Betoniek114|27 Betoniek september 2009B A N D U I T G AV E14 27september 2009 V a k b l a d V o o r b o u w e n m e t b e t o nexamen betontechnoloog 2009De grote vraag was of de kandidaten voor het examen betontechnoloog BTE,voldoende uitgeslapen waren na een nacht met hevig noodweer. 75.000 blik-seminslagen en hagelstenen van 5 cm groot teisterden 's nacht het westen vanons land. Of dat nog niet genoeg was bleken ook nog snelwegen afgesloten enhad het treinverkeer ernstig te kampen met omgevallen bomen. Men liet zichechter niet afschrikken en volledig opgeladen begonnen 59 kandidaten aanhet examen. Van hen hebben 34 kandidaten het examen met goed gevolg af-gelegd en aan 26 betontechnologen is vervolgens het diploma BTE uitgereikt.Wellicht kunt u zich als lezer van dit blad opnieuw opladen voor de opgavenen uitwerkingen van deze uitgave van het examen Betontechnoloog.2 14|27 Betoniek september 2009De cursus betontechnoloog van de Betonverenigingis ge?nt op de nieuwe Europese Betonnorm NENEN 206-1 en de Nederlandse aanvulling NEN 8005.Bij het examen was gebruik van programmeerbarerekenmachines en/of schriftelijke naslagwerkenniet toegestaan. Wel kreeg elke kandidaat een setjealgemene gegevens uitgereikt. Om deze Betoniekniet onnodig dik te maken, zijn die gegevens nietopgenomen. U kunt de noodzakelijke informatievinden in de Betonpocket 2008.Vraag 1a. Noem vier belangrijke factoren die van invloedzijn op de temperatuur van verhardend beton.b. Noem drie situaties waarin temperatuurgradi?n-ten in betonconstructies optreden.c. Wat is het gevaar van temperatuurgradi?nten inbeton?d. Hoe zijn temperatuurgradi?nten te voorkomen?antwoord vraag 1Deze vraag werd zeer wisselend beantwoord. Diegene diedirect de teneur van de vraag aanvoelde konden de vraaggoed beantwoorden. Voor sommige leek de vraag verwar-rend; zij konden mogelijk niet goed overweg met het woordtemperatuurgradi?nt.a.Factorendievaninvloedzijnopdetempera-tuur van verhardend beton:? De warmteontwikkeling als gevolg van het hydra-tatieproces van het toegepaste cement.? De afmetingen van de constructie, meer bepaaldde verhouding tussen inhoud en oppervlakte vande constructie.? De mate waarin de constructie is ge?soleerd, doorgebruik van bijvoorbeeld een stalen of houtenbekisting.? De specietemperatuur die aanzienlijk kan vari?-ren afhankelijk van het jaargetijde.? De weersomstandigheden zoals omgevingstem-peratuur en zoninstraling tijdens het storten enverharden van het beton.b.Temperatuurgradi?nteninconstructiesont-staandoor:? Jong aan oud; het storten van een nieuw beton-nen constructiedeel aan een reeds verhard con-structiedeel. Het verharde deel is al afgekoeldterwijl het nieuwe deel door het hydratatieproceseerst opwarmt en vervolgens weer afkoelt.? Dik aan dun; een massief constructiedeel datdirect aan een veel minder massief deel wordtgestort. Het dikke deel zal veel meer warmteontwikkelen dan het dunne deel.? De vormgeving van zeer massieve constructiede-len die in de kern zeer hoge temperaturen ont-wikkelen en waarbij aan het oppervlak afkoelingplaatsvindt.? De mate van isolatie of opwarming, bijvoorbeelddoor zoninstraling, aan een zijde van een con-structieonderdeel, terwijl de andere zijde vrij kanafkoelen.c.Hetgevaarvantemperatuurgradi?nteninbeton:Tijdens het verharden van beton kunnen doorbovenstaande factoren temperatuurgradi?ntenontstaan. Opwarmen en afkoelen gaan gepaard metuitzetten en krimpen van de constructie. Als dituitzetten of krimpen verhinderd wordt, in een fasedat het beton al een zekere sterkteontwikkelingheeft