1juni 2002De laatste keer in de oude vertrouwde vorm!Op 22 april jl. bogen 91 kandidaten zich in Utrecht voor de laatste maalover het examen Betontechnoloog bv oude stijl. Met ingang van hetkomend cursusseizoen 2002/2003 wordt de opleiding BetontechnoloogBV grondig aangepast. In september van dit jaar start de nieuwe cursusBasiskennis Betontechnologie. Deze cursus geeft toelating tot drie nieu-we opleidingen:· Betontechnoloog BV (nieuwe stijl)· Betontechnologisch Adviseur BV· Betononderhoudskundige BV.Examen betontechnoloogBV 2002A l g e m e e nExamen16I2Het examen van 22 april was dus de laatste moge-lijkheid om het fel begeerde diploma Betontechno-loog BV in één keer te behalen. In de toekomst zaleerst de opleiding Basiskennis Betontechnologiemet goed gevolg moeten zijn doorlopen alvorensmen wordt toegelaten tot de opleiding Betontech-noloog BV nieuwe stijl. Tevens moet het PracticumBetontechnologie met succes worden afgerond,om uiteindelijk het diploma Betontechnoloog BVnieuwe stijl te verwerven.Hoeveel kandidaten mochten zich dit jaar tot degelukkigen rekenen die voor de laatste keer in deoude opzet het diploma behaalden?29 kandidaten legden het examen deze keer metgoed gevolg af. Hiermee kwam het slagingspercen-tage dit jaar op 32%. Voor de kandidaten, die hetexamen helaas niet hebben gehaald, bestond demogelijkheid, op grond van de behaalde resultaten,een deelcertificaat Basiskennis Betontechnologiete verwerven, dat in de nieuwe opzet rechtstreekstoegang geeft tot de cursus Betontechnoloog BVnieuwe stijl. Dit zijn er 17 in totaal.Het examen bevatte dit jaar 28 meerkeuzevragen en10 open vragen. Net als voorgaande jaren was eenmaximale score van 30 punten te behalen voor demeerkeuzevragen en 70 voor het gedeelte open vra-gen. Nog steeds is het gebruik van programmeerba-re rekenmachines en/of schriftelijke naslagwerkenniet toegestaan. Wel kreeg elke kandidaat, zoalsinmiddels gebruikelijk, een setje algemene gege-vens uitgereikt. Om deze B e t o n i e k niet onnodigdik te maken, zijn deze gegevens niet opgenomen.Indien u de vraagstukken als oefening wilt makendan kunt u de gegevens vinden in het boekBetontechnologie, 10eherziene druk 1998.Bedenk bij het maken van de vragen dat dit boekvoor de examenkandidaten ook de examenstofvormde. De B e t o n i e k ­lezer weet dat de kennisover en het inzicht in de betontechnologie zich inrazend tempo ontwikkelen. Deze allerlaatste snuf-jes behoren echter niet tot de examenstof.Deel A: Meerkeuzevragen.Antwoorden en aanvullende informatie zijn ver-meld aan het eind van dit deel.Vraag 1Het fenomeen `groene sterkte' is een gevolg vanA de cohesie tussen de watermoleculen onderlingen de adhesie tussen watermoleculen en een vastoppervlak.B een lage water-cementfactor en een goede ver-dichting.C een volledige vulling van de holle ruimte inhet toeslagmateriaal met cementlijm.D het toepassen van een zeer fijn cement,waardoor er al heel snel sprake is van enigeverharding.Vraag 2Van een betonmengsel met 350 kg cement is bere-kend, dat er 840 gram chloride per m3beton in degrondstoffen aanwezig is.Het betonmengsel heeft een volumieke massa van2450 kg/m3.Voor toetsing aan de VBT bepaalt de betontechno-loog het chloridegehalte.Het chloridegehalte bedraagt:A 0,03%B 0,08%C 0,24%D 0,34%Vraag 3Een producent van betonelementen heeft voor zijnproductieproces een korrelgradering van het toe-slagmateriaal nodig die binnen zeer nauwe gren-zen mag variëren. Hij heeft de keuze om per schipde korrelgroepen 4-8, 8-16 en 16-32 dan wel de kor-relgroep 4-32 aan te voeren. De producent van hettoeslagmateriaal garandeert dat hij voor alle korrel-groepen kan voldoen aan de eisen van de produ-cent van betonelementen.Deze kiest voor:A de aanvoer van 3 aparte korrelgroepen omdatdaarmee goedkoper geproduceerd kan worden.B de aanvoer van 3 aparte korrelgroepen omdatdaarmee minder risico op ongewenste variatiesten gevolge van ontmenging bestaat.C de aanvoer van 4-32 omdat er garantie wordtgegeven op de gradering.D de aanvoer van 4-32 omdat naast de zekerheidvan de garantie ook een eenvoudiger productie-proces mogelijk is.Vraag 4Een laborant bepaalt het vochtgehalte van toeslag-materiaal door wegen boven en onder water.De massa van het natte monster is 4160 gram.De massa onder water is 2490 gram.De volumieke massa is 2650 kg/m3.Wat is het vochtgehalte?A 2,6%B 3,6%C 4,0%D 4,9%Vraag 5De mate van permeabiliteit