BAND UITGAV E Februari 2021 0517 BAND UITGAV E ASR-bestand Laatste ontwikkelingen en inzichten alkali-silicareactie Betoniek Standaard 17-05.indd 1Betoniek Standaard 17-05.indd 1 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 2 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 ASR-bestand Een onderwerp dat eens in de zoveel jaar in Betoniek voorbijkomt is ASR: alkali-silicareactie. Het is een lastig onderwerp en ook internationaal zijn de wetenschappers er nog steeds niet uit hoe het nu precies werkt. Maar we komen wel steeds dichterbij. Bovendien is eind 2017 in Nederland de derde, herziene uitgave van CUR-Aanbeveling 89 uitgekomen. Hoogste tijd dus om de laatste ontwikkelingen en inzichten op een rijtje te zetten. De alkali-silicareactie is een reactie- mechanisme waarbij alkaliën in het beton reageren met reactief silica uit het toeslag- materiaal. Het is een fenomeen dat tot seri- euze schade van betonconstructies kan leiden. Op dit moment komt het schade mechanisme in Nederland gelukkig maar heel beperkt voor. Dit heeft enerzijds te maken met het Nederlandse rivierzand en -grind dat veel wordt gebruikt in ons beton. Hier komt weinig reactief silica in voor. Anderzijds komt dit door de Nederlandse traditie om veel met hoogovencement te bouwen. Dat leggen we later in deze Betoniek verder uit. Maar de wereld verandert. Dat kan betekenen dat we te maken krijgen met een grotere variëteit aan toeslagmaterialen en bindmiddelen. Daarom is het goed om op ASR te blijven letten. De aanleiding van deze Betoniek is het uitkomen van de derde, herziene uitgave van CROW/CUR-Aanbeveling 89 [1]. Bij het schrijven en bespreken van concepten van deze Betoniek Standaard bleek het toch ook nuttig een aantal zaken te herhalen en duidelijk uit te leggen. De opbouw bestaat daarom uit drie hoofdonderwerpen: herha- len van ASR-kennis en de laatste inzichten daarin, uitleggen van achtergronden van Aanbeveling 89 en tot slot de wijzigingen en uitbreidingen in de derde, herziene uitgave. HERHALING BASISKENNIS ASR ASR is zoals gezegd een reactiemechanisme waarbij alkaliën in het beton reageren met reactief toeslagmateriaal. Daarbij ontstaat een product, alkali-silicagel genaamd, dat toeslagmateriaal en beton uit elkaar drukt. Het is geen snelle reactie. Als vuistregel wordt wel aangenomen dat het minimaal vijf jaar duurt voordat de verschijnselen zichtbaar zijn. Maar het kan ook langer duren. Daarnaast is het zo dat niet elke microscopische aanwijzing voor ASR tot paniek hoeft te leiden. Er moet namelijk wel voldoende reactie hebben plaatsgevonden om op constructief niveau problemen te ? Foto voorpagina Microstructuur beton met ASR- schade, foto Timo Nijland Betoniek Standaard 17-05.indd 2Betoniek Standaard 17-05.indd 2 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 3 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 Een hoger alkaligehalte geeft een grotere kans op ASR, wanneer er ook reactief silica in het toeslagmateriaal aanwezig is. Reactief silica Het grootste deel van het toeslagmateriaal voor beton bestaat uit gesteenten. Een gesteente is ontstaan als gevolg van geologische processen. Gesteenten zelf zijn daarbij weer opgebouwd uit mineralen. Bij het reactief silica waar ASR een rol speelt, bestaan die mineralen uit chemische verbindingen met silica (SiO 2). Probleem is dat niet elk silica even reactief is, ofwel even snel reageert. Het kost de wetenschap nog steeds hoofdbrekens om vooraf te voor - spellen of silica in een toeslagmateriaal potentieel reactief is of niet. Wel worden er vorderingen gemaakt. De nieuwste inzich- ten geven aan dat er moet worden gekeken naar de