? ? materialen ? voorschriftendr.ir.D.A.Hordijk en ir.A.J. Wubs, TNO BouwIs hetnoodzakelijk bij toepassingvan andere toeslagmaterialen in beton dan grind, de re-kenwaarden aan te passen? Deze vraag komt de laatste jaren in Nederland steeds vakeraan de orde. Enerzijds door het terugdringen v~n grindconcessies en anderzijds door hetstimuleren van hergebruik van afvalstoffen, onder meer als toeslagmateriaal in beton,groeit de toepassing van grindvervangende toeslagmaterialen. Het gebruik van anderetoeslagmaterialen dan grind kan consequenties hebben voor de eigenschappen van hetermee vervaardigde beton. Betekentdatnu ook dat in berekeningen voor betonconstruc?ties met andere eigenschappen gerekend moet gaan worden? CUR-onderzoekscommis-sle C 79 'Beton metgrindvervangende toeslagmaterialen' heeft zich met die vraag bezig-gehouden. Een procedure isopgesteld voorde beoordelingvan de constructieve gevolgenvan het toepassen van grindvervangende toeslagmaterialen.ANDERSREKENENBIJGRINDVERVANGENDETOESLAGMATERIALENt24Bij het toepassen van een 'nieuw' grindver-vangend toeslagmateriaal in beton is de eer-ste vraag diegesteld moetworden: 'Isditma-teriaal wel geschikt voor beton?'. Deze vraagheeft betrekking op zowel de toeslagkorrelszelf (korrelverdeling, verontreinigingen enz.)als op technologische aspecten (kan men erbeton mee maken?). Indien er wat deze as-pecten betreft geen belemmeringen zijn,dan rijst vervolgens de vraag of bij het con-strueren met de gebruikelijke betoneigen-schappen mag worden gerekend.Naar deze laatste vraag heeft eUR-commis-sie e 79 onderzoek uitgevoerd. De werk-zaamheden hebben geresulteerd in een'procedure' die aangeeft op welke manier inNederland kan worden beoordeeld of vooreen toeslagmateriaal moet worden gere-kend met aangepaste rekenwaarden, danwel met de rekenwaarden in de betonvoor-schriften. De procedure is opgenomen ineUR-rapport 94-12 [1]. In dit artikel wordende procedure en een aantal overwegingendie daartoe hebben geleid, geschetst.Toeslagmaterialen in de VB 1974/1984Ondanks het feit dat de rekenregels in de VB1974/1984 [2] vrijwel uitsluitend geba-seerd waren op het gedrag van grindbeton,werd in de definitie voor grindbeton al ge-sproken van grind, gebroken grind of steen-slag (gebroken natuursteen). Het feit datnaast grind ook steenslag werd genoemd,had in die tijd weinig betekenis, omdathoofdzakelijk grind werd toegepast als groftoeslagmateriaal.Voor lichtbeton waren aanvullende bepalin-gen opgenomen in deel G. Daarin werd aan-gegeven datvoor een aantal eigenschappenvan lichtbeton verhoudingsgetallen bepaaldmoesten worden. Door vergelijkende proe-ven op het in de constructie toe te passenlichtbeton en op grindbeton uit te voeren,kon worden vastgesteld met welke factor deovereenkomstige waarde voor grindbetonvermenigvuldigd moest worden. De druk-sterkte van het grindbeton moest daarbijbinnen nauwe grenzen gelijk zijn aan die vanhetlichtbeton. Deze methode is in de praktijkvrijwel nooit toegepast. Voor een aantal toe-slagmaterialen zijn de beschreven experi-menten wel gebruikt om de eigenschappenvan een lichtbetonsoort in meer algemenezin vast te stellen.Nieuwe Nederlandse betonvoorschriftenBij de introductievan hetnieuwe constructie-ve betonvoorschrift (TGB Beton of VBe1990) [3] rees de vraag voor welke toeslag-materialen