VOORSCHRIFTENATTESTERING VANPOEDERKOOLVLIEGASBETONpruf.dr.J.M.J.M.Bijen en dr.ir.G.van der Wegen, Intron, Sittarding.C.Sonwerbren, Certificatie-instelling BMC, GoudaCDR-commissie B33 'Vliegas in beton' heeft de afgelopenJaren een uitgebreidonderzoek verricht naar voorwaarden voor verantwoorde toepassing van vliegas inbeton. Het laatste onderdeel daarvan betreft de bindmiddelfunctie van vliegas.Daarbij is een tweesporenbeleid gevolgd. Enerzijds het vaststellen van een algemeengeldende bindmiddelfactor voor vliegas en anderzijds een attesteringsregeling voorbeton waarin cement gedeeltelijk is vervangen door vliegas. Dit artikel behandelt dewijze waarop de gelijkwaardigheid in sterkte enduurzaamheid wordt aangetoondvan vliegasbeton met een specifieke samenstelling ten opzicht van eenbetonsamenstelling die voldoet aan de VBT 1986.Zoals inmiddels algemeen be-kend, is op 1 oktober 1992 hetBouwbesluit van kracht gewor-den. De volledige titel luidt 'Besluithoudende technische voorschriftenomtrent het bouwen van bouwwerkenen de staat van bestaande bouwwerken'.Deze technische voorschriften betref-fen:- de veiligheid, om gevaarvoorkersvan het bouwwerkofvoorderdente voorkomen ofte beperken;- de gezondheid, om schadelijke ofhin-derlijke gevolgen voor gebruikers vanhet bouwwerkofvoor derden te voorkomen ofte beperken;- de bruikbaarheid, die er toe moetstrekken dat in het bouwwerk de voordat bouwwerk kenmerkende activi-teiten kunnen worden verricht;- de energie-zuinigheid, tot een zuiniggebruik van energie door dat gebouwbijdragend.Het Bouwbesluit dient tevens om uit-voering te geven aande Richtlijn Bouw-prod ukten van de Raad van deEuropeseGemeenschappen.KwaliteitsverklaringenIn het Bouwbesluit worden de normenaangewezen die eisen bevatten omtrentde essenti?le aspecten die hierv??r wer-den genoemd, zoveel mogelijk gefor-muleerd alsprestatie-eisen. Het afgevenvan een bouwvergunning wordt afhan-kelijk gesteld van de wijze waarop isaangetoond dat aan de eisen wordt vol-daan. Tevens kunnen kwaliteitsver-klaringen worden aangewezen op basisCement 1993 nr. 1waarvan bouwmaterialenofbouwdelenworden geacht te voldoen aan de desbe-treffende voorschriften van het besluit.In de Europese Richtlijn Bouwproduk-ten worden eveneens essenti?le eisenwaaraan een bouwwerk moet voldoen,aangeduid. De technische specificatiester uitwerking van die essenti?le eisen,moeten worden vastgelegd in EuropeseNormen ofEuropese Technische Goed-keuringen.HetBouwbesluitisopsoortgelijkewijzeopgezet. Ook daarin worden Techni-sche Goedkeuringen of Attesten ge-noemd als mogelijkheid om technischespecificaties vast te leggen. Dit zal ge-beuren als voor het desbetreffende on-derwerp geen normen bestaan.Certificaten en attestenDe kwaliteitsverklaringen, waarvan inhet Bouwbesluit sprake is om aan te to-nen dat bouwmaterialen ofbouwdelengeacht worden te voldoen aan de voor-schriften van het Besluit, kunnen pro-duktcertificaten ofattesten zijn.Bij afgifte van eenproduktcertificaatwordtvoor de eisenin de desbetreffendebeoordelingsrichtlijn verwezen naareen NNI-norm of een gelijkwaardigdocument.Bij een attest zijn de eisen waaraan moetworden voldaan, opgenomen in de be-oordelingsrichtlijn, de attesterings-grondslag genoemd.Certificatie van een produkt houdt nietalleen de beoordeling van de geschikt-heid van het produkt in voor de desbe-treffende toepassing, maar ook eenvoortdurende bewaking van het pro-duktieproces en de kwaliteit door