W e t e n s c h a pDuur zaamheidcement 2002 1 87Er bestaan verschillende types na-behandelingen zoals het besproe-ien van het betonoppervlak metwater en het gebruik van natteabsorberende materialen zoalszand,stroenjute.Hetiseveneensmogelijk de bekisting enkeledagen te laten staan of het betonaf te dekken met kunststoffolie.Eenanderemethodeishetgebruikvan nabehandelingsproducten (cu-ring compounds). Deze produc-tenwordenophetbetonoppervlakgesproeid en vormen een film omhet verdampen van water te voor-komen of ten minste drastischte verminderen. Vroeger werdenhierbij enkel producten op basisvanoplosmiddelengebruikt,maarmeerrecentzijnproductenopwa-terbasis ontwikkeld. Hierbij werdvanzelfsprekend de vraag gesteldnaar hun doeltreffendheid.Sinds 1971 voorziet de Belgischenormalisatie in een simulatieme-thode (NBN B15-219), waarbij dedoeltreffendheid wordt gedefini-eerd als de verhouding van hetverschil in waterverlies van hetniet-behandelde en het behandel-de monster ten opzichte van hetwaterverlies van het niet-behan-delde monster. Het waterverliesvan deze monsters wordt bepaaldna 72 uur uitdroging onder infra-rood straling. De meeste bestek-ken schrijven een doeltreffend-heid van minimaal 80% voor.Erkendelaboratoriahebbenopba-sis van deze proefmethode jaren-lang doeltreffendheidscertificatenafgeleverd, die door de producen-tenalseencommercieelargumentwerden gebruikt. De certificatiezoals we nu kennen bestond toennog niet.Onlangs zijn er problemen ge-rezen bij de toepassing van dezeeerder delicate en ingewikkeldeproefmethode. Geleidelijk werdenmeer en meer ontoereikenderesultaten vastgesteld. Daardoorgroeide de twijfel over de doel-treffendheid van de op de marktbeschikbare producten, dan welover de geschiktheid van de hui-dige proefmethode om de presta-ties van de inmiddels ge?volu-eerde producten te beoordelen.Omwille van het toenemend aan-tal klachten besloten alle erkendelaboratoria deze proeven voorlo-pig niet meer uit te voeren. Dezesituatie schept een leegte die optermijn aanleiding kan geven totwillekeurige offertes of voorschrif-ten voor de nabehandelingspro-ducten.W e r k g r o e pNaaraanleidingvandewerkzaam-heden op Europees niveau doorTG 11 van CEN TC 104/SC3 be-treffende het uitwerken van eenproefmethode voor de bepalingvandedoeltreffendheidvancuringcompounds, heeft FEBELCEM inBelgi? een werkgroep opgericht.De groep bestaat uit de volgendeorganisaties: OCW (Opzoekings-centrum voor de Wegenbouw),WTCB(WetenschappelijkenTech-nisch Centrum voor het Bouwbe-drijf), CRIC/OCCN (Onderzoek-centrum voor de Cementnijver-heid), KUL (Katholieke Universi-teit Leuven), ULg (Universit? deLi?ge), UG (Universiteit Gent),SECO (Technisch Controle Orga-nisme voor het Bouwen), MET(Minist?re de l'Equipement et deTransport), FSBP (Federatie voorStortklaar Beton) en FIPAH (Fe-deratie van Invoerders en Produ-centen van Hulpstoffen en Addi-tieven voor Vloeispecie, Mortelsen Cementbeton).De werkgroep heeft als eerste devoornormvandewerkzaamhedenop Europees niveau (TG 11 vanCEN TC 104/SC3) grondig beke-ken en enkele kleine wijzigingenaangebracht.Vervolgenswerdeenringonderzoekuitgevoerd,waaruitbleek dat een zeer