deze van toepassing verklaardzou kunnen worden. Is het verantwoord omook nu direct de rekenregels voor gebrokennatuursteen van toepassing te verklaren?Op dit moment is de TGB Beton van toepas-sing verklaard voor grind en voor de gebro-CEMENT1995/1ken grove toeslagmaterialen graniet, kwart- kan worden ge?llustreerd aan de hand vansiet, porfier, harde zandsteen en harde dich- wat respectievelijk deTGB Beton [3] en Euro-te kalksteen. Maar kan nu ook elk willekeurig code 2 [5] aangeven overde elasticiteitsmo-ander gebroken toeslagmateriaal van na- dulus.tuurlijke herkomst daarbij opgenomen wor-den? TGB Beton:twee extremen worden beschouwd. Terwijlvolgens de methode in de VB 1974/1984bijna voor elk nieuw betonmengsel met eenlicht toeslagmateriaal een aantal eigen-s?happen zou moeten worden bepaald, ishetvolgens de methode in deel 1-4van Euro-'De elasticiteitsmodulus moet worden be- code 2 voldoende om alleen de oven-drogeMet hetvan kracht worden van de TGB Betonwas ook deel Gvan de VB 1974-1984 verval-len en daarmee de regelgeving voor betonmet lichte toeslagmaterialen. Inmiddels isdoor CUR-commissie C75 uitgebreid onder-zoek verricht naar het gedrag van lichtbetonvoor drie verschillende typen licht toeslag-materiaal. Op basis daarvan zijn voor die toe-slagmaterialen aanvullende bepalingen opde TGB Beton gegeven in CUR-aanbeveling39 [4]. Zijn deze bepalingen nu ook voor elkander licht toeslagmateriaal van toepas-sing?Verder zijn er nog de toeslagmaterialen diepaald uit ... (E'b als functie van f~k).'Eurocode 2:'De elasticiteitsmodulus hangt niet alleen afvan de sterkteklasse van het beton, maarook van de eigenschappen van het toege-paste toeslagmateriaal.Als voor het beton geen waarden bekend zijnen een grote nauwkeurigheid niet wordt ver-eist, mag gebruik worden gemaakt van .. (E'bals functie van f~k). Dit behoort bij beton datonder normale omstandigheden is verharden waarvoor hoofdzakelijk kwartsgrind istoegepast.Als doorbuigingen bijzonder belangrijk zijn,worden verkregen door beton of metselwerk moeten proeven worden uitgevoerd met hette breken (beton- en metselwerkgranula- toeslagmateriaal zoals dat in de constructieten). Is het verantwoord om het grove toe- wordt toegepast. In overige gevallen zal erva-slagmateriaal in beton hierdoor te vervan- ring met het specifieke toeslagmateriaal, on-gen en kan dan nog met dezelfde eigen- dersteund door algemene proefgegevens,schappen worden gerekend? vaak een voldoende betrouwbare waardevoor E'b opleveren. Voor onbekende toeslag-De genoemde procedure geeft aan hoe voor materialen is het aan te raden om met eenhet beantwoorden van de hier gestelde vra- range van waarden rekening te houden.'gentewerkgegaan moetworden. Maareerst Naast dit verschil kan tevens worden gewe-wordt de situatie in andere landen be- zen op het feit dat in de TGB Beton een klei-schouwd. nere parti?le veiligheidsfactor voor de druk-sterkte wordt aangehouden (1,2 in plaatsBuitenlandse en internationale betonvoor- van 1,5).schriftenIn die betonvoorschriften wordt alleen on-derscheid gemaakt tussen lichtbeton ennormaal(gewicht} beton. Daarbij wordt hettoeslagmateriaal voor normaal beton overhet algemeen aangeduid als:Voor lichtbeton worden in deel 1-4 van Euro-code2 [6] aanvullende bepalingen gegeven.Daarbij wordt weer geen onderscheid