O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eto nte ch n o l o g i ecement 2000 1 73Met de ontwikkeling van het zelf-verdichtend beton (ZVB) in 1988,in het kader van promotieonder-zoek aan de Kochi University ofTechnology in Tokyo, heeft Kazu-maso Ozawa naar alle waar-schijnlijkheid de basis gelegdvoor de `grote sprong voorwaarts'van de betonbouw in de 21eeeuw.Prof.Okamuragafinzijn`KeynoteLecture' aan dat de betrekkelijkslechte arbeidsomstandighedenin de bouw in het algemeen engebrek aan geschoold personeelbijdeuitvoeringvanbetonwerkinhet bijzonder, de aanzet gaven totde ontwikkeling van een beton-specie die zich onder invloed vanhet eigen gewicht vanzelf ver-dicht. In Nederland was nietzozeer het ARBO-aspect als welhet hebben van geschikt en ge-schoold personeel een vergelijk-baar probleem, met negatievegevolgen voor de toepassing vanbetonspecie op de bouwplaats!Dat Zweedse aannemers ooknieuwe kansen zien, bleek uit detweede Keynote Lecture van JanByfors (NCC AB), ??n van degrootste aannemingsbedrijven inZweden. Volgens NCC is ZVB??n van de belangrijkste `tools'voorhetge?ndustrialiseerdebouw-proces met ter plaatse gestortbeton.V e r w e r k b a a r h e i dBij de gepresenteerde onder-zoeksresultaten wordt vrijwel uit-sluitend uitgegaan van de model-lering van de betonspecie tot eenzogenoemde Bingham-vloeistof.Hierbij zijn de cohesie (YieldStress) en dynamische viscositeit(Plastic Viscosity) de parametersdie de inwendige schuifspanningbij stroming van de betonspeciebepalen. Voor nadere informatieen achtergrond van deze model-lering wordt verwezen naar [2].Sommige onderzoekers hebbenmet `Two-point tests' met visco-meters voor betonspecie de co-hesie en viscositeit bepaald vanmengsels met uiteenlopendesamenstelling. Nadeel van dezebeproevingsmethode is dat demeetapparatuur zeer kostbaar is,de proeven tijdrovend zijn enalleen door specialisten in labora-toria kunnen worden uitgevoerd.Daarom wordt door veel onder-zoekers gewerkt met eenvoudige,ook in de bouwpraktijk toepas-bare, Japanse beproevingsmetho-den:- de uitvloeimaat ter bepalingvan de cohesie, van belangvoor de mate van uitvloeienvan de betonspecie;- de uitstroomtijd uit een trech-ter om de viscositeit tebepalen, van belang voor destabiliteit van de betonspecie(fig. 1);- de `Kajima-vessel' proef terbepaling van de mate waarinde specie zelfverdichtend is(foto 2);- de U-box proef ter bepalingvan de mate waarin de speciezelfverdichtend is in combi-natie met de controle op degevoeligheid van het mengselvoor blokkeren tussen dewapening;- de L-box proef om het moge-lijke blokkeren van de tussende wapeningsstaven stromen-de betonspecie te beproeven.Eerste RILEM-symposium `Self-Compacting Concrete'Onderzoek naarzelfverdichtend beton komtmondiaal op gangir. G.Chr. Bouquet MICT, ENCI N.V.Van 13 tot en met 15 september 1999 is in Stockholm (Zweden) het eerstesymposium gehouden over `Self-Compacting Concrete (SCC)'. Het initiatiefwas van RILEM (R?union Internationale des Laboratoires d'Essais et deRecherches sur les Mat?riaux et les Constructions). Dat dit onderwerp nietalleen in Japan, maar ook in Europa en daarbuiten midden in de belangstel-ling staat, bleek wel uit de grote opkomst van deelnemers uit in totaal 33 lan-den. De navolgende bespreking van de `highlights' van het symposium ismede gebaseerd op de omvangrijke (786 blz.) `Proceedings' [1].P r o c e e d i n g sDe verslagleggingvan dit eerste sym-posium over zelfver-dichtend beton, de`Proceedings' kunt uter inzage aanvra-gen bij het Beton-informatiecentrumvan ENCI in's-Hertogenbosch,bij voorkeur via deBeton-Info-Fax:(073) 640 12 84,of via e-mail:betoninfo@enci.nl.1 | Trechter voor bepalingvan de vloeisnelheid van hetbeton2 | Vergelijking vloeivermo-gen van vloeibeton en con-ventioneel betonO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eto nte ch n o l o g i ecement 2000 174E i g e n s c h a p p e n Z V BIn de vloeibare fase moet ZVBstabiel zijn, dat wil zeggen dat ergeen ontmenging mag optreden.Ook de mate van verdichting iseen belangrijke eigenschap. Alsgevolg van de toepassing van rela-tief veel fijn materiaal (cement envulstoffen) en de goede verdich-ting, ontstaat er een buitenschilop de wapening (betondekking)dieopalleplaatsendezelfde(grote)dichtheid heeft en daardoor eenpositieve