Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531oktober/november 1973Specie-analyseZit het er allemaal wel in?Ja, dat is een vraag die op een betonwerkmakkelijk kan worden gesteld als de truck-mixer van het betonmortelbedrijf zijn ladinglost. Is het cementgehalte wel zoals we hetbesteld hebben? Is de water-cementfactor weljuist? Natuurlijk zal een te goeder naam enfaam bekend staand betonmortelbedrijf zijnklanten heus niet met opzet een verkeerdsamengestelde specie sturen. Maar ook op hetbest geleide bedrijf kan wel eens iets mislopen en het is dus gewenst om de mogelijk-heid tot controle te hebben. Het betonmortel-bedrijf, maar ook de betonwarenindustriezullen deze mogelijkheid tot controle in elkgeval willen benutten. In de VB 1972 is trouwensvoor betonklasse " het bepalen van de water-cementfactor, bijv. door specie-analyse, voor-geschreven en wordt ook aangegeven hoe dezekan worden uitgevoerd.In de VB 1972 worden drie methoden voorspecie-analyse genoemd. In BETON/EK 1/16werd daaraan een bespreking gewijd. De toenbesproken methoden zijn de onderwater-weegmethode, de pyknometermethode en dedroog- en uitspoelmethode. Duikt men eens inde vakliteratuur dan blijken er niet minderdan acht methoden te bestaan, merendeelsvarianten van bovengenoemde. Zo'n grootaantal methoden voor het uitvoeren van eenbepaalde analyse is altijd een beetje verdachten duidt er gewoonlijk op dat eigenlijk geenenkele helemaal voldoet. Dat hoeft ookniemand te verwonderen, want in betonspeciezitten een paar voetangels en klemmen ver-borgen, die een betrouwbare analyse tot eenmoeilijke zaak maken. Voor het bepalen vanhet cementgehalte kan men door middel vaneen zeef cement en toeslagmateriaal scheiden.Welke zeefopening men hiervoor ook kiest,altijd zal er grote kans bestaan dat iets van hetallerfijnste toeslagmateriaal door de zeef heen-gaat, terwijl aan de andere kant de grofstecementkorrels er op blijven liggen. Helemaalvolledig is de scheiding tussen beide daaromnooit. Bovendien moet de analyse dan nogworden uitgevoerd voordat de binding van hetcement te ver is voortgeschreden omdat andersde zaak nog meer wordt vertroebeld. Eenandere moeilijkheid kan worden veroorzaaktdoor poedervormige hulpstoffen, die door hunfijnheid bij het cement terecht komen en zo ooktot een onjuist resultaat leiden.· Bij de onderwaterweegmethode wordt dewater-cementfactor bepaald uit het verschilvan wegingen :in luchten onder water. Dit iseen behoorlijk nauwkeurige methode maar eris speciale apparatuur voor nodig en eengeoefende laborant.· Bij de pyknometermethode wordt eerst eenvat met water gevuld en gewogen, daarnawordt de specie erin gebracht en wordt op-nieuw gewogen. Het verschil van beidewegingen geeft aan hoeveel water door devaste stof is verdrongen. Hoewel ook dezemethode redelijk voldoet, zitten er toch eenpaar onnauwkeurigheden in. Men moet een vrijgrote hoeveelheid zwaar materiaal afwegen enhet vat waarin we dit doen moet sterk genoegen dus ook vrij zwaar zijn. Nu is het nauwkeurigwegen van grote massa's op zichzelf al niet zogemakkelijk, maar bovendien is het gewichtvan het water vrij klein in vergelijking met hetgezamenlijk gewicht van cement, toeslag-materiaal en meetvat. We bepalen dus een kleinverschil tussen twee grote gewichten en datis altijd een hachelijke zaak.· De methode van het droogstoken is deeenvoudigste maar ook de minst nauwkeurige.Hierbij wordt het speciemonster in twee delengedeeld. Een ervan wordt na weging over eenzeef uitgespoeld, waarna het toeslaggewichtkan worden bepaald. Het andere gedeeltewordt gemengd met spiritus, die daarna wordtaangestoken. Door roeren wordt bevorderddat zoveel mogelijk van het water verdampt.Het droogstoken moet worden herhaald totde specie voldoende is gedroogd. Bij hetroeren van de drogende massa kan er gemak-kelijk fijn materiaal wegstuiven. Bovendienis de mate van droging afhankelijk van degebruikte hoeveelheid spiritus. Het bezwaardat bij de vorige methode werd genoemd,namelijk