betrouwbareenreproduceerbareproefmethodewasverkregen.Omdeinvloedvanverschillendeparameterszoalsce-menthoeveelheid, cementsoort,cementsterkte, bewaaromstandig-heden en het plaatsen van deproefstukken onder een lichtehelling na te gaan, werden in hetLaboratorium Magnel voor Be-tononderzoek van de UniversiteitNieuwe proefmethodevoor de doeltreffendheid vancuring compoundsir. K. Audenaert, ir. V. Boel, prof.dr.ir. G. De Schutter, Universiteit Gent, Laboratorium Magnel voor Betononderzoekir. Cl. Ployaert, ir. F. Janssens, FebelcemOm met een goede betonsamenstelling uiteindelijk een goede betonkwaliteitte verkrijgen, is het noodzakelijk dat het beton tijdens de verhardingsfasewordt beschermd tegen uitdrogen. Indien dit niet gebeurt, kan er scheurvor-ming optreden en kan er een tekort aan water zijn om het cement te hydrate-ren, wat resulteert in een beton met een lagere oppervlaktesterkte en vermin-derde duurzaamheid. De mate waarin het water uit het beton verdampt,wordt bepaald door de specie- en luchttemperatuur, de relatieve vochtigheiden de windsnelheid. De aard en de duur van de nabehandeling bepalen medede uiteindelijke betonkwaliteit. In dit artikel wordt ingegaan op de doel-treffendheid of effici?ntie van curing compounds.W e t e n s c h a pDuur zaamheidcement 2002 188Gent bijkomende proeven uitge-voerd die in dit artikel worden be-sproken [1].P r o e f p r o g r a m m aProefmethodeDe proefmethode voor het bepa-len van de doeltreffendheid is ge-baseerd op het meten van hetmassaverlies ten gevolge van deverdamping van water bij be-handelde en onbehandelde proef-stukken. De proefmethode is ge-baseerdopdeprocedureopgestelddoor TG 11 van CEN TC 104/SC3en kan als volgt worden samen-gevat:? Beton wordt gemaakt met eenvoorgeschreven samenstelling.? De curing compound wordt opeen uniforme wijze op hetverse betonoppervlak van deproefstukken aangebracht.Er worden naast de te behan-delen proefstukken ook proef-stukken vervaardigd die nietworden behandeld. Om na tegaan wat het massaverlies vande curing compound zelf isten gevolge van verdamping,wordt dezelfde hoeveelheidcuring compound aangebrachtop glasplaatjes.? Vervolgens worden de proef-stukken in een omgevinggeplaatst die de verdampingbevordert (35 ? 2 ?C en40 ? 3% R.V.).? Op bepaalde tijdstippen wordthet massaverlies van dezeproefstukken bepaald.Tevens worden proefstukken ver-vaardigd die volledig in kunstof-foliewordeningepakt,teneindedeverdampingvolledigtegentegaan.Omdeproefmethodeopeenmeerfundamentele wijze te kunnenevalueren wordt op een ouder-dom van 28 dagen de druksterktevan alle proefstukken bepaald envergeleken.BetonsamenstellingHet beton bestaat uit 1728 kg/m3hard dicht toeslagmateriaal 0/8,400 kg/m3 CEM I 42,5 R en 192kg/m3 water. Hiermee wordt eenbeton verkregen met een water-cementfactor van 0,48, zonderbleeding. V??r het mengen, datwordt uitgevoerd volgens EN 480-1, worden alle ingredi?nten op 20? 2 ?C bewaard. Na het mengenmoet de temperatuur van hetverse beton in hetzelfde intervalliggen.ProefstukkenElkeproefbestaatuitnegenproef-stukken met afmetingen 200 x200 x 50 mm3, waarvan drie metcuring compound (proefstukkenA), drie zonder curing compound(proefstukken B) en drie ingepaktin kunststoffolie (proefstukkenC). Na het trillen gedurende 20 sop de V?B?