hoogleraar Rijksuniversiteit van Gent Licht beton met Argexdirecteur Laboratorium Magnelvoor Gewapend Beton alstoeslagmateriaal (II)*U.D.C. 666.973.2Argex:620.1Laboratoriumproeven op licht beton met Argex a/s toes/agmaten'aai4. Proeven uitgevoerd in het Laboratorium Magnel voor Gewapend Beton van de Rijksuniversi-teit van GentDit hoofdstuk is een samenvatting van de proeven die gedurende de laatste jaren in hetLaboratorium Magnel voor Gewapend Beton werden uitgevoerd. Het betreft proeven van uit-eenlopende aard, gaande van de bepaling van de thermische isolatie-eigenschappen van zeerlicht beton tot de mechanische eigenschappen van licht constructiebeton.4.1 Bepaling van de thermische geleidbaarheida. Karakteristieken van het betona.1 Samenstelling:samenstelling A1 A2 B1 B2ge?xpandeerde klei, type Age?xpandeerde klei, type Bgegranuleerde hoogovenslakkenportlandcement, klasse Cwater1,060 /133 kg100/1,004/128/160 kg115/1,050 /132 kg100/1,004/128/160 kg115/De granulometrische karakteristieken van de toeslagstoffen zijn gegeven in de figuren 4,5 en 6.a.2 VolumegewichtenHet volumegewicht is bepaald door meten en wegen van kubussen met 10 cm zijde.vers betonna 7 dagen bewaring in vochtige kamer(20? en ?90%R.V.)gedroogd bij 110 ?CsamenstellingA1 A2 B1 B20,8400,8130,7400,985 0,6900,945 0,6500,844 0,5850,8470,8300,761a.3 Druksterkte in kgf/cm2gemeten op kubussen van 10 cm zijde:na 7 dagen ouderdomna 28 dagen ouderdomsamenstellingA1 A2 ; B1 B216,221,024,023,824,727,426,0 19,833,0 22,828.8 22,037,0 28,827,5 32,529.9 32,027,932,727,338,740,236,2b. Thermische geleidbaarheid van het beton in droge toestand (kcal/mh ?C)De thermische geleidbaarheid is bepaald volgens de voorschriften van de norm NBN 319.Het eerste gedeelte van dit artikel werdopgenomen in Cement XX (1968) nr. 9Cement XX (1968) nr. 10samenstellingA1 A2 B1 B20,149 0,205 0,151 0,1963984.2 Bepaling van de invloed van de verzadigingsgraad van het Argex v??r het mengen in debetonmolen, op de vloeibaarheid en de mechanische sterkte van het betonOm de invloed van de verzadigingsgraad van het Argex na te gaan, werden drie mengselsgemaakt, verschillend door de waterhoeveelheid bevat in het Argex.De samenstelling en de druksterkte op kubussen 20 X 20 X 20 cm na 28 dagen zijn weerge-geven in onderstaande tabel I.7Consistentie van 3 Argex-mengsels alsfunctie van de tijd8V?b?-consistentiemeter9o-S-diagram na 7 dagenW--diagram na 28 dagenCement XX (1968) nr. 10beton 1 II IIIArgex (verzadigd Argex (volkomen Argex (6 h ondermet water) droog) water614,0 / 616,0/ 621,0/Rijnzand 0/2 Rijnzand 0/2 Rijnzand 0/2samenstelling 565,0 / 566,0 / 571,0/portlandcement, portlandcement, portlandcement,klasse klasse klasse375,0 kg 376,0 kg 379,0 kgwater 164,5/ water 197,0 / water 168,0/volumegewicht van hetvers beton 1,812 kg/dm31,738 kg/dm31,788 kg/dm3droog volumegewicht 1,59 kg/dm31,59 kg/dm31,59 kg/dm3druksterkte na 272 kgf/cm2300 kgf/cm2247 kgf/cm228 dagen 215 237 255252 267 245Figuur 7 geeft de verandering