Een maandelijkSe uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht507 Amsterdamtelefoon 020-23 85 31ExamenBetontechnologie CB11977In de Voorschriften Beton 1974 wordt vooruitvoering in klasse 11 de begeleiding door eengediplomeerd betontechnoloog C131 verplichtgesteld. Evenals de verplichting van een CB1betontechnoloog voor een door de Beton-vereniging goedgekeurde betoncentrale is diteen erkenning van het niveau van dit diploma.De gevolgen van deze ontwikkeling blevenniet uit. Allereerst wat betreft de achtergrondvan de cursisten.Voorheen bestond het grootste gedeelte vanhet aanbod aan cursisten uit functionarissenvan leverende bedrijven, dus van betoncen-trales en ook wel van betonwarenfabrieken.Thans worden cursussen soms overwegendbezet door vertegenwoordigers van overheid eningenieursbureaus, dus de directie-voerendeinstanties en aannemingsbedrijven. Een derge-lijke gemengde bezetting komt de discussietijdens de lesavonden zeker ten goede!Daarnaast werd reeds in vorige jaren gecon-stateerd dat door het van kracht worden vande VB 1974 de lesstof niet alleen gedeeltelijkmoest worden herzien maar ook uitgebreid metbeginselen van informatieverwerking op basisvan statistiek.Bij deze noodgedwongen herziening bleekoverigens de waarde van het door de samen-stellers van de cursus reeds jarenlang gehuldig-de standpunt: kennis van de grondslagen isapril 1977belangrijker dan kennis van voorschriften. Dewijzigingen betroffen dan ook overwegend deuiterlijke vorm, de keuze van de rekenvoor-beelden en dergelijke. Bij het doorbladeren vanoude jaargangen van het cursusboek wordtmen getroffen door het grote aantal onder-werpen dat, zij het dikwijls wat gestroomlijnd,de tand des tijds heeft doorstaan.Deze benadering is ook van voordeel voordeNederlandse betontechnoloog die het verderop zocht. Bij de grote activiteit die Nederlandseaannemers op de buitenlandse markt ontwik-kelen, en waar GBV of VB meestal niet zobelangrijk zijn, blijkt de Nederlandse betontech-noloog, gewapend met de algemeen geldendebasiskennis, een goede all-rounder.Inmiddels blijkt de cursus CB1, na de woelingenrond de nieuwe VB 1974, aardig tot rust te zijngekomen. Ook omvangen karakter van hetexamen wijken niet af van het vorige jaar.Dit jaar volgden 183 cursisten in 8 verschillendeplaatsen de cursus. Hiervan deden er 175examen waarvan 77 of 44% met goed resultaat.EERSTE GEDEELTEBeschikbare tijd 1 uur. Gebruik van het cursus-boek niet toegestaan. Met dit gedeelte waren50 punten te verdienen.Algemene gegevens:soortelijk gewicht (volumieke massa es)zand en grind =2,6;soortelijk gewicht (volumieke massa I,)s)portlandcement = 3,1;soortelijk gewicht (volumieke massa es)hoogovencement = 3,0;volumegewicht (volumieke massa em) droogzand = 1500 kg/m3;volumegewicht (volumieke massa I,)m) drooggrind = 1700 kgVm3·Vraag 1 (5 punten)Waarop berust de duurzaamheid vanwapeningsstaal in beton?Welke uitvoeringsfouten kunnen deze duur-zaamheid nadelig beïnvloeden?De duurzaamheid berust op de omhulling doorcementsteen waarvan de alkaliteit (door deaanwezigheid van vrije kalk en alkali in decementhydraten) zo hoog is dat het staal isgepassiveerd, d.w.z. niet kan roesten.De duurzaamheid wordt nadelig beïnvloed doorontbreken van de omhulling of opheffen vande passivering zoals bij onvoldoende dekking(ook grindnesten en