BaksteenpuinbetonEen van de afstudeerprojecten uit 1981 aande HTS te Zwolle behandelde de toepassingvan baksteenpuin als toeslagmateriaal voorbeton. Dit door ing.A.Zandbergen uitgevoer-de project, omvatte naast een uitgebreideliteratuurstudie een onderzoek naar detechnische en economische toepas-singsmogelijkheden van baksteenpuinbe-ton. Bijgaand artikel bevat een samenvattingvan het aan de HTS uitgevoerde onderzoek.RedactieInleidingAlternatieve grondstoffen voor de bouwstaan de laatste tijd in het centrum van debelangstelling. Daarnaast is er het afvalstof-fenprobleem. Beide aspecten zijn aanleidinggeweest om in een afstudeerproject een on-derzoek te verrichten naar technische eneconomische toepassingsmogelijkhedenvan constructief baksteenpuinbeton. Hier-onder moet worden verstaan beton waarbijal het grind is vervangen door gebroken bak-steenpuin.Het voor dit onderzoek toegepaste bak-steenpuin is afkomstig van Recycling MijSteenkorre! BV te Amsterdam. Het aange-voerde bouw- en sloopafval wordt eerst grofgebroken in een kaakbrekertot een maxima-le korrelgrootte van ca.100 mm. Het materiaalwordt gezuiverd van verontreinigingen endooreen kegelbreker gevoerd. Tot slot wordthet produkt in de gewenste korrelfractiesuitgezeefd.Een breder geori?nteerd onderzoek, gerichtop de toepassing van baksteenpuin en be-tonpuin als toeslagmateriaal voor beton,wordt verricht doorCUR-VB commissie c 29.OnderzoekIn het vooronderzoek is getracht om met ditbaksteenpuinbeton een betonkwaliteit c22,5 te bereiken, ervan uitgaandedat ca. 80%van het in Nederland geproduceerde betondie kwaliteit bezit. De invloed van de bak-steenkorrels op de betonkwaliteit is aan dehand van enkele proeven onderzocht. Deverschillende aspecten komen achtereen-volgens aan de orde.De korrelverdeling van het baksteenpuin zalin de praktijk door instelling van de breek-openingen van de brekersinstallaties, steedsbeterzijn af te stemmen op de gestelde eisen.Het baksteenpuin is onderzocht op veront-reinigingen, onder meer:? verontreiniging door humuszuren;? gehalte aan calciumcarbonaat;? gehalte aan sulfaat.Alle verontreinigingen bleken binnen de ge-stelde eisen genoemd in de normen NEN3542 en NEN 3543 te liggen, zodat hieruitgeen negatieve invloed op de betondruk-sterkte te verwachten is.De korrelsterktevan het gebroken baksteen-puin ligt tussen 10 en 30 N/mm2, afhankelijkvan de hardheid van de baksteen. De sterktenkomen overeen met de sterkte van ce-mentmortel. Vergeleken met lichte toeslag-materialen zijn de sterkten van de baksteen-korrels hoger.Baksteenkorrels zijn poreusen zullen tijdenshet mengen van debetonspecie water absor-beren. De absorptiewaarde is van belang omte weten hoeveel extra water aan het aan-maakwater moet worden toegevoegd. Dege-middelde waarde voor de waterabsorptievan het baksteenpuin is bepaald op 18%. Bijeen zo hoge waarde moeten de baksteenkor-rels van tevoren worden bevochtigd. Als hetmateriaal droog wordt toegepast, ontstaateen moeilijk verwerkbare betonspecie.Bij de vervaardiging van een proefmengselbleek dat door de hoekige vorm van de bak-steenkorrels een grotere hoeveelheid fijnmateriaal nodig is dan bij grindbeton. Alge-meen geldt dat vooreen voldoende verwerk-baarheid bij gebroken toeslagmateriaal,meer fijn materiaal nodig is. Aan eenmengsel met baksteenkorrels nominaal 31,5mm moest 20 literfijn materiaal meerwordentoegevoegd dan de 120 liter die in eenmengsel grindbeton voorkwam.Bij het onderzoek zijn drie baksteenpuin-mengsels samengesteld met verschillendecementgehaltes, namelijk 320, 340 en 360kg/m3. Als cement werd portlandcementklasse A toegepast. Van normaal grindbetonzijn metdezelfde cementgehaltes referentie-mengsel gemaakt. Na 28 dagen verhardingonder geconditioneerde omstandighedenwerd de betondruksterkte