kristalstructuur. De kristalstructuur, of het kristalrooster, geeft aan hoe netjes de atomen in een materiaal op hun geordende roosterplekken zitten. Met een hoge mate kunnen geven. Pas wanneer er voldoende reactie heeft plaats- gevonden, wordt er gesproken van zogenoemde schadelijke ASR. Een voorbeeld van de verandering die ASR in de microstructuur van beton veroor - zaakt, is gegeven in figuur 2. In dit proces spelen twee componenten een belangrijke rol: de A en de S uit ASR, ofwel de alkaliën en het reactief silica. Op beide gaan we hier kort nader in. Alkaliën Alkaliën zijn in het geval van beton voor- namelijk natrium (Na) en kalium (K). Ze worden alkaliën ? of eigenlijk netter: alkali- metalen ? genoemd, omdat ze behoren tot de eerste groep (de eerste kolom) van het periodiek systeem van scheikundige elementen. Na en K komen van nature voor in allerlei componenten van beton, maar met name in het bindmiddel. Ook kunnen ze van buitenaf binnendringen in het beton, bijvoorbeeld wanneer er gebruik wordt gemaakt van dooizouten met Na of K. 1 Schade door ASR, foto: Achim hering Betoniek Standaard 17-05.indd 3Betoniek Standaard 17-05.indd 3 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 4 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 van ordening spreken we van een kristallijn materiaal. De mooie kwartsmineralen die we kennen zijn eigenlijk altijd macrokristal- lijne structuren: groot en goed geordend. Deze zijn nauwelijks reactief. De problemen met ASR-gevoeligheid beginnen wanneer de macro-ordening van de kristalstructuren afneemt. De gebiedjes met ordening worden kleiner, deze worden microkristallijn (< 100 µm) of cr yptokristallijn (< 10 µm) kwarts genoemd. Een voorbeeld van microkristallijn ASR-gevoelig materiaal is chalcedoon met een vezelachtige struc- tuur. Een voorbeeld van cr yptokristallijn materiaal is poreuze vuursteen. Vormen van poreuze vuursteen zijn chert of ? int. Sommigen gebruiken chert daarbij als de algemene naam en defi niëren ? int meer als kleine knoestjes in de structuur. Een laatste voorbeeld van potentieel reactief materiaal in onze omgeving zijn de onzuivere zand- stenen, ook bekend als greywackes of silt- steen. Dit zijn sedimentaire gesteenten die niet volledig zijn omgezet in pure mineralen. Ze bevatten reactieve aderen van cr ypto- kristallijn kwarts. Het blijkt dus dat reac- tieve toeslag-materialen een kristal- structuur hebben, die in meer of mindere mate ongeordend is. Rol van water Naast alkaliën en reactief silica speelt ook water een rol in het ASR-proces. In de voor- gaande Betoniek over dit onderwerp, ASR Verzekering [2], werd uitgelegd dat ASR een tweestapsproces is. In de eerste stap reage- ren de alkaliën met het reactief toeslagmate- riaal tot een alkali-silicagel. In een tweede stap zwelt deze gel onder invloed van vocht en drukt zo het beton kapot. Door onderzoek en voortschrijdend inzicht is dit beeld momenteel achterhaald. Op dit moment wordt veel meer gedacht dat het een éénstapsproces is (fi g. 3). Huidige inzichten veronderstellen dat de reactie tussen de alkaliën en het reactief toeslagmateriaal in oplossing verloopt en dat daar water voor nodig is. Het product deel van een grote toeslagkorrel met reactief silica alkali-silicagel cementmatrix (donkere materie) luchtbel scheur kleine toeslagkorrels 0,1 mm 2 Microstructuur beton met ASR- schade, inclusief aanwijzingen, foto Timo Nijland Betoniek Standaard 17-05.indd 4Betoniek Standaard 17-05.indd 4 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 5 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 dat wordt gevormd, moet daarbij veel meer worden gezien als een soort