Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht507 Amsterdamtelefoon 020-238531't zit in de luchtOfwel 'It's in the air'. Dit was het motto vaneen van de bekroonde inzendingen voor deEnci-prijsvraag in het jaar 1955. Het onderwerpwas luchtbelvormers en de invloed daarvan opbeton van uiteenlopende samenstellingen. Depublikatie van de bekroonde inzendingen voordeze prijsvraag was overigens ook de aan-leiding tot het introduceren van het woordluchtbelvormer (LBV) in plaats van het tot dantoe gebruikelijke 'air-entraining agent'.Een goede greep en een benijdenswaardigvoorbeeld van hoe het óók kan bij het hanterenvan over de grens aangewaaide technischeuitdrukkingen. Maar ter zake. Luchtbelvormersdus.Amerikanen zijn de grote gangmakers geweestop dit terrein. Dit artikel is dan ook geïnspi-reerd door een publikatie in Concrete Con-struction van juli 1970, getiteld 'Air Entrainmentfor Concrete'. Daarin worden diverse aspectenvan luchtbelvormers, keurig op een rijtje ge-rangschikt, uit de doeken gedaan.Wat kunnen we ermee bereiken?1. Betere bestandheid tegen vorst-dooi invloeden dooizouten;2. Verbeterde verwerkbaarheid van beton-specie;3. Verbeterde samenhang van betonspecie,die daardoor minder gevoelig is vooront-menging (waterafscheiding !);4. Verminderde doorlaatbaarheid van beton,dus verbeterde waterdichtheid;5. Verhoogde weerstand tegen bepaaldechemische invloeden;6. Verhoogde weerstand tegen sulfaat-aantasting.oktober 1972Mogelijke nadelige gevolgenZoals bij iedere hulpstof moet men ook bij hetgebruik van een LBV bedacht zijn op nadeligegevolgen.In de eerste plaats, en zeer voor de hand lig-gend, is er een verlies aan druksterkte. Alsvuistregel kan men hiervoor wel aanhouden datieder procent kunstmatig ingebrachte luchteen sterkteverlies van 5% tot gevolg heeft.Normale, verdichte betonspecie bevat altijd nogwel ongeveer 1% lucht. Door gebruik van eenLBV en bij een gemeten luchthoeveelheid van5% zou het sterkteverlies dan op 20% kunnenworden gesteld. Bij zo'n normale dosering valthet trouwens met dit sterkteverlies nog welmee; door gebruik te maken van de plastifi-cerende eigenschappen van een LBV kan door-gaans de water-cementfactor en daarmee hetsterkteverlies wel wat worden beperkt.Daarnaast moet men rekenen op een verliesaan weerstand tegen mechanisch afslijten enop een verlaagde elasticiteitsmodulus. Dit laat-ste is overigens niet altijd een nadeel; eenlagere elasticiteitsmodulus ( dus grotere ver-vormbaarheid) kan een voordeel zijn, bijv. doorgeringere scheurgevoeligheid.Bij een normale dosering is het aanvaardenvan deze nadelen in het algemeen wel verant-woord, gezien de bereikbare voordelen. Eenovermaat LBV leidt echter al snel tot een aan-zienlijke teruggang van allerlei kwaliteits-aspecten, met name van de druksterkte. Vooreen verantwoorde toepassing moet men devervaardiging van betonspecie dus wel volledigin de hand hebben. Eén van de noodzakelijkevoorwaarden hiervoor is een veelvuldige con-trole op het luchtgehalte van de verse beton-specie.Doorsnede van beton zonder LBV (links,8 vergroot) en een overeenkomstige door-snede van beton mèi LBV; de donkere vlekkengeven de luchtbelfen eenNominale korrelgrootte1256331,5168MetselspecieTabel 1Aanbevolen lucht-gehalte in34567ca 10LuchtgehalteDe kunstmatig ingebrachte luchtbellen die ont-staan door het gebruik van een LBV kunnenworden gezien als een bestanddeel van decementpasta. Het gehalte aan luchtbellenwordt echter uitgedrukt als een percentagevan het totale specievolume.Nu geldt voor goed samengestelde species dathet aandeel aan fijne mortel, en dus het aan-deel cementpasta, des te geringer is naarmatede maximale korrelafmeting van het mengselgroter is. Een bepaald optimaalluchtgehalte indeze cementpasta (en dit optimum varieertslechts binnen nauwe grenzen) leidt daardoortotluchtgehalten in het totale mengsel die af-hankelijk zijn van de maximale korrelafmetingvan het toeslagmaterlaai.Dit is aangegeven in tabel 1 waarbij het aan-bevolen luchtgehalte wordt gegeven bij diversenominale korrelgrootten. Hierbij kan nog wor-den opgemerkt dat het gemiddelde