doorgemaakt, leidt dit tot spanningen in deconstructie. Die spanningen kunnen zo groot wor-den dat de treksterkte van het beton wordt over-schreden waardoor er scheuren ontstaan.d.Verschillenintemperatuurzijntevoorkomendoor:? Het isoleren van het verhardende constructie-deel. Hierdoor wordt minder warmte afgestaanaan de omgeving en zijn de temperatuursver-schillen tussen buitenkant en kern kleiner. Het-zelfde kan men bereiken met toepassing van eenknuffelkist (zie Betoniek 11/18 "Koelen en Knuf-felen").? Het inwendig koelen van het verhardende betondoor middel van ingestorte koelbuizen waarkoud water door wordt gepompt.? In ??n keer storten van de gehele constructie.Hierdoor wordt voorkomen dat een jong con-structiedeel wordt gestort op een reeds verharden afgekoeld deel.Vraag 2Voor een kantoorgebouw van gewapend beton inMidden-Nederland moet een betonsamenstellingworden ontworpen. Het beton wordt met behulp314|27 Betoniek september 2009van een betonpomp verwerkt in de buitenwandenvan het gebouw. De leverancier beschikt over tweecementen en toeslagmateriaal. Het beton moetgeleverd worden in sterkteklasse C20/25 en consi-stentieklasse S2.De standaardafwijking van het productieprocesbedraagt 3,0 N/mm2. De producent streeft naar eengoedkeurkans van 95%. Het luchtgehalte in de be-tonspecie bedraagt 1%.U kunt kiezen uit CEM III/A 32,5 N of uit CEM III/B42,5 N.Van de toeslagmaterialen zijn de korrelgroottever-deling en het vochtgehalte bekend en weergegevenin tabel 1.a. Welke milieuklasse(n) is (zijn) van toepassing?Wat is de maatgevende water-cementfactor voorhet ontwerp?b. Welk cement kiest u en waarom?c. Maak een volledige uitleveringsberekening.d. Toets of dit mengsel aan de eisen voldoet.antwoord vraag 2Zoals elk jaar was er deze keer ook weer een vraag opge-nomen waarbij een volledige uitleveringsberekening moestworden gemaakt. Gelukkig berekende de meeste kandi-daten nagenoeg de juiste samenstelling, zodat men in depraktijk niet volledig is aangewezen op de computer omeen samenstelling te ontwerpena.MilieuklasseVoor dit kantoorgebouw zijn de milieuklassen XC4en XF1 van toepassing. Voor de betonsamenstellingbetekent dit een maximale wcf van 0,50 en een mi-nimum cementgehalte van 300 kg/m3 (tabel 2). Bijdit vraagstuk zijn de milieuklassen XF2 en XD ookregelmatig als antwoord gegeven. Deze kandidatenverklaarden dit door de aanwezigheid van chloride-houdend spatwater tegen de betonnen gevel.b.CementkeuzeOm een cementkeuze te kunnen maken moeten weeerst weten of we met de beschikbare cementen hetbeton qua sterkte wel kunnen maken.De gewenste goedkeurkans van 95% geeft volgensde statistische tabellen een ondeugdelijkheids per-centage van 1% en een excentriciteit van 2,33. Degemiddelde betonsterkte moet 2,33 maal de proces-standaardafwijking groter zijn dan de karakteristie-ke sterkte. De benodigde gemiddelde sterkte wordtdan fcm = 25 + 2,33 ? 3,0 = 32 N/mm2.Kiezen we voor CEM III/A 32,5 N met een norm-sterkte op 28 dagen van 46 N/mm2, dan wordt dewcf: 32 = 0,8 ? 46 + 25 / wcf ? 45 wcf = 0,62Tabel 1: Korrelverdelingen en vochtgehalte van de beschikbare toeslag-materialen1 Kantoorgebouw in gewapend betonzeef[mm]zeefdoorval [%]fijnzandgrofzandgrind31,51684210,5000,2500,1251001001001009895804051001001009483633520996829200000vocht [%] 4,2 3,3 1,64 14|27 Betoniek september 2009Kiezen we voor CEM III/B 42,5 N met een norm-sterkte op 28 dagen van 58 N/mm2, dan wordt dewcf: 32 = 0,8 ? 58 + 25 / wcf ? 