deproducent.Attesteringbetekent alleen het vaststel-len van de eisen en het beoordelen vande gebruiksgeschiktheid van het pro-dukt.De voorwaarden, die in het Bouwbe-sluit aan eenkwaliteitsverklaring wor-den gesteld zijn:- de instelling die de kwaliteitsver-klaring afgeeft moet zijn erkend doorde Raad voor de Certificatie;- de kwaliteitsverklaring moet zijnvoorzienvan een door de minister vanVROM aangewezen merkteken.De acht in de bouwwerkzame certifica-tie-instellingen, alle lid van de Vereni-ging van Certificatie-instellingen in deBouw in Nederland (Vecibin) zijn er-kend door de Raad voor de Certificatieen voeren het door de minister vanVROM aangewezen merkteken, hetKOMO-merk.Tweemaal per jaar wordt een overzichtvan de erkende kwaliteitsverklaringengepubliceerd in de Nederlandse Staats-'courant.Het attest voor poederkoolvliegasbeton,waarvan er inmiddels op de Betondagop 19 november 1992 twee zijn uitge-reikt, is een kwaliteitsverklaring zoalsbedoeld in het Bouwbesluit.Betonmortelmet een specifieke samen-stelling, afgeleverd met een attest poe-derkoolvliegasbeton, wordt geacht tenaanzien van sterkte en duurzaamheid51MATERIALENUitreiking van de eerste twee attestenPoederkoolvliegasbeton door drsJ.P.van de Jagt, directeur DirectieOnderzoek en Kwaliteitszorgministerie VROM aan de heren Prinsvan de Vliegasunie (midden) en Weijersvan Euroment Benelux (links) op deBetondag, 19 november 1992gelijkwaardig te zijn aan betonmengselsdie voldoen aan de VBT.In het kadervan het certificatie-systeembetonmortel wordt bewaakt dat de be-tonmortel voortdurend aan de in het at-test gestelde eisen voldoet.Europese regelgevingIn de Richtlijn Bouwprodukten van deEG hebben produkten die voldoen aande Europese normen en produkten meteen Europese Technische Goedkeuringeen zelfde status.Een Europese Technische Goedkeuringis, evenals een Nederlandse, een vast-stelling van geschiktheid voor gebruikvan een produkt, waarbij voldaan moetzijn aan de fundamentele eisen van me-chanische sterkte en stabiliteit, brand-veiligheid enz. die de Richtlijn Bouw-produkten noemt en welke ook in onsBouwbesluit voorkomen. Daarnaastkunnen andere eisen worden gesteld.Doorwerkgroep 1van CEN-commissieTC 104wordt aan de Europese pendantvan de Nederlandse norm voor Beton-technologie NEN 5950 gewerkt. EenvoornormENV206 'Concrete,compli-ance, production and placement' is re-centelijk gepubliceerd. In deze norm isnog geenuitwerkinggegeven wat ermetvulstoffen als vliegas moet gebeurenmet betrekking tot de water-cement-factor en het cementgehalte. Binnendrie jaar moet de definitieve norm erechter liggen, dan zal dit geregeld moe-ten zijn.De werkgroep heeft een taakgroep ge-formeerd die hierover advies moet uit-brengen. Dit zal begin 1993 geschieden.In hoofdlijnen zal dit advies neerkomenop de invoering van een equivalentebindmiddelfactor (k-waarde) zoals datook in Nederland het geval is. Dezewaarde is algemeen geldend indien ce-mentwordttoegepastdatvoldoet aan deEuropese cementnorm EN 197ment' en vliegas wordt toegepast datvoldoet aan de Europese norm voorvliegas in betonEN 450 'Fly ash for con-crete'.Verder beveelt de taakgroep hoekstenenaan voor specifiekevliegassen in combi-natie met specifieke cementen, waarvande herkomst ondubbelzinnig isgedocu-menteerd. De samenstelling moet wor-den getoetst op equivalentie met beton-samenstellingen zonder vliegas welkebinnen de EN 206vallen ofmet alterna-tieve cementen die moeten voldoen aanhet gestelde