1september 2001Deze B e t o n i e k kan worden beschouwd als een beknopt `kookboekvoor beton'. Het geeft een globaal beeld van de wijze waarop beton-samenstellingen worden ontworpen. U kijkt op die manier in de `keuken'van de betontechnoloog. Bedenk echter dat, net als voor het bereidenvan een gerecht, het bezit van een kookboek geen garantie is voor eensmakelijk resultaat. Daarvoor is, ook bij beton, het aantal invloedsfac-toren te groot. In de praktijk zien we dat het `Fingerspitzengef?hl' vande `betonkok' en zijn kennis, om de juiste ingredi?nten te selecteren,een belangrijke rol spelen bij het verkrijgen van een goed product. Hetaantal invloedsfactoren groeit nog in hoog tempo. Om hiermee op eenjuiste wijze te kunnen omgaan, zien we dat steeds vaker speciale soft-ware wordt ingezet voor het ontwerpen van betonsamenstellingen.Het mengselontwerp:van grondstoffenpakkettot prestatiemixE i g e n s c h a p p e nB e t o n s a m e n s t e l l i n g e n8De basisHet ontwerpen van betonsamenstellingen isbeschreven in veel literatuur en cursusboeken.In deze aflevering proberen we de `rode draad'daaruit te halen. Vooral voor degenen die nietdagelijks met het ontwerpen van betonsamenstel-lingen te maken hebben, is een kijkje in de keukeninteressant. Natuurlijk beperken we ons nietalleen tot de basisprincipes, maar gaan op eenaantal plaatsen wat dieper op de materie in.Anders gezegd: het betontechnologische `peper,zout en andere smaakmakers'.12Met deze B e t o n i e k in de hand bent u nietdirect een volleerd `betonkok', maar weet u w?lwat zich allemaal afspeelt in de keuken.Van grondstoffenpakket totbetonprestatiesHier begint het betontechnologisch jongleren.Voordat we beginnen met het mengselontwerpmoeten de aan de betonspecie en het beton ge-stelde eisen goed worden ge?nventariseerd.Die eisen zijn te koppelen aan de eigenschappenvan drie stadia of fasen:De betonspecie: de fase, direct na het mengen, waarintransport, storten en verdichten plaatsvindt. In ditstadium zijn verwerkbaarheid en mengselstabiliteitde belangrijkste eigenschappen.Het verhardend beton: hier spelen zaken als sterkte-en warmteontwikkeling een belangrijke rol.Het verharde beton: voor de ontwerper veelal hetbelangrijkst, daar het vooral om eigenschappenals sterkte, stijfheid en duurzaamheid gaat.Een juiste afstemming van de eigenschappen opde specifieke eisen in iedere fase van de `totstand-koming van beton' is van groot belang. In hetmengselontwerp moet ?n kan hiermee terdegerekening worden gehouden.Schema voor de mengselberekeningAlle boeken over betontechnologie bevatten weleen of ander schema voor het berekenen van beton-samenstellingen. Aan het eind van deze afleveringis een verkort schema opgenomen. Het schemastart met een inventarisatie van de aan het betongestelde eisen. Vervolgens wordt de mengselbereke-ning stap voor stap doorlopen. Het schema eindigtmet een aantal controles waarbij het resultaat vande berekeningen wordt getoetst. Er wordt bijvoor-beeld gecontroleerd of de uitlevering correct is, hetaandeel aan fijne materialen en het chloridegehalteaan de geldende grenswaarden voldoen, enz.Keuze materialenEigenlijk zou `keuze' in het kopje hierboven tussenaanhalingstekens moeten staan. Behalve de beschik-baarheid op de markt kent het grondstoffenpakketbij een betonmortelcentrale of betonelementen-fabriek zijn praktische beperkingen, bijvoorbeeld inopslag- of silocapaciteit.Een uitgebreider grondstoffenpakket biedt