Natuurlijk is deze vergelijking niet eerlijk. Verre-
weg de meeste Romeinse constructies bestaan niet
meer, dat moet men zich ook realiseren. Verder
construeerden de Romeinen massief, waarbij het
beton louter op druk werd belast. Wapening werd
niet gebruikt, dus kon het ook niet roesten.
Een dergelijke bouwwijze geeft sterke beperkingen.
Het beton uit die tijd had een lage sterkte. Dit kan
ook niet anders gezien de heterogeniteit van het
materiaal (foto 1). De combinatie van een zachte
matrix met een toeslag die onregelmatig van vorm
en grootte is, leidt bij belasten tot grote inwendige
spanningen. De sterkte van zo'n materiaal moet dus
wel beperkt zijn. Het in foto 1geschetste beton
komt uit de stadsmuur in Keulen, die ongeveer 50 jaar
na Christus werd gebouwd. De sterkte, gemeten
aan boorcilinders, bedroeg ongeveer 10N/mm
2. De wijze waarop beton zijn sterkte overdraagt kan
schematisch worden voorgesteld als getoond in fig.
2.
Hierin wordt aangegeven wat er zou gebeuren als
alle korrels even groot zijn. De krachten in het
beton gaan van korrel tot korrel. Hierbij treden
zijdelings gerichte componenten op. Deze compo-
nenten worden opgebracht door het bindmiddel
tussen de korrels. Het beton kan éénassig worden
belast totdat het bindmiddel wordt overbelast.
De scheuren in op druk belast beton lopen daarom
in de richting van de drukkracht. Al lang is bekend
dat de zijdelingse krachten in het inwendige van
het beton kunnen worden geminimaliseerd door
een dichte korrelpakking te realiseren. Daarom zijn
zeefkrommen opgesteld waaraan de mengsel-
samensteller zich kan oriënteren.
Een tweede, vanouds bekende, methode om de
sterkte te verbeteren is het verlagen van de water-
cementfactor. Het praktische optimum lag tot voor
kort bij een wcf van 0,4. Lagere waarden leidden tot
verlies aan verwerkbaarheid, en daardoor auto-
matisch weer tot sterkteverlies. Tot ongeveer tien
jaar geleden was het realiseren van een beton B45
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 6
Waar gaan we naartoe met ons beton?
BETON ALS
CONVENTIONEEL
BOUWMATERIAAL
Prof.dr.ir. Joost Walraven, TU Delft, faculteit CiTG, sectie Betonconstructies
"Beton? Dat maakten de Romeinen toch ook al?". Deze uitspraak werd genoteerd toen gepleit werd over het honoreren
van een onderzoeksvoorstel waarin beton centraal stond. Inderdaad: Romeinen maakten ook al beton. En hoe!
De bestaande constructies uit de Romeinse tijd duiden erop dat ontwerpen op een levensduur van 2000 jaar en langer
moge lijk is. Pikant is hierbij dat de laatste tijd bij veel belangrijke constructies, op grond van geavanceerde theoretische
beschouwingen, gediscussieerd wordt over de vraag wat we moeten doen om de 100 jaar te halen!
2 | Geschematiseerde
krachtsoverdracht in op
druk belast beton
1 |
Romeins beton
op de bouwplaats nog een hele prestatie. Inmiddels is
het inzicht in de betontechnologie sterk verbeterd.
Dit heeft geleid tot revolutionaire ontwikkelingen.
Beton met hoge sterkte
In het begin van de jaren 90ontdekte men dat het
toevoegen van silicafume aan beton een aanzien-
lijke sterkteverhoging tot gevolg had. Deze stof, een
bijproduct van de silicium verwerking, heeft een
belangrijk effect op de inwendige krachtsover-
dracht in het beton. De silicafume korrels zijn een
orde kleiner dan de cementkorrels en daarnaast zijn
ze reactief. De korrels fungeren als groeikernen
voor de groei van kristallen, die door de grovere
kristallen van de cementsteen heen groeien.
Het bindmiddel wordt hierdoor veel sterker.