45 wcf = 0,82Als de maximale wcf door de milieuklasse-eis 0,50is, dan zal het beton met een CEM III/B 42,5 N be-hoorlijk wat sterker worden dan het CEM III/A32,5 N cement. Beide zijn voldoende sterk om deC20/25 te realiseren. Daarom geniet de CEM III/A32,5 N de voorkeur. Natuurlijk zal de prijs ook eenrol spelen bij de uiteindelijke keuze.c.UitleveringsberekeningOntwerp water-cementfactorDe milieuklasse levert de maatgevende water-cementfactor. De ontwerp-wcf wordt uit veiligheidverlaagd met 0,02 in verband met spreiding.De ontwerp-wcf = 0,50 ? 0,02 = 0,48Bepalen cementgehalteOp basis van de gevraagde consistentieklasse enhet ontwerpgebied van de korrelverdeling van hettoeslagmateriaal kan de waterbehoefte van het be-tonmengsel worden afgelezen uit tabel 5.9.3 `Richt-waarde voor de waterbehoefte van betonspecie', uitde betonpocket 2008. Consistentieklasse S2 vraagt165 kg water in ontwerpgebied I bij een maximalekorrel van 31,5 mm. De cementhoeveelheid wordtdan C = 165 / 0,48 = 344 kg. Het eerste deel vantabel 5 kan nu worden ingevuld (zie pag. 6).Bepaling verhouding zand/grindGezocht wordt naar een verhouding zand/grindwaarbij de korrelverdeling in ontwerpgebied I ligt.We beschikken over 3 toeslagmaterialen en begin-nen met het mengen van grind en grof zand. Als ditniet voldoende fijn materiaal oplevert in de beton-samenstelling, gaan we een deel grof zand vervan-gen door fijn zand.We berekenen de verhouding grof zand/grind voorzeef 1 mm en controleren later of de gehele curvein het ontwerpgebied ligt.Het zandpercentage Pz = (28 ? 0)/(63 ? 0) ? 100% =44,4%, afgerond 44%. Het grindpercentage is 56%.Controle fijn materiaalOm vast te stellen of we nog fijn zand nodig hebbenrekenen we eerst het gehalte aan fijn materiaal uit(tabel 3).Voor het pompen van beton is 0,135 m3 fijn materi-aal gewenst. Hier blijven we met 0,121 m3 onder.We gaan nu grof zand vervangen door fijn zand omde hoeveelheid fijn materiaal te verhogen.De hoeveelheid fijn materiaal uit het zandmengseldat nodig is om verpompbare specie te verkrijgen,bedraagt: 0,135 ? 0,115 = 0,020 m3De zeefdoorval van het zandmengsel op zeef0,250 mm moet dan zijn:We kunnen nu dus uitrekenen welk deel van hetgrof zand vervangen moet worden door fijn zand.Noem dit percentage Y. Het percentage grof zand isdan (100 ? Y),Y / 100 ? 40 + (100 ? Y) / 100 ? 2 = 6 Y = 10,5%,afgerond 11%Dat betekent dat er 0,11 ? 0,44 = 5% fijn zand wordtgedoseerd, 39% grof zand en 56% grind. Het ge-hele schema (tabel 5) kan nu worden ingevuld.De ontwerpsamenstelling moet nu alleen nog wor-den gecontroleerd. Hierbij moeten we niet vergetendat het adsorptievocht moet worden verrekend methet aanmaakwater.Tabel 2: De milieuklassen die in vraag 2 van toepassing zijn? 100 = 6,4%, afgerond op 6%0,0200,44 ? 0,710Pz = 100%Mx ? gxzx ? gxmilieuklasse maximalewcf [-]minimum cement-gehalte [kg/m3]XC4 Wisselend nat en droog 0,50 300XF1 Niet volledig verzadigd met water, verti-cale oppervlakken zonder dooizouten.0,55 300514|27 Betoniek september 2009d.ControleberekeningControleberekening fijn materiaalDoor het vervangen van het grof zand door fijnzand is er nu minimaal 135 L fijn materiaal in ??nkubieke meter beton. Hiermee wordt voldaan aande eis (tabel 4)Controleberekening korrelverdelingDe korrelverdeling van het toeslagmateriaal voldoetniet aan ontwerpgebied I, zoals te zien is in figuur1. Dit is logisch omdat we met grof zand en grindeen mengverhouding hebben uitgerekend die op de1 mm zeef exact voldoet. Door nu met deze verhou-ding, grof zand te vervangen door fijn zand komenwe op zeef 1 mm 1% te hoog uit. Dit is echter voorde praktijk geen probleem.materiaal hoeveelheid fijn materiaal( < 0,25 mm) [m3]cement 344 kg / 3000 kg/m3 0,115grof zand 0,02 ? 