zout dat, net als bij metselwerk en pleisters, het materiaal kapot drukt. Als er onvoldoende water aanwezig is, zal de silicagel niet ontstaan. Een nog lopende hypothese is dat het gevormde product wel kan krimpen en ver volgens weer kan zwellen, afhanke - lijk van de lokale waterhuishouding in het materiaal. VOORKOMEN VAN ASR-SCHADE Nu duidelijk is wat ASR is en welke componenten een rol spelen, is de logische vraag of er ook iets tegen te doen valt. In het tweede deel van deze Betoniek gaan we hier dieper op in. De vraag om ASR te voorkomen is niet nieuw, aangezien het schademechanisme al lange tijd bekend is. De eerste berichten stammen uit de late jaren dertig, afkomstig uit Noord-Amerika. De eerste gedocumenteerde berichten in Nederland zijn van eind jaren vijftig. Begin jaren zestig leidt dit tot de eerste onder - zoeken in Nederland. Uit die onderzoeken komt naar voren dat alleen opaal schade - lijke ASR vertoont. De auteurs trekken dan ook de conclusie dat het zeer onwaar - schijnlijk is dat er reactief toeslagmateriaal aanwezig is in het Nederlandse rivierzand en -grind [3]. Daarna is het stil op ASR-gebied in Nederland, tot begin jaren negentig. Dan vinden er twee gebeurtenissen plaats. Enerzijds wordt ingeschat dat er in de nabije toekomst grote hoeveelheden toeslagmate - riaal van buiten Nederland kunnen komen. Nederland zou zich daarom ook op de mogelijkheid van ASR moeten voorbereiden. Anderzijds wordt bij een brug in Schoon - hoven het eerste geval van ASR in een Nederlandse constructie geconstateerd. Beide aspecten leggen de basis voor de huidige regelgeving over ASR in Nederland. In eerste instantie met CUR-Aanbeveling 38, later opgevolgd door CUR-Aanbeveling 89. CUR-A ANBEVELING 89 Betoniek 15/02 'ASR Verzekering' [2] gaat uitgebreid in op de Nederlandse procedures om schadelijke ASR te voorkomen. Voor gedetailleerde uitleg wordt daarom naar [2] ver wezen. In de huidige Betoniek behande - len we alleen de aanpak op hoofdlijnen. De basis van Aanbeveling 89 is een stroom- schema. Op bijna alle manieren waarop je het stroomschema doorloopt, kom je bij de vraag uit: voldoet het cement aan paragraaf 5.3 van Aanbeveling 89 (over cement/ bindmiddel)? Als het antwoord 'ja' is, is de beoordeling klaar en wordt voldaan aan de maatregelen ter voorkoming van ASR. Na K Alkaliën + reactief toeslagmateriaal alkali-silicagel water geëxpandeerde alkali-silicagel += Afhankelijk van waterhuishouding 3 Nieuw inzicht over de alkali-silica reactie Betoniek Standaard 17-05.indd 5Betoniek Standaard 17-05.indd 5 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 6 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 Veel mensen kennen daarom wel de tabellen van paragraaf 5.3, maar zijn veel minder bekend met de achtergronden van die tabellen uit bijlage G. Toch is kennis van die achtergrond wel nodig om de uitbreidingen in de derde, herziene uitgave te begrijpen. We duiken daarom eerst in de achtergronden en laten daarbij zien hoe de vereenvoudigde tabellen van paragraaf 5.3 hieruit volgen. Bijlage G In bijlage G wordt gerekend aan de alkali - balans v an het betonmengsel. De basis van onze Nederlandse verdedigingslinie tegen ASR is dat het totale alkaligehalte in een beton niet boven een kritische grens van 3,0 kg/m 3 Na 2Oe komt. Om dit vast te kunnen stellen, moet er een alkalibalans worden gemaakt van het betreffende betonmengsel. Daarbij worden de hoeveelheden alkali die elke grondstof in het beton afgeeft, omgere - kend naar Na 2Oe. Voor de betekenis van Na 2Oe zie kader 'Na 2Oe-equivalenten'. In principe is de berekening en de hoeveel- heid alkali in een betonmengsel een