Daarnaast is de elasticiteitsmodulus van het bind-
middel veel hoger dan voorheen waardoor het beton
homogener is. Dat betekent dat ook de zijdelingse
krachten, die de draagstructuur uit elkaar trekken,
kleiner zijn. Dit dubbele effect leidt tot een aanzien-
lijke verhoging van de betonsterkte. Een fraai staaltje
van ingenieurskunne was de realisatie van de Tweede
Stichtse Brug, de eerste grote voorgespannen brug
in hoge sterkte beton in Europa (foto 3).
Een analyse van de kosten voor de bouw van deze
brug leverde een voor velen verrassende uitkomst
op. De kosten van het gebruikte hogesterktebeton
(474 kg/m
3cement, 25kg/m 3silicafume, zand,
gebroken grind 4-16 mm en superplastificeerder)
waren dan wel ongeveer tweemaal zo hoog als die
voor een conventionele beton B45, maar hier
stonden aanzienlijke financiële voordelen tegen-
over. Er was ongeveer 30% minder beton nodig.
Door de kleinere oppervlakte van de doorsnede was
ook minder voorspanstaal (25%) nodig. Door het
afgenomen gewicht konden de uitbouwmoten 5m
lang worden in plaats van de voorheen gebruike-
lijke lengte van 3,5 m. Hierdoor kon de bouw met
3 maanden worden verkort. De kosten waren hier-
door niet noemenswaardig hoger dan die van een
traditionele brug. De kwaliteit van de brug is echter
wel verbeterd. Door de dichte materiaalstructuur
van het hogesterktebeton is de duurzaamheid beter
en zullen de onderhoudskosten geringer zijn.
Ook een analyse van de milieu-effecten leidt tot een
verrassende conclusie. Omdat er minder beton
nodig is met een hoger cementgehalte blijft de
totale hoeveelheid gebuikte cement ongeveer gelijk.
De besparing op de hoeveelheid toeslag is echter
ongeveer 30%. Uiteindelijk bleek de sterkte van het
beton maar een onderdeel te zijn van een uitge-
breider pakket aantrekkelijke voordelen. De snellere
verharding en de betere duurzaamheid zijn mis-
schien nog wel belangrijker. Zich dit realiserend
begon men vaak over 'hoogwaardig' beton te
spreken in plaats van over 'hogesterktebeton'.
Zelfverdichtend beton
De ARBO omstandigheden op de bouwplaats en in
de fabriek beginnen terecht steeds meer aandacht
te krijgen. Een groot nadeel van traditioneel beton
is dat het mechanisch verdicht moet worden. Het
verdichten is een onaangename bezigheid. Het vast-
houden van de trilnaald kan tot bloedcirculatie
storingen leiden ('dode vingers'). Bovendien is de
met het verdichten gepaard gaande geluidsoverlast
vaak enorm. Ook hier bleek een kleine ingreep in
de samenstelling van het beton tot een enorme ver-
betering te leiden. Het idee is betrekkelijk simpel.
Men voegt iets meer bindmiddel toe dan nodig is
voor het goed functioneren van het beton in de
verharde fase. Door dit beetje extra cementpasta
ontstaan dunne laagjes smeermiddel om elke korrel
heen waardoor de korrels gaan 'zweven' (fig. 4).
De inwendige wrijving tijdens het vloeien van het
beton wordt nog verder gereduceerd door de aan-
wezigheid van vliegas of kalksteenmeel als extra
component. Deze stoffen hebben een korreldiameter
die qua orde van grootte goed past tussen fijn zand
en cement. Er ontstaat zo een driefasen korrel-
pakket met grote dichtheid (fig. 5). Door het goed
afstemmen van de korrelgrootten op elkaar en de
aanwezigheid van dunne smeerlaagjes schuiven en
rollen de korrels gemakkelijk over en langs elkaar
waardoor het materiaal zeer vloeibaar wordt.
Omdat deze laagjes zeer dun zijn hebben zij op de
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 7
3 |Stic htse brug: eerste
voor gespannen brug uit
hoge sterkte beton in
Europa
4 | 'Zwevende ko rrels' in
ze lfverdichtend beton
eigenschappen van het verharde beton nauwelijks
invloed. Door het dichte korrelpakket zal de sterkte
bovendien automatisch relatief hoog zijn. Dit ver-
klaart dat een hoge sterkte en een goede verwerk-
baarheid goed samen gaan.