van beton wordtbepaald door deA capillaire poriën.B gelporiën.C gelporiën en de capillaire poriën samen.D luchtbellen.juni 20022B e t o n i e kVraag 6De afmeting van de te gebruiken kubusmallen tenbehoeve van de controleproef is voornamelijkafhankelijk van deA beschikbare verdichtingsapparatuur.B capaciteit van de drukbank.C consistentie van de specie.D grootste korrelafmeting.Vraag 7Het gebruik van een verticale glijbekisting stelt bij-zondere eisen aan één van de volgende eigenschap-pen van het beton/de betonspecie:A de bleedinggevoeligheid van de specie omdatdie een negatieve invloed heeft op de onvermij-delijke stortnaden.B de sterkteontwikkeling van het jonge beton inrelatie tot de stijgsnelheid en hoogte van debekisting.C de warmteontwikkeling in verband met scheur-vorming als gevolg van temperatuursverschillentussen het gestorte deel en het reeds verhardedeel.D voldoende groene sterkte omdat direct moetworden ontkist.Vraag 8Portlandcementen die in aanmerking komen voorde toevoeging HS (hoge sulfaatbestandheid) dieneneenA C3A-gehalte te hebben < 3%.B MgO-gehalte te hebben < 2%.C Na2O-equivalent te hebben < 0,6%.D SO3-gehalte te hebben < 4%.Vraag 9Aan een in consistentiegebied 2 ontworpen meng-sel wordt een superplastificeerder toegevoegd zodatde consistentie wordt verhoogd tot een zetmaat van180 mm.Welke aanvullende technologische maatregel ver-dient in dat geval de voorkeur?A cementgehalte verlagen.B geen enkele maatregel nodig.C hoeveelheid fijn materiaal verhogen.D water-cementfactor verlagen.Vraag 10Geef aan welke krimp van toepassing is bij het ver-harden van betonkubussen in een klimaatkamer(20 °C en = 95% RV).A hydratatiekrimp.B plastische krimp.C temperatuurkrimp.D uitdrogingskrimp.Vraag 11De µ-waarde van 1,53 in het keuringscriterium voorde druksterkte in de VBT is gebaseerd op eenA consumentenrisico van 5%.B goedkeurkans van 50%.C ondeugdelijkheidspercentage van 6,3%.D steekproefgrootte van 12 kubussen.Vraag 12Een betonmortelcentrale beschikt over drie cement-silo's, waarin CEM I 52,5 R, CEM II/B-V 32,5 R enCEM III/A 32,5 wordt opgeslagen.Bij het vervangen van de ontstoffingsinstallatie opde silo's besluit de bedrijfsleider voor een gecombi-neerde ontstoffing.In welke silo mag het opgevangen stof wordengeloosd?A geen van de silo'sB silo met CEM I 52,5 RC silo met CEM II/B-V 32,5 RD silo met CEM III/A 32,5Vraag 13In cement dat wordt aangeduid met CEM II/A-S32,5, is het hoofdbestanddeelA hoogovencement.B hoogovenslak.C poederkoolvliegas.D portlandcementklinker.juni 2002B e t o n i e k3Vraag 14Als we aannemen dat de dekking op de wapeningniet geheel aan de betreffende eisen voldoet, wat isdan de meest kritische situatie ten aanzien van dekans op corrosie van de wapening?A Binnen, waar beton snel carbonateert.B Buiten, beschut tegen regeninslag.C Buiten, in weer en wind.D Op de zeebodem.Vraag 15De oppervlaktestructuur van toeslagmateriaal heeftinvloed op deA hechting aan de cementsteen.B porositeit van het toeslagmateriaal.C sterkte van de cementsteen.D volumieke massa van het toeslagmateriaal.Vraag 16Van een populatie is bekend dat de standaardafwij-king 3,5 N/mm2bedraagt. Een laborant bepaalt vaneen kubus gemaakt van betonspecie uit die popula-tie de sterkte en vindt 38,8 N/mm2.Wat is de beste schatting van het gemiddelde vandie populatie?A 38,8B 38,8 ­ 1,53 x 3,5C 38,8 ­ 1,64 x 3,5D 38,8 + 2,20 x 3,5Vraag 17De betoncentrale wil een cement CEM II/B-V 42,5toepassen in combinatie met vliegas voor eenbetonsamenstelling in milieuklasse 2.De k-factor, die men mag aanhouden voor de toege-voegde vliegas, bedraagt:A 0,0B 0,2C 0,4D 1,0Vraag 18Welke van de hieronder genoemde veranderingenveroorzaakt (bij gelijkblijvende consistentie van detoegepaste betonspecie) een hogere speciedruk?A gebruik van plastificeerderB lagere specietemperatuurC lagere stijgsnelheidD verlagen van de grootste korrelafmetingVraag 19Wat is van belang bij het hergebruik van spoel-water?A Een niet te groot deel van het aanmaakwatermag worden vervangen.B Het gehalte aan cementslib ten opzichte van detotale hoeveelheid water is begrensd.C Het gehalte aan cementslib ten opzichte van hetcementgehalte is begrensd.D Het gehalte aan cementslib ten opzichte van hettoeslagmateriaal is begrensd.Vraag 20De verwerkbaarheid van de specie wordt zowel opde betoncentrale als op een bouwwerk gemetenmet behulp van drie meetmethoden, te