18 VAKBLAD I 3 2014 auteur ing. Wim Kramer Cement&BetonCentrum De cement- en betonmortelindustrie registreren sinds 1989 het eindverbruik van cement en beton- mortel. Dit levert een goed beeld van de ontwikke- lingen in betonmortel in de afgelopen 25 jaar. Wat zijn de trends in onder meer sterkteklassen, milieu- klassen en gebruik bindmiddel? Om meer inzicht te krijgen in statis- tische informatie over de toepassing van betonmortel in bouwwerken, zijn de cementindustrie (voorheen VNC, nu Cement&BetonCentrum 1) en de betonmortelindustrie (VOBN 2) in 1989 gestart met een onderzoek naar het eindverbruik van cement en betonmor- tel. Inzicht in landelijke en regionale kwantitatieve informatie op toepas- singsniveau van beide materialen is immers van belang voor selecteren en bepalen van marketingactiviteiten. Ook ontwikkelingen op langere termijn in het gebruik van cement en betonmor- tel zijn van belang voor de positie van deze bedrijfstakken. Zo kunnen beton- mortelbedrijven de informatie gebrui- ken als benchmark, naast hun eigen bedrijfsgegevens op betontechnolo- gisch gebied. 25 jaar na het eerste onderzoek is een mooi moment om een tussenbalans op te maken. Wat is sindsdien veranderd in de betonsamenstelling en wat kunnen we daarvan leren? En wat is de invloed geweest van de vervanging van VBT1995 door NEN-EN 206-1/NEN 8005 in 2004? Dit artikel richt zich hoofdzakelijk op de gesignaleerde trends in betonmortel van- uit de betontechnologische kant. Sterkteklassen In de periode 1990-2005 wordt circa 90% tot 95% van de betonmortel gele- verd in de sterkteklassen B25 en B35. In die periode is daarbij een duidelijke ver- schuiving zichtbaar van B25 naar B35 (fig. 2). Na de invoering van NEN-EN 206-1/ NEN 8005 in 2004 zijn de sterkteklas- 25 jaar onderzoek naar eindverbruik van cement en betonmortel 1) Het Cement&BetonCentrum behartigt de belangen en bundelt de promotieactiviteiten van vijf aangesloten cementindustrieën met een commercieel belang op de Neder- landse markt. 2) De Vereniging van Ondernemers van Betonmortelfabrikanten in Nederland (VOBN) verenigt 140 aangesloten betoncentrales en bevordert het gebruik van betonmortel in bouwwerken en constructies. De cement- en betonmortelindustrie registreren 25 jaar onderzoek naar eindverbruik van cement en betonmortel Trends in betonmortel Onderzoeksopzet De onderzoeken vinden elke drie jaar plaats en zijn uitgevoerd door RenM|Matrix uit Maastricht. Informatie wordt verkregen door om de drie jaar gedurende één of meerdere dagen per jaar de technologische en toepassingsgegevens te registreren van elke levering betonmortel die in de betreffende periode met een truckmixer wordt vervoerd. Dit gebeurt door middel van een representatieve steekproef uit alle betonmortel- centrales in Nederland. Met behulp van enquêteurs aanwezig op de betoncentrale worden de gegevens van de betonsamenstelling en de toe- passing ervan op de bouwplaats vastgelegd. In de onderzoe- ken tot en met 1999 werden ook nog de leveringen van natte metselspecie en andere mortels geregistreerd. Vanwege het teruglopende aantal leveringen (minder dan 1% van de geregistreerde ritten) is dit gestopt. De opkomst van mobiele silosystemen is hier mede debet aan. De onderzoeksopzet is sinds 1989 in principe niet veranderd. De vragenlijsten zijn in de loop der jaren uiteraard wel aan- gepast aan de actualiteit van het moment. Hierdoor sluiten ze aan op nieuwe regelgeving, gebruik van nieuwe toeslag- materialen, hulp- en vulstoffen en andere ontwikkelingen. Dat verklaart meteen dat de trends die in dit artikel worden beschreven niet altijd de gehele periode van 25 jaar betreffen. 