scheuren), bij zeer poreusbeton en door agressieve invloeden. Alsvoorbeelden vanuitvoeringsfouten die hiertoeleiden, kunnen worden genoemd: verkeerdeligging van de wapening, te weinig afstand-houders, te droog storten (onvoldoende ver-dicht), te nat storten (bleeding, poreus beton),overmaat chloride, onvoldoende nabehandeling.fVraag 2 (5 punten)Wat is verouderen van cement? Door welkeomstandigheden wordt het bevorderd? Waartoeleidt verouderen van cement?Onder verouderen verstaat men het voortijdigreageren van cement met waterdamp uit deomringende lucht. Het wordt bevorderd doorhet vergroten van de mogelijkheid tot contactmet vochtige lucht (dus de wijze van opslag),door de vochtigheid van deze lucht en door hetverversen van lucht waardoor steeds nieuweaanvoer van waterdamp plaatsvindt. Snellerecementen zijn het meest gevoelig: klasse Cveroudert sneller dan klasse A. Verouderingleidt tot kluitvorming en in ernstige gevallenzelfs tot verharding. Wanneer de kluiten met21De afwerkbaarheid van een betonoppervlakis een van de eigenschappen die vervat zijn inhet begrip verwerkbaarheid (vraag 4)de hand (of in de menger) nog kunnen wordenverpulverd, is het cement nog bruikbaar.Vraag 3 (5 punten)Om welke redenen kan de toepassing van eenvertrager plaatsvinden?In hoofdzaak zijn daarvoor twee redenen:1. het verschuiven van de warmte-ontwikkelingnaar een latere fase; 2. het vertragen van deopstijving.Ten aanzien van het tweede punt kunnen nogdetails worden genoemd zoals:· het storten met hoge begintemperatuur(zomerproblemen);· injecteren tot grote diepte of wanneer in-jectiespecie slechts langzaam op zijn plaatskomt;· het voorkomen van stortnaden;· het overlappen van stortpauzes;· wanneer beweging wordt verwacht in pasgestorte constructies;· het uitwassen van de toplaag voor hetmaken van sierbeton.Vraag 4 (5 punten)Welke eigenschappen van betonspecie wordensamengevat onder het begrip verwerkbaarheid?a. Mengbaarheidb. Transporteerbaarheidc. Verdichtbaarheidd. AfwerkbaarheidVraag 5 (5 punten)Geef aan op welke wijze kan worden beoor-deeld of een gestorte betonconstructie voldoen-de ontkistingssterkte bezit.a. Aan de hand van het resultaat van de ver-hardingsproef.b. Met behulp van de terugslaghamer.c. Met behulp van ultrasone metingen.d. Met behulp van de combinatie van b en c.e. Op basis van het aantal verhardingsdagenvolgens de VB 1974.Vraag 6 (5 punten)Noem drie belangrijke factoren die van invloedzijn op de waterbehoefte van een beton-speciernengsel.De waterbehoefte van een betonspeciemengselhangt af van de eisen die aan de verwerk-baarheid worden gesteld. Deze kan dus alsfactor worden genoemd, maar ook de reedsonder vraag 4 genoemde mengbaarheid, trans-porteerbaarheid, verdichtbaarheid en geschikt-heid tot afwerken. Verder staan in direct ver-band met de waterbehoefte nog de korrel-opbouw, de nominale korrelafmeting, structuuren vorm van de toeslagkorrels, porositeit vande toeslag, hoeveelheid fijn materiaal, hoeveel-2Fabricage van betonstenen (vraag 8)heid, soort en fijnheid van het cement, beïnvloe-ding door hulpstoffen zoals plastificeerders ende temperatuur van de specie.Vraag 7 (10 punten)Hoeveel portlandcement heeft men theoretischnodig als in een droog grindpakket van 1 m3de holle ruimte zoveel mogelijk wordt opgevuldmet droog zand en de dan nog overblijvendeholle ruimte