GRINDVERVANGENDTOESLAGMATERIAALGEBROKEN NATUURSTEENALS GRINDVERVANGENDTOESLAGMATERIAALdr.W.M.M.Heijnen en ir.P.D.Steijaert, TNO-Bouw, afdeling BouwtechnologieDe Nederlandse bouwindustrie ziet zich geconfronteerd met een afnemendebeschikbaarheid van grind, een belangrijke grondstof voor de bouw, met name voorbeton [1]. Van alle mogelijke grindvervangende materialen is alleen ge?mporteerdegebroken natuursteen op korte termijn in voldoende hoeveelheden beschikbaar omdit te compenseren. Dit artikel heeft als doel informatie te verschaften over deverschillen tussen grind en gebroken natuursteen als grof toeslagmateriaal als gevolgvan de ontstaanswijze.r wordt hard gewerkt aan devoorbereiding van de grootscha-lige introductie van gebrokennatuursteen als grof toeslagmateriaalvoor Nederlands beton. Deze voorbe-reiding omvat het gehele traject vanafde aankoop van de materialen in hetbuitenland, via het regelen van trans-port en havenfaciliteiten en het bouwenvan installaties om het materiaal te ze-ven en te wassen, tot het opzetten van re-gelgeving.In het buitenland bestaat ruime ervaringmet de toepassing van gebroken na-tuursteen als grof toeslagmateriaal inbeton; in diverse landen wordt zelfs veelmeer gebroken natuursteen dan grindtoegepast. De diverse aspecten van hetgebruik van natuurlijke gesteenten alstoeslagmateriaal voor beton komen uit-voerig aan de orde in [2].De verschillen tussen de eigenschappenvan grind en diverse soorten natuur-steen die in aanmerking komen om alstoeslagmateriaal in beton te worden ge-bruikt, zijn in het algemeen geologischte verklaren op grond van verschillen inde manier waarop de diverse gesteente-typen zijn ontstaan. Deze materiaalei-genschappen bepalen waarom de enesoort natuursteen wel en de andere soortnatuursteen niet geschikt is om in betonte worden toegepast. Tevens hebben de-ze materiaaleigenschappen grote in-vloed op de duurzaamheid van beton.Voorts zijn er betontechnologische ver-schillen tussen beton met grind en betonmet gebroken natuursteen als grof toe-slagmateriaal, vooral door het verschilin korrelvorm tussen afgerond (Neder-lands) riviergrind en meer hoekige, ge-broken natuursteen.Tenslotte wordt in dit artikel uitgebreidaandacht besteed aan de optimalisatievan de korrelverdeling van betonmeng-sels met gebroken natuursteen. In allegevallen worden de behandelde eigen-schappen vergeleken met grind ofgrindbeton, het Nederlandse referen-tiekader.Indeling van gesteentenEen gesteente is een chemische en fysi-sche eenheid van de aardkorst, meestalsamengesteld uit ??n of meer minera-len. Naast de mineralogische samenstel-ling is het maafese/kenmerkend voor eengesteente. Met maaksel wordt de ruim-telijke rangschikking van de mineralenin een gesteente aangeduid. Het maakselbeschrijft de structuur en de textuur vaneen gesteente. De structuur omvat sca-laire eigenschappen, zoals de korrel-grootte, de textuur omvat vectori?le(richtingsafhankelijke) eigenschappen,zoals de gelaagdheid.De wijze van ontstaan heeft een over-heersende invloed op de mineraalin-houd en het maaksel van gesteenten. Degesteentebeschrijving is daarom geba-seerd op deze twee kenmerken en nietop bijvoorbeeld alleen de chemische sa-menstelling of alleen de mineraalin-houd. Er zijn gesteenten die een verge-lijkbare mineraalinhoud en chemischesamenstelling hebben, maar op duide-lijk verschillende wijze zijn gevormd.Dit verschil komt wel tot uiting in hetCement 1991 nr. 5 33EGRINDVERVANGENDTOESLAGM?TERIAALmaaksel. Geologische aspecten van ge-steentevorming zijn in [3] uitvoerig be-schreven.De hoofdindeling van de