MATERIALENBETON MET AVI-SLAK ALSTOESLAGMATERIAALir.D.Stoelhorst, Betonvereniging, Goudadr.ir.G.JX.van der Wegen, INTRON BV, Sittardir.J.G.Wiebenga, IBBC-TNO, Rijswijk *Het gebruik van diverse materialen in onze samenleving gaat gepaard met deproduktie van afval, zowel huishoudelijk als industrieel. Verbranding hiervan levertslak als residu. De CUR heeft onderzoek verricht naar de mogelijke toepassing vandeze slak in beton. In dit artikel wordt verslag gedaan van de hoopgevenderesultaten van dit onderzoek.oor de toename van de hoe-veelheid afval en noodzaak ditmilieuhygi?nisch te verwer-ken, wordt er op vele fronten gewerktaan de ontwikkeling van technieken dehoeveelheid ervan te reduceren. Op ditmoment wordt een groot deel van hethuishoudelijke afval verbrand. Als ge-volg daarvan ontstaan twee reststromen,AVI-slak en AVI-vliegas, die beide kun-nen worden gestort. (AVI staat voor Af-valverbrandingsinstallatie.) Aangeziende benodigde stortcapaciteit hiervoorop lange termijn aanzienlijk is, is onder-zocht hoe de restprodukten in diverseproduktiestromen kunnen worden ver-werkt.Het CROW heeft onderzoek gedaannaar een mogelijke toepassing in weg-constructies, hetgeen ertoe heeft geleiddat daarin de laatste jaren steeds meerAVI-slak is verwerkt. De CUR verrichtonderzoek naar de toepassing vanAVI-slak in beton. Het CUR-onderzoekis opgezet op basis van een vooraf ver-richte literatuurstudieOverigens is de toepassing van AVI-slakin het algemeen niet nieuw. Reeds voor1980 werd, vooral in de GWW-sector,op grote schaal slak afgezet. Nadat ech-ter twijfel was gerezen aan de milieuhy-gi?nische acceptatie ervan, stagneerdede afzet vrijwel volledig. Na een periodewaarin ad hoc diverse onderzoekenwerden uitgevoerd, kan nu worden ge-steld dat sinds 1986 aan de hand vanstructureel, systematisch onderzoek detoepassing goed mogelijk is.*De auteurs zijn lid van werkgroep 3 'AVI-slak'van CUR-onderzoekcommissie 38Toepassing van alternatieve materialen in be-ton'LiteratuurstudieTer inventarisatie van de bestaande ken-nis over de toepassing van AVI-slak alstoeslagmateriaal in beton en ter onder-kenning van lacunes in deze kennis,heeft INTRON een literatuurstudieuitgevoerd [1].Hierin is het volgende geconcludeerd:1. AVI-slakbeton is kwalitatief minderdan een vergelijkbaar met rivierzand en-grind vervaardigd beton, wegens:- de spreiding in kwaliteit van de AVI-slak;- het gevaar van sterke vertraging vanafbinding en/of verharding van hetcement (door organische bestandde-len en/of zinkzouten);- het gevaar van het optreden van des-tructieve expansie door aanwezigheidvan aluminium, zink, reactief glas,sulfaat, vrij CaO en MgO;- de relatief grote fij nheid en het poreu-ze karakter van de AVI-slak, hetgeenin een aanzienlijk grotere waterbe-hoefte resulteert. Zonder specialemaatregelen is voor AVI-slakbetoneen water-cementfactor gangbaar vanongeveer 1;- de vermindering van de verwerkbaar-heid indien de AVI-slak kort na deproduktie ervan in betonspecie wordtverwerkt, als gevolg van de hoge tem-peratuur van de AVI-slak (tot 50 ?C);- de aanmerkelijk lagere sterkte bij een-zelfde cementgehalte. Hogere sterk-teklassen lijken praktisch bezienmoeilijk haalbaar;- de relatief hoge krimp;- de aanwezigheid van ijzer (of vana-dium), hetgeen bij oxydatie kan resul-teren in roestbruine vlekken;- de geringe vorst- en dooibestandheiden slijtvastheid.2. Beton vervaardigd met grote hoeveel-heden AVI-slak komt niet in aanmer-king voor toepassing in gewapend be-ton, vanwege het te hoge chloridegehal-te in deze slak.3. Voor het gebruik als toeslagmateriaalin beton komt alleen Opgewerkte' (bre-ken, zeven, ontij