van de consistentie in functie van de tijd. De consistentie isgemeten met behulp van een V?b? consistentiemeter (foto 8).De proef is uitgevoerd:1. met Argex, volledig verzadigd met water (volumegewicht 0,66),2. met Argex, volledig droog (volumegewicht 0,48),3. met Argex, gedurende 6 uur onder water bewaard (volumegewicht 0,59).4.3 Bepaling van de mechanische en fysische karakteristieken van licht constructiebeton ver-vaardigd met ArgexOnderstaande tabel II (blz. 400) geeft:a. betonsamenstelling,b. de druksterkte bepaald op kubussen met 20 cm zijde na 7 en 28 dagen ouderdom,c de buigtreksterkte bepaald op prisma's 15 X 15 X 60 cm na 28 dagen ouderdom,d. de druksterkte bepaald op prisma's 20 X 20 X 50 cm na 7 en 28 dagen ouderdom,e. de statische elasticiteitsmodulus bepaald op prisma's 20 20 X 50 cm na 7 en 28 dagenouderdom,(De figuren 9 en 10 geven de spannings-vervormingsdiagrammen).f. het volumegewicht van het droge beton,g. de porositeit van het beton,h. de aanhechtsterkte.De aanhechtsterkte is bepaald op:1. gladde staven in zacht staal 0 20 mm2. gladde staven in zacht staal 0 8 mm3. gladde staven in zacht staal 0 5 mmDe proef bestond in het uittrekken van een staaf zonder haak uit een betonprisma van15 X 15 X 20 cm. De staven zijn vastgehecht over een lengte gelijk aan 10 maal de staaf-diameter in het centrum van het betonprisma. De aanhechtsterkte wordt verkregen doordeling van de totale last door de aanhechtingsoppervlakte (10 Ttd2). Het beton heeft de samen-stelling IV (zie tabel II) en de proefstukken zijn aangestampt volgens een richting loodrechtop de staafas.Tabel I399Aanhechtsterkte in kgf/cm20 5 mm 0 8 mm 0 20 mm31,428,226,228,617,528,523,427,222,7Tabel IIDe aanhechtingssterkte. voor verschillende staafdiameters zijn in het naaststaande tabelletjevermeld.beton IV V VIsamenstelling Argex*) 612/ Argex *) 628 / Argex *) 635 /Rijnzand 0/2 Rijnzand 0/2 Rijnzand 0/2565/ 580/ 586/portlandcement, portlandcement, portlandcement,klasse klasse klasse377 kg 387 kg 390 kgwater 166 / water 159 / water 137/vloeibaarheid 7,5? V?b? - 13,5? V?b?volumegewicht van hetvers beton 1,77 kg/dm31,81 kg/dm31,8 kg/dm3druksterkte in kgf/cm2185 200 200na 7 dagen 207 240 212177 230 237na 28 dagen 250 227 292192 262 247217 252 282buigtreksterkte in kgf/cm236na 28 dagen 3736druksterkte in kgf/cm2op prisma'sna 7 dagen 192na 28 dagen 221statischeelasticiteitsmodulusvoor een spanning van156tf/cm2137167 tf/cm2"159droog volumegewicht 1,62 kg/dm31,62 kg/dm31,63 kg/dm3porositeit 9.1 % -' - ? *) 8 uur onder water voor het mengen in de betonmolen1,i. De thermische geleidbaarheid.Het proefstuk heeft de samenstelling IV uit tabel II. De thermische geleidbaarheid van hetmateriaal is bepaald volgens de Belgische norm NBN 319.Afmetingen van het proefstuk; 60 X 60 X 10 cm; volumegewicht na drogen: 1,6 kg/dm3\ /vaardengrootheden sym-bolen1e 2e 3e gemid-deldeeen-hedenproef proef proefrekenkundig gemiddelde van- de temperaturen van de warme bron tl 30,5 29,5 30,3 