ir. P. C. KREIJGER, chef afd. Bouwmaterialen van het Instituut IBBC-TNOU.D.C. 666.972.16: 546.411.31hulpstoffen voor beton: CaCl2Versnelde binding en verharding van beton doorInleidingHet snel verharden van beton wordt in de praktijk als een factor vangrote economische betekenis beschouwd en het is dan ook geen won-der dat meer en meer het gebruik van bindings- en verhardingsver-snellers toeneemt. E?n van de meest gebruikte hulpstoffen is daarbijhet calciumchloride (verder aangeduid als CaCl2). De invloed hiervanop binding en verharding is over het algemeen het beste bekend enwordt dan ook veelal beschouwd als het minst schadelijkemiddel. Men is er zich daarbij van bewust dat grotere dosering danca. 2% t.o.v. het cementgewicht leidt tot excessieve krimp, terwijlde invloed op de corrosie van de wapening in gewapend beton nogeen omstreden punt is. Wat het gebruik in voorgespannen beton be-treft, wordt dit vooralsnog ongewenst geacht, gezien het gevaar vancorrosie, hoewel er ook stemmen gehoord worden die een beperktedosering toelaatbaar achten.Gezien het voorgaande werd het gewenst geacht het effect van1 nog eens uitvoerig te onderzoeken voor in Nederland gebrui-kelijke materialen en mengverhoudingen. Daar in de litteratuur mel-ding wordt gemaakt van een gunstige invloed indien een deel vanhet CaClj door natriumsulfaat ?verder aangeduid als NajSO4) wordtvervangen, werd deze variatie eveneens in het onderzoek opgenomen.Ten slotte werd de invloed van 1 en Na2SO4 nagegaan voortwee in Nederland gebruikte portlandcementsoorten, een cement,klasse A en een, klasse C. Dit laatste werd gekozen enerzijds metbetrekking tot het veelvuldig gebruik van deze cementsoort in beton-fabrieken, anderzijds om met het oog op de verschillende samen-stelling van cement, klasse A, mogelijk (chemisch) anders reagerente verifi?ren. Het effect van de hulpstoffen werd onderzocht voor debindingseigenschappen, de sterkte, de krimp, de waterdoorlatend-heid, de elasticiteitsmodulus, de co?ffici?nt van Poisson en de corro-sie van de wapening.1. ONDERZOEKtabel 1. gegevens gebruikte portlandcementsoortenSamenstelling en eigenschappen klasse A klasseC3S(%) 61,4 71,6C2S(%) 14,5 0,3C3A(%) 9,1 13,1C4AF(%) 7,0 5,5S03(%) 1,9 3,3s.g. 3,146 3,054Blaine (cm2/g) 3050 5225keuring volgens N481 eis eisfijnte op zeef d-0,090 3,8 1einde binding t.o.v. begin binding 0.50 -- 0.40% water 25,7 -- 31,3temperatuur tijdens proef ( ?C) 19,0 -- 20,0treksterkte (kgf/cm2) na 1 d -- -- 32,6 233 d 18,5 17 36,3 277 d 24,7 21 38,6 3228 d 29,8 27 41,3 35druksterkte (kgf/cm2) na 1 d -- -- 416 2503 d 265 175 524 3507 d 356 250 574 42528 d 466 325 660 525keuring volgens NEN 1471 eis eisbuigtreksterkte (kgf/cm2) na 1 d -- -- 43,7 253 d 37,0 22 65,2 407 d 49,0 33 66,1 5028 d 64,5 44 73,4 55druksterkte (kgf/cm2) na 1 d -- -- 264 1003 d 179 90 415 2507 d 308 150 464 35028 d 477 250 546 4506001.1. Gebruikte materialen? De gegevens van de bij het onderzoek gebruikte portlandcement-soorten zijn vermeld in tabel 1. Naast de chemische samenstellingworden hierin ook de resultaten van het normonderzoek volgens hetoude (N481) en nieuwe normblad (NEN 1741) gegeven.? Als water werd leidingwater gebruikt, waarin eventueel de hulp-stoffen CaCl2 en Na2SO4 werden opgelost in de gewenste dosering.Het gebruikte CaCI2 was voor 77% zuiver, het gebruikte Na2SO4voor 99%.? Het toeslagmateriaal werd gevormd door gedroogde en gezeefdefracties zand en grind, welke werden samengevoegd tot een korrel-gradering, die overeenkomt met de gemiddeld in de praktijk ge-bruikte gradering.De cumulatieve zeefresten hiervan bedroegen op de zevenN480-d-32; 23 11,2 5,6 2,8 1,4 0,60 0,300 en 0,150 mm,resp: 0 7,9 39,0 60,0 65,5 70,0 79,3 92,8 en 99,6%zodat de fijnheidsmodulus 5,14 was.? Voor alle mengsels werd als toeslag-cementfactor aangehouden5,86 en als water-cementfactor 0,53, zodat het cementgehalte 325 ?330 