weten:zetmaat, schudmaat en verdichtingsmaat.De betonspecie moet worden geleverd in consisten-tiegebied 4.De resultaten staan vermeld in onderstaande tabel:op de centrale op het werkzetmaat 200 mm 170 mmschudmaat 500 mm 470 mmverdichtingsmaat 1,00 1,02Op het werk keurt men de betonspecie af op basisvan de verwerkbaarheid.A Dit is onterecht, 2 van de 3 meetmethoden gavenaan dat de verwerkbaarheid toereikend is.B Dit is onterecht, bij twijfel geldt de meting op decentrale en die voldoet.C Dit is terecht, de schudmaat is maatgevend.D Dit is terecht, de verwerkbaarheid is gedurendehet transport te ver teruggelopen.juni 20024B e t o n i e kVraag 21Voor een betonsamenstelling geldt vanuit demilieuklasse een eis aan de wcf: max. 0,55, gecom-bineerd met een luchtgehalte van minimaal 3,5%.Op basis van de relatie tussen normsterkte enbetonsterkte wordt berekend dat een water-cement-factor van 0,48 moet worden aangehouden.De waterbehoefte is 155 l. Door het toepassen vaneen luchtbelvormer is het luchtgehalte van hetmengsel 3,5%.Met welk minimale cementgehalte wordt voldaanaan de eisen?A 325 kg/m3B 355 kg/m3C 375 kg/m3D 395 kg/m3Vraag 22Aan een betonsamenstelling in consistentiegebied 2wordt een hulpstof toegevoegd.Welke hulpstof kan invloed hebben op de duur-zaamheid van het beton?A luchtbelvormerB plastificeerderC superplastificeerderD vertragerVraag 23Als we de water-cementfactor van beton verlagen,bij gelijkblijvende consistentie, neemt de kubus-druksterkte toe.De hogere sterkte is het gevolg vanA de hoeveelheid fijn materiaal (< 250 µm).B de lagere permeabiliteit.C de lagere porositeit.D het gebruik van hulpstoffen.Vraag 24De betonlaborant controleert de water-cementfac-tor aan de hand van de afgewogen hoeveelheden.Op de afweegbon staat:hoogovencement 1020 kgnat zand 2250 kgnat grind 3400 kgwater 380 kgMet behulp van de droogproef heeft hij het vocht-gehalte van zand en grind bepaald:vochtgehalte zand 4,2%vochtgehalte grind 2,2%De water-cementfactor van dit mengsel is:A 0,37B 0,42C 0,48D 0,53Vraag 25Welke opsomming van stoffen bevat alleen vulstof-fen?A microsilica, gebrande leisteen, poederkoolB silica fume, anhydriet, brekerstofC steenmeel, mhk (micro holl kügeln), gemalentufsteenD tras, poederkoolvliegas, gemalen zandVraag 26Voor een mengsel met licht toeslagmateriaal moetworden uitgerekend hoeveel extra absorptiewatermoet worden gedoseerd.Gegeven: 650 kg vochtig licht toeslagmateriaal meteen vochtgehalte van 6,5%.De extra te doseren hoeveelheid water bij een maxi-male absorptie van 11% bedraagtA 25 kg.B 27 kg.C 29 kg.D 31 kg.juni 2002B e t o n i e k5Vraag 8: AVraag 9: CVraag 10: AVraag 11: DVraag 12: DVraag 13: DVraag 14: BVraag 15: AVraag 16: ADe beste schatting van het gemiddelde van eenpopulatie op basis van één waarneming is dewaarneming zelf. Van een dergelijke steekproefkan geen standaardafwijking worden bepaald.Let wel, op basis van één waarneming kan geenbetrouwbare uitspraak worden gedaan over dekwaliteit van het beton.Vraag 17: AVraag 18: BVraag 19: DVraag 20: CVraag 21: BBij berekening van de water-cementfactor op basisvan de relatie normsterkte en betonsterkte wordtnog geen rekening gehouden met het effect vaningebrachte lucht op de sterkte.Het minimale cementgehalte wordt vervolgens:155 + 15x0,48= 354 afgerond 355 kg/m3vraag 22: AVraag 23: CVraag 24: DDe hoeveelheid water in het natte zand bedraagt2250 ­ (2250/1,042) = 91 literDe hoeveelheid water in het natte grind bedraagt3400 ­ (3400/1,022) = 73 literIn totaal komt via het toeslagmateriaal 91 + 73liter water in het mengsel.De totale hoeveelheid water in het mengsel, voorbepaling van de wcf, bedraagt dus 91+73+380 =544 liter per m3. De water-cementfactor is dan544/1020 = 0,53.Vraag 25: DPoederkool is de brandstof voor kolengestookteelektriciteitcentrales en dus ongeschikt als vul-stof. Bij de verbranding komt poederkoolvliegasjuni 20026B e t o n i e kVraag 27Wat verstaan we onder een keuringskarakteristiek?A De mate waarin een product voldoet aan deverwachtingen.B Een grafiek waarin het ondeugdelijkheidpercen-tage wordt uitgezet tegen de goed- of afkeurkans.C Een samenvatting van de keuringseisen.D Het risico op afkeuren van een acceptabelepopulatie.Vraag 28Cementsteen is het eindproduct van de reactie vancement en water.Het bestaat uit:A cement, cementhydrataat, water, poriënB cement, fijn zand, luchtbellen, waterC cementhydraatD