luchtgehaltedat zonder LBV reeds :in de verdichte specieaanwezig is, varieert van enkele tienden vanprocenten (bij zeer grote nominale korrel) totca vijf procent bij metselspecie.Dosering van LBVIn de gebruiksaanwijzingen wordt de doseringvan LBV altijd gekoppeld aan het cement-gehalte. De juiste dosering is echter nooit zon-der meer in een gebruiksaanwijzing aan tegeven. Behalve uiteraard van de samenstellingvan de hulpstof zelf, is de dosering nl. afhanke-lijk van soort en klasse cement, van de op-bouw van het mengsel (vooral de fijne fractie),van de waterhoeveelheid (dus de verwerkbaar-heid), van type menger en mengtijd, enz.Het is daarom noodzakelijk dat voor iedere toe-passing door middel van proeven vooraf methet betreffende mengsel de juiste dosering2wordt vastgesteld. Het is echter niet alleennoodzakelijk dat het luchtgehalte van de ge-bruikte specie voortdurend wordt gecontro-leerd, maar ook dat men voortdurend achtslaat op allerlei andere factoren, zoals trans-porttijd (betonmortelbedrijf D, verwerkbaarheid,gedrag tijdens afwerking, enz. Een andere ver-wèrkbaarheid, gevolg van een wijziging van hetwatergehalte, kan direct van invloed zijn ophet luchtgehalte. Het zou in dit geval onjuistzijn de dosering van de LBV zonder meer aante passen omdat hier in feite de waterdoseringmoet worden gecorrigeerd.Goede procesbeheersing bestaat dus niet al-leen uit het verzamelen van de juiste meet-gegevens. Men zal ook over zoveel deskundig-heid moeten beschikken, dat aan de hand vandeze gegevens de juiste maatregelen kunnenworden genomen.Een LBV is een duidelijk voorbeeld van eenhulpstof waarvan de toepassing gemakkelijkkan worden gemotiveerd door de ermee te be-reiken voordelen. Er kunnen echter ook allerleiandere effecten optreden en het risico van'uitglijden' is daarbij steeds aanwezig.We hebben wel meer het algemene voorbehoudgemaakt dat hulpstoffen alleen mogen wordengebruikt indien dit voldoende is gemotiveerden er deskundige begeleiding is. Dit geldtechter wel heel sterk voor de toepassing vanLBV.Hoe werkt een LBV?Alle LBV's bestaan uit organisch materiaal zo-als bepaalde kunstharsen, of oliën van plant-aardige of dierlijke herkomst. Het is hier nietde plaats om op allerlei chemische en fysischedetails in te gaan. Het komt er op neer datdoor de werking van een LBV een groot aantal9.10.8.3.1.2.1. drukvat2. ofstrijkllneoal3. deksel met drukkamer4.5. kranen6.gummispuit7. pompstang8. drukkamermonometer10. ventiel11. hefboomzeer kleine luchtbelletjes in de specie wordtgebracht.Door hun geringe afmeting (om een idee tegeven: ca 0,1 mm) zijn deze luchtbelletjes zostabiel dat ze onder normale omstandighedentijdens transport en verwerking niet uit despecie worden verdreven. Deze geringe af-meting is trouwens een essentiële eis die aandeze luchtbellen moet worden gesteld. En welvooral in indirecte zin; door de geringe af-meting is (bij een bepaald percentage lucht inde specie) de onderlinge afstand van de belle-tjes zeer gering. En juist door deze geringeafstand kan bij voorbeeld de hydraulische druk,die door bevriezen van water in de capillaireporiën ontstaat, zich ontlasten in deze lucht-bellen. In de Amerikaanse betonwereld geldtdan ook al vele jaren de stelregel: elk beton datin waterverzadigde toestand aan vorst wordtblootgesteld, moet worden beschermd doorkunstmatig ingebrachte luchtbellen.Ook de verminderde doorlaatbaarheid vanbeton met LBV (en daarmee de betere water-dichtheid) kan op deze wijze worden verklaard.Het zeer fijn vertakte netwerk van doorlopendecapillaire poriën in cementsteen (doorsneebijv. 