januari2017 19 16 Da's sterk! Over ultra- hogesterkte beton Band Uitgave STANDAARD voor technologie en uitvoering van beton 2 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 Da's sterk! De druksterkte is van oudsher de belangrijkste eigenschap van beton. De laatste decennia is er een spectaculaire ontwikkeling gaande met betrekking tot de hoogte van die druksterkte. Nieuwe inzichten en grondstoffen bieden onge- kende mogelijkheden. Het is op dit moment mogelijk ultra-hogesterktebeton (UHSB) te ver- vaardigen met een druksterkte vergelijkbaar met die van staal. Maar niet alleen de druksterkte, ook andere eigenschappen van UHSB zijn veel beter dan die van traditioneel beton. In deze Betoniek gaan we in op het materiaal UHSB zelf, de samenstelling en eigenschappen ervan, de productie en de toepassingsmogelijkheden. Ontwikkeling druksterkte beton Vanaf de jaren tachtig van de vorige eeuw is er een gestage groei gekomen in de te bereiken betondruksterkte (fig. 2) Deze groei resul- teerde in de ontwikkeling van hogesterktebeton (HSB). De eerste serieuze projecten waren de Peconor Ekofisk beschermwand (1988, C55/67) en de tweede Stichtse brug (1997, C70/85). De ontwikkeling van hogesterktebeton leverde niet alleen een significant hogere druksterkte op. Tevens namen de verwerkbaarheid en de dichtheid van het beton enorm toe. Sinds die tijd is de druksterktegrens steeds verder naar boven verlegd. We spreken inmiddels van beton met normale, hoge, zeer hoge, en ultra hoge sterkte (tabel 1). De benamingen zeer-hogesterktebeton of ultra-hogesterktebeton dekken eigenlijk niet de gehele lading. Het is meer dan sterkte alleen en het zou eigenlijk beter zijn te spre- ken van 'uitzonderlijk goed presterend beton'. In het Engels spreekt men wel van ultra high performance concrete (UHPC). ? Proefbelasting op plaat van UHSB foto: Peter Buitelaar Tabel 1 Betonsterkten en -sterkteklassen beton betonsterkteklassebetonvoorschrift normaal beton < 65 [MPa]NEN-EN 206 hogesterktebeton (HSB) 65 ? 115 [MPa]NEN-EN 206 zeer-hogesterktebeton (ZHSB) 115 ? 150 [MPa]? ultra-hogesterktebeton (UHSB) 150 ? 200 [MPa]? druksterkte in MPa 250 225 200 175 150 125 10075 50 250 1900 191019201930 jaartal 194019501960197019801990200020102020 3 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 UHSB UHSB is een cementgebonden materiaal dat bestaat uit een geoptimaliseerde gradering van korrelvormige componenten, een extreem lage water-cementfactor (wcf) van circa 0,20, een relatief kleine D max (grootste korrelafme - ting) en een zeer lage porositeit (< 5% (v/v)). De extreem lage wcf wordt bereikt door een ongewoon hoog cementgehalte en een nor - male hoeveelheid water. Met een druksterkte van meer dan 150 MPa gedraagt het materiaal zich weinig ductiel (bros). Daarom wordt aan UHSB vaak een hoog percentage van circa 2,0% (v/v) (staal)vezels toegevoegd om de ductiliteit te verhogen. Principe UHSB Het principe van UHSB is gebaseerd op het verkrijgen van een zo laag mogelijke porosi- teit. Porositeit is holle ruimte en dus negatief met betrekking tot sterkte en levensduur. De laagst mogelijke porositeit wordt verkregen door UHSB zo te ontwerpen dat met de beschikbare korrelvormige materialen een 2 Ontwikkeling beton- druksterkte in de tijd 1 Catharinabrug te Leiden foto: Gerda van Ekris i.o.v. HiConNL 4 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 optimale pakkingsdichtheid wordt verkregen. Om de pakkingsdichtheid en daarmee de prestatie van UHSB verder te verbeteren, worden tussen het (fijne) toeslagmateriaal en het cement fijne poeders gebruikt als vliegas en diverse soorten steenmeel. In aanvulling op het cement wordt er silica fume toegepast (fig. 3). De ruimten tussen de cementdeeltjes (1 tot 20 ?m) worden daardoor gevuld met microsilicadeeltjes (0,1 tot 0,3 ?m). De hoe- veelheid silica fume die hiervoor nodig is, bedraagt circa 10 tot 30% van het gewicht van het cement. Door op deze wijze de beschikbare korrels (zand, fijn zand, vulstof- fen, cement en microvulstoffen) optimaal te 'stapelen', verkrijgt UHSB de laagst mogelijke porositeit en in potentie de hoogste sterkte. Erg belangrijk dus om dit te realiseren. Specie-eigenschappen UHSB UHSB, met of zonder staalvezels, heeft als specie meestal zelfverdichtende eigenschap- pen (foto 4). Het hoge aandeel poeder(s), het lage watergehalte en de forse dosering effectieve superplastificeerders geeft de UHSB-specie een licht stroperig karakter (thixotroop). De speciestabiliteit is goed. De uitstekende verwerkbaarheid, stabiliteit en de kleine D max maken het mogelijk zeer slanke constructies te maken. Eigenschappen verhard beton Kenmerkend voor UHSB is het uitzonderlijk goed presteren op het gebied van verschil- lende betoneigenschappen die zich niet beperken tot de betondruksterkte (tabel 2). Druksterkte Door de extreem lage wcf en de hoge dichtheid door opvulling van de kleinste ruimten is het mogelijk zeer hoge druksterkten te realiseren. Druksterkten van 200 MPa (fabrieksmatig geproduceerd beton) tot 500 MPa (laborato- riumschaal) zijn reeds gerealiseerd. Treksterkte De treksterkte van beton hangt weliswaar samen met de druksterkte, maar het verband tussen die twee grootheden is bij UHSB niet zand steenmeel cement microsilica 0,01 0,1 110 1001.000 10.000 cumulatieve zeefdoorval in % korrelgrootte in µm 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 3 Korrelgradering van een UHSB-mengsel 4 UHSB heeft ook zelfverdichtende eigenschappen 5 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 eenduidig. Zo is de invloed van vulstoffen in UHSB van grote invloed op de druksterkte door opvulling van de kleinste ruimten (poriën). Bij belasting op trek speelt dit veel minder een rol. Uit onderzoek is gebleken dat wanneer de druksterkte met 50% toeneemt, de treksterkte slechts met 15 tot 20% toeneemt. De verhoging van de elasticiteitsmodulus blijft nog verder achter bij de verhoging van de druksterkte, deze neemt slechts met 5% toe. Elasticiteitsmodulus De elasticiteitsmodulus is een van de belangrijk - ste eigenschappen van beton en van belang voor het voorspellen van vervorming. Een hoge elasticiteitsmodulus wil zeggen dat het beton weinig zal (kan) vervormen onder een bepaalde optredende belasting. Heeft een con struc tie(deel) als belangrijkste functie onvervormbaar (stijf) te zijn, is UHSB met zijn hoge elasticiteitsmodulus een belangrijk voordeel. Dit komt doordat met een kleinere doorsnede dezelfde stijfheid kan worden gerealiseerd. Dit biedt de mogelijkheid constructies, die normaliter in staal zouden worden gemaakt, nu in (vezelversterkt) UHSB te realiseren. Ductiliteit Ductiliteit is een maat voor de taaiheid en rekbaarheid van een materiaal. Taaie materi- alen als koper hebben een hoge ductiliteit. UHSB is zeer sterk maar bros. De betonmatrix is daardoor onvoldoende taai en heeft een lage ductiliteit. Hierdoor bezwijkt het beton bros (plotsklaps) bij de bezwijkdrukspanning. Dit plotsklaps bezwijken kan worden tegen- gegaan door toevoeging van staalvezels aan het beton waardoor de ductiliteit toeneemt. Het meest gebruikte formaat van staalvezels heeft een lengte van 13 mm, een diameter van 0,20 mm en de dosering bedraagt vaak 2,0% (v/v). Het toevoegen van (staal)vezels heeft ook een positief effect op de te meten druksterkte. Als een proefkubus in een druk- bank op druk wordt belast, zal