zeren) AVI-slak in aan-merking.4. Ten aanzien van de vervanging van ri-vierzand en/of grind is compensatie no-dig door:- een hoger cementgehalte;- gebruik van hulpstoffen, vooral omexcessief hoge water-cementfactorenterug te dringen;- een grotere constructiedikte (bijvoor-beeld bij wegverhardingen);Bovenstaande dient weer gecompen-seerd te worden door een lage prijs vande opgewerkte AVI-slak.De toepassingsmogelijkheden vanAVI-slakbeton blijven waarschijnlijkbeperkt tot laagwaardige en ongewa-pende constructies. Daarom is nagegaanof dit toepassingsgebied voldoendegroot is om onderzoek te rechtvaardi-gen. Gebleken is dat juist in deze groepvan mogelijke toepassingen een grootafzetgebied mag worden verwacht endus was verder onderzoek terecht.Richdijnen voor deze toepassingen zou-den het gebruik sterk kunnen bevorde-ren. Deze richdijnen dienen tot stand tekomen op basis van nader onderzoeknaar de invloed van de spreiding in dekwaliteit van de AVI-slak op de sprei-ding in de kwaliteit van het AVI-slakbe-ton.In de literatuurstudie wordt verder aan-bevolen na te gaan of door middel vanhulpstoffen bepaalde negatieve aspec-ten kunnen worden verminderd. Hier-bij kan worden gedacht aan de toepas-sing van (super)plastificeerders, verhar-dingsversnellers, waterafstotende mid-delen, corrosie-inhibitoren en dergelij-ke.Cement 1989 nr. 10 25DMATERIALENAls alternatieven zijn genoemd de toe-passing van een minder gevoelig en eengoedkoper bindmiddel, zoals bijvoor-beeld zwavel, en het vervaardigen vaneen kunstmatig toeslagmateriaal doorsinteren of omsmelten van de AVI-slak.Wat betreft milieuhygi?nische aspectenmet betrekking tot de toepassing vanAVI-slak in beton is geconcludeerd, datte weinig informatie voorhanden wasom een gedegen uitspraak te rechtvaar-digen.Spreiding in de kwaliteit van AVI-slak(beton)Opzet onderzoekDoor INTRON is de invloed van despreiding in de kwaliteit van AVI-slakop de spreiding in de kwaliteitvan hier-mee vervaardigd beton nagegaan [2].Hiertoe zijn van een viertal afvalver-werkingsinstallaties, namelijk Amster-dam, Dordrecht, Den Haag en Rotter-dam, per installatie 13 monsters geno-men.Deze monsters zijn gekarakteriseerdwat betreft:- hoofd- en nevenbestanddelen;- korrelvorm van de hoofdbestand-delen;- gasvorming in een alkalisch milieu(door metallisch zink en aluminium);- be?nvloeding van de afbinding van hetcement (door organische componen-ten en zinkzouten);- gehalte aan sulfaat, vrij CaO en MgOin verband met het optreden van de-structieve expansie;- gehalte aan chloride in verband methet gevaar voor wapeningscorrosie;- bestanddelen die vlekken veroorza-ken.Van 6 van de 13 monsters per installatiezijn betonmengsels vervaardigd met devolgende uitgangspunten:- 340 kg/m3hoogovencement klasse B;- gehalte aan AVI-slak (droog) in het to-tale toeslagmaterialenmengsel (aan-gevuld met rivierzand en -grind) be-draagt ca. 75% (m/m).- korrelverdeling binnen het AC-ge-bied van de korrelgroep 0-16 mm vol-gens de VBT 1986;- ouderdom van de AVI-slak bij de be-reiding van het beton is 6 weken; tem-peratuur van de AVI-slak bedraagtdan circa 40 ?C;- zetmaat ongeveer 70 mm.Van de verse betonspecies zijn de zet-maat, het luchtgehalte en de schijnbarevolumieke massa bepaald. Van het ver-harde beton is de kubusdruksterkte ende schijnbare volumieke massa na 3, 7,28 en 91 dagen verharden bepaald.Door buitenopslag (afgeschermd van deregen) van de AVI-slak kunnen de ei-Tabel 1Resultaten karakteriseringsonderzoek AVI-slakken, bemonsterd tweede helft 1987waarden per afvalverbrandingsinstallatieAmsterdam Dordrecht Den Haag Rotterdameigenschappen ensamenstellingx1) 5') X s X s X 5vochtgehalte (% m/m) 23 8 26 5 21 4 25 4correlopbouw (% m/m):> 8 mm 16 6 33 6 34 7 24 44-8 mm 20 4 14 1 15 2 17 10,5-4 mm 36 4 28 3 27 3 34 4< 0,5 mm 28 4 25 2 24 5 25 3bestanddelen in fractie> 0,5 mm (% m/m):sintels 27 9 29 8 38 10 32 7steen 34 7 26 7 21 8 30 5glas 27 8 27 5 21 5 20 4keramiek 5 3 7 2 9 3 5 2metalen 3 2 4 3 7 2 6 3diversen 4 2 6 2 4 3 7 3Dindtijden (min)2'begin 239 37 300 44 224 16 279 21einde ? 