bepaald aan dehand van 10 proef kubussen. Het bepalen vande betonkwaliteit is uitgevoerd volgens degeschiktheidsproef (VB '74, art. A-606.7).Gebleken is dat de spreiding in de sterkte vanhet baksteenpuinbeton een zelfde beeld ver-toonde als in het grindbeton (tabel 1).De volumieke massa van het baksteenpuin-beton blijkt tussen 1950 en 2000 kg/m3teliggen. Er is dus sprake van lichtbeton, redenwaarom de verdere proefresultaten zijn ge-toetst aan deel G van de VB '74, Lichtbeton.De druksterkteresultaten laten zien dat metbaksteenpuin lagere sterkten worden be-haald dan met grind. Dit komt door de lagerekorrelsterkte van de baksteenkorrels. Maareen betonkwaliteit 22,5 is haalbaar metbaksteenkorrels. Bij het verdere onderzoekis gewerkt met baksteenpuinbeton met eencementgehalte van 340 kg/m3. Van dit betonzijn achtereenvolgens bepaald de elastici-teitsmodulus, de splijttreksterkte ende buig-treksterkte.De elasticiteitsmodulus van het baksteen-puinbeton, bepaald aan cilinders die op drukwerden belast waarbij de optredende vervor-mingen werden gemeten, bedroeg ca. 14000N/mm2, terwijl grindbeton kwaliteit 22,5een elasticiteitsmodulus bezit van 28 000 N/mm2. Deze lagere E-modulus zal een groteredoorbuiging tot gevolg hebben. Vooral inongescheurde toestand zal de doorbuigingvan een gewapend-betonconstructie doorhet eigen gewicht groter zijn. In gescheurdetoestand zal de doorbuiging van een gewa-pende balk van baksteenpuinbeton maarweinig groter zijn dan die van een grindbe-tonbalk. De buigstijfheid (EI) verschilt in ge-scheurde toestand namelijk veel minder danin de ongescheurde toestand.De karakteristieke splijttreksterkte van hetbaksteenpuinbeton bedraagt 2,17 N/mm2.Deze waarde komt overeen met die vangrindbeton c 22,5 welke 2,2 N/mm2be-draagt. Omdat de verharding van het bak-steenpuinbeton bij 50% RV is geschied, lo-pen splijttreksterkte en buigtreksterkte ern-stig terug. Maar zelfs bij deze ongunstigelage RV blijkt het baksteenpuinbeton eenvoldoend hoge buigtreksterkte te bezitten.Gezien de overeenkomende waarden van desplijttreksterkte van grindbeton en bak-Cement XXXIV (1982) nr. 3 1 1Tabel 1Resultaten drukproevenvolumiekemassa(kg/m3)gem. kubus-druksterkte(N/mm2)standaard-afwijking(N/mm2)beton-kwaliteit(N/mm2)baksteenpuinbeton320 kg cement/m31950 23,6 0,62 12,5340 kg cement/m32000 31,3 1,22 22,5360 kg cement/m31990 33,0 1,29 22,5grindbeton320 kg cement/m32360 41,2 1,25 30340 kg cement/m32370 46,7 1,45 37,5360 kg cement/m32390 50,3 2,07 37,5steenpuinbeton van gelijke betonkwaliteit,is te verwachten dat ook de dwarskrachtca-paciteit gelijk zal zijn.De karakteristieke buigtreksterkte bleek 2,1N/mm2te bedragen, bij een waarde voorgrindbeton 22,5 van ca. 3,6 N/mm2. Oor-zaak van de lage waarde voor baksteenpuin-beton is naar alle waarschijnlijkheid de ver-hardingsconditie meteen RV van 50%.Om het gedrag van gewapend baksteenpuin-beton te onderzoeken bij belasten op bui-ging, is een vier-puntsbuigproef uitgevoerd.Deproefbalken waren2100 mm lang, 210mmhoog en 100 mm breed. Er is ook een gewa-pende grindbetonbalk gestort. De balkenzijn identiek gewapend met 3 staven ? 6 mm(FeB 400). Van beide balken zijn --dia-grammen gemaakt.Uit de proefresultaten is gebleken dat hetbaksteenpuinbeton het berekende -x-diagram goed volgt. De waarnemingen blij-ken boven de berekende waarden te liggen.De proefresultaten hebben aangetoond datvoldoende veiligheid in een op buiging be-laste gewapende constructie van baksteen-puinbeton aanwezig is, wanneer de gebrui-kelijke rekenregels voor grindbeton wordenaangehouden.Ter bepaling van de vorstbestandheid vanbaksteenpuinbeton zijn 20 vorst-dooi-wisselingen op proefstukken uitgevoerd,waarbij tot-20?C werd gevroren. Daarna isgeen teruggang in mechanische eigen-schappen gebleken. Bovendien zijn