deze door de optredende verkorting deels op trek bezwijken. Ondanks de aanwezigheid van een relatief hoog aandeel staalvezels in het mengsel zijn uitstekend verwerkbare UHSB-mengsels te realiseren. Krimp Uitdrogingskrimp De uitdrogingskrimp is sterk afhankelijk van de omgevingscondities. Bij een lage relatieve vochtigheid (RV) zal de uitdrogingskrimp hoger zijn dan onder meer vochtige condities. Ook de betonsterkteklasse is van invloed op de mate van uitdrogingskrimp. Bij een beton met een hoge sterkteklasse en dus een lage water-bindmiddelfactor, zoals UHSB, is de dichtheid van het materiaal ook aan het betonoppervlak hoger. Hierdoor zal de uitdro- gingskrimp onder gelijke condities lager uitvallen. Ook de dimensionering van een constructie heeft invloed. Dikke massieve constructies zijn minder gevoelig voor (drogende) omgevings- Tabel 2 Betoneigenschappen van de verschillende betonsterkten eigenschap normaal betonHSBUHSB mechanisch Druksterkte [MPa] 20 - 6565 - 105150 - 200 treksterkte [MPa] 2,3 - 4,34,5 - 5,06,0 - 10,0 elasticiteitsmodulus [GPa] 28 - 3838 - 4150 - 60 volumiekemassa [kg/m 3] 240024502525 uitdrogingskrimp ++++++ autogene krimp ++++++ kruip coëfficiënt ? ca. 2,0ca. 1,0ca. 0,8 6 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 condities dan dunne, slanke wanden/kolom- men/vloeren. Omdat UHSB het mogelijk maakt slanker te construeren, zou het risico op uitdrogingskrimp dus kunnen toenemen. Echter, omdat het materiaal zoveel dichter is, zal dit in de praktijk nauwelijks een rol van beteke - nis spelen. Autogene krimp Net zoals bij normaal beton en zeker ook bij hogesterktebeton, moet men bij UHSB oog hebben voor de autogene krimp. Het hoge poedergehalte, de zeer lage water-cementfac - tor en het veelal ontbreken van grof toeslag - materiaal kunnen aanleiding geven tot hoge totale krimpwaarden (uitdrogingskrimp plus autogene krimp). Bovendien verandert bij UHSB, zoals ook het geval is bij andere soorten hogesterktebeton, het evenwicht tussen uit - drogingskrimp en autogene krimp. De auto - gene krimp is bij UHSB groter dan de uitdro - gingskrimp en bedraagt circa 75% van de totale krimp. Kruip Elk materiaal vervormt als er een kracht op wordt uitgeoefend. Naarmate de kracht groter wordt, neemt de vervorming toe. Als bij beproeving de kracht niet verder wordt verhoogd, blijkt de vervorming toch nog enige tijd toe te nemen. Die extra vervorming wordt kruip genoemd. Kruip is een belangrijk fenomeen voor betonconstructies. Het leidt tot grotere vervormingen dan waarop ? op grond van de E-modulus ? kan worden gere- kend. Kruip van beton is de vervorming van de gelstructuur, veroorzaakt door capillaire spanning van het chemisch niet-gebonden water. De grootte van de kruipvervorming is nagenoeg recht evenredig met de elastische vervorming van het beton. De grootte van de kruip van beton is afhanke- lijk van: ? de relatieve vochtigheid; ? de ouderdom op het tijdstip van belasten; ? de sterkteklasse van het beton; ? de geometrie van de betondoorsnede; ? de duur t van de belasting; ? de zwaarte van de belasting. De grootte van de kruipcoëfficiënt kan variëren van circa 2,0 voor de normale sterkteklassen tot circa 1,0 voor HSB. Voor UHSB is de kruipcoëfficiënt circa 0,80. Het verschil in kruipcoëfficiënt is dus groter tussen normaal beton en HSB dan tussen HSB en UHSB. Levensduur Als we de verschillende aantastingsmechanis - men beschouwen en kijken naar de unieke eigenschappen van UHSB, zijn we goed in staat in te schatten wat dit betekent voor de levens - duur van met UHSB vervaardigde constructies. De levensduur van beton heeft een relatie met de dichtheid en de porositeit van het beton. UHSB heeft