Prof.drs.E.M.Theissingnamens Subcommissie Materialen van deGewapend-betoncommissieHet concept 'hoofdstukMaterialen' van denieuweBetonvoorschriften 1970*U.D.C. 389.6(492):624.012.4:693.55:666.972:12Deze dagen is de subcommissie Materialenvan de Gewapend-Betoncommissie gereedgekomen met een tekstvoorstel voor hethoofdstuk 'Materialen' van de Betonvoor-schriften 1970 - deel A - gemeenschappelijkgedeelte.Dit hoofdstuk zal in de plaats komen vanafdeling II van de huidige G.B.V. 1962. Hetbevat voorschriften voor de grondstoffenwaarmee een betonmengsel wordt samen-gesteld, namelijk eisen waaraan cement,zand, grind en water moeten voldoen, voor-schriften ten aanzien van de korrelopbouwvan de toeslagmaterialen en van het toeslag-mengsel. De diverse betonkwaliteiten wordengedefinieerd, het begrip kubussterkte wordtomschreven en er wordt aangegeven op wel-ke wijze de samenstelling van betonspecieen de eigenschappen van verhard betonmoeten worden gecontroleerd.De veranderingen die in dit hoofdstuk Mate-rialen voorgesteld worden, zijn zo ingrijpend,dat het beter is te spreken over een nieuweopzet dan over een aantal wijzigingen vande tekst.Een discontinu?teit in voorschriften mag niette vaak plaatsvinden en als het gebeurt,moet de noodzaak ervan aangetoond worden.Dit laatste nu is het doel van dit artikel,waarin acht motieven toegelicht worden diede leidraad vormden voor het voorstel vande subcommissie Materialen. Hoe de uitwer-king ervan in de tekst gestalte heeft gekre-gen wordt alleen maar aangeduid.In een later stadium, namelijk als de tekstvan de nieuwe Betonvoorschriften 1970 inzijn geheel gereed is, zal op de gebruikelijkewijze publikatie in conceptvorm plaatsvin-den.*1. Betonsoorten en kwaliteitenEen aantal betontechnologische ontwikkelin-gen zijn zo algemeen in de praktijk inge-voerd, dat verschillende betonsoorten alsvoorgespannen beton, lichtbeton, zwaarbetononder de G.B.V. dienen te vallen. Het gevolghiervan is, dat niet alleen het assortiment be-tonsoorten, maar ook het aantal betonkwali-Het ligt in de bedoeling dat het concept Be-tonvoorschriften 1970 te zijner tijd als bijlagevan 'Cement' wordt gepubliceerd.teiten - bepaald door de druksterkte - is uit-gebreid.De voorgestelde kwaliteitsaanduiding, waar-bij in plaats van de hoofdletter 'K' de aan-duiding 'B' wordt gebruikt, begint bij kwaliteit125 (ongeveer overeenkomend met de hui-dige 160) en loopt op tot de kwaliteit C 600.Deze betonkwaliteiten komen overeen metde zogenaamde karakteristieke waarden vande kubusdruksterkte. De karakteristieke be-ton druksterkte wordt bepaald door de for-mule:'bk = 'bm --1,64 Sbwaarin 'bm = de gemiddelde betondruk-sterkte en Sb = de standaardafwijking.Deze formule is gebaseerd op de waarschijn-lijkheidsleer; de co?ffici?nt 1,64 komt over-een met de waarschijnlijkheid dat 5% vanhet aantal waarnemingen de waarde 'bk on-derschrijdt.2. BetonklassenHet inzicht in beton en de mogelijkheden vaneen effici?nte controle zijn zo vergroot datmen in sommige gevallen een grotere vrij-heid in de samenstelling kan toestaan, zon-der dat de kwaliteit van het beton met min-der waarborgen omgeven is. Dit heeft geleidtot het invoeren van twee betonklassen, dieeen indeling zijn naar de wijzen van uitvoe-ring, de outillage op het werk, en de des-kundigheid van het personeel.Wordt het werk uitgevoerd in klasse I, danzijn alleen de betonkwaliteiten A 125, B 175en 225 toegestaan, waarbij een minimumcementgehalte