kg/m3bedroeg. De menging had plaats in een 50 liter tegen-stroommenger, waarbij het cement en het droge toeslagmateriaaleerst gedurende 2 min werden voorgemengd; na het toevoegen vanwater werd het geheel nog gedurende li min gemengd.Hierna werden verwerkbaarheid en luchtgehalte bepaald en daarnade mallen gevuld. De verdichting had plaats door middel van ge-normaliseerd stampen.T.2. Wijze van verharden? Ten einde enigszins aansluiting aan de praktijk te verkrijgen, ver-hardden de benodigde proefstukken voor onderzoek van sterkte enwaterdoorlatendheid gedurende 5 dagen onder water van 20 ?C envervolgens in een ruimte bij 20 ?C en 65% R.V. tot het tijdstip vanbeproeven.? De proefstukken bestemd voor het onderzoek naar de krimp ver-hardden vanaf 1 dag ouderdom in een ruimte bij 20 ?C en 65% R.V.? De proefstukken voor het onderzoek naar de corrosie van de wa-pening, verhardden gedurende 8 maanden in een ruimte bij 20 ?Cen 98% R.V.; vervolgens werd een derde deel van deze proefstukkengeplaatst in een ruimte bij 20 ?C en 65% R.V.; een derde deel buitenin weer en wind, terwijl het resterende deel in de ruimte bij 20 ?Cen 98% R.V. bleef.1.3. Methoden van onderroek? Als sterkte werd bepaald de buigtreksterkte van proefstukken 10X 10 X 30 cm, in drievoud door middel van een 3-lijnsbuigproef,waarbij de snelheid van belasten 40 kgf/sec bedroeg. Vervolgenswerd van elk der ontstane helften de druksterkte (dus ?n zesvoud)bepaald, waarbij de snelheid van belasten 2,5 kgf/cm2bedroeg. Desterktecijfers werden vastgelegd bij een ouderdom van de proef-stukken van 1, 3, 7, 28 en 91 dagen. Gelet op het onder 1.2 vermelde,verhardden de proefstukken voor de sterkte na 3 dagen ouderdomgedurende deze tijd dus onder water, die van 7 dagen ouderdomverhardden 5 dagen onder water en 2 dagen bij 20 ?C en 65% R.V.? De krimp werd in drievoud bepaald aan proefstukken 10 X 10 X51 cm met behulp van het Amsler-meetapparaat, waarbij op bepaaldeouderdom van de proefstukken de krimp wordt vastgesteld. Ge-rapporteerd wordt tot een ouderdom van ? ?aar.? Elasticiteitsmodulus en co?ffici?nt van Poisson werden in drievoudop dynamische wijze bepaald bij een ouderdom van 28 dagen. Nabepaling van de resonantiefrequentie en de voortplantingssnelheidvan spanningsgolven werd de waarde van genoemde eigenschappenberekend.? De waterdoorlatendheid werd in drievoud bepaald van proefstuk-ken 2 0 X 2 0 X 1 2 cm bij een ouderdom van 28 dagen. De proef-stukken werden gedurende 2 etmalen onder 1 atm. waterdruk ge-plaatst, vervolgens hierop aansluitend gedurende 1 etmaal onder 3atm. waterdruk en ten slotte, weer aansluitend, gedurende 1 etmaalonder 7 atm. waterdruk. Voor en na deze behandeling werden deCement XVIII (1966) Nr. 10CaCI2 en Na2SO4proefstukken gewogen, vervolgens werd de splijtsterkte bepaald (snel-heid 1 kgf/sec), waarna op de ontstane helften de waterindringingwerd aangetekend, uitgedrukt in procenten van het breukoppervlak(20 X 12 cm2).? Voor het onderzoek van de corrosie werden proefstukken 10 X10X10 cm in zesvoud vervaardigd. Elk proefstuk bevatte 2 beton-staalstaafjes 0 8 mm, kwaliteit QR 24, met dekkingen van resp.1 en 2 cm, en 2 staafjes voorspanstaal 0 5 mm, kwaliteit QP 160,eveneens met dekkingen van resp. 1 en 2 cm. De staafjes staken alle9 cm in het beton -- zodat de dekking aan het ondervlak 1 cm was-- en 3 cm uit het beton. Voor het instorten waren alle staafjes inde draaibank met behulp van fijn schuurpapier blank geschuurd. Nade verharding gedurende 8 maanden in een ruimte bij 20 ?C en98% R.V. werd een derde deel ge?nspecteerd en werden de conditiesvan de overgebleven proefstukken gewijzigd als is aangegeven on-der 1.2.? De binding van de betonspecie werd in drievoud onderzocht metbehulp van de uittrekproef (zie Cement XVII (1965) Nr. 6). Bij dezeproef worden elf roestvrijstalen staafjes 0 10 mm na verschillendetijden getrokken uit de