vanwege zijn hoge dichtheid en lage porositeit een zeer goede bestandheid tegen de bekende schade mechanismen en dus een hoge levensduur (tabel 3). Tabel 3 Duurzaamheid van de verschillende betonsterkten eigenschap normaal betonHSBUHSB levensduur porositeit [% v/v] 14 - 2010 - 131,5 - 5 luchtdoorlatendheid [m 2] 10 ?16 10?17 10?19 chloride diffusiefactor [m 2/s]2 · 10 ?16 2 · 10 ?17 2 · 10 ?19 vorstbestandheid matig/goeduitstekenduitstekend carbonatatie na 3 jaar in mm ca. 740,2 7 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 Carbonatatie De carbonatatie (milieuklassen XC) verloopt uiterst langzaam. Veel informatie is hierover nog niet beschikbaar maar eerste metingen laten zien dat er na 1 jaar (bewaaromstandig- heden 20 °C, RV 65% buiten beschut) nog geen carbonatatiefront waarneembaar is (fig. 5). Ander onderzoek geeft na 3 jaar blootstelling een waargenomen carbonatatiefront op circa 0,2 mm onder het betonoppervlak. Indringing chloriden en andere schadelijke stoffen UHSB heeft ook een hoge weerstand tegen de indringing van chloriden of andere schadelijke stoffen. Hiermee is UHSB uitstekend toe te passen in met chloride belaste constructies (milieuklasse XD) en bij andere agressieve blootgestelde omstandigheden (milieuklasse XA). Een maat voor de indringing van chlori- den is de versnelde chloridemigratiecoëffici- ent, D rcm. De weerstand tegen het binnendrin- gen van in water opgeloste chloriden is door de extreem lage porositeit buitengewoon goed. Het meten van D rcm-waarden is door de meestal aanwezige staalvezels niet goed uit- voerbaar. Door echter dezelfde betonsamen- stelling aan te maken zonder staalvezels kun je een vervangende waarde meten. Metingen hierop laten waarden zien die tot 100 keer lager zijn dan van normaal beton: D rcm = 0,11 · 10 ?12. UHSB is echter niet auto- matisch beter bestand tegen de aantasting door zuren, maar door het nagenoeg ontbre- ken van een capillair poriesysteem zal de aantasting wel uiterst langzaam verlopen. Vorst-dooiweerstand De vloeistofdichtheid van UHSB is hoog. De weerstand tegen vorst-dooiwisselingen (milieuklasse XF) is in belangrijke mate afhan - kelijk van de aanwezigheid van met water gevulde poriën. Door de extreem lage poro- siteit is er tijdens een vorstaanval geen water beschikbaar dat kan bevriezen. De vorst- dooiweerstand van UHSB is dan ook zeer goed. In vergelijking met normaal beton presteert UHSB hierop 35 tot 40 keer beter. Alkali-silicareactie Een ander schademechanisme dat een relatie heeft met vochtopname en vochttransport is de alkali-silicareactie (ASR). Voor het ontwikkelen van de schadelijke ASR is een permanente toevoer van water noodzakelijk om de expan- sieve reactie in stand te houden. Door het nagenoeg ontbreken van poriën en de lage permeabiliteit is er nauwelijks toevoer van water mogelijk. Daardoor is het risico op de schadelijke ASR beperkt. Nabehandeling Iedereen weet dat beton moet worden nabe- handeld, moet worden gekoesterd, zolang nog niet alle eigenschappen ten volle zijn ontwik- keld. Dit nabehandelen houdt in dat wordt voorkomen dat het beton voortijdig uitdroogt en mogelijk niet alle cement kan hydrateren, of dat het beton door afdekken wordt beschermd tegen vorst en temperatuurschokken. Dit is voor UHSB niet anders dan voor normaal beton. Een adequate nabehandeling zorgt ervoor dat de potentiële eigenschappen van beton in situ worden gerealiseerd. Toepassingsmogelijkheden UHSB Door zijn unieke eigenschappen is UHSB een veelzijdig en interessant constructiemateriaal geworden dat kan concurreren met staal. 