Cementkeuring met plastische morteldoor Ir. A. J. P. van den BurghHoofdingenieur van de RijkswaterstaatDe keuring van cement met aardvochtige mortelvolgens het Nederlandse normaalblad N 495 wordtsteeds meer gevoeld als niet meer in overeenstemmingte zijn met de hedendaagse stand van de keurings-techniek op dit gebied.Uit verschillende onderzoekingen -- in Duitsland enZwitserland verricht -- is gebleken, dat bij deze keu-ringsmethode praktisch geen of slechts een zeer ge-ring verband bestaat tussen op deze wijze gevondenmortelsterkten en de in de praktijk te verwachtenbetonsterkten.Wanneer men de keuringsvoorschriften nagaat, blijktdat men het cement onder geheel andere omstandig-heden laat verharden dan in de praktijk. Voorge-schreven is n.l., dat de proefstukken voor de bepalingvan de druk- en treksterkte moeten worden ver-vaardigd uit een mortel bestaande uit 1 gew. deelcement en 3 gew. delen normaalzand en dat hieraanmoet worden toegevoegd 8 gew. % water (water-cementfactor 0,32).Als normaalzand is voorgeschreven Duits normaal-zand. Aangezien dit ten gevolge van de oorlog nietmeer verkrijgbaar is, wordt nu algemeen Belgischnormaalzand gebruikt, hetgeen de uitkomsten slechtsweinig be?nvloedt.Zowel het Duitse als het Belgische normaalzand zijnhoewel misschien niet ten volle als ??n korreligezanden te beschouwen, dan toch in ieder geval zeersiecht gegradeerde zanden, waarin maar enkele kor-relgrootten aanwezig zijn (tek. 1); fijnere bestand -delen ontbreken geheel. Dergelijke zanden zoudenvoor ieder betonwerk onherroepelijk worden afge-keurd. In de praktijk worden dan ook altijd betergegradeerde zanden gebruikt. Hier ligt de reden vande siechte correlatie met de praktijkuitkomsten. Bo-vendien komt daar nog bij, dat in de praktijk vrijwelaltijd met een hogere watercementfactor zal wordengewerkt, hetgeen ook in sommige gevallen zijn in-vloed zal doen gelden.Van de aardvochtige mortel worden kubi vervaardigdter bepaling van de druksterkten en zogenaamde,,achtjes" voor de bepaling van de treksterkte. Aandeze laatste proef kleven velerlei bezwaren en welvoornamelijk doordat de doorsnede, die op trek wordtbeproefd, zo gering is (5 cm2). De uitkomsten vandeze bepaling geven gewoonlijk een betrekkelijk grotespreiding te zien, zodat -- om tot een enigszins be-trouwbaar gemiddelde te komen -- voorgeschrevenis, dat deze proef in 10-voud moet worden uitgevoerd.De bereiding en verdichting van de proefstukken(voor een normaal onderzoek 15 kubi en 30 ,,achtjes")vraagt veel arbeid en tijd. Dit is voor laboratoria,waar veel keuringen moeten worden verricht, een be_langrijke factor en een vereenvoudiging van hetonderzoek zou ook op dit punt van belang zijn.Gezien de gunstige resultaten, die men in het buiten-land had met de keuring van cement door middel vanproefstukken vervaardigd uit een plastische mortel,is men reeds voor de oorlog op het Rijkswegenbouw-laboratorium begonnen proeven in die. riehting tenemen.Bij de keuring met plastische mortel worden proef-stukken van prismatische vorm beproefd op buig- entreksterkte en de breukstukken daarna op druk-sterkte.Onderzoekingen op verschillende laboratoria uitge-voerd hebben aangetoond, dat bij deze wijze van ce-mentkeuren een verband bestaat tussen de gevondenmortelsterkten en de in de practijk gevonden beton-sterkten. Deze cementkeuring geeft dus tegelijk eenzekere maat voor de ,,concrete making properties" vanhet cement. Deze correlatie is bij de verschillendemethoden, waarbij met plastische mortel wordt ge-werkt, niet dezelfde en o.a. afhankelijk van het ge-bruikte normaalzand, hetgeen ook weer de water-cementfactor be?nvloedt. Er zijn aanwijzingen, dat bijplastische mortels -- waarin ean hoeveelheid zeer fijngrind of heel grof zand en tevens een voldoende ge-halte aan fijne kor reis aanwezig is om een goedeplasticiteit te verzekeren -- de correlatieco?fficientvan de mortel- en betonsterkten het grootst is. Der-gelijke samenstellingen geeft men tegenwoordig denaam van ,,microbeton".In sommige landen is zelfs een streven merkbaar, hetcement niet meer door middel van