De Japanse methode, die zich alleen richt op het
realiseren van een hoge verwerkbaarheid, geeft
als resultaat een kubusdruksterkte in de orde van
60-70N/mm
2. De eigenschappen van de grenslaag-
jes zijn natuurlijk wel van belang. De combinatie
van superplastificeerder en beton speelt een
belangrijke rol. Zijn de grenslaagjes iets te dik en te
weinig viskeus, dan zullen de grotere korrels naar
onderen zakken en zal ontmenging optreden.
Zijn de laagjes iets te dun en is de viscositeit te
hoog, dan wordt het mengsel plakkerig. De mengsels
zijn daarom betrekkelijk gevoelig voor kleine ver-
schillen in de eigenschappen van de samenstel- lende componenten. Het geven van een recept voor
zelfverdichtend beton is nog onvoldoende, omdat
bij de aanvoer van nieuwe grondstoffen steeds
opnieuw toetsing van de verwerkbaarheid en bij-
sturing van de samenstelling nodig is.
Het is daarom niet verbazend dat toepassing van
zelfverdichtend beton zich momenteel vooral in de
prefabindustrie snel ontwikkelt. De omstandigheden
in de fabriek zijn relatief constant en handelingen
zijn repeterend. Doordat de randvoorwaarden zich
nauwelijks wijzigen en verwerkbaarheidscontrole
zich tot routine ontwikkeld heeft, is de gevoeligheid
van de mengsels geen probleem. De voordelen van
zelfverdichtend beton voor de prefabindustrie zijn
duidelijk. Een interessante analyse hiervan werd
gegeven door Dekkers [1
]. Hij toonde aan dat
een significante verbeteringen van de ARBO-
omstandigheden wordt verkregen met betrekking
tot de overlast door geluid, trillingen en stof.
Maar niet alleen de werkomstandigheden worden
beter, ook de kosten worden lager. Weliswaar is het
materiaal zelfverdichtend beton iets duurder door
de extra kosten voor plastificeerders en vulstoffen,
maar hier staan aanzienlijke kostenreducties tegen-
over:
? afname van het energiegebruik;
?a fname van het ziekteverzuim;
?a fname van de kosten voor het onderhoud (tril-
motoren, mallen);
? efficiëntere maltechniek (lichtere mallen, een-
voudigere verbindingen, snellere op- en afbouw);
? langere levensduur van de mallen;
? efficiënter werken (afwerken verhard beton is nauwelijks nodig, nauwelijks grindnesten en
luchtbellen).
Wanneer daarbij nog bedacht wordt dat de vorm-
vrijheid door het zelfverdichtende beton groter wordt
waardoor nieuwsoortige en fraaiere producten
mogelijk zijn dan is duidelijk dat zelfverdichtend
beton een belangrijke doorbraak kan betekenen.
Ook voor de bouwplaats is zelfverdichtend beton
een aantrekkelijk materiaal. De geluidsoverlast voor
de omgeving is kleiner, waardoor de acceptatie door
de omwonenden vooral in stedelijke omgeving
minder problematisch wordt. 's-Nachts storten is
een haalbare optie. Omdat verdichten niet meer
nodig is kan efficiënter en met inzet van minder
personen worden gewerkt. Op de bouwplaats zal
men daarentegen met sterk wisselende omstandig-
heden te maken krijgen. Bovendien maakt het voor
de keuze van de optimale mengselsamenstelling
nogal uit of men bijvoorbeeld een hoge wand met
veel wapening moet storten of een vloer met grote
oppervlakte en weinig wapening. Deze kennis
wordt momenteel nog ontwikkeld. Het stabieler en
ongevoeliger maken van zelfverdichtende mengsels
is de belangrijkste research opgave op dit gebied.
