Een maandelijkse uitgave van deVereniging Nederlandse Cementindustriepostbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenbosch maart 1985Schuimbeton voorverhardingsconstructiesSedert enige jaren is een cementgebondenprodukt op de Nederlandse markt dat gekenmerktwordt door een veel lagere volumieke massa danmen van beton gewend is. Het staat bekend onderde namen schuimbeton, schuimmortelbeton enschuimmortel. Ook wordt het onder bepaaldehandelsnamen op de markt gebracht.Hoewel het materiaal in principe een mortel isomdat grof toeslagmateriaal ontbreekt, wordt devoorkeur gegeven aan de naam schuimbeton, omdaarmee aan te sluiten bij benamingen in de onsomringende landen (Schaumbeton, foamedconcrete, betonmousse). In het vervolg van ditartikel zal daarom alleen de naam schuimbetonworden gebruikt.Schuimbeton wordt vervaardigd door het mengenvan schuim in een specie van cement, (fijn) zand enwater. Hierdoor ontstaat .eenbuitengewoonvloeibaar mengsel meteen zeer groot aantal fijnverdeelde, afzonderlijke luchtbelletjes. Dit mengselverhardt onder normale omstandigheden. In tegen-stelling tot gasbeton wordt schuimbeton dus terplaatse gestort.AI naar gelang de samenstelling van de basis-specie en de hoeveelheid schuim kan de gewenstevolumieke massa van de specie worden ingesteld.Schuimbeton kan worden gemaakt met eenvolumieke massa van 600 tot 1800 kg/m3· Boven1800 kg/m3 :is toevoeging niet meer interessant. Bijwaarden lager dan 600 kg/m3 kunnen problemenontstaan met de stabiliteit van de specie. De tekiezen volumieke massa is afhankelijk van het doelwaarvoor het produkt wordt toegepast. Schuim-beton kan namelijk voor bepaalde toepassingenworden gekozen vanwege het geringe eigengewicht ten opzichte van de sterkte-eigenschappen, bijvoorbeeld voor funderingen ofgrondverbetering. Anderzijds kan de keuze opschuimbeton vallen vanwege de goed isolerendeeigenschappen, zoals op daken en onder vloeren.Dit laatste is bijVOorbeeld het geval in dekassenbouw, waar gewerkt wordt met verwarmdebetonvloeren voor het telen van groenten en .planten direct op de vloer in plaats van in de grond.Wanneer de sterkte geen rol van betekenis speelt,kan voor het bereiken van een hoge isolatiewaardegestreefd worden naar een zo laag mogelijkevolumieke massa.Voor toepassing als funderingsmateriaal voorverhardingsconstructies(wegen en bedrijfsvloeren)moet aan bepaalde minimum sterkte-eisen wordenvoldaan; dan zal een hogere volumieke massaworden gekozen.Schuimbeton voor verhardingsconstructiesDe combinatie van laag eigen gewicht en gunstigesterkte-eigenschappen maken schuimbetongeschikt als funderingsmateriaal voor verhardings-constructies. Voor deze toepassing moeten eisenworden gesteld aan de volgende eigenschappen:- druksterkte,- buigtreksterkte,- elasticiteitsmodulus.Als het schuimbeton voor wegfunderingen inaanraking komt met grondwater kan hieraan nogworden toegevoegd:- waterabsorptie.Sterkte-eigenschappenDaar schuimbeton in feite schuim is, waarbij de2,5 NIrnm210,0 2,0t7,5 tOlQlOllilOl2,5 0,5lil600 800 1000 1200 kgIm3 1600volumieke massa1Relatie tussen kubusdruksterkteen volumieke massawanden van de belletjes bestaan uit mortel, wordtde sterkte in de eerste plaats bepaald door deverhouding mortel/lucht. Het is dus begrijpelijk dater een verband bestaat tussen volumieke massa ensterkte van schuimbeton. Deze relatie wordt medebeïnvloed door kwaliteitsverschillen van de mortel.Net als bij normaal beton is de sterkte van demortel afhankelijk van de water-cementfactor,cementgehalte en cementsoort. Cementgehalte enwater-cementfactor van schuimbetonspecie (dusna menging van de basisspecie met het schuim)liggen in dezelfde orde als van normaal grind-beton. In feite is dus het grove toeslag materiaalvervangen door lucht. In tegenstelling tot normaalbeton de sterkte van schuimbeton niet directafhankelijk van cementgehalte en water-cementfactor, hoogstens indirect. In principe kanzowel