30,1 ?C- de temperaturen van de koude bron 10,5 9,3 9,9 9,9 ?Ctemperatuurverschil tussen de temperaturen vande warme bron en van de koude bronnen At 20,0 20,2 20,4 20,2 ?Cwanddikten ei 0,1 0,1 0,1 0,1 mei 0,1 0,1 0,1 0,1 mduur van de proef 6 6 6 6 helektrische energie opgenomen in het centraalgedeelte van de warme bron W 0,351 0,359 0,368 0,359 kWhwarmtehoeveelheid door de twee wanden heengeleid Q 301 308 315 308 kcaloppervlakte van het centrale gedeelte van dewarme bron 0,16 0,16 0,16 0,16 m2thermische geleidbaarheid van het materiaalin droge toestands 0,79 0,8 0,81 0,8 kcal/mh?CDe gemiddelde 5 co?ffici?nt ?s dus 0,8 kcal/mh?C.Cement XX (1968) nr. 10 400j. De krimp.De krimp wordt gemeten op prisma's 10 X 10 X 100 cm die bewaard worden in een atmosfeermet 60% relatieve vochtigheid en bij een temperatuur van 20 ?C.Het beton heeft de samenstelling IV (zie tabel II).De gemeten waarden, uitgedrukt in mm/m, zijn gegeven in tabel III.Tabel III ouderdom in dagen krimp in m/mm ouderdom in dagen krimp in m/mm2 0,020 35 0,4503 0,050 40 0,49350 0,51060 0,5116 0,131 70 0,5217 0,153 80 0,52710 0,211 90 0,53614 0,300 100 0,54720 0,345 120 0,55125 0,390 150 0,56030 0,420 180 0,570k. Buigproef op twee balken in gewapend licht Argexbeton.De proef geschiedde op een balk A met rechthoekige doorsnede en op een balk met eenT-vormige dwarsdoorsnede (fig. 11 en 12).Beschrijving van de proef.De balken zijn vrij opgelegd aan beide uiteinden. Zij worden onderworpen aan een buigproefdoor middel van twee puntlasten, symmetrisch geplaatst ten opzichte van het balkmidden enmet een tussenafstand gelijk aan een derde van de overspanning.11Rechthoekige balk van gewapend lichtArgex-beton die aan een buigproefonderworpen werd12T-vormige balk van gewapend lichtArgex-beton eveneens onderworpen aaneen buigproefCement XX (1968) nr. 10401balk A balk Boverspanningafstand tussen de lasten2,80 m0,933 m4,50 m1,50 m13 en 14Proefopstelling van de balken (onderstefoto de T-balk)Tabel IV15Doorbuiging als functie van de uit-geoefende kracht (balk A)16Scheuropening als functie van de uit-geoefende kracht (balk A)17Vervorming als functie van de uit-geoefende kracht (balk A)De proef werd uitgevoerd na 28 dagen ouderdom.De foto's 13 en 14 geven een beeld van de opstelling van de balken.Belastingwijze:De eerste belasting tot aan de dienstlast, uitgevoerd met zodanige snelheid dat die last naeen half uur wordt bereikt, werd gevolgd door een volledige ontlasting en meting van deblijvende vervormingen. De tweede belasting gaat tot aan de breuk.Metingen:1. Meetklokjes (nauwkeurigheid Vioo mm) zijn opgesteld in het midden van de overspanningom de verticale vervormingen te meten.2. De vervormingen van de bovenste vezel worden opgemeten met een Demec-rekmeter(nauwkeurigheid 5 X 10"?).3. De scheuropeningen worden gemeten door middel van een microscoop (Vso mm nauw-keurig).Karakteristieken van de materialen:? de samenstelling en de karakteristieken van het beton zijn weergegeven in tabel