zand en grind. Dat kan in de eerste plaatskomen door onvermijdelijke meetfouten.Men moet rekening houden met een nauw-keurigheid van hoogstens 5%. Op 50 literwater dus 2 à 3 liter. Veel belangrijker isechter de onnauwkeurigheid van de monster-DoseringZoals gezegd, komt het water op twee ma-nieren in de betonspecie terecht: als aan----+- hangend water van zand en grind en als toe-gevoegd water. Onder normale omstandig-heden bevat zand rond de 4'% en grind rondde 2fJlo water. Dit zijn natuurlijk geen exactecijfers, maar ruw geschatte gemiddelde waar-den, die alleen dienen om de gedachten tebepalen.Bij een samenstelling met 600 kg zand en 1200kg grind per m3 betekent dit zo'n 50 liter water.Ongeveer 1/3 deel van de totale hoeveelheidwater is dus uit het toeslagmateriaal afkomstig,terwijl het resterende 213 deel wordt toege-voegd als aanmaakwater.~bDtFiguur 1voor de verwerkbaarheid wordt meestal dezetmaat, of voor aardvochtige species de ver-dichtingsmaat gebruikt.In feite geeft de zetmaat weinig meer dan eenindicatie van een al of niet constante water-dosering, de in de nieuwe voorschriftengelaten schudmaat geeft een veel betere in-druk van de verwerkbaarheid. Eigenlijk zijntwee aspecten van belang: het vloeigedrag vanbeton, vooral wanneer energie wordt toe-gevoegd door trillen, stampen of porren, maarook de mate van samenhang van de specie.Een goede samenhang kan worden verkregendoor een meer of minder grote hoeveelheidfijne delen toe te passen. In eerste instantiedus via de zand/grindverhouding. Te weinigsamenhang van de specie kan leiden tot ont-menging. Wanneer bij het samenstellen vaneen proefmengsel te weinig samenhang wordtgeconstateerd, dan kan dit wordengecorri-geerd door een nieuw proefmengsel te makenmet wat meer zand en evenveel minder grind.Hierbij worden verwerkbaarheid en sterkte-ontwikkeling weinig of niet beïnvloed. Te grotesamenhang maakt het lossen van kubels e.d.moeilijk en wordt verbeterd door een tegen-gestelde correctie.Wanneer aan een betonmengsel wat waterwordt toegevoegd, dan is dat direct aan de zet-maat en aan de schudmaat te zien. De zetmaatneemt voor elke 10 liter toegevoegd water metruwweg 5 cm toe, de schudmaat met ongeveer10 cm. Vandaar dat deze maten zoveel ge-bruikt worden om een constante waterdoseringte controleren.Bij de beoordeling van een gemeten zetmaat ofschudmaat, moet men goed beseffen, dat bijherhaling van de meting aan precies hetzelfdemengsel de resultaten flink van elkaar kunnenafwijken. Bij een lage zetmaat zal de afwijking2Figuur 2name. Zelfs wanneer zorgvuldig en geheel vol-gens de regelen der kunst een gemiddeldmonster wordt getrokken, dan kan het per-centage water in het monster gemakkelijk0,5% absoluut afwijken van het gemiddeldewatergehalte van de gehele partij. Op 1800 kgtoeslag betekent dat al ca. 10 liter water. Vaakzal de gemaakte fout nog groter zijn. Hierbijis dan nog aangenomen, dat een partij regel-matig wordt bemonsterd en onderzocht, nietalleen na ontvangst van een nieuwe partij,maar ook na een regenbui enz.Soms wordt het watergehalte helemaal nietgemeten, maar wordt uitgegaan van een aan-genomen hoeveelheid van 2010 water in hetgrind en 4% water in het zand. In dat gevalmoet men rekening houden met afwijkingenvan 20 liter water per m3specie ten opzichtevan de aangenomen hoeveelheid.Oppervlakte water en totaal waterDe meeste methoden ter bepaling van