hoogovencement als portlandcement enportlandvliegascement worden verwerkt inschuimbeton.In figuren 1 tot en met3 zijn voor de belangrijkstesterkte-eigenschappen de relaties met devolumieke massa in grafiekvorm weergegeven.Hierbij zij opgemerkt dat de hier gegeven relatieszijn gebaseerd op proeven met Cellcrete.De druksterkte is bepaald met proefkubussen, na28 dagen verharding, conform artikel G-606.3.2van de Voorschriften Beton 1974/1984 (fig. 1).De buigtreksterkte is bepaald met een vier-puntsbuigproef (volgens A8TM C78-75) en weergegevenin figuur 2.Figuur 3 toont de relatie tussen de elasticiteits-modulus en de volumieke massa.WaterabsorptieWanneer schuimbeton vocht opneemt, wordt hetzwaarder. Als voor een verhardingsconstructieschuimbeton speciaal is gekozen vanwege hetvoordeel van het geringe eigen gewicht, is het van2600 800 1000 1200 kg/m 31600massa2Relatie tussen buigtreksterkte en volumieke massaessentieelbelang dat het materiaal zo weinigmogelijk water absorbeert. Behalve door devolumieke massa wordt de mate van water-absorptie ook beïnvloed door de dichtheid van decementsteen. De in figuur 4 gegeven relatie kan alseen indicatie worden beschouwd.Opbouw van verhardingsconstructiesHet doel van een verhardingsconstructie is omwiellasten over een groter oppervlak te spreiden,waardoor de druk op de ondergrond wordtverkleind. Het spreidend vermogen hangt inbelangrijke mate af van de stijfheid van deconstructie, dat wil zeggende dikte van deconstructie en de elasticiteitsmodulus van degebruikte materialen.Het spreiden van de belastingen is schematischweergegeven in figuur 5.Het grote voordeel van schuimbeton ten opzichtevan traditionele funderingsmaterialen is dat debenodigde sterkte en stijfheid kan worden gereali-seerd door een juiste afstemming van de samen-stelling van de basisspecie en de hoeveelheidschuim. Omdat daarbij de volumieke massa aan-zienlijk lager is dan van anderefunderings-materialen, is toepassing van schuimbeton vooralaantrekkelijk in gebieden met een weinig draag-krachtige bodem. Of om in wegenbouwtermen tespreken: gebieden met een zettingsgevoeligegrondslag. Naarmate het gewicht van een verhar-dingsconstructie lager is, zullen ook de zettingengeringer zijn. De zetting is evenredig met debelasting. In zettingsgevoelige gronden zal dusworden gestreefd naar verhardingen met zo minmogelijk eigen gewicht.In figuur 6is een verharding met schuimbetonvergeleken met een gelijkwaardige, traditioneleverharding, nl. 10 cm beton op een fundering van200 l/m 3150E50ot 8.000600 800 1000 1200 kg/m 3 1600volumieke massa10.000 N/mm26.000o4.0002.0003Relatie tussen elasticiteitsmodulus en volumieke massa4Relatie tussen wateropname en volumieke massa(gemeten aan proefstukken na 3 maanden onder water)40 cm schuimbeton ten opzichte van 10 cm asfaltop een fundering van 40 cm slak. Indien de boven-kant van de verharding op 10 cm boven hetmaaiveld wordtgesteld, in verband met de afvoervan regenwater, ziet de situatie er uit zoals weerge-geven in figuur 6. Voor het vergelijken van de teverwachten zettingen moeten de gewichten van debeide verhardingsconstructies wordenuitgerekend. Daarvoor zijn gegevens omtrent devolumieke massa's nodig:- veen 1200 kg/m3- slak 2000kg/m3- asfalt2400kg/m3- schuimbeton 800 kg/m3- beton 2400 kg/m3De extra belasting die door de verhardings-constructie op de ondergrond wordt veroorzaakt(dus ten opzichte van de de bestaande situatie a.)kan eenvoudig worden berekend uit:gewicht slijtlaag + gewicht fundering - gewichtuitgekomen grond.voor geval b. (asfalt + slak):0,10 x 2400 + 0,40 x 2000 - 0,40 x1200 =560 kg/m2voor geval c. (beton + schuimbeton):0,10 x 2400 + 0,40 x 800 0,40 x 1200 =80kg/m2Bij toepassing van de verharding met schuimbetonzal aanzienlijk minder zetting worden veroorzaaktdan bij de traditionele verharding. De verhoudingvan dete verwachten zettingen is 80 : 560, ofwel15%.wiel last5Spreiding van wiel/asten in een