met cementpasta waarvan dewcf::::: 0,52.Het absoluut volume van het in 1 m3aanwezigegrind bedraagt 1700 : 2,60 ::::: 654 liter. De res-terende holle ruimte is dan 346 liter. Hier-voor is nodig 346 x 1,5= 519 kg droog zand,waarvan het absoluut volume bedraagt519 : 2,60 = 200 liter. Resterende holle ruimte346 - 200= 146 liter. Dus benodigd 146 litercementpasta met wcf = 0,52.Stel het cementgehalte is x kg/m3·In volumina:146 = (x : 3,1) + 0,52xwaaruit volgt x = 174 kg/m3Vraag 8 (10 punten)Voor een betonstenenpers wordt een mengselontworpen dat per m3geheel verdichte specie360 kg hoogovencement bevat bij een wcfvan 0,32. Een verse steen met een inhoud vantwee liter blijkt 4,63 kg te wegen.Een proef met een ander mengsel dat even-eens 360 kg hoogovencement per m3geheel3verdichte specie bevat, maar met een wcf van0,36, levert een steen op die bij een inhoudvan twee liter 4,81 kg weegt.Welk verschil in druksterkte valt te verwachtenals beide stenen onder dezelfde omstandig-heden verharden? Motiveer uw antwoord.Dit is een theoretisch belangrijke vraag, ge-toetst aan een zéér praktisch voorbeeld. Demeeste kandidaten volstonden met het ant-woord: lagere wcf geeft hogere sterkte, dus deeerste steen wordt het sterkst.Deze 'wet' geldt echter alleen bij gehele ofnagenoeg gehele verdichting. En dat is hier nujuist duidelijk niet het geval. De porositeit vancementsteen, en daarmee de sterkte, wordtbepaald door de som van water + lucht. Elkprocent lucht (= 10 liter per m3) dat door on-volledig verdichten in beton achterblijft, leidttot eenzelfdesterkteverlies als een verhogingvan de wcf, overeenkomend met 10 liter waterper m3. Bij een normaal cementgehalte is diteen verhoging van de wcf met ca. 0,03, dus nietzo gering.Het verschil in volumegewicht tussen beidestenen is zo groot dat het antwoord op de ge-stelde vraag eenvoudig kan luiden:De totale porositeit van de eerste steen isgroter, waardoor deze steen een lagere sterktezal bereiken dan de tweede steen.Een eenvoudige berekening leidt overigens totdezelfde conclusie.1e steen, per m3totaal verdicht:360 kg cement d.L 360/3,0 = 120 literwcf 0,32 d.L 0,32 x 360 = 115 litercement + water = 235 litertoeslagmateriaal = 765 literdus 765 x 2,6 = 1989 kg toeslagmateriaaI.Totaalgewicht 2464 kg per m3verdicht.43Wanneer betonspecie moet worden verpompt,heeft dit consequenties voor de samenstellingvan het mengselDe steen weegt in werkelijkheid 4,63 kg, dusper m350 x 4,63= 2315 kg.De verdichtingsgraad bedraagt 2315/2464 =94%, d.W.Z. dat er 6% lucht resteert.2e steen, per m3totaal verdicht:360 kg cement = 120 literwcf 0,36 = 130 liter750 liter toeslagmateriaal d.L 750 x 2,6 ==1950 kg.Totaalgewicht 2440 kg per m3verdicht.De steen weegt 4,81 kg dus 50 x 4,81 =2405 kg/m3·Verdichtingsgraad 2405/2440 = 98,5% d.W.Z.de steen bevat 1,5% lucht.De som van water en lucht bedraagt:1e steen 94/100 x 115 + 60 = 168 liter2e steen 98,5/100 x 130 + 15 = 143 literTenslotte nog een opmerking.Sommigen meenden dat de eerste steen eenlagere sterkte zal opleveren omdat door delage wcf onvoldoende water voor de hydratatiebeschikbaar is. Deze motivering is onjuist.Inderdaad zal bij zodanige wcf de kern vanveel cementkorrels niet hydrateren. Het is eenveel verbreid misverstand dat dit invloed zouhebben op de sterkte.285 litervoor toeslagmateriaal 715 literwaarvan zand 