-triltafel wordt het op-pervlak vlakgestreken. De curingcompound wordt verstoven meteen verfpistool, aangedreven metperslucht (druk gelegen tussen 1en 2 bar absoluut). De verstuivinggebeurt als het beton 60 minutenoud is. Tijdens die periode wor-den de proefstukken bewaard bij20 ? 2 ?C en 60 ? 5% R.V. Ook opde glasplaatjes (met afmetingen300 x 300 mm2) wordt op een op-pervlakte van 200 x 200 mm2 decuring compound aangebracht.DeproefstukkenCwordenophet-zelfde tijdstip met kunststoffolieomwikkeld. Alle proefstukkenworden v??r en na het aanbren-gen van de curing compound ofde folie gewogen.De hoeveelheid curing compounddie aangebracht moet worden, isdoordefabrikantaangegevenmeteen tolerantie van ? 5%. Dezehoeveelheid wordt gecontroleerddoor het proefstuk gedurende hetaanbrengen van de curing com-pound te wegen. Vervolgens wor-den de proefstukken in een kli-maatkamer geplaatst bij 35 ? 2 ?Cen 40 ? 3% R.V. Na 1h, 2h, 3h, 4h,5h, 6h, 24h, 48h, 72h en 168h (7dagen)wordenaldeproefstukkengewogen.Op 7 dagen ouderdom worden deproefstukkenontkistenineenkli-maatkamer geplaatst op 20 ? 2 ?Cen60?5%R.V.Opeenouderdomvan14dagenwordenuitelkproef-stuk A, B of C twee prisma's ge-zaagd met afmetingen 160 x 40 x40 mm3. De hoogte van 40 mmwordt verkregen door 10 mm af tezagen aan de bodemzijde die nietblootgesteld is aan uitdroging.Vervolgens worden de proefstuk-ken opnieuw in de klimaatkamergeplaatst op 20 ? 2 ?C en 60 ? 5%R.V tot ze 28 dagen oud zijn. Danwordt de druksterkte bepaaldvolgens EN 196-1.Bepalen van de doeltreffendheidDe doeltreffendheid wordt be-paald op basis van de massaver-liezen van de behandelde en deniet-behandelde proefstukken, re-kening houdend met de massa-verliezen van de glasplaatjes, enwordt gegeven door:B ? (A ? C)E = ______________BIndezeformulezijnB,Aen Cde gemiddelde waarden van demassaverliezen van de proefstuk-ken B, A en C. In het proefpro-gramma werden de volgende1 | Relatieve druksterkte na28 dagen als functie vande doeltreffendheid na 7dagenW e t e n s c h a pDuur zaamheidcement 2002 1 89curing compounds beschouwd:? C1: paraffine als dispersie inwater? C2: acrylaat als dispersie inwater? C3: petroleumhars in white-spirit? C4: olie als dispersie in water? C5: gehydrogeneerdekoolwaterstofhars in white-spirit, gehalte aan vaste stof15% (m/m)? C6: gehydrogeneerdekoolwaterstofhars in white-spirit, gehalte aan vaste stof36% (m/m)? C7 sodiumsilicaat als dispersiein water? C8: epoxy-emulsie in water? waterP r o e f r e s u l t a t e nDe doeltreffendheid na 7 dagenen de verhouding van de gemid-deldedruksterktena28dagenvande behandelde proefstukken totde gemiddelde druksterkte vande ingepakte proefstukken wor-den tegenover elkaar uitgezet infiguur 1, waaruit blijkt dat:? De doeltreffendheid van deverschillende curing comp-ounds varieert over een grootbereik. Sommige productenhebben een uitstekende doel-treffendheid, andere hebbennagenoeg geen effect. Hetgebruik van water als curingcompound is niet doeltreffendindien het slechts ??n keerwordt aangebracht.? Een zeer goede correlatiewordt gevonden tussen dedoeltreffendheid na 7 dagenen de relatieve druksterkte.Deze correlatie