gesteenten be-rust op de wij ze van ontstaan. Er zij driehoofdgroepen te onderscheiden:- magmatische gesteenten of stollings-gesteenten;- sedimentgesteenten of afzettingsge-steenten;- metamorfe gesteenten.Magma tische gesteentenMagmatische gesteenten ontstaan doorkristalhsatie uit een smelt, die magmawordt genoemd. Dergelijke smeltentreden bij vulkanen aan het aardopper-vlak en worden dan lava genoemd. Vaakbevat een lava al gedeeltelijk uitge-kristalliseerde componenten. Hetmaaksel van magmatische gesteentenwordt vooral bepaald door de afkoe-lingssnelheid van het magma, afhanke-lij van de diepte waarop het magmaaf-koelt. Op grond van de wijze waaropmagmatische gesteenten ontstaan, wor-den ze als volgt onderverdeeld:- uitvloei?ngsgesteenten of vulkanischegesteentenDeze gesteenten stollen op het aard-oppervlak of zeer dicht daaronder.Door de hoge afkoelingssnelheid heb-ben de mineralen niet voldoende tijdom zich goed te ontwikkelen en ont-staat een zeer fijnkorrelig gesteente.Wanneer de afkoelingssnelheid ex-treem hoog is, kunnen hoge-tempe-ratuur-modificaties van Si02 (tridy-miet en cristohaliet) of kan zelfs vul-kanisch glas ontstaan. Als gevolg vanhet stromen van de lava is het maakselvaak gericht;- dieptegesteenten of plutonietenDeze gesteenten kristalliseren uit bin-nen de aardkorst, in het algemeen ingrote volumina (vaak meer dan 1000km3). Doordat ze bovendien op eendiepte van minimaal enige kilometersonder het aardoppervlak uitkristalli-seren, dus onder een warmte-isole-rende bedekking van andere gesteen-ten, koelen dieptegesteenten zeerlangzaam af; daarom zijn de korrelsvan de mineralen in dieptegesteentenduidehjk grover dan in uitvloei?ngs-gesteenten. Dieptegesteenten zijnmeestal vrij homogeen en hebben inhet algemeen een richtingsloos maak-sel; glas komt niet voor;- ganggesteentenDeze gesteenten zijn vergelijkbaarmet dieptegesteenten, maar kristalli-seren uit in ruimten waarvan ten min-ste ??n afmeting veel kleiner is dan detwee andere. Ganggesteenten zijnmeestal plaatvormige lichamen meteen dikte kleiner dan 1 km, die meest-al dichter onder het aardoppervlakuitkristalliseren dan dieptegesteenten.Als gevolg hiervan koelen gangge-steenten sneller af dan dieptegesteen-ten, maar wel langzamer dan uitvloei-?ngsgesteenten. De korrels van de mi-neralen in ganggesteenten zijn danook in het algemeen fijner dan vandieptegesteenten en grover dan vanvulkanische gesteenten.De naamgeving van de diverse stollings-gesteenten loopt parallel en berust oprelatieve percentages van lichte minera-len. De lichte mineralen die de naam be-palen zijn:- kwarts en andere Si02-mod?ficaties(tridymiet, cristobaliet);- veldspaten: alkaliveldspaat (KAlSi308en NaAlSijOg) en plagioklaas (eenmengreeks tussen NaAlSi308 enCaAl2Si208).In dit artikel wordt alleen de naamge-ving van de grootste en voor toepassingals toeslagmateriaal veruit belangrijkstegroep stollingsgesteenten behandeld.Het hier gepresenteerde naamschemageldt alleen voor gesteenten met tenminste 10% lichte mineralen, waaronderenig kwarts of andere Si02-mod?fica-ties. De drie genoemde mineralen vor-men elk een hoekpunt van een drie-hoeksdiagram, waarin een aantal veldenzij gegeven waarbinnen gesteenten eenzelfde naam hebben. Figuur 1 toont hetdriehoeksdiagram voor dieptegesteen-ten.Graniet is veruit het meest voorkomen-de dieptegesteente; het wordt in het bui-tenland vaak toegepast als toeslagmate-riaal voor beton. In Nederland regeltCUR-Aanbeveling 22 [4] de toepassingvan gebroken graniet als grof toeslag-materiaal voor beton. Basalt is veruit hetmeest voorkomende