De invloed van enkele eigenschappen van betonop het ontwerp van constructies in voorgespannen betonOnder deze titel hebben in het 'Journal of the American ConcreteInstitute' (January 1954, Volume 25, Nr 5, biz 381-391, metlitteratuurlijst) Raymond E. Davis en G. E. Troxell een artikelgepubliceerd. In het septembernummer van 1954 van 'Zement-Kalk-Gips' blz. 363-365, is hiervan een uitstekende duitse, be-werkte, vertaling verschenen, die de juistere titel draagt 'Krimpenen kruipen bij voorgespannen beton'. Het artikel handelt namelijkuitsluitend over krimpen en kruipen.Cement en waterverbinden zich tot een geleidelijk hard wordendegel, dat de toeslagstoffen aaneenkit. Van het aanwezige aanmaak-water wordt een gedeelte in de chemische verbindingen op-genomen, een gedeelte door het gel geabsorbeerd, terwijl derest in pori?n achterblijft, waaruit het slechts zeer langzaam doorde haarvaten kan ontwijken. Krimpen van beton wordt door deschrijvers dan ook opgevat als een volumevermindering van decementsteen, veroorzaakt door het afgeven van overtollig waterAan de oppervlakte zal het beton meer en sneller water verliezendan de meer naar binnen gelegen gedeelten. Dit betekent (bijeen element dat zich ongehinderd kan bewegen) drukspanningenin het inwendige van een betonlichaam en trekspanningen nabijde oppervlakte.Onder overigens gelijkblijvende omstandigheden wordt hetkrimpen minder door het cementgehalte dan door de hoeveelheidaanmaakwater be?nvloed. De schrijvers stellen, dat het krimpenongeveer recht evenredig is met de hoeveelheid aanmaakwater.Daar meer cement ook meer water vraagt, betekent dit dat eenrijk mengsel, ondanks de gunstigere watercementfactor enondanks de grotere dichtheid, een beton zal geven, dat meerkrimpt dan beton van een schraal mengsel met dezelfde verwerk-baarheid. Wanneer men dus bij beton met vooraf gespannenwapening het verlies aan voorspanning klein wil houden, dan zalmen het cementgehalte moeten kiezen zo laag als mogelijk is,wat betreft de overige eisen aan het materiaal.In tegenstelling tot een wijd verbreide mening wordt de groottevan het krimpen niet noemenswaard be?nvloed door de fijnheidvan maling. De chemische samenstelling van het cement is echterweer van groter belang dan gewoonlijk wordt gemeend. Zokunnen twee cementsoorten met dezelfde mechanische eigen-schappen een krimpverschil van 50% geven. In het algemeen isde krimp klein, als het cement een hoog gehalte heeft aan trical-ciumsilicaat, en verder weinig alkali?n bevat. Bovendien is dekrimp in sterke mate afhankelijk van het S03-gehalte van hettoegevoegde gips.Ook de toeslagmaterialen spelen een belangrijke rol. Bij gelijkewatercementfaktor en onder ook overigens gelijke omstandig-heden is de krimp van een zandmortel 2 tot 3 keer zo groot alsvan beton met een grootste korrel van 35 mm en een regelmatigekorrelverdeling. Hieruit blijkt duidelijk, dat de diameter vande grootste korrels zo groot mogelijk gekozen moet worden.De minerale eigenschappen van de toeslagstoffen zijn eveneensbelangrijker dan gewoonlijk wordt aangenomen. Harde en dichtetoeslagstoffen met een kleine wateropneming en een hogeelasticiteitsmodulus geven beton dat minder krimpt dan anderegesteenten doen. Zo kan zandsteen met overigens goede eigen-schappen een beton geven, dat 50% meer krimpt dan beton methard kalkgesteente als toeslagmateriaal.Wat hier wordt gezegd van krimpen, geldt eveneens voorkruipen. Uit proeven is gebleken, dat beton met poreuze kalk-steen 2,5 of met basalt 2 keer zoveel en met graniet 1,5 keerzoveel krimpt als beton van kalksteen met een geringe water-opneming.Met bizondere toeslagen moet men over het algemeen zeervoorzichtig zijn. Air-hulpstoffen hebben meestal weinig of geeninvloed op het krimpen en kruipen. Calciumcloride daarentegenvergroot in vele gevallen de krimpmaat. Bovendien is enigekeren geconstateerd, dat CaCI2 de wapening ernstig heeftaangetast. Wat betreft de vroeger tamelijk populaire infusori?n-aarde is gebleken, dat 2 ? 3 gewichtprocenten (van de cement-hoeveelheid) tezamen met een air-hulpstof in staat is de beton-sterkte te vergroten en de krimp te verkleinen.De schrijvers stellen, dat krimpen en kruipen van beton nauwverwante verschijnselen zijn. Beide ontstaan door waterverliesvan het gel, in het eerste geval door verdamping en in het tweedegeval door belasting. Hoe sneller de uitdroging plaats vindt, deste sterker kruipt het beton. Zo kan bijvoorbeeld het kruipen bij70% relatieve vochtigheid van de omringende lucht 2 keer zo veelen bij 50% wel 3 keer zo veel zijn als bij 100% relatieve vochtig-heid. Het is dus van belang, het waterverlies zoveel mogelijk tebeperken en in ieder geval langzaam te doen plaats hebben. Deschrijvers bevelen daarom aan, het betonoppervlak door be-strijken met daarvoor geschikte middelen goed waterdicht temaken.Hoe verhelderend de beschouwingen van Davis en Troxell ookzijn, de door hun gegeven fysische verklaring voor het kruip-verschijnsel lijken wel wat erg eenvoudig. Zou er geen anderverband dan uiterlijke gelijkenis zijn tussen het kruipen vangesteenten (zoals beton) en metalen? Het kruipen van metalenonder belasting kan niet worden verklaard door het uitdrijvenvan water. Of door trek belast beton ook kruipt, wordt welwaarschijnlijk geacht. Zullen Davis en Troxell dit dan verklarendoor het beton water te laten opnemen ?ir C. J. Louw538 Cement 8 (1956) Nr. 21-22
Reacties