in de cementnorm EN 197.Deze hoekstenen moeten verder wor-den uitgewerkt tot norm ofTechnischeGoedkeuringsrichtlijn.Daarna lijkt de Nederlandse TechnischeGoedkeuring van vliegasbetoh aan tesluiten op het toekomstige Europesesysteem.BEOORDELINGSRICHTLIJNCertificatie-instelling BMC heeft debeoordelingsrichtlijn voor de artes-tering van poederkoolvliegasbetonvastgesteld; de volledige titel luidt 'At-testeringsgrondslag voor de attesteringvan een combinatie van cement en poe-derkoolvliegas voor toepassing alsbind-middel in beton'.Hierin zijn de technische bepalingenopgenomen die van toepassing zijn opde afgifte van een attestvoor hetgebruikvan poederkoolvliegas in beton, waarinde hindmiddelfunctie wordt vervulddoor een combinatie van cement enpoederkoolvliegas. Kenmerkend voorde geattesteerde samenstellingen vanpoederkoolvliegasbeton is, dat het mi-nimale cementgehalte onderschreden52en!ofde maximale water-cementfactoroverschreden wordt. Dat is in sterkeremate het geval dan in CUR-Aanbeve-ling 26 wordt toegestaan via de alge-meen geldende equivalente bindmid-delfactor k = 0,2voor poederkoolvlieg-as.Van deze beoordelingsrichrliin zullende uitgangspunten, de randvoorwaar-den, de toetsingscriteria en de daarbijbehorende onderzoeksmethoden in hetkort worden beschouwd.UitgangspuntenUitgangspunt van de beoordelings-richtlijnvoor hetverlenen van een attestvoor poederkoolvliegasbeton is, dat degeattesteerde samehstellingen gelijk-waardig zijn aan betonsamenstellingendie voldoen aan de eisen gesteld in NEN6720, VBe 1990.Deze gelijkwaardigheid wordt vastge-steld door de sterkte en duurzaamheidvan de te attesteren beronsamensrellin-gen te vergelijken met de sterkte enduurzaamheid van een referentie-be-tonsamenstelling met het minimum-cementgehalte en de maximale water-cementfactor per milieuklasse conformNEN 6720. Samenstellingen vanderkoolvliegasbeton zijn gelijkwaardigindien de karakteristieke sterkte enduurzaamheid ervan groter zijn dan ofgelijk zijn aan respectievelijk de karak-teristieke sterkte en duurzaamheid vande referentie-betonsamenstelling.Cernent 1993 nr. 1*effectiefwatergehalte, dat wil zeggen exclusiefabsorptiewater van het toeslagmateriaalTabel 1Samenstelling referentiebetonmilieuklasse 1 2, Sa 3,4- sbcement (kg/m3) 280 280 280 34-0 300water* (kg/m3) 182 154- 154- 153 150luchtgehalte (% V/V) - - 3,5 - -Relevante mechanische eigenschappen,zoals (buig)treksterkre, elasticiteits-modulus, hygrische krimp en kruip vanpoederkoolvliegasbeton zijn onder de-zelfde omstandigheden en bij een zelfdedruksterkte van het beton vergelijkbaarofzelfs beter dan die van het referentie-beton [1, 2]. Hierdoor kan ten aanzienvan de mechanische eigenschappenworden volstaan met toetsing op druk-sterkte.Voor Nederlandse omstandighedenvolstaat om de duurzaamheid te toetsenwat betreft sterkte-ontwikkeling, car-bonaratie (voor milieuklassen 2 t.m. 5)en vorst/dooizoutbestandheid (milieu-klassen 3en 4-).De toets op carbonaratie-gedrag kan achterwege blijven bij hetbeoordelen van een combinatie vanpoederkoolvliegas met portlandcementklasse B of klasse C, omdat de gelijk-waardigheid hiervan reeds is aange-toond [3,4-].RandvoorwaardenIn de beoordelingsrichtlijn wordennaast algemene randvoorwaarden zoalshet voldoen van de grondstoffen aan dedesbetreffende Nederlandse normen ofCDR-Aanbevelingen, aanvullenderandvoorwaarden gesteld. Deze zijn:de herkomstvan de poederkoolvliegasen het cement dient nauwkeurig