kan ook wordenverklaard op basis van de hydra-tatiegraad van het cement [2].? Zonder het gebruik van eencuring compound kan eendruksterkteverlies van 25%worden verwacht. Het is ookduidelijk dat als een maximaaldruksterkteverlies van 5%wordt aanvaard, een curingcompound met een doel-treffendheid van meer dan80% moet worden gebruikt.P a r a m e t e r s t u d i eIn de algemene proefmethodewordt gewerkt met een betonsa-menstelling van 1728 kg/m3 harddichttoeslagmateriaal0/8,400kg/m3 CEM I 42,5 R en 192 kg/m3water. De proefstukken wordende eerste 7 dagen bewaard bij35 ?C en 40% R.V. en ze wordenniet onder een helling geplaatst.Om in de parameterstudie de in-vloed van de verschillende para-meters duidelijk te onderkennenzonderbe?nvloedingdoorhettypecuring compound, wordt enkelgebruikgemaakt van de curingcompound C4. De proeven metC4,uitgevoerdvolgensdealgeme-ne proefmethode, zullen in de on-derstaande parameterstudie alsreferentie worden weergegeven.In de parameterstudie worden devolgende parameters bestudeerd:? Hoeveelheid cementpasta: 450kg/m3 cement in de plaats van400 kg/m3; de hoeveelheidgranulaten wordt verminderdtot 1654 kg/m3; de water-cementfactor wordt constantgehouden. Hiermee wordtmeteen de invloed van devloeibaarheid nagegaan(gelijkblijvende water-cement-factor, meer cement en meerwater, en dus vloeibaarderbeton).? Cementsoort: CEM III/A 42,5LA in de plaats van CEM I42,5 R.? Cementsterkte: CEM I 52,5 Rin de plaats van CEM I 42,5 R.? Bewaaromstandigheden: 10 ?Cen 60% R.V. of 20 ?C en 60%R.V. gedurende de eerste 7dagen in de plaats van 35 ?Cen 40% R.V.? Helling: 5% in de plaats vangeen helling.Indeparameterstudiewordtsteedsuitgegaan van het waterverliesvan de proefstukken gedurendede eerste 7 dagen. De conclusiesvolgend uit deze waterverliezen,worden vervolgens vergelekenmet de resultaten voor de druk-sterkte op 28 dagen. Ten slottewordt ook de reproduceerbaar-heid van de proeven bekeken.Hoeveelheid cementpastaIn figuur 2 wordt het gemiddeldewaterverlies als functie van detijd gegeven voor de behandeldeproefstukken A en de onbehan-delde proefstukken B voor de re-ferentieproeven en de proevenmeteenverhoogdcementgehalte.In deze figuur is te zien dat hetwaterverlies voor de behandeldeproefstukken na 7 dagen is toege-nomen van 1,01 kg/m2 voor de re-ferentie naar 2,24 kg/m2 voor deproefstukken met verhoogd ce-mentgehalte. Het waterverlies isdus meer dan verdubbeld. Bij deonbehandelde proefstukken treedteen stijging op van 3,23 kg/m2naar 3,56 kg/m2, dit is geen ver-dubbeling en eveneens geen stij-ging van 1,23 kg/m2 zoals bijde behandelde proefstukken. Hetgrootste verschil in verdampingtreedt hierbij op gedurende deeerste 24 uur, daarna verlopen decurven bijna volledig evenwijdig.2 | Invloed van het cement-gehalte c.q. gehalte aancementpasta (+ 12,5%t.o.v. referentie)W e t e n s c h a pDuur zaamheidcement 2002 190Door het groter waterverlies, daaltde doeltreffendheid van 75 ? 