320 36 369 40 300 22 351 30gasvorming (ml/10g) 116 45 54 34 119 36 72 53CaO (% m/m) 0,3 0,2 0,2 0,2MgO (96 m/m) 0,7 0,6 0,5 0,6sulfaat (% m/m) 0,36 0,05 0,19 0,06 0,34 0,10 0,41 0,13chloride (96 m/m) 0,17 0,04 0,14 0,04 0,17 0,06 0,17 0,06vlekkenindex 20 20 20 20') -- gemiddelde waarde; s -- standaardafwijking.2' Waarden voor een extract van AVI-slak in verzadigd kalkwater;als referentie is verzadigd kalkwater genomen, met begin binding220 min en einde binding 265 min.genschappen ervan met betrekking totbeton veranderen. Daarbij kan wordengedacht aan omzettingen van de organi-sche fractie, maar ook van zinkzoutenen van vrij CaO en MgO. Om dit na tegaan is op twee monsters per installatie,die ??n jaar op bovenomschreven wijzezijn 'verouderd', een herhalings-onderzoek uitgevoerd.Resultaten karakteriseringsonderzoekDe verkregen resultaten van het karak-teriseringsonderzoek aan de monstersAVI-slak, genomen in de tweede helftvan 1987, zijn samengevat in tabel 1. Dein april en mei 1988 genomen monstershadden een enigszins lager gehalte aanvocht en steen en een enigszins hogergehalte aan sintels en sulfaat dan demonsters uit de tweede helft van 1987.De andere onderzochte eigenschappenvan de AVI-slak waren voor beide perio-den van monstername vergelijkbaar inwaarde.Veroudering van de AVI-slak in de bui-tenlucht gedurende ??n jaar resulteerdein een toename (gemiddeld 50%) van deperiode tussen begin- en eindbinding(de afbindperiode). Verder bleek door26 Cement 1989 nr. 10het verouderen het CaO (c.q. Ca(OH)2)nagenoeg volledig te zijn omgezet inCaC03.Uit de resultaten van het karakteri-seringsonderzoek zijn de volgende con-clusies getrokken:1. De AVI-slak bestaat hoofdzakelijk uitglas, sintels en steenachtig materiaal(samen ongeveer 85%) met daarnaastkeramiek, metalen en diversen (elkongeveer 5%). De samenstelling vari-eert zowel enigermate tussen de in-stallaties onderling, als tussen de ver-schillende perioden bij eenzelfde in-stallatie. Bij alle onderzochte installa-ties blijkt, dat de samenstelling sterkvarieert per fractie. Het gehalte aanglas, sintels, keramiek, metalen en di-versen is in de fractie > 4 mm in hetalgemeen hoger dan in de fractie0,5-4 mm. Daarentegen is het gehalteaan steenachtig materiaal aanzienlijkhoger in de fractie 0,5-4 mm.2. Hoewel de korrelverdeling van deAVI-slak varieert per installatie enper periode, blijkt het spreidingsge-bied in nagenoeg alle gevallen te lig-gen binnen het AC-gebied van dekorrelgroep 0-16 mm.3. Het gehalte aan sulfaat, vrij CaO envrij MgO in de AVI-slak is lager dan1% (m/m), hetgeen in het algemeen,mits homogeen aanwezig, geen ge-vaar voor destructieve expansie ople-vert.4. Het gehalte aan chloride is dusdanighoog, dat bij hoge gehalten aanAVI-slak in beton potentieel gevaarvoor wapeningscorrosie kan ont-staan.5. Toepassing van AVI-slak in cement-gebonden produkten kan in een aan-tal gevallen resulteren in een sterkevertraging van de beginbinding vanhet cement. Belangrijk is verder, datbij toepassing van AVI-slak de perio-de tussen begin- en eindbinding inhet algemeen toeneemt, hetgeen dekwetsbaarheid met betrekking totnabehandeling vergroot.6. Buitenopslag van AVI-slak geduren-de ??n jaar leidt niet tot