5 Na 1 jaar geen carbonatatie waarneembaar 8 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 Indien hoge trekspanningen optreden, zal UHSB, ondanks de toevoeging van staalvezels ,altijd traditioneel gewapend zijn (foto 8). De goede verwerkbaarheidseigenschappen in combinatie met een kleine D max geven de ontwerper een enorme vrijheid met betrek- king tot vormgeving. Door zijn sterkte is het mogelijk veel slanker te construeren in verge- lijking met normaal beton. Dit betekent dat er minder materiaal nodig is en dat het eigen gewicht van een constructie(deel) afneemt. Bij een gelijk draagvermogen komt dit ten goede aan een hogere toe te laten belasting. Deze efficiëntie kan ten volle worden benut bij bijvoorbeeld schaalconstructies (foto 7), uitkragende balkonplaten, grote overspan- ningen (foto 1) en (straat)meubilair (foto 6). Aan de hand van deze voorbeelden wordt duidelijk dat UHSB een heel nieuwe dimensie toevoegt aan het bouwen in beton. Wat vroeger niet mogelijk was in beton kan nu wel worden gerealiseerd en wat al mogelijk was in bouwen in beton gaat er heel anders uit- zien doordat constructies veel slanker kunnen worden uitgevoerd. Maar hoe maak je UHSB? Welke grondstoffen hebben we er voor nodig? Kun je het wel maken in een gemid- delde betoncentrale? En hoe duurzaam is UHSB eigenlijk? Allemaal vragen waarop in het navolgende een antwoord zal worden gegeven. Samenstelling UHSB Bij het samenstellen van UHSB maken we gebruik van meer verschillende grondstof- componenten dan bij normaal beton. Naast cement, toeslagmateriaal, water en een eventuele hulpstof worden bij UHSB ook meerdere vulstoffen, staalvezels, kunststofve- zels en verschillende hulpstoffen toegepast. Cement Bij UHSB zijn hoge cementgehalten gebruike- lijk. Cementgehalten van 800 kg/m 3 tot wel 1000 kg/m 3 zijn beslist geen uitzondering. Voor UHSB kunnen meerdere cementtypen worden toegepast en het is zeker niet zo dat UHSB uitsluitend met fijngemalen portland- cement kan worden gemaakt. Een hogere fijnheid van het cement geeft weliswaar meer reactiviteit maar kan ook leiden tot een hogere waterbehoefte en dat is, voor het realiseren van een extreem lage wcf, niet 6 Straatmeubilair foto: Samson Urban Elements B.V. 7 Schaaldak Deitingen Sued Raststaette, Zwitserland foto: Christian Kleis 8 Storten van gewapende UHSB-plaat, foto Peter Buitelaar 9 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 zonder meer een voordeel. Welke cement- soort het meest geschikt is, hangt af van de gestelde eisen aan het UHSB en de overige beschikbare grondstoffen. Het gaat om de integrale prestatie van de gehele compositie. Veelal zal hiervoor een uitgebreid geschikt- heidsonderzoek nodig zijn. Vulstoffen (poeders) Naast cement worden er in UHSB ook relatief hoge doseringen andere poeders toegepast. Deze kunnen puzzolaan (vliegas/silica fume), latent hydraulisch (gemalen hoogovenslak) of chemisch inert (steenmeel) zijn. Deze poeders worden toegepast om de porositeit nog verder op te vullen. Bij de overgang van microschaal naar nanoschaal hebben de poeders de functie om de ruimten tussen de cementkor- rels op te vullen en de poreuze contactzone tussen de cementmatrix op gelijk niveau te brengen met de rest van de matrix. Hierdoor wordt de aanhechting van de cementmatrix aan het toeslagmateriaal sterk verbeterd. Men noemt dit wel het filler- of microfiller-effect en dit positieve effect op de dichtheid en sterkte wordt hoger ingeschat dan de puzzolane of hydraulische reactiviteit van de vulstoffen. Toeslagmateriaal De maximale korrel D max is afwijkend van wat we in normaal en hogesterktebeton gewend zijn. Deze is maximaal 6 mm maar vaak is er sprake van een kleinere D max van 1 à 2 mm. De keuze voor een kleinere D max heeft te maken met het breukmechanisme. Bij