80%naar ongeveer 40%. Ook de druk-sterkte daalt met 12% voor de be-handelde proefstukken, ondankshethogerecementgehalteendege-lijkblijvende water-cementfactor.Deze daling in druksterkte komtniet voor bij de onbehandeldeproefstukken.Uit de resultaten van de onbe-handelde proefstukken blijkt dater bleeding is opgetreden (groterwaterverlies maar geen verliesvan mechanische sterkte door dehogere cementhoeveelheid). Uitde resultaten van de behandeldeproefstukken blijkt dat door hetoptreden van bleeding en het ver-stuiven van het product op de al-dus gevormde waterfilm, het wa-terverliesveelminderkanwordentegengegaan, met een daling vande sterkte als gevolg.Hieruit volgt dat het optreden vanbleeding de doeltreffendheid vaneen curing compound in grotemate negatief kan be?nvloeden.CementsoortHet waterverlies bij beton ver-vaardigd met hoogovencement isgroter dan bij beton vervaardigdmet portlandcement, zoals te zienis in figuur 3. Voor de behandel-de proefstukken stijgt het water-verlies van 1,01 kg/m2naar 1,45kg/m2.Bijdeonbehandeldeproef-stukkenisdestijgingbijnadubbelzo groot. De grotere verdampingtreedt ook hier op in de eerste24 uur. De doeltreffendheid na 7dagen ligt bij hoogovencement14% lager dan bij portlandce-ment. De druksterkte daalt metongeveer 10%.Hoogovencement verhardt heelwat trager dan portlandcement,maartheoretischiserindesterktena28dagengeenverschil.Hieruitvolgt dat beton met hoogovence-ment in de eerste fase van de ver-harding gevoeliger is voor invloe-den van buitenaf dan beton metportlandcement. In het bijzonderondergaat hoogovencement zon-der bescherming gedurende deeersteurendanookeengroterwa-terverlies wat tot lagere sterktesen duurzaamheid leidt. Bij toe-passing van hoogovencement iseen zorgvuldige nabehandelingzeker vereist.CementsterkteZoals in figuur 4 te zien is, is hetwaterverlies van de proefstukkenmet CEM I 52,5 R kleiner dan bijCEM I 42,5 R, zowel voor de be-handelde als de onbehandeldeproefstukken. De verschillen zijnechter gering. Bij de behandeldeproefstukken is het verschil nogkleinerdoordecuringcompound.De doeltreffendheden zijn nietsignificant verschillend, evenalsde relatieve waarden van de druk-sterktes (verhouding van de druk-sterkte van de behandelde proef-stukken tot de volledig ingepakteproefstukken). De absolute waar-den voor de druksterktes zijn na-3 | Invloed van de cement-soort (hoogovencementversus portlandcement)4 | Invloed van de cement-sterkte (CEM I 52,5 R ver-sus CEM I 42,5 R)5 | Invloed van de bewaar-omstandigheden (10 ?C /60% R.V. en 20 ?C / 60%R.V. versus 35 ?C / 40%R.V.)W e t e n s c h a pDuur zaamheidcement 2002 1 91tuurlijk groter voor de proefstuk-ken met hogere cementsterkte.BewaaromstandighedenAndere klimaatomstandighedenspelen een zeer grote rol in de wa-terverliezen en bij de onbehan-delde proefstukken, zoals te zienis in figuur 5. Hierdoor zal ook desterkte merkbaar be?nvloed wor-den. Gerangschikt volgens stij-gende waterverliezen wordt ver-kregen: (20 ?C en 60% R.V.) ?(10 ?C en 60% R.V.) ? (35 ?C en40% R.V.), terwijl (10 ?C en 60%R.V.) ? (20 ?C en 60% R.V.) ?