BAND UITGAV E mei 2023 14 17 BAND UITGAV E Hydratatie- modellen Over de schematische beschrijving van cementhydratatie Betoniek Standaard 17-14.indd 1 28-04-23 09:36 2 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 Hydratatie modellen Modellen zijn vereenvoudigde schematische weer- gaven van de werkelijkheid. We gebruiken modellen om complexe systemen te kunnen bespreken, te begrijpen en om toekomstig gedrag te voorspellen. Met die kennis kunnen we het gedrag van beton beïn- vloeden, prestaties verbeteren en soms zelfs kosten besparen. In deze Betoniek gaan we in op cement- hydratatiemodellen van portlandcement en praten we je bij over welk model beter klopt. In de meest eenvoudige vorm bestaat een hydratatiemodel van cement uit een cementkorreltje dat ver volgens met een schilletje hydratatieproduct uitgroeit rond dat cementdeeltje. In deze Betoniek laten we zien dat er in de loop der tijd meerdere modellen zijn geopperd die cementhydrata- tie beschrijven. Het genoemde eenvoudige model sluit niet meer aan bij hoe we nu den- ken dat de cementreactie verloopt. In deze Betoniek praten we je bij over de verschil- lende modellen die dit proces beter beschrijven. Met de kennis van de reactiemodellen kun- nen we het gedrag van het verhardings- proces beter begrijpen. Ook kunnen we dergelijke modellen gebruiken om de micro- structuur van cementsteen te simuleren. Dat is belangrijk omdat we daarmee een stap dichter zijn bij het verklaren van presta- ties van beton. Omdat het hydratatieproces van cement heel complex is, beperken we ons in deze Betoniek tot een simpele (port- land)cementkorrel die met water reageert. Om het verhaal goed te kunnen volgen, wor- den eerst kort de verschillende stadia van cementhydratatie besproken. Ver volgens duiken we de reactiemodellen in. Daarbij bespreken we ook hoe goed de modellen het hydratatieproces nu beschrijven. De reac- tiemodellen worden ver volgens ingezet om microstructuren te simuleren. Een voor- beeld hier van is te zien op de voorkant van deze Betoniek. Afgesloten wordt met een aantal conclusies voor de betontechnoloog: wat kunnen we nu met de kennis uit deze Betoniek. Maar we beginnen met enig reali- teitsbesef, namelijk de schaalgrootte van modellen voor cementhydratatie. SCHA ALGROOT TES Om schaalgroottes te illustreren, wordt gebruikgemaakt van guur 1. De guur toont een hydraterende cementkorrel tussen vier deels zichtbare toeslagkorrels. Maar de schaal is onjuist, want de cementkorrel is veel te groot weergegeven. Hoe zit dit nu precies? Stel er wordt uitgegaan van een grote grind- biggel van 32 mm en deze wordt opgeblazen tot het formaat van 1 m. Daarnaast nemen we een grote zandkorrel (van 4 mm) en bla- zen deze in dezelfde verhouding op tot 1 Voorbeeld van een model om cementhydratatie tussen toeslagkorrels uit te leggen. De schaal klopt niet. De cementkorrel is te groot Betoniek Standaard 17-14.indd 2 28-04-23 09:36 3 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 Hydratatie modellen in vier verschillende stadia. Bij het bespre- ken van de reactiemodellen zullen we nog wat meer ingaan op wat er precies in deze stadia gebeurt. In stadium 1 komt direct veel warmte vrij. Deze stap gaat veel te snel voor de modellen die we behandelen. Deze stap zien we dus niet terug. Stadium 2 is de dormante of inductieperi- ode. Hier lijkt de reactie in rust. In de praktijk maken we hier gebruik van, omdat we het beton gedurende deze periode kunnen transporteren en verwerken. 