dat het gewicht van het aanmaak-water vrij klein isin vergelijking met dat van devaste stoffen, blijft hier bovendien even goedgelden.Het zal uit dit verhaal wel duidelijk zijn dat weons van de nauwkeurigheid van een specie-analyse geen overdreven voorstelling moetenmaken. Wanneer we voor het cementgehalte300 kg/m 3vinden, mogen we beslist niet zeggendat de bestelde 320 kg/m3niet zijn gehaald.Evenmin mogen we bij een gevonden water-cementfactor van 0,52 beweren dat dit te veelis, omdat we 0,50 hadden geëist. Hebben wedan eigenlijk wel iets aan zo'n specie-analyse?Toch wel, want het gaat bij de controle niet omdergelijke kleine verschillen, die immers maareen geringe invloed opde verlangde beton-sterkte hebben. Maar als het mengsel maar250 kg/m 3cement bevat in plaats van de be-2stelde 320, dan zullen we het in de sterkte weldegelijk kunnen merken. Voor het vaststellenvan grote afwijkingen in de speciesamenstellingis een analyse daarom wel bruikbaar.Bij het zoeken naar de meest geschiktemethode van specie-analyse is CUR-commissie B 14, 'Kwaliteitscontrole van beton'ingeschakeld. Hoewel het eindrapport van decommissie nog niet in druk is verschenen,kunnen we toch al wel iets vertellen van deresultaten van het onderzoek en van deconclusies waartoe die hebben geleid. Decommissie begon haar werk met een literatuur-onderzoek waaruit de reeds genoemde achtmethoden te voorschijn kwamen. Het heeftweinig zin om al deze methoden hier uitvoerigte beschrijven. Wel kan worden gezegd dat zealle een vrij grote deskundigheid van de uit-voerder eisen en dat enkele ervan in verbandmet de ervoor benodigde apparatuur niet ge-schikt zijn voor uitvoering op de bouwplaats.De commissie besloot daarom een eigenmethode te zoeken. Daarbij werd ervan uit-gegaan dat de methode zo eenvoudig en be-trouwbaar mogelijk moest zijn en zich zoulenen voor uitvoering op het bouwwerk. Hoewelook de door de commissie uitgewerktemethode niet ontkomt aan de genoemde fouten-bronnen, meent de commissie toch in haaropgave te zijn geslaagd.Het benodigde onderzoek werd uitgevoerddoor het TNO-instituut voor Bouwmaterialenen Bouwconstructies.Nieuwe methodeDe door Commissie B 14 uitgewerkte methodeis feitelijk een variant op de methode vanThaulow (zie o.a. BETON/EK 1/16). Als pykno-meter gebruikt men het vat van de luchtmeter1Overzicht van de benodigde apparatuur2De twee zeven, met daaronder de afvoerbakDit vat heeft het voordeel dat het toch iniedere betonmortelcentrale, maar ook wel opbouwwerken, aanwezig is.De commissie heeft nog overwogen of eenlichter en daardoor meer geschikt vat konworden ontworpen, maar de voordelen hiervanbleken vrij gering, omdat het vat toch nog vrijgroot en zwaar zou worden. Daartegenoverstond dan het nadeel van een aparte aan-schaffing.Benodigde apparatuurLuchtmeter, vat inhoud 8 I;trechter, diameter boven ca. 45 cm, onderca. 20 cm (passend in het vat van de lucht-meter);gummispuit, behorend bij de luchtmeter;schep, inhoud ca. 1,5 I;rechte ijzeren staaf, lengte 60 cm, diameter16 mm;ijzeren lineaal, lengte ca. 30 cm;waterkan, inhoud ca. 1 I;afdroogdoek;plateau-weegschaal, weegvermogen ca. 25 kg;1 schaaldeel 10 gram;twee op elkaar passende zeven met afvoerbak,diameter van het stelsel 35 cm; 1 zeefC2 NEN 2560 en 1 zeef 150 - NEN 2560;een vat met een inhoud van ca. 40 I;sproeikop met een slang aangesloten op dewaterleiding.UitvoeringDe meetmethode komt er in het kort op neerdat men eerst het vat van de luchtmeter weegtzonder en met speciemonster. Hieruit volgthet totaalgewicht van het monster. Vervolgenswordt de inhoud aangevuld met water en naontluchten van de specie weer gewogen. Daar-na wordt de massa afgezeefd over een zeef3van en het materiaal dat grover is dandeze zeef in de verder met water gevulde lucht-meter nogmaals gewogen. Ten slotte weegtmen het vat gevuld met water. Uit de verschillenvan deze wegingen kan men berekenen hoegroot de hoeveelheden cement, water entoeslag in het monster zijn.a. Bepaling van de