Een uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531 maart 1970KubussterkteKwaliteitDe duurzaamheid van een constructie wordt inhoge mate bepaald door de kwaliteit van hetbeton. Die kwaliteit is vast te stellen uit de ont-wikkelde sterkte. Men meet de sterkte metbehulp van proefstukken, die worden vervaar-digd van dezelfde betonspecie als in deconstructie is toegepast. De op deze wijzeverkregen druksterktecijfers zullen echter nietgelijk zijn aan de druksterkte van de constructie.Door de voorkomende verschillen in onderandere verdichting, verhardingscondities,massa en vorm, zal de druksterkte van de proef-stukken afwijken van die van deconstructieen zal ook de relatie tussen beide druksterktenvan geval tot geval verschillen. Aangezien hetechter niet mogelijk is de sterkte rechtstreeksaan de constructie te meten, moet men zich opdeze manier behelpen.Men tracht de verschillen te ondervangen dooruit te gaan van een genormaliseerde beproe-vingsmethode. De vereiste kwaliteit van hetbeton, waarop de constructie is berekend, wordtaangeduid meteen kwaliteitsklasse.Men gebruikt kubusvormige proefstukken, dieworden gemaakt, bewaard en beproefd volgensde controleproef (GBV '62, art. 15).De gemiddelde sterkte van drie kubussen dientten minste de waarde, aangeduid in de kwali-teitsklasse te behalen.K-waardeKortheidshalve wordt een kwaliteitsklasse aan-geduid met een hoofdletter K (= kubussterkte),gevolgd door het getal, dat de minimaal vereistekubusdruksterkte volgens de controleproefaangeeft in kgf/cm2 (dus bij beproeven na 28dagen). De GBV 1962 onderscheiden drie1kwaliteltsklassen, nl. K160, K225 en K300. Ditwil dus zeggen dat de vereiste betonsterkte, opgenormaliseerde wijze na 28 dagen vastgesteldmet proefkubussen, ten minste resp. 160,225en 300 kgf/cm2 moet zijn.ControleproefDe genormaliseerde bepaling volgens welkewordt ·geconfroleerd of beton aan de vereistekwaliteitsklasse voldoet heet controleproef. Deproefmethodiek is zodanig gekozen dat kanworden geconstateerd of met de gekozenmaterialen (= toegepaste betonspecie) devereiste kubussterkten in het werk inderdaadzullen worden bereikt.Na vervaardiging moeten de proefstukken ge-durende twee dagen verharden onder dezelfdeomstandigheden als de te controleren beton-constructies. Daarna moeten ze onder vochtigeomstandigheden en bij een temperatuur van15 tot 22° C worden bewaard.VerhardingsproefMet deze bepaling tracht men een aanwijzing tekrijgen omtrent de sterkte van het beton :in hetbouwwerk. De uitvoering van de proef komt inhoofdzaak overeen met de controleproef, dochnu geschiedt de verharding geheel onderdezelfde condities als het betonwerk.Uitvoering van de proevenDe verhardingscondities en de periode van 28dagen zijn niet de enige punten, die voor deproef van belang zijn. Er zijn nog een aantalfactoren, die de te verkrijgen resultaten oncon-troleerbaar kunnen beïnvloeden. Dit zijn vooralde monstername van de betonspecie, de con-ditie en maatvoering van de kubusmallen en vande drukpers, benevens het storten van dekubussen.2Porren (onder)Verdichting met behulp van een tri/naald; op demal is een opzetstuk geplaatst (rechtsboven)Verdichting door middel van een tri/tafel(rechtsonder)Alleen door een zo goed mogelijke beheersingvan alle factoren wordt de gewenste indicatieover de betonkwaliteit verkregen. Dit stelt eisenaan de zorgvuldigheid, het geduld en de 'feeling'van degenen die bij de uitvoering van deproeven zijn betrokken.Puntsgewijs wordt op de uitvoering nader inge-gaan.a. Monstername betonspecieHet monster betonspecie moet representatiefzijn voor de gestorte massa.Dit wH zeggen dat alle hoedanigheden van zo'nhoeveelheid precies in het monster aanwezigbehoren te zijn. Het is raadzaam als grootte vanhet monster ten minste drie maal de voor dekubussen benodigde hoeveelheid aan tehouden. Het monster wordt rechtstreeks uit demolen, truckmixer of agitator genomen, waarbijervoor gewaakt wordt niet de allereerste ofallerlaatste