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 8
R2 R1
5 |Schematische voorstelling
v an driecomponenten
korre lskelet
6 |Storten v an zelfverdich-
tend beton van een wand
in de Koningstunnel in
Den Haag
7 | Storten v an een deel van
een betonnen boog in
ze lfverdichtend beton
Beton met ultra hoge sterkte
Bekijkt men de theorie van de korrelpakking (fig. 2),
in combinatie met de functie van het bindmiddel,
dan kan men zich de vraag stellen wat de hoogst
bereikbare sterkte is. Een aantal belangrijke stappen
is de volgende:
? verbeter de homogeniteit van het materiaal door
verkleining van de korrelgrootte. Met het weglaten
van grotere korrels neemt de spanningsvariatie
in het verharde materiaal af, waardoor het beroep
dat op de kwaliteit van de interface, normaal de
zwakste schakel, wordt gedaan afneemt.
? Voer de pakkingsdichtheid op door nog sterker het optimale driefasen materiaal als uitgangspunt
te nemen. Fig. 8 toont de hierbij behorende
'getrapte' zeefkrommen die ten opzichte van
traditioneel beton sterk naar links (het gebied
van de kleinere korrels) zijn verschoven.
? Voeg zo weinig mogelijk water toe. Dit lijkt
merkwaardig omdat dit advies diametraal lijkt te
staan ten opzichte van de klassieke manier van
denken. In het verleden was het steeds zo dat
voldoende water werd toegevoegd om al het cement
(de duurste component) te laten hydrateren.
Het resterende water was nodig om het beton
voldoende verwerkbaar te maken. Een nauwelijks
onderkend probleem was daarbij dat door het
onvermijdelijke uitdrogen van het beton micro-
scheuren ontstaan die de functie van het bind-
middel ondermijnen. De nieuwe benadering is
daarom juist omgekeerd: zorg dat al het water
door de hydratatie wordt omgezet in de te
vormen cementsteen. Het overblijvende cement
werkt als fractie in het meerfasen korrelpakket
om een nog grotere pakkingsdichtheid van het
dragende skelet te verkrijgen. De verwerkbaarheid
wordt opgelost door toepassing van geschikte
superplastificeerders.
? Voeg staalvezels toe om het materiaal niet alleen
sterk maar ook taai te maken.
Het is logisch dat dit soort mengsels veel cement
vragen. Gedacht moet hierbij worden aan meer dan
800 kg/m
3cement, meer dan 200kg/m 3silicafume
en minstens 100kg/m 3staalvezels. Bij aanhouden
van een maximum korreldiameter tussen 0 ,5 en 8mm
kunnen hiermee sterkten bereikt worden tussen
200 en 250 N/mm
2. Met een extra warmtebehande-
ling kunnen deze sterkten tot 300-350N/mm 2
oplopen.
Het verkregen materiaal bevindt zich qua eigen-
schappen tussen staal en klassiek beton in. Het meest
bekende proefproject dat tot nu toe is uitgevoerd is
de voetgangers/fietsersbrug in Sherbrook, Canada.
Interessante toepassingen zijn echter ook viaduct-
liggers, slijtlagen op bruggen, sluisdeuren. Foto 9
toont geprefabriceerde liggers die alleen enkele voorspanstrengen bevatten: andere wapening is
door de aanwezigheid van vezels overbodig. Dat het
materiaal ondanks de relatief hoge kosten interes-
sante mogelijkheden biedt, werd aangetoond door
studenten [2
,3 ] die in hun afstudeerwerk de
mogelijkheid onderzochten om beton B 200voor de
schuiven van de Oosterschelde toe te passen. De in
zeer hogesterktebeton ontworpen schuif (fig. 10)
was nauwelijks zwaarder dan de bestaande stalen
schuiven, die echter veel onderhoud vragen. Gezien
de verwachte duurzaamheid van beton B200 zijn de
onderhoudskosten voor deze schuiven veel lager,
zodat een betonnen deur uiteindelijk goedkoper
zou zijn geweest.
Zelfverdichtend vezelbeton
Het ligt voor de hand om de gunstige eigenschappen,
die in de voorgaande voorbeelden steeds voor
aparte betonmengsels werden verkregen, in één
mengsel te combineren. Zelfverdichtend vezel-
beton is daarvan een mooi voorbeeld. Vroegere
ervaringen toonden aan dat de toevoeging van
vezels de verwerkbaarheid snel doet afnemen.