0,44 ? 0,710 m3 0,006totaal 0,121Tabel 3: Bepaling van de hoeveelheid fijn materiaal met alleen grof zandmateriaal hoeveelheid fijn materiaal( < 0,25 mm) [m3]cement 344 kg / 3000 kg/m3 0,115grof zand 0,02 ? 0,39 ? 0,710 m3 0,006fijn zand 0,40 ? 0,05 ? 0,710 m3 0,014totaal 0,135Tabel 4 : Controleberekening fijn materiaal waarbij een deel van het grof zand is vervangen door fijn zand (eis min. 0,135 m3 voor pompbeton)zeefopening mmzeefdoorval%0,125 31,50,25 0,5 1 2 4 8 161009080706050403020100I + III3 Korrelverdeling toeslagmateriaal vraag 26 14|27 Betoniek september 2009c.VoldoethetresultaataansterkteklasseC20/25?Het controleproefresultaat van 26,0 N/mm2 voldoetaan de eis voor een beton C 20/25 alleen als de stan-daardafwijking van de steekproef s15 ligt tussen dewaarden 0,63 ? 2,8 = 1,8 en 1,37 ? 2,8 = 3,8.In dit geval is de berekende s15 (4,3) echter groterdan 3,8. Daarmee wordt dus niet voldaan aan ditkeuringscriterium. De processtandaardafwijkingmoet nu opnieuw worden bepaald (zie vraag d)!Als laatste moet worden voldaan aan de eis datfci fck ? 4. Elke individuele gemeten waarde moetgroter zijn dan (fci 25 ? 4) = 21 N/mm2. De laagsteindividuele waarde bedraagt 22,5 N/mm2, hiermeewordt voldaan aan dit laatste keuringscriterium.d.Gevolgenstandaardafwijking=3,9N/mm2Met de nieuwe processtandaardafwijking van = 3,9 N/mm2 kan opnieuw het controleproefresul-taat worden bepaald: f = 30,1 ? (1,48 ? 3,9) = 24,3 N/mm2. We stellen vervolgens vast dat op basis vandit keuringscriterium niet wordt voldaan aan de eisvoor C20/25.Vraag 4Voor een bouwkraan zijn contragewichten nodigmet een totale massa van 24.000 kg. Besloten isom hiervoor vier betonblokken te produceren. Deafmetingen van de mal voor ??n blok zijn 2,0 x 2,0x 0,5 m3. Bij de betoncentrale is betonspecie besteldmet een cementgehalte van 340 kg CEM I 32,5 RVraag 3Een steekproef van 15 kubusdruksterkten (N/mm2)levert de volgende resultaten:32,5 33,2 24,9 27,4 36,3 26,3 27,9 29,533,1 32,1 26,2 29,6 37,9 32,1 22,5a. Bereken van deze steekproef het gemiddelde ende standaardafwijking.b. Bereken het controleproefresultaat met een pro-cesstandaardafwijking van = 2,8 N/mm2.c. Voldoet het resultaat aan sterkteklasse C20/25?d. Achteraf is gebleken dat de standaardafwijkingvan de laatste 35 resultaten = 3,9 N/mm2 be-draagt. Wat heeft dit voor gevolg?antwoord vraag 3Altijd toch weer lastig, zo'n vraagstuk over statistiek.Met een zakrekenmachine lukte het bijna iedereen wel hetgemiddelde en standaardafwijking te bepalen. Het vervolgwas echter duidelijk wat moeilijker.a.HetgemiddeldeendestandaardafwijkingHet gemiddelde van de steekproef x 15 = 30,1 N/mm2De standaardafwijking van 15 waarnemingens15 = 4,3 N/mm2b.HetcontroleproefresultaatHet controleproefresultaat volgens NEN-EN 206-1wordt berekend met f = x 15 ? (1,48 ? ). Dit levertals resultaat f = 30,1 ? (1,48 ? 2,8) = 26,0 N/mm2.Tabel 5 : Uitleveringsberekening vraag 2grond-stofvol.[m3]a[kg/m3]massa[kg]vocht[%]vocht[kg]mengsel[kg]cement CEM III/A32,5 N0,115 3000 344 344water 0,48 0,165 1000 165 -45 120lucht 1,0% 0,010subtotaal 0,290toeslag 0,710fijn zand 5% 0,036 2650 94 4,2% 4 98grof zand 39% 0,277 2650 734 3,3% 24 758grind 56% 0,398 2650 1054 1,6% 17 1071totaal 1,000 2391 2391714|27 Betoniek september 2009per m3, een water-cementfactor van 0,55 en eenzandpercentage van 40%.Tijdens het storten kan schroot (a = 7850 kg/m3)aan het beton worden toegevoegd met afmetingen40 tot 100 mm.a. Bereken of, en zo ja hoeveel, kg schroot moet wor-den toegevoegd