betonspecie, die zich bevindt in een mal van60 X 15 X 15 cm. Deze staafjes steken 13 cm in de betonspecie. Voorde uitwerking wordt de uittrekkracht (logaritmisch) uitgezet tegende verhardingstijd (lineair). Voor cementsoorten met relatief lagespecifieke oppervlakte (tot ca. 4000 cmVg Blaine) worden twee onderverschillende helling verlopende rechte lijnen verkregen, waarvanhet snijpunt overeenkomt met het tijdstip van begin binding. Voorcementsoorten met relatief hoge specifieke oppervlakte wordt slechts??n rechte lijn gevonden. Het is duidelijk dat de helling van de lijnde snelheid van binden en verharden aangeeft. Van belang zijn dushet tijdstip van de knik en de helling van de lijnen na de knik, danwel de helling van de lijn indien geen knik aanwezig is. Dezegegevens volgen uit de gemaakte grafieken.Overigens kan het verschil in bindings- en verhardingssnelheid ookworden nagegaan door de tijd af te lezen die nodig is voor het be-reiken van een bepaalde schuifspanning. Wanneer deze schuif-spanning gelijk wordt gekozen aan die welke optreedt bij de proefvan Vicat voor het bepalen van begin binding, i.e. 242 gf/cm2, lijkt eenwaarde van 250 gf/cm^ een redelijke vergelijkingswaarde. Bedachtkan worden dat de proef van Vicat wordt uitgevoerd voor eenstandaardconsistentie, die overeenkomt met een schuifspanning vanca. 28 gf/cm2. In analogie hiermee zou ook de tijd, nodig om bij deuittrekproef van een schuifspanning 25 gf/cm2een schuifspanning van250 gf/cm2 te bereiken, een maat voor de binding kunnen zijn. Bijde laatstgenoemde interpretaties is men dan onafhankelijk van hetal of niet aanwezig zijn van een knik in de lijnen die de resultatenvan de uittrekproef weergeven.? De verwerkbaarheid van de betonspecie werd bepaald met behulpvan de zetmaat en schudmaat, volgens de G.B.V. 1962.? Het luchtgehalte van de betonspecie werd gemeten met een lucht-ketel.tabel 2. effect van CaCl2- en Na2S04-foevoeg/ng op de verwerk-baarheid en het luchtgehalte van betonspeciefig. 7. effect van CaCl2- en Na2S?4-toevoeging op verwerkbaarheid en luchtgehalte van betonspecie (w.c.f. 0,527)1.4. Onderzochte variatiesVan twee betonsamenstellingen (zie 1.1) die alleen verschilden insoort cement (resp. portlandcement, klasse A en klasse C), werd heteffect nagegaan van de doseringen:0,5% CaC12 + 0,5% Na2S041,0% CaCI2 + 0,5% Na2S041,0% CaCI2en 2,0% CaCI2De water-cementfactor werd constant gehouden (0,53 -- zie 1.1),zodat het effect van de doseringen op de verwerkbaarheid kon wor-den nagegaan.De hierboven genoemde percentages gelden voor het handelsproduktin de meer of mindere zuivere vorm waarin zich dit bevond (zie 1.1)en zijn gerekend ten opzichte van het cementgewicht.2. MEETRESULTATEN2. 1 Effect van CaCl2- en Na2S04-toevoeg!ngen op verwerkbaar-heid en luchtgehalte van betonspecieIn tabel 2 wordt het overzicht gegeven van de meetresultaten be-treffende verwerkbaarheid en luchtgehalte van de verschillende be-tonspecie-samenstellingen. Fig. 1 geeft deze resultaten grafisch weer.Het valt op dat ondanks het grote verschil in de specifieke opper-vlakte van beide cementsoorten, bij gelijke water-cementfactortoch de verwerkbaarheid ongeveer dezelfde is. Hetzelfde geldtoverigens voor aluminiumcement (Blaine ca. 4000-4500 cm2/g), datondanks grotere fijnte dan portlandcement, klasse A, grotere ver-werkbaarheid vertoont. Waarschijnlijk wordt de verwerkbaarheidmeer bevorderd door toenemend -gehalte (en C4AF) dan datdeze wordt verminderd door toenemende specifieke oppervlakte. Uitde meetresultaten kan worden geconcludeerd dat:a. toevoeging van CaCI2, bij gebruik van portlandcement, klasse A,de verwerkbaarheid en het luchtgehalte van betonspecie doentoenemen; echter bij gebruik van portlandcement, klasse C, doorCaCI2 de verwerkbaarheid afneemt en het luchtgehalte praktischgelijk blijft.b. gecombineerde toevoeging- van CaCI2 en Na2SO4, bij gebruikvan