enondubbelzinnig te zijn vastgelegd;- de samenstellingen van het poeder-koolvliegasbeton moeten, met uit-zondering van het minimum-ce-mentgehalte en de maximale water-cementfactorvoldoen aan de eisen ge-steld in NEN 6720;- het cementgehaltevan hetbeton moetgroter dan ofgelijkzijn aan 200 kg/m3indien het beton is vervaardigd mettoeslagmaterialen die voldoen aanNEN 5905 of CUR-Aanbevelingen13,17,22,23 of30.Inhet gevallichtge-wicht, poreuze en!of niet-harde toe-slagmaterialen worden gebruikt,waarvan de geschiktheid voor toepas-sing in beton is aangetoond door mid-del van NEN 354-3, een geldigMO-attest ofeen daaraan gelijkwaar-dig attest, geldt dat het cementgehaltegroter dan of gelijk aan 220 kg/m3moet zijn;- het massagehalte aan cement + poe-derkoolvliegas in het beton moet gro-ter zijn dan het minimum-cementge-halte voor de desbetreffende milieu-klasse conform NEN 6720;- de water-bindmiddelfactor van hetpoederkoolvliegasbeton moet kleinerdan ofgelijk aan de maximaal toelaat-bare water-cementfactor voor de des-betreffende milieuklasse zijn;- de regeling is alleen van toepassingvoor de milieuklassen 1 t.m. sb vol-Cement 1993 nr. 1gens NEN 5950, VET 1986;- de regeling is van toepassing op onge-wapend en gewapend beton, alsook opvoorgespannen beton indien de voor-spanwapening niet in rechtstreekscontact is met het poederkoolvliegas-beton.AttesteringsonderzoekOnderwerpDe aanvrager van het attest geeft aan deattesteringsinstelling op welke specifie-ke poederkoolvliegas en welke specifie-ke cement, zowel herkomst, soort alsklasse,in hetattesteringsonderzoekdie-nen te worden betrokken. De aanvragergeeft tevens aan welke mengselsamen-stelling(en) en milieuklasse(n) in het at-testeringsonderzoek zullen worden ge-toetst.MonsternemingPer te onderzoeken poederkoolvliegasen per te onderzoeken cement dienenover een produktieperiodevan ten min-ste drie maanden aselect 9 monsters teworden verkregen. Echter in het gevaldat een zelfde poederkoolvliegas in eenzelfde betonsamensteIling wordt on-derzocht met meer cementen van de-zelfde soorten klasse,maarvan verschil-lende herkomst, kan de attesteringsin-stelling besluiten tot een volledig on-derzoek aan ??n van deze cementen ende overige beperkt te onderzoeken.Alscementvoor het referentiebetonkandoorde aanvragereen keuzewordenmaakt uit de in Nederland gepro-duceerde cementen: portlandcement,portlandvliegascement en hoogoven-cement. Van het gekozen reieren-tiecementzullen eveneens over een pro-duktieperiode van ten minste driemaanden aselect 9 monsters worden ge-trokken. Deze monsterneming zal zomogelijk tegelijkertijd met de monster-neming van het cement voor het poe-derkoolvliegasbeton geschieden. Alstoeslagmateriaal voor het referentiebe-ton zal worden genomen rivierzand en-grind met een korrelopbouw binnenhet AB-gebied van de korrelgroep 0-32mm conform NEN 5950.KarakteriseringKarakterisering van de grondstoffen isnodig omhetonderwerp van attesteringvast te leggen. De karakteristieken vanhet poederkoolvliegasbeton vormen debasis van de conformiteitsverklaringenzoals bijvoorbeeld rapporten van partij-keuring en produktcertificaten.Van de poederkoolvliegas dient tenminste te worden bepaald: het gloeiver-lies, het gehalte aan deeltjes groter dan45 utt: en hetgehalte aan reactiefkiezel-zuur. Deze eigenschappen moetenwor-den vastgesteld volgens de methodenaangegeven in 26.BetonsamenstellingenAls referentiebeton in het atteste-ringsonderzoekwordt de in tabel 