meermogelijkheden. Heel belangrijk is een goed inzichtin de eigenschappen van de beschikbare grond-stoffen. Dat wordt steeds belangrijker omdat hetgrondstoffenpakket steeds meer verschillendematerialen omvat. Zo werd als toeslagmateriaal totvoor kort vrijwel uitsluitend rivierzand en ?grindverwerkt; nu zien we een heel scala aan gesteenten,rond en gebroken, recyclingmaterialen en lichtetoeslagmaterialen. Zelfs voor het soort cementkomen steeds meer keuzemogelijkheden.Hulpstoffen vormen tegenwoordig een hoofdstukapart. In kokstermen: een kruidenrek vol.Ten slotte worden tegenwoordig bijna overal vul-stoffen toegepast.De wijze waarop grondstoffen met elkaar samen-werken is vaak heel specifiek voor bepaalde grond-stofcombinaties. Daarom is ervaring met het pakketgrondstoffen altijd heel belangrijk.Bij de selectie van grondstoffen moeten we alrekening houden met de betoneigenschappen diewe uiteindelijk willen hebben. Zo worden aangrondstoffen voor hogesterktebeton andere eisengesteld dan aan die voor beton in `normale' sterkte-klassen. Ook kunnen, afhankelijk van de toepas-sing, aanvullende eisen gelden ten aanzien vanbijvoorbeeld ASR-gevoeligheid en chloridegehalte.In de praktijk zien we dat het grondstoffenpakketvan productiepunt tot productiepunt verschiltwaardoor het mengselontwerp voor dezelfdeprestatie-eisen een heel andere betonsamenstellingkan opleveren.BerekeningbetonsamenstellingLaten we de berekening van een betonsamenstel-ling stap voor stap doorlopen. We beperken onshier even tot de benodigde sterkte- en milieuklasse.Bij de milieuklasse horen voorwaarden voor decementsoort, het cementgehalte en de water-cementfactor.Ook het benodigde sterkteniveau kan wordenteruggerekend naar een water-cementfactor.De water-cementfactor moet aan beide criteriavoldoen en speelt dus een sleutelrol in hetmengselontwerp.We doorlopen beide stappen, gekoppeld aan eenrekenvoorbeeld ter verduidelijking.Van sterkteklasse naarwater-cementfactorOm te beginnen moeten we berekenen welkegemiddelde kubusdruksterkte nodig is voor hetbereiken van een bepaalde sterkteklasse.september 20012B e t o n i e kDe sterkteklasse wordt aangegeven door de karakte-ristieke kubusdruksterkte (ck).De daarbij behorende gemiddelde kubusdruksterk-te (cm) is onder meer afhankelijk van de spreidingin de resultaten en het geldende keuringscriteriumvolgens de VBT.RekenvoorbeeldDe gewenste sterkteklasse is B 45.Het productieproces heeft een standaardafwijking = 3,5N/mm2en een goedkeurkans van 95 % wordt aangehouden.De benodigde gemiddelde kubusdruksterkte (cm) volgt uit:cm = 45 + 2,2 ? 3,5 = 52,7 N/mm2.In de volgende stap wordt berekend met welkewater-cementfactor dit sterkteniveau wordt bereikt.Hiervoor moeten we de normsterkte van het cementna 28 dagen kennen ?n weten wat de relatie istussen gemiddelde kubusdruksterkte, water-cementfactor en normsterkte cement.Deze relatie verschilt per cementsoort en wordtbeschreven met de formule voor:hoogovencement(CEM III/B): cm = 0,75N + 18/wcf ? 30;(CEM III/A): cm = 0,8N + 25/wcf ? 45;portlandcement(CEM I): cm = 0,85N + 33/wcf ? 