cementhydraat, water, fijn zandAntwoorden meerkeuze-vragen met soms aanvullendeinformatie:Vraag 1: AVraag 2: CDe VBT stelt eisen aan het maximale chloride-gehalte van beton, bepaald ten opzichte van hetcementgehalte. Het chloridegehalte bedraagt:0,840 kg350 kg= 0,24% (m/m)Vraag 3: BVraag 4: CDe massa van het toeslagmateriaal zonder vocht(G) kan als volgt worden bepaald:2650xxxG =2650 ­ 1000x 2490 = 3999Het vochtgehalte in het toeslagmateriaal is dan:4160 ­ 39993999x 100% = 4,0%Vraag 5: AVraag 6: DVraag 7: Bvrij, dat wel als vulstof in beton kan worden toege-past. Poederkoolvliegas en tras zijn vulstoffen diein beton kunnen worden toegepast en waaraaneen bindmiddel bijdrage is toegekend.Mhk (micro holl kugeln) zijn kleine elastische,holle, kunststofbolletjes die worden toegevoegdaan beton om de vorstbestandheid te verbeteren.Vraag 26: B650 kg nat toeslagmateriaal bevat 650 ­(650/1,065) = 40 liter vochtDroog weegt het toeslagmateriaal dus 610,3 kg.Voor volledige absorptie is (610,3 x 1,11) ­ 610,3 =67 liter vocht nodig.De extra te doseren hoeveelheid water, voor maxi-male absorptie van het toeslagmateriaal, bedraagtdus 67 ­ 40 = 27 liter water.Vraag 27: BVraag 28: ADeel B: open vragenVraag 1 (6 punten)Een grindmengsel bestaat uit:20% van korrelgroep 16-32 mm35% van korrelgroep 8-16 mm45% van korrelgroep 4-8 mmVoor iedere korrelgroep geldt, dat alle korrelsde bovenste zeef passeren en blijven liggen op deonderste zeef.Bereken de korrelverdeling en de fijnheidmodulusvan het mengsel.AntwoordDe vraag was eigenlijk bedoeld als een eenvoudigebinnenkomer en werd dan ook door een groot aan-tal kandidaten juist beantwoord. Een aantal deel-nemers echter verwachtte kennelijk een addertjeonder het gras en ging volledig de mist in.Bepalend was de opmerking in het vraagstuk datvoor elke korrelgroep geldt dat alle korrels debovenste zeef passeren en blijven liggen op deonderste zeef. Dit levert de zeefanalyse op, dieonderaan de bladzijde is weergegeven.De fijnheidsmodulus van het grindmengsel wasvervolgens op twee manieren te bepalen:675 / 100 = 6,75 óf 0,2 x 800 / 100 + 0,35 x 700 / 100+ 0,45 x 600 / 100 = 6,75Vraag 2 (8 punten)Een betonsamenstelling bestaat uit:· 300 kg portlandcement CEM I 32,5 R· 120 kg vliegas die voldoet aan NEN-EN 450· waterbehoefte betonsamenstelling 180 kg per m3a) Maak een schatting van de gemiddelde beton-sterkte na drie dagen verharden bij een tempera-tuur van 20 °C.b) Maak een schatting van de gemiddelde beton-sterkte na drie dagen verharden bij 20 °C, alsgebruik wordt gemaakt van 320 kgCEM II/B-V 32,5 R. De waterbehoefte van dezebetonsamenstelling is onveranderd.c) Motiveer waarom de betondruksterkten(bij vraag a en b) na drie dagen gelijk dan welverschillend zijn.juni 2002B e t o n i e k7Zeef Zeefanalyse 20% 35% 45% Mengsel16-32 8-16 4-8 16-32 8-16 4-8C 31,5 0 0 0 0 0 0 0C 16 100 0 0 20 0 0 20C 8 100 100 0 20 35 0 55C 4 100 100 100 20 35 45 1002 mm 100 100 100 20 35 45 1001 mm 100 100 100 20 35 45 1000,50 µm 100 100 100 20 35 45 1000,25 µm 100 100 100 20 35 45 1000,125 µm 100 100 100 20 35 45 100totaal 800 700 600 675AntwoordWeinigen hebben zich bij dit vraagstuk gerealiseerddat voor bepaling van de druksterkte na drie dagende vliegas niet of nauwelijks een bijdrage levert.Voor berekening van de druksterkte na drie dagenmag de vliegas nog niet als bindmiddel wordenmeegerekend. De vliegas heeft dan uitsluitend eenfunctie als vulstof. Het vraagstuk werd door weini-gen voldoende beantwoord.a) Water-cementfactor = 180 / 300 = 0,60Schatting sterkte = 0,8 x 25 + 25 / 0,60 - 45 =16,7 N/mm2.b) Water-cementfactor = 180 / 320 = 0,56Schatting sterkte = 0,8 x 25 + 25 / 0,56 - 45 =19,6 N/mm2.c) We houden hierbij rekening met het feit datde vliegas geen bijdrage levert aan de vroegesterkteontwikkeling. Het verschil in druksterktena drie dagen wordt veroorzaakt door het ver-schil in water-cementfactor tussen de beidesamenstellingen.Maar een portlandvliegascement bevat toch ookeen substantieel deel vliegas en zou wel volledigmeegerekend worden voor bepaling van desterkte. Een schatting van de gemiddeldekubusddruksterkte wordt gemaakt met behulpvan de formule: f'cm(3) = 0,8 x N3 + 25/wcf ­ 45.Deze geeft de relatie weer tussen normdruksterk-te en betondruksterkte als functie van de wcf.Het feit dat de vliegas in CEM II/B-V 32,5 R meege-rekend mag worden voor bepaling van de vroegesterkte, is reeds verdisconteerd in de normsterktevan het cement.Vraag 3 (8 punten)U wordt gevraagd een betonsamenstelling te ont-werpen die voldoet aan de volgende eisen:· Sterkteklasse B 45, milieuklasse 3 en consisten-tiegebied 2· Er wordt gekeurd op basis van 12 kubussen enmen streeft naar een ondeugdelijkheidspercenta-ge van 5%.