is voorgeschreven in afhanke-lijkheid van de betonkwaliteit, de graderingvan het toeslagmengsel en de consistentie.De eisen van klasse I zijn niet uitsluitend op-gesteld om de risico's van het zogenaamde'1:2:3-beton' wat in te perken, want betonmet 275 tot 400 kg cement per m3kan daar-onder vallen. Zo kan bij voorbeeld bij dehoogste betonkwaliteit die in de klasse I valt,400 kg per m3ge?ist worden als de grade-ring ongunstig is en de zetmaat hoog. An-derzijds kan het cementgehalte gereduceerdworden tot bij voorbeeld 275 kg per m3voorkwaliteit 175, bij een gunstige gradering eneen lage zetmaat. Minder water in de specie,dus een lagere water-cementfactor, kan be-sparing van cement opleveren.De vrijheden in klasse II ten aanzien vanbetonkwaliteit, cementgehalte en korrelver-deling zijn groter, maar daar staat tegenoverdat eerst moet zijn aangetoond door middelvan geschiktheidsproeven of door de resul-taten van eerder uitgevoerde bouwwerken,dat met een bepaalde speciesamenstellingde vereiste sterkte-eigenschappen bereiktkunnen worden.De geschiktheidsproef die thans zeldenwordt uitgevoerd, omdat beton met het hui-dige minimum cementgehalte van 325 kg perm3met iedere samenstelling die nog volgensde G.B.V. 1962 geoorloofd is, wel een sterktevan bij voorbeeld C 225 kan bereiken, krijgtdaarom een nieuw reli?f.Hoewel in klasse II beton van hogere kwali-teiten mag worden toegepast, waarbij hetmateriaal ook hoger belast mag worden, enhoewel men in deze uitvoeringsklasse metslechts geringe beperkingen de speciesamen-stelling naar eigen inzicht mag kiezen, wordtde veiligheid van de constructie met dezelfdewaarborgen omgeven, omdat de controlesterk is uitgebreid en verzwaard. Zo zal voorklasse II worden ge?ist dat de uitvoerdervan het betonwerk (lees aannemer) moetkunnen beschikken over een laboratoriumdat wordt geleid door een gediplomeerd be-tontechnoloog.Een dergelijke indeling in 2 uitvoeringsklas-sen is overigens geen novum; ook het ont-werp voor de nieuwe Duitse DIN 1045 kentdeze indeling, waarbij voor klasse II even-eens een zekere mate van 'ontvoogding'heeft plaats gevonden.3. Controle betonsterkte in de constructieAls de druksterkte van de betonproefkubus-sen goed is, kan het beton in de constructiedoor foutieve nabehandeling of verdichtingtoch nog inferieur zijn. Omgekeerd kan ookde druksterkte van de kubussen veel lagerzijn dan die in de constructie, als er in dedrukte tijdens het storten te weinig aandachtaan de vervaardiging van de kubussen wordtbesteed. Vandaar dat er wel stemmen zijnopgegaan om uitsluitend het beton in deconstructie te keuren.Er zijn verschillende redenen om nog nietnaar zo'n systeem van keuren over te stap-pen en te blijven bij het systeem van goed-keuren van de specie en van toezicht houdenop de verwerking ervan door vakmensen.Cement XXI (1969) nr. 11 524In de praktijk zijn ni. de verantwoordelijk-heden van de cernent- of toeslagleveranciersbeperkt tot de materialen en de verantwoor-delijkheden van de betoncentrales tot despecie. Materiaal en specie moeten dus af-zonderlijk gekeurd kunnen blijven worden.Het keuren van proefkubussen is bovendienveel minder kostbaar dan het keuren van hetbeton in de constructie.Echter voor die gevallen, waarbij de druk-sterkte van de proefkubussen te laag is ofwaarbij twijfel ontstaat aan de sterkte vanhet beton als gevolg van uitvoeringsgebre-ken, is de mogelijkheid opengelaten om eenaanvullend onderzoek naar het