een kwali-teitsverbetering van de onderzochteeigenschappen ten opzichte van slakdie slechts 6 weken is verouderd.Resultaten van het betononderzoekDe gemiddelde betonsamenstelling ende onderzochte eigenschappen van deverse betonspecie en van het verhardebeton zijn per afvalverwerkingsinstal-latie weergegeven in tabel 2. De ont-wikkeling van de gemiddelde kubus-druksterkte is per installatie grafischweergegeven in figuur 1.Uit de resultaten van het betononder-zoek en uit correlatie-analyse van de re-sultaten van het karakteriseringsonder-zoek met die van het betononderzoekzijn de volgende conclusies getrokken:1. Bij een hoeveelheid AVI-slak van cir-ca 1000 kg/m3beton en een cement-gehalte van circa 340 kg/m3, is eenbeton te vervaardigen met een kubus-druksterkte, waarvan de gemiddeldewaarde na 28 dagen per onderzochteinstallatie varieert tussen 17 N/mm2en 27 N/mm2.2. Beton vervaardigd met AVI-slak af-komstig van de installaties te Amster-dam en Den Haag vertoont gemid-deld een hogere druksterkte dan diemet AVI-slak uit Rotterdam en Dor-drecht.3. In een aantal gevallen blijkt de ont-wikkeling van de druksterkte van be-ton vervaardigd met AVI-slak af-komstig van de installaties te Rotter-dam en Dordrecht in het begin achterte blijven, hetgeen gerelateerd kanworden aan vertragende bestandde-len in de desbetreffende AVI-slak.Deze waarden zijn niet in de gemid-delde waarden voor de kubusdruk-sterkte volgens figuur 1 opgenomen.In ??n geval bleek de vertraging ex-treem te zijn: na 28 dagen was de ku-busdruksterkte nog 0 N/mm2en na91 dagen slechts 13 N/mm2. Hetvoorgaande houdt in, dat bij toepas-sing van AVI-slak in beton een voor-onderzoek hieromtrent dient plaatste hebben.4. De parameters: gehalte aan glas,steenachtig materiaal, keramiek, me-talen en fractie > 8 mm lijken in eenaantal gevallen een positieve invloedte hebben op de druksterke van hetAVI-slakbeton.5. De druksterkte van het AVI-slakbe-ton lijkt in een aantal gevallen in ne-gatieve zin te worden be?nvloed doorhet gehalte aan AVI-slak, evenalsdoor het gehalte aan sintels en diver-sen, het gloeiverlies en de frac-tie < 63 van de AVI-slak.6. Buitenopslag van AVI-slak geduren-de ??n jaar leidt niet tot een kwali-teitsverbetering van de onderzochteeigenschappen van hiermee vervaar-digd beton ten opzichte van beton,vervaardigd met AVI-slak die slechts6 weken is verouderd.Beton 20 met AVI-slakOnderzocht is met welke samenstellingeen plastische betonspecie kan wordengemaakt, consistentiegebied 3 en sterk-teklasse 20, bij gebruik van AVI-slak(0-32 mm) uit Rotterdam. Deze slak be-vatte zoveel fijn materiaal, dat werd be-sloten het gedeelte < 2 mm (48,2%(m/m)) eerst te verwijderen. In plaatsdaarvan werd zand toegevoegd. In hetgedeelte 2-32 mm werden verschillendeverhoudingen AVI-slak/grind gepro-beerd. Voor 20 is een gemiddelde ku-busdruksterkte van 29 ? 30 N/mm2no-dig, bij een standaardafwijking van 4N/mm2.In figuur 2 is te zien, dat de hoogst mo-gelijke slak/grind-verhouding in hetgedeelte 2-32 mm 40:60 was, bij een ce-mentgehalte van 320 kg hoogovence-ment klasse A per m3beton.Met deze samenstelling werden de be-toneigenschappen bepaald die in deel Gvan de VB 1974/1984 worden gevraagdom inzicht te krijgen in de vervormings-eigenschappen van beton bij een gege-Cement 1989 nr. 10 27waarden per afvalverbrandingsinstallatie1)Amsterdam Dordrecht Den Haag RotterdamX 5 X s X s X 5samenstellingcement, hc-B (kg/m3) 331 28 351 32 353 24 345 11water (totaal) (kg/m3) 320 40 367 38 335 39 356 27AVI-slak (droog) (kg/m3) 956 26 908 39 1003 33 906 61zand en grind(droog) (kg/m3) 303 37 313 35 324 35 304 37specie-eigenschappenzetmaat (mm) 78 24 65 8 66 13 65 9volumieke massa (kg/m3) 1915 23 1961 15 2015 30 1921 36luchtgehalte (%) 8,7 1,0 4,4 0,5 5,3 0,7 5,9 1,3kubusdruksterkte2'na 3 dagen (N/mm2) 13,3 7,1(11,5) 16,5 7,6(10,9)7 dagen (N/mm2) 18,1 12,0(15,4) 21,6 13,0(14,9)28 dagen (N/mm2) 22,4 16,6(19,9) 26,7 17,591 dagen (N/mm2) 23,9 20,6(22,0) 29,2 19,4Tabel2Betonsamenstelling en onderzochte eigenschappen van verse betonspecie enverhard beton per installatie'' Gemiddelde waarden van 6 partijen monsters per installatie.2' In de tabel zijn alle waarnemingen verwerkt; bij de waarden tussen haakjeszijn echter mengsels met sterke vertraging in de sterkte-ontwikkelingweggelaten.MATERIALENven sterkteklasse. Ter vergelijking wer-den van grindbeton met dezelfde ku-busdruksterkte ook enkele eigenschap-pen bepaald. Ook werd nagegaan of meteen superplastificeerder een verbeteringkon worden verkregen. Het watergehal-te werd steeds zodanig aangepast, datconsistentiegebied 3 werd bereikt (zet-maat 100-150 mm). In tabel 3 wordende resultaten daarvan gegeven. Hierbijkunnen enkele opmerkingen wordengeplaatst:- voor het bereiken van dezelfde sterk-teklasse (B 20) was er in het grindbe-ton circa 15% minder cement nodig;- in veel gevallen is de milieuklasse be-palend voor de samenstelling van hetbeton. Voor milieuklasse 2 mag dewater-cementfactor niet hoger zijndan 0,55. Van de drie betonsamenstel-lingen in tabel 3 voldeed alleen hetAVI-beton met superplastificeerderaan deze eis. De water-cementfactorwas hierbij 0,50 en de gemiddelde ku-busdruksterkte na 28 dagen 33,9N/mm2. In dit beton werd 485 kg/m3AVI-slak 2-32 mm verwerkt.Er werd ook nagegaan hoe de vorstbe-standheid was bij een proef, waarbij dewarm te-onttrekking vanaf ??n zijdeplaatsvond. Bij een dergelijke proef zouafschilferen van het oppervlak kunnenplaatshebben. Dit werd niet geconsta-teerd. Alleen bij het referentie-grindbe-ton had gering afzanden van de cement-huid plaats. Dit was niet abnormaal, metde gegeven water-cementfactor van0,61. Proeven om de kruip en de lange-duur-druksterkte te bepalen zijn noggaande. Wordt te zijner tijd voldaan aande eis voor de langeduur-druksterkte,dan is beton met AVI-slak in de hiervoorgestelde toepassing technisch aan-vaardbaar.Gezien deze gunstige resultaten werdenaanvullende proeven genomen, waarbijhet volledige AVI-slakmateriaal 0-32mm werd gebruikt. Er werd weer ge-streefd naar beton in consistentiegebied3, sterkteklasse 20. De slakgehaltenTabel 3Samenstelling en gemiddelde betoneigenschappen van beton 20,consistentiegebied 3, zonder en met AVI-slak 2-32 mm, met hoogovencementMasse Agemeten waarden (gemiddelden van 3 chargesverhouding slak/grind intoeslagmateriaal 2-32 mm(V/V) 0/100 40/60 40/60referentie AVI-slakbeton AVI-slakbetongrindbeton met super-plastificeerdersamenstellingcement, hc-A (kg/m3) 272 319 322water ') (kg/m3) 166 185 161water-cementfactor 0,61 0,85 0,50AVI-slak 2-32 mm incl.9,4% (m/m) vocht (kg/m3) -- 470 485grind 2-32 mm (droog)(kg/m3) 1534 923 952zand 0-2 mm (droog)(kg/m3) 378 350 361superplastificeerdert.o.v. cement {% {m/m) ) -- -- 0,70eigenschappen speciezetmaat (mm) 138 115 118schudmaat (mm) 435 420 410volumieke massa (kg/m3) 2352 2247 2280luchtgehalte (%) 1,5 1,9 1,6eigenschappenkubusdruksterktena 7 dagen (N/mm2) 18,4 24,7 27,6n? 28 dagen 29,3 31,1 33,9volumieke massa (kg/m3) 2379 2283 2289grootste spanning(N/mm2) -- 22,4 --max. vervorming 2) (%o) -- 2,5 --elasticiteitsmodulus(N/mm2) -- 21900 --krimp, na 4 weken (%o) -- 0,12 0,12krimp, na 52 weken (%o) -- 3) 3)elastische vervorming,na 4 weken (%o) -- 0,34 --na 52 weken (%o) -- 3) --kruip, na 48 weken (%o) -- 3) --vorstbestandheid redelijk/goed goed goedvorstbestandheid naoppervlakte behandeling -- goed --') Exclusief absorptiewater in de AVI-slak.2) Maatgevend was de vervorming op het moment van bezwijken.3) N?8 te bepalen.