_. ~~ ..-...J. materialen ? betontechnologieH.A.Rijnsburger, Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, afd. Grondstoffening.}. de Vries, Bouwdienst Rijkswaterstaat, afdeling BouwspeurwerkTraditioneel bestaan de toeslagmaterialen voor beton uitbetonzand (0-4 mm) en grind.Doorde bezwaren tegen winningvan dezematerialenmoet naaralternatieven worden uit-gekeken.Een alternatief voorbetonzand (0-4 mm)is bijvoorbeeld fijner zand. Dit zandkomt in Nederland in ruimerematevoor. Om inzicht te krijgen in de mogelijkheden om fij-ner zand toe te passen alsbetonzand, h~bben Rijkswaterstaat en TNO onderzoek uitge-voerd naar de betontechnologische en constructieve prestaties van beton met zand vanverschillende graderingen. Het onderzoek geeft aan dat de toepassing van fijner zand inbeton als vervanging van betonzand (0-4 mm),betontechnologisch en constructief ge-zien goed mogelijk blijkt voor de sterkteklassen tot en met B 25 en milieuklasse 2.TOEPASSINGSMoGELIJKHEDENVANFIJNZAND INBETON54De bouwtraditie in de Nederlandse beton-wereld is gestoeld op de toeslagmaterialengrofzand en grind in degraderingen 0-4 mm,respectievelijk 4-32 mmo In de traditionelewinningsgebieden staat de winning van de-ze toeslagmaterialen vanuit maatschappe-lijke, landschappelijke en ecologische be-langen onder steeds grotere druk. Om degrondstoffenvoorziening voor beton in detoekomst veilig te stellen, moet bijtijds naaralternatieven worden gezocht.Wat het toeslagmateriaal grind betreft zijngoede vervangers gevonden in de zogehe-ten groeve-materialen (gebroken natuur-steen), zeegrind en granulaten uit bouw- ensloopafval.Voor de vervanging van betonzand is echterin veel beperktere mate onderzoek verricht.Een van de opties is de toepassing van f?nerzand. Dit soort zand komt meer geografischgespreid voor, zodat de winning ervan wel-licht minder weerstanden oproept.Bij de beleidsmatige besluitvorming over hetontgrondingenbeleid ishetzinvol te weten ofook andere zandgraderingen dan het nu ge-bruikelijke betonzand 0-4 mm potentieel ge-schikt zijn voor de vervaardiging van beton.Hiertoe is door Rijkswaterstaat onderzoekverricht onder de titel 'Fijn zand in beton'. Deprojectgroep heeft bestaan uit medewer-kers van Rijkswaterstaat, TNO-Bouwen debetonindustrie.Er is onderzoek verrichtnaar de technischeconsequenties van het gebruik van zand ingraderingsgebieden die aanmerkelijk f?nerliggen dan bij hettot op heden gebruikte be-tonzand het geval is.OnderzoekAls eerste zijn voornamelijk betontechnolo-gische aspecten onderzocht, zoals de in-vloed op de verwerkbaarheid, op de water-behoefte en op de bereikte druksterkte. Vol-gens verwachting liet het gebruik van fijnerzand in beton bij gelijke verwerkbaarheideen toename van de waterbehoefte zien.Hierna is onderzocht met welke parametersde hogere waterbehoefte kan worden be-perkt. Omdatbleek dat dit hoofdzakelijk konworden gerealiseerd door het zandpercen-tage zo laag mogelijk te houden, is aanvul-lend onderzoek uitgevoerd op gedeeltelijkevervanging van betonzand door fijn zandmet behoud van het gebruikelijke zandper-centage van circa 40%. Bij verlagen van hetzandgehalte neemt immers de behoefteaan groftoeslagmateriaal toe, hetgeen van-uit het ontgrondingenbeleid bezien niet ge-wenst is.Andere methoden zoals hetgebruikvan eensuperplastificeerder en het verhogen vanhet cementgehalte, werken kostenverho"gend.Om de verpompbaarheid van beton met fij-ner zand in de praktijk te kunnen beoorde-len, zijn bij de renovatie van verkeerspleinOudenrijneen aantalstootplaten ter plaatsegestort met betonmengsels metverschillen-de percentages fijn zand.ResultatenIn september 1995 is door de projectgroep'Fijn zand in beton' het eindrapport 'Toepas-sing van fijn(er) zand in beton' opgesteld,met daarin de belangrijkste conclusies enCEMENT1996/631,5164Op verzoek van Rijkswaterstaat zal een CUR-pr?"adviescommissie advies uitbrengenover mogelijk nog noodzakelijk aanvullendonderzoek en eventuele aanpassing van dehuidige regelgeving.Literatuur1. Rapport Toepassing van fijn(er) zand inbeton. Publicatiereeks Grondstoffen Nr.1995/13 (W"DWW"95"543/BouwdienstBSW 95"16).2. Rapport Betontechnologische aspectenbij hetgebruik van fijnzand inbeton.Publica"tiereeks Grondstoffen Nr. 1996/01 (W"DWW"96-004/Bouwdienst BSW 96-009).3. Betoniek 10/14, Fijn zand. BetonPrisma,april 1996.een tendens, een verwachtingspatroon,waarmee de gebruiker rekening kan houdenwanneer hij besluit fijner zand te gaan toe"passen.