? ? materialen ? duurzaamheiding.I.Dekker, ENCI Betononderzoeking. R.Albers, ENCI Technische VoorlichtingBegin '96 startte de Nederlandsecementindustrie met de productie van een nieuw hoog-ovencement. Het wordt geproduceerd bij cementfabriek Rozenburg en staat bekend alshoogovencement 52,5. Bijzonder is dat het de voordelen van hoogovencement koppeltaan de voordelen van snel verhardend portlandcement. Uit een marktonderzoek 1993bleek dat met name fabrikanten van betonproducten behoefte hebben aan een snelver-hardend hoogovencement, want hoogovencementbeton heeft op het gebied van duur-zaamheid een goede naam. De dichte structuur van de cementsteen biedt weerstand te-gen de aantasting door sulfaten, de alkali-silicareactie en wapeningscorrosie.Ook delichte, egale kleur is voor veel fabrikanten van betonproducten een voordeel.EENNIEUWHOOGOVENCEMENTVOORDEBETONPRODUCTENINDUSTRIEIn verband met de duurzaamheid wordthoogovencement 52,5 toegepast in de ele-menten van de tweede Heinenoordtunnel,Nederlands eerste boortunnel54Vanwege de trage sterkte-ontwikkeling washet voor de betonproductenindustrie zeldenaantrekkelijk om hoogovencement te ge-brulken. Als betonproducten in een 24-uurscyclus worden gemaakt, moeten ze na circa16 uurvoldoende sterkte hebben om te kun-nen entkisten eneventueel voorte spannen.Op dat moment moet bijvoorbeeld een druk-sterkte zijn bereikt van 30 Njmm2? De gang-bare hoogovencementen halen dit niet. Eenportlandcement uit de 42,5 of 52,5 klassewel, maar dit cement :is qua duurzaamheidvoor bepaalde toepassingen niet optimaal.Dankzij haar ervaring met het producerenvan hoogovencement slaagde de Neder-landse cementindustrie erin een hoogoven-cement te ontwikkelen met de hoge aan-vangssterkte van een portlandcement.HoogovencementDe aanvangssterkte van hoogovencementwordt grotendeels bepaald door hetslakge-halte, de fijnheid van hetcement en de kwali-teit van de grondstoffen, slak en klinker.FijnheidOmdat cementfabriek Rozenburg beschiktover een moderne windzeef is het mogelijkzeer fijn cement te maken. Een windzeefscheidt de grove fractie van de fijne met be-hulp van lucht. Het fijngemalen materiaaldatde cementmolen verlaat, gaateerst naarde windzeef. Daar worden de fijne deeltjes(het cement) door de luchtstroom meege-nomen. De grove fractie valt omlaag enwordt opnieuw in de molen gebracht.De scheidingtussen grof en fijn is in de prak-tijk geen scherpe grens, maar meer eenscheidingsgebled. Deeltjes die al fijn ge-noeg zijn, kunnen toch in de grove fractie te-rechtkomen.ln moderne windzeeftypes isde stromingvan de luchtten opzichte van decementstroom zodanig geoptimaliseerd,dat een scherpere scheiding tussen fijn engrof wordt gerealiseerd. Dat maakt het een-voudiger om een zeer grote fijnheid te berei-ken en biedt dus betere mogelijkheden voorhet maken van een hoogovencement meteen zeer hoge aanvangssterkte.SlakDe slak die voor dit nieuwe cement wordt ge-bruikt, is afkomstig van Hoogovens IJmui-den. Hoogovenslak is een bijproduct van deruwijzerproductie. Deslak uit IJmuiden heefteen hoog aluminiumgehaltein vergelijkingmetandere hoogovenslakken, wat heel gun-stig is voor de beginsterkte-ontwikkeling.EisenpakketHoogovencement 52,5 is specifiek bedoeldvoor fabrikanten van voorgespannen beton-elementen, die in een 24-uurs cyclus werkenen het jonge beton verwarmen voor eensnellere sterkte-ontwikkeling. Nadat uitmarktanalyse was gebleken dat dit markt-segment voldoende groot is, werd als eerstestap in het ontwikkelingsproces een pakketvan eisen opgesteld voor het nieuwe ce-ment, afgestemd op de wensen van ditmarktsegment.Om voldoende aanvangssterkte te hebben,werken fabrikanten van voorgespannen be-tonelementen met portlandcement (CEM ICEMENT1996/12laag is. De verwerkbaarheid wordt vr?wel al-t?d op niveau gebracht met een superplasti-ficeerder. Daarom isin het onderzoek geke-ken of betonspecie gemaakt met hoogoven-cementCEM lil/A 52,5 op dezelfde manierreageert op een superplastificeerder als be-tonspecie dat gemaakt is met een portland-cement CEM I 42,5 R. Dat bleek zo te