Met de kennis van zelfverdichtend beton in het
achterhoofd zijn echter nieuwe opties mogelijk.
Belangrijk is hier weer om eerst over de opbouw
van de mengsels na te denken. Vezels verstoren de
samenhang in het korrelpakket. Studies naar de
pakking van toeslag met staalvezels laten zien dat
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 9
0
20 40
60
80
100
percentage0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100
korreldiameter [mm]
RPC 800
RPC 200
normaal beton CB
A 8 | 'Getrapte' zeefkromme
voor beto n met zeer
hoge sterkte (> B200)
9 | Liggers uit B-200
het voor zand (0? 4mm) alleen weinig uitm aakt
welk type staalvezel (tussen de 30en de 60 mm)
toegepast wordt. Wanneer hetzelfde experiment
met grind (4-16 mm) en staalvezels uitgevoerd
wordt, daalt de pakkingsdichtheid bij toename van
de hoeveelheid vezels. Hoe groter de lengte ? dikte
verhouding van de vezels is, des te lager wordt de
pakkingsdichtheid.
Ook de vorm van de vezels is van belang. Om de
maximale pakkingsdichtheid voor een bepaalde
soort en hoeveelheid vezels te bereiken moet men
het aandeel van het zand in de toeslag verhogen.
Grünewald [4,5] toonde aan dat zelfs bij 120 kg/m
3
nog zelfverdichtende mengsels mogelijk zijn. Niet
alleen dit feit is verrassend, ook de uitstekende
mechanische eigenschappen van zelfverdichtend
vezelbeton spreken tot de verbeelding. In fig. 11
wordt een aantal last-doorbuigingsdiagrammen
voor balkjes uit vezelbeton weergegeven, die op
driepuntsbuiging waren beproefd.
De gestippelde lijnen geven de resultaten weer van
6 testen op balkjes uit conventioneel beton B65.
Het beton bevatte 60kg/m
3staalvezels (Dramix
80/60 BP). Wat vooral opvalt is de aanzienlijke
spreiding van de resultaten. De getrokken lijn is
voor een zelfverdichtende vezelbeton, gemaakt met
dezelfde uitgangspunten (B 65, rond riviergrindmet maximum korreldiameter
16mm, en voorzien
van dezelfde hoeveelheid vezels van hetzelfde type).
De testen werden uitgevoerd op dezelfde machine
en op dezelfde wijze. Niet alleen de sterkte van het
zelfverdichtende vezelbeton is veel hoger, ook de
spreiding in de resultaten is veel kleiner. Dit
betekent dat de uitgangspunten voor een ontwerp
(waarbij meestal van de 5% ondergrens wordt uit-
gegaan) voor het zelfverdichtende vezelbeton
beduidend beter zijn dan voor het conventionele
vezelbeton.
In het gebied tussen B 100en B200 kan zelfverdich-
tend vezelbeton een interessant alternatief vormen
voor het beton met zeer hoge sterkte (>B 200).
Aan de TU Delft werd geëxperimenteerd met zelf-
verdichtend vezelbeton met een gemiddelde 28-daagse
sterkte van 120 N/mm
2[6 ]. Hierbij werd een
mengsel ontwikkeld met 358kg/m 3CEM I 52,5 R,
555 kg/m 3CEM III/A 52,5, 61kg/m 3silicafume en
125 kg/m 3rechte staalvezels 13/0,16. De sterkte na
12 uur was 75 N/mm 2. Door de vroege hoge sterkte
is het mengsel voor de prefabindustrie zeer interes-
sant. In samenwerking met een prefabbedrijf werden
damwanden uit dit mengsel geproduceerd (foto 12).
De prijs van dit mengsel werd vastgesteld op 444
Euro per m
3. Hierbij moet worden aangetekend dat
de helft van de kosten door de speciaal vervaardigde
staalvezels werd veroorzaakt. De prijs van dit
zelfverdichtende vezelbeton is ongeveer 4 maal zo
hoog als die van een conventionele beton B 65, doch
hier staat tegenover dat de doorsnede van de
wanden ook maar 25 % is van die van het alternatief
uit B65 [7]. Per element is de prijs dus hetzelfde.