om de vier blokken te produceren.b. Wat is het cementgehalte per m3 van de be-tonspecie zoals deze in de mal is gestort?anwtoord vraag 4De bedoeling van dit vraagstuk was aan een betonspecie opbasis van cement, water, zand en grind zoveel schroot toete voegen dat een totale massa wordt bereikt van24.000 kg. Ook is de aanpak goed gerekend die er vanuitgaat dat grind vervangen moet worden door schroot om degewenste totale massa van 24.000 kg te verkrijgen.a.BerekeninghoeveelheidschrootEerst berekenen we de massa van ??n m3 betonspe-cie. Uit deze berekening die in tabel 6 is weergege-ven, blijkt dat de volumieke massa van de betonspe-cie 2369 kg/m3 bedraagt.In totaal hebben de 4 blokken samen een volumevan 8 m3.Totale benodigde massa van deze 8 m3 = 24.000 kgHet percentage schroot kunnen we als volgt bere-kenen.Totale massa 8 m3 schroot = 62.800 kg.Totale massa 8 m3 beton = 18.952 kg.X ? 62800 + (1 ? X) ? 18950 = 2400043848 X = 5050.X = 0,115 = 11,5%Hoeveelheid schroot = 0,115 ? 62800 = 7232 kg.De mengverhouding betonspecie en schroot is uit-gerekend in tabel 7.b.Berekeningcementgehalteperm3contragewicht.Omdat er minder betonspecie wordt gebruikt dan8 m3, zal het cementgehalte per m3 dalen van 340 kgnaar: (7,1 / 8,0) ? 340 = 302 kg per m3 contragewicht.Tabel 6: Berekening massa van de betonspecie (vraag 4)Tabel 7: Mengverhouding betonspecie en schrootVraag 5Voor onderzoek naar de sterkteontwikkeling vanbeton wil men gebruikmaken van de verhardings-proef met temperatuursregeling.a. Geef een schets van of beschrijf de opstelling vande `verhardingsproef met temperatuurregeling'.b. Beschrijf de voor- en nadelen van deze proef tenopzichte van de verhardingsproef en de methodevan de gewogen rijpheid.4 Bouwkraan met contragewichtenmassa[kg]a[kg/m3]volume[m3]CEM I 32,5 R 3150 0,108water 187 1000 0,187lucht 0,010subtotaal 0,305toeslag-materiaal1842 2650 0,695totaal 2369 1,000materiaal percen-tage [%]massa[kg]volume[m3]betonspecie 88,5 16.768 7,1schroot 11,5 7.232 0,9totaal 100 24.000 88 14|27 Betoniek september 2009c. Acht u het onderzoek met behulp van de terug-slaghamer een goed alternatief voor de verhar-dingsproef met temperatuurregeling? Motiveeruw antwoord.antwoord vraag 5Ronduit teleurstellend waren de antwoorden op deze vraag.Blijkbaar waren de principes van sterktebepaling van eenbetonconstructie in het werk onvoldoende blijven hangen.a.VerhardingsproefmettemperatuurregelingProefkubussen (van beton zoals die verwerkt is inde constructie) worden bewaard in een tempera-tuur gestuurd waterbad. De temperatuur in dit badvolgt (m.b.v. sensoren en apparatuur om te kunnenverwarmen en koelen) de temperatuursontwikke-ling in een kritisch deel van de constructie tijdensde eerste uren/dagen van verharden. De proefku-bussen worden op gezette tijden gedrukt en geveneen indicatie van de sterkteontwikkeling van betonin de constructie. Als een vooraf bepaalde minimalesterkte is bereikt kan het constructieonderdeelworden ontkist of voorgespannen.b.Voor-ennadelenvandezeproefVoordelen t.o.v. verhardingsproef? In een verhardingsproef verharden kubussennaast de constructie bij een temperatuur gelijkaan de omgeving. De kubussen van de verhar-dingsproef met temperatuursregeling verhardenbij dezelfde temperatuur als de kritische delen vande constructie, dus is de sterkte van de kubus eenbetere indicatie voor de sterkte in de constructie.Nadelen t.o.v. verhardingsproef? Er is meer en ingewikkeldere apparatuur, zoalssensoren en verwarmingselementen, nodig vooruitvoering van de proef op de bouwplaats. Uit-voering ervan is