· De processtandaardafwijking s = 2,9 N/mm2· Er wordt gebruik gemaakt van rond toeslagmate-riaal 0 ­ 16 mm in A ­ B gebied. Het cement iseen CEM II/B-V 32,5 R.juni 20028B e t o n i e ka) Bereken het minimum cementgehalte waarmeevoldaan wordt aan de gestelde eisen.b) Hoe groot is de kans (in %) dat dit mengsel wordtafgekeurd?AntwoordDit was een redelijk recht toe recht aan vraagstuk,waarbij alleen het onderdeel statistiek voor som-mige deelnemers toch de nodige problemen op-leverde.In veel opgaven worden mengsels ontworpen meteen gegeven goedkeurkans (bijv. 95%). De procedureis dan, om uit de keuringskarakteristiek af te lei-den, wat het na te streven ondeugdelijkheidsper-centage maximaal mag zijn (bij 95 % bedraagt ditpercentage 1,4). Uit de tabel volgt dan de excentrici-teit u (bij 1,4% bedraagt u 2,2).In deze opgave is het ondeugdelijkheidspercentage5, waarbij een u van 1,64 hoort.excentriciteit %groter dan excentriciteit %groter dan(u) µ + u x s (u) µ + u x s3,0 0,135 2,33 1,02,5 0,62 2,20 1,42,0 2,3 2,06 2,01,5 6,7 1,96 2,51,0 15,9 1,64 5,00,5 30,9 1,28 10,00,0 50,0 0,84 20,0Relatie tussen de excentriciteit en het percentage van eennormaal verdeelde populatie dat groter is dan µ + u x sondeugdelijkheidspercentage1 1,4 2 5 6,3 10 20 30 40 50125102030405060708090959899goedkeurkans(%)0,62Keuringskarakteristieka) Op grond van de milieuklasse kan wordengekozen voor:· watercement-factor = 0,55 met een luchtge-halte van 4%· watercement-factor = 0,45De eis voor de gemiddelde sterkte = 45 + 1,64 2,9= 49,8 N/mm2De wcf waarbij dit wordt gerealiseerd 49,8 = 0,849 + 25/wcf ­ 45 ? water-cementfactor = 0,45Het cementgehalte is op basis van de sterkte eis:water-cementfactor = 0,45; 180 / 0,45 = 400 kg CMilieuklasse eis:water-cementfactor = 0,45 ­ 0,02 (veiligheid) =0,43 180 / 0,43 = 418 kg CMaatgevend wordt de milieuklasse eis en dieresulteert in een minimum cementgehalte van418 kg/m3.b) Op basis van de sterkte berekening is de te ver-wachten afkeurkans 40%. Maar de samenstellingwordt gebaseerd op de eis voor de milieuklasse.De aangehouden wcf is 0,43 i.p.v. 0,45. De druk-sterkte die daar bij hoort is:0,8 x 49 + 25/0,43 ­ 45 = 52,3. De excentriciteit uwordt dan (52,3 ­ 45)/2,9 = 2,5.Bij deze excentriciteit is het ondeugdelijkheids-percentage 0,62. Uit de grafiek volgt een afkeur-kans van ca 1%.Vraag 4 (5 punten)Van een niet-poreus toeslagmateriaal met een ?s =2530 kg/m3wordt 3 kg afgewogen in een meetvatvan 8 liter, dat leeg 4250 gram weegt.Het vat wordt daarna geheel afgevuld met wateren afgedekt met een glasplaat van 250 gram.Na afdrogen van de buitenkant weegt het geheel14245 gram.Wat is het vochtgehalte van het toeslagmateriaal?AntwoordVoor velen bleek dit een lastig vraagstuk. Normaalwordt bij een Pyknometer-berekening de drogemassa van het toeslagmateriaal gegeven en wordtgevraagd naar de volumieke massa. In dit vraagstukwerd de ?s gegeven maar ontbrak het droog gewichtvan het toeslagmateriaal en werd gevraagd om hetvochtgehalte ervan te berekenen.Desondanks kon het vraagstuk op meerdere manie-ren worden opgelost.Oplossing 1De inhoud van het vat weegt: 14245 - 4250 - 250 =9745 gDe inhoud bestaat uit water en toeslagmateriaalStel het volume toeslagmateriaal V ml.Het volume water is dan 8000 - V ml (8000 - V) x 1 +V x 2,53 = 9745 ? V = 1140 mlMassa droog toeslagmateriaal: 1140 x 2,53 = 2884 gVocht in toeslagmateriaal 3000 - 2884 = 116 gVochtgehalte (116 / 2884) x 100 = 4 % (t.o.v. droog)Oplossing 2Het vat weegt leeg 4250 gr.Er kan 8 liter water in; dan weegt een vat vol metalleen water 8000 + 4250 = 12250 gr.Het vat met water en toeslagmateriaal zonder glas-plaat weegt 14245 ­ 250 = 13995 gr.Het onderwatergewicht van het toeslagmateriaal isdus 13995 ­ 12250 = 1745 gr.2530xxxG = 1745 x2530 ­ 1000= 2885 gr.3000 ­ 28852885x 100% = 4,0% het vochtgehalte t.o.v.droog.Vraag 5 (6 punten)U wordt gevraagd een lichtbeton samenstellingte ontwerpen en de productie te begeleiden.Noem drie aspecten waarmee u rekening dient tehouden bija) het ontwerpen van de samenstelling.b) vervaardiging en controle van de specie.juni 2002B e t o n i e k9( )AntwoordDit vraagstuk werd over het algemeen goedgemaakt. Het bood een aantal deelnemers de moge-lijkheid om uitvoerig hun ervaringen met betonsa-menstellingen op basis van licht toeslagmateriaalop papier te zetten.a) · Voor het maken van een inschatting van dedruksterkte moet men zich realiseren dat derelatie normsterkte/betonsterkte anders is. Devertrouwde formule f'cm = 0,8 N + 25/wcf ­ 45gaat niet op.