120 mm. Als aan deze reeks nu ook een inke cementkorrel wordt toegevoegd van 20 µm ? opgeblazen in dezelfde verhouding ? zitten we met de cementkorrel nog steeds maar op 0,6 mm. Deze drie opgeblazen kor- rels zijn op schaal weergegeven in guur 2. Deze voorbeelden maken duidelijk dat hydratatie van cement op zeer kleine schaal plaatsvindt. Zo klein, dat wel van modellen gebruik moet worden gemaakt om er een voorstelling van te kunnen maken. Het is ook de reden dat bij het simuleren van een microstructuur van cementsteen alleen naar water en cement wordt gekeken, meestal in een kubusje van 100 × 100 × 100 µm. Voor het doorrekenen van grotere volumes met veel meer deeltjes zijn veel computers sim- pelweg niet krachtig genoeg. Vandaar ook dat in de rest van deze Betoniek de focus ligt op cement en water. HERHALING HYDR ATATIEPROCES Nu we op de juiste schaalgrootte zitten, is het verstandig ook het te modelleren hydra- tatieproces kort te herhalen. Dit doen we aan de hand van de warmte die vrijkomt bij het hydratatieproces. Dit valt namelijk goed te meten en is bovendien nogal typerend in de tijd ( g. 3). De warmteproductie verloopt 2 Verhoudingen tussen grindbiggel, zandkorrel en cementkorrel, alle in dezelfde verhouding opgeblazen om de cementkorrel zichtbaar te maken 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 Cementkorrel van 20 ? m opgeblazen in zelfde verhouding Grindbiggel van 32 mm Zandkorrel van 4 mm in zelfde verhouding 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0 510 1520 Warmteproductie per tijdstap (mW/g) Tijd(uren) 1 2 3 4 3 Schematische weergave van de warmteproductie per tijdstap, als functie van de verstreken reactietijd. Zie tekst voor uitleg van de verschillende stadia Betoniek Standaard 17-14.indd 3 28-04-23 09:36 4 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 Na de dormante periode versnelt de reactie in stadium 3. Hier trekt de betonspecie aan en is te zien dat het beton niet verwerkbaar meer is. In dit stadium ontwikkelt de sterkte zich snel. Bij stadium 4 tot slot, is het proces over zijn hoogtepunt heen en gaat de reactie steeds langzamer. De sterkte blijft zich ook in dit stadium nog steeds ontwikkelen, maar wel steeds langzamer. MODELLENK APSTOK Met dit hydratatieproces in het achterhoofd worden nu modellen bekeken die voor dit proces zijn gemaakt. Om dit wat te structu- reren, is voor deze Betoniek een tijdlijn gemaakt met de twee hoofdsoorten model- len die worden besproken ( g. 4). Dit zijn (A) modellen op basis van groei vanuit een cementkorrel, en (B) modellen op basis van groei vanuit kiemen. Veel van de modellen zijn wiskundige beschrijvingen. Het visualiseren van wat het rekenwerk opleverde, kwam pas veel later. Om de verschillende stappen in de ontwik- keling duidelijk te maken, wordt in deze Betoniek wel de visuele inkleuring bij de rekenmodellen gegeven. Ook wordt op gepaste momenten getoetst of een model ook het hydratatieproces beschrijft zoals eerder besproken. A: GROEI VANUIT CEMENTKORREL Jander (inner product) Startpunt van de cementkorrelmodellen is het model van Jander [1], beschreven in 1927. Dit model gaat uit van een cementkor- rel die tijdens de reactie niet in grootte ver- andert, maar alleen van samenstelling; het hydratatieproduct (inner product) groeit daarbij langzaam de korrel in. Visueel gezien verandert de cementkorrel van buiten naar binnen van kleur, naarmate het water meer naar binnen dringt om daar te reageren met het cement ( g. 5). Wanneer dit model wordt gebruikt om cementhydratatie te beschrijven, sluit het niet aan bij wat experimenteel wordt waar- genomen. Beton wordt in de praktijk sterker, maar het is niet duidelijk hoe een verande- ring van samenstelling dit realiseert. Ook is er geen dichtgroeien van poriën. Kortom, 1939 KAJM-model 2007 Thomas 1956 Cahn * 1927 Jander 1967Kondo & Kodama 