portlandcement, klasse A, de verwerkbaarheid minder dochhet luchtgehalte sterker doet toenemen dan toevoeging van CaCI2alleen; bij gebruik van portlandcement, klasse neemt de ver-werkbaarheid sterker af, terwijl het luchtgehalte iets toeneemt bijvergelijking van de invloed van de gecombineerde toevoegingmet CaCI2 alleen.601Cement XVIII (1966) Nr. 10tijd nodig voor bereiken van een waardeCaCi2(%)Na2S04(%)tijd knipunt.. h .. minX = 25 gf/cm2.. h .. minX = 250 id.g/cm2. .h . .min %(250 - 25)id...h ..min %binding Vicatcementpasta.. h .. minsoortcement0 0 3.34 3.16 6.59 100 3.43 100 3.200,5 0,5 3.07 3.08 6.18 90 3.10 85 portland-1,0 0,5 -- 2.42 5.24 77 2.42 73 cement,1,0 0 -- . 2.12 4.45 68 2.33 69 klasse A2,0 0 -- 1.58 3.44 53 1.46 480 0 __ 2.33 4.30 100 1.57 100 1.450,5 0,5 -- 2.23 4.23 97 2.00 103 portland-1,0 0,5 -- 2.19 4.03 90 1.44 89 cement,1,0 0 -- 1.42 3.25 76 1.43 88 klasse2,0 0 -- 1.21 2.24 53 1.03 54tabel 3. eifect van CaC/ - enNo2S04-toevoeg/ngen op de bin-dingssnelheid van betonspecie2.2. Effect van CaCI2- en Na2S04-toevoegingen op de bindingvan betonspecieZoals onder 1.4 is vermeld, worden gegevens betreffende bindings-snelheid van betonspecie verkregen door middel van de uittrekproef.Tabel 3 geeft de van belang zijnde resultaten, te weten:de tijd waarop het knikpunt (indien aanwezig) optreedt;de tijd waarop een schuifspanning (x) van 250 gf/cm^ wordt be-reikt;de tijd nodig om van X = 25 gf/cm* te komen tot X = 250 gf/cm2.In fig. 2 is grafisch de tijd weergegeven, nodig voor het bereikenvan enige waarden van X. Uit de meetresultaten volgt dat bij ge-bruik van portlandcement, klasse A, alle gebruikte hulpstoffen debinding versnellen; CaCI2 doet dit echter sterker dan de gecombi-neerde toevoegingen van CaCI2 en Na2SG\4. Bij gebruik van portland-cement, klasse" geeft CaCI2 versnelling van de binding, de com-binatie van CaCl2 en Na2SO4 doet dit nauwelijks of in veel minderemate. Het Na2SO4 remt dus de versnellende invloed van het CaCI2af. Mede gezien het effect op de hellingen van de lijnen in degememoreerde grafieken (logaritme van de uittrekkracht als functievan de verhardingstijd) kan de conclusie luiden, als in tabel 4 issamengevat.versnelling binding t.o.v. blanco in %CaC12(%)Na S02 4(%)portlandcement,klasseportlandcement,klasse0,51,01,02,00,50,500102025500102550tabel 4. versnelling van de binding t.o.v. de blanco door CaCl2- enNa2SC>4-foevoeg/ngen2.3. Effect van CaCI2- en Na2S04-toevoegingen op de sterktevan betonDe resultaten van buigtreksterkte, druksterkte en splijtsterkte zijnverzameld in tabel 5, die dus inzicht geeft in de bereikte sterkte-waarden. Ter onderlinge vergelijking is het echter gemakkelijkerde cijfers in procenten weer te geven. Daarom geeft tabel 6 desterktecijfers per ouderdom, uitgedrukt in procenten van de betref-fende sterkte van de betonsamenstelling zonder toevoeging. Tabel7 geeft de sterktecijfers in procenten van de sterkte van de blancobetonsamenstellingen na 28 dagen ouderdom, zodat het effect vande ouderdom gemakkelijk kan worden afgelezen.Fig. 3 geeft grafisch tabel 6 weer voor wat betreft de buigsterkteen druksterkte, terwijl fig. 4 de resultaten van tabel 7 bevat (blz. 604).Uit de figuur en tabellen blijkt dat zowel 12 als de gecombineerdetoevoeging van CaCI2 en Na2SO4 de verharding van beton versnel-len; de buigsterkte wordt tot ca. 5 dagen ouderdom versneld, dedruksterkte tot 1 ? 