(0-32 mm) werden hoger gekozen danbij de voorgaande proeven. Daaromwerd meer cement gebruikt, dat boven-dien sneller verhardend (klasse B) was.Tevens werd telkens een superplastifi-ceerder bij gemengd. De resultaten wor-den in tabel 4 gegeven.Hieruit blijkt, dat met een gehalteAVI-slak 0-32 mm van 1146 kg/m3en402 kg cement klasse per m3, de sterk-teklasse 20 kon worden gehaald. Ditwas ook mogelijk met een gehalte28 Cement 1989 nr. 10AVI-slak 0-32 mm van 759 kg/m3en361 kg cement klasse per m3. In beidegevallen werd nog juist voldaan aan mi-lieuklasse 2.Bouwstenen met AVI-slakIn NEN 7027 'Bouwblokken en -stenenvan beton', worden eisen gesteld aanbe-tonelementen bestemd voor toepassingin gemetselde muren. De belangrijkstei ij d k kl d i1) Exclusief absorptiewater in de AVI-slak.slagmaterialen zoals schuimlava, gesin-terde klei, baksteenpuin, sintels en slakmogen erin worden verwerkt, mits dezeduurzaam zijn en geen schadelijke be-standdelen bevatten.Voor vier verschillende betonsamen-stellingen met AVI-slak werden desterkteklasse en de krimp bepaald (tabel5, kolommen 2 t.m. 5). Twee daarvan be-troffen korrelbeton, door weglaten vanhet fij ne toeslagmateriaal (0-2 mm), meteen laag cementgehalte. In de anderetwee samenstellingen had het beton eendichte structuur.Evenals bij het onderzoek naar beton20, consistentiegebied 3, werd eerst hetgedeelte fijn materiaal (0-2 mm) uit deslak verwijderd (48,2% (m/m)). Boven-dien werd in dit onderzoek het gedeel-te > 16 mm verwijderd (5,0% (m/m)),omdat de afmetingen van de gemaaktebetonstenen (212 ? 101 ? 75 mm) be-trekkelijk gering waren. Voor het betonmet een dichte structuur werd zand (0-2mm) bijgevoegd. Er werden in de fractie2-16 mm verschillende gehalten AVI-slak ten opzichte van grind toegepast.Het watergehalte van de betonspeciewerd steeds zodanig aangepast, dat vol-doende 'groene sterkte' werdverkregenvoor direct ontkisten (consistentiege-bied 1, verdichtingsmaat 1,26).De resultaten geven aanleiding tot devolgende opmerkingen:- korrelbetonstenen met 100% AVI-slak(2-16 mm) als toeslagmateriaal in eenhoeveelheid van 1526 kg/m3, volde-den aan sterkteklasse 10. De gemid-delde druksterkte was 17,5 N/mm2.De gemiddelde krimp was 0,55 %o,terwijl deze maximaal 0,60 %o magzijn. Korrelbetonstenen met 50%grind voldeden net aan sterkteklasse20. De krimp hiervan was 0,50 %o. Inbeide series was ongeveer 193 kghoogovencement klasse per m3ge-bruikt;- stenen met dichte structuur en met50% AVI-slak (603 kg/m3) en 50%grind als grof toeslagmateriaal enzand als fijn toeslagmateriaal, volde-den ruim aan sterkteklasse B30. Degemiddelde druksterkte hiervan was55,9 N/mm2en de gemiddelde krimp0,35 %o. Voor een verhouding van 20%AVI-slak (252 kg/m3) ten opzichte van80% grind werd een gemiddeldedruksterkte van 72,1 N/mm2bereikt.Daarmee werd ook voldaan aan sterk-teklasse B30. In deze twee series wasongeveer 285 kg/m3hoogovence-ment klasse gebruikt.Er zij ook stenen zowel binnen als in debuitenlucht opgeslagen, die van tijd tottijd worden ge?nspecteerd op het even-tueel ontstaan van pop-outs of scheu-ren. Tot dusver is hiervan geen sprake.Wel blijken in de buitenlucht stukjes ij-zer (draad, spijkers) aan het oppervlak teroesten.De gemeten druksterkten waren hogerdan verwacht. Daarbij kan worden aan-getekend, dat het beton zeer goed werdverdicht door trillen en met een boven-drukstempel. Bovendien werd cementklasse gebruikt. Voorts werden bij