62.waarin:cm is de gemiddelde kubusdruksterkte na 28dagen verharding;N is de 28-daagse normsterkte van hetgebruikte cement.Met de formule kan voor een bepaald sterkteniveau,met de normsterkte van het gebruikte cement,de daarbij behorende water-cementfactor wordenberekend. Bedenk dat de gegeven relaties slechtseen globale indicatie leveren.Verder moeten we rekening houden met de invloedvan de eigenschappen van het toeslagmateriaal envan eventuele vul- en hulpstoffen. Het is mogelijk,door de keuze van een toeslagmateriaal methoge sterkte en een gebroken korrelvorm, (veel)hogere druksterktes te bereiken dan in figuur 1 isaangegeven.september 2001B e t o n i e k3Andersom levert een relatief zwak of licht toeslag-materiaal een lagere druksterkte.Zelfs het productieproces en de specietemperatuurhebben hun invloed.Je zou kunnen zeggen dat deze formules voor iede-re situatie opnieuw moet worden gekalibreerd.Vervolg rekenvoorbeeldWanneer we gebruikmaken van de hiervoor gegeven relatievoor hoogovencement CEM III/B 42,5N en rekenen met de voordit type cement gebruikelijke, gemiddelde normsterkte van 57N/mm2na 28 dagen verharding, wordt de berekening:52,7 = 0,75 ? 57 + 18 / wcf ? 30.Hieruit volgt een water-cementfactor van 0,45.In figuur 1 wordt de relatie weergegeven tussen dewater-cementfactor en de gemiddelde kubusdruk-sterkte voor drie verschillende cementen. Bij dezecementen is uitgegaan van de gebruikelijk gemid-delde normsterkte (N) na 28 dagen verharding.In de berekeningen hiervoor maakten we gebruikvan de 28-daagse normsterkte van het cement. Wekunnen op dezelfde wijze rekenen met de norm-sterkte van cement na 2 of 7 dagen verharding omeen schatting te maken van de vroege betondruk-sterkte (let wel: bij 20?C verhardingstemperatuur).25354555657585951050,3 0,4 0,5 0,6wcfCEM III/B 42,5 NCEM I 52,5 RCEM III/A 52,5 Ngem.kubusdruksterkte(N/mm2)1 Relatie water-cementfactor en gemiddelde kubusdruk-sterkte (cm) na 28 dagen voor 3 typen cement:CEM I 52,5R; N = 63 N/mm2;CEM III/B 42,5N; N = 57 N/mm2;CEM III/A 52,5N; N = 74 N/mm2Ter illustratie is in figuur 2 de betondruksterktena 2 en 28 dagen weergegeven bij toepassing vanverschillende cementen.Van milieuklasse naarwater-cementfactorIn de Voorschriften Beton zijn voor de verschillendemilieuklassen grenswaarden vastgelegd voor dewater-cementfactor. Deze benadering is gekozenomdat het moeilijk is de duurzaamheid van betonte meten en omdat de water-cementfactor duidelijkgerelateerd is aan de dichtheid/duurzaamheid vanhet beton. In tabel 1 (een gedeelte van) tabel 7 uitNEN 5950, VBT 1995 worden de grenswaarden weer-gegeven.september 20014B e t o n i e kwcf = 0,401020304050607080CEM III/B 42,5 N CEM I 52,5 R CEM III/A 52,5 NKubusdruksterkte(N/mm2)228nadagen2 Kubusdruksterkte van drie typen cement na 2 en 28 dagenverhardingMilieuklasse1 2 3 4 5a 5b 5c,dmet zonder met zonderluchtbel- luchtbel- luchtbel- luchtbel-vormer vormer vormer vormermaximaal toelaatbarewater-cementfactor/water-bindmiddelfactor:? ongewapend beton - 0,70 0,55 0,45 0,55 0,45 0,55 0,50 0,45? gewapend beton 0,65 0,55 0,55 0,45 0,55 0,45 0,55 0,50 0,45? voorgespannen beton 0,60 0,55 0,55 0,45 0,55 0,45 0,55 0,50 0,45minimaal vereistcement-/bindmiddelgehalte (kg/m3):? ongewapend beton 150 200 280 280 280 300 300? gewapend- envoorgespannen beton? gradering binnen A-B 260 280 280 280 280 300 300? gradering binnen A-C 280 280 300 300 300 300 300? discontenu 280 280 300 300 300 300 300Tabel 1: Eisen aan de betonsamenstelling, afhankelijk van de milieuklasseVervolg rekenvoorbeeldStel dat het beton wordt toegepast in milieuklasse 3, dangeldt een grenswaarde voor de water-cementfactor van 0,45.Deze waarde is in dit voorbeeld (toevallig) gelijk aan de hier-voor berekende waarde, nodig voor de vereiste gemiddeldekubusdruksterkte. In de praktijk wordt, afhankelijk van