1aan-gegeven samenstelling voor de desbe-treffende milieuklasse genomen.De te onderzoeken samenstellingenvanhet poederkoolvliegasbeton moetenvoldoen aan de eerder genoemde rand-voorwaarden.De verwerkbaarheid van de betonspeciedirect na het mengen moet overeenko-men met consistentiegebied 3 volgensNEN 5950. Indien nodig moet een plas-tificeerder worden toegepast.BeproevingenDe kubusdruksterkte conform NEN5968 wordt bepaald op een ouderdomvan 7, 28 en 90 dagen aan proefstukkenvervaardigd en geconditioneerd con-form NEN 5965. Voor iedere betonsa-menstelling wordt per monster poeder-kooivliegas en!of cement ??n chargebetonspecievervaardigd,waarbij van ie-dere charge twee proefstukken per teonderzoeken ouderdom wordenmaakt. Dit betreft dus 9 monsters x 1charge/monsterx 2 proefstukken!char-ge = 18proefstukken per ouderdom enper betonsamenstelling.Indien de carbonatatiesnelheid dient teworden getoetst, wordt de carbona-tatiediepte conform RILEM CPC-18bepaaldop een ouderdomvan 90, 180en365 dagen. Dehiervoor benodigde pris-ma's, 4-00 x 100x 100mrrr'.worden na 24uur verharden in de mal (afgedekt.metkunststoffolie) bij 20?C, entkist en ver-volgens gedurende 48 uurvochtigslagen conform NEN 5965, Waarna ex-positie bij 20?C, 65%RV en eengehalte van 0,04- ? 0,02% (V/V) plaats-heeft tot het moment van beproeven.53MATERIALENAnaloog aan de kubusdruksterkte be-treft het hier 18 proefstukken per ou-derdom en per betonsamenstelling.Van beton, toe te passen in milieuklasse3 enlof 4 wordt de vorstdooizoutbe-standheid conform RILEM be-paald op een ouderdom van 28 dagen.Dit behoeft alleen te geschieden voorhet monster poederkoolvliegas enlofcement, met de middelste 28-daagsedruksterkte. Hiertoe worden van ditmonster .poederkoolvliegas/cement-combinatie respectievelijk dit monsterreferentiecement elk twee charges be-tonspecie vervaardigd, waaruit percharge drie proefkubussen worden ge-maakt. Het betreft dus zowel zes proef-stukken poederkoolvliegasbeton als zesproefstukken referentiebeton.In afwijking van RILEM CDC-2 wor-den de proefkubussen als volgt nabe-handeld: 24 uurverhardenin de mal (af-gedekt met kunststoffolie) bij 20 ?C,daarna ontkisten en tot een ouderdomvan drie dagen conditioneren bij 20 ?C,luchtdicht verpakt in kunststoffolie envervolgens, ontdaan van de kunststof-folie, exposeren bij 20?C en 65%RV toteen ouderdom van 28 dagen, waarbij opeen ouderdom van 7,14 en 21 dagendeproefstukken gedurende ??n uur onderverzadigd kalkwater van 20 ?C wordengeplaatst.ToetsingscriteriaAls toetsingsgrootheid voor de druk-sterkte wordt gehanteerd de karakteris-tieke waarde, gedefinieerd alsde waardebehorende bij de 95%-percentiel.Deka-rakteristieke waarde van de druksterkter: wordt berekend als:waann:is de gemiddelde druksterkte van de18proefstukken;Sf is de standaardafwijking in de druk-sterkte van de 18 proefstukken.Als criterium voor de druksterkte opeen ouderdomvan 28 dagen (alssterkte-eis!) geldt dat de karakteristieke waardehiervan voor het poederkoolvliegas-beton groter dan ofgelijk aan 0,95 maaldie van het referentiebeton moet zijn.Hierbij is 5% marge (factor 0,95) tengunste van het poederkoolvliegasbetoningebracht vanwege de relatief hogekans op onterechte afkeuring als gevolgvan de beperkte steekproef. Een margevan 5% is van dezelfde grootte-orde alsde nauwkeurigheid van de bepalings-methode.Als criterium voor de druksterkte opeen ouderdom van 7 dagen (als duur-54zaamheidseis!) geldt dat de karakte-ristieke