dedrukproef op blokken met een hoogte-breedte verhouding van circa 0,75, circa15% hogere druksterktewaarden ver-kregen dan voor standaard proefkubus-sen zouden gelden.De resultaten vormden aanleiding omook hier aanvullende proeven uit te voe-ren. Daarbij werd de AVI-slak 0-16 mmgebruikt en werd met meer cement ge-werkt. De resultaten van een onderzoekop twee samenstellingen zij vermeld inde kolommen 6 en 7 van tabel 5. Daaruitblijkt, dat met zowel 279 als met 311 kgcement per m3kon worden voldaan aansterkteklasse 30. Er werd tevens voldaanaan de eis voor de maximaal toegelatenkrimp. In deze samenstellingen werduitsluitend AVI-slak (0-16 mm) als toe-slagmateriaal gebruikt, in hoeveelhedenvan 1557, respectievelijk 1511 kg/m3.Economische verkenningenNaast de technologische overwegingenis het belangrijk na te gaan of de toepas-sing van AVI-slak in beton economischhaalbaar is en zo j a, in welke gebieden detoepassing de meeste kansen biedt.Voor de afweging van die mogelijkhe-den zijn diverse factoren van belang: debereikbare sterkte, de aanwezigheid vanwapening, kostprijs AVI-slak, percenta-ge vervanging door AVI-slak enz.Uit het uitgevoerde onderzoek blijkt,dat de sterkteklasse van beton waarin75% (m/m) van het zand + grind is ver-vangen door AVI-slak, maximaal 15 ?20 zal bedragen. Wordt een kleinergedeelte van het zand en/of grind doorAVI-slak vervangen, dan is een hogeresterkte bereikbaar. Daarover is met na-me ervaring opgedaan bij de produktievan diverse betonwaren (bouwstenen).Toepassing van AVI-slak in gewapendbeton is vooralsnog niet acceptabel. Hetchloridegehalte van de AVI-slak is zoda-nig hoog, dat toepassing potentieel ge-vaar oplevert voor corrosie van de wape-ning.De kostprijs van de AVI-slak is van door-slaggevende invloed op de haalbaarheidvan de toepassing. De prij sstelling wordtbepaald door de mogelijkheid het mate-riaal eventueel elders af te zetten. Deeconomische mogelijkheden zijn dussterk afhankelijk van de strategische in-Cement 1989 nr. 10 29gemeten waarden (gemiddelden van 3 charges)verhouding slak/grind intoeslagmateriaal 0-32 mm(V/V) 80/20 80/20 50/50 50/50samenstellingcement, hc-B (kg/m3) 402 377 361 333water l) (kg/m3) 219 215 196 188water-cementfactor 0,55 0,57 0,54 0,56AVI-slak 0-32 mm incl.9,7% (m/m) vocht (kg/m3) 1146 1168 759 769zand/grind 0-32 mm(droog) (kg/m3) 337 343 894 915superpias tificeerdert.o.v. cement (% (m/m) ) 0,7 0,7 0,7 0,7eigenschappen speciezetmaat (mm) 140 120 110 110schudmaat (mm) 410 400 380 410volumieke massa (kg/m3) 2107 2102 2212 2210luchtgehalte (%) 2,9 2,8 1,4 1,7eigenschappenkubusdruksterktena 7 dagen (N/mm2) 24,5 24,1 24,7 23,9na 28 dagen 29,0 27,8 30,8 28,3volumieke massa (kg/m3) 2092 2083 2202 2196Tabel 4Samenstelling en gemiddelde betoneigenschappen van beton 20,consistentiegebied 3, met ?VI-slak 0-32 mm, met hoogovencement klasseMATERIALENTabel 5Samenstelling en eigenschappen van bouwstenen (volgens NEN 7027)structuur korrelbeton dicht betontoeslagmateriaal 2-16 mm 100% AVI-slak 50% AVI-slak 50% AVI-slak 20% AVI-slak0% grind 50% grind 50% grind 80% grindtoeslagmateriaal 0- 2 mm geen geen zand zandtoeslagmateriaal 0-16 mm geen geen geen geen 100% AVI-slak 100% AVI-slaksamenstellingcement, hc-B (kg/m3) 195 191 288 283 279 311water ') (kg/m3) 104 90 130 119 179 192water-cementfactor 0,53 0,47 0,45 0,42 0,64 0,62AVI-slak2-16mm,incl.10,3% (m/m) vocht (kg/m3) 1526 738 603 252 -- --grind 2-16 mm(droog) (kg/m3) -- 826 714 1199 -- --zand 0-2 mm(droog) (kg/m3) -- 52 2> 440 462 -- --AVI-slak 0-16 mm, incl.9,4% (m/m) vocht (kg/m3) -- -- -- -- 1557 1511eigenschappen specieverdichtingsmaat 1,39 1,30 1,40 1,48 