defabrieksspreiding, in de berekening enige marge aangehoudenvoor de wcf, gekoppeld aan de milieuklasse.In dit geval wordt uitgegaan van een water-cementfactorvan 0,43.Om in een volgende stap het cementgehalte te kunnenberekenen moeten we de waterbehoefte kennen.Bepalen van de waterbehoefteDe hoeveelheid water (per m3beton) die nodig isom betonspecie een bepaalde consistentie te gevennoemen we de waterbehoefte. Een eerste richtwaar-de voor de waterbehoefte kan worden verkregen uitde gewenste consistentie, de maximale korrel vanhet toeslagmateriaal en de gradering van het toe-slagmateriaal (tabel 2).In de praktijk hebben we te maken met meerinvloedsfactoren op de waterbehoefte. Naast de kor-relgradering van het toeslagmateriaal, waarmee inde tabel al enigszins rekening wordt gehouden (viade maximale korrel en het graderingsgebied), spe-len korrelvorm (rond of gebroken) en oppervlakte-structuur (glad of ruw) een rol.Andere factoren zijn de specietemperatuur, dewaterbehoefte van het toegepaste cement, deinvloed van vulstoffen enz.De meeste betonproducenten volgen de water-behoefte van dag tot dag, bijvoorbeeld metcontrolekaarten om zo hun proces te beheersenen te optimaliseren.We kunnen de waterbehoefte verlagen door toepas-sing van plastificerende hulpstoffen. Afhankelijkvan het type hulpstof en doseringsgrootte kan eenwaterreductie tussen circa 10 en enkele tientallenliters per m3beton worden bereikt.Berekenen cementgehalteNu de waterbehoefte bekend is en we ook de `maat-gevende' (voor sterkte- en/of milieuklasse) water-cementfactor hebben vastgesteld, kan uit deze tweewaarden het cementgehalte worden berekend:waterbehoefte/water-cementfactor = cementgehalte.Vervolg rekenvoorbeeldStel dat de waterbehoefte hier wordt bepaald op 175 liter.Dan zou een cementgehalte van 175/0,43 = 407 kg nodigzijn. In de praktijk wordt in zo'n geval meestal een plastifi-cerende hulpstof toegepast. Hiervan uitgaande wordt dewaterbehoefte verlaagd van 175 tot 155 liter. Het cementge-halte wordt in dat geval 155/0,43 = 360 kg/m3. Bij gebruikvan een vulstof met bindmiddelbijdrage moet ook dieworden verrekend. Zie hiervoor Betoniek 12/5 `Poeder-koolvliegas, een wezenlijke bijdrage'.september 2001B e t o n i e k5grootste korrelafmeting D 8 16 31,5 63graderingsgebied A-B A-C A-B A-C A-B A-C A-B A-Cconsistentiegebied 1(zetmaat 40 mm 175 195 160 180 150 170 140 155verdichtingsmaat 1,26)consistentiegebied 2(zetmaat 50 t/m 90 mm) 192 213 180 200 165 185 155 170consistentiegebied 3(zetmaat 100 t/m 150 mm) 205 225 195 218 180 200 168 190Tabel 2: Richtwaarden voor de waterbehoefte van mengsels (l/m3beton)Op dit moment zijn de samenstelling ?n de hoeveel-heid cementpasta bepaald.Gaande de (berekenings)rit blijkt vaak dat nog moetworden gecorrigeerd op bijvoorbeeld het luchtgehal-te of op factoren, die invloed hebben op de water-behoefte.Dat betekent dat (een deel van) de berekening moetworden overgedaan.In softwareprogramma's voor mengselberekeningenworden vaak `loops' ingebouwd, waarbij, na aan-passing ?f verwerking van de invloedsfactoren, deberekening wordt gecorrigeerd.Berekenen toeslagmaterialenmengselIn de volgende stap kan het toeslagmaterialen-mengsel worden berekend. Op basis van de beschik-bare grondstoffen (?n de eisen vanuit de toepassing)wordt de meest geschikte korrelgradering bepaald.Daarvoor zijn verschillende methodes mogelijk.Het meest bekend is de F?llermethode. Voor hetcombineren van meerdere korrelgroepen