ge-maakttussen verschillende toeslagmateria-len. Wel wordt, op basis van de oven-drogevolumieke massa van het beton te kennen.In het laatste geval kan een beoordeling vande constructieve eigenschappen van betonmet een 'nieuw' toeslagmateriaal dus feite-lijk geheel achterwege blijven. CUR-commis-sie C79 is van mening dat hetgeheel achter-wege laten van een beoordeling in Neder-land vooralsnogte vergaat. Voordatwe in be-ton met een nogonbekend toeslagmateriaalconstrueren, willen we minimaal ??n keerge-zien hebben hoe beton met dat toeslagma-teriaal zich gedraagt. Als het 'hoe' bekend is,rijst de vraag of dit aanleiding geefttot het aldan niet van toepassing verklaren van de vi-gerende rekenregels.Hoe kan een beoordeling worden uitge-voerd?CUR-commissie C 79 is tot de conclusie ge-komen dat de beoordeling van de construc-tieve consequenties van een nieuw toeslag-materiaal alleen op pragmatische manierkan plaatshebben. Om ervoor te zorgen datde beoordeling voor verschillende toeslag-materialen zoveel mogelijk op een consis-tente wijze wordt uitgevoerd, is een procedu-re opgesteld. Voordat die procedure wordttoegelicht, wordt eerst besproken welke ei-genschappen bij een beoordeling meegeno-men kunnen worden en waarom voor eenpragmatische aanpak is gekozen.Welke eigenschappen kunnen wordenbeoordeeld?Bij veel rekenregelS in de TGB Beton spelenvolumieke massa van het lichtbeton, gebruik de eigenschappen van het beton en daar-'normaalgewicht van het toeslagmateriaal gemaakt van een indeling in dichtheidsklas-(2000-3000 kgjm3) bestaande uit ongebro- sen. Voor een licht toeslagmateriaal is hetken enlofgebroken natuurlijke enlof kunst- daarmee voldoende om alleen de oven-dro-matig vervaardigde minerale stoffen, ge- ge volumieke massa van het beton te bepa-schikt voor de produktie van beton.' len. De aan te houden constructieve eigen-schappen van het ermee vervaardigde be-Met dit gegeven lijkt het wellicht overdreven ton zijn daarmee direct bekend.om in Nederland specifiek te kijken naar af-zonderlijke natuurlijke toeslagmaterialen. Er Waarvoor heeft Nederland gekozenmoet echterwel op worden gewezen dat ook In principe kunnen de beide aangegevende stijl van die voorschriften duidelijk ver- methoden voor hetvaststellen van de aan teschillend is van de stijl in de TGB Beton. Dit houden eigenschappen voor lichtbeton, alsCEMENT1995/1mee indirect van het toeslagmateriaal eenrol. Het is praktisch gezien niet mogelijk,maar ook niet nodig om telkens opnieuw aldie eigenschappen te onderzoeken. Kijkendnaarde betonvoorschriften kan onderscheidworden gemaakt tussen basismateriaalei-genschappen van beton en overige rekenre-gels. Met basismateriaaleigenschappenworden die eigenschappen van het betonbedoeld die in 6.1 van de TGB Beton [3] aande orde komen.25? ? materialen ? voorschriften~ 6.-----~---.----.-----,----,----,_----r_~~beoordeling van eennieuw toeslagmateriaal~:z- 5~L.QJti 4..>::~.....teisen te stellen aan het toeslagmateriaalNEN 5905; CUR-aanbevelingen~ 3+-----~---+--~~~~~~~~--+_----~--~?5.tbetontechnologische aspectenVIQJ~2+----t-------."*''''''~r--"C"C5%-betrouwbaarheidsgrens NEN 5950 (VBT)'?~1+_----~---+----+_------i~---+----+_----j---~tconstructieve aspectenNEN 6720 (VBC); CUR-aanbeveling 39 ~ ( PROCEDURE)i o m m ~ ~ ~ 00 m 80t~ gemiddelde kubusdruksterkte (N/mm2)