uitvloe?mgsge-steente; het wordt minder vaak toege-past als toeslagmateriaal voor beton.Naast lichte mineralen bevatten demeeste stollingsgesteenten ook donkeremineralen, zoals glimmers (muscovieten biotiet), pyroxeen, amfibool en oli-vijn.Ganggesteenten vertonen vaak een por-f?erische structuur. Dit betekent dat zeongelijkkorrelig zijn en bestaan uit gro-tere kristallen (zogenaamde eerstelin-gen), die verspreid liggen in een fijnkor-relige grondmassa. Deze structuurduidt op een plotselinge versnelling vande afkoeling, nadat het magma met dedaarin reeds aanwezige eerstelingen zijnplaats vond in een relatief kleine ruimtedichtbij het aardoppervlak. Gangge-steenten met een porfierische structuurkrijgen de naam van het, qua mineralo-gische samenstelling overeenkomstigedieptegesteente (volgens het schema infiguur 1) met het achtervoegsel -porfier(links in het diagram) of -porfieriet(rechts in het diagram). De bekende Bel-gische porfier is eigenlijk een dioriet-porfieriet, die bovendien nog een lichtemetamorfose heeft ondergaan; dezewordt in Belgi? onder meer gebruikt alstoeslagmateriaal voor beton. CUR-Aanbeveling 23 [5] regelt in Nederlandde toepassing van gebroken porfier alsgrof toeslagmateriaal voor beton.SedimentgesteentenSedimentgesteenten ontstaan in lagenaan het aardoppervlak, hetzij door het34 Cement 1991 nr. 5bezinken van vaste deeltjes die door wa-ter, ijs of lucht zijn getransporteerd, het-zij door het uitkristalliseren van in wateropgeloste stoffen. De componenten vansedimentgesteenten zijn afkomstig vanreeds bestaande gesteenten, zowel vanmagmatische en metamorfe gesteentenals van reeds eerder gevormde sedi-mentgesteenten. De mineralogische sa-menstelling van sedimentgesteentenwijkt echter gedeeltelijk af van die vanmagmatische en metamorfe gesteenten.Dit wordt veroorzaakt door de chemi-sche verwering van deze gesteenten. Desilikaatmineralen in magmatische enmetamorfe gesteenten worden daarbijgedeeltelij omgezet in nieuweminera-len (voornamelijk Heimineralen, ijzer-oxiden en -hydroxiden) en opgeloste io-nen (van bijvoorbeeld natrium, kaliumen calcium), die het materiaal vormenvoor een belangrijk deel van de sedi-mentgesteenten, te weten de kleien ende kalken. Een aantal mineralen is goedbestand tegen chemische verwering enwordt dan ook onveranderd getrans-porteerd. Het belangrijkste voorbeeldhiervan is kwarts (Si02), het hoofdbe-standdeel van de meeste zandstenen.Direct na hun ontstaan bestaan sedi-mentgesteenten in het algemeen uit los-se, onsamenhangende deeltjes, zoalszand, grind of klei. Tussen deze deeltjesbevinden zich met water of lucht gevul-de pori?n. In een later stadium, als hetoorspronkelijk losse sediment door eendik pakket van latere sedimenten is be-dekt, gaat het over in een verhard sedi-mentgesteente. Dit proces heet diagene-se en bestaat enerzijds uit compactie (sa-mendrukking resulterend in afnamevan de porositeit) en anderzijds uitnieuwvorming van mineralen in de po-ri?n. Deze nieuwe mineralen kitten deoorspronkelijke korrels aan elkaar enworden daarom in de geologie aange-duid als cement. Dit cement bestaatmeestal uit kwarts of calciet (CaC03).Een diagenetisch verhard zand wordtzandsteen genoemd, een verhard grindheet conglomeraat, een verharde kleiheet schalie.Ook sedimentgesteenten worden inge-deeld op basis van hun wijze van ont-staan, met name op de manier waarop debestanddelen van het sediment zijn ge-transporteerd.Klastische sedimentgesteenten (de bestand-delen zijn als vaste deeltjes getranspor-teerd):- zandstenen en conglomeraten (de be-standdelen zijn grotendeels onveran-derde