Lucht als vijfde bestanddeel van beton (I),,air entraining agents"door J. LernBij het maken van beton is ons streven er prac-tisch altijd op gericht, het beton na een bepaaldetijd, naast een grote stabiliteit, een zo hoogmogelijkevastheid te doen bezitten. Beide genoemdeeigenschappen van beton gaan voor een grootgedeelte hand in hand.De middelen, die ons ten dienste staan, betonna een bepaalde tijd een hoge vastheid te geven,zijn o.a.:1. het toepassen van een hoog cementgehalte;2. het gebruik van weinig water voor het aan-maken, dus een lage watercementfactor;3. het sterk verdichten van het beton door por-ren, stampen, trillen, schokken, enz.;4. de zorg voor een regelmatige samenstellingen het instandhouden tot in het werk vandeze samenstelling door het voorkomen vanontmengen tijdens transport en bewerking;5. het gebruik van een juist gegradeerd meng-sel van toeslagstoffen.Hieraan zou nog een hele reeks zijn toe tevoegen. Men denke slechts aan de verzorgingtijdens de verharding en de nabehandeling. Wijwillen ons in dit artikel echter uitsluitend bezighouden met problemen, die zich voordoen bijhet maken, mengen en transporteren van hetverse beton.Aan alle bovenaangehaalde middelen, die debetonvastheid verhogen, zijn grenzen gesteld.Deze worden ons voorgeschreven door verschil-lende omstandigheden en factoren. Zo kan menhet cementgehalte niet onbeperkt verhogen,daar anders het beton te sterk gaat krimpen enook de prijs ervan te hoog zou worden. Ookkan het watergehalte niet zo laag worden ge-nomen, dat het beton onverwerkbaar wordt endaardoor de bekisting niet geheel zou vullen.Het verdichten van het beton, het verzorgenvan de regelmatigheid van de samenstelling,alsmede de gradatie van de toeslagstoffen zijnafhankelijk van allerhande meer of minder vol-maakte technische hulpmiddelen.De hedendaagse betontechnologie is door hetnemen van vele laboratoriumproeven zo vergevorderd, dat voor een bepaalde te behalenvastheid tevoren mengverhoudingen kunnenworden vastgesteld. Het bereiken van deze vast-heden op een bouwwerk is echter nog beperktdoor de nauwkeurigheid van de uitvoering ende verwerkbaarheid en plasticiteit van hetbeton. Immers, een beton dat door te grotestugheid niet goed verwerkbaar is en niet ,,vol"in de bekisting is te krijgen, zal bij het weg-halen van de bekisting holle ruimten en nietgevulde hoeken en kanten vertonen.Een beton, dat wel verwerkbaar doch te weinigplastisch is, zal ten gevolge van ontmenginggrind- en zandnesten vertonen tegenover plaat-sen met een overschot aan cementlijm (d.i. hetfoto 1. Luchtbelletjes zetten zich op de oppervlakte van dezandkorreltjes vast.mengsel van cement en water in beton).De plasticiteit is enigszins te verbeteren doorhet toevoegen van meer cementlijm, doch, zoalsboven reeds is aangehaald, zijn aan de hoeveel-heid cement grenzen gesteld.Is bij een bepaalde betonsamenstelling de ver-werkbaarheid slecht, dan werd in de practijkhieraan tot nu toe tegemoet gekomen door meeraanmaakwater toe te voegen. Hieraan zijn ech-ter verschillende bezwaren verbonden, o.a.lagere betonvastheden, grotere kans van ont-mengen met als gevolg zand- en grindnesten,een grotere porositeit van het beton, groterekrimp, enz.De laatste tijd zijn er echter verschillende pro-ducten op de markt gebracht, bekend onder dealgemene naam van ,,air entraining agents"(luchtmeebrengende middelen), die, in geringehoeveelheden aan beton toegevoegd, een dus-danige gunstige invloed op de verwerkbaarheiden plasticiteit van beton hebben, dat de hoeveel-heid aanmaakwater 10--15 % en in sommigegevallen tot 25 % kan worden verminderd omeen gelijke slump of zetmaat (een maat voor deverwerkbaarheid en plasticiteit van beton) teverkrijgen van hetzelfde beton zonder dezetoevoeging.In de U.S.A. zijn er reeds twee met name ge-noemde ,,air entraining agents" door de A.S.T.M.