waarde hiervan voor hetpoe-derkoolvliegasbeton groter dan ofgelijkaan 0,95 maal die van het referentiebe-ton moet zijn.Als criterium voor de druksterkte vanhet poederkoolvliegasbeton op een ou-derdom van 90 dagen (eveneens alsduurzaamheidseis) geldtdat de karakte-ristieke waarde hiervan groter dan dekarakteristieke waarde voor de druk-sterkte van het poederkoolvliegasbetonop een ouderdom van 28 dagen moetzijn, dat wil zeggen geen afname indruksterkte.Als toetsingscriterium voor de carbona-tatiediepte geldt dat de karakteristiekewaarde ervan op een ouderdom van res-pectievelijk90, 180en 365 dagenkleinermoet zijn dan ofgelijk moet zijn aan dievan het referentiebeton op de overeen-komstige ouderdom. De karakteristiekewaarde van de carbonatatiediepte dkwordt berekend als:waann:dg is de gemiddelde carbonatatiedieptevan de 18proefstukken;Sd isde standaardafwijkingin de carbo-natatiediepte van de 18 proefstuk-ken.De attesteringsinstelling kan met be-trekking tot de carbonatatiediepte be-sluiten de eindresultaten van een even-tueel uitgevoerd lange-duuronderzoekniet afte wachten alvorens totgoedkeu-ring over te gaan, indien de reeds be-schikbare experimentele resultaten als-mede beschikbare gegevens uit de lite-ratuur voldoende waarborgen dat aanhet toetsingscriterium zal worden vol-daan.De vorstdooizoutaantasting van deproefstukken poederkoolvliegasbetonmoet uitgedrukt als de karakteristiekewaarde, gedefinieerd als de waarde be-horende bij de 95%-percentiel, van hetmateriaalverlies na 25 cycli per opper-vlakte kleiner zijn dan ofgelijk zijn aandie van het referentiebeton.De karakteristieke waarde van het ma-teriaalverlies per oppervlakte mk wordtberekend als:waann:mg is het gemiddeld materiaalverlies na25 cycli per oppervlakte van de zesproefstukken;Sm is de standaardafwijking in het ma-teriaalverlies na 25 cycli per opper-vlakte van de zes proefstukken.Toepassing van het attestMethetattestwordt aangetoond, dat hetbetreffende beton met een vastgelegdesamenstelling gelijkwaardig is aan hetreferentiebeton dat aan alle eisen van deVBT 1986voldoet. Beton dat is samen-gesteld zoals in het attest is beschreven,mag daarom worden beschouwd alsbe-ton dat aan de eisen van de VETvoldoet.Als hetbeton in de vormvan betonmor-tel of in de vorm van betonproduktenniet isgecertificeerd,dan zalde normalein de VET voorgeschreven afnamecon-trole moeten worden uitgevoerd. Ookde toetsingscriteria uit de VET zijndaarbij van toepassing.Is de betonmortel of zijn de betonpro-dukten wel gecertificeerd, dan mag deafnamecontrole achterwege blijven enmag worden aangenomen dat het betonaan de gestelde eisen voldoet.Betonmortel dat onder genoemd attestwordt geleverd, valt onder de certifica-tieregeling zoals deze voor betonmortelis beschreven in de Beoordelingsricht-lijn Betenmortel.In het kader van de certificeringsrege-ling staat de produktie van de geattes-teerde betonmortel onder toezicht vanBMC. Levering van geattesteerde be-tonmortel kan dan ook als een gewonelevering op gebruikseisen, sterkte enduurzaamheid worden beschouwd.Literatuur1. 144,Vliegas als vulstofin beton. COR, Gouda, 1992.2. Fraay, A.L.A., Fly ash a pozzolan inconcrete. Dissertatie TU Delft, 1990.3. Van Selst,R., Toepassing van poeder-koolvliegas in beton: een praktijkproef(2efase). Intronrapport nr. 88492, Sir-tard,1989.4. Van Selst, R., Larbi, J., Devan vliegas (carbonaratie-resulraren].Intronrapport nr. 91434,Sittard, 1992.Cement 1993 nr. 1