bijdrage kan leveren aande duurzaamheid van de con-structie.Uit in Zweden uitgevoerd onder-zoek (onder meer bij ScancemResearch AB) bleek dat de plasti-sche krimp van ZVB groter is dandie van `gewone' niet-zelfverdich-tende betonspecie. Hieruit wordtde conclusie getrokken dat bij toe-passing van ZVB, gedurende deeerste 24 uur na storten, een zeerzorgvuldige nabehandeling ver-eist is.Uit ander Zweeds onderzoekbleek dat zowel de kruip, uitdro-gingskrimp als de elasticiteitsmo-dulus van ZVB globaal hetzelfdeis als van `gewone' betonspeciemet een gelijke druksterkte.M e n g s e l b e r e k e n i n gIn het kader van het Brite EuRamproject `Rational production andimproved working environmentthrough using self-compactingconcrete' is door het LaboratoireCentral des Ponts et Chauss?es(LCPC) te Nantes een methodevoor de mengselberekening vanZVB ontwikkeld op basis vanhet `Compressive Packing Model'(CPM). Bij deze methode wordenparameters gebruikt die afhanke-lijk zijn van de gradering van hetmengsel van toeslagmaterialen.Met deze parameters zijn decohesie en de dynamische visco-siteit te berekenen. Samen metnog enkele eenvoudig te bepalenparameters is toetsing aan grens-waarden (vastgesteld met proef-mengsels) mogelijk ter bepalingvan de vereiste eigenschappen:vloeigedrag, verpompbaarheid,zelfverdichting en stabiliteit.Een andere methode, uitgewerktaan de Universiteit van Tokyo, isgebaseerd op de door de Ameri-kaan Kennedy in 1940 ontwik-kelde `Excess paste' theorie. Metdeze methode is het mogelijkom bij een gegeven mengsel vantoeslagmaterialen, de minimalehoeveelheid pasta te berekenen(omhulling alle toeslagmateriaalenvullenholleruimten)dienodigis om de cohesie drastisch tereduceren.Veel van de overige gepresen-teerde `methoden' zijn min ofmeer empirisch, maar allemaalgericht op:- vinden van een goed vloeigedrag(met zo min mogelijk pasta);- goede stabiliteit;- geen neiging tot blokkade bijstroming van de specie tussende wapening;- goede verdichting.G r o n d s t o f f e n v o o r Z V BVoor de effecten van vulstoffenzoals vliegas, silica fume enanderevulstoffenwordtverwezennaarde`proceedings'vanhetsym-posium. Wel vermeldenswaard isde ontwikkeling van een nieuwegeneratie superplastificeerders.Dezenieuwehulpstoffenzijnnietalleeninstaatomdecohesieeffec-tief tot nul te reduceren, maarwerken ook stabiliserend.T o e p a s s i n g e n v a n Z V BVan de gepresenteerde projecten,uitgevoerd in ZVB, waren in hetbijzonder de Japanse projectenspectaculairquaconstructieen/ofomvang.Leerzaam,zekerookvoorde Nederlandse ontwerpers/con-structeurs, aannemers en techno-logen, was vooral de argumenta-tie waarom bij het betreffendeproject gekozen was voor ZVB enhoe aan de specifieke technologi-scherandvoorwaardenwasvoldaan.Door Kajima is in de afgelopenjaren meer dan 80 000 m3ZVBverwerkt in circa vijftig projecten.Het betreft onder meer toepas-singen in grootschalige civiel-technische constructies als stuw-dammen, tunnelsegmenten (af-zinkmethode), bodemvulling on-der pneumatische caissons enondergrondse constructies. Bij aldeze projecten ging het ommassa-constructies, waarbij dehydratatiewarmte zo veel moge-lijk moest worden beperkt ominwendige scheurvorming tevoorkomen. In de betreffende`paper' zijn de toegepaste beton-mengsels duidelijk omschreven.Opmerkelijk was de toepassingvan ZVB in een vloer met eendikte van 7 m voor een kelder-constructie. Hierbij was zowelaan de boven- als onderzijdewapening ? 43,2 mm) in devorm van dicht boven elkaar aan-gebrachte netten toegepast. Indeze wapeningszones is ZVB toe-gepast in laagdiktes van 1,75 m,met daar tussenin een laag tradi-tioneel te verdichten beton, dik3,5 m. In totaal is zo 8000 m3beton in deze vloer verwerkt.Een goed voorbeeld in de utili-teitsbouw betrof de toepassingvan ZVB door Obayashi voor debouw van een voorgespannenbetonnen buitentank voor deopslag van LNG. Doel van dezebuitentank is om in geval vanlekkage te voorkomen dat (eendeel van de) maximaal 180 000 m3LNG uit 's-werelds grootste tankvan Osaka Gas Co. Ltd. kan ont-snappen. De buitentank had eenbinnendiameter van 84,2 m meteen wandhoogte van 38,4 m eneen dikte van 0,8 m; totaal circa12 000 m3beton. De ZVB werddoor vijf betoncentrales geprodu-ceerd in een zodanig tempo, datcontinu kon worden gestort meteen debiet van 200-250 