monstermassa (G)1. Weeg het lege vat van de luchtmeter (y);2. Neem met de schep (twee scheppenvan ongeveer gelijke grootte) eenspeciemonster en breng dit in het vatvan de luchtmeter,weeg vervolgens het aldus gevuldevat (x).De hoeveelheid speciemonster is danG = x - y gram.G moet ongeveer 5 kg zijn.Voor elke weging, aflezing of schatting totop één gram nauwkeurig, moet het vat goedschoongeveegd en zo nodig afgedroogdworden, evenals het plateau van de weeg-schaal.b. Bepaling van het gewicht van het vatgevuld met ontlucht speciemonster enwater (G1).1. Vul het vat met het speciemonster metbehulp van de waterkan tot voor ca. 3/4van de inhoud met water.Het is voor de nauwkeurigheid van de proefvan zeer veel belang dat de temperatuurgedurende de gehele analyse binnen 2° Cnauwkeurig dezelfde blijft. Hiertoe moetenige tijd voor de aanvang van de analysehet vat van 40 I met water worden gevuld.2. Roer het monster vervolgens gedurendeminimaal 3 à 4 minuten intensief metde ijzeren staaf, zodat alle lucht-insluitingen zijn verdreven.356443Vullen van het vat met speciemonster op deweegschaal4Bijvullen van het vat met water uit de voorraad5Ontluchten door roeren6Afstrijken van het schuim7Afvullen van de lucht m.b.v. gummispuit7Tijdens de uitvoering van de proeven isgebleken, dat de analist kan voelenwanneer de tuchtinetuitinqen zijn verdreven;vanaf een zeker tijdstip gaat het roerenmoeilijker.3. Vul het vat vervolgens met behulp vande kan met water uit de voorraad in hetgrote vat van 40 Men giet water bijtotdat dit over de rand begint te lopen.4. Strijk hierna met behulp van de lineaalhet schuim af.5. Schroef, nadat al het schuim is ver-wijderd, de kop op de luchtmeter.6. Open vervolgens de kranen A en B(zie foto 7) en plaats de gummispuitop kraan A.7. Breng met behulp van de gummispuitzolang water uit het voorraadvat in deluchtmeter, totdat dit zonder lucht-insluitingen bij kraan Buitstroomt.Controleer of er geen luchtinsluitingentussen de kranen A en B in de kop vande luchtmeter zijn achtergebleven doorde meter enige keren voorzichtig ompunt P te kantelen.8. Vul het water bij en sluit, nadat er geenluchtinsluitingen meer worden gecon-stateerd, de kranen A en B en verwijderdegummispuit.9. Droog de luchtmeter vervolgens goed afen plaats deze hierna op de weeg-schaal. Lees het gewicht Gl af.c. Bepaling van het gewicht van de lucht-meter gevuld met ontlucht materiaal(> 150 en water (G2).1. Schroef na de bepaling van Gl de kopvan de luchtmeter en breng de inhoudvan het vat op het stelsel zeven (ziefoto 10). Spoel het vat goed na en giet58Kantelen van de luchtmeter voor geheel ont-luchten, waarbij het vat meteen wordt schoon-gemaakt9De complete luchtmeter wordt gewogenhet spoelwater eveneens op het stelselzeven.2. Zeef het speciemonster achtereen-volgens op beide zeven nat uit metbehulp van de op de waterleiding aan-gesloten sproeikop. Het water metdeeltjes kleiner dan 150 wordt via deafvoerbak afgevoerd. De grove zeef 2heeft daarbij uitsluitend tot taak om degrove toeslag direct af te zeven en daar-ddor het uitspoelen op de fijne zeef tevergemakkelijken.3. Plaats, nadat de resten op de zevengoed zijn uitgespoeld, eerst zeef 2 enlater zeef omgekeerd in de grote,op het vat van de luchtmeter geplaatstetrechter. Klop de zeven leeg en spoel zena met water.Deeltjes die in de zeefopeningen vastzitten, dienen met de hand eruit gedruktte worden.4. Spoel, nadat beide zeven in het vat zijngeledigd, de trechter schoon met water.Giet vervolgens het spoelwater, voor-zichtig af en vul het vat bij met water uitde voorraad tot ongeveer 3/4 van deinhoud.10 111210Het monster is op de zeven gebracht; het vatwordt schoongespoeld11Uitspoelen op de zeven12De zeven worden leeggespoeld in het vat13Het spoelwater wordt voorzichtig afgegoten65. Het ontluchten van het uitgezeefdemateriaal gebeurt vervolgens op dezelf-de manier als onder b. beschreven,evenzo het volledig vullen van de lucht-meter.Het ontluchten kost nu minder tijd om-dat er vrijwel geen