beton in deconstructie of in het constructiedeel in testellen.Dit onderzoek kan bestaan uit de bepalingvan de druksterkte van een aantal boorcilin-ders. Ook de toepassing van de terugslag-hamer, al of niet in combinatie met de ultra-sone meting, ?s geoorloofd mits deze niet-destructieve metingen geijkt zijn met behulpvan drie boorcilinders. De niet-destructievemetingen dienen dan om de variaties in desterkte vast te stellen, terwijl door de ijkingop de cilinders het absolute niveau van desterkte bekend is. Het gebruik van de terug-slaghamer alleen, zoals nu nog wel plaatsvindt, geeft in twijfelachtige gevallen te wei-nig zekerheid.De mogelijkheid tot het uitvoeren van eenproefbelasting, waarbij tot een veiligheids-factor van 1J proefbelast mag worden, zoude subcommissie willen laten vervallen. Eendergelijke belasting zal de constructie alleenmaar schaden (extra scheuren en blijvendevormverandering), terwijl alleen bij zeer ern-stige fouten (bijv. onvoldoende wapening)uit de doorbuiging en het scheurenbeeld eenindicatie met betrekking tot de veiligheid ge-vonden zal worden.In die gevallen waarin de kwaliteit van deconstructie, op langere termijn gezien, on-voldoende is, geeft deze proefbelasting aan-leiding tot een ongerechtvaardigd vertrouwenin de constructie.De minder destructieve methoden zoals dezethans z?jn voorgesteld, kunnen meer infor-matie verschaffen, vooral als bij specialegevallen ook nog gebruik gemaakt kan wor-den van de wapeningsdetector of van eenanalyse van het verharde beton.4. Statistische verwerking van resultatenVoor een goed inzicht in de kwaliteit vanhet beton is het nodig om de resultaten vande keuring statistisch te verwerken, evenalsdit bij andere nieuwe normbladen geschiedt.Van de druksterkte moet dan niet alleen hetgemiddelde, maar ook de standaardafwijkingbekend zijn. Dit heeft tot gevolg dat het aan-tal proefkubussen of boorcilinders niet teklein mag zijn.Het heeft ook tot gevolg dat opnieuw een'premie' wordt uitgeloofd aan degene diezorgvuldig werkt. Bij een lagere standaard-afwijking kan met een lagere gemiddeldesterkte volstaan worden. Voor klasse I kanvan een opgelegde standaardafwijking wor-den uitgegaan, indien men geen statistischeverwerkingen van de kubussterkte-resultatenwenst uit te voeren.5. Internationale richtlijnenOm de resultaten van de keuring te kunnenvergelijken met die, welke in het buitenlandverkregen worden, is het noodzakelijk demethodieken over te nemen waarover inter-nationaal in grote mate overeenstemming be-staat. Zo zijn voor het bepalen van de druk-sterkte de aanbevelingen van de R.l.L.E.M.uit 1966 gevolgd, in overeenstemming metde ISO-resolutie.Hierin is de riblengte van de proefkubus 15cm in plaats van 20 cm en wordt bij hetbeproeven het karton weggelaten. Ook deeisen gesteld aan de mallen en de beproe-vingsapparatuur en de voorschriften voormonsterneming, verdichting en verhardingzijn gewijzigd in vergelijking met de G.B.V.1962. Verder wordt het gebruik van ISO-zeven voorgesteld en wel die met vierkanteopeningen van 3 1 , 5 -1 6 -8 - 4 -2 -1 -0 , 5 0 -0,250 mm. In een overgangsperiode blijftechter ook de huidige reeks Nederlandsenormaalzeven geldig.6. IndelingVoor de eisen aan de grondstoffen, waarvanhet materiaal 'beton' wordt vervaardigd, kanin de G.B.V. het beste verwezen worden naarafzonderlijke normbladen voor cement, toe-slagmaterialen en hulpstoffen. De G.B.V.regelt dan in hoofdzaak de manier waaropde