eenvou- dige boekhoudkundige optelling. Van elke component wordt de hoeveelheid vermenig - v uldigd met het Na 2Oe-aandeel van die component. Doorrekenen van de verschil- lende componenten geeft ver volgens het totale alkaligehalte van het betonmengsel. Zie ook het rekenvoorbeeld in tabel 1 hier - bo ven. et is nog niet zo eenvoudig al deze waarden van de verschillende producenten te verkrijgen. Hoe het Na 2Oe-aandeel van elke component moet worden vastgesteld, staat in principe via verwijzingen aangegeven in hoofdstuk 6 van Aanbeveling 89. Verder valt op dat het gaat om een bereke - ning van een huidig betonmengsel. Externe aanvoer van alkaliën wordt niet meege nomen in de ber ekening. Bijlage G geeft dan ook aan dat bij externe aanvoer van alkaliën het alkaligehalte van het beton in de praktijk boven de kritische grens van 3,0 kg/m 3 Na 2Oe kan uitkomen. Tot slot valt op dat de grootste bijdrage aan de alkalibalans uit het bindmiddel komt (in dit geval CEM I en poederkoolvliegas). NA 2O-EQUIVALENTEN Voor beton en ASR zijn de belangrijkste alkaliën natrium en kalium. De gewichts - hoeveelheden van natrium en kalium wor - den opgegeven als oxiden: Na 2O en K 2O. 1 mol Na 2O weegt 62,0 g; 1 mol K 2O weeg 94,2 g. Omdat het binnen het ASR-vakge - bied onhandig was telkens Na 2O en K 2O bij te houden, is afgesproken alles om te reke - nen naar Na 2O-equivalenten, ofwel Na 2Oe. Dit wordt gedaan door K 2O te vermenigvul- digen met de gewichtsverhouding tussen Na 2O en K 2O. In formulevorm: Na2Oe = Na 2O + K 2O = Na 2O + 0,658 K 2O Tabel 1 V oorbeeld van de berekening van het totale alkaligehalte van een betonmengsel COMPONENT PER M 3 NA2OE % [M/M] BIJDR AGE [KG/M 3] 290 kg CEM I 0,802,3 100 kg poederkoolvliegas 2,82,8 1070 kg grind 0,0100,11 760 kg zand 0,0120,091 128 kg aanmaakwater 0,0010,001 3,0 kg hulpstof 2,00,060 totaal alkaligehalte beton 5,4 ? 62,0 ? ? ?? ? ? 94,2 ? Betoniek Standaard 17-05.indd 6Betoniek Standaard 17-05.indd 6 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 7 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 De berekeningen in bijlage G concentreren zich dan ook op de cementen en vulstoffen type II (vulstoffen met een bindmiddel func- tie). Alle overige bestanddelen worden voor de alkalibalans op één hoop gegooid onder de noemer overige bestanddelen. In deze Betoniek volgen we bijlage G en concentre - ren ons daarmee op de bindmiddelen. Maximaal alkaligehalte van cement Door alle overige bestanddelen samen te nemen, kan de berekening van de alkali- balans volgens bijlage G worden vereenvoudigd tot: [ aandeel klinker + aandeel SCM ] + aandeel overig ? aandeel neutralisatie ? 3,0 kg/m 3 We lopen de onderdelen van deze formule een voor een langs. Het eerste deel tussen blokhaken [ ] staat voor het bindmiddel. Omdat bij het bindmiddel ook type II vulstof - fen kunnen zitten, is het gesplitst in een aandeel klinker en een aandeel SCM . Het aan- deel SCM staat hier voor de bijdrage door hoogovenslak of poederkoolvliegas. Aanbeveling 89 volgt hierbij de internatio- nale opvatting, dat aandeel SCM niet hoeft te worden meegenomen in de alkalibalans - ber ekening (lees aandeel SCM = 0). Voor het aandeel overig worden in Aanbeveling 89 drie verschillende klassen aangehouden: y ? 0,6; 0,6 < y ? 1,2 en 1,2 < y ? 