-A- grind !betonzand Izeezand =60140 1 0~ grind/betonzand/zeezand =60/20120-0- grind /betonzand 1zeezand =60/ Ol 40r10o~=::.:.t==-----I-~+--+--+--I~~+-----l0,125 0,25 0,5 1 2-------7 zeefdiameter (mm)1009080~ 70S: 60~50?ti> 40L..00"'D 30""'"ww20NToepassing in de praktijkIn het kader van het ontgrondingenbeleid ishet van belang dat in de praktijk met het ge"bruik van beton met fijner zand ervaringwordt opgedaan. Rijkswaterstaat wil eenvoorhoedefunctie vervullen en zal in daar"voor in aanmerking komende bestekkenvoorschrijven dat in bepaalde toepassingenmet bijvoorbeeld beton B25, hetbetonzandmoet worden vervangen door fijner zand, bij"voorbeeld zand 0"2 mmo Overigens heeft depraktijkproef op verkeersplein Oudenrijnaangetoond dat met een beetje goede wil,een sterkteklasse B 35 kan worden gereali"seerd bij een water"cementfactorvan 0,50.Ten slotteDe toepassing van zand 0-2 mm of vanzandmengsels met graderingen overeenko"mend met die van zand 0"2 mm als vervan"ging van betonzand (OA mm), blijkt beton"technologisch en constructief gezien goedmogelijk voor de sterkteklassen tot en metB 25 en milieuklasse 2.Voor hogere sterkte" en milieuklassen zal dewaterbehoefte van het betonmengsel alsnel een beperkende factor blijken voorgrootschalige vervanging van betonzanddoor fijn zand. De potenti?le mogelijkhedenzullen dan per geval moeten worden beke"ken.De conclusies uit het hierboven beschrevenonderzoek gelden in principe uiteraard voorde onderzochte mengsels en de gebruiktetoeslagmaterialen. Zij mogen niet zondermeer worden ge?xtrapoleerd naar anderegraderingen of (gebroken) korrelvormen.De conclusies moeten worden gezien als@ Voorbeeld van een korrelgradering van toeslagmateriaal bij een gelijkblijvend percenta"ge grind (60% V/V) en een gedeeltelijke of gehele vervanging van het betonzand door fijnzandDit betekent dat meer locaties dan tot nutoe, namelijk ook gebieden waar gemiddeldfijner zand voorkomt, in aanmerking kunnenkomen voor dewinningvan zand voor beton.Eind januari 1996 is in een tweede rapport,'Betontechnologische aspecten bij het ge"bruik van fijn zand in beton', een totaalover"zicht gegevenvan de resultaten van het on"derzoek, met hetdoel als handleidingte die"nen in de dagelijkse praktijk van de beton"technoloog.Naast de eigenschappen van het fijne zand,worden de betontechnologische gevolgenvan het gebruik van fijn zand besproken: kor-relverdeling van het toeslagmateriaal, ver-werkbaarheid, cementgehalte, verpomp"baarheid,luchtgehalte, druksterkte, splijt"sterkte en elasticiteitsmodulus.Bij hoge percentages vervanging van beton"zand door zand 0"1 mm (meer dan circa50% V/V) neigt de korrelgradering van hettotale toeslagmateriaal naar discontinu enbestaat de mogelijkheid dat deze buiten hetin de VBT 1995 gedefinieerde AC"gebiedkomt te liggen (fig. 1).De druk" en splijttreksterkte van betonwordt, bij gelijkblijvende water"cementfac"tor, niet be?nvloed door het gebruik van fijnzand. De elasticiteitsmodulus wordt bij ho"gere percentages zand 0"1 mm (meer dan50% V/V) mogelijk negatief be?nvloed. Na"der onderzoek is nodig om na te gaan of ditinderdaad het geval is.aanbevelingen uit het iaboratoriumonder"zoek en depraktijkproef. De resultaten kun"nen als volgt worden samengevat:? Het voor 100% vervangen van de momen"teel gebruikelijke zandtoeslag in beton(betonzand 0"4 mm) door fijn zand 0"1mm (bijvoorbeeld Nederlands Noordzee"zand of ophoogzand uit zandlocaties)isniet mogelijk zonder ingrijpende wijzigin"gen aan te brengen in de percentages vande andere grondstoffen (bijvoorbeeld veelmeer grind of cement).? Het voor 100% vervangen van het beton"zand door zand 0"2 mm of door een meng"sel van 50% betonzand 0"4 mm en 50%zand 0"1 mm, is voor circa de helft van hetin ons land toegepaste beton mogelijk zon"der grote wijzigingen aan te brengen in depercentages van de andere grondstoffen.Dit betreft met name beton B 25 voor dewoning" en utiliteitsbouw, doch niet de ho"gere sterkteklassen.? De onderzochte mengsels waren tijdensde praktijkproef goed te verpompen.CEMENT1996/6 55