Betonkanovereniging Koers -UTTechnische Hogeschool Eindhoven, afdelingBouwkundeBetonkano's - onderzoek enbouwN/mm214-12 10.010cement:houtskoolverhouding1.51Relatie tussen druksterkte vanhoutskoolbeton encement-houtskoolverhoudingN/mm21412.012108642.2 cernent-, toeslag2 verhouding3.02Relatie tussen druksterkte van lichtbeton encement-toeslagverhoudingCement XXXII (1980) nr. 6Op 24 mei j.1. nam de BetonkanoverenigingKoers-UT met drie kano's deel aan de vierdeinternationale Betonkanorace te Zwolle. Dezevereniging bestaat voornamelijk uit studen-ten van Koers en Uitvoeringstechniek, studie-verenigingen van de afdeling der Bouwkundeaan de Technische Hogeschool Eindhoven,bijgestaan door ir. J. Siebelink.Gezien het gestelde doel ook dit jaar weer hetgewicht van de betonkano's te halveren (tervergelijking 1977: 270 kg, 1978: 130 kg, 1979:66 kg), bleek het noodzakelijk onderzoek teverrichten. De doelstelling van dit onderzoekwas een betonsamenstelling te verkrijgen, dieaan de volgende voorwaarden zou voldoen:voldoende sterkte;geringe soortelijke massa;goede verwerkbaarheid;redelijke waterdichtheid.Daar bij beton niet alleen despeciesamenstel-ling van belang is maar ook de te gebruikenwapening, is daar eveneens, aandacht aanbesteed. De wapening dient aan de volgendeeisen te voldoen:- voldoende sterkte;geri ng gewichtper vierkante meter;- een zo groot mogelijke vervormbaarheid.ProefstukkenOm zoveel mogelijk aan de primaire doelstel-ling, namelijk de gewichtsreductie tegemoette komen, zijn een zevental lichte toeslaqstof-fen, een drietal kant-en-klaar mortels, alsme-de latexcement, een viertalluchtbelvormers,plastificeerders en verscheidene soorten wa-pening in combinatie met elkaar onderzocht.Van deze combinaties werden proefstukkengemaakt (afm. 100 x 200 mm), waardoor hetmogelijk was verwerkbaarheid, wanddikte,structuur, gewicht per vierkante meter ensterkte te bepalen en waar nodig te verbete-ren. Om de sterkte nauwkeuriger te kunnenvaststellen, werden van de betonsamenstel-lingen cilinders gemaakt, die naderhand opdruksterkte onderzocht zijn.Resultaten van het onderzoekDe opzet van het onderzoek was van dien aarddat niet getracht is exacte en gedetailleerdeconclusies te trekken, doch slechts indicatie-ve regels te geven, die voor de bouw vanbetonkano's van belang zijn.352ZaagmeelZaagmeel bezit twee eigenschappen die detoepassing als licht toeslagmateriaal in hetbeton onmogelijk maakt, namelijk het zwel-len/krimpen en het afscheiden van suikerswaardoor de cementverharding verhinderdwordt.HoutskoolDoor middel van het verbranden van het zaag-meel kunnen de nadelige eigenschappenge?limineerd worden. Deze negatieve eigen-schappen zijn echter ook in houtskool afwe-zig, zodat het gebruik van houtskool voor dehand ligt. Door het stampen (later: fijnmalen)Van de houtskoolblokken kon een korrelver-deling verkregen worden met een maximalekorreldiametervan 1 mmoIn figuur 1 is het verband aangegeven tussende druksterkte van het houtskoolbeton en decement-houtskoolverhouding. Daar eendruksterkte van ca. 10 N/mm2 voldoendemoet zijn, is gekozen voor een cement-houtskoolverhouding van 2:1, mede gezienuit het oogpunt dat een plastificeerder dewater-cementfactor omlaag brengt en desterkte enigszins zal toenemen.Voordelen van houtskool?ement zijn:- geheel nieuw in de betonkanogeschiede-nis (ook de kleur: zwart-grijs);- voldoende sterkte bij een goede verhou-ding;lage soortelijke massa (ca. 1250kg/m3 ) ;de treksterkte is hoger dan bij normaal be-ton;- geringe wateropzuiging: na ??n weekonder water gelegen te hebben was hetgewicht slechts met 5% toegenomen;na zeven maanden was nog geen achteruit-gang in de eigenschappen te constateren.Nadelen zijn:- het houtskool moet gestampt/gemalenworden;- verwerkbaarheid;zeer hoge water-cementtactor, veroor-zaakt door de zuigende werking van hethoutskoolGelite en John Manville FiltercelDeze twee toeslagstoffen geven een accepta-bele