1,6 Na 2Oe kg/m 3. Het aandeel neutralisatie is een bijzondere term en verdient wat meer uitleg. Experimenten in onder meer Canada en Duitsland laten zien [4] dat alkaliën vastgelegd worden in de hydratatieranden rondom slak- en in iets mindere mate vliegasdeeltjes. Dit betekent dus dat er door slak of vliegas alkalideeltjes worden weggenomen, die niet meer beschikbaar zijn voor het reactieproces van ASR. Het totaal alkaligehalte zoals dat kan worden bepaald, wordt daarmee verlaagd tot een effectief alkaligehalte dat beschik - baar is voor de ASR-reactie. In de Nederlandse regelgeving is het vastleggen van alkaliën door hoogovenslak of vliegas gevangen in de term neutralisatie. De neutralisatieregels die in CUR-Aanbeve - ling 89 zijn aangegeven (tabel 2), geven aan welk gedeelte van het totale alkaligehalte niet hoeft te worden meegerekend. Dit omdat ze worden verondersteld vast te zitten in de hydratatieranden en daarmee niet beschikbaar zijn voor de ASR-reactie. Het aandeel neutralisatie geeft via tabel 2 dus een waarde waarmee het totale alkaligehalte mag worden verlaagd. Daarmee zijn alle termen doorlopen. Aan de hand van een voorbeeldsom zullen we nagaan wat hier nu precies staat. Uitgegaan wordt van een cement met 50% slak en een aandeel overig van 0,6 kg/m 3. Met de eerderge - noemde alkalibalans en afspraken volgt dan: [aandeel klinker + 0] + 0,6 ? 1,0 ? 3,0 kg/m 3. Ofwel het alkaligehalte van het aandeel klinker mag maximaal 3,4 kg/m 3 zijn. Dit antwoord moet nog gedeeld worden door een hoe - veelheid cement om het maximale alkalige - halte van cement per kilo te verkrijgen. In Aanbeveling 89 is arbitrair gesteld dat hier voor een cementgehalte van 450 kg/m 3 moet worden genomen voor het te toetsen beton. Dat is meer dan wat in de praktijk Tabel 2 O verzicht van neutralisatieregels DOOR TOEVOEGING VAN MAG ALS NEUTR ALISATIE WORDEN GEREKEND MET ? 25% vliegas in CEM II/B-V 0,8 kg/m 3 ? 25% vliegas met CEM I 0,4 kg/m 3 ? 30% vliegas met CEM I 0,5 kg/m 3 ? 50% slak (CEM III/A) 1,0 kg/m 3 ? 66% slak (CEM III/B) 2,0 kg/m 3 Betoniek Standaard 17-05.indd 7Betoniek Standaard 17-05.indd 7 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 8 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 gebruikelijk is. Omdat in de meeste gevallen het werkelijk gebruikte cementgehalte lager zal zijn, wordt met deze arbitrair gekozen waarde een veiligheidsmarge gecreëerd. Als met deze 450 kg cement dit rekenvoorbeeld verder wordt doorgerekend, zou hieruit volgen dat de klinker in het te gebruiken cement een maximaal alkaligehalte mag hebben van 3,4/450 = 0,8% (m/m). Van bijlage G naar de tabellen Maar wat hebben we in de voorbeeldsom nu precies gedaan? We hebben iets doorgere- kend voor [aandeel klinker + aandeel SCM ]. Hierbij hebben we aangenomen dat aandeel SCM = 0, waardoor het aandeel klinker = 0,8% (m/m). Nu gaan we het aangeleverde cement testen op het alkaligehalte. Uit de test volgt niet alleen een bijdrage door het aandeel klinker , maar ook een bijdrage door het aandeel SCM . Hoewel die laatste in de berekening op nul is gezet, wordt de bijdrage door slak in het laboratorium wel gewoon gemeten. Om dit op te lossen, is in Aanbeve - ling 89 een truc uitgehaald. Het te verwach- ten rekenkundige aandeel SCM wordt opgeteld bij het maximaal berekende aandeel klinker . In Aanbeveling 89 is daarbij gerekend met een arbitraire waarde van ten minste 0,6% (m/m) voor slak en ten minste 1,0% (m/m) voor poederkoolvliegas. Als dit in het rekenvoor - beeld wordt ingevuld, volgt: aandeel klinker = 3,4 kg/m 3 (zie eerder). Voor 50% slak op 450 kg cement levert dit een aandeel SCM = 50% × 450 kg × 0,6% (m/m) = 1,35 kg/m 3. Totaal voor het cement betekent dit: [aan- deel klinker + aandeel SCM ] = [3,4 + 1,35] = 4,75 kg/m 3. Op een totaal van 450 kg cement wordt dus de grenswaarde voor het te gebruiken cement 4,75/450 = 1,1% (m/m). Na deze uitleg zal het duidelijk zijn dat het ondoenlijk is om telkens een dergelijke berekening zelf uit te voeren. Voor een aantal