1982 Pommersheim Groei vanuit cementkorrel Groei vanuit kiemen A| B| 0RGelleQ 4 Tijdlijn van de modellen in deze Betoniek met (A) groei vanuit cementkorrel en (B) groei vanuit kiemen t = 0 t = y Reactierichting Inner product Halve cementkorrel Inner product 5 Jander 's model: cementkorrel reageert en inner product trekt korrel in Betoniek Standaard 17-14.indd 4 28-04-23 09:36 5 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 het model voldeed al vroeg niet aan de ver- wachtingen om de werkelijkheid eenvoudig te beschrijven. Waarom werd het dan toch in eerste instan- tie gebruikt? Dit kwam omdat het Jander- model stadium 4 van het hydratatieproces aardig kon beschrijven ( g. 8). Door een steeds dichter wordende laag inner product ? waar het water zich doorheen moest wor- stelen om met het cement te kunnen reage- ren ? gaf het model aan dat de reactie steeds langzamer zou gaan. En dat klopte voor stadium 4. Pommersheim (inner & outer product) Een volgende stap vooruit werd gemaakt eind jaren zestig van de vorige eeuw. Kondo en Kodama [2] presenteerden een heel nieuw concept van meerdere lagen. In het model van Kondo en Kodama zat echter een fout in de a eiding. Pommersheim et al. heeft deze met collega's rechtgezet in 1982, waar- bij ze het model hebben uitgebreid en verbe- terd [3]. In deze Betoniek bespreken we daarom de modelvariant van Pommersheim. Het model van Pommersheim kan drie sta- dia van het hydratatieproces beschrijven. Het volgt daarbij opeenvolgende stappen. In de eerste stap ontstaat door de reactie tus- sen cement en water een coating ( g. 6). Door te spelen met de dikte of de verande- rende porositeit van deze laag kan de dor- mante periode (stadium 2) worden gemo- delleerd. Redenaties waarom een bepaalde dikte of oplossnelheid werd gekozen ont- breken; het was puur empirisch tten. De versnelling van de reactie in stadium 3 is goed te modelleren met het dunner worden van de coatinglaag. Een dunner wordende coating betekent steeds meer porositeit in die laag. Hierdoor is er steeds meer en steeds sneller een reactie met het cement mogelijk, waarmee de reactiesnelheid toe- neemt. Daarmee is vloeiend overgegaan van stadium 2 naar stadium 3. In stadium 3 ontstaan in dit model twee nieuwe producten ( g. 7): een inner product in navolging van het Jander-model, en een outer product dat zich vormt buiten de oor- spronkelijke cementkorrel. Door het naar buiten groeien van het outer product kan met dit model wél het vastgroeien van deel- tjes en daarmee het verkleinen van de poro- siteit worden verklaard. Wanneer er door de toename van de reactie- snelheid ver volgens steeds meer inner en outer product worden gevormd, komt het model in dezelfde situatie terecht als dat van Jander: het kost steeds meer moeite om door de hydratatieproducten heen het nog Kwart cementkorrel Coating 6 Vorming van een coating ter verklaring van stadium 2 7 Schematische voorstelling van Pommersheim model Kwart cement- korrel Inner product Outer product Betoniek Standaard 17-14.indd 5 28-04-23 09:36 6 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 niet gereageerde cement te bereiken. De reactie gaat daardoor steeds langzamer en stadium 4 is aangebroken. In het model van Pommersheim wordt dit gemodelleerd door een di usiecoë ciënt die steeds kleiner wordt bij steeds dikkere productlagen. Het hele modelverloop ten opzichte van experi- mentele data is weergegeven in guur 8. Daarmee zijn de belangrijkste modellen voor groei vanuit de cementkorrel bespro- ken. Er zijn twee grote tekortkomingen in deze modellen. De eerste is dat de modellen uitgaan van één enkele korrelgrootte, terwijl cement uit korrels met