brokstukken van oudere ge-steenten);- kleien en schalies (de bestanddelenzijn voor het grootste deel ontstaan bijde chemische verwering of overgeno-men van vroegere sedimentgesteen-ten).Niet-klastische sedimentgesteenten (de be-standdelen zijn uit een oplossing neer-geslagen of organisch ontstaan):- carbonaten (ook wel kalkstenen ge-noemd); deze ontstaan ofwel door di-recte neerslag van vooral calciumcar-bonaat uit water, ofwel door het sedi-menteren van door in het water leven-de dieren (en enkele planten) gebouw-de kalkschalen, waarvoor in het wateropgeloste stoffen als grondstof dienen;- evaporieten (door verdamping vanwater neergeslagen stoffen); gips, an-hydriet [6] en keukenzout zijn beken-de voorbeelden;- organische stoffen, zoals veen ensteenkool;- overige niet-klastische sedimentge-steenten, zoals fosfaten, afzettingenvan kiezelschaaltjes en ijzerverbindin-gen.Voor de betonwereld mogelijk belang-rijke zandsteentypes met bijzondere na-men zijn arkose (een zandsteen die naastkwarts ook veel veldspaat bevat) engrauwacke (een zandsteen die bestaat uitkwarts, veldspaat, brokjes andere ge-steenten en soms klei).Sedimentgesteenten zijn, als gevolg vanhun ontstaanswijze, dikwijls niet erghomogeen van samenstelling. Verschil-lende opeenvolgende lagen in ??n pak-ket sedimenten kunnen daardoor zosterk van elkaar verschillen, dat de enelaag wel en de andere niet geschikt isvoor gebruik als toeslagmateriaal voorbeton.NEN 5905 [7] regelt de toepassing vanzand en grind als toeslagmateriaal voorbeton. CUR-Aanbeveling 13 [8] behan-delt kalksteen in beton.MetamorfegesteentenMet metamorfose wordt het verande-ringsproces aangeduid dat magmatischeen sedimentaire gesteenten ondergaanonder invloed van hogere temperatuur(200 tot 1000 ?C) en druk (tot circa 10kbar, hetgeen overeenkomt met eendiepte van ongeveer 35 km onder hetaardoppervlak) dan bij diagenese. Deoorspronkelijke gesteenten rekristalli-seren met als gevolg dat de mineraalin-houd en het maaksel veranderen.Het losse sedimentgesteente klei veran-dert door diagenese in schalie en vervol-gens bij toenemende metamorfose inlei, phylliet, schist en uiteindelijk gneis.Los zand verandert door diagenese inzandsteen en vervolgens bij toenemen-de metamorfose in kwartsiet en uitein-delijk granuliet. Kwartsieten wordenregelmatig toegepast als toeslagmate-riaal voor beton. In Nederland is dit ge-regeld in CUR-Aanbeveling 17 [9].Kalkslib, gevormd door bijvoorbeeldafzetting van kalkskeletjes, verandertdoor diagenese in kalksteen en vervol-gens door metamorfose in marmer. Alsgevolg van de rekristallisatie tijdens demetamorfose zijn de in het sedimentduidelijk herkenbare fossielen in hetuiteindelijke marmer niet meer terug tevinden.Volume-instabiliteitIeder toeslagmateriaal in beton reageertCement 1991 nr. 5 35GRINDVERVANGENDTOESLAGMATERIAALenigermate met de cementmatrix,waarbij de reactie de hechting tussentoeslag en cementsteen dient te verster-ken. Wanneer dergelijke reacties echtertot volumeveranderingen leiden, ont-staan er problemen met betrekking totde vormvastheid, de sterkte of de duur-zaamheid van het beton. Er zij vij f pro-cessen te onderscheiden [2].Volumetoename door de reactie van het toe-slagmateriaal en alkalihydroxide-oplossin-gen vanuit de cementsteenDit wordt de alkali-toeslagreactie ge-noemd [10,11], waarvan in dit kader al-leen de alkah-silicareactie (ASR) kortwordt besproken. Een belangrijke voor-waarde voor het optreden van dezeschadelijke reactie is de aanwezigheidvan alkali-reactieve bestanddelen in hettoeslagmateriaal. Bekende, beter gezegdberuchte