luchtinsluitingenaanwezig zijn.Het hieruit bepaalde gewicht is G2.d. Bepaling van het gewicht van de luchtmetergevuld met water (Ga).De bepaling van dit gewicht gebeurt ook weerop dezelfde manier, met dien verstande dat nualleen water in de luchtmeter aanwezig is.Het hieruit bepaalde gewicht isBerekeningOm het cementgehalte in kg/ma te kunnenberekenen zijn behalve de genoemde gewich-ten nog enige gegevens nodig, namelijk hetsoortelijk gewIcht van het cement en hetschijnbare soortelijk gewicht van het toeslag-materiaal. Verder zijn nog enige correctiesnodig omdat altijd iets van het cement op dezeef blijft liggen terwijl een klein deel van detoeslag juist door de zeef gaat. AI deze ge-gevens zijn door de commissie verwerkt inenige formules, die we hier inhun eenvoudigstevorm geven. Deze formules kan men bij allespeciesamenstellingen toepassen. Bij gebruikvan portlandcement klasse A komt men tot devolgende formules:C = 1,495 (Gl - G2) -0,010 (G2- Ga)T = 1,625(G2- Ga) 0,050 (Gl - G2)W=G-C-TVoor hoogovencement klasse A wordt deeerste formule iets anders:C = 1,547 (Gl - G2) - 0,0135 (G2 - Ga)Het is dus in ieder geval nodig om te wetenwelke cementsoort is gebruikt. Bovenstaandeformules zijn algemeen geldig en daarom ge-schikt voor controle op de bouwplaats. Voorproduktiecontrole, waarbij men dus preciesweet hoe de speciesamenstelling moet zijn,worden de in de formules voorkomendegetallen iets anders. De commissie geeft daar-van in haar rapport verschillende voorbeelden.ConclusieUit het onderzoek is gebleken dat de be-schreven specie-analyse in ruim een half uurkan worden uitgevoerd.Zowel in de inleiding als bij de beschrijving714Na bijvullen met voorraadwater tot a/4 van deinhoud wordt het uitgespoelde monster weerontlucht door roerenFoto'sBETONIEK/B. J. de RuiterLiteratuurRapport van CUR-commissie B.14 'Kwaliteits-controle van beton'; na verschijning verkrijg-baar bij de Betonvereniging te Zoetermeer,postbus 61.van de proef zijn al enige foutenbronnen tersprake gekomen. Samengevat zijn dit devolgende:· De scheiding van cement en toeslag doormiddel van een zeef is nooit volledig; steedszal er iets Van het cement op de zeef blijvenliggen en iets van de toeslag er door gaan.· De hoeveelheid water wordt bepaald als eenvrij klein verschil van twee grote gewichten.Dit maakt deze bepaling zeer gevoelig voorweegfouten.· Aanwezigheid van hulpstoffen kan ongunstigwerken op de betrouwbaarheid van deanalyse.· Uitvoering van de berekening met behulp vande in dit artikel vermelde algemene formulesis minder nauwkeurig dan die met gespecia-liseerde formules. Voor gebruik van delaatste moet echter niet alleen de gebruiktecementsoort, maar ook de beoogde specie-samenstelling bekend zijn.Deze systematische fouten komen voort uit deproef zelf. Daarnaast komen ook nog toevalligefouten tijdens de uitvoering voor:· Fouten in de monstername.· Meet- en weegfouten.De systematische fouten zijn nooit te vermijden,de toevallige kan men door nauwkeurigwerken zo klein mogelijk houden. Uit hetonderzoek is gebleken dat onder gunstige om-standigheden een nauwkeurigheid van 7,5%van het cementgewicht kan worden bereikt envan 0,04 in de water-cementfactor.Wanneer de gevonden samenstelling te veelafwijkt van 'de verwachte dan verdient het aan-beveling de analyse nog eens te herhalen.Vindt men ook dan weer een te grote afwijkingdan mag men de conclusie trekken dat desamenstelling inderdaad niet juist is geweest.892-Mededeling aan de abonneesMet ingang van januari 1974 wordt gestart met de derde ringband vanBETONlEK. Het iigt in de bedoeling voor deze band in de komende driejaren 30 afleverlagen te doen verschijnen. De abonnementsprijs voor dieperiode is vastgesteld op f 5,50 per jaar, inclusief BTW, voor Nederland,Belgiê, Suriname en Nederlandse Antillen en op f 10,- per jaar voor deoverige landen.De abonnees wordt verzocht slechts door middel van de tezijnertijdtoe te zenden acceptgirokaart, en niet eerder, de abonnementsgelden overte maken.