(35 ?C en 40% R.V.) verwacht zouworden [3]. Het hoger waterver-lies bij 10 ?C is mogelijk te ver-klaren doordat de verhardings-snelheid bij 20 ?C hoger ligt danbij 10 ?C. Hierdoor is de opper-vlakte dichter op eenzelfde ogen-blik, waardoor er minder capillai-ren in verbinding staan met dezeoppervlakte en er dus minderwater kan verdampen. Dit kan ge-staafd worden door figuur 5, waarmen ziet dat de waterverliezenvoor de proefstukken bij 20 ?C enbij 10 ?C de eerste 24 uur quasiidentiekzijn,terwijldaarnadewa-terverliezen bij 10 ?C meer toene-men dan bij 20 ?C. Na drie dagenverlopen beide curven evenwij-dig, wat wijst op eenzelfde water-verlies op dat ogenblik. Bij debehandelde proefstukken tredende grootste waterverliezen opbij 10 ?C en 60% R.V. en vervol-gens bij de referentieproefstuk-ken. Deze volgorde is anders danbij de onbehandelde proefstuk-ken, maar de verschillen zijn nietsignificant. Aangezien de ver-schillen klein zijn bij de behan-deldeproefstukken,kanmencon-cluderen dat de toegepaste curingweinig temperatuurafhankelijk isen dus een goede bescherminggeeft, onafhankelijk van de kli-maatomstandigheden.Helling van 5%Uit figuur 6 blijkt dat er nauwe-lijks verschil is in waterverlies tengevolge van de helling van 5%,zowel voor de behandelde als voorde onbehandelde proefstukken.De verschillen in doeltreffend-heidzijneveneensklein.Dedruk-sterktevandeprisma'sontnomenaan de bovenste helft leverendoorgaans iets lagere waarden opdan de prisma's ontnomen aande onderste helft. De gemiddeldedruksterkte is onderaan 57,8 N/mm2 tegen 54,8 N/mm2 boven-aan. De bovenste helft van hetproefstuk zal dus iets meer waterverliezen dan de onderste helft,omdat de curing compound eenbeetje afloopt, terwijl het gemid-delde over het volledige proefstukhetzelfde blijft. De verschillenzijn echter zeer klein.ReproduceerbaarheidDe proeven met product C4 wer-dendriemaaluitgevoerdomdere-produceerbaarheid van de proe-ven na te gaan. Hierbij was destandaardafwijking van het wa-terverlies na 7 dagen voor de be-handelde proefstukken 0,075 kg/m2 envoordeonbehandeldeproef-stukken 0,16 kg/m2. Beide waar-den zijn zeer laag en wijzen opeen goede reproduceerbaarheid.T e n s l o t t eEennieuwereproduceerbareproef-methode voor curing compoundsis opgesteld. Deze methode is ge-baseerd op beton met 400 kg/m3cement en met hard dicht toe-slagmateriaal0/8.Hierbijwerdenacht verschillende curing com-pounds beproefd. Er werd eenlineair verband gevonden tussendedoeltreffendheidna7dagenbij35 ?C en 40% R.V. en de relatievedruksterktena28dagen.Verschil-lende parameters werden onder-zocht zoals de invloed van eenhogerecementhoeveelheidbijeengelijkblijvende water-cementfac-tor, van een ander cementsoort,vaneenhogerecementsterkte,vandebewaaromstandighedenenvaneen helling.De doeltreffendheid bleek afhan-kelijk van de hoeveelheid cement-pasta en de cementsoort, dochnauwelijks afhankelijk van de ce-mentsterkte, de bewaaromstan-digheden en de helling.N.B. De auteurs zijn de sponsors(LIN, MET, FIPAH en FEBEL-CEM) en de andere leden van deBelgischewerkgroep`CuringCom-pounds' zeer erkentelijk voor hunmedewerking bij deze studie. L i t e r a t u u r1. Boel, V., Effici?ntie vannabehandelingsproductenvoor beton. Afstudeerwerkacademiejaar 2000-2001,Laboratorium Magnel voorBetononderzoek, UniversiteitGent.2. Audenaert, K., De Schutter,G., Fundamental evaluationof water retention test forcuring compounds. (inge-diend voor publicatie)3. ACI 308-92, StandardPractice for Curing Concrete.6 | Invloed van helling vande proefstukken (5%versus 0% = horizontaal)