II, degebruikte samenstelling is het mengsel IV.? de karakteristieken van het staal A 37 zijn weergegeven in de hiernavolgende tabel IV.dwarssectie trekproefelasticiteits-grensbreuk verlengingvorm afme-tingeninmmopper-vlakteinmm2afstandtussenmeet-punteninmmtotalelastinkgfspan-ninginkgf/mm2totalelast?nkgfspan-ninginkgf/mm2afstandtussenmeet-puntennabreukin mmver-lengingin%0 14,1 156,14 101,2 4320 27,7 5920 37,9 140,3 38,60 13,8 149,57 t)3950 26,4 5620 37,6 137,8 36,20 12,0 113,09 86,8 3140 27,7 4250 37,6 118,3 36,30 11,9 111,22 " 3180 28,6 4230 38,1 117,5 35,3Resultaten van de buigproef op de balkenbalk A (fig. I J) - rechthoekige doorsnede.Dienstlast: twee lasten van 700 kg, 93,3 cm van elkaar verwijderd.Spanningen onder eigen gewicht en onder dienstlast:?'b = 45 kgf/cm2 = 1400 kgf/cm2Nuttige hoogte: 25 cmWapeningspercentage: 0,61%Scheurlast: 2 X 300 kgfBreuklast: 2 X 1750 kgfDe balk is bezweken door verbrijzeling van het beton.Het diagram doorbuiging in functie van de belasting is weergegeven in fig. 15; de doorbuigingonder dienstlast bedraagt 1,75 mm bij de eerste belasting en 1,95 mm bij de tweede belasting.Bij een last van 2 X 1400 kgf bedraagt de doorbuiging 5,5 mm. De scheurveiligheid tenopzichte van de overlast is 2,45.De scheuropeningen zijn gegeven in fig. 16. De fig. 17 geeft de vervormingen, gemeten metde rekmeter, van de meest gedrukte vezel in het midden van de overspanning.Cement XX (1968) nr. 10 402In tabel V wordt de last gegeven waarbij de scheuren A tot L werden waargenomen. Defoto 18 toont de balk onder dienstlast. De foto 19 toont de balk na de breuk.Fig. 25 (blz. 405) geeft een beeld van de gescheurde ligger na de breuk.Balk (fig. 12) - T-vormige dwarsdoorsnede.Dienstlast: twee lasten van 1500 kgf, 150 cm van elkaar verwijderd.Spanningen onder eigen gewicht en onder dienstlast:46 kgf/cm2 = 1350 kgf/cm2Nuttige hoogte: 31,4 cmWapeningspercentage: 0,825%Scheurlast: 2 X 600 kgfBreuklast: 2 X 3300 kgfDe balk is bezweken door verbrijzeling van het beton.Het diagram doorbuiging in functie van de belasting is weergegeven in fig. 20; de doorbuigingonder dienstlast bedraagt 6,6 mm bij de eerste belasting en 6,8 mm bij de tweede belasting.Bij een last van 2 X 3000 kgf bedraagt de doorbuiging 15 mm.De scheurveiligheid ten opzichte van de overlast is 2,2. De scheuropeningen zijn gegeven infig. 21.De fig. 22 geeft de vervormingen, gemeten met de rekmeter, van de meest gedrukte vezel inhet midden van de overspanning.In fig. 25 (blz. 405) wordt een algemeen beeld gegeven van de gescheurde ligger na de breuk.De tabel V geeft de last waarbij de scheuren A tot J werden waargenomen. De foto's 23 en 24tonen de balk na de breuk.eerste belasting (tot aan de dienstlast)tweede belasting (tot aan de breuk)b alk A balk Cscheuren last in kgf scheuren last in kgfA 2X 300DE2 X 4002 X 5002X 6002 X 700AD2 X 6002X 9002 X 12002 X 1500FGHIJL2 X 7002X 8502 X 10002X11502 X 13002 X 14502 X 1600EFGHIJ2 X 15002 X 18002 X 21002 X 24002 X 27002 X 300023Balk B na bezwijkenCement XX (1968) nr. 10 40324Detailopname balk4.4 Resultaten van drukproeven op licht constructiebeton met ArgexSamenstellingen:Cement XX (1968) nr. 101 II IIIge?xpandeerde klei 3/10 . . . 