een kleinere D max wordt de enigszins poreuze contactzone tussen de cementmatrix en de toeslagkorrel kleiner. Verder verschilt de elas - ticiteitsmodulus van de cementmatrix met die van het toeslagmateriaal waardoor piekspan- ningen ontstaan. Door het verkleinen van de D max worden ook deze piekspanningen ver- laagd. Het scheurrisico, en hiermee het risico op bezwijken, neemt daardoor af. Naast het specifiek toepassen van verschillende fracties (afmetingen) van toeslagmateriaal moet ook voor een toeslagmateriaal met een hoge eigen druksterkte worden gekozen. Omdat de cementmatrix door de lage wcf een hoge druksterkte heeft, moet worden voorkomen dat het toeslagmateriaal de zwakste schakel wordt. Met het in Nederland gebruikelijke riviermateriaal lukt het niet om UHSB te maken. Voor het samenstellen van UHSB gebruikt men vaak stollingsgesteenten als basalt, graniet of diabas [1]. Ook met bauxiet (mineraal dat voor de aluminiumproductie wordt gewonnen) kunnen na een hittebehan- deling (calcineren) zeer hoge sterkten worden bereikt. Hulpstoffen Omdat voor UHSB een lage tot zeer lage water-cementfactor een absolute voorwaarde is, is het essentieel dat gebruik kan worden gemaakt van zeer efficiënte plastificerende en/of waterreducerende hulpstoffen. De derde generatie plastificerende hulpstoffen die worden gebruikt voor zelfverdichtend beton, HSB maar zeker ook voor UHSB zijn de polycarboxylaat ethers [2]. Dit zijn polymeren bestaande uit een lange keten met, afhanke- lijk van het polymerisatieproces, één of meer zijketens van verschillende lente die de afstoting van de kleinste deeltjes cement en poeders onderling enorm vergroot. De groep polycarboxylaat ethers is inmiddels zo groot geworden en de keuze voor overige bestand- delen voor UHSB zo uitgebreid, dat de juiste keuze alleen aan de hand van een uitgebreid geschiktheidsonderzoek kan worden gemaakt. Vezels UHSB zonder vezels gedraagt zich lineair- elastisch. De vervorming is evenredig met de uitgeoefende kracht. UHSB is echter weinig ductiel (bros), wat kan leiden tot plotsklaps bezwijken bij een te grote belasting. Dit 10 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 gedrag kan door toevoegen van vezels sterk worden verbeterd. Na toevoeging van de vezels gedraagt het UHSB zich niet meer ductiel (bros) maar 'taai'. Voor toepassing in UHSB komen staal-, glas- en kunststofvezels in aanmerking [3]. De kunststofvezels kennen we al langer als probaat middel om het ontstaan van plastische krimpscheuren te beperken/ voorkomen of de brandbestandheid van (hogesterkte)beton te verbeteren. Deze vezels hadden tot voor kort geen constructieve functie maar de ontwikkeling van deze vezels met verbeterde mechanische (constructieve) eigenschappen gaat snel. Staalvezels in con- structieve toepassingen zijn al tientallen jaren bekend en worden ook in normaal beton in steeds meer toepassingen succesvol ingezet. Staalvezels en kunststofvezels zijn in UHSB een bijzonder goede combinatie. Kunststof- vezels veroorzaken bij hoge belastingen microscheurvorming in het UHSB. Hierdoor worden de staalvezels eerder en beter geacti- veerd. Door de kleine Dmax hebben de vezels een veel betere (langere) verankering in de cementmatrix en zijn daarom constructief veel effectiever dan bij toepassing in normaal beton. In figuur 9 zijn twee typische UHSB-samen- stellingen weergegeven. Productie van UHSB Type menger De productie van UHSB vraagt een weliswaar technisch goed toegeruste betoncentrale maar is zeker in de modernere centrales ook goed te produceren (foto 10). Een absolute voorwaarde is wel dat de menger beschikt over voldoende mengintensiteit. Dit betekent een duidelijke voorkeur