kan dezogenoemde `grafische methode' een oplossingbieden. Ook hier vindt steeds slimmere softwarezijn plaats.Vervolg rekenvoorbeeldWe nemen aan dat in dit geval de korrelgradering van deverschillende toeslagmaterialen zodanig is dat de gewenstegradering van het toeslagmaterialenmengsel wordt verkregenbij een verhouding 12% fijn zand 0-2 mm, 26% grof zand0-4 mm en 62% grind 4-32 mm.Berekening afweegstaatNu kan de afweegstaat worden berekend, waarinde dosering van elke grondstof per m3beton wordtaangegeven. Het spreekt voor zich dat daarbij reke-ning moet worden gehouden met eventuele vocht-absorbtie van het toeslagmateriaal (wat zit er in enwat wordt eventueel nog geabsorbeerd) en het aan-hangend vocht.Vervolg rekenvoorbeeldWe nemen aan dat het vochtgehalte voor fijn zand, grofzand en grind resp. 6,0; 3,4 en 3 % is.De betonsamenstelling wordt als volgt berekend:360 kg cement = 360/2,95 = 122 l155 ltr water = 155 laanname luchtgehalte 1% = 10 lTotaal 287 lResteert voor toeslag 1000 (=1m3) ? 287 = 713 lDit volume wordt als volgt onderverdeeld:fijn zand 0/2 12% van 713 l = 86 l ? 2,65 =227 kg + 14 kg vocht = 241 kg te doseren;grof zand 0/4 26% van 713 l = 185 l ? 2,65 =491 kg + 17 kg vocht = 508 kg te doseren;grind 4/32 62% van 713 l = 442 l ? 2,65 =1171 kg + 35 kg vocht = 1206 kg te doseren.Aanmaakwater: 155 l ? 66 l totaal vocht =89 l te doseren.Af te wegen per m3beton:cement 360 kgfijn zand 0/2 241 kggrof zand 0/4 508 kggrind 4/32 1206 kgwater 89 l+ plastificerende hulpstof.ControleberekeningenNu de samenstelling per m3beton bekend is kunnenwe de samenstelling toetsen op een aantal criteria.De eisen voor de verschillende grenswaarden zijngekoppeld aan de aard van de toepassing ?n, even-tueel, de toegepaste grondstoffen. Het laatste is bij-voorbeeld het geval bij de beoordeling op gevoelig-heid voor schadelijke ASR.Meestal wordt getoetst op:? gradering toeslagmateriaal;? aandeel fijn (< 250 ?m);? chloridegehalte (indien nodig);? gevoeligheid voor ASR; totale alkaligehalteuitgedrukt als Na2O-equivalent.september 20016B e t o n i e kGrondstofmogelijkhedenHiervoor is in grote stappen het principe van hetontwerpen van betonsamenstellingen doorlopen.In de praktijk bestaan veel meer mogelijkhedenom te `spelen' met grondstoffen.De betontechnoloog kan bijvoorbeeld een vulstoftoepassen, al dan niet met een bindmiddelfuctie.Die mogelijkheden zijn uitgebreid beschreven inB e t o n i e k 9/01 `De k van vliegas'.Mengen van cementEen veel gebruikte mogelijkheid om grondstofeigen-schappen aan te passen naar behoefte is het mengenvan grondstoffen met verschillende eigenschappen.In ons land wordt veel gewerkt met mengsels vanverschillende cementen. Op deze wijze kunnenprestaties in relatie tot sterkte-opbouw en duur-zaamheid vaak maximaal worden uitgenut.Figuur 3 laat zien dat het mengen van cement abso-luut niet betekent dat ook de normsterkte even-redig `meemengt'. Voor de vroege sterkte (1-3dagen) is dat nog wel het geval, voor de eindsterkteblijkt vaak een bepaalde mengverhouding optimaalte presteren.De grafiek van figuur 3 geeft een indruk van deresultaten van het mengen van snelverhardendportlandcement (CEM I 52,5R) en een hoogoven-cement (hier CEM III B/42,5N).Invloed toeslagmateriaalGemiddeld bestaat meer dan 70% van het volumevan beton uit toeslagmateriaal. Dit is dus eenbelangrijk bestanddeel in beton. De opbouw vanhet toeslagmaterialenmengsel heeft grote invloedop de verwerkingseigenschappen