enkelekubussen versneld ontdooid door het op-strooien van zout. Maar ook van deze kubus-sen bleek de betondruksterkte niet te zijnverminderd. Scaling (beschadiging van hetoppervlak) was evenmin opgetreden.Verder is getracht door toevoeging van eensuperplastificeerder de hoeveelheid aan-maakwater te verminderen om meteen lage-re water-cementfactor een hogere sterkte tebereiken. Er veranderde echter zeer weinigaan de kubusdruksterkte, waaruit geconclu-deerd kan worden dat de te bereiken druk-sterkte wordt bepaald door de korrelsterktevan het baksteenpuin. Overigens is de druk-sterkte van volledig baksteenpuinbeton,waarbij ook zand is vervangen door fijn bak-steenpuin, ca 20% lager dan van baksteen-puinbeton met normaal betonzand.KostenaspectenVoor het maken van een kostenvergelijkingtussen grindbeton en baksteenpuinbeton isde prijs van de droge materialen vergeleken.Deze prijzen zijn gebaseerd op het prijsover-zicht van bouwmaterialen dat regelmatig inhet dagblad Cobouw verschijnt. De prijzenzijn exclusief BTW.Prijs van 1 m3baksteenpuinbeton 22,5:340 kg portlandcement klasse?/157/ton =f53,38629 kg betonzand?f 19,60/ton =f12,34967 kg baksteenkorrels?f22,50/ton =/21,76totaal 87,48prijs van 1 m3grindbeton 22,5:300 kg portlandcement klasse A?f157/ton =f47,10677 kg betonzand?f19,60/ton =f13,271257 kg grind?f23/ton =f28,91totaal 89,28Baksteenpuinbeton blijkt uit deze bereke-ning concurrerend met grindbeton. Door delagere volumieke massa van baksteenpuin-beton zijn besparingen mogelijk op wape-ning, bekisting, fundering, kolommen enmogelijk ook op transportkosten.Bij een vergelijking van baksteenpuinbetonmet lichtbeton, blijkt de eerste betonsoortveel goedkoper te zijn. Kunstmatig vervaar-digde lichte toeslagmaterialen kosten 100tot 150 per ton tegenover gebroken en totde gewenste korrelverdeling uitgezeefd bak-steenpuin van 22,50 per ton.ConclusiesBaksteenpuinbeton kan een verantwoordevervanging van grindbeton zijn mits met en-kele materiaaleigenschappen rekeningwordt gehouden. Dit zijn onder meer de wa-terabsorptie van de baksteenkorrels, de invergel ijking met grind geringere korrelsterk-te en de lagere elasticiteitsmodulus van metbaksteenkorrels gemaakt beton dan die vangelijkwaardig grindbeton. Wat de prijs be-treft hoeft dit geenszins een beletsel te zijn.Nieuwe recyclinginstallaties zullen naastbaksteenkorrels ook betonkorrels leveren,uitgezeefd tot de gewenste korrelgraderin-gen, waardoor de te behalen sterkten in hetwerk zullen toenemen. In Wijchen is eeneerste recyclinginstallatie geplaatst met eencapaciteit van 350 tot 400 ton per uur.Grootschaligheid in verwerking en leveringis noodzakelijk om een goed produkt tegenconcurrerende prijs te kunnen leveren. Ditschept uiteraard een grote behoefte aanbouw- en sloopafval - minstens 500 000 tonper jaar - om de investering rendabel te ma-ken. Een grote produktie bevordert ook degelijkmatigheid van het produkt, wat nodig isom een kwalitatief constant produkt te kun-nen leveren voor het maken van baksteen-puinbeton.Opgemerkt wordt nog dat de bouw- ensloopafval-verwerkende industrie momen-teel reeds in staat is baksteenkorrels te leve-ren voor de toepassing in beton.Literatuur1. CUR-VB-rapport 48, Lichtbeton2. CUR-VB-rapport 62, Optimaal samen-stellen van betonmengels3. CUR-VB-rapport 64, Vorstbestandheidvan beton4. Construeren in gewapend-beton deel I,Technolog ?een uitvoering, ir. G.H. van Boomen prof.ir.J.W.Kamerling5. W.Buist, Kwaliteitscontrole van beton,serie Cement & Beton nr. 15, NederlandseCementindustrie 's-Hertogenbosch6. Tr?mmerverwertung und Ausbau vonBrandru?nen, B.Wedler en A. Hummel7. A.Short en W.Kinniburgh, LightweightConcrete, CR.Books Ltd. London8. J.Brakel, Economie van constructieflichtbeton, Cement 1968 nr. 6.Cement XXXIV (1982) nr. 3 182