3 maanden. In hoeverre de splijttreksterkte wordtveranderd als functie van de ouderdom, volgt niet uit de proeven.Een vergelijking van de 28-dagen cijfers toont dat bij deze ouderdom602de splijttreksterkte dezelfde of 10% lager is als de buigsterkte. Hetziet er dus naar uit dat de splijttreksterkte het minste wordt versnelddoor de toevoegingen.De buigsterkte wordt dus voornamelijk bij leeftijden van 1 en 3 dagenverhoogd waarna, gerekend ten opzichte van de blanco, een verla-ging intreedt die ca. 10% kan bedragen bij 3 maanden ouderdom.De dosering van de toevoegingen blijkt nauwelijks effect te hebben.Gesteld kan worden dat de buigtreksterkte van beton door CaCI2 na1 dag met ca. 45% wordt verhoogd, indien cement, klasse A wordtgebruikt, en met ca. 12% bij cement, klasse C. Deze percentagesbedragen resp. 20% en 9% voor de gecombineerde toevoegingen vanCaCI2 en Na2SO4. Bij 3 dagen ouderdom blijken de genoemde ver-hogingen ongeveer tot de helft te zijn teruggelopen, terwijl van ca.7 dagen ouderdom de verhogingen zich wijzigen in verlagingen, diebij 91 dagen ca. 10% bedragen voor de gecombineerde toevoegingvan CaCI2 en Na2SO4 aan beide cementsoorten en voor deCaCI2-toevoeging aan het cement, klasse C.Cement XVIII (1966) Nr. 10tabel 5. effect van CaCI2- enNa2SO4-foevoeg/ngen ?p de sterk-te van betonportlandcement, klasse Abuigtreksterkte na druksterkte naCaCl2 Na2S041 d 3d 7d 28 d 91 d 1 d 3d 7d 28 d 91 dsplijttreksterktena28d0 0 100 100 100 100 100 100 100 100' 100 100 1000,5 0,5 116 115 104 96 91 121 134 106 106 101 891,0 0,5 123 111 96 97 93 135 141 112 107 101 871,0 0 148 121 97 111 95 170 145 111 110 102 1012,0 0 147 123 98 112 102 192 151 128 117 105 97portlandcement, klasse0 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 1000,5 0,5 109 91 98 94 93 125 114 108 101 95 881,0 0,5 109 106 96 90 91 128 118 111 101 103 981,0 0 112 116 96 99 93 128 115 112 103 101 972,0 0 111 112 100 99 92 139 112 116 108 103 98tabel 6. effect vanCaC?2- en Na2SO4toevoegingen op c?esterkte van beton,uitgedrukt In pro-centen t.o.v. deblanco betonsamen-stelllngenCement XVIII (1966) Nr. 10fig. 3. sterkten van betonsamenstellingen met hulpstof, uitgedrukt In van de sterkten van de betonsamenstelUng zonder hulpstof, b??verschillende ouderdomWat de druksterkte betreft, heeft de dosering van het CaCI2 veelmeer invloed dan dit bij de buigtreksterkte het geval was.De verhoging van de sterkte is steeds het grootst bij gebruik vanportlandcement, klasse A. Bij gebruik van portlandcement, klasseis de verhoging over het algemeen 25 ? 50?/o van die welke voorcement, klasse A, wordt gevonden.603portlpndcement, klasse Abuigtreksterkte na druksterkte naCaCl2 Na2S041 d 3d 7d 28 d 91 d ld 3d 7d 28 d 91 d0 0 24 63 86 100 125 13 38 69 100 1110,5 0,5 28 72 89 96 114 16 52 73 106 1121,0 0,5 29 70 82 97 114 18 54 73 107 1121,0 0 35 76 84 111 119 23 56 76 110 1132,0 0 35 77 85 112 127 26 58 88 117 116portlandcement, klasse0 0 64 76 98 100 115 38 63 77 100 1060,5 0,5 70 69 97 94 107 48 71 83 101 1011,0 0,5 70 81 95 90 105 49 74 85 101 1111,0 0 72 88 94 99 107 49 72 86 103 1072,0 0 71 86 99 99 105 53 70 89 108 109tabel 7. effect van CaCI2- en Na2S04-toevoegingen op de sterkte van be-ton, uitgedrukt in procenten van de28-dagen sterkte van de blanco be-tonsgmenstellingenfig. 4. sterkten van betonsamenstellingen met hulpstof, uitgedrukt in% van. de 28-dagen sterkten van beton zonder hulpstoftabel 8. effect van CaCI2-en Na2SO4-toevoegingenop de krimp van beton2.4. Effect van CaCI2- en No2S04-toevoeg!ngen op de krimp vanbetonDe meetresultaten zijn vermeld ?n tabel 8 en grafisch weergegevenin fig. 5.604 Cement XVIII (1966) Nr. 10portlandcement, klasse A portlandcement, klasseCaCl2(%)Na2S04(%) elasticiteits-modulus(Ed) in kgf/cm2co?ff. vanPoissonelasticiteits-modulus(Ed) in kgf/cm2co?ff. vanPoisson0 0 391000 0,19 423000 0,190,5 0,5 409000 0,20 426000 0,201,0 0,5 408000 0,20 422000 0,191,0 0 399000 0,20 408000 0,202,0 0 397000 0,20 412000 0,20tabel 9. effect van CaCl2- en Na2SO4-foevoeg/ngen opde (dynamisch bepaalde) elasticiteitsmodulus en co?f-fici?nt van Poisson van betonAllereerst valt op dat voor de btonsamenstellingen zonder hulpstof, bijgelijke water-cementfactor, gebruik van portlandcement, klasse leidttot ca. 30% hogere krimp dan gebruik van portlandcement, klasseA. Het effect van de toevoegingen bij gebruik van portlandcement, klas-se leidt steeds tot een verhoging van de krimp, die gesteld kanworden op ca. 20 ? 