daardoor duurder en gevoeligervoor storingen en vandalisme.Voordelen t.o.v. gewogen rijpheid? De kubussen van de verhardingsproef mettemperatuursregeling geven een nauwkeurigerbeeld van de sterkte in de constructie, terwijl derijpheidsmethode gebruik maakt van een reedseerder opgestelde ijkgrafiek.Nadelen t.o.v. gewogen rijpheid? Voor de uitvoering van de verhardingsproef moe-ten nog steeds kubussen op de bouwplaats wordengemaakt, wat bij de rijpheidsmethode niet nodig is.c.TerugslaghamerOm te beginnen is het de vraag of men er bij kan.De bekisting zit namelijk in de weg. Als we er welbij zouden kunnen, kan met de terugslaghameralleen een indruk worden verkregen van de sterktevan het beton aan het oppervlak en niet in de kernof op de gewenste kritische plaats. Daarnaast be-paalt de terugslaghamer niet direct de sterkte maareen afgeleide daarvan, namelijk de hardheid vanhet oppervlak door middel van een terugslagme-ting. Zowel praktisch als technisch is de terugslag-hamer geen goed alternatief voor de verhardings-proef met temperatuurregeling.Vraag 6U moet door middel van een berekening contro-leren of de volumieke massa van een op de bouw-plaats geleverd betonelement niet hoger is dan1610 kg/m3. Een overschrijding van maximaal 2% isnog toelaatbaar. Van de betonspecie is gegeven:? 380 kg CEM III/B 42,5 N;? wcf = 0,50;? lucht = 1%;? 34% (V/V) zand;? het lichte toeslagmateriaal (ltm) wordt samen-gesteld uit de fracties 4/8 mm en 8/16 mm in de6 Verhardingsproef met temperatuursregeling. De temperatuur van dewaterbak wordt gelijk gehouden aan die in de betonconstructiethermokoppelwaterbakregelunitverwarmings-element914|27 Betoniek september 2009verhouding 1 : 2 (V/V). Beide fracties hebben eendeeltjesdichtheid rd = 900 kg/m3 en een absorp-tie van 15% in ??n uur. Voldoet deze samenstel-ling aan de eisen? Motiveer uw antwoord.antwoord vraag 6De meeste kandidaten konden met dit vraagstuk goed uitde voeten. Rekenen met verschillende volumieke massa's enad- en absorptie ging hen goed af.UitleveringsberekeningOm dit vraagstuk uit te werken moeten we eersteen uitleveringsberekening maken (tabel 8). Alswe geen rekening houden met de absorptie van delichte toeslagkorrels is de volumieke massa 1574kg/m3. Dit is kleiner dan de eis van maximaal 1610kg/m3 en voldoet. We moeten de absorptie van hetlichte toeslagmateriaal (15%) echter wel meetellen.Dan komt er nog eens 60 kg water bij, waardoor hettotale gewicht van een m3 beton komt op 1634 kg.De toelaatbare overschrijding is 2% van 1610 kg/m3= 32 kg/m3.Dat betekent dat de volumieke massa van het beto-nelement kleiner moet zijn dan 1610 + 32 =1642 kg/m3. Het element voldoet met 1634 kg/m3aan de gestelde eis.Opgemerkt moet worden dat in tabel 8 geen ad-sorptievocht is weergegeven. Aanwezig adsorp-tiewater moet van het gedoseerde aanmaakwatermoet worden afgetrokken. Dit heeft geen invloedop de volumieke massa.Vraag 7Een betoncentrale produceert beton met hogesterkte `HSB', zelfverdichtendbeton 'ZVB' en een`normaal beton' (zie pag. 10).Voor deze drie betonsoorten worden de in tabel 9vermelde samenstellingen gebruikt.a. Geef in tabel 10 een classificatie voor enkeleeigenschappen en hanteer daarbij de volgendeaanduidingen:+ = hoger dan C28/350 = nagenoeg gelijk aan C28/35? = lager dan C28/35b. Geef per eigenschap een motivatie van uw keuze.grondstof vol.