een korrelgrootte- verdeling bestaat. Door een verschil in kor- relgrootte is er ook een verschil in reactie- snelheid. Veel kleine korrels reageren sneller dan een paar grote korrels door het verschil in reactief opper vlak. De besproken modellen kunnen hier niet mee omgaan. Het tweede punt betreft interactie tussen verschillende korrels. Als twee korrels uit- groeien, kan er overlap ontstaan op een punt waar beide korrels hun product willen afzet- ten ( g. 9). Enkelvoudige korrelmodellen kunnen dit probleem niet aan. Het is daarom een goed moment over te stappen op een tweede type modelbeschrij- ving gebaseerd op groei vanuit kiemen. B: GROEI VANUIT KIEMEN Modellen gebaseerd op groei vanuit kiemen hebben een heel ander uitgangspunt dan de groeimodellen vanuit cementkorrels. De stappen die bij dit type modellen worden doorlopen, zijn: het oplossen van (cement) deeltjes in poriewater, over verzadigd raken van poriewater, kiemvorming, en ten slotte aangroei op de kiemen vanuit het poriewa- 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 0 510 1520 Warmteproductie per tijdstap (mW/g) Tijd(uren) Data experiment Jander-model Pommersheim-model 8 Groei vanuit cementkorrelmodellen vergeleken met experimentele data [4] 1 2 Beide korrels willen hier hun product afzetten. 9 Interactie tussen verschillende cementkorrels Betoniek Standaard 17-14.indd 6 28-04-23 09:36 7 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 ter. De verschillende termen die hier zijn genoemd, worden verder uitgelegd in het kader 'Nucleatie en groei'. K A JM-model Eind jaren dertig van de vorige eeuw ver- schenen er een aantal artikelen over groei vanuit kiemen. De meest bekende naam gekoppeld aan deze beschrijving is Avrami [5, 6], maar hij deed het zeker niet alleen. Kolmogorov [7] en Johnson en Mehl [8] leverden ook belangrijke bouwstenen. Met de auteurs in chronologische volgorde spre - ken we in deze Betoniek over het K A JM- model. Belangrijk om te beseen is dat het K A JM-model een proces beschrijft zonder in te gaan op randvoorwaarden, zoals aan- voer van deeltjes of hoe ver de reactie al gevorderd is. Dit model gaat er van uit dat er ergens in het systeem kiemen ontstaan, die NUCLEATIE EN GROEI Nucleatie (kiemvorming) en groei is een bekend principe in de materiaalkunde. Het proces bestaat uit verschillende stappen die continu blijven doorgaan. In het navol- gende worden de termen van de verschil- lende processtappen uitgelegd: ? Oplossen zorgt voor de aanvoer van (cement)deeltjes in de oplossing (g. 10). ? Oververzadiging heeft te maken met het proberen op te lossen van meer deeltjes dan een oplossing aankan. Wanneer je bijvoorbeeld suiker in warme thee oplost, kun je scheppen suiker blijven toevoe - gen, totdat het niet meer oplost en de suiker op de bodem blijft liggen. De oplossing is dan oververzadigd. ? Kiemvorming of nucleatie, komt voort uit een oververzadigde oplossing waarbij opgeloste deeltjes als vaste deeltjes uit de oplossing worden geduwd. Kiemvor - ming is daarbij het startpunt. Wanneer er eenmaal kiemen zijn, gaat de aangroei makkelijker. Dit proces is ook te beïn- vloeden door zelf kiemen toe te voegen. ? Aangroei zorgt ervoor dat deeltjes uit de oplossing aan deeltjes groeien die er al zijn (g. 11). Dit proces kan blijven door - gaan zolang er aanvoer is van nieuwe deeltjes in de oplossing door het oplos - sen uit de eerste stap van het proces. Oplossende cementkorrel * * * * Kiem Aangroei vanuit een kiem 10 Oplossende cementkorrel 11 Verschillende stappen in aangroei vanuit een kiem Betoniek Standaard 17-14.indd 7 28-04-23 09:36 8 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 ver volgens