veelgebruikte samenstellingen zijn deze berekeningen al gemaakt. Dit zijn de tabellen die in de hoofdtekst van Aanbeveling 89 terecht zijn gekomen. Tabellen in de hoofdtekst Nu de achtergrond van de tabellen is uitge - legd, worden voor de volledigheid hier ook de tabellen uit de hoofdtekst van Aanbeve - ling 89 gegeven. In tabel 3 is het overzicht gegeven van eisen aan cementen volgens NEN-EN 197-1. In deze tabel is bij CEM III/A en aandeel overig = 0,6 kg/m 3 het doorgere - kende rekenvoorbeeld terug te zien. In tabel 4 is het overzicht gegeven van eisen aan combinaties van cementen en/of poederkoolvliegas. Tabel 3 O verzicht eisen aan cementen volgens NEN-EN 197-1 T YPE CEMENT CEM II/B-VCEM III/A CEM III/B cement met gehalte poederkoolvliegas of slak [% (m/m)] ? 25 ? 30 ? 50 ? 66 Na 2Oe poederkoolvliegas in cement [% (m/m)] x ? 2,0 2,0 < x ? 3,0 3,0 < x ? 4,5n.v.t. n.v.t. maximum alkaligehalte cement [% (m/m)] indien alkalibijdrage overige bestanddelen ? 0,6 kg/m 3 3) 1,1 1,3 1,6 1,1 1,5 indien alkalibijdrage overige bestanddelen 0,6 < y ? 1,2 kg/m 3 1) 3) 0,9 1,1 1,5 0,9 1,3 indien alkalibijdrage overige bestanddelen 1,2 < y ? 1,6 kg/m 3 2) 3) 0,8 1,0 1,4 0,8 1,2 1) indien wordt aangetoond dat de alkalibijdrage van de hulp- en vulstoffen, anders dan poederkoolvliegas, < 0,1 kg/m 3 is, mag voor de alkalibijdrage van de overige bestanddelen worden uitgegaan van maximaal 1,2 kg/m 3 2) indien niet wordt voldaan aan de eis "alkalibijdrage overige bestanddelen ? 1,6 kg/m 3", dan moet het alkaligehalte worden berekend volgens bijlage G van de CUR-Aanbeveling 3) onder ' overige bestanddelen' wordt in deze tabel verstaan alle grondstoffen in het beton behalve cement en poederkoolvliegas. Betoniek Standaard 17-05.indd 8Betoniek Standaard 17-05.indd 8 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 9 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 HERZIENE CUR-A ANBEVELING 89 Eind 2017 is de derde, herziene uitgave van CUR-Aanbeveling 89 uitgekomen. Hier waren twee belangrijke redenen voor. Ten eerste is de testprocedure voor de zeer versnelde mortelbalktest (UAMBT) aange- past. In plaats van de lange dunne testbalk - jes (285 mm × 25 mm × 25 mm) is terugge - keerd naar de korte dikke testbalkjes (160 mm × 40 mm × 40 mm). Ten tweede is het gemis van het toevoegen van losse hoogovenslak ingevuld. In de herziene versie is expliciet het toevoegen van losse, gemalen, gegranuleerde hoogovenslakken opgenomen. De rekenregels hier voor zijn nog steeds gebaseerd op de uitgangspunten en aannamen zoals ze in de oorspronkelijke bijlage G waren verwoord. In de nieuwe, herziene versie zijn de regels nu expliciet uitgeschreven voor deze situatie onder paragraaf 5.3.3. Nog een stap verder en een daadwerkelijke vernieuwing ten opzichte van voorgaande versies is, dat er nu naar een veel groter scala aan mogelijke combinaties van cementen en vulstoffen type II kan worden gekeken. Door de grote variëteit is een een - voudige tabel dan niet meer toereikend. Vandaar dat is overgestapt naar een grafische met hode. Het gebruik van deze methode vereist wel wat extra uitleg. Daarom gaan we hier nader op in. Grafische methode Bij de grafische methode wordt eerst gekeken naar de samenstellende delen van het bindmidde l. In een grafiek (fig. 4) kan worden afgelezen in welk gebied (A, B, of C) de combinatie van poederkoolvliegas, hoog - ovenslak en CEM I van het te toetsen beton z ich bevindt. Het voordeel van de grafische Tabel 4 O verzicht eisen aan combinaties van cementen en/of poederkoolvliegas T YPE CEMENT: CEM I MET POEDERKOOLVLIEGAS CEM I MET POEDERKOOLVLIEGASCEM I MET POEDERKOOLVLIEGAS CEM III/B EN CEM I ZONDER POEDERKOOLVLIEGASCEM III/B EN CEM I MET POEDERKOOLVLIEGAS Bindmiddel met gehalte slak [% (m/m)] n.v.t. n.v.t. ? 