betonspecie van de charge tenemen, omdat vooral bij grote charges desamenstelling daarvan iets afwijkend kan zijn.Als de monstername geruime tijd na het men-gen van de materialen geschiedt, is het voor debetrouwbaarheid van het monster gewenst degehele charge nog eens goed om te zetten. Ditgeldt ook wanneer het speciereservoir erggroot is.Voor het opvangen van het monster mag menalleen bakjes, kruiwagens en dergelijke ge-bruiken van een materiaal, dat niet wateraf-zuigend is.Een stroom betonspecie is vaak laagsgewijsontmengd doordat de zwaarste korrels doorhun massa verder weg vallen dan de fijnedelen. Bij het opvangen van een monster moetdit daarom beslist uit de volle stroom wordengenomen. Na goed omzetten is het monstergereed voor het vullen van de kubusmal. De3specie van elke kubus moet aan een anderecharge van de molen, truckmixer of agitatorworden ontleend.b. Afmetingen kubusmalIn de GBV 1962 worden kubussen voorge-schreven met een ribbe van 20 cm. Bij debeproeving, waarbij druk wordt uitgeoefend optwee gladde zijvlakken van de kubus, moetonder en boven de kubus een laag van 3 mmdik karton worden toegepast. In navolging vaninternationale aanbevelingen worden echterook kubussen met ribben van 15 cm gebruikt endan zonder tussenlaag van karton. Wanneer demaat van de kubussen afwijkt van de GBV danmoet voor het berekenen van de K-waarde desterkte op het standaardformaat worden omge-rekend. Uit recente onderzoekingen van CUR-commissie B 14 is gebleken, dat men de waardevan de gevonden sterkte voor kubussen van 15cm zonder karton moet delen door 1,16 om deK-waarde te verkrijgen van kubussen van 20 cm Bewaring onder watermet karton.Om kubussen van 15 cm te vergelijken met dievan 20 cm, beide zonder karton, dient men vol-gens een aanbeveling van RILEM de sterktevan de 1'5 cm kubussen te vermenigvuldigenmet een omrekeningsfactor van 1,05.c. Eigenschappen kubusmalEen kubus die niet zuiver van vorm is :of waar-van de drukvlakken hol of bol zijn, kan nooittot juiste resultaten leiden.De internationale opvattingen over de aan eenkubus te stellen eisen zijn:· De hoek tussen de aansluitende vlakken is900±0,5°;· De afwijking in de vlakheid mag niet groterzijn dan 0,05 mm; dat wil zeggen dat de af-wijking tussen het drukvlak en een denkbeeldig4plat vlak erdoor, steeds minder dan 0,05 mmmoet bedragen.Ten aanzien van het laatste stelt de RILEM voornieuwe mallen zelfs de eis, dat de afwijking nietmeer dan 0,02mm mag zijn. Bij afwijkingenboven 0,05 mm moet de mal worden afgekeurd.Het spreekt overigens vanzelf dat de aan demal te stellen eisen minstens zo hoog moetenzijn als die voor de kubus.De mal mag niet wateropzuigend zijn en moetzodanig solide van constructie zijn, dat geenvervormingen optreden bij het vullen en/ofeventueel trillen. Daar tijdens hetgebruik slij-tage van de mal optreedt is de keuze van hetmateriaal belangrijk. Men lette op hardheid(slijtvastheid) en resistentie tegen roesten.Kubusmallen zijn verkrijgbaar in ijzer of staal,maar ook geheel ofgedeelteHjk in kunststof. Inalle gevallen is keuren van een nieuwe malnoodzakelijk, maar ook een geregelde controleof de gebruikte mal nog aan de eisen voldoetmag niet worden nagelaten. Hulpmiddelen hier-voor zijn:· een lange schuifmaat voor opmeten vanribben of diagonalen;· een blokhaak omhoekafwijkingen te signa-leren;· een stalen rij, die geplaatst op een drukvlakin combinatie met een tastkalibertje (voelertjevan 0,05 mm dik) een indruk over de vlakheidgeeft.Ten slotte is het van belang dat geen vocht-verlies langs de bodem van de mal kanoptreden.d. Vervaardiging kubussenAls vuistregel bij het vervaardigen van dezeproefstukken geldt dat er naar moet wordengestreefd de betonspecie in de mal volledig te5Controle van de afmetingen met een schuif-maat (links)Controle op hoekafwijkingen met behulp vaneen winkelhaak (midden)Het controleren van de vlakheid met een stalenrij en een voelermaatje (onder)Drukpers met kubusverdichten. Alleen dan