met een constante snelheid aan- groeien. Met dit model verschuift de aan- dacht van een reagerende cementkorrel naar het ontstaan en de doorgroei van het (reactie)product. Het K A JM-model zegt niets over waar de eerste kiemen verschijnen, maar gaat vooral in op de snelheid van het doorgroei- proces. In 1956 speciceert Cahn [9] dit proces wel voor cement. Hij plaats de kie - men op de opper vlakken van cementkor - relgrensvlakken, korrelranden of korrel- hoekpunten. Hiermee komen de kiemen weer terecht op het opper vlak van de cementkorrels. Thomas (BNG-model) Ver volgens duurt het ruim vijftig jaar voor de volgende aanpassing in dit model. Thomas [10] laat in 2007 in zijn werk zien, dat er grenzen moeten worden gesteld aan het aantal kiemen dat groeit. Hij noemt dit het BNG-model (Boundary Nucleation and Growth ). Thomas heeft dit nodig omdat hij daarmee de experimenteel gemeten reac - tiesnelheden van cementhydratatie nog beter kan voorspellen. In het werk van Thomas wordt nergens aangegeven waar de beperking dan zou moeten zitten. Thomas gebruikt enkel een schalingsparameter A zonder verdere fysieke betekenis. Een mogelijk antwoord kan wel worden gevonden in de suggestie van Bentz [11]. Hij suggereert dat de snelheid van de hydratatiereactie afhankelijk zou zijn van de beschikbare ruimte die er nog voor het hydratatieproduct is om zich te vormen. Hoewel Bentz het niet heeft over beschik - bare ruimte voor kiemen, zou dat wel op die manier kunnen worden ingevuld. De kiem- vorming verplaatst zich daarmee van (alleen) het korrelopper vlak, ook naar de vloeistof waarin kiemen bij over verzadiging van de oplossing kunnen ontstaan. Het K A JM-model en het BNG-model zijn gebaseerd op precies dezelfde principes. Het BNG-model heeft een kleine verbijzon- dering. Om te zien of deze modellen ook het hydratatieverloop goed kunnen beschrijven, is in guur 12 een vergelijking gemaakt met experimentele data. 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 0 510 1520 Warmteproductie per tijdstap (mW/g) Tijd(uren) Data experiment BNG-model 12 Modelvergelijking BNG met experimentele data Betoniek Standaard 17-14.indd 8 28-04-23 09:36 9 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 Beide modellen volgen de processen van het kader nucleatie en groei. Stadium 2 wordt verklaard doordat de oplossing zich wel steeds meer vult met deeltjes door het oplosproces van de cementdeeltjes, maar dat de oplossing op dat moment nog niet is verzadigd. In stadium 3 zijn de eerste kie- men gevormd uit de over verzadigde oplos- sing en gaat het aangroeien vanuit de oplos- sing steeds sneller. Bij stadium 4 neemt de snelheid van de reactie af, omdat de vrije ruimte vol begint te raken en de aanvoer van deeltjes vanaf de oplossende cementkorrels de beperkende factor wordt. Het blijkt dus dat ook dit type modellen het reactieproces goed kunnen beschrijven. Wetenschappelijk gezien worden de model- len van groep B op basis van groei vanuit kiemen realistischer geacht dan de model- len van groep A op basis van groei vanuit een cementkorrel. SIMUL ATIES MICROSTRUCTUUR De modelbeschrijvingen die tot nu toe in deze Betoniek zijn behandeld, waren vooral gericht op het reactiemechanisme. Met zulke modelbeschrijvingen kan nu een stap worden gemaakt naar simulaties van micro- structuren: als de modelreacties nu in een virtuele wereld verlopen, wat voor een microstructuur ontstaat er dan? Als dat op een goede manier zou kunnen, zijn ver vol- gens eigenschappen van de microstructuur te bekijken, zoals sterkte of porositeit. Daarom stappen we in dit deel van de Beto- niek de wereld van de simulaties binnen. Om wat houvast te hebben, is