Daarbij komt echter de besparing aan de kosten
voor transport en het gemakkelijker hanteren van
de elementen op de bouwplaats. Als eventueel op
serieproductie zou worden overgegaan zou de prijs
(vezels) nog significant kunnen dalen, waarmee
aangetoond is dat het hier gaat om een interessante
nieuwe ontwikkeling.
Bijzondere voorbeelden van beton op
maat
Spelen met korrels loopt steeds als een rode draad
door het ontwikkelen van nieuwe betonmengsels.
Een interessant voorbeeld is de ontwikkeling van
een zuur-resistente beton aan de TU Berlijn [ 8]. De
opgave was hierbij een beton te ontwikkelen met
een hoge chemische en fysische weerstand voor
toepassing in de hoogste koeltoren ter wereld met
een hoogte van 200m te bouwen in Niederaussem,
ten westen van Keulen. Een beschermende laag aan
de binnenzijde van de koeltoren, tegen de inwerking
van zuren uit het koeltorencondensaat, was niet
gewenst omdat men vreesde voor de kwaliteit hier-
van op termijn. De te gebruiken beton moest de
dichtst mogelijke korrelpakking krijgen, tot op het
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 10
10 |Ontwe rp betonnen
schuif in B200 voor de
Stormvlo edkering
Oosterschelde [2]
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 doorbuiging [mm]0
10 20 30
40
50
60
belasting [kN]
co
nv en tioneel
zelfverdichtend
11 | Last ? doorbuigingsrela-
ties voor conventioneel
en zelfverdichtend
ve zelbeton (B65 met
60 kg/m
3staalvezels
niveau van het bindmiddel. Daarnaast werd een
maximale bestendigheid van de bindmiddelmatrix
tegen het indringen van chloriden, water en gassen
gevraagd. Dit mocht echter anderzijds ook weer
niet leiden tot een zeer hoge treksterkte omdat dan
weer onevenredig veel wapening nodig zou zijn
voor de beperking van de scheurwijdten. In dit geval
werd zowel met betrekking tot de toeslag als tot het
bindmiddel de ideale korrelverdeling nagestreefd.
Om het 'gat' tussen bindmiddel en toeslag te over-
bruggen werd gebruik gemaakt van holle micro-
kogeltjes uit kunststof (foto 13).
Hierdoor werden twee doelen gelijktijdig bereikt.
Enerzijds werd een zeer hoge dichtheid verkregen,
anderzijds werd de treksterkte van het materiaal
door de microkogeltjes, (die wel vullen maar niet
hechten) met 40% gereduceerd.
Een ander interessant idee werd onlangs voor-
gesteld door de Japanse onderzoekers Noguchi en
Tamura [9]. Het idee werd geïnspireerd uit de
observatie dat het recyclen van beton steeds leidt tot
laagwaardiger toepassingen. Na een beperkt aantal
cycli komt het gerecyclede materiaal nog slechts in aanmerking als funderingsmateriaal in de wegen-
bouw. Om na recyclen een zo hoogwaardig moge-
lijk materiaal over te houden, werd voorgesteld de
oppervlakte van de toeslag te coaten. Er zijn twee
mogelijkheden:
?
een chemische behandeling op basis van een
minerale olie. Hierdoor worden minder cement-
hydraten op het oppervlak van de toeslag afgezet.
De aanhechting tussen bindmiddel en toeslag
wordt hierdoor verzwakt, waardoor het recyclen
gemakkelijker wordt;
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 11
12 |Geprefabriceerd
damwandelement uit
zelfverdichtend beton
B120 [7]
14 | Lichtbetonkorrel na
omhulling met cement-
lijm (Müller, [10])
?een fysische behandeling met een emulsie, die
stabiel is in vers beton. Hierdoor wordt het
oppervlak van de toeslag gladder, waardoor bind-
middel en toeslag minder goed aan elkaar hechten.
Het recyclen wordt hierdoor vergemakkelijkt.