zijn.Sterkte-ontwikkeling8? de sterkte-ontwikkeling van beton methoogovencement 52,5 speelt de verhar-dingstemperatuur een grote rol, Deb? demethode gewogen rjpheld gebruikte C-waarde ligt voor hoogovencementen hoger14 16 18 uur 28 dagenIID 10 graden 11140I8070106050 f-----------------.5403020ovormt daarmee een goed compromis tussenduurzaamheid en aanvangssterkte.Het ce-ment is gecertificeerd als hoogovencementCEM lil/A 52,5.EigenschappenENCI onderzocht gedrag van beton datmet dit cement gemaakt is. Daarbf is geke-ken naar de verwerkbaarheid, sterkte-ont-wikkeling, kleur en duurzaamheid.VerwerkbaarheidDe betonproductenindustre maakt door-gaansbeton meteen lage water-cementfac-tor. Dat betekent dat het watergehalte ookfabel 1Cementen waarb? mag worden aangenomen dat schadel?ke alkali-silicareactie niet zal op-treden [1}De eerste eis waaraan het nieuwe cementmoet voldoen, is dat het in deze situatie eenvergelllkbare betondruksterkte geeft als be-ton gemaakt met portlandcement 42,5 R.Naast voldoende aanvangssterkte moetook de eindsterkte minimaal op hetzelfdeniveau liggen: de tweede eis.Daarbj is de volgende situatie als uitgangs-punt gekozen. wordt betonspecie ge~brulkt met een water-cementfactor van0,43. De betonspecie wordt verwarmd tot40'C. Veertien uur na het storten haalt menhet element uit de mal en moet het betondus voldoende sterkte hebben om voor tespannen.42,5 R of 52,5 R). Deaanvangssterkte vanhet nieuwe cement moet daarom minstensvergelilkbaar z?n met die van portlandce-ment42,5 R.Ook de werkwijze van de beton-elementenfabrikanten is van belang voor deeigenschappen van het nieuwe cement.Daarom is een inventarisatie van de werkw?-ze gemaakt.Als derde eismoet beton met het nieuwe ce-ment qua duurzaamheid en kleur meer bie-den dan beton metportlandcement. Dat be-tekent dat het slakgehalte van het nieuwecement hoog moet Z?n. Voor de kleurgeldt:hoe meer slak, hoe lichter en egaler de kleurvan het beton. Ook voor de duurzaamheidgeldt: hoe meer slak hoe beter. De cement-norm NEN 3550 geeft aan dat een hoog-ovencementmetmeer dan 65% slak een ho-ge bestandheid tegen sulfaten heeft. CUR-Aanbeveling 38 geeft voor de alkali-silicare-actie aan, aan welke eisen een cement moetvoldoen om het risico te verkleinen. Deze ei-sen staan in tabel L,Tegenstrijdige eisenDe beschreven eisen z?n tegenstrlldig. Hoemeer slak, hoe groter de duurzaamheid enhoe egaler de kleur, maar hoe lager de aan-vangesterkte. Eerst is geprobeerd aan de ei-sen te voldoen met een cement met meerdan 65% slak en een zeer f?ne maling. Hier-mee bleek nietaan de eis voor de aanvangs-sterkte van beton te worden voldaan.Uit naderonderzoek bleek een hoogovence-ment met57%slaken een zeer hoge funheid(een Blaine-waarde van 550 m2jkg) opti-maal te z?n. Dit cement voldoetjuist aan hetbeschreven aanvangssterkte-criterium enBetondruksterkte CEM I 42,5 R met wet 0,4380706050 t - - - - - - - - - - - - - . - -.5302010o14 16 uur 18 28I ID 10 1140IBetondruksterkte CEM lil/A 52,5 met wet 0,43CEMENT1996j12 55? ? materialen ? duurzaamheiddan voor portlandcementen. De C-waardegeeft aan hoeveel de sterkte-ontwikkelingreageert op de verhardlngstemperatuur,Hoe hoger het slakgehalte, hoger de C-waarde. Een hoge C-waarde betekent eenhoge temperatuurgevoeligheld. In dat gevalis verwarmen een zeer effectieve manier omde sterkte-ontwikkeling te versnellen.Zowel met het nieuwe hoogovencement52,5 als met portlandcement 42,5 R is be-ton gemaakt met een water-cementfactorvan Hiervan zijn kubussen gemaaktdie bij verschillende temperaturen zijn ver-hard. Zowel begin- als eindsterktes zijn ge-meten.ln figuur 1 en 2 is te zien, dat bij ver-warmen tot 40?C (het criterium), het hoog-ovencement 52,5 niet onderdoet voor port-landcement 42,5 R. De grotere tempera-tuurgevoeligheidkomt naar voren bij lagereverhardingsternperaturen . Bij 20?C en ookbij10?C blijft het hoogovencement achter bijportlandcement. Hoogovencement 52,5heeft duidelijk warmte nodig om wat betreftaanvangssterkte goed te kunnen presteren.60?C doet het nieuwe cement het goed.De eindsterkte van