ir.J.G.WiebengaSecretaris CUR-VB-commissie B14'Kwaliteitscontrole van beton'Cement XXXIII (1981) nr. 5Invloed van de waterbehoeftevan cement en de temperatuurop de betonkwaliteit1. ProbleemstellingBij de levering van betonspecie moet de kwaliteit zo constant mogelijk zijn. In de praktijkblijken seizoenvariaties op te treden die niet terug zijn te voeren tot een aanwijsbare oorzaak.Een mogelijkeoorzaakzou gezocht kunnenworden in seizoenvariaties in decementkwaliteit.Hierbij kan worden gedacht aan normsterkte, maar ook aan waterbehoefte, eventueel incombinatie met specietemperatuur of omgevingstemperatuur. Omdat over deze aspectenweinig bekend is, besloot decommissie hiernaareen onderzoek in te stellen. Bij ditonderzoekwerd zowel de normsterkte van verschillende partijen cement bepaald, alsde druksterkte vanmet dit cement vervaardigd beton bij verschillende stortternperaturen. Het cement werdbetrokken van een betonmortelcentrale, direct na aflevering per schip.2. Methode van onderzoek2.1. BetonsamensteJling en materialenUitgegaan werd van ??n betonsamenstelling met 320 kg hoogovencement klasse A perm3.Oorspronkelijk was het de bedoeling uit te gaan van 6 partijen cement verdeeld over eenjaarcyclus. Door geldgebrek werd het onderzoek echter na de.derde partij gedurende ruim 15maanden onderbroken. Daarna zijn nog twee partijen cement onderzocht.De eerste drie partijen cement werden betrokken bij een betoncentrale (NBM) te Den Haagmet tussentijden van 2 maanden, op resp. 13 november 1975, 6 januari en 9 maart 1976. Demonsters werden verpakt en bewaard in afgesloten blikken.Bij hervatting van het onderzoek (juni 1977) bleek de genoemde betoncentrale niet meer overdezelfde soort cement te beschikken. Hetvierde en vijfde monster zijn daarom afkomstig vaneen andere betonmortelcentrale (Fabriton) te 's-Gravenhage. Het cement waaruit dezemonsters zijn getrokken werd eveneens per tankschip aangevoerd, op resp. 20 juni en 15september 1977.Het toeslagmateriaal werd opgebouwd uit tevoren gedroogd en tot fracties gezeefd zand engrind volgens de korrelgradering beschreven in NEN 3533. De hoeveelheid aanmaakwaterwerd zodanig g.ekozen dat ca. 6 minuten na toevoegen een zetmaat van ca. 100 mm werdbereikt.2.2. Proefstukken, proeven en verhardingsomstandighedenVan het cement werd de normsterkte bepaald. Om mogelijke variaties in de beproevingsuit-voering te onderkennen werd van de eerste partij cement ten tijde van hetbeproeven van devolgende partijen telkens opnieuw de normsterkte bepaald.Na het onderzoek opde drie eerste partijen werd besloten van de volgende partijen cementook het gloeiverlies te bepalen. Van de verse betonspecieswerden na 6, 16 en 30 minuten natoevoegen van water de zetmaat en de schudmaat bepaald. Nagegaan werd hoeveel extrawater moest worden toegevoegd om na 30 minuten de zetmaat weer op 100 mm te brengen.Per stortdag werden steeds drie charges betonspecie vervaardigd, waarvan kubussen(150 rnm) werden gemaakt, direct na de eerste consistentiemeting, die per charge over driebeproevingsouderdommen werden verdeeld.Voor het onderkennen van mogelijke variaties in de beproevingsuitvoering in het laborato-rium, werd bij de volgende proefseries telkens ook ??n charge betonspecie gemaakt met deeerste partij cement. Hiervan werden drie kubussen gemaakt voor het vaststellen van desterkte direct na het ontkisten en na 28 dagen.Als condities vanaf het vervaardigen van de proefstukken tot aan het ontkisten, werdentemperaturen van 5,15 en 25?C gekozen. Hetcement, hettoeslagmateriaal, hetmengwaterende mallen werden tevoren geconditioneerd in een ruimte (stortruimte) waarin zich ook demengeren de meetapparatuur bevonden. De proefstukken werden na het verdichten enafwerken met plastic folie afgedekt. De kubussen gestort bij 15en 25?Cwerden na ca. 20 uurontkist; de kubussen gestort bij 5?C na drie dagen. De verdere verharding vond plaats inwatervan 20?C.306Tabel 1Gemiddelde normsterkte van 5 partijencement (keuring volgens NEN3072, N 493enN494)Tabel 