[m3]a[kg/m3]massa[kg]vocht[%]vocht[kg]massa[kg]cement CEM III/B 42,5 N 0,129 2950 380 380water 0,50 0,190 1000 190 + 60 250lucht 1,0% 0,010subtotaal 0,329toeslag 0,671zand 34% 0,228 2650 605 605ltm 4/8 22% 0,148 900 133 133ltm 8/16 44% 0,295 900 266 266totaal 1,000 1574 1634berekening absorptieltm 4/8 133 15,0% 20ltm 8/16 266 15,0% 40Tabel 8: Uitleveringsberekening van vraag 614|27 Betoniek september 200910Vroege sterkteDe HSB-samenstelling heeft een substantieel lagerewater-cementfactor en een sneller cementtype uiteen hogere sterkteklasse waardoor niet alleen deaanvangsterkte maar ook eindsterkte aanzienlijkhoger zal zijn, vandaar de naam.De ZVB-samenstelling heeft een hogere water-ce-mentfactor en daarmee een lagere aanvangsterkte.De poederkoolvliegas levert pas na verloop van tijdeen bijdrage aan de sterkte. De eindsterkte van hetZVB zal dus wel hoger zijn dan dat van de traditio-nele samenstellingWarmteontwikkelingHet HSB is samengesteld op basis van een groterehoeveelheid cement en daarnaast ook nog een ho-ger aandeel zeer fijn gemalen portlandcementCEM I. Dit resulteert in een aanzienlijk hogerewarmteontwikkeling.Het cementgehalte van de ZVB samenstelling is ietshoger dan die van de traditionele samenstelling enzal onder gelijke omstandigheden nagenoeg gelijkof net iets meer warmte ontwikkelen.UitdrogingskrimpDe uitdrogingskrimp is in belangrijke mate afhan-kelijk van de dichtheid van de pori?nstructuur ende hoeveelheid vrij water in beton dat niet is vast-gelegd in de hydratatieproducten.In de HSB-samenstelling zit om te beginnen al weinigwater en een groot deel ervan wordt vastgelegd in decementsteen. Ook de pori?nstructuur is zeer dicht.uitganspuntensamenstelling`normaal-beton'C28/35`HSb`C 80/95`ZVb`C 35/45CEM III/B 42,5 N [kg] 340 240 360CEM I 52,5 R [kg] 235silicafume (droge stof) [kg] 25poederkoolvliegas [kg] 160totaal water [kg] 150 150 170D (max. korrelafm.) [mm] 16 16 16zetmaat [mm] 150 240schudmaat [mm] 500vloeimaat [mm] 500 700Tabel 9: Samenstellingen betonmengsels vraag 7antwoord vraag 7Een inschatting maken van de eigenschappen van de ver-schillende betonsoorten was voor de meeste niet zo'n grootprobleem. De juiste motivatie vormde voor sommige weleen struikelblok.a.ClassificatieeigenschappenZie tabel 10.eigenschap t.o.v. `normaal beton' C28/35`HSb'C80/95`ZVb'C35/45verdichtingsenergie ? ?vroege sterkte(na ??n dag)+ ?warmteontwikkeling + 0uitdrogingskrimp ? 0Tabel 10: Classificatie voor enkele eigenschappenb.MotivatieVerdichtingsenergieBeide betonsoorten (HSB en ZVB) hebben door hetgebruik van hulpstoffen een hogere plasticiteit. Ditvolgt ook uit de resultaten van de verwerkbaarheids-proeven. Zowel de HSB als ZVB-samenstellingenvragen minder energie voor volledige verdichting.1114|27 Betoniek september 2009De uitdrogingskrimp van HSB is daardoor laag.De hoeveelheid water in de ZVB-samenstelling ishoger maar de structuur is door de aanwezigheidvan poederkool vliegas na verloop van tijd dichter.De ZVB samenstelling heeft hierdoor een nagenoeggelijke uitdrogingskrimp.Vraag 8Van een betonmengsel is gegeven:? CEM III/B 42,5 N: 340 kg per m3? water-cementfactor: 0,48? luchtgehalte: 1,5%? zandpercentage: 35%? chloride- en vochtgehalte volgens tabel 11Het beton wordt toegepast in een voorgespannenbetonconstructie met voorgerekt staal en moet vol-doen aan de eisen voor milieuklasse XC4. Toon meteen berekening aan of het mengsel voldoet.antwoord vraag 8Weinig examenkandidaten hadden moeite met het opstel-len van een chloridebalans en daaruit de juiste conclusietrekken. Het afsluitende vraagstuk was dan ook voor demeesten "kat in het spreekwoordelijke bakkie".Uitleverings-enchlorideberekeningOm dit vraagstuk uit te werken moeten we eersteen uitleveringsberekening maken (tabel 12). Daar-naast moeten we een chloride berekening makenvolgens het schema van tabel 13.grond-stofvol.