(American Society for Testing Materials) voorgebruik toegestaan. Deze producten zijn DarexA.E.A. en Vinso Resin. Het eerste is een vloei-stof, waarin triaethanolamine en een gesulfo-neerde koolwaterstof de actieve bestanddelenvormen. Het tweede product is een harsachtigpoeder, dat door toevoeging van natrium-hydroxyde (natronloog) in water oplosbaar is.Hoe werkt nu een ,,air entraining agent"?Door toevoeging van een ,,air entraining agent"233234bij het aanmaken van beton wordt er als ge-volg van een zuiver fysische reactie van hetmiddel met de zand- en cementkorrels lucht inde vorm van zeer kleine blaasjes in het betongebracht. Foto 1 toont, hoe de luchtbelletjes zichop de oppervlakten van de zandkorreltjes vast-zetten en geeft een idee van de grootteverhou-dingen.Het middel treedt niet in reactie met het cementof een der hydratatieproducten van cement enis daardoor niet afhankelijk van de gebruiktesoort cement. Foto 2 en 3 tonen naast elkaareenzelfde mengsel van uitsluitend grind, zanden water, waarbij aan het mengsel op foto 3,zonder de waterhoeveelheid te veranderen, eenkleine hoeveelheid ,,air entraining agent" istoegevoegd, waardoor een plastisch mengselmet een belangrijk grotere slump is ontstaan.De in ,,air entrained" beton aanwezige micro-scopisch kleine luchtbelletjes doen dienst alsevenzovele ,,kogellagertjes", die de inwendigewrijving van het beton sterk verminderen,waardoor het beton zo plastisch wordt, dat dehoeveelheid aanmaakwater kan worden ver-minderd zonder de slump te be?nvloeden, ter-wijl de verwerkbaarheid beter wordt; hetbeton is beter ,,in het werk te brengen". Hetveelal optredende waterafstoten, gepaard metinklinken, vermindert aanzienlijk. Ontmengingtijdens het transport (hetzij in japanners, ingietgoten of in pompleidingen) of tijdens hetverdichten (porren, schokken of trillen) vermindert,terwijl er met het afwerken van hetversgestorte beton vlugger kan worden begonnen.Onderzoekingen hebben aangetoond, dat deluchtbelletjes in ,,air entrained" beton ook let-terlijk los van elkaar zittende blaasjes zijn, dieniet met elkaar in verbinding staan. Ze vormendus geen capillair systeem, waardoor zich hetin beton aanwezige water zou kunnen ver-plaatsen. Het water wordt als huidje van deluchtbelletjes op zijn plaats gehouden. De lucht-belletjes zelf blijven door hun kleine afme-tingen in het beton en vertonen geen neigingtot ontwijken.De vermindering van de hoeveelheid water inhet beton, gepaard aan een gelijkblijvende en insommige gevallen verbeterde verwerkbaarheid,biedt vele voordelen, zoals boven reeds is aan-gehaald. Van het grootste belang is wel, dathet ontmengen sterk vermindert.Een normale betonspecie (slump ca 15 cm) zalna enkele minuten transport in een gewoneopen wagen reeds sterk zijn ontmengd. Eenbetonspecie met toevoeging van ,,air entrainingagent" kan men zonder gevaar voor ontmengeneen half uur en langer in een open wagen ver-voeren.Ruim 2 jaren geleden heeft men in het zwaarbeschadigde Amiens een betonmortelfabriek ge-opend, waarbij, in navolging van Amerikaansecollega's, ,,air entraining agent" wordt toege-voegd en gebruik wordt gemaakt van eenvou-dige open laadbakken voor het vervoer van hetbeton (zie foto 4). Zonder toevoeging van ,,airentraining agent" was een dergelijk transport-systeem uitvoudig uitgesloten.(wordt vervolgd)foto 2. Mengsel van zand, grind en water z on d e r cernen;foto 3. Hetzelfde mengsel als foto 2 met toevoeging vaneen kleine hoeveelheid ,,air entraining agent", waar-door een plastisch mengsel met een veel grotereslump ontstaat.
Reacties