alkali-reactieve mineralen zij vulkanisch glas, opaal, chalcedoon, tri-dvmiet en cristobaliet. Opaal is een wa-terhoudende amorfe silica-vari?teit(Si02 ? nH20), die voornamelijk voor-komt in kalksteen, zandsteen, vuursteenen uitvloeiingsgesteenten. Chalcedoonis een kryptokristalhjne vorm vankwarts, die in diverse gesteenten voor-komt. Vulkanisch glas, tridymiet encristobaliet komen voor in uitvloeiings-gesteenten. Het in Nederland van ouds-her in beton toegepaste rivierzand en -grind bevat overwegend zo weinig alka-li-reactieve bestanddelen, dat ASR nietoptreedt (het bevat vooral krypto-kristallijne kwarts). Bij de beoordelingvan de geschiktheid van andere natuur-lijke gesteenten als toeslagmateriaalvoor beton, moet zeker aandacht aanASR worden besteed. ASR heeft in hetbuitenland betrekkelijk veel schade aanbeton veroorzaakt.Volumetoename door waterabsorptie en vo-lumevermindering door drogingNaast (micro)scheurvorming als gevolgvan krimp en zwelling is ook vaak spra-ke van onvoldoende vorstbestandheid.Dit speelt vooral bij toeslagmaterialendie klei bevatten. Met name sterk zwel-lende kleimineralen hebben een zeernadelige invloed. Daarnaast kunnenkleimineralen en glimmers de hechtingvan de cementsteen aan de toeslagmate-rialen verslechteren als gevolg van dezeer goede splijting van deze mineralen.Bij Nederlands zand en grind speelt ditproces geen rol. Bij andere gesteentenkan hier soms wel sprake van zijn.Volumetoename door chemische reacties zo-als oxidatie, hydratatie en carbonatatie vanhet toeslagmateriaal zelf, onafhankelijk vande cementmatrixDit heeft meestal betrekking op be-standdelen die in geringe hoeveelhedenin gesteenten voorkomen, zoals pyriet(FeS2), dat bij natte oxidatie omzet inroest en zwavelzuur. Meestal leidt dit al-leen tot de vorming van pop-outs enbruine verkleuringen van het betonop-pervlak.Volumevermindering door het oplossen vanmineralenDe aanwezigheid van in water oplosbaremineralen in toeslagmaterialen kan al-lerlei effecten hebben op betonspecie enverhard beton. Omdat dergelijke mine-ralen in het algemeen sulfaten en chlori-den zijn, is naast de directe volumever-mindering ook de reactie van de ce-mentsteen met sulfaten (tot ettringiet)en de invloed van chloriden op de passi-vering van aanwezige wapening in hetbeton aan de orde. Tevens kunnen inwater oplosbare bestanddelen invloedhebben op de bindtijd van het cementen aanleiding geven tot het ontstaan vanongewenste uitbloei op het betonop-pervlak. Omdat vooral sulfaten en chlo-riden problemen op kunnen leveren, isin de diverse CUR-Aanbevelingen aande uit NEN 5905 overgenomen eisenten aanzien van het gehalte aan chlori-den, ook een eis aan het sulfaatgehaltetoegevoegd.Volumevermindering als gevolg van de aan-wezigheid van organisch materiaalEventuele problemen en de hierop be-trekking hebbende regelgeving zijnvoor gebroken natuursteen overeen-komstig die voor zand en grind.ProduktieDe winning van gebroken natuursteenverloopt moeizamer dan bij zand engrind, waar in het algemeen kan wordenvolstaan met opbaggeren, spoelen en ze-ven op korrelgrootte.In groeves worden door springen stuk-ken rots verkregen, die tot enkele ton-nen zwaar kunnen zijn en vervolgens inmeerdere etappes worden gebroken.Hiervoor worden verschillende soortenbrekers toegepast, zoals kaakbrekers,conische en cilindrische brekers, die hetmateriaal door druk verbrijzelen, ter-wijl hamerbrekers het materiaal doorschokbelasting verkleinen. De keuzevan het brekertype hangt van een aantalfactoren af, zoals de aard van het ge-steente en de gewenste korrelopbouw.Een belangrijk