grondstoffen verwerkt worden.Bij het normaliseren moeten de regels en detoepassing ervan opgesteld worden in sa-menwerking met allen die ermee te makenhebben; het is dus juist ook de leveranciersen fabrikanten van de grondstoffen in afzon-derlijke commissies, waarin hun produkt be-handeld wordt, op te nemen.Het consequent instellen van afzonderlijkenormbladen bevordert bovendien de over-zichtelijkheid. Voor een goede co?rdinatie iszorg gedragen doordat in de afzonderlijkenormcommissies vertegenwoordigers van deG.B.V.-subcommissie zitting hebben.De betreffende normbladen zullen waar-schijnlijk gelijktijdig met de nieuwe Beton-voorschriften 1970 uitkomen. Voor het gevaldat dit niet haalbaar blijkt, zullen de doorde Subcommissie Materialen opgestelderichtlijnen ten aanzien van monsterneming,zeven, onderzoek naar verontreiniging enz.,als appendix aan de Betonvoorschriften 1970worden toegevoegd.7. Nieuwe controleproevenHet is wenselijk dat bij de uitbreiding vanhet arsenaal aan betonsoorten en kwaliteitenandere proeven bij de controle worden inge-voerd. Voor de consistentie wordt daarombehalve de zetproef en de schudproef ookde V?B? consisto-meter en de verdichtings-maat volgens Walz omschreven.Nieuw is ook dat onder klasse II wordt voor-geschreven dat op regelmatige tijdstippen dewater-cementfactor wordt bepaald.8. Invoering graderingsgebiedenHet is niet onwaarschijnlijk dat in de toe-komst nieuwe bronnen voor de toeslagmate-rialen aangeboord zullen worden (ondermeer zeegrind en lichte toeslagmaterialen).Het is bij uitvoering onder klasse I daaromgewenst dat de gradering van het mengselwordt bewaakt door als eis te stellen dat de-ze in ??n van de aangegeven zeefgebiedenmoet liggen.Bij het opstellen van deze gebieden is er vanuitgegaan dat de gradering van de zand-fractie en het gehalte aan fijn materiaal (in-clusief luchtbellen) van het meeste belangzijn. De gebieden zijn overigens zo gekozen,dat de mengsels, die tot nu toe in de praktijkvoorkwamen en die aan de huidige eis vanfijnheidsmodulus voldeden, er binnen vallen.Er zijn nu alleen waarborgen bijgekomen datmaterialen met een voor het ogenblik onge-bruikelijke gradering goed toegepast worden.Voor klasse II gelden de eisen ten aanzienvan de graderingsgebieden niet; de bereik-bare sterkte-eigenschappen worden daarbijuitsluitend aangetoond door middel van deverplicht gestelde geschiktheidsproeven.BesluitHet doel van de voorschriften moet zijn omeen zo goed mogelijk economisch resultaatte bereiken, rekening houdend met functiesen veiligheid van" de constructie. Dat bete-kent dat het maken ervan geen theoretischeopgave is, maar ??n waarbij het praktisch eneconomisch optimum maatstaf is.Daarom mogen de voorschriften enerzijdsniet zo zwaar of ingewikkeld worden dat zijeconomisch of praktisch niet haalbaar zijn,anderzijds moeten ze niet zo summier zijndat de resultaten van de keuring slechts eentoevallig of een niet wezenijk beeld vormenvan de kwaliteit.De subcommissie heeft getracht om, voorzover het materialen betreft, zowel de eco-nomische toepassingsmogelijkheden van be-ton te vergroten als de informatie over dekwaliteit ervan te verbeteren.Waar hierbij de grenzen het beste gelegdkunnen worden, zal naar zij hoopt, door eenverdere discussie gevonden worden.Subcommissie Materialen van de Gewapend-betoncommissie:prof.drs.E.M.Theissingir.J.de Groot?r.P.C.KreijgerD.W.E.Smitir.J.ZwartJ.M.L.Trouw, ing.Cement XXI (1969) nr. 11 525