· Lichtgewicht toeslag is niet altijd in allekorrelgroepen voorhanden. Het is niet altijdmogelijk een continue korrelverdeling terealiseren op basis van alleen licht toeslag-materiaal. Wellicht moet men kiezen voor eendiscontinue verdeling.· Het beton moet vaak zodanig ontworpen wor-den dat een bepaalde volumieke massa wordtverwezenlijkt.· Bij het ontwerpen van de samenstelling moe-ten we rekening houden met geadsorbeerd engeabsorbeerd water in en aan het lichte toe-slagmateriaal om zodoende de juiste hoeveel-heid aanmaakwater te kunnen doseren.· Om vast te stellen of aan de gestelde eisenwordt voldaan, is het uitvoeren van eengeschiktheidsonderzoek noodzakelijk. Meernog dan bij traditionele samenstellingen hetgeval is, omdat het zeer specifieke eisenbetreft waaraan moet worden voldaan.· Het toeslagmateriaal is zeer licht en heeft deneiging tot opdrijven in de specie. Ook zijn dekorrels niet altijd geheel verzadigd met water.De cementpasta moet voldoende taai zijn omte voorkomen dat de korrels gaan opdrijven ende specie ontmengt.b) · De volumieke massa van de specie moet wor-den gecontroleerd of deze aan de gespecifi-ceerde eisen voldoet.· Het luchtgehalte in de specie kan niet met degebruikelijke methode met het luchtvat wor-den gecontroleerd, deze moet worden bepaaldmet behulp van de verdringingsmethode.· De hoeveelheid aanmaakwater moet gecorri-geerd worden, rekening houdend met de matewaarin het toeslagmateriaal verzadigd is metwater.· Bij doseren en mengen van licht beton moetrekening worden gehouden met de mate waar-in het lichte toeslagmateriaal water heeftgeabsorbeerd.Vraag 6 (5 punten)Wat is het capillair poriënvolume in procenten vanbeton met de volgende samenstelling:320 kg portlandcement per m3met een water-cementfactor van 0,50 en een hydratatiegraad van60%?AntwoordDit is een standaard vraag betreffende de bepalingvan het capillair poriënvolume. Simpel, zou men zodenken. Toch bleek de vraag voor sommigenonoverkomelijke problemen op te leveren. Wellichtomdat gevraagd werd naar het poriënvolume vanbeton in plaats van dat van de cementsteen.Bij volledige hydratatie van 100 kg cement wordt 40kg water chemisch en fysisch gebonden en ontstaater een inwendige krimp van 0,007 m3.In de betonspecie is 320 x 0,50 = 160 kg water aan-wezig, met een volume van 160 / 1000 = 0,16 m3.Bij een hydratatiegraad van 60% is er:gebonden water: 3,2 x 40 x 0,60 / 1000=0,077 m3inwendige krimp: 3,2 x 0,007 x 0,60 =0,013 m3Het capillair poriënvolume is dan:0,16 - 0,077 + 0,013=0,096 m3óf (0,096/1) x 100=9,6%Of met behulp van de handige formule uit hetboek:Capillair poriënvolumecementsteen==De cementsteen bestaat uit 320 kg cement, ofwel320 / 3,15 = 102 liter, en 160 liter water.Totaal 262liter.juni 200210B e t o n i e kwcf ­ 0,33hwcf +x 100%x1x? s0,5 ­ 0,33 x 0,60,5 +x 100% = 37%x1x3,15Het capillair poriënvolume van beton is:(262 / 1000) x 37% = 9,7%Verschil onstaat door afrondingen.Vraag 7 (10 punten)In een betonwarenfabriek worden betonnen buizengemaakt. Het beton moet een gemiddelde sterktehebben van 55 N/mm2. De betonspecie wordt aard-vochtig verwerkt. Uit praktijkgegevens blijkt datgerekend moet worden met een gehalte aan inge-sloten lucht van 5%.Gegeven:Cement: CEM III/B 42,5Toeslagmateriaal: zie onderstaande tabelzeef Cumulatieve zeefrest in %Zand 0-2 grind 2-8C 8 - 4C 4 1 502 mm 10 901 mm 18 100500 µm 50 100250 µm 85 100125 µm 97 100Vocht 4,5 % 2,5 %De zand-grindverhouding moet zodanig wordengekozen, dat de Fullerkromme op de zeven 500 µmen 2 mm zo dicht mogelijk wordt benaderd.Gevraagd:Ontwerp een betonsamenstelling en geef de af tewegen hoeveelheden grondstoffen per m3.AntwoordEen klassiek vraagstuk waarbij nogal wat punten tebehalen waren. Over het algemeen werd het vraag-stuk voldoende beantwoord. Voor enkelen echtervormde het in rekening brengen van de extrahoeveelheid lucht in de sterkte-eis een probleem.Anderen kozen ervoor de buis uit te voeren inmilieuklasse 5 c of d en direct te rekenen met eenwater-cementfactor van 0,43, alhoewel het vraag-stuk daartoe geen aanleiding gaf.Voor het berekenen van de water-cementfactor uitde sterkte moet rekening worden gehouden metextra lucht. Dit is 5 - 2 = 3%, in rekening te brengenals 30 kg `water'.Normsterkte cement N = 58 N/mm2.55 = 0,8 x 58 + 25 / wcf - 45 ? water-cementfactor =0,47Consistentiegebied 1 vraagt voor D = 8 mm eenW = 175 kgCementgehalte bedraagt (175 + 30) / 0,47 = 436 kgdus C = 436 kgW = 175 kgL = 5%Berekening zand-grindmengselDe grootste korrelafmeting is 8 mm.Stel zandpercentage Z %.