50 Het gehalte aan hoogovenslak in de combinatie (CEM III/B + CEM I) ? 50% (m/m). Verder moet het alkaligehalte van de combinatie (CEM III/B + CEM I) conform de eisen zijn van CEM III/A uit tabel 3. Poederkoolvliegas gehalte poederkoolvliegas [% (m/m)] ? 25 ? 30 n.v.t. Na2Oe poederkoolvliegas [% (m/m)] ? 3,0 ? 3,0 x ? 4,5 n.v.t. Maximum alkaligehalte cement [% (m/m)]: indien alkalibijdrage overige bestanddelen ? 0,6 kg/m 3 3) 0,9 0,9 1,1 Het gehalte aan hoogovenslak in de combinatie (CEM III/B + CEM I) ? 50% (m/m). Verder moet het alkaligehalte van de combinatie (CEM III/B + CEM I) conform de eisen zijn van CEM III/A uit tabel 3. indien alkalibijdrage overige bestanddelen 0,6 < y ? 1,2 kg/m 3 1) 3) 0,7 0,7 0,9 indien alkalibijdrage overige bestanddelen 1,2 < y ? 1,6 kg/m 3 2) 3) 0,6 0,6 0,8 1) indien wordt aangetoond dat de alkalibijdrage van de hulp- en vulstoffen, anders dan poederkoolvliegas, < 0,1 kg/m3 is, mag voor de alkalibijdrage van de overige bestanddelen worden uitgegaan van maximaal 1,2 kg/m 3 2) indien niet wordt voldaan aan de eis 'alkalibijdrage overige bestanddelen ? 1,6 kg/m 3', dan moet het alkaligehalte berekend worden volgens bijlage G van de CUR-Aanbeveling 3) onder ' overige bestanddelen' wordt in deze tabel verstaan alle grondstoffen in het beton behalve cement en poederkoolvliegas Betoniek Standaard 17-05.indd 9Betoniek Standaard 17-05.indd 9 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 10 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 methode is dat hiermee veel eenvoudiger een veel grotere variëteit aan mogelijke combinaties kan worden beoordeeld. Als de combinatie van het te toetsen beton zich buiten de gebieden A, B, of C bevindt, kan de grafi sche methode niet worden gebruikt en moeten we teruggevallen op de rekenregels zoals gegeven in bijlage G van A anbeveling 89. Zoals eerder beschreven, moet nog steeds worden bepaald wat het alkaligehalte van het aandeel overig is (de drie eerdergenoemde klassen). Met deze infor- matie kan in tabel 5 worden opgezocht wat het maximaal toegestane alkaligehalte voor CEM I mag zijn. In Aanbeveling 89 staat niet expliciet hoe moet worden omgegaan met situaties waar de combinatie precies op een van de snijlijnen tussen de verschillende gebieden ligt. In dergelijke situaties vertelt het gezond verstand ons dat we dan de veilige (lage) waarde van de twee mogelijkheden uit tabel 5 moeten kiezen. Tabel 5 Maximaal toegestaan alkaligehalte voor CEM I in bindmiddelcombinaties met hoogovenslak en poederkoolvliegas ALK ALIGEHALTE OVERIGE BESTANDDELEN MA XIMA AL ALK ALIGEHALTE CEM I (% M/M) 4) GebiedABC indien alkalibijdrage overige bestanddelen ? 0,6 kg/m 3 3) 0,9 1,5 2,9 indien alkalibijdrage overige bestanddelen 0,6 < y ? 1,2 kg/m 3 1) 3) 0,7 1,2 2,5 indien alkalibijdrage overige bestanddelen 1,2 < y ? 1,6 kg/m 3 2) 3) 0,6 1,1 2,2 1) indien wordt aangetoond dat de alkalibijdrage van de hulp- en vulstoff en, anders dan poederkoolvliegas en hoogovenslak, < 0,1 kg/m 3 is, mag voor de alkalibijdrage van de overige bestanddelen worden uitgegaan van maximaal 1,2 kg/m 3 2) indien niet wordt voldaan aan de eis 'alkalibijdrage overige bestanddelen ? 