van de beton-specie, maar ook het constructief gedrag van hetverharde beton wordt sterk medebepaald door deeigenschappen van het toeslagmateriaal.Bij het bepalen van de waterbehoefte zagen we deinvloed van de korrelopbouw, de korrelvorm ende oppervlaktestructuur.Daarnaast speelt van het toeslagmateriaal de sterkteen het vervormingsgedrag een rol. Dat levert in depraktijk meetbare verschillen op wanneer we betonin hoge sterkteklassen gaan maken.Rond en gebroken materiaal presteert tot sterkte-klasse B 45 ongeveer gelijkwaardig. Bij hoger wor-dende sterkteklassen wordt geleidelijk de prestatievan betonsamenstellingen met gebroken toeslagma-teriaal beter. In een betonsamenstelling voor sterk-teklasse B 85 kan de toepassing van gebroken mate-riaal een hogere betondruksterkte opleveren van10-15 N/mm2.Een juiste selectie van toeslagmaterialen is voorbeton in hogere sterkteklassen dus uiterst belangrijk.Interacties tussen grondstoffenNaast de eigenschappen/prestaties van de afzonder-lijke grondstoffen hebben we in betonspecie ??k temaken met de samenwerking tussen de verschillen-de grondstoffen. We spreken van de interactietussen grondstoffen. Het duidelijkst speelt dat bijhulpstoffen en cement. De prestatie van veel hulp-stoffen wordt be?nvloed door de eigenschappenvan het cement waarmee ze worden gecombineerd.Bij toepassing van vertragende hulpstoffen is de ver-tragende werking in combinatie met hoogovence-ment vaak beduidend langer dan bij portlandce-ment. Vliegas in beton kan de werking van eenluchtbelvormer vrijwel teniet doen. Verder kan ookde werking van superplastificeerders sterk wordenbe?nvloed door de eigenschappen van het cement.De verschillen liegen er absoluut niet om.Het verschil kan bestaan uit het w?l of absoluutniet presteren van een hulpstof of heel grote ver-schillen in de sterkte-opbouw.september 2001B e t o n i e k70102030405060707 dagen3 dagen1 dag28 dagenNormsterkte(N/mm2)Gehalte CEM I 52,5R 100% 0%Gehalte CEM III B/42,5N 0% 100%0% 20% 40% 60% 80% 100%3 Sterkte-ontwikkeling van CEM I 52,5R gemengd metCEM III/B 42,5N na 1, 3, 7 of 28 dagen verhardingDe meeste van deze interacties laten zich niet inuniverseel toe te passen regels vatten. De ervaringvan de producent met het door hem gebruiktegrondstoffenpakket is hier van doorslaggevendebetekenis.Invloed van hetproductieprocesNaast alle hiervoor genoemde invloedsfactoren iser n?g een belangrijke factor die feitelijk helemaallosstaat van de betonsamenstelling en daarmeeeigenlijk niet thuishoort in deze aflevering: deinvloed van het productieproces. Daarmee bedoelenwe bijvoorbeeld de wijze waarop en de volgordewaarin grondstoffen in de menger worden gebracht,de mengtijd en de eigenschappen van de menger.Het gaat te ver om die invloeden in deze afleveringte behandelen. Bedenk echter dat het productie-proces, met name voor bijvoorbeeld beton inhogere sterkteklassen, lichtbeton en zelfverdich-tend beton, van grote invloed is op de prestaties.Speciale eigenschappenBeton kan als een maatpak op iedere toepassingworden toegesneden. Daarmee is beton een uniekbouwmateriaal. Zowel de eigenschappen van debetonspecie, het verhardend en het verharde betonkunnen bij het samenstellen worden aangepast.Sommige van die eigenschappen zijn zo kenmer-kend dat daar `betonsoorten' uit zijn ontstaan meteen eigen productnaam. Denk aan `Zelfverdichtendbeton', `Hogesterktebeton' en `Collo?daal beton'.Laten we kijken naar de mogelijkheden inde verschillende `betonfasen'.BetonspecieIn de verwerkbare fase kunnen we denken aanspecies die extreem vloeibaar zijn ?f juist een grotesamenhang of stabiliteit vertonen.Voorbeelden zijn zelfverdichtend beton en collo?daalbeton.Bij zelfverdichtend beton worden de eigenschappenbereikt door een zeer zorgvuldige mengselopbouw,een hoog pasta-aandeel (cement + vulstof + water)en het gebruik van speciale plastificerende hulp-stoffen.Bij collo?daal beton worden speciale collo?dalehulpstoffen ingezet om de grote samenhang tebereiken, die zelfs storten van betonspecie door hetwater of aan oevers met stromend water mogelijkmaakt.Een aanpassing van heel andere aard is de inzetvan speciale kunststofvezels om het risico van plas-tische krimp te verminderen of om de stabiliteit teverbeteren voor de toepassing van specie bij in degrond gevormde palen.Verhardend betonOok in deze fase is veel mogelijk: mengsels met eensnelle sterkteontwikkeling ?f juist met een geringewarmteontwikkeling. Een optimale afstemmingvan de mengselsamenstelling op de toepassingbiedt veel mogelijkheden.Op de grens tussen verwerkbaar en verhard betonligt het opstijfgedrag van betonspecie. Deze eigen-schap is van groot belang voor het afwerken.In het bijzonder wanneer grote betonoppervlakkenmechanisch worden afgewerkt, zoals bij monoliet-vloeren. Hierbij is een beheerst gecontroleerdopstijfgedrag van groot belang. In B e t o n i e k11/27 `Dag- of nachtvlinders' hebben we daar uit-gebreid naar gekeken.Verhard betonBij verhard beton spelen sterkte en duurzaamheideen hoofdrol.De mogelijkheden zijn enorm gegroeid. Beton is nuleverbaar in sterkteklasse tot boven 100 N/mm2.In principe verloopt het mengselontwerp zoals bijde normale sterkteklassen. Wel wordt vaak gebruikgemaakt van speciale toeslagmaterialen en vulstof-fen bijvoorbeeld silica-fume. Voor sommige toe-passingen is de volumieke massa een belangrijkeeigenschap. Ook daarin is nogal wat keuze mogelijk.Ligt de volumieke massa normaliter op circa2300 ? 2450 kg m3, door toepassen van licht toeslag-materiaal kan die waarde worden verlaagd tot circa1000 kg/m3.september 20018B e t o n i e kAndersom is het met zwaar toeslagmateriaal moge-lijk waarden tot ongeveer 4000 kg/m3te bereiken.Ook de duurzaamheid kan steeds beter wordenafgestemd op specifieke belastingen vanuit de om-geving. Het milieu waarin beton wordt toegepastbepaalt vaak de keuze van de cementsoort en denoodzaak om bijvoorbeeld een luchtbelvormer inte zetten.Voor toepassingen waar hoge eisen aan de slijtvast-heid worden gesteld kunnen speciale slijtvaste toe-slagmaterialen en/of vulstoffen worden gebruikt.In Scandinavische landen worden de rijsporen inwegen, die in de winterperiode door spijkerbandenzwaar worden belast, soms uitgevoerd in hogesterk-tebeton. Voor monoliet afgewerkte vloeren wordensoms instrooilagen van slijtvast materiaal gebruikt.Ten slotte kunnen we aan het uiterlijk van verhardbeton heel specifieke eisen stellen. Bijvoorbeeldvoor de toepassing als schoonbeton. Kleurbetonlevert daarin wel heel specifieke mogelijkheden.We zien daarbij veel toepassingen van wit cement,alsook een scala aan kleurstoffen.MaatwerkDoor te kijken naar de mogelijkheden voor hetmengselontwerp zien we gaandeweg dat betonsteeds meer als `maatwerk' kan worden ontworpen.Dat vraagt een optimale afstemming van de eigen-schappen op specifieke toepassingen.We hebben laten zien dat voor elke `fase', vanbetonspecie tot en met verhard beton, eigenschap-pen