25%. Van een gunstige invloed op de krimp dooreen deel van het CaCI2 te vervangen door Na2SO4 is dus bij dezecementsoort geen sprake. Dit blijkt wel het geval te zijn bij gebruikvan portlandcement, klasse A. In dat geval wordt bij CaCI2 als toe-voeging nl. een kr?mpverhoging in vergelijking tot het blanco betongevonden van ca. 40 ? 45%, terwijl, indien een deel van het CaCI2door Na2SO4 wordt vervangen, de verhoging nog ca. 15 ? 20%bedraagt. Overigens dient te worden bedacht dat vervanging vaneen deel van het CaCl2 door Na2SO4 de bindings- en verhardings-snelheid vermindert.2.5. Effect van CaCI2- en Na2S04-toevoegingen op de (dynamischbepaalde) elasticiteitsmodulus en co?ffici?nt van Poisson vanbetonDe resultaten betreffende (de dynamisch bepaalde) elasticiteitsmodulusen co?ffici?nt van Poisson bij 28 dagen ouderdom zijn vermeld intabel 9.De dynamisch bepaalde elasticiteitsmodulus is over het algemeengroter dan de op statische wijze bepaalde. Het verschil bedraagtover het algemeen 10 ? 15%. Uit tabel 9 blijkt dat het effect van detoevoegingen zowel op elasticiteitsmodulus als op co?ffici?nt vanPoisson bij 28 dagen ouderdom kan worden verwaarloosd. Gebruikvan portlandcement, klasse in plaats van portlandcement, klasseleidt tot ca. 5% hogere waarden voor de elasticiteitsmodulus; op dewaarden van de co?ffici?nt van Poisson heeft dit geen effect.2.6. Effect van CaCI2- en Na2S04-toevoegingen op de water-doorlatendheid van betonVoor en na het onderzoek van de waterdoorlatendheid werden deproefstukken gewogen; de gewichtsverschillen zijn het gevolg vanwaterindringing enerzijds en verdamping van water door de zijvlak-ken (die aan de lucht zijn blootgesteld) anderzijds. Over het alge-meen (zie tabel 10) was het resultaat een geringe toeneming van dehoeveelheid water in de proefstukken. Na splijting (splijttreksterkte-cijfers in tabellen 5 en 6) blijkt op de doorsnede hoeveel procent vanhet breukvlak door water is bevochtigd. Tabel 10 geeft deze cijfers.De meetresultaten geven aanleiding tot de conclusie dat bij 28 dagenouderdom praktisch geen verschil in waterdoorlatendheid wordt ge-vonden.Noch de toevoegingen, noch de cementsoort laten significanteeffecten noteren.2.7. Effect van CaCI2- en Na2S04-toevoegingen op de corrosievan wapening in betonBij versneld onderzoek naar het effect van toevoegingen op decorrosie van staal in beton kan gebruik gemaakt worden van dezgn. stroom-spanningscurven. Hierbij wordt een successievelijk toe-nemende stroomdichtheid (amp?re/cm2) aangelegd en de bijbehoren-de potentiaal van de wapeningsstaaf ten opzichte van een referentie-elektrode gemeten. Uitgebreid onderzoek werd hierover verricht enhoewel interessante gegevens werden verkregen, dienen deze nog teworden getoetst aan de in werkelijkheid optredende corrosiever-schijnselen. Het wordt daarom voorbarig geacht reeds op dit tijdstiphierover te berichten. Te zijner tijd zal het resutaat van deze versnel-de proeven in samenhang met de resultaten van corrosieproeven,waarbij geen opgewekte en versnelde corrosiestroom wordt gebruikt,in dit blad worden gepubliceerd.Thans zullen slechts de resultaten van de gewapende proefstukkenna 8 maanden bewaren in een ruimte bij 20 ?C en 98% R.V. wordenvermeld. In geen der proefstukken werd corrosie van de wapeningwaargenomen. De staafjes waren geheel glad, terwijl ook de afdruk-ken van de staafjes in het beton geen spoor van roestvlekjes ver-toonden, zoals de foto's 6-7 (blz. 606) laten zien. Onderzoek naar decarbonatatie wees uit dat deze niet kon worden aangetoond.Ook de spanningscorrosie van enkele staafjes voorspanstaal (aan-wezig voor het instorten van de staafjes) bleek niet te zijn verergerd.Bepaling van de percentages roest op de uit het beton stekendedelen van de wapeningsstaafjes gaf aan dat alle