1,6 kg/m 3', dan moet het alkaligehalte berekend worden volgens bijlage G van de CUR-Aanbeveling 3) onder 'overige bestanddelen' wordt in deze tabel verstaan alle grondstoff en in het beton behalve cement, hoogovenslak en poederkoolvliegas 0%5% 10% 15% 2 0% 25% 30% 5010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 % Poederkoolvliegas in mengsel % Hoogovenslak in mengsel A BC 4 Grafi sche methode om maximum alkaligehalte CEM I te bepalen bij combinaties met hoogovenslak en poederkoolvliegas Betoniek Standaard 17-05.indd 10Betoniek Standaard 17-05.indd 10 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 11 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 Let op! De waarden zoals weergegeven in tabel 5 gaan dit keer alleen over het klinker- deel (CEM I) en dus niet over een samen- gesteld cement zoals CEM III/B. Als we nog een keer naar het rekenvoor- beeld met 50% slak teruggaan, zien we dat we in gebied B van de grafi ek zitten. Bij een aandeel overig van maximaal 0,6 kg/m 3 volgt via tabel 5 in dit geval dat een maximaal alkali-gehalte van 1,5% (m/m) is toege- staan, in plaats van de 1,1% (m/m) die eerder in deze Betoniek werd berekend. Dit komt omdat er bij de grafi sche methode alleen naar het CEM I aandeel wordt geke- ken. Dit is slechts 225 kg. De berekening is daarom hier 3,4/225 = 1,5% (m/m). TOT SLOT ASR en CUR-Aanbeveling 89 zijn genoeg- zaam bekend in de betonwereld. Maar hopelijk is er na het lezen van deze Betoniek toch weer wat kennis bijgekomen. En we zijn er nog niet, want nieuwe mengsels met geopolymeren en extra alkali-activatoren verschijnen aan de horizon. In deze Betoniek heeft de berekening van het maximaal alkaligehalte van cement nadrukkelijke aandacht gekregen. Met de daarnaast gepresenteerde grafi sche methode lopen we internationaal gezien voorop. Laten we hopen dat we schadelijke ASR in Nederland met onze kennis zo telkens een stapje voorblijven. 5 Microstructuur beton met ASR Betoniek Standaard 17-05.indd 11Betoniek Standaard 17-05.indd 11 09-02-21 11:3809-02-21 11:38 12 FEBRUARI 2021 STANDA ARD 17 05 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 Vakbladverschijnt vier keer per jaar. Alle artikelen zijn te raadplegen op www.betoniek.nl. Voor leden van Betoniek is dat gratis! BETONIEK = STANDAARD + VAKBLAD Onderdeel van het Vakblad VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 4 2020 Bekistingen in de praktijk TUNNELEN OP HOOGTE? BEKISTING ALS 3D-PUZZEL ? ONTKISTEN BOVEN WATER ? BEKISTING MET GEBOGEN HUIDPL A AT IN SAMENWERKING MET BV-2020_Cover.indd 1 08-12-20 08:33 Literatuur 1 CROW/CUR-Aanbeveling 89: Maatregelen ter voorkoming van betonschade door alkali-silica- reactie (ASR). Derde, herziene uitgave, 2018. 2 Betoniek 15/02 ? ASR Verzekering 3 Fliert, C. van de, Hove, J.F. ten, Schrap, W.L. (1962). Alkali-aggregaatreactie in beton. Cement 1962/1 4 Alkali-silicareactie in beton ? achtergrondrapport bij CUR-Aanbeveling 89, 2003. Lidmaatschap 2021 Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.betoniek.nl/lidworden of neem contact op via lezers- ser vice@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voorwaarden op www.betoniek.nl/algemene- publicatievoorwaarden-betoniek. 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 vertegenwoordigd: BAM Infraconsult, Betonhuis, ENCI, Mobile Concrete Group, SKG-IKOB en TNO. Uitgave Aeneas Media bv Ruimte 4121 Veemarktkade 8 5222 AE 's-Hertogenbosch Website www.betoniek.nl Lezersservice T: 073 205 10 10 E: lezersser vice@aeneas.nl Vormgeving Inpladi bv, Cuijk Redactie T: 073 205 10 27 E: betoniek@aeneas.nl Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Betoniek niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslis- singen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang- hebbenden kunnen contact opnemen met de uitgever. © Aeneas Media bv 2021 ISSN: 2352-1090 KENNISDELING VIA BETONIEK, DANKZIJ ONZE PARTNERS Betoniek Standaard 17-05.indd 12Betoniek Standaard 17-05.indd 12 09-02-21 11:3809-02-21 11:38