voor een dwangmenger in de centrale. De productie van UHSB in een vrijevalmenger lijkt op dit moment buitenge- woon moeilijk. Dit heeft te maken met het hoge aandeel fijn materiaal dat de neiging heeft te agglomereren (samenklonteren). De grote hoeveelheid (staal)vezels en de hoge dosering hulpstof(fen) vragen eveneens om intensieve mengcapaciteit. Dwangmengers zijn hiervoor meer geschikt. Doseervolgorde Naast voldoende mengintensiteit moet een betoncentrale natuurlijk ook beschikken over voldoende mogelijkheden om het relatief grote aantal verschillende grondstoffen te kunnen opslaan, transporteren en afwegen. Hoewel elk type (dwang)menger zijn eigen doseervolgorde vraagt, is er bij de productie van UHSB wel een zekere voorkeur voor het droog voormengen van de fijne fracties. Dit is 9 Twee UHSB-samen- stellingen met verschillende D max met een druksterkte van ca. 200 MPa cement 26% zand 0/1mm 17% basalt 2/6mm 28% microsilica 8% staalvezels 2% superplastificeerder 3% water 16% volume verhoudingen UHPC met staalvezels; Dmax = 6 mm cement 27% zand 0/1mm 38% microsilica 5% staalvezels 2% steenmeel 8% superplastificeerder 3% water 17% volume verhoudingen UHPC met staalvezels; Dmax = 1 mm 11 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 vooral nodig om het al eerder aangehaalde samenklonteren te voorkomen. Nadat het min of meer droge poedermengsel is voorge- mengd, wordt geleidelijk het aanmaakwater toegevoegd, liefst zonder de hulpstof. Het verkrijgen van een mengsel zonder klontering is het meest kritische onderdeel in het meng- proces. Na toevoegen van het beschikbare aanmaakwater zal er van enige verwerkbaar- heid nog geen sprake zijn. Bij het doseren van de hulpstoffen is ervaring met de productie van UHSB gewenst. Dit is nodig omdat na volledige dosering van de hulpstoffen de gewenste verwerkbaarheid nog niet direct beschikbaar is. De uiteindelijke verwerkbaar- heid wordt verkregen door te blijven mengen totdat geen verandering meer wordt waarge- nomen, zowel visueel als in het opgenomen vermogen van de menginstallatie. Afhankelijk van de effectiviteit van de hulpstof en/of de mengintensiteit van de menger kan dit minu- ten duren. Als laatste worden de vezels en het grovere toeslagmateriaal toegevoegd. Zij hebben over het algemeen minder meng- energie nodig om homogeen te worden verdeeld. Het heeft de voorkeur de (staal) vezels gefaseerd met het grove toeslagmate- riaal (D max van 6 mm) mee te doseren. Uit ervaring blijkt dat de uiteindelijke mengtijden kunnen variëren van 5 tot soms wel 15 minu- ten. Duurzaamheid We hebben eerder in deze Betoniek kunnen lezen dat UHSB een hoge, nagenoeg onder- houdsvrije, levensduur heeft. Dit maakt het beton per definitie duurzaam. Immers, indien een constructie 100% blijft functioneren gedurende lange tijd is er in die periode geen behoefte aan een vervanging of constructief onderhoud. Samengevat zijn de positieve duurzaamheids- eigenschappen van UHSB ten opzichte van normaal beton: ? door verbeterde weerstand tegen externe invloeden is een langere constructieve le- vensduur te bereiken; ? door minder materiaalgebruik, slankere constructie, zijn minder grondstoffen en transportcapaciteit nodig. Een uitdaging bij de toepassing van UHSB is de mate van hergebruik. Het materiaal is nu moeilijk te hergebruiken door de toevoeging van vezels die bijna niet uit het beton zijn te halen. Verwacht wordt dat door verbetering van breek- en scheidingstechnieken UHSB in de toekomst ook is her te gebruiken en dus een nog duurzamer materiaal kan worden. Tot slot Hoewel UHSB ongekende mogelijkheden biedt, moet er voor bredere toepassing nog wel het een en ander gebeuren. Dit geldt zowel