[m3]a[kg/m3]massa[kg]vocht[%]vocht[kg]mengsel[kg]cement CEM III/B 42,5 N 0,115 2950 340 340water 0,48 0,163 1000 163 -42 121lucht 1,5% 0,015subtotaal 0,293toeslag 0,707zand 35% 0,247 2650 655 3,6% 24 679grind 65% 0,460 2650 1218 1,5% 18 1236totaal 1,000 2376 2376Tabel 12: Uitleveringsberekening opgave 87 Voorgespannen betonconstructieTabel 11: Chloride- en vochtgehalte (vraag 8)grond-stofchloride-gehalte [%]vochtge-halte [%]cement 0,04nat zand 0,06 3,6nat grind 0,03 1,5water 0,02In onze volgende uitgaveAbonnementsprijzen 2009:Nederland 46 (excl. 6% btw)Belgi? 51 (excl. 6% btw)Kijk voor de mogelijkheden vanmeelees- en online abonnementenop www.betoniek.nl.Aanmeldingen/opzeggingen:Abonnementen kunnen op iedergewenst moment ingaan en wordenautomatisch voor een jaar verlengd,tenzij twee maanden voor de verval-datum schriftelijk wordt opgezegd.Overname van artikelen en illustra-ties (met uitzondering van foto's) istoegestaan onder voorwaarde vanbronvermelding.ISSN 0166-137xRedactie en uitgever stellen dezeuitgave zorgvuldig en naar besteweten samen. Zij aanvaarden echtergeen enkele aansprakelijkheid voorschade, van welke aard ook, diehet gevolg is van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op deinformatie in deze uitgave. Niet altijdkunnen alle rechthebbenden vangebruikt beeldmateriaal worden ach-terhaald. Belanghebbenden kunnencontact opnemen met de uitgever.ColofonBetoniek is h?t vakblad over hetmateriaal beton en verschijnt 10 keerper jaar. Betoniek wordt uitgegevendoor ?neas in opdracht van hetCement&BetonCentrum. In de redactiezijn vertegenwoordigd: BAM Infra, BMC,CUR Bouw & Infra, ENCI, Mebin enTU Delft.Uitgave:?neas, uitgeverij van vakinformatie bvPostbus 101, 5280 AC, BoxtelT: 0411 65 00 85E: info@aeneas.nlWebiste:www.betoniek.nlRedactie:T: 0411 65 35 84E: betoniek@aeneas.nlVormgeving:Twin Media bvAbonnementen/adreswijzigingen:Uitgeverij ?neasPostbus 101, 5280 AC, BoxtelT: 0411 65 00 85E: info@aeneas.nl14|27 Betoniek september 20091214/28 ? Beschermingsfactor 70Op het strand, in de zomer, heerlijk bakken inde zon. Veel mensen genieten ervan. Maar bij alhet zonnen moet je niet vergeten je goed in tesmeren met een zonnebrandolie, liefst met eenhoge beschermingsfactor.Voor beton geldt min of meer hetzelfde. Ookbeton moet tijdens het verharden beschermdworden tegen weersinvloeden, in dit gevalverdamping van water. We noemen dit de nabe-handeling of curing in het Engels. Als we goednabehandelen krijgen we de gewenste goedekwaliteit van beton.E?n van de mogelijkheden die we daarbijhebben is het aanbrengen van een CuringCompound. In de volgende Betoniek zetten weallerlei aspecten rondom het gebruik van eenCuring Compound eens op een rij.foto voorpagina: Rob Versluys, Amsterdambewerking: Twin Media bvControleaandeeisenVoor milieuklasse XC4 moet de wcf kleiner zijn dan0,50 en het minimaal cementgehalte groter dan300 kg/m3. Aan beide eisen wordt met deze samen-stelling voldaan.Voor het toepassen van dit beton in combinatie metvoorgespannen beton geldt een eis aan het chloride-gehalte Cl- < 0,20%. In onze betonspecie zit 0,276%en daarmee wordt niet voldaan aan de eis.De betonsamenstelling van vraag 8 voldoet niet.Tabel 13: Berekening chloridegehalten in beton ten opzichte van cement-gewicht (opgave 8)grondstof chloridegehalte[kg]cement 340 ? 0,04 / 100 0,136nat zand 679 ? 0,06 / 100 0,407nat grind 1236 ? 0,03 / 100 0,370water 122 ? 0,02 / 100 0,024totaal 0,937chloridegehalte [%] = 0,937 / 340 ? 100 = 0,276 %