0,37 x 715 x 2,60 = 688 kgen grind 0,63 x 715 x 2,60 = 1171 kg.2De mengselkromme ligt binnen de lijnenA en B , het minimaal vereiste cementgehaltebedraagt 300 kg/m3·300 kg cement d.i. 300/3,0 =100 literwater = 165 liter2% lucht = 20 literop zeef zand grind 11 mengsel37% 63%C31,5C 16 19 19C 8 44 44C 4 2 60 622mm 6 63 691 mm 9 63 72500,um 17 63 80250,um 31 :·63 94125,um 37 63 100grind 11300/070%95'Jfo1000/0100%100%100%1000/0grind I43%82%99%100%100%1000/01000/0100%zand§'iJfo1È3%25%45%84'%99%op zeefVragen1. Welk grind moet gebruikt worden? Berekende mengselkromme.2. Bereken de doseeropgave voor de meng-meester voor charges van 3 m3, als bekend isdat het watergehalte 165 Iiter/m3bedraagt.Neem aan dat de verdichte specie nog 2%lucht bevat.3. Toets de berekende samenstelling aan degestelde eisen.Antwoorden1Uit de berekening van het zand-grindmengsel37/63 blijkt dat met grind I het zeefrestverschil8% bedraagt; met grind H bedraagt het 10%.Alleen met grind 11 kan voldaan worden .aan deeis dat het verschil tussen de zeefresten op1 mm en C 4 minstens 100/0 moet bedragen.Voor grind II is de berekening van de mengsel-kromme in de tabel weergegeven.Zeefresten in %C31,5C16C 8C 42mm1 mm500,um250,um125,umVraag 9 (15 puntetl)Voor het beton van een waterdichte keldervloervan twee meter dik zijn de bestekseisen:· betonklasse I - B 17,5;· hoogovencement klasse A;· zo laag mogelijk cementgehalte;· consistentiegebied 2.De aannemer verwerkt de betonspecie metbetonpompen.Het pompbedrijf stelt daarbij nog de volgendeeisen:· hoeveelheid fijn minstens 130 liter/m3;· het verschil tussen de cumulatieve zeef-resten van het mengsel op de zeven 1 mm enC 4 moet minstens 10% bedragen.Het zandpercentage is 37%. De betoncentraleheeft de keus uit grind I en grind 11.5TWEEDE GEDEELTEGebruik van het lesboek is toegestaan.Algemene gegevens:soortelijk gewicht (volumieke massa es)hoogovencement :=: 3,0;soortelijk gewicht (volumieke massa es)zand en grind = 2,6;vochtgehalte zand = 4% t.o.v. nat materiaal;vochtgehalte grind = 2% t.o.v. nat materiaal.Na 28 dagen verharding heeft men de volgenderesultaten verkregen:Te doseren 100/96 x 688 = 717 kg nat zanden 100/98 x 1171 = 1195 kg nat grind,bevattende resp. 29 en 24 liter water,samen 53 liter. Nog te doseren aanmaakwater165 -53 = 112 liter.pe doseeropgave voor de mengmeester voorG m3wordt:,900 kg hoc A2150 kg nat zand3585 kg nat grind336 liter watermengsel met vertrager45,8 N/mm244,8N/mm246,3 N/mm247,0 N/mm248,4 N/mm247,2 N/mm2mengsel zonder vertrager43,8 N/mm243,2 N/mm241,9 N/mm240,4 N/mm244,2N/mm246,4 N/mm23Mengselkromme ligt tussen A en B voor water-dicht beton. HO.eveelheid fijn per m3: 100 litercement vermeerderd met 16% (doorlaat doorzeef 250 ,um) van 265 liter zand.Totaal 100 + 42 = 142 liter.Dit voldoet eveneens aan het vereiste.Vraag 10 (15 punten)Van een normale betonspecie met hoogoven-cement is het volume-aandeel zand en grind2,5 maal zo groot als dat van de cementpasta.Het luchtgehalte bedraagt 5%. Vijf liter vandeze specie weegt 11,35 kg. In deze speciewordt het grind vervangen door een niet-absorberende, lichte toeslag, waarvan hetkorrelvolumegewicht (volumieke massa (lsr)1400 kg/m3 bedraagt. Vijf liter van deze laatst-genoemde specie weegt 8,65 kg bij eenzelfdeluchtgehalte van 5%.Wat was de zand-grindverhouding in het oor-spronkelijke mengsel?Kan