mortel maar doorbetonproefstukken te keuren. De maximum korrel-grootte van de toeslag voor het beton zou dan tussen12 en 18 mm moeten liggen. In plaats van normaal-zand moet in dit geval de gehele betontoeslag wordengenormaliseerd. Dat dit heel goed mogelijk is, blijktwel uit het feit dat een van de grootste betonindus-trieen in ons land haar cementkeuring geheel op dezewijze heeft ingericht en ze sinds jaren met succestoepast. Zij heeft hierdoor het voordeel dat haarcementkeuring tevens de te verwachten betonvast-heden geeft en men dus niet voor verrassingen op ditgebied komt te staan.Op het Rijkswegenbouwlaboratorium zijn gedurendede jaren na de oorlog de cementen gekeurd volgensde normale methode met aardvochtige mortel en daar-naast volgens een methode met plastische mortel. Ver-schillende methoden zijn beproefd, waarbij met zeeruiteenlopende normaalzanden is gewerkt. Op grondhiervan is men gekomen tot een normaalmethode, dienu al sinds ruim 2 jaar met goed gevolg wordt toe-gepast.Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van eennormaalzand met een hoog gehalte aan grove korrels(tek. 2), waarmee toch een goed plastische mortelkan worden gemaakt, zodat bij het vullen van detek. 1. korrelsamenstelling van Duits en Belgisch normaalzandDe zanden zijn gezeefd op de voor betonzand ge-bruikelijke Nederlandse normaalzeven.tek. 2. korrelsamenstelling van normaalzand gebruikt voorde bereiding van plastische mortelOok de samenstelling van de afzonderlijke zand-fracties zijn aangegeven.53vormen de verdichtingsarbeid zeer gering kan zijn enmeer bestaat uit een gelijkmatig verdelen van demortel dan wel uit een eigenlijk verdichten doorstampen. Bovendien houdt deze mortel het aanmaak-water voldoende vast, zodat het niet nodig is -- zoalsbij sommige andere methoden -- ter voorkoming vanhet uittreden van water de vormen voor het gebruikmet paraffine of hars waterdicht af te sluiten.Vergelijkt men de afwijkingen van de uitkomsten vande beproevingen volgens deze methode met die vande tot nu toe gebruikelijke (tek. 3 en 4), dan blijktdat wat betreft de buigtrekvastheid van de prisma'sen de treksterkte van de ,,achtjes", de eerste me-thode belangrijk kleinere afwijkingen geeft. Voor watbetreft de druksterkte is er weinig verschil te con-stateren.Een bijkomstig maar toch belangrijk voordee.1 van deplastische mortelmethode is de belangrijke tijdwinstzowel bij de vervaardiging van de proefstukken alsbij de beproeving daarvan t.o.v. de nu genormali-seerde methode.Na deze algemene opmerkingen volgt nu een meergedetailleerde beschrijving van de cementkeuring metplastische mortel, zoals die op het Rijkswegenbouw-laboratorium wordt uitgevoerd.Bereiden van de mortelDe mortel wordt bereid uit 1 gew. deel cement en3 gew. delen normaalzand. Deze materialen worden indroge toestand in een pan met een menglepel ge-durende 1 minuut gemengd. Daarna wordt een hoe-veelheid water toegevoegd gelijk aan 11% van hetgewicht van de droge materialen, overeenkomendemet een watercementfactor van 0,44. Het mengenwordt nu nog gedurende 3 minuten voortgezet; daarnais de mortel gereed om in de vormen te worden ge-bracht.De hoeveelheid mortel nodig voor het vervaardigenvan de proefstukken voor een cementkeuring, nor-maal 9 stuks, kan in ??n keer worden gemengd. Daar-voor moet dan worden afgewogen 1300 g cement en3900 g normaalzand.NormaalzandHet gebruikte normaalzand is samengesteld uit gelijkegewichtsdelen van drie zanden. De zanden 1 en 2 be-staan uit zeeffracties verkregen uit zand afkomstiguit een zand- en grindgroeve te Mill, zand 3 is eenuit Zuid-Limburg afkomstig zgn. zilverzand.De korrelafmetingen van deze zanden zijn als volgt:zand 1. Alle korrels moeten zeef 5,6 passeren enachterblijven op zeef 2,8.zand 2. Alle korrels moeten zeef 2,8 passeren en ach-terblijven op zeef 1,4.zand 3. Tussen:zeef 0,6 en 0,3 moet 5-10 gew.% liggen;zeef 0,3 en 0,15 moet 80-90 gew.% liggen;zeef 0,15 en 0,075 moet 5-10 gew.