beton met hoogovence-ment 52,5 is hoog. Bij een water-cementfac-torvan 0,43 is beton metsterkteklasse B 65haalbaar! Eris ook onderzoek verricht naarde sterkte-ontwikkeling bij andere water-ce-mentfactoren [2].De voorgangers en het werk van AugustePerretPeterCollins, 'Splendeurdu B?ton', uitg. Ha-zan, Parijs, 1995, 17 x 25 cm, 576 blz., prijs/80,40De Fransman Auguste Perret leefde van1874 tot 1954. Hij was arcnitect/construc-teur,maar ook en vooral aannemer. Een klei-ne man meteen groot gevoel voor beton. Zijnnaam wordt vaak genoemd als het om durfgaat bij het bouwen in beton. Perret was inzijn tijd koploper met gewapend beton, vaar-dig en vernieuwend. Doorbouwend en ont-werpend tot zijn dood; in die tijd druk met dereconstructie van Le Havre.Perret heeft velen voor beton weten te win-nen. Hetwas bij hem datLe Corbusier hetge"wapend beton heeft leren kennen.In 1959 verscheen hetdoor PeterCollins ge-schreven Engelstalige boek Concrete. Ruim35 jaar later is de Franse vertaling/bewer-king verschenen, met de aansprekende titel'Splendeur du B?ton'.56KleurFoto 3 geeft een beeld van de kleur van be-ton gemaakt met CEM IIIjA 52,5. De platenop deze foto hebben afmetingen van 600 x300 x 75 mm3en zijn in hetlaboratorium ge-maakt. E?n dag na aanmaak zijn ze buitenopgesteld. De foto is gemaakt op het mo-ment dat de platen circa negen maandenoud zijn. Het gefotografeerde zichtvlak wasbij storten het ondervlak. Hoogovencement52,5 geeft in vergelijking met portlandce-ment een beton met een egale lichte kleur.Beton gemaakt met hoogovencementCEMf1f/A52,5 (links) en beton gemaakt metportlandcementCEM152,5 R(rechts) na ne-gen maanden expositieDrie delen kenmerken de inhoud:1. De ontdekking van een nieuw materiaal2. Het onderzoek naar een nieuwe architec-tuur (1ge en 20e eeuw)3. De bijdrage van Auguste Perret in vijf le-vensfasen: student, leerling, theoreticus,constructeur en meester'Het is in dit laatste hoofdstuk dat mede aan-dacht wordt geschonken aan de navolgersvan Perret.In 1924 (vijftigjaar oud) opende Perret eenatelier dat losstond van de Ecole des BeauxArts in Parijs. De jonge generatie kwam daarenthousiast naartoe. Perretwas in die tijd deenige Europese architect die een nieuwe ar-chitectuurvoorstond metmoderne materia-DuurzaamheidCementnorm NEN 3550 geeft aan dat eenhoogovencement met meer dan 65% slakeen hoge bestandheid tegen sulfaten bezit.Met een slakgehalte van 57% voldoet hoog-ovencement 52,5 niet aan dit criterium. Uiteigen onderzoek is inmiddels gebleken datde sulfaatbestandheid van beton met dit ce-ment beter is dan dan van beton met port-landcement. Op dit moment loopt er een on-afhankelijk onderzoekom ditte bevestigen.Om te voorkomen dat schadelijke alkali-sili-careactie in beton optreedt, worden in CUR-Aanbeveling 38 eisen gesteld aan het ce-ment. Bij een slakgehalte tussen 50 en 65%dient het NazO-equivalent kleiner dan 1,1%te zijn. Met een slakgehalte van 57% en eenNazO-equivalent van 0,7% voldoet CEM 11IjA52,5 aan deze eis. Bij gebruik van dit cementbehoeven dus geen extra maatregelen ge-nomen te worden ter voorkoming van scha-de door deze reactie.Literatuur1. CUR-Aanbeveling 38, Maatregelen omschade aan beton door de alkali-silicareac-tie (ASR) te voorkomen. CURGouda, 1995.2. ROBUR hoogovencement 52,5 CEM IIIjA52,5, Eigenschappen en prestaties. Uitgavevan ENCI NV - Technische Voorlichting.?len. Dit verklaart mede de veievoorbeeldenvan werken die door Perret's leerlingen zijnontworpen.Met het verschijnen van dit boek is een com-pleet beeld van de beroemde architect/con-structeur totstand gekomen. Splendeur duB?ton is een mooi, volumineus boek met576 pagina's. Alleen het aantal illustraties(uitsluitend zwart/wit) had groter mogenzijn.Zo blijft er altijd wat te wensen over, bijvoor-beeld de Nederlandse vertaling van ditwaardevolle boek.P.L.Spits?De in deze rubriek besproken boeken kun-nen worden uitgeleend door het Beton-infor-matiecentrum van de Vereniging Nederland-se Cementindustrie in 's-Hertogenbosch.Aanvragen bij voorkeur via de Beton-Info-Fax: (073) 640 12 84.CEMENT1996/12