kunnen worden be?nvloed. Zo kunnen we vooriedere toepassing een optimale prestatiemix be-reiken.Met dit `mini-kookboek' in Betoniekformaat hebbenwe de te nemen stappen in grote lijnen behandeld.Voor de liefhebber is veel meer kennis beschikbaar.De literatuurlijst geeft een eerste opsomming. Voorde echte liefhebber is er natuurlijk nog v??l meer!Komen we elkaar nog eens tegen in de keuken?LiteratuurBetontechnologie, 10e druk 1998,uitgave ENCI Media.NEN 5950 `Voorschriften Beton. Technologie(VBT 1995) Eisen, vervaardiging en keuring.H.M.M. Krikhaar, Betonpocket 2000,ENCI Media `s-Hertogenbosch.B e t o n i e k6/09 `Klaar voor onder water'9/01 `De k van vliegas'9/21 `Waterbehoefte'10/18 `Temperatuur en sterkte'10/29 `Analyse van cement'11/12 `Zelfverdichtend beton'11/15 `Waarom werken superplastificeerders(soms niet)?'11/17 `Licht en zwaar'11/27 `Dag- of nachtvlinders'12/5 `Poederkoolvliegas, een wezenlijkebijdrage'Verkort schema mengselontwerpstap 1: inventarisatie eisen / keuze materialenstap 2: berekening betonsamenstelling1. van sterkteklasse naar water-bindmiddelfactorbereken gemiddelde betondruksterkte;bepaal water-bindmiddelfactor aan de handvan normsterkte cement2. van milieuklasse naar water-bindmiddelfactorbepaal water-cementfactor volgens tabel 7`Samenstellingseisen' van NEN 5950laagste waarde van 1) en 2) is maatgevend3. bepaal waterbehoefte4. bepaal cementgehaltecementgehalte = waterbehoefte/water-cementfactor5. bepaal toeslagmaterialenmengselstap 3: berekening afweegstaatstap 4: controleberekeningengradering toeslagmateriaalaandeel fijn materiaalchloridegehalte (indien van toepassing)gevoeligheid voor ASRseptember 2001B e t o n i e k9september 200110B 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,vocBETONBOUW en de Bouwdienst Rijkswaterstaat.Uitgave: ENCI Media, 's-HertogenboschRedactie: 073 - 640 12 31E-mail: encimedia@enci.nlWebsite: www.enci.nlAbonnementen/adreswijzigingenENCI MediaPostbus 35325203 DM 's-HertogenboschTel.: 073 - 640 12 31Fax: 073 - 640 12 99E-mail: encimedia@enci.nlOvername van artikelen en illustraties is toegestaan, ondervoorwaarde van bronvermelding.Abonnementsprijzen per jaar met ingang van 2001:Nederland 36,- ( 16,34), Belgi? 37,- ( 16,79),Andere landen 51,- ( 23,14)Abonnementen kunnen op ieder gewenst moment ingaanen worden automatisch verlengd, tenzij 6 weken voor devervaldatum schriftelijk wordt opgezegd.ISSN 0166-137xIn onze volgende uitgaveBrandbestandheidDeze Betoniek aflevering geeft inzicht in hetbezwijkmechanisme van een betonconstructiebij brand. Door verschillende oorzaken, in depraktijk vaak een combinatie van factoren, kanbij brand een betonconstructie bezwijken door:? achteruitgang van de betonsterkte en detreksterkte van het wapeningsstaal doorhoge temperaturen;? afspatten van beton.Het eerste mechnisme wordt mede bepaalddoor de thermische geleidbaarheid en dewarmtecapaciteit van het beton en het staal.Het tweede is onder meer afhankelijk van desnelheid waarmee de temperatuur stijgt, dedichtheid van en het vochtgehalte in het beton.Naast oorzaken van brand zijn er natuurlijkmaatregelen die genomen kunnen worden omhet bezwijken door brand te beperken. Hierbijkan gedacht worden aan vergroting van debetondekking, het aanbrengen van hittewerendebekleding of het toevoegen van polypropyleen-vezels aan de betonspecie. Kortom een afleveringom vurig naar uit te zien.De `betonkok' bezig met de betontechnologische smaakmakers
Reacties