men met de gekozen betonsamenstellingdit stort uitvoeren? Licht uw antwoord toe.AntwoordBij het beoordelen van de geschiktheidsproefgaat het om het mengsel waarmee eventueelgestort zal worden. De gemiddelde sterkte van6 proefkubussen moet dan minstens 7,5 N/mm2meer bedragen dan de nagestreefde B-waarde.Het gemiddelde resultaat van het mengselmet. vertrager bedraagt 46,6N/mm2· Dit ismeer dan 37,5 + 7,5 = 45 N/mm2, dus de ge-schiktheidsproef voldoet.Veel kandidaten lieten zich in de war brengendoor de eis van de VB 1974 dat ingeval vanbijzondere verhardingsomstandigheden tweeseries proeven moeten worden gemaakt; éénonder de bijzondere omstandigheden en éénonder de controleproefomstandigheden. Er isechter geen sprake van bijzondere verhardings-omstandigheden en voor de formele beoor-deling speelt de tweede reeks gegevens geenrol.Teken in een grafiekje het verband tussenvochtgehalte en volumegewicht (volumiekemassa (lm) van het zand.Vraag 12 (15 punten)Van een hoeveelheid zand wordt bij diversevochtgehaltes het percentage holle ruimtegemeten. Men vindt de volgende resultaten.Antwoord1 m3bevat 950 liter luchtvrije specie.Volume-aandeel zand en grind hierin2,5/3,5 x 950 = 679 liter.5 liter normale specie weegt 11,35 kg, dus hetvolumegewicht bedraagt 200 x 11,35 =2270 kg/m3·Na vervanging door lichte toeslag bedraagthet volumegewicht 200 x 8,65 = 1730 kg/m3·Verschil in volumegewicht 2270 - 1730=540 kg/m3· .Per liter grind is de verlaging 2,6 - 1,4 = 1,2 kg.De specie bevatte dus 540/1,2 =450 liter grind.Het grindpercentage bedroeg 450/679 = 66%,het zandpercentage 34'%.% vocht(gew. /Jfo t.o.v. droog zand)14710%holle ruimte46504640Vraag 11 (5 punten)Bij het storten van een betonconstructie zalom uitvoeringstechnische redenen een ver-trager worden toegepast.De betonkwaliteit moet voldoen aan B 37,5.Omdat men het effect van de vertrager op dedruksterkte wil weten, wordt een geschikt-heidsproef zowel met als zonder vertrageruitgevoerd.6AntwoordDeze vraag heeft op het examen wel de meestehoofdbrekens opgeleverd. Dergelijke bereke-ningen behoren niet tot het dagelijkse werk vaneen praktizerend betontechnoloog. De examen-commissie meende echter dat enig begripvoor dergelijke L ~ wel degelijkvereist is. In de cursus wordt bovendien nogalwat aandacht geschonken aan het merk-· L volumegewicht. (kg/m3),..00 t130012002 6 B--+ W V ~ (0J0)waardig verloop van het volumegewicht van 4zand bij wisselend vochtgehalte. De berekening Verloop van het volumegewicht van zand bijvan het volumegewicht gaat als volgt. wisselend vochtgehalteBij 1% vochtgehalte 46% holle ruimte d.w.z.540 liter absoluut volume materiaal, dat iszand + vocht!Stel gewicht zand == xgewicht vocht == 0,01 xvolume zand =x/2,6volume vocht =0,01 xtotaal volume:x/2,6 + 0,01 x =0,395x = 540 literx = 1367 kg zandwaarbij 0,Q1 x = 14 kg vochtvolumegewicht = 1381 kg/m3Bij 4'% vochtgehalte:x/2,6 + 0,04 x =0,425 x = 500 literx = 1176 kg zand0,04 x = 47 kg vochtvolumegewicht =1223 kg/m37Bij 7% vochtgehalte:x/2,6 + 0,07 x= 0,455 x = 540 literx = 1187 kg zand0,07 x = 83 kg vochtvolumegewicht =1270 kg/m3Bij 10% vochtgehalte:x/2,6 + 0,10 x =0,485 x = 600 literx =1237 kg zand0,10 x = 124 kg vochtvolumegewicht =1361 kg/m3Een schets van het verloop van het volume-gewicht bij wisselend vochtgehalte is in eengrafiekje opgenomen (zie figuur 4).