1 Stort betonmortel p18_Artikel 5.indd 18 02-10-14 16:42 19 VAKBLAD I 3 2014 2 Verdeling betonmortel naar sterkteklassen volgens VBT'86 (1990-2005) 3 Verdeling betonmortel naar sterkteklassen volgens NEN-EN 206-1/NEN 8005 4 Verdeling betonmortel naar maatgevende milieuklassen volgens NEN-EN 206-1/ NEN 8005 5 Cementgehalte per milieuklassen volgens NEN-EN 206-1/ NEN 8005 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% mei '90 mei '93sept '96juni '99sept 2002sept 2005 B15 B25 B35 B45 B55+> 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% mei 2008 mei 2011mei 2014 C12/15 C20/25 C25/30 C28/35 C30/37 C35/45 C45/55 C53/65 C55/67 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% mei 2008 mei 2011mei 2014 X0XC1XC2XC3XC4XD1XD2XD3 XS1XS2XS3 XF1XF2 (m) XF2 (z) XF3XF4 (m) XF4 (z) XA1XA2XA3 (m) = met lucht (z) = zonder lucht 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 mei 2008 mei 2011mei 2014 cementgehalte [kg/m 3] X0XC1XC2XC3XC4XD1XD2XD3 XS1XS2XS3 XF1XF2 (m) XF2 (z) XF3XF4 (m) XF4 (z) XA1XA2XA3 (m) = met lucht (z) = zonder lucht sen anders gedefinieerd. Echter blijft de trend naar hogere sterkteklassen waar- neembaar, met een stabilisatie van het aandeel C30/37 en een lichte toename van C35/45 (fig. 3). Een verklaring hier- voor kan zijn dat door de economische crisis de woning- en utiliteitsbouw sterk is afgenomen en het relatieve aandeel van de agrarische bouw en GWW-wer- ken is toegenomen; sectoren waarin in de regel hogere sterkteklassen (mede bepaald door de milieuklasse) worden toegepast. Milieuklassen In de periode 1990 tot 2005 werd ruim 60% van de betonmortel geleverd in milieuklasse 2 (VBT'86), circa 15% in milieuklasse 1 en de rest verdeeld over milieuklasse 3, 5b en 5d. In deze peri- ode was in deze verdeling nauwelijks een verschuiving zichtbaar. Met de uitbreiding van de reeks milieu- klassen binnen NEN-EN 206-1/NEN 8005, die sinds 2008 in het onderzoek wordt gehanteerd, kan per bouwdeel- niveau de maatgevende milieuklasse worden bepaald. Door de grote ver- scheidenheid ervan wordt wel het sig- naleren van trends binnen de milieu- klassen bemoeilijkt. Ruim twee derde van alle betonmortel- leveringen vallen onder milieuklasse XC als maatgevende milieuklasse (fig. 4). De leveringen met XA2 en XA3 zijn hoofdzakelijk betontoepassingen in de agrarische sector. Verder valt uit de grafiek op te maken dat nauwelijks leveringen plaatsvinden onder de overige milieuklassen. Cementgehalte Het gemiddeld cementgehalte in betonmortel is in de periode 1990- 2005 gedaald van 325 kg/m 3 tot 306 kg/m 3. De introductie en het gebruik van attestbeton vanaf begin jaren negentig is hier mede de oorzaak van. Een andere reden is mogelijk de verdergaande automatisering op de centrales; de betonsamenstellingen zijn steeds beter te finetunen. In 2008 neemt het cementgehalte weer toe tot 316 kg/m 3 (tabel 1). In de periode 2005-2008 is de NEN-EN 206-1/ NEN 8005 geïmplementeerd. Deze overstap naar nieuwe regelgeving, met minimum cementgehalten per milieuklasse, is naar ver wachting de reden van deze toename. Figuur 5 toont het gemiddeld cement- gehalte per milieuklasse voor de periode 2008-2014. De rode lijn geeft het minimumcementgehalte weer per milieuklasse. Alle leveringen tijdens de onderzoeksperiode in 2014 voldoen ruim aan het minimum cementgehalte per milieuklasse. Er zijn kennelijk andere factoren en componenten in de betonsamenstelling die leiden tot een hoger cementgehalte dan strikt noodzakelijk is vanuit de maatgevende milieuklasse. Zo wordt het cement- Tabel 1 Gemiddeld cementgehalte in betonmortel 1990-2014 jaar 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011 2014 gemiddeld cementgehalte in