uitstekende delenin gelijke mate roestvorming vertoonden (nl. evenredig met hetoppervlak dat uit het beton stak, en onafhankelijk van de staalsoort).Het onderzoek van de corrosie wordt voortgezet, waarbij dus thanseen deel der proefstukken bij 20 ?C en 65% R.V. is geplaatst, eendeel der proefstukken zich buiten, in weer en wind bevindt, terwijleen ander deel nog bij 20 ?C en 98% R.V. blijft opgeslagen.3. SAMENVATTING EN CONCLUSIES3.1. Betreffende CaCl2-toevoegingen? CaCI2 is zowel een verbindingsversneller als een verhardingsver-sneller. De binding wordt zowel bij gebruik van portlandcement,klasse A als bij gebruik van portlandcement, klasse in gelijke mateversneld. De versnelling is evenredig aan de dosering en bedraagt ca.25% voor een 1%-toevoeging en ca. 50% voor een 2%-toevoeging.portlandcement, klasse portlandcement, klasseCaC12(%)Na2S04(%)gew.-toe-neming in g% van breuk-opp. dat werdbevochtigdgew.-toe-nemirtg in g% van breuk-opp. dat werdbevochtigd0 0 + 8 13 -- 1 80,5 0,5 + 3 12 + 4 131,0 0,5 + 2 10 + 9 151,0 0 + 6 12 + 5 122,0 0 + 8 7 + 5 15Cement XVIII (1966) Nr. 10tabel 10. effect van CaCI2- en Na2SO4-toevoegingen op de waterdoorlatendheidvan beton605foto 6. na 8 maanden opslag bij 20?C en 98% R.V. kon op eenspliitbreukvlak geen carbonatatie worden aangetoond (links); nouitzagen bleken de staafjes niet te zijn geroestfoto 7. overzicht van betonkubus na splijten, inzagen en doorbreken;noch de staven 8 mm, kwaliteit QR24, noch de 5 mm, kwaliteitQP160, vertoonden roestvorming? Bij gebruik van portlandcement, klasse A doet CaCl2 de verwerk-baarheid toenemen, evenals het luchtgehalte; bij gebruik van port-landcement, klasse doet CaCI2 de verwerkbaarheid afnemen enblijft het luchtgehalte praktisch onveranderd.? De versnelling van de verharding door CaCI2 is groter bij gebruikvan portlandcement, klasse A dan bij gebruik van portlandcement,klasse C. De buigtreksterkte wordt daarbij, onafhankelijk van decementsoort, slechts verhoogd tot een ouderdom van ca. 5 dagen;voor hogere ouderdom wordt over het algemeen een vermindering inbuigtreksterkte gevonden in vergelijking met de blanco samenstelling.Deze vermindering is het grootst bij gebruik van cement, klasse? De druksterkte van het beton wordt door CaCl2tot 91 dagen ouder-dom verhoogd; de verhoging loopt echter sterk af met de ouderdomen varieert na 1 dag van 70% tot 90% bij gebruik van portland-cement, klasse A en 30% tot 40% bij gebruik van portlandcement,klasse C, tot maximaal ca. 5% bij 91 dagen ouderdom. De ver-hogingen zijn groter naarmate de dosering hoger is: 2%-CaCI2-toevoeging geeft ongeveer 1,5 X grotere verhoging dan de 1%-CaCI2-toevoeging.? De krimp van beton na 9 maanden ouderdom wordt door een CaCI2-toevoeging bij gebruik van portlandcement, klasse A met ca. 40 ?50% verhoogd, bij gebruik van portlandcement, klasse met 20 ?25%. Bedacht moet hierbij worden dat de krimp van beton, ver-vaardigd met laatstgenoemde cementsoort en zonder toevoegingen,bij gelijke water-cementfactor ca. 30% groter is dan die van beton,vervaardigd met portlandcement, klasse A zonder toevoegingen.? De waterdoorlatendheid van beton bij 28 dagen ouderdom wordtdoor CaCI2-toevoeging niet noemenswaardig be?nvloed, evenmin alsde dynamische elasticiteitsmodulus en de co?ffici?nt van Poisson.? Na 8 maanden bewaren van proefstukken, gewapend met verschil-lende staalsoorten en dekkingen in een ruimte bij 20 ?C en 98% R.V.werd bij geen der proefstukken corrosie van de wapening gevonden,evenmin als carbonatatie van het beton (er was dus ook geen invloedvan de CaCI2-toevoegingen merkbaar). Het onderzoek naar corrosiewordt voortgezet.3.2. Betreffende gecombineerde toevoegingen van CaCI2 enNa2S04? Vervanging van een deel van het CaCI2 door Na2SO4, zodat eengecombineerde toevoeging van CaCI2 en Na2SO4 wordt gebruikt,blijkt ten aanzien van portlandcement, klasse het karakter van