aspect van een toeslag-materiaal voor beton is de korrelvorm,die bij voorkeur gedrongen moet zijn.Alhoewel deze mede door de gesteente-soort wordt bepaald, kan het breekpro-ces zodanig worden ingericht dat hetgehalte aan platte stukken beperkt blijft.Gunstig hiervoor is een lage verklei-ningsfactor, hetgeen betekent dat deuiteindelijke korrel wordt verkregendoor meerdere malen te breken. Hierbijontstaat meer breekzand, dat mindergewild is.De zo verkregen gedrongen korrels, be-kend onder de naam 'reconcass?', zijndan ook duurder.Tabel 1 Tabel 2Waarden van de k als functie van Waarden van A als functie van consistentiegebiedconsistentiegebied en korrelvorm en korrelvormconsistentie- zand: rond rond gebroken consistentie- zand: rond rond gebrokengebied grind: rond gebroken gebroken gebied grind: rond gebroken gebroken1 ::;;0,24 ::;;0,25 ::;;0,27 12 0,25-0,27 0,26-0,28 0,28-0,30 23 0,26-0,28 0,28-0,30 0,30-0,34 34 ;;::0,34 ;;::0,36 ;;::0,38 4Tijdens het breekproces ontstaan kor-rels in alle afmetingen, van grof mate-riaal totbreekzand;vooralditlaatstekanzeer veel materiaal < 63 flm bevatten,het zogenaamde breekstof. Alhoewelbreekstofde waterbehoefte van beton-mengsels minder vergroot dan klei inzand en grind, worden er toch eisen ge-steld aan de percentages, waaraan na ze-ven ofspoelen kan worden voldaan.Het toeslagmateriaal wordt gewoonlijkgescheiden in korrelgroepen met engebegrenzingen, bijvoorbeeld Dld = J2ofDld = 2, waarin Den dde grootste res-pectievelijk de kleinste zeefopeningenzijn waarmee een korrelgroep wordtaangeduid.Korrelgroepen met een grotereverhou-ding Dldworden geleverd door samen-voegen van twee ofmeer enkelvoudigefracties.Vanzelfsprekend kan er bij het produk-tieproces niets aan de samenstellingvanhet gesteente worden veranderd.Door breken, zeven, spoelen en samen-stellenvan korrelgroepen uit enkelvou-dige fracties kanwordenvoldaan aan ei-sen betreffende gradering van korrel-groepen, korrelvorm en gehalte aan f~nmateriaal.Uiteraard moetworden voorkomen datgeen ongeschikt (toeslag)materiaalwordtmeegenomen, zoals verweerd ge-steente ofafdekgrond. Gebroken mate-riaalis zuiverder danriviergrind, waarinnog wel eens ongewenste bestanddelenvoorkomen zoals hout. Het is daaromuitermate geschikt voor monoliet afge-werkte betonvloeren.EisenAan gebroken toeslagmateriaal moeteneisen worden gesteld om te verzekerendat er goed en duurzaam beton meewordt vervaardigd. Dit geldt ook voorrivierzand en -grind. Voor het meren-deelzijnde eisenvoorgebrokentoeslag-materiaal [4,5,8,9] dan ookgelijkaan dievan zand en grind [7].Inhetoogspringendeverschillenzijndetoelaatbare gehaltes aan materiaal < 63flm, dat bij groftoeslagmateriaal 3% enbij breekzand 4% mag zijn. Voor grinden zand zijn de eisen respectievelijk 1%en 2%.Cement 1991 nr. 5Aan de korrelvorm worden terecht ei-sen gesteld: het gehalte aan platte stuk-kenmag nietmeerdan40% (mlm) bedra-gen. platte korrels hebben een negatiefeffect op de verwerkbaarheid en ook opde duurzaamheid, aangezien zij de nei-ginghebbenzichhorizontaal te ori?nte-ren, waardoor onder de korrels lucht-en waterholtes ontstaan. Volgens [12] iseen gehalte aan platte stukken van meerdan 10? 