· zeefdoorval op zeef 500 µm is 100 0,5/8=25,0%dus een zeefrest van 75 %· zeefdoorval op zeef 2 mm is 100 2/8=50%dus een zeefrest van 50 %Zandpercentage op zeef 500 µm :(Z / 100) x 50 + {(100 - Z) / 100} x 100 = 75 ? Z = 50%Zandpercentage op zeef 2 mm:(Z / 100) x 10 + {(100 - Z) / 100} x 90 = 50 ? Z = 50%Gemiddelde van de gevonden percentages is 50%dus zand 0-2 mm 50%grind 2-8 mm 50%zeef Cumulatieve zeefresten in %50 % zand 50 % grind mengselC 8 - 2,0 2C 4 0,5 25,0 262 mm 5,0 45,0 501 mm 9,0 50,0 59500 µm 25,0 50,0 75250 µm 42,5 50,0 93125 µm 48,5 50,0 99Bij controle blijkt het mengsel in het A-B gebied teliggen. De aangenomen waterbehoefte is dus juist.juni 2002B e t o n i e k11vvUitleveringsberekeningcement 436 / 2950 = 0,148 m3water 0,175lucht 0,050cementlijm 0,373 m3toeslagmateriaal 0,627 m3Controle hoeveelheid fijn materiaal iscement 0,148 m3uit toeslag 0,07 x 0,629 = 0,044totaal fijn materiaal 0,192 m3dit is ruimvoldoendeVraag 8 (10 punten)Gegeven:Van éénzelfde partij cement en toeslagmateriaalworden de charges A en B gemaakt en met elkaarvergeleken:Gevraagd:a) Geef aan en verklaar wat mogelijke verschillenzijn in:· consistentie;· kubusdruksterkte;· totaal poriënvolume.b) Voldoen de mengsels aan de gestelde eisen?juni 200212B e t o n i e kcharge A charge Bcement 225 kg 0,071 m3240 kg 0,076 m3nat zand 466 563droog zand 448 0,169 541 0,204nat grind 673 813droog grind 660 0,249 797 0,301water 67+18+13=98 0,098 67+22+16=105 0,105zonder lucht 0,587 0,6861 % lucht 0,006 0,007totaal 0,593 m30,693 m3per m3cement 379 kg 346 kgwater 165 kg 151 kgwcf 0,44 0,44charge A charge Bafgewogen hoeveelhedencement CEM I 32,5 225 kg 240 kgzand (vochtgehalte 4 %) 466 kg 563 kggrind (vochtgehalte 2 %) 673 kg 813 kgaanmaakwater 67 kg 67 kgmilieuklasse 5b 3sterkteklasse B 25 B 35Te doseren hoeveelhedencement = 436 kgdroog zand 0,50 x 0,627 x 2650 = 831 kgnat zand 1,045 x 831 = 868 kgdroog grind 0,50 x 0,627 x 2650 = 831 kgnat grind 1,025 x 831 = 852 kgwater 175 ­ (868 - 831) ­ (852 - 831) = 117 kgAntwoordBij dit vraagstuk was het in eerste instantie belang-rijk voor de beide mengsels een uitleveringsbereke-ning te maken op basis van 1 m3. De aldus verkre-gen samenstellingen lieten zich goed met elkaarvergelijken. Diegene die het vraagstuk zo aanpakte,slaagde er goed in de verschillen tussen beidemengsels te omschrijven.Via een uitleveringsberekening worden de chargesA en B met elkaar vergelijkbaar gemaakt:a) · De consistentie; de consistentie van mengsel Azal hoger uitvallen dan die van B vanwege hethogere pasta-aandeel en daarmee water in despecie. Bij mengsel A zullen de toeslagkorrelsmet een dikkere pastalaag omhuld zijn enzodoende zullen de korrels makkelijker overelkaar rollen.· De druksterkten; deze zijn in principe aanelkaar gelijk in verband met het feit dat dewcf's voor beide mengsels identiek zijn.Mengsel A bevat een groter aandeel cement-steen. Cementsteen is de zwakke schakel inbeton. Een groter aandeel van deze zwakkeschakel kan mogelijk een negatief effect heb-ben op de eindsterkte.· Het poriënvolume van A is groter dan van B,omdat bij gelijke water-cementfactor hetporiënvolume uitsluitend afhankelijk is vande hoeveelheid cementsteen. Deze is van Ahoger dan van B.b) Cementgehalten en water-cementfactoren vol-doen beide aan milieuklasse 5b respectievelijk 3.Het te verwachten druksterkte niveau is: 0,8 x 48+ 25 / 0,44 - 45 = 50,2 N/mm2.Dit voldoet ruimschoots aan de eisen voor sterk-teklasse B 35. Dus beide mengsels voldoen.Vraag 9 (6 punten)a) Kunt u voorspannen op basis van de resultatenvan de controleproef? Licht uw antwoord toe.b) Noem alternatieven.AntwoordDe term `controleproef' staat in de begrippenlijstvan het cursusboek betontechnologie als volgtomschreven: bepaling van de druksterkte vanbetonkubussen die 28 dagen zijn verhard bij 20 °C± 2 °C en een