voor het ontwerp van de constructie als de mengselsamenstelling. Zo is er behoefte aan 10 Betoncentrale tijdens productie UHSB 12 januari 2017 STANDAARD 16 I 19 Uitgave Aeneas Media bv Ruimte 4121 Veemarktkade 8 5222 AE 's-Hertogenbosch Website www.betoniek.nl Lezersservice T: 073 205 10 10, E: lezersservice@aeneas.nlVormgeving Inpladi bv, Cuijk Redactie T: 0411 65 35 84, E: betoniek@aeneas.nl Advertentieverkoop Bureau Van Vliet, Frank Oudman, T: 023 571 47 45, E: f.oudman@BureauVanVliet.com Abonnementen 2016 Jaarabonnement: 4x Betoniek Standaard, 4x Betoniek Vakblad en toegang tot het online archief: ? 128,- (excl. btw). Buiten Nederland geldt een toeslag voor extra porto. Abonnementen lopen per jaar en kunnen elk gewenst moment ingaan. Opzeggen moet altijd schriftelijk gebeuren, uiterlijk twee maanden voor vervaldatum. Kijk voor de mogelijkheden van online abonnementen op www.betoniek.nl. Betoniek wordt tevens elektronisch opge- slagen en geëxploiteerd. Alle auteurs van tekstbijdragen in de vorm van artikelen of ingezonden brieven en/of makers van beeldmateriaal worden geacht daarvan op de hoogte te zijn en daarmee in te stemmen, e.e.a. overeenkomstig de publicatie- en/of inkoopvoorwaarden. Deze liggen bij de redactie ter inzage en zijn op te vragen. Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Betoniek niet aan- sprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achter- haald. Belanghebbenden kunnen contact opnemen met de uitgever. © Aeneas Media bv 2017 ISSN: 2352-1090 Betoniek Standaard is onderdeel van Betoniek Platform, hét kennisplatform over technologie en uitvoering van beton. Betoniek Standaard verschijnt 4x per jaar en is een uitgave van Aeneas Media bv, in opdracht van het Cement&BetonCentrum. In de redactie zijn vertegenw\ oordigd: BAM Infraconsult, BTE Nederland, ENCI, SKG-IKOB, Mebin en TNO. (constructieve) regelgeving. Ook de productie, verwerking en nabehandeling van UHSB vra - gen om verder onderzoek. Voor de nabije toekomst hoeft zeker niet verwacht te worden dat de toepassing van UHSB een enorme vlucht gaat nemen. Echter, gezien de potentie van UHSB als ultiem constructief bouwmateriaal zal er zeker aandacht blijven voor de ontwikkeling en toepassing van UHSB. Literatuur 1 Van natuurlijke oorsprong, Betoniek 15/04, 2010. 2 Het ABC van een PCE, Betoniek 16/10, 2014. 3 Staalvezelbeton, Betoniek 8/28, 1991. Geraadpleegde bronnen ? Schmidt, M., Fehling E., UHPC: 10 years of research and development at the University of Kassel, 2007. ? Schmidt M., Fehling E., Proceedings of the International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Geisenhanslüke, 2004. ? Breye, S., De Vos, B., Optimalisatie van de samenstelling van UHSB, 2013. ? Y u, R., Spiesz, P., Brouwers H., Mix design and properties assessment of Ultra-High Performance Fibre reinforcement concrete, 2013. ? Spiesz, P., Hunger, M., Durability of ultra- high performance concrete Experiences from a real-scale application, 2016. Betoniek = Standaard + Vakblad Onderdeel van het Betoniek-abonnement is naast Betoniek Standaard ook Betoniek Vakblad. Dit is een magazine op groot formaat met artikelen over onder meer projecten, ontwikkelingen, onderzoek, regelgeving en onderwijs. Deze artikelen worden geschreven door de lezers van Betoniek zelf. Daarin wijkt Betoniek Vakblad dus af van Betoniek Standaard, dat volledig door een deskundige redactie wordt geschreven. Betoniek Vakblad verschijnt vier keer per jaar. Alle artikelen zijn te raadplegen op www.betoniek.nl. Voor leden van Betoniek is dat gratis! Band Uitgave STANDAARD voor technologie en uitvoering van beton januari 2 017 19 16 Da's sterk! Over ultra- hogesterkte beton