15%inhetalgemeenongewenst,zodat de grenswaarde van 40% erg tole-rant lijkt. Bedacht moet worden dat hetin [12] wenselijk geachte niveau ook bijriviergrind veelal niet wordt gehaald.KorrelgroepenIn de CUR-Aanbevelingen komenvoorde Nederlandse betonwereld onbeken-de korrelgroepen voor, wat te makenheeft met de ontstaansgeschiedenis vandeze aanbevelingen. Een CUR-Aanbe-veling wordt opgesteld in samenhangmet een re?el ingangsonderzoek. Ditonderzoek is producent-, beter gezegdgroeve-gericht, terwijl de aanbevelingmeer algemeen en gesteentesoort-ge-richt is. De producent/importeur kreegde mogelijkheid om de in het land vanoorsprong gebruikelijke korrelgroepenop de Nederlandse markt te brengen.Dit betekende voor ons ongebruikelijkekorrelafmetingen als 7, 10, 14 en 20 mmoIn betontechnologisch opzicht is daar-tegen geen enkel bezwaar, te meer daarde leveringsmogelijkheden veel korrel-groepen binnen nauwe graderingsgren-zen betreffen.De gevolgde aanpak heeft evenwel totprocedurele tekortkomingen geleid. Zozou een gesteente uit Duitsland, datoverigens onterecht als Grauwackewordt bestempeld omdat het tot dekwartsieten moet worden gerekend, bijtoepassing in beton in Nederland moe-ten voldoen aan de Engelse graderings-eisen voor korrelgroepen, omdat die nueenmaal in de CUR-Aanbeveling 17 [9]zijn overgenomen. Datdeze graderings-eisen vertaald zijn naar eisen aan dezeefrestop de in Nederland gebruikelij-ke zeven, is hierbij niet van belang.Hetligtinde bedoelingomop korte ter-mijn deze onvolkomenheden in de re-gelgeving weg te werken, hetzij in devorm van CUR-Aanbevelingen, hetzij::;;18 ::;;19 ::;;2020-21 21-22 22-2321-22 23-24 25-26;;::28 ;;::30 ;;::32in de vorm van normen.TechnologieGebroken toeslagmateriaal geeft meerhaakweerstand, terwijl bovendien hetkorreloppervlak ruwer is. Dit vraagt ineen betonmengsel om meer smeermid-del, dat uit f~nere delen bestaat: zand,cement en water. Deze kwalitatieveconclusie kan redelijkworden gekwan-tificeerd met de mengselontwerpme-thode volgens Faury, die onder meer in[13] wordt behandeld.Faury stelt dat bij een ideaal korrel-mengsel, inclusief cement, het aandeelholle ruimte tussen de korrels (= vo-lumefractieingenomen doorwater) ge-lijk is aan k!~D.HierinisDde maxima-le korrel van het mengsel en het zal nietbevreemden dat de waarde van k af-hangtvan de consistentie envan de kor-relvorm, zoals blijkt uit tabel 1. Opgrond hiervan kan globaal worden ge-concludeerd dat:- voor verhoging met ??n consistentie-gebied het watergehalte met 5% moetworden verhoogd;- toepassingvangebroken toeslagmate-riaal 10% meer water vraagt;- reductie van de maximale korrel-grootte met een factor 2, 15% meerwater vraagt.Daarnaastzaleen f~ner mengseldanhetideale (bijvoorbeeldin hetAC-gebied inplaats van in hetAB-gebied [14]) ook tot10% meer water vragen.Voor een gelijke prestatie (sterkte enduurzaamheid) geldt een zelfde water-cementfactor en bijgevolg moet verho-ging van hetwatergehaltedan leiden toteen verhoogd cementgehalte, tenzijplastiflcerendehulpstoffenworden toe-gepast.In de VBT 1986 komt een artikel voordat zeker niet bevorderlijk is voor detoepassing van gebroken natuursteen,namelijk dat het cementgehalte bij toe-passing van toeslagmateriaal anders danzand en grind ten minste 300 kg/m3moet bedragen. De Europese voornormENV 206 [15] kent dit onderscheid naarsoorten toeslagmateriaal niet en in mi-lieuklasse 1 kan zelfs worden gewerktmet 260 kg cement/m3?37IGRINDVERVANGEND TOESLAGMATERIAALWordt voldoende prestatie van het be-ton als basis genomen (dus voldoendelagewater-cementfactorvoor sterkteenduurzaamheid), dan verliezen bepalin-gen voor een minimum-cementgehalteaan betekenis.Naarmate het ideale mengsel beterwordt benaderd is de waterbehoefte ge-ringer. Het ideale korrelmengsel vol-gens Faurybeantwoordtaanhetvolgen-de: het percentage doorval P door eenzeefmet opening dis van de vormP = a (~d - 'tdo).Hierin is do de kleinste cementkorrelmet afmeting 0,0065 mmo1008060:;:$-'*40ro1::0 200"0D/y",~V,/~gebroken ~