betonmortel [kg/m 3] 325 322 320 311 313 306 316 303 313 p18_Artikel 5.indd 19 02-10-14 16:42 20 VAKBLAD I 3 2014 gehalte niet alleen bepaald door de maximale water-cementfactor die geldt voor een bepaalde milieuklasse, maar ook door het watergehalte dat is beno- digd voor het behalen van de gewenste verwerkbaarheid. Tijdens de onderzoeken in 2008 en 2011 hebben leveringen plaatsgevon- den die voor de maatgevende milieu- klasse niet hebben voldaan aan het minimum cementgehalte. Dit gold bijvoorbeeld voor XS1, XS3, XF4. In de periode 1990-2005 is een duide- lijke, dalende trend zichtbaar in het gemiddeld cementgehalte voor zowel B15, B25 als B35 (fig. 6). In de verde- ling van de hoeveelheid betonmortel (fig. 3) is de verschuiving van B25 naar B35 zichtbaar. Het aantal leveringen met B45 en B55 was beperkt en de toepassing ervan uiteenlopend. Voor deze sterkteklassen is dan ook geen trend zichtbaar met betrekking tot het gemiddeld cementgehalte. In jaren negentig werd BRL 1802 attest - beton geïntroduceerd, waarbij de vulstof (meestal poederkoolvliegas) volledig als bindmiddel mocht worden meegere - kend. Poederkoolvliegas kon al worden toegepast in gewoon beton volgens de k-waarde-methode. Het gebruik van attestbeton is in die periode duidelijk van invloed op de daling van het gemiddeld cementgehalte in betonmortel. Vanaf 2008 lijkt het gemiddeld cement- gehalte naar sterkteklasse zich te stabili- seren (fig. 7). Dat geldt zeker voor de meest toegepaste sterkteklassen C20/25 en C30/37. In de andere sterk- teklassen zijn de leveringen slechts van beperkte omvang, waaruit dan ook geen conclusies kunnen worden getrokken. Cementgehalte per bouwsector Het gemiddeld cementgehalte van betonmortel in nieuwbouwwoningen is sinds 1996 nagenoeg constant en ligt rond de 300 kg/m 3. Dat geldt ook voor de bouwdelen ervan zoals fundering, vloer en wand. Het gemiddeld cement- gehalte bij toepassingen in laagbouw- woningen ligt lager dan bij hoogbouw- woningen. Bij de andere bouwsectoren is de marge van het gemiddeld cementgehalte groter, doordat het scala aan gebouwtypen en toepassin- gen beduidend groter is (tabel 2). Groftoeslagmateriaal Tot 2005 bestond het groftoeslagmate- riaal in betonmortel voor het overgrote deel (95-99% van alle leveringen) uit 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 B15 B25 B35 B45 B55+> mei '90 mei '93 sept '96 juni '99 sept 2002 sept 2005 cementgehalte [kg/m 3] 0 100 200 300 400 500 600 mei 2008 mei 2011mei 2014 C12/ 15 C20/25 C25/30 C28/35 C30/37 C35/45 C45/55 C53/65 C55/67 cementgehalte [kg/m 3] 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% zonder (k = 0) VBT/EN-206 (k = 0,2 of 0,4) attestbeton(k = 1) onbekend 19992002 2005 2008 2011 2014 bindmiddelfactor k 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% kubel pomp uit mixer anders onbekend sept '96 juni '99sept 2002sept 2005mei 2008mei 2011mei 2014 6 Gemiddeld cement- gehalte naar sterkte- klasse volgens VBT'86 1990-2005 7 Gemiddeld cement- gehalte naar sterkte- klasse volgens NEN-EN 206-1/NEN 8005 8 Verdeling gebruik poederkoolvliegas in betonmortel naar bindmiddelfactor (2008 is discutabel omdat het hoge per- centage onbekend is) 9 Verdeling betonmortel naar wijze van verwer- ken op de bouwplaats 10 Het gemiddeld cement- gehalte in betonmortel is in de periode 1990- 2005 gedaald p18_Artikel 5.indd 20 02-10-14 16:42 21 VAKBLAD I 3 2014 rivier- of zeegrind. Het gebruik van beton- of menggranulaat was zeer beperkt (< 1%). Vanaf 2008 wordt kalk- steen en vanaf 2014 ook ballastgrind als groftoeslagmateriaal in betonmortel gebruikt. Het gebruik van betongranu- laat neemt in 2011 toe tot 2% en in 2014 tot 5%. Riviergrind