0,001 mm) wordt onderbroken door deluchtbellen met hun veel grotere doorsnede(bijv. 0,1 mm).De toename van de chemische bestendigheidkan eveneens worden toegeschreven aan degeringere indringdiepte voor agressieve vloei-stoffen. Dit geldt dan vooral voor schrale meng-sels waar met behulp van LBV een aanzienlijkeverbetering kan worden bereikt. Voor vettemengsels geldt dit in veel mindere mate.Meten van luchtgehaltenDit gebeurt met de luchtmeter. De in Neder-land gebruikelijke methode berust op het meten3Luchtmetervan de volumevermindering die optreedt wan-neer een monster specie met de daarin aan-wezige lucht onder druk wordt gezet. Eennadeel van deze methode is dat álle lucht inhet monster wordt gemeten, dus ook de (meest-al grotere) luchtholten die door onvolledigeverdichting in het beton zijn achtergebleven.Het goed hier rekening mee te houden!Door welke omstandigheden kan variatie inhet luchtgehalte optreden?Door het gebruik van een LBV wil men bepaal-de eigenschappen aan het beton geven; bijvoorbeeld betere vorstbestendigheid. Nu is dateen eigenschap die voornamelijk aan de dagtreedt aan het oppervlak van beton. En juistdaar bestaat het risico dat door het (te) inten-sief afwerken van een misschien niet juistsamengestelde specie (te nat!) de bescher-mende factor in de vorm van een zeker per-centageluchtbellen niet aanwezig is.De gewenste hoeveelheid lucht, die vooraf inde specie werd gemeten, is er op dergelijkekritieke plaatsen misschien niet meer.Daarnaast is een aantal factoren van invloedop de hoeveelheid lucht die in de specie wordtgebracht en die, althans bij een goede meet-methode, ook inderdaad wordt gemeten. Eenopsomming hiervan kan nuttig zijn omdat eeneventuele correctie van het luchtgehalte nietaltijd in een aanpassing van de dosering vande LBV moet worden gezocht, maar eerder ineen correctie van de factor die hier een rolspeelt.Deze factoren zijn de volgende:· Allereerst natuurlijk de dosering van de LBVzelf. Binnen de grenzen van het normaletoepassingsgebied zal verhoging van de do-sering ook leiden tot een verhoogd lucht-gehalte. Samenhangend hiermee moet ge-noemd worden de controle op de juiste uit-voering van het doseervoorschrift en controleop eventuele ontmenging van LBV tijdensopslag, die tot concentratieverschillen zouleiden.Bij overgang op LBV van andere herkomstmoet wederom met behulp van voorproevende juiste dosering worden vastgesteld.· Gelijktijdig gebruik van andere hulpstoffen.Hierbij valt bijv. te denken aan versnellers ofvertragers. Steeds zal door voorproeven heteffect van de meervoudige hulpstoftoepas-sing moeten worden vastgesteld. Nooit dehulpstoffen vooraf mengen, maar ieder af-zonderlijk volgens bijbehorend voorschriftdoseren.· Korrelopbouw van het toeslag materiaal.Vooral het fijnere materiaal is hier van in-vloed. Sterk schommelende samenstellingvan het aangevoerde zand kan bij voorbeeldeen merkbare invloed uitoefenen.· Soort, klasse en fabrikaat cement.Soms is de invloed hiervan zelfs aanzienlijk.Bij sommigeluchtbelvormers is zelfs eengroot verschil in dosering nodig Om een be-paald luchtpercentage te verkrijgen in meng-sels met hoogovencement tegenover diemet portlandcement.· Hoeveelheid cement.Verhoging van het cementgehaltegaatmeestal gepaard met verlaging van het lucht-gehalte.· Menging.Voor een optimale werking van een LBV is4een goede menging noodzakelijk. Alle facto-ren die de menging nadelig beïnvloedengeven dus ook een lager luchtgehalte despecie. Speciale aandacht vraagt beton-specie van een 'droge' centrale, waar nogaleens verschillen bestaan tussen diversetruckmixers door slijtage van schoepen, e.d.Ook de mengtijd is natuurlijk van belang. Innormale omstandigheden kan men wel aan-nemen dat het luchtgehalte tijdens hetmengen snel stijgt tot het maximum,datmeestal na enkele minuten is bereikt. Daar-na daalt het luchtgehalte zeer langzaam toteen bepaalde hoogte. Denk aan de transport-tijd van betonmortel !· Temperatuur van betonspecle.Betonspecie met hogere temperatuur leidttot lagere luchtgehalten. Dit effect is sterkernaarmate de zetmaat hoger is.· Zetmaat.Toename van de zetmaat leidt tot hogereluchtgehalten, althans binnen het normalegebied, d.W.Z. zetmaten tot cm.Bij nog slappere specie - die dan ook nietmeer voldoet aan normale eisen voor kwali-teitsbeton - leidt een zelfde gehalte aan LBVtot lagere luchtgehalten.· Water-cementfactor.Toenemende water-cementfactor leidt tothogere luchtgehalten. Ook weer met boven-staande beperking dat dit voor zeer nattespecies niet meer opgaat, maar toevoegingvan LBV aan 'soepspecie' heeft dan ookweinig zin.
Reacties