Beto ? e I< n1 Grondstoffen S u pe rp lastifi c eerde rs Waarom werken superplastificeerders (soms niet)? Beton wordt vervaardigd door toes lagmaterialen, cement en water te mengen . De verhouding waarin is afhanke lijk van de eisen die worden gesteld . Dit ge ldt zowel vlak na het mengen als in het verdere leven van het beton.Aan het begin van zijn leven is beton plastisch en wordt het betonspecie genoemd. De belang· rijkste eigenschap van betonspecie is de verwerkbaarheid . In feite is dit een ver­ zamelnaam voor onder andere mengbaarheid, transporteerbaarheid, verdicht ­ baarheid, vloeibaarheid en stabiliteit. De verwerkbaarheid kan op verschillende manieren worden beïnvloed . S u perplastificeerders zijn hierbij niet meer weg te denken hu lpstoffen. In de meeste gevallen gaat de toepassing prob leemloos . M aar soms komen we ineens voor verrassingen te staan. I n deze Beton ie k ver­ tellen we hoe superplastificeerders werken en waarom ze soms niet doen wat wij ervan verwachten. Hoewe l, voor de combinatie van superplastificeerders en cement geldt vaak:' Hoe meer we weten des te minder we begrijpen'. Lange tijd was beton simpel een mengsel van toe­ slagmaterialen, cement en water. De gewenste ver­ werkbaarheid werd gerealiseerd door meer of min­ der water toe te voegen. De sterkteontwikkeling werd gestuurd met versnellers (ca lciumchloride ) of vertragers (suikers ). Het meeste beton werd gemaakt met een relatiefhoge wateribtlclrheid. /x vlodbaarhc1d m:emt daanra het eerste uur srert af (figuur lOc). Jn figuur lOci is het reologisch gedra,~: WtWgegrve11 waarbij wt Jioge concentratie superplastlficerrcler nodig is om het verzadi · gingspuut re brrelke u. /let vloe1gedmg van de pasta is dan nog niet zoals gewmsr. Hel eerste uur 1111 acmmaCJk verandert de vloeibaarheid niet merk!luur . 3 ;-g. e 0 0 ... ... "' ... 0 0 0 110 100 90 80 70 60nun 60 5 rrun 50 40+-r-r-T"'T-.-r-r""T""""r-r"Tï.......-'l'"""T"'T"'"T"'T""T""' 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 20 24 28 32 3.6 4 .0 Doser ing superp l ast ificee r der (% vaste sto f) Mog elijke pr o b l em en Het toevoegen van een superplastificeerder aan betonspecie leidt soms tot problemen. Lignosulfonaten kunnen bij hogere doseringen bij­ voorbeeld sterk vertragen ofluchtinsluitingen geven. Deze bijwerkingen worden veroorzaakt door de nog aanwezige suikers en andere verontreinigin­ gen in de hulpstof. Uit de praktijk zijn ook gevallen bekend van onver­ draagzaamheid russen superplastificeerders en bepaalde cementen. Dit manifesteert zich meestal in de vorm van een zeer snelle opstijving of grote taaiheid. De meeste betontechnologen kunnen deze lijst uit eigen ervaring nog aanvullen met: ? bijna geen plastificerende werking; snel opstijven; ? overmatige bleeding: ? lange vertraging; ? schuimvorming; ? niet verenigbaar met luchtbelvormers. De problemen ontstaan meestal ineens en verdwij­ nen weer even onverwachts. Bij nadere analyse blij­ ken zowel de hulpstof als het cement aan de eisen te voldoen. Het verschijnsel is vaak niet in het labo­ ratorium te reproduceren. En alle partijen blijven zitten met een onbeantwoorde vraag. De betontechnoloog dient er rekening mee te hou­ den dat mengselsamenstellingen met hoge(re) per­ centages superplastificeerder kwetsbaarder zijn. Kleine afwijkingen in het productieproces veroorza­ ken in deze mengsels al snel onvoorspelbaar en ongewenst gedrag. Een paar liter water meer of minder kan het samenspel tussen superplastificeer­ der en cement al ontregelen. Tips om probl e men te voork o m en of op te loss en Hierboven beschreven we enkele mogelijke proble­ men met superplastificeerders. Hieronder geven we enkele tips om deze problemen te voorkomen of op te lossen. Beton oe k mei 1999 Bijn a geen pla stificerend e werking De meeste betontechnologen hebben het wel een keer meegemaakt. Na het mengen van de betonspe­ cie is deze ineens taai en stroperig en blijft overal aan plakken. De verwerkbaarheid van de betonspe­ cie met superplastificeerder is zelfs minder dan van de blanco betonspecie. Het gehalte superplastifi­ ceerder verhogen, werkt averechts. Dit probleem kan worden veroorzaakt doordat de hulpstofte vroeg in het mengproces wordt toegevoegd. Het cement is dan nog niet goed bevochtigd en de sulfa­ ten van de bindtijdregelaar zijn nog niet in het water opgelost. Het C3A en C.0f zijn nog niet afge­ schermd door het dichte huidje van ettringiet. De hulpstofkan dan volledig worden geadsorbeerd door het cement. De superplastificeerder 5 tot 10 seconden later doseren dan het water, doet meestal al wonderen. Helpt dit nog niet, dan biedt een beet­ je extra water meestal soelaas. 10 Slee ding Bij te hoge doseringen superplastificeerder verliest de cementpasta zijn samenhang. Het mengsel is niet stabiel. In de specie zakt het grove en fijne toe­ slagmateriaal naar beneden. Dit herkennen wc in de praktijk in de vorm van ontmenging en blee­ ding. Bouwvakkers zeggen 'het mengsel slaat dood'. In veel gevallen heeft dü re maken met een overdo­ sering van de superplastificeerder (voorbij het ver­ zadigingspunt). Bij de nieuwe charges betonspecie kan de samenhang verhoogd worden door extra cement of vulstoffen roe te voegen. Ver tra ging De vertraging veroorzaakt door superplastificeer­ cters heeft verband met de fijnheid en de mineralo­ gische samenstelling van het cement. Grovere cementen zijn gevoeliger voor vertraging. Maar de belangrijkste parameter is het C 3A-gehalte in het cement. Bij een laag C)A-gehalte zal eerder vertra­ ging ontstaan. Dit geldt vooral voor portlandcemen­ ten met een laag C3A-gehalte. Dat zijn bijvoorbeeld de portlandcementen met een hoge bestandheid tegen sulfaten. Maar het geldt ook voor cementen met een laag klinkeraandeeL zoals hoogovence­ ment. Aanzienlijke vertraging kan optreden bij hoge percentages naftaleen in combinatie met een hoog­ ovencement met een hoog slakgehalte (CEM lll/B). Daarnaast speelt ook de specietemperatuur een belangrijke rol. Bij een temperatuurdaling van l5°C zal de vertragingstijd ruwweg verdubbelen. Een bij­ komend nadeel bij sterke vertraging is de grotere kans op sedimentatie; dus bleeding. Maatregelen om de vertraging te compenseren, zijn: toevoegen van een snel portlandcement. verlagen van de water-