daarbij opnieuw een kapstokplaatje gemaakt ( g. 13). Alleen de in guur 13 genoemde simulaties worden hier besproken. Jennings & Johnson De eerst bekende simulatie waarbij wordt geprobeerd de vorming van de microstruc- tuur van cementhydratatie te simuleren, is van Jennings & Johnson uit 1986 [12]. Om dit wat in perspectief te plaatsen: dit is het tijdperk van de Commodore 64 met een geheugenruimte van 64 kB. De simulatie kan zowel met groei vanuit een cementkorrel als met groei vanuit kiemen omgaan. In de simulatie zijn de oorspron- kelijke cementkorrels zichtbaar, evenals geproduceerd outer product. Nieuw is dat portlandiet als fase is meegenomen en als reactieproduct vanuit de oplossing ver- 1986 Jennings & Johnson 2009 Bishnoi 1995 Va n Breugel A A + B Simulaties 13 Tijdlijn van simulaties in deze Betoniek. A en B verwijzen naar het type mechanismen die worden meegenomen door de simulatie, zie ook guur 4 Outer product Portlandiet (calcium hydroxide) Cementkorrel 14 2D projectie van een 3D simulatie met wcf = 0,30 na 50% hydratatie (Jennings & Johnson) Betoniek Standaard 17-14.indd 9 28-04-23 09:36 10 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 schijnt. Verder wordt als eerste in een simulatie de deeltjesinteractie speciek meegenomen (g. 9). Het extra materiaal wordt arbitrair her verdeeld over vrij beschikbare ruimte. In de simulatie wordt de porievloeistof als fase nog niet meege- nomen. Een voorbeeld van een 2D-projec - tie van een 3D-simulatie is weergegeven in guur 14. Omdat de simulaties van Jennings & John- son vastliepen in de beperkte rekenkracht van de computers, zijn ze gestopt met de verdere ontwikkeling. Van Breugel (Hymostruc) De ontwikkeling van rekenkracht gaat snel in die jaren en ongeveer tien jaar later in 1995 lukt het Van Breugel [13] wel om de simulaties een stap verder te brengen. Zijn Hymostruc-simulatie is bekend van het plaatje in guur 15, maar in het oorspronke - lijke werk zat helemaal geen visualisatie - module. Figuur 15 is vooral bedoeld om uit te leggen hoe er met de verschillende facetten wordt omgegaan. Voor de reactiesnelheid wordt in eerste instantie gebruikgemaakt van het model van Jander. Later wordt dat aangepast naar een empirische benadering van met name het naar buiten groeiende reactieproduct. Om de simulaties snel te kunnen doorrekenen, wordt er slechts een kwart cementkorrel doorgerekend. Rond deze kwart korrel ont - staat in concentrische cirkels een hydrata- tieschil. In deze schil wordt rekening gehou- den met interactie met andere aanwezige cementdeeltjes. Naar het voorbeeld van Jennings & Johnson past ook Van Breugel hier voor her verdeling toe. Dit gebeurt niet door voor elke korrel de hydratatie door te rekenen, maar door het probleem statistisch te benaderen. Dit is goed voor de rekensnel- heid, maar hierdoor geeft de simulatie geen lokale informatie over de microstructuur, anders dan een statistische weergave. De simulatie houdt geen rekening met kiemvor - ming, transporteecten en de chemie in het poriewater. Bishnoi (µic) De laatste simulatie die hier wordt behan- deld is µic (spreek uit 'mike'), grotendeels gebaseerd op het promotiewerk van Bish- noi [14] uit 2009. Deze simulatie bouwt voort op de ideeën van Jennings & John- son. De rekenkracht van computers is nog verder toegenomen. Bishnoi maakt hier gebruik van door voor elk deeltje apart door te rekenen wat ermee gebeurt gedurende de hydratatie. De deeltjes zijn allemaal bol - vormig, maar kunnen daarbinnen wel uit verschillende lagen bestaan. Dit biedt de mogelijkheid voor reactiemodellen van type A, groei vanuit een cementkorrel. Ook biedt µic de mogelijkheid voor reactie - modellen van type B, groei vanuit kiemen. Beide vormen zijn zichtbaar in het voor - beeld in guur 16 (zie speciaal de rode cirkels waarin producten in de oplossing ontstaan). Inner product Outer product Kwart cementkorrel 15 Schematische weergave van Hymostruc. Betoniek Standaard 17-14.indd 10 28-04-23 09:36 11 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 CONCLUSIES VOOR DE BETONTECHNOLOOG In deze Betoniek is in detail gekeken naar modellen waarmee de cementhydratatie wordt beschreven. Deze modellen zijn ver- volgens ingezet in simulaties om de micro- structuur van cementsteen te simuleren. Maar wat is nu de toegevoegde waarde van deze kennis? Op basis van de verkregen inzichten met de reactiemodellen en simulaties die de com- plexe werking van beton beschrijven, is te begrijpen: ? dat er een verschil is in reactiesnelheid tussen portlandklinker, hoogovenslak en vliegas. Er is namelijk een bepaalde mate van verzadiging nodig, voordat de zicht - bare verharding begint. De oplossnelheid van deze deeltjes is gekoppeld aan de pH. In de reeks klinker, slak, vliegas moet de pH steeds hoger zijn voor een behoorlijke oplossnelheid. Hiermee is te begrijpen dat het voor vliegascement wat langer duurt dan een normaal portlandcement, om op sterkte te komen. ? dat hydratie sneller gaat als we zelf vast kiemen aan het mengsel toevoegen. Er zijn al commerciële versnellers te koop gebaseerd op dit principe. ? hoe andere versnellers werken. Versnel- lers grijpen namelijk in op de chemische samenstelling van het poriewater. Ze ver - anderen daarbij de gebruikelijke chemi- sche evenwichten in het poriewater, en daarmee het moment van over verzadi- ging en dus het moment waarop de hydra- tatieproducten zich beginnen te vormen. Voorgaande voorbeelden tonen hopelijk aan dat we door de inzichten over een ander cementhydratatiemodel (oplossen en daarna uitgroeien vanuit kiemen, in plaats van een cirkelvormig uitgroeiend korreltje) op een andere manier gaan denken over fenomenen in beton. Dat is de winst van modelinzicht, ook voor de betontechnoloog. Product onstaan uit kiemen. Zowel portlandiet (groen) als outerproduct (geel) a b 16 Simulatie van cementpasta (wcf = 0,50) aan het begin (a) en na enige reactietijd (b). Betoniek Standaard 17-14.indd 11 28-04-23 09:36 12 MEI 2023 STANDA ARD 17 14 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 V A K B L A D 1 2023 Betonwerk op onbereikbare plaatsen ILM-METHODE ? WAPENING WINDPL ANBL AUW ? NABEHANDELING ESSENTIEEL NIEUWE BRL VOOR CEMENT ? REGELGEVING VOOR L AVAMEEL BV 1-2023 Cover.indd 1 13-03-23 08:54 HOUVAST Een model is slechts een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. In deze Betoniek is daarmee een beeld geschetst hoe de cementhydratatie op korrelniveau verloopt. Hopelijk geeft het vernieuwde beeld iets meer houvast bij het zoeken naar oplossingen in onze dagelijkse praktijk met steeds complexere betonmengsels. KENNISDELING VIA BETONIEK, DANKZIJ ONZE PARTNERS Lidmaatschap 2023 Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.betoniek.nl/lidworden of neem contact op via klantenser 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, ENCI, Mebin, SKG-IKOB, IJB Groep, TNO, Van Wijnen, Faber Betonpompen B.V., Heijmans, Betonhuis en Aeneas. Uitgave Aeneas Media bv Ruimte 4121 Veemarktkade 8 5222 AE 's-Hertogenbosch Website www.betoniek.nl Klantenservice 073 205 10 10 klantenser vice@aeneas.nl Vormgeving Inpladi bv, Cuijk Redactie 073 205 10 27 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 2023 ISSN: 2352-1090 Lees het artikel, inclusief literatuurlijst, ook online op Betoniek.nl Scan mij Betoniek Standaard 17-14.indd 12 28-04-23 09:36