% liggen.De zanden moeten afzonderlijk worden gehouden, zo-dat bij de bereiding van de mortel 4 maal eenzelfdehoeveelheid materiaal moet worden afgewogen.54 Cement 3 (1951) Nr 3-4Vervaardigen van de proefstukkenDe proefstukken, die de vorm krijgen van prisma-vormige staven, lang 16 cm en hoog en breed 4 cm,worden gevormd in 3- of 6-voudige stalen vormen,waarop tijdens het vullen een opzetkast moet wordengeplaatst (foto 5). De houten stamper, waarmee demortel wordt verdicht, is van een plat en breed modelen aan de onderkant met koper beslagen. Het grond-oppervlak van de stamper is 15 x 2 cm, het gewicht700 g. Het stampen van de plastische mortel is eigen-lijk meer een verdelen en een zgn. ,,paddelen" en ge-schiedt met geringe kracht.De vorm wordt in twee lagen gevuld. Daartoe wordtin een zinken bakje met een grondvlak van 15x15 cm,310 g mortel afgewogen en met een mes in de van tevoren licht ingevette vorm geschoven. Daarna wordtde mortel met het mes op de gehele vorm regelmatigverspreid en verdicht met 25 lichte slagen met destamper. Nadat de tweede laag op geheel overeen-komstige wijze is aangebracht, wordt de opzetkastverwijderd en de overtollige mortel met een stalenliniaal afgestreken.Bewaren van de proefstukken tijdens het verhardenHet bewaren van de proefstukken geschiedt geheelovereenkomstig de voorschriften, zoals die zijn vast-gelegd in N 495 voor de tegenwoordige wijze vancementkeuren.Uitvoeren van de buig- en drukproevenDe buigproeven ter bepaling van de buigtreksterkteworden in 3-voud uitgevoerd. Voor deze beproevingwordt gebruik gemaakt van het trektoestel vanMicha?lis, waarin dan voor dit geval de inrich-ting voor het trekken van de ,,achtjes" vergangen isdoor een buiginrichting (foto 6), waarvan de opleg-gingsrollen een afstand van 10 cm h.o.h. hebben, ter-wijl de derde rol zieh in het midden tussen deze tweebevindt.De proef wordt uitgevoerd op de zijvlakken van demortelstaaf en wel zodanig dat de vermeerdering vande belasting 312 g/sec/cm2bedraagt.De buigtreksterkte in kg/cm2is de breekbelasting inkg vermenigvuldigd met 11,72.De druksterkte wordt bepaald op de breukstukkenverkregen bij de beproeving op buigtreksterkte. Hetdrukoppervlak is 4 x 6,25 = 25 cm2. Het proefstukwordt in een speciaal daarvoor bestemd apparaat ge-bracht, dat bestaat uit twee gecentreerde platen dievoorzien zijn van twee plateau's van 4 x 6,25 cm2.Daarna wordt het in een hydraulische pers geplaatsten kan de beproeving plaats vinden (foto 7).De drukvermeerdering tijdens de proef bedraagt20 kg/cm2/sec. De druksterkte in kg/cm2is dan debreekbelasting in kg gedeeld door 25.De vastheidsbeproevingen vinden normaal zoals ge-bruikelijk plaats na 3, 7 en 28 dagen verharden. Hetis gewoonte om de proefstukken te wegen bij het los-sen uit de vorm en voor de beproeving gebleken is,dat de onderlinge gewichtsverschulen zeer gering zijn,hetgeen wijst op een gelijkmatige samenstelling vande proefstukken.De cementen zijn in de grafieken niet nader aan-gegeven, maar omvatten portland- en hoogoven-cementen van verschillende sterkteklassen.Het zou in alle opzichten een grote vooruitgang be-tekenen, als ook in ons land voor de cementkeuringde plastische-mortelmethode kon worden ingevoerd.Niet alleen dat deze technisch beter is dan de tot nutoe gevolgde, maar ook de veel eenvoudigere uitvoe-ring en de arbeidsbesparing maken deze keurings-methode bijzonder aantrekkelijk.Een nauwe samenwerking tussen alle belanghebben-den op dit gebied zal nodig zijn om tot een resultaatte kunnen komen.Cement 3 (1951) Nr 3-4 55verhardingstijd normaalmethode methode met plastische morteltreksterkte druksterkte buigtreksterkte kg/cm2dagen kg/cm2kg/cm2kg/cm2druksterkteA B C A B C A B C A B C1 -- -- 28,0 -- -- 348 -- -- 41,6 -- -- 2203 -- 30,4 33,5 -- 270 477 -- 44,8 63,7 -- 224 4377 30,0 34,8 34,6 314 364 554 48,8 55,2 73,3 264 330 59528 31,2 40,6 34,9 406 455 568 54,8 63,5 77,1 385 437 687Om een indruk te krijgen van de numerieke waardenvan de uitkomsten verkregen met plastische mortelvolgt hier een overzicht van de resultaten verkregenmet een drietal cementen onderzocht zowel volgensde gebruikelijke methode met aardvochtige mortel alsvolgens de plastische mortel methode.
Reacties