aan-hangend water zijn gebaseerd op het volledigdrogen van het monster. Een niet onbelangrijkdeel van het zo gemeten water bevindt zichechter niet óp maar fnhet toeslagmateriaal.Zand en grind zijn namelijk enigszins poreus, alzou men dat zo op het oog niet zeggen. Hetpercentage vocht in de korrel varieert voor hetin Nederland gebruikte materiaal tussen de0,5 en 1,5010. Dit feit heeft twee gevolgen. In deeerste plaats komt het water dat in het toe-slagmateriaal zit niet in contact met het cementen het hoort daarom ook niet meegeteld teworden bij de vaststelling van de water-cement-factor en de schatting van de bereikbare druk-sterkte. Er wordt dus een systematische foutgemaakt bij het schatten van de water-cement-factor. Omdat vaak de sterkte-ontwikkelingaan de hand van een proefmengsel wordt be-3Bepaling oppervlakte waterDeze oplossing wordt gevonden door hetmateriaal bij de waterbepaling niet volledig tedrogen, maar slechts zo lang tot het oppervlaknet droog, maar het binnenste van de korrelsnog helemaal nat is. Dat klinkt eenvoudig maaris in de praktijk nog niet zo'n simpele opgave.Voor grind gaat het nog wel. Een afgewogenmonster van ca. 5 kg grind wordt in absorbe-rend materiaal, bij voorbeeld handdoeken, netzo lang heen en weer gerold tot het oppervlaker net volledig droog uitziet. Het monster wordtdan opnieuw gewogen. Het verschil In gewichtis het oppervlakte water. Bij de bepaling moeter voor worden gezorgd dat bij dit afdrogengeen water uit het monster kan verdampen.Voor zand ligt de bepaling wat moeilijker.Afdrogen gaat natuurlijk niet. Men gaat daar-om wel als volgt te werk. Allereerst wordt hetafgewogen monster nat zand (ca. 1 kg) op eenschoon en glad oppervlak uitgespreid en ineen zachte warme luchtstroom (bij voorbeeldmet een föhn) voorzichtig gedroogd. Tijdenshet drogen wordt voortdurend in het monstergeroerd om een zo gelijkmatig mogelijkedroging te krijgen. Als het zand niet meer aanelkaar lijkt te kleven, wordt het (zonder mor-sen!) overgebracht in een zetmaat-kegel en hetoppervlak met de bijbehorende staaf 25 maalzachtjes aangeklopt. Vervolgens wordt dekegelmantel verticaal omhoog getrokken. Alshet zand blijft staan, is het nog niet drooggenoeg en rnoethet drogen gedurende kortetijd worden hervat. Een en ander wordt her-haald tot de kegel bij het omhoog trekken vande mantel uitvloeit. Op dat moment wordt hetmonster opnieuw gewogen. Het verschil ingewicht geeft weer de hoeveelheid oppervlaktewater aan.De beschreven procedure wordt nog Ingewik-kelder wanneer het materiaal In oorspronke-lijke toestand reeds enigszins uitgedroogd is.In dat geval zal dit materiaal bij het aanmakenvan de betonspecie water opnemen en aldusweer aan de reactie met cement onttrekken.Er moet nu worden bepaald hoeveel water kanworden opgenomen. Dat gebeurt door eenvoldoend grote, afgewogen hoeveelheid waterkeken, dan wel op grond van praktijkervaringwordt geschat, hoeft dit geen bezwaar te vor-men. Wel moet er voor worden opgepast, datgeen proefmengsel wordt gemaakt met voor-gedroogd zand en grind. Veel kwalijker isevenwel de mogelijke variatie van de porositeit.E Als het ene soort grind 0,5% vocht kan be-vatten en het andere 1,5% dan veroorzaakt diteen onnauwkeurigheid van ± 0,5'% of wel'---..J opnieuw ± 10 liter water. Ook dit probleem.l! kan, zij het met enige moeite, wel worden op-11 gelost...f::QJ-ij""'oL.Cq,EQIu14'0 '1