detoevoeging te doen veranderen, daar in dit geval de binding weinigof niet wordt versneld, de verharding wel. Bij gebruik van portland-cement, klasse A is sprake van versnelling, zowel van de binding alsvan de verharding. De versnelling van de ^binding is echter ongeveerde helft van die welke door CaCI2 alleen wordt veroorzaakt.? Bij gebruik van portlandcement, klasse A doet toevoeging vanCaCI2 en Na2SO4 de verwerkbaarheid iets toenemen, terwijl hetluchtgehalte sterker toeneemt dan bij de CaCI2-toevoeging alleen.Bij gebruik van portlandcement, klasse doet de gecombineerdetoevoeging de verwerkbaarheid sterk afnemen, terwijl het luchtge-halte iets toeneemt.?. De versnelling van de verharding is geringer dan die veroorzaaktdoor CaCI2 alleen en nagenoeg onafhankelijk van de dosering dergecombineerde toevoeging. De buigtreksterkte van beton bij gebruikvan portandcement, klasse A is ongeveer de helft van die, gevondenvoor de CaCI2-toevoeging alleen; bij gebruik van portlandcement,klasse is de verhoging door de gecombineerde toevoeging slechtsweinig minder dan die door het CaCI2 alleen.? De druksterkteverhoging van beton door de gecombineerde toe-voeging bij gebruik van portlandcement, klasse A bedraagt onge-veer de helft van die veroorzaakt door de 2%-CaCI2-toevoeging; bijgebruik van portlandcement, klasse is de druksterkteverhogingongeveer gelijk aan die, veroorzaakt door een 1% CaCI2-toevoeging.? De krimp van beton wordt door de gecombineerde toevoeging bijgebruik van portlandcement, klasse A met 15 ? 25% verhoogd (tegen40 ? 50% door CaCI2-toevoeging alleen). Bij gebruik van portland-cement, klasse (dat ca. 30% hogere krimp geeft bij gelijke water-cementfactor dan portlandcement, klasse A) blijkt de gecombineerdetoevoeging dezelfde krimpverhoging te geven als de CaCI2-toevoe-ging alleen.? De waterdoorlatendheid van beton bij 28 dagen ouderdom wordtdoor de gecombineerde toevoeging niet noemenswaardig be?nvloed,evenmin als de (dynamische) elasticiteitsmodulus en co?ffici?nt vanPoisson.? Na 8 maanden bewaren van proefstukken, gewapend met ver-schillende staalsoorten en met vari?rende dekkingen in een ruimtebij 20 ?C en 98% R.V., werd bij geen der proefstukken corrosie vande wapening gevonden, evenmin als carbonatatie van het beton (erwas dus ook geen invloed van de gecombineerde toevoegingen merk-baar). Het onderzoek naar de corrosie wordt voortgezet.3.3. ConclusieBij gebruik van portlandcement, klasse A kan in plaats? van CaCI2als bindings- en verhardingsversneller een combinatie van CaCI2 enNa2S04 worden gebruikt. Het nadeel van de sterk verhoogde krimpvan beton door CaCi2 als toevoeging wordt hierdoor aanmerkelijkgereduceerd, hoewel ook de verhardingssnelheid en bindingssnelheidworden verminderd. Voor een beperkte versnelling van binding en/ofverharding kan dus met gunstig gevolg Na2SO4 als extra toevoegingworden gebruikt.Tabel 11 geeft de vergelijking van binding, sterkte en krimp voorbeton met toevoegingen ten opzichte van de blanco betonsamen-stellingen.De waterdoorlatendheid, elasticiteitsmodulus en co?ffici?nt van Pois-son van beton werden door geen der toevoegingen in de onderzochtedoseringen noemenswaardig veranderd. Na 8 maanden bewaren bij20 ?C en 98% R.V. werd bij geen der proefstukken corrosie van dewapening geconstateerd.Vervanging van een deel van CaCI2 door Na2SO4 bij gebruik vanportlandcement, klasse heeft weinig zin, daar in dat geval dekrimp niet gunstig wordt be?nvloed, terwijl de binding niet of nauwe-lijks wordt versneld en de verhardingssnelheid wordt verminderd.CaC12 Na2S04verhoging buigtrek-sterkte in % naverhoging druksterktein % naverhoging krimpin % naversnellingbindingin%ld 3d 7d 1 d 3d 7d 3 maanden 9 maanden0,5 0,5 10 16 15 --4 21 34 6 11 171,0 0,5 20 23 11 --4 35 41 12 14 251,0 0 25 48 21 --3 70 45 11 36 422,0 0 50 47 23 --2 92 51 28 44 50tabel 11.606 Cement XVlll (1966) Nr. 10