druksterkte van het beton te zien die infiguur 2 is uitgezet tegen de cement-toeslagverhouding.randstaaf 6dwarsstaaf 4verstijvingsribbenwapenmgsgaasranddetail4Randdetail van kano 13Constructieprincipe van kano 1(lichtbeton +gevlochten gaas)5Constructieprincipe van kano 2, metverstijvingsribben van polystyreenHetsoortelijkgewichtvan demortel iserg laag(1000 - 1500 kg/m3 ) maar er ontstaan behoor-lijkekrimpscheuren. Deze kunnen door eenlage water-cementfactor en door goed nat-houden van de proefstukken veelal wordenvoorkomen. Maakt men gebruik van cement,zand en Celite (verhouding 3:1:1, in ge-wichtsdelen) dan kan de sterkte oplopen totca. 18 N/mm 2; het probleem met de krimp-scheu ren blijft echter de nodige aandachtver-gen.Overige samenstellingenProefstukken vervaardigd met de toeslagstof-fen Agral en Liapor, de kant-en-klaar mortelsBearnix Fix Star en Bearnix 'Betonspecie',alsmede Elc?-Iatexcement gaven redelijke totzeer hoge druksterkten (8-33 N/mm 2). Het ge-wicht per m2varieerde echter tussen de 12 en16 kg, hetgeen beslist te hoog geacht moetworden. Van de bij dit onderzoek betrokkenwapeningstypen bleken alleen het gevloch-6Inrollen \ glasvezels bij kano 2ten gaas 00,6 #1/5" en 0 0,9#1/4" en deglasvezelmatten te voldoen. De overige va-rianten voldoen niet (nylongaas 50 g/m2 enstrovezels: te weinig sterkte; gepuntlast gaas00,5#1/2": maaswijdte te groot, glasve-zelsnippers: slechte verwerkbaarheid).Bouw van de drie kano'sDe materiaalsamenstellingen en de construc-ties van de drie kano's, waarvan de bouw mo-gelijk gemaakt werd door Beatrix Betonmor-telfabriek BV te Eindhoven, Hurks Betoncon-structies BV te Veldhoven en Forton Glasbe-ton BV te Klundert, zien er als volgt uit:Kano 1Als wapening voor deze betonkano werd ge-bruikgemaakt van gevlochten gaas metdraaddiameter 0,9 mm en maaswijdte 1/4".Nadat het gaas over de met plasticfolie be-kleedde mal gespannen was, werd het meteen betonmortel bestaande uit 7 gewichtsde-len portlandcement klasse A, 21 delen zand(gradering volgens de Fuller-kromme) 1,0-0,075 mm, 1 deel Celite 535 en 1 deel JohnManville Filtercel. Tevens werd een plastltl-ceerder toegevoegd, waardoor de wcf op 0,45gehouden kon worden.Omdat bij de constructie werd afgezien vaneen dek (gewichtsbesparing) was het ter ver-vanging hiervan noodzakelijk een frame vanbetonstaal aan te brengen.Dit frame is opgebouwd uit een doorlopendestaaf over de rand; waartussen een zestal sta-ven gelast zijn (fig. 3). Deze dwarsstaven voor-komen het uitklappen van de kano; de trek- endrukkrachten in de staven zullen gelijkmatigover de wanden van de kano verdeeld worden.Het gaas is over de randstaaf gebogen endaarna afgesmeerd met betonmortel (fig. 4).Kano 2Bij het onderzoek naar de bouw van een be-tonkano is niet alleen gebruik gemaakt vaneigen resultaten, doch is ook geprobeerdknow-how van het bedrijfsleven aan te wen-den. Dit uitgangspunt leidde tot de bouw vaneen kano van polymeer gemodificeerd glasve-zelversterkt cement {P)GVC, waarover in Ce-ment 1980 nr. 3 een uitgebreid artikel is gepu-bliceerd.De wanddikte van deze betonkano is ca. 3mm., terwijl over de gehele lengte een zestal indwarsrichting geplaatste verstijvingsribben(afm. 20 x 40 mm) van polystyreenschuim zijnopgenomen (fig. 5). Op deze verstijvinqsrib-ben is een 2 mm dikke laag (P) GVCgespoten.Ten behoeve van de zitplaatsen is een goedpassende kunststofschuim-plaat aange-bracht, die tevens als drukverdelende laagfungeert (foto 6).Kano 3Deze kano is gemaakt van houtskoolcementen gewapend met glasvezelmatten met eenopen structuur (200 g/m2) . Voor de bouw isgebruik gemaakt van dezelfde mal als voorkano 2.In dit artikel moge zijn aangetoond, dat hetbouwen van betonkano's meer behelst danhet smeren van een laag beton op een mal endat de mogelijkheden van het bindmiddel ce-ment wellicht groter zijn dan de organisatorenvan de races enige jaren geleden dachten.Cement XXXII (1980) nr. 6 353