relatieve vochtigheid van 100%. Het iseen toetsing of beton voldoet aan de vereiste sterk-teklasse. De sterkte is dus per definitie anders dande sterkte van het beton in de constructie op eenwillekeurig moment. Opmerkelijk veel kandidatenvonden dat op basis van deze proef kon wordenvoorgespannen.Het voorspannen van beton vindt in de meestegevallen plaats ruim voordat het materiaal 28dagen oud is. Verder zullen de omstandigheden,zoals temperatuur en luchtvochtigheid, waaronderhet beton verhardt zeker afwijken van die waaron-der de controleproef wordt uitgevoerd.De controleproef is in zijn algemeenheid nietgeschikt om vast te stellen of men kan voorspan-nen.De alternatieven om deze beslissing te nemenwaren bij de deelnemers over het algemeen welbekend:· gewogen rijpheid;· verhardingsproef met temperatuurregeling;· schiethamer;· ultrasoon.Vraag 10 (6 punten)In een kelderwand 400 mm dik, treedt enige dagenna het storten verticale scheurvorming op. De wandwerd gestort op een reeds 4 weken eerder gestortebetonvloer. De scheuren in de wand beginnen terplaatse van de bodem maar lopen niet geheel doornaar boven.a) Welke soort van krimp heeft de bovengenoemdescheuren tot gevolg?b) Beschrijf het mechanisme dat de scheurvormingtot gevolg heeft.AntwoordBij de beantwoording van deze vraag passeerdenalle mogelijke krimpsoorten de revue, links enrechts aangevuld met geheel nieuwe vormen vankrimp waaronder de term `uitzettingskrimp'.Wellicht een nieuwe eigenschap van beton om inde toekomst rekening mee te houden!!a) Bij het storten van een wand op een reeds verhar-de vloer ontstaan spanningen die het gevolg zijnvan temperatuurkrimp van beton.b) De betonvloer is reeds 4 weken geleden gestorten zal een temperatuur hebben die gelijk is aande gemiddelde omgevingstemperatuur. Daaropwordt een wand gestort. De temperatuur in dewand zal als gevolg van het hydratatieprocesgaan stijgen. De wand zal willen uitzetten, maardit wordt door de vloer verhinderd. In dit stadi-um leidt dit tot geringe drukspanningen in hetonderste deel van de wand omdat het plaats-juni 2002B e t o n i e k13juni 200214B e t o n i e kColofonB e t o n i e k is een praktijkgericht voorlichtingsblad op hetgebied van de betontechnologie en verschijnt 10 keer per jaar.In de redactie zijn vertegenwoordigd:de Nederlandse cementindustrie, MEBIN, CUR,HBG Civiel en de Bouwdienst Rijkswaterstaat.Uitgave: ENCI MediaPostbus 3532, 5203 DM `s-HertogenboschRedactie: 073 - 640 12 23E-mail: encimedia@enci.nlWebsite: www.enci.nlAbonnementen/adreswijzigingen:Abonnementen en adreswijzigingen voor Betoniek wordenverzorgd door:Betapress Abonnementen ServicesPostbus 97, 5126 ZH Gilzetel: 0161 - 45 95 86fax: 0161 - 45 29 13email: betoniek@Betapress.Audax.nlAbonnementsprijzen 2002:Nederland ? 17,15België ? 17,75Overige landen ? 24,30Aanmeldingen/opzeggingen:Abonnementen kunnen op ieder gewenst moment ingaan.Aan het eind van het kalenderjaar wordt het abonnementautomatisch verlengd, tenzij vóór 1 december schriftelijkwordt opgezegd.Overname van artikelen en illustraties is toegestaan, ondervoorwaarde van bronvermelding.ISSN 0166-137xIn onze volgende uitgave:DichtblokNee, het heeft niets te maken met het inslaan vanBetoniek in een poëtische richting of dat deredactie mogelijk last heeft van een `writers-block'.Dit nummer gaat in op het boren van tunnels.Specifiek gericht op het aanbrengen van een voor-ziening die het mogelijk maakt dat de boormachi-ne vanuit een droge startschacht zich een wegbaant naar de omringende bodem. In veel gevallen,zeker in het westen van ons land, gaat het daarbijom slappe grond met hoge grondwaterstanden.Een dergelijke voorziening moet dus van zichzelfwaterdicht zijn, waterdicht aansluiten op de start-schacht en bovendien in staat zijn de achterliggen-de grond te keren.Als laatste, niet onbelangrijke, eis moet de boor-machine zich er doorheen kunnen boren. Kortom,wat we zoeken is een grote, waterdicht `kurk' diepast op het gat in de damwand van de startschacht.vindt bij een lage E-modulus van het beton in dewand. Op een gegeven moment gaat de wandweer afkoelen. Afkoelen gaat gepaard met krim-pen van de wand. Wederom wordt de wand hier-bij verhinderd door de vloer. De E-modulus heeftzich inmiddels verder ontwikkeld. De trekspan-ningen die het gevolg zijn van de krimp over-stijgen de treksterkte van het beton en dit leidttot verticale scheurvorming in de wand.