m3/h.Behalve door toepassing van ZVBwas bij dit project verdere opti-malisatie (minimalisatie bouw-kosten) bereikt door toepassingvan ZVB met een kubusdruk-sterkte van 60 N/mm2.In Zweden wordt ZVB niet alleentoegepast bij de bouw van brug-gen, viaducten en utilitaire con-structies, maar ook bij gietbouw-woningcasco's.O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eto nte ch n o l o g i ecement 2000 1 75Voor de overige gepresenteerdetoepassingen in de woning- enutiliteitsbouw, zowel ter plaatsegestort als in prefab, wordt ver-wezen naar de proceedings [1].T e c h n i s c h e e x c u r s i eIn het programma waren ex-cursies opgenomen naar eenwoningbouwprojecteneenkunst-werkineenautoweg,waarbijmenkon zien hoe ZVB werd verwerkt.We beperken ons hier verder toteen korte beschrijving van hetkunstwerk.Het betrof een viaduct in denieuwe autoweg bij de haven-plaats Nynashamn. De construc-tie bestaat uit een gewapend rij-dek (breedte 12,5 m) met eenoverspanning van 12,8 m, metdaaraan monoliet verbonden degrondkerende wanden (fig. 3).Tijdens de excursie was menbezig met het storten en afwerkenvan ZVB in de wanden en het dek(totaal 122 m3beton). Om de be-kistingsdruk te beperken werdende wandbekistingen met tussen-pozen gevuld met een laag beton.Voor het vlak afwerken van hetbrugdek werd gebruik gemaaktvan trilbalken. Het afgewerktebetonoppervlak werd direct voor-zien van plastic folie om voortij-digvochtverliestevoorkomen.Devoor het viaduct toegepaste ZVBhad de volgende specificaties:- karakteristieke kubusdruk-sterkte: 70 N/mm2;- water-cementfactor < 0,40;- luchtgehalte: 4-6% i.v.m. devorstbestandheid;- vloeimaat: 650-700 mm.Foto 4 geeft een beeld van hetverwerken van ZVB op de bouw-plaats.C o n c l u s i eUitdevelegetoondetoepassingenblijkt dat zelfverdichtend betonbreed toepasbaar is in de beton-bouw. De nadruk op de makke-lijke verwerkbaarheid mag erechter niet toe leiden dat ontwer-pers minder aandacht gaan beste-den aan detaillering van wape-ning in de veronderstelling `datZVB zich wel een weg zal banentussen het woud van wapenings-staven'. De aannemer zal op zijnbeurt niet de indruk moetenkrijgen dat ZVB zoiets is als een`fool-proof mix'.Met dit beton is weliswaar veelmogelijk en minder arbeid nodigvoor de verwerking, maar ermoeten wel enkele deskundigepersonen bij het betonstortenaanwezig zijn die de stortproce-dure kunnen begeleiden. Ook bijZVB blijkt een goede nabehande-ling vereist voor het verkrijgenvan een duurzaam eindresultaat.Voor de duidelijkheid naar debouwmarkt is het belangrijk omde `performance' van ZVB inrelatie tot de verwerkbaarheid enstabiliteit ondubbelzinnig te defi-ni?ren. Hiervoor zijn nieuwebeproevingsmethoden nodig dieop hun beurt ook moeten wordengenormeerd. Momenteel wordthieraan in Nederland onderverantwoordelijkheid van CUR-Onderzoekscommissie B 79 `Zelf-verdichtend beton' hard gewerkt.Voor nadere informatie over deNederlandse ontwikkelingen ophet gebied van ZVB wordt verwe-zen naar [3].Door deze ontwikkeling komt deNederlandse betonbouw in eengoede uitgangspositie voor toe-passingvanhetmateriaalbetoninde 21eeeuw.T e n s l o t t eDe schaarste aan geschoold per-soneel voor het verwerken vanbetonspecieopdebouwplaatswascirca tien jaar geleden onder meeraanleiding tot de ontwikkelingvan ZVB in Japan. Dit complexeprobleem, waarbij ook arbeids-omstandigheden een rol spelen,begint momenteel ook in Neder-land actueel te worden. De`timing' van de Nederlandse ont-wikkeling en marktintroductievan ZVB is ook in dit opzicht goedom een bescheiden bijdrage tekunnen leveren aan de oplossingvan dit probleem. sL i t e r a t u u r1. Self-Compacting Concrete,Proceedings of the First Inter-national RILEM Symposiumon SCC. RILEM 1999.2. Bouquet, G.Chr., Over hetvloeigedrag van beton.Cement 1999 nr. 7.3. Betoniek 11/12, `Zelfverdich-tend beton'. Stichting Beton-Prisma, 's-Hertogenbosch,1999.3 | Artist impression van het viaduct te Nynashamn in ZwedenO p r o e p a a nd e l e z e rWe nodigen u, alslezer, hierbij uit omuw eigen visie tenaanzien van de toe-komst- en toepas-singsmogelijkhedenvan ZVB kenbaarte maken.Uw reacties aan deredactie vanCement kunt usturen naar deBeton-Info-Faxvan ENCI: (073)640 12 84 of naare-mail adres:betoninfo@enci.nl4 | Met de betonpomp storten van de ZVBop het dek van het viaduct