kan men zeker zijn altijddezelfde verdichting te hebben. Om geen ont-menging te veroorzaken zal de toe te passenverdichtingsprocedure moeten zijn aangepastaan de consistentie van de betonspecle, Toege-past worden: porren, trillen en stampen.Porren:Betonspecie met een zetmaat van 12 cm enhoger wordt in twee lagen van ongeveer gelijkedikte :in de mal gebracht, waarbij elke laag 30maal wordtgeprikt met een 16 rnm dikke staafmet afgerond einde.Trillen:Bij een zetmaatlager dan 12 cm wordt de malvan een passend opzetstuk voorzien en in éénkeer gevuld. Als trillingsbron kan een triltafelof een trilnaald (diameter ca. 25 mrn) wordengebruikt. Er wordt getrild tot de oppervlaktevan de betonspecie door vochtig worden gaatglanzen. Vervolgens worden het opzetstuk ende overmaat specie verwijderd. Bij het optrek-ken van de trilnaald dient erop te worden gelet,dat dit zo langzaam geschiedt dat de ontstaneopening in de betonspecie zich juist kan sluiten.Men zie hiervoor naast de GBV 1962 ook Norm-blad N 3051: 'Richtlijnen voor het trillen vanbeton'.Stampen:Bij aardvochtige specie kan ook worden ge-stampt. Men vult dan de mal in 2 à 3 lagen, diezo goed mogelijk worden aangestampt.Natijdig afstrijken van de kubus kan eventueeleen merk worden ingekrast. Het ontvormengeschiedt na 1 etmaal; deze termijn moet wor-den verlengd indien het beton niet voldoendeis verhard.6e. Opslag kubussenHet is duidelijk dat -gedurende een grootgedeelte van het jaar maatregelen noodzakelijkzijn om aan de temperatuureisen van 15 tot22° C te voldoen. Controle of de genomenmaatregelen ook in de weekeinden effectiefzijn, zal meewerken om de spreiding in deresultaten te beperken.De vereiste vochtige omstandigheden zijn,zolang de proefstukken nog in de mal ver-blijven, gemakkelijk te realiseren. Men kan af-dekken met nat jute of nat zand, of het verdam-pen van water voorkomen door mlddel van eenkunststoffolie of een speciaal aangebrachtelaag van daartoe geschikte kunstharsemulsie.Na het entvormen is bij kleine aantallen proef-stukken het afdekken met nat zand, bij voor-keur in bewaarkisten, zeer goed mogelijk. HeeftDe kubus werd tot breuk belastmen veel proefstukken, dan kan men ofwel deomgeving kunstmatig vochtig maken door bijv.het vernevelen van water, ofwel bassins in-richten, waarin de proefstukken onder waterworden bewaard. In het eerste geval moet menzorgdragen dat de relatieve vochtigheid min-stens 95% bedraagt.t. BeproevingOok de drukplaten van de beproevingspersdienen vlakker :dan 0,05 mm te zijn (zie blz. 4).De pers moet geijkt zijn en mag bij elke ge-meten waarde, die hoger ligt dan 10% van demaximumcapaciteit, geen grotere afwijking danplus of min 3% vertonen.Voor het beproeven van de kubussen wordende afmetingen :in mm nauwkeurig vastgesteld.Een nuttige gewoonte is het gelijktijdig vast-stellen van het gewicht van de kubussen (op100 gram nauwkeurig). Dit geeft een indicatieover het volumegewicht van het beton.De GBV 1962schrijven voor dat de kantlengtevan de kubus 20 cm moet bedragen en dat bijhet beproeven, ter bescherming van de druk-platen van de pers een tussenlaag van 3 mmdik karton vereist is. De druk wordt bij hetbeproeven geleidelijk met 2 à 3kgf/cm2 perseconde verhoogd. Als druksterkte geldt debreukbelasting, dat is de hoogste belastingdie de pers tijdens de proef aangeeft.KubussterkteAls kubussterkte wordt aangehouden het ge-middelde resultaat, verkregen met drie proef-kubussen, met zijden van 20 cm, na 28 dagenverharding volgens de controleproef. Ter voor-lopige beoordeling kan de sterkte na 7 dagenverharding dienen, die dan 70% van de vereistesterkte moet hebben bereikt. Beslissend blijftechter altijd de sterkte na 28 dagen.7aanbevolen litteratuur:1. Ir. J. G. Wiebenga, Betondruksterkte bepaaldvolgens GBV 1962 en RILEM-methode,Cement XXI (1969) nr. 12.2. Dr.-Ing. M. Stiller, Vergleich ausländischerBetongüten mit der Betongüte nach DIN 1045,Betonsteinzeitung 1969 nr. 8.foto's:B. J. de Ruiter, Amsterdam