verhardingsconstructiebetonschuimbetonhor. trekspanning ondergronda b c/6Alternatieven voor verhardingsconstructiein een gebied met weinig draagkrachtigebodem37a-cUitvoering van een kavelweg. In verband met de weinigdraagkrachtige bodem is een lichtgewicht fundering vanschuimbeton gekozen, met daaroverheen een slijtlaagvan grindbeton8Uitvoering van een nieuwe verhardingsconstructie in deRAl. Dankzij de grote vloeibaarheid is de schuimbeton-specie gemakkelijk verwerkbaar4basis speciemengerschuimDschuimgeneratorschuimbetonpompbasisspecieontvangstsilo oftChuimoschuimbetonschuimgenerator9a-bVervaardiging van schuimbetonspeciea. continu mengsysteemb. discontinu mengsysteemUitvoeringSchuimbeton wordt op het werk vervaardigd uit eenbasisspecie die door de betonmortelcentrale wordtgeleverd en een hoeveelheid stabiel schuim, op hetwerk geproduceerd met een zgn. schuimgenerator.Voor de menging bestaan er in principe tweesystemen: continu of discontinu, duschargegewijsmengen. Bij het continu mengsysteemworden vlak voor de verwerking schuim enbasisspecie in de juiste verhouding bij elkaargebracht en vervolgens door een mengkoker ofmenggoot gevoerd en aldaar met elkaar vermengd(fig. 9 a-b).Bij het discontinumengsysteem wordt het schuim inde truckmixer of een aparte schuimmengertoegevoegd en vervolgens tot een homogeenmengsel gemengd.Schuimbetonspecie is zeer dun vloeibaar en kanuitstekend worden verpompt. Vanwege het hogeluchtgehalte is hiervoor een zuigerpomp nietbruikbaar, maar moet een zgn. verdringerpompworden ingezet, bijvoorbeeld een slangenpomp.Voor wegfunderingen kan de specie direct in hetcunet worden gepompt. Door het vloeibare-kara.kteris verdichten niet nodig en is een grotestortsnelheid haalbaar. Voor het verkrijgen van eengoed horizontaal oppervlak moet wel regelmatig demond van de slang worden verplaatst. Wanneereen bekisting wordt toegepast, verdient het aan-beveling een plastic folie te gebruiken om lekkageste voorkomen (foto's 7 a-c). Afwerking van hetverse betonoppervlakis eenvoudig met een rei uitte voeren. Evenals bij normaal beton dient detoplaag tegen uitdrogen te worden beschermd.Enkele recente proleetenOp het Centrum voor Boomteelt en Stedelijk Groente Boskoop is in verband met de zeer zettingsge-voelige ondergrond voor een aantal wegen schuim-beton toegepast. Gekozen is voor een constructiedie enerzijds zo licht mogelijk is enanderzijds toch voldoende sterk voor het werkver-keer ter plaatse. De verhardingsconstructie bestaatuit een laag schuimbeton van 40 cm dikte, meteenvolumieke massa van 650 kg/m3 waarop een 12 cmdikke laag beton B 37,5 voorde hoofdweg en een 10cm dikke laag beton voor de bedrijfswegen.In de RAl tentoonstellingshallen te Amsterdam isovereen oppervlakte van circa 7500 m2 eenverhardingsconstructie van schuimbeton aange-legd met een toplaag van asfalt. Hier is voorschuimbeton gekozen omdat de bestaande asfalt-verhardingsedert de aanleg sterk aan zettingenonderhevig was. De onvlakheden in de vloerwerden voorheen met asfalt uitgevuld, waardoorhet verhardingspakket steeds zwaarder werd. Doorhet bestaande pakket te vervangen door eenschuimbetonconstructie, isde belasting op deondergrond sterkt teruggebracht. Voorts heeft in debesluitvorming meegespeeld dat schuimbeton opmoeilijk bereikbare plaatsen zeer eenvoudig kanworden aangebracht (foto 8).literatuur1. Betoniek 5/26, Schuimbeton; juni 19822. Land en water NU, Schuimmortel met asfalt inRAl; augustus 19845BETONlEK verschijnt 10 x per jaar.Abonnementsprijzen per jaar, inclusief verzamelband-voor 3 jaargangen (incl. 5% BTW):Nederland, Nederlandse Antillen, België f 17,-overige landen f 27,ISSN 0166-137x6administratie:postbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenboschtelefoon (073) 401231Abonnementen lopen per kalenderjaar. Aan het eindvan een kalenderjaar wordt het abonnement auto-matisch verlengd, tenzij het abonnement vóór1 december schriftelijk wordt opgezegd.