1,47 1,51volumieke massa (kg/m3) 1824 1899 2176 2315 2018 2014luchtgehalte (%) -- -- 6,5 5,8 4,3 5,7triltijd metbovendruk (s) 60 60 30 30 50 50eigenschappen betondruksterkte( -15) (N/mm2) 17,5 21,3 55,9 72,1 31,8 34,3standaardafwijking_ (N/mm2) 2,87 2,63 1,93 2,05 2,94 1,08 -1,45 5 (N/mm2) 13,3 17,5 53,1 69,1 27,5 32,7sterkteklasse (met eis) 10 (8,5) 20(17,0) 30 (25,5) 30 (25,5) 30 (25,5) 30 (25,5)volumieke massa (kg/m3) 1805 1893 2218 2323 2029 2025krimp (II-5) (%o) 0,55 0,50 0,35 0,34 0,50 0,44') Exclusief het absorptiewater in de AVI-slak.2) Met deze geringe toevoeging zand 0-2 mm werd bereikt dat de korrelgradering van grind 2-16 mm + zand 0-2 mm nage-noeg overeenkwam met die van de AVI-slak 2-16 mm.schatting door de producenten. Geziende hoeveelheden die beschikbaar zijn enzullen komen en de marktpositie vanhet materiaal, mag worden verwacht datde kostprijs voldoende laag zal blijven.De hoeveelheid van het materiaal die zalworden toegepast hangt af van de ge-wenste betonsterkte, zoals ook al eerderis opgemerkt. Bij de economische ver-kenning is het van belang af te wegen ofeen volledige vervanging wordt nage-streefd en daarmee een lagere sterktemet een relatief beperkt afzetgebied, ofeen gedeeltelijke vervanging met eenhogere sterkte, waarbij een groter afzet-gebied mogelijk is.Worden deze voorgaande elementen opeen rij gezet, dan lij kt het voor de hand teliggen de toepassing vooral te zoeken intwee gebieden:- een lage betonsterkte voor ongewa-pende toepassing van ter plaatse ge-stort beton. De omvang van dit gebiedis relatief groot en de volledige ver-vanging maakt een grote afzet moge-lijk;- een relatief hoge betonsterkte bij deproduktie van ongewapende beton-waren. De produktie vindt plaats on-der sterk geconditioneerde omstan-digheden, zodat een goede beheersingvan het proces mogelijk is en hogerebetonsterkten haalbaar zijn.Op grond van kostprijsberekeningen,waarbij ervan is uitgegaan d?t het toe-slagmateriaal AVI-slak om niet 'voor dewal' beschikbaar wordt gesteld, is heteconomisch haalbaar het materiaal toete passen.Voorlopige conclusies1. De resultaten van onderzoek dat totnu toe is uitgevoerd laten zien, dat detoepassing van AVI-slak als vervangingvan grind technisch verantwoord is.2. De praktische haalbaarheid van detoepassingen hangt af van de bereid-heid, zeker in het begin, in te spelen opde specifieke vereisten. De ontwikkelin-gen die zich voordoen rondom de certi-ficatie van de ?VI-slak is positief tebeoordelen. Daarmee ontstaat een ver-beterd inzicht in de kwaliteit van hetprodukt [3].De tijd is rijp voor toepassingen in depraktijk. De werkgroep zal zich de ko-mende tijd ervoor inspannen die prak-tijktoepassingen als demonstratiepro-jecten uit te voeren.3. De economische haalbaarheid is on-derzocht en het blijkt dat de toepassingvan AVI-slak mogelijk is in de twee vol-gende gebieden:- laagwaardig, ter plaatse gestort onge-wapend beton, waarbij volledige ver-vanging van de grindfractie kan wor-den bereikt;- een meer hoogwaardige ongewapen-de fabrieksmatige toepassing in be-tonwaren. Daarbij wordt slechts eendeel van de grindfractie vervangen.In de nabije toekomst zullen door dewerkgroep richtlijnen voor de toepas-sing worden opgesteld en zullen prak-tijktoepassingen als demonstratiepro-jecten worden begeleid.Literatuur1. CUR-rapport 87-1, mei 1987.2. Van der Wegen, GJ.L. en O Kliphuis,Onderzoek naar de spreiding in deAVI-slakkwaliteit met betrekking tot despreiding in deAVI-betonkwaliteit. IN-TRON-rapport nr. 88094, 1988.3. VEABRIN, Kwaliteitscontrole vanAVI-slak '87-'88. NOH-onderzoek,TAUW/ZWL-rapport nr. 305, 1988.30 Cement 1989 nr. 10