629 / (320 kg) 585 / (298 kg) 658 / (335 kg)ge?xpandeerde klei 0/3 ... - 585 / (340 kg) 376/ (218 kg)Rijngrind 4/16 .................................. 195/ (300 kg) - -Rijnzand 0/2 .................................... 390 / (604 kg) - 258/portlandcement klasse 383,5 kg - -portlandcement klasse. . . - 297 kg 334 kgwater................................................ 172/ 141,5/ 163/De figuren 26 tot 29 geven de granulometrische karakteristieken van de gebruikte materialenDe hieronderstaande tabel VI geeft de druksterkten:beton ouderdom druksterktekgf/cm2gewichtkgvolumegewichtkg/m3I 1 dag 27528526014,25014,14014,1801,782' 1,7671,7723 dagen 27528729714,22014,22014,1401,7771,7771,7677 dagen 32027730714,22014,14014,1201,7771,7671,76528 dagen 30232032214,26014,24014,2601,7821,7801,782II 1 dag 6668678,5808,6008,7001.0721,0751,0873 dagen 6681698,5208,4808,5201,0651,0601,0657 dagen 9082878,6408,4808,5401,0801,0601,06728 dagen 10090968,4608,4008,4601,0571,0501,057III1 dag12810511511,32011,50011,3601,4151,4371,4203 dagen 17013215011,28011,30011,4601,4101,4121,4327 dagen 21515216711,52011,36011,3801,4401,4201,42228 dagen 23020722511,12011,24011,2601,390! 1,405! 1,407Opmerking: De drukproeven geschieden op kubussen met 20 cm zijde. Het gewicht van dekubussen wordt bepaald na bewaring in de vochtige kamer.4.5 Proeven op holle blokkenDe proeven werden uitgevoerd volgens de voorschriften van de Belgische norm NBN538'Betonblokken voor gewoon metselwerk'.De samenstelling van de blokken is eenvormig in de massa en vertoont geen kloven, barsten,afschilferingen, spleten of haarscheuren. De hiernavolgende tabel VII geeft de proefuitslagen,samen met de voorgeschreven waarden.404Tabel Vil resultaten voorschriftenverhouding draagoppervlakte tot nominale leg-oppervlakte 0,715 minimum 0,6volumegewicht van de blokken (kg/m3) 683,4 750 type 'zeer licht'volumegewicht van het beton (kg/m3) 956,8druksterkte (betrokken op de nominale ieg-oppervlakte) (kgf/cm2) 59,2 minimum 50thermische doorlaatbaarheid in droge toestandPs(kcal/m2h?C) 1,25 maximum 2,4 voorhet type 'licht'maximum 1,1 voorwateropslorping door onderdompelen het type 'zeer licht'" A (in gewichtsprocenten) 17,5 minimum 12verzadingingsfactor S 0,392 maximum 0,8krimp a (mm/m) 0,260 maximum 0,6wateropslorping door capillaire opzuiging- na 3 uur 5,15 cm maximum 6 cm- na 6 uur 6,40 cm maximum 8 cm- na 24 uur 7,65 cm maximum 10 cm- na 72 uur 9,20 cm maximum 14 cmOp een muur samengesteld uit holle blokken werd een geluidsabsorptieproef uitgevoerd inhet Instituut voor Lage temperaturen en Technische Fysica van de Universiteit van Leuven.Het resultaat van deze proef is weergegeven in fig. 29.30Resultaten geluidsabsorptiebeproevingvan een muur opgebouwd uit holleblokkenCement XX (1968) nr. 10 405