Natuurlijk neemt de sterkte van het beton af door
het behandelen van de oppervlakte van de toeslag
(ongeveer 20%). Door een goede korrelpakking te
realiseren kan toch een voldoende sterkte worden
gerealiseerd. Bij het recyclen kan de toeslag vrijwel
ongeschonden worden teruggewonnen, wat een
nieuwe toepassing op vrijwel hetzelfde niveau
mogelijk maakt.
Het idee van het behandelen van het oppervlak van
de toeslagkorrels om de gewenste eigenschappen te
realiseren wordt ook gehanteerd in een heel ander
opzicht: het maken van zelverdichtend lichtbeton.
Zoals eerder aangetoond, is zelfverdichtend beton
zeer gevoelig voor kleine veranderingen in de
samenstelling. Iets meer of minder water brengt de
zelfverdichtbaarheid in gevaar. Dat zou betekenen
dat de fabricage van zelfverdichtend lichtbeton een
onhaalbare opgave is omdat de lichtbetonkorrels
poreus zijn, zodat na het mengen een ongecon-
troleerde en ongewenste uitwisseling van water
tussen de korrels en hun omgeving kan plaats-
vinden. Door Müller [ 10, 11] werd aangegeven hoe
dit kan worden opgelost. Een speciale techniek werd
ontwikkeld voor het omhullen van de zuigende toe-
slag met een dunne cementgebonden oppervlakte-
laag. Fig. 14laat een omhulde Liapor toeslagkorrel
zien, waar de omhullende laag aan het kleurver- schil in de doorsnede goed herkenbaar is. De dikte
van
de laag is gemiddeld 0,25- 0,35 mm. Uit proeven
blijkt dat deze laag tot een significante verandering
van het wateropnamevermogen leidt. Door deze
maatregel gedragen zelfverdichtende lichtbeton-
mengsels zich net zo goed als zelfverdichtende
mengsels uit normaal beton.
Groen beton
Milieu-aspecten worden steeds belangrijker. De
impact van beton op de omgeving is dan ook iets
waar steeds meer over nagedacht wordt. In
Denemarken bestaat het 'Centre for Green Concrete'.
De uitdrukking 'green concrete' (groen beton) heeft
hier een andere betekenis dan vroeger. Toen stond
'groen' voor 'pas gestort', nu heeft het de betekenis
van 'milieuvriendelijk'. Dit centrum is voortge-
komen uit de wens de milieu-effecten van beton op
de omgeving te minimaliseren. Dit betekent onder
andere het gebruik van zo weinig mogelijk klinker
in beton, het gebruik van 'groene' typen cement en
bindmiddel en het zinvol inzetten van reststoffen.
Tot nu toe heeft onze kennis van het optimaliseren
van de pakkingsdichtheid van de toeslag steeds
geïnspireerd tot het ontwikkelen van beton met
steeds hogere sterkte. Daarbij is een heel zinvolle
opgave uit het oog verloren en wel het m ilieuvrien-
delijker samenstellen van bulkbeton met behoud
van sterkte en duurzaamheid. Hierdoor kan een
niet onbelangrijke bijdrage worden geleverd aan
het reduceren van de CO
2emissie. Tabel 1 geeft een
overzicht van vijf mengsels met een sterk gere-
duceerde hoeveelheid bindmiddel. Uit de tabel
Architectuur & ontwerp
Materi alen
cement 2002 4 12
Ta b e l 1 | Mengselsamenstellingen voor 'groen' beton [12]
Mengsel Type 50% VA + 10% OS 17% verbrand slib Betonslurry 100% gemalen baksteen 30% VA uit verbrandingsovens
Cement kg/m 3 90 137 141 267191
VA kg / m 3 1281552 - -
SF kg/m 3 141010 - -
SP kg/m 3 1,1 3,2- 1,8 1,8
Eq. wcf 0,66 0,78 0,77 0,77 0,69
Druksterkte N/mm 2 26 21 23 29 28
13 | To e p a s sing van holle
kunststofkogeltjes te
ve rkrijging van een
zeer dichte beton met
te gelijkertijd beperkte
treksterkte (Hüttl,
Hillemeier [8])
Reacties