blijft anno 2014 met 68% nog het meest toege- paste groftoeslagmateriaal, maar dit percentage ligt aanmerkelijk lager dan uit eerdere onderzoeken is gebleken. Poederkoolvliegas Het gebruik van poederkoolvliegas in beton is vanaf 1996 meegenomen in de terugkerende onderzoeken (tabel 3). Vanaf 1999 is ook rekening gehouden met het onderscheid naar bindmiddelfactor (fig. 8). Het gebruik van poederkoolvliegas in betonmortel is in de loop der jaren toegenomen van 15% in 1996 tot 45% van alle truckmixer-ritten in 2014. Echter het gemiddeld gehalte aan poederkoolvliegas is in die periode gedaald van 71 kg/m 3 tot 53 kg/m 3. De verklaring van deze daling is te vinden in de verdeling van het gebruik van poederkoolvliegas naar bindmid - delfactor ( k). Het aandeel met k-factor 0,2 of 0,4 is in 2014 toegenomen tot 70% van alle leveringen van betonmor - tel met poederkoolvliegas. Bij attest- beton vervangt poederkoolvliegas 1:1, een substantieel deel van het cement. Verder is uit figuur 8 af te leiden dat in 2014 11% (= 25% x 45%) van alle betonmortel leveringen attestbeton betrof. Andere vulstoffen Het gebruik van de vulstoffen kalk- steenmeel en gemalen slak worden sinds 2008 in het onderzoek geregis- treerd. Het aandeel betonmortel met kalksteenmeel is vanaf die periode stabiel met circa 3%. Voor het gebruik van gemalen slak in betonmortel ligt dit percentage op circa 5%. Hulpstoffen Het gebruik van hulpstoffen in beton- mortel heeft een directe relatie met de gewenste consistentie van de mortel en de wijze waarop het op de bouwplaats wordt verwerkt (fig. 9). Sinds 2008 wordt aan 80% tot 90% van alle beton- mortel één of meerdere hulpstoffen toegevoegd. Het verpompen van betonmortel op de bouwplaats is in de periode 1996-2014 nagenoeg verdubbeld. Sinds 1999 is verpompen de meest toegepaste methode. In het gebruik naar type hulpstof is een trend waar te nemen naar nieuwe typen. Dit betreft in eerste instantie een verschuiving van plastifi- ceerders naar superplasten en vervol- gens naar turboplasten (fig. 11). Tot slot 25 jaar onderzoek naar eindgebruik van cement en betonmortel heeft de indus- trie veel informatie opgeleverd zoals de trends die in dit artikel zijn beschreven. De ontwikkelingen in de betonmortel- industrie ? waaronder het gebruik van cement en andere bindmiddelen en toepassing van betongranulaat en hulp- en vulstoffen ? worden hierdoor zichtbaar en kwantificeerbaar gemaakt. Ook de trends in onder andere de ver- schuiving naar hogere sterkteklassen is van invloed op het cementgebruik. Daarnaast geeft het onderzoek inzicht in welke mate innovaties door de markt worden opgepakt. De cementindustrie volgt uiteraard al deze ontwikkelingen plus de invloed daarvan op het cementgebruik in Nederland. In combinatie met andere marktinformatie kan op bouwdeel- niveau (wanden, vloeren, gevels e.d.) de marktomvang en -potentie worden ingeschat of berekend. Die informatie wordt meegenomen bij de afweging van (nieuwe) marktontwikkelings - activiteiten. Tabel 2 Range van gemiddeld cementgehalte per bouwsector (periode 1996-2014) woningbouw ? nieuwbouw 295-305 kg/m 3 utiliteitsbouw ? nieuwbouw 315-330 kg/m 3 agrarische bouw 305-340 kg/m 3 GWW-sector 325-355 kg/m 3 Tabel 3 Gebruik van poederkoolvliegas [kg/m 3] in betonmortel jaar ritten [%] gem. poeder- koolvliegas 1996 15 71 1999 25 67 2002 24 82 2005 28 56 2008 33 57 2011 33 59 2014 45 53 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% plastificeerder superplast turboplast vertrager LBV 1996 199920022005200820112014 11 Verdeling betonmortel naar gebruik van type hulpstof 12 Poederkoolvliegas onder de microscoop p18_Artikel 5.indd 21 02-10-14 16:42