2Gemiddelde normsterkte van cement (partijvan 13-11- '75), opnieuw bepaald na resp. 2,4,19 en 21 maandendata monstertrekkingen13-11-'75 6-1-'76 9-3-'76 20-6-'77 15-9-'77begin binding 255 min 235 min 280 min 245 min 237 mineinde binding 365 min 360 min 365 min 350 min 307 mi~aanmaakwater % 29,2 28,7 28,3 28,7 28,3gemiddeldeouderdom enproefstuk druksterkte in N/mm2 standaard-in dagen afwijkingN/mm21 2,8 2,7 2,5 2,8 3,0 2,80,213 13,9 16,7 "14,4 11,9 14,3 14,21,77 26,4 28,6 27,2 24,9 25,9 26,61,428 40,8 41,3 43,0 40,2 42,8 41,61,2bewaartijd cement in maanden- 2 4 19 21begin binding 255 min 270 min 260 min 257min 243 mineinde binding 365 min 365 min 350 min 336 min 323 minaanmaakwater % 29,2 29,0 28,7 28,7 28,5gemiddeldeouderdom enproefstuk druksterkte in N/mm2 standaard-in dagen afwijkingN/mm21 2,8 2,7 2,2 2,9 3,0 2,70,353 13,9 14,7 13,9 14,3 14,8 14,30,47 26,4 25,9 25,2 25,2 25,2 25,60,528 40,8 39,8 40,1 39,0 39,3 39,80,73. Resultaten3.1. CementTabel 1 geeft de resultaten aan van de proeven op bindtijd en druksterkte voor de 5 partijencement'. Tabel 2 geeft de overeenkomstige resu Itaten voor de partij cement van 13-11-'75, opvijf verschillende tijdstippen, dat wil zeggen na bewaartijden van 0, 2, 4,19 en 21 maanden'.Uit de cijfers van tabel 2 blijkt dater geen duidelijk verloop in kwaliteit was metde bewaartijd,en daterzeerweinig variatie in de beproevingsresultatenwas. Destandaardafwijking voordedruksterkte na bijv. 28 dagen was 0,7 N/mm2?De cementdruksterkten na 28 dagen verhar-den die hier werden vastgesteld zijn lagerdan de streefwaarden die de desbetreffendecementfabriek hanteert en in heteigen labo-ratorium tijdens de fabricage vaststelt. Naarde oorzaak van deze verschillen (ca. 6N/mm2voor de druksterkte na 28 dagen) wordt mo-menteel een onderzoek ingesteld.Cement XXXIII (1981) nr. 5Uit tabel 1 blijkt dat de variatie in druksterkte tussen de partijen groter was dan de beproe"vingsvariatie op de normsterktedie uittabel2blijkt. De standaardafwijking voordedruksterk-te na bijv. 28 dagen was 1,2 N/mm2. Hoewel deze standaardafwijking niet statistisch signifi-cant groter was dan de eerder vermelde waarde van 0,7 N/mm2, was er wel sprake vansignificant grotere standaardafwijkingen voor 7 en 3 dagen ouderdom ten opzichte van debeproevingsvariatie bepaald aan de partij van 13-11-1975, dus 1,4 N/mm2 was significantgroter dan 0,5 N/mm2 en 1,7 N/mm2 was significant groter dan 0,4 N/mm2 (tabel 1en 2).Bij het bepalen van het gloeiverlies werd voor het cement van de partijen 4 en 5 eengewichtstoename gevonden van resp. 0,89 en 0,68%. Voor de eerste partij werd ook een3071Consistentie als functie van de tijd natoevoegen van water, van betonspecies mettemperaturen van resp. S, 1S en 2S ?C(gemiddelden voor Spartijen cement) In figuur 1 is de consistentie gegeven als functie van de tijd. Daaruit blijkt dat de zetmaat ietsminder sterk terugliep bij 5 ?C (gerniddelde zetmaten 105,90 en 80 mm) dan bij de hogeretemperaturen van 15?C (gemiddelde zetmaten 100, 75 en 60 mm) en 25?C (gemiddeldezetmaten 105, 75 en 70 mm). Voor de schudmaat was deze tendens nauwelijks of nietaanwezig.gewichtstoename gevonden, te weten 0,11% na 19 maanden bewaartijd en 0,17% na 21maanden bewaartijd.Uit gegevens van 16 eerder bij het IBBC onderzochte monsters hoogovencement klasse Ablijkt dat de gewichtstoename na gloeien kan vari?ren van 0,1 tot 1,0%. Mede gezien deeerdere constatering dat de mechanische eigenschappen met de bewaartijd geen verande"ri ng vertoonden, ku nnen de gewichtstoenames na gloeien als normaal worden beschouwd.30tijd (minuten I ---+zetmaat16? __ 5?(x ""';"'-o_1S0 (0--"-- 25?("'-~,""'"'-_ j 3.2. Betonspecies....,::::~::_--:-.::=-==----I Het mengen bij de verschillende temperaturen vond plaats in een 50 liter tegenstroommen-o..~",~~-.. ger. Cement en droog toeslagmateriaal werden gedurende 1 minuut voorgemengd en na:::----..2::.~"i>-..::"~~aat toevoeg.en van het aanmaakwaterwerd nog 2 minuten ge.mengd. De totale mengtijd bedroeg::---.
Reacties