Zettingbeperkende maatregelen
In zettingsgevoelige gebieden waar bij toepassing van een constructie met conventionele materialen grote (rest)zettingen worden verwacht, kunnen materialen met een lage tot zeer lage dichtheid als subfundering worden toegepast om die zettingen te reduceren en de vereiste drooglegging te bereiken. Van een aantal lichte materialen worden hieronder de globale eigenschappen beschreven. De materialen staan in volgorde van afnemende droge volumieke massa, omdat deze materialen bij grote zettingen onder de grondwaterstand kunnen zakken is ook de natte volumieke massa van belang. Bij gebruik van lichte ophoogmaterialen kan hetzelfde rekenproces worden gevolgd als bij gebruik van materialen ‘met een normaal gewicht’. Bij EPS-hardschuim, en in mindere mate bij andere zeer lichte materialen, moet worden uitgegaan van een evenwichtsconstructie [15].
Lava
Lava is een eruptiegesteente dat chemisch gezien met basalt overeenkomt. Het materiaal (Eifellava, Schaumlava) komt in grote hoeveelheden en onder efficiënt winbare omstandigheden voor in de Eifel. Het materiaal is in praktisch elke gewenste gradatie te verkrijgen. Voor een ongebonden fundering wordt meestal een gradering 0/40 gebruikt. Bij poreus materiaal als lava hangt de waarde van de volumieke massa af van de korrelgrootte Bij goede verdichting is een droge dichtheid van 1.600 tot 1.700 kg/m3 haalbaar. De porositeit van het materiaal brengt mee dat het gemakkelijk water opneemt en weer afstaat. Deze eigenschap werkt gunstig op de waterhuishouding in de fundering: de kans op verweking en opvriezen wordt tegengegaan. De verbrijzelingsweerstand is afhankelijk van de bron van herkomst, maar in veel gevallen is deze matig tot onvoldoende en kan dan niet worden toegepast als fundering. De stijfheidsmodulus bedraagt maximaal 150 MPa.
Lava is een eruptiegesteente dat chemisch gezien met basalt overeenkomt. Het materiaal (Eifellava, Schaumlava) komt in grote hoeveelheden en onder efficiënt winbare omstandigheden voor in de Eifel. Het materiaal is in praktisch elke gewenste gradatie te verkrijgen. Voor een ongebonden fundering wordt meestal een gradering 0/40 gebruikt. Bij poreus materiaal als lava hangt de waarde van de volumieke massa af van de korrelgrootte Bij goede verdichting is een droge dichtheid van 1.600 tot 1.700 kg/m3 haalbaar. De porositeit van het materiaal brengt mee dat het gemakkelijk water opneemt en weer afstaat. Deze eigenschap werkt gunstig op de waterhuishouding in de fundering: de kans op verweking en opvriezen wordt tegengegaan. De verbrijzelingsweerstand is afhankelijk van de bron van herkomst, maar in veel gevallen is deze matig tot onvoldoende en kan dan niet worden toegepast als fundering. De stijfheidsmodulus bedraagt maximaal 150 MPa.
Hydraulisch schuimgranulaat
Hydraulisch schuimgranulaat is een mengsel dat voor ongeveer 40% bestaat uit menggranulaat 4/40, voor 20% uit een bewerkte en gewassen granulaatfractie 0,2/4 en voor 40% uit gegranuleerd hoogovenslakkenzand 0/2. Het is een matig licht ophoogmateriaal met een droge volumieke massa van 1.400 kg/m3. Het materiaal neemt water op maar staat dit ook weer gemakkelijk af. Omdat geen verpapping optreedt, is hydraulisch schuimgranulaat ongevoelig voor vorst/dooischade. Bij proefnemingen op een ongeveer zes weken oude fundering zijn stijfheidsmoduli tot 900 MPa gemeten. De maximale proctordichtheid van het materiaal door zeef 22,4 mm mag niet meer bedragen dan 1.675 kg/m3.
Hydraulisch schuimgranulaat is een mengsel dat voor ongeveer 40% bestaat uit menggranulaat 4/40, voor 20% uit een bewerkte en gewassen granulaatfractie 0,2/4 en voor 40% uit gegranuleerd hoogovenslakkenzand 0/2. Het is een matig licht ophoogmateriaal met een droge volumieke massa van 1.400 kg/m3. Het materiaal neemt water op maar staat dit ook weer gemakkelijk af. Omdat geen verpapping optreedt, is hydraulisch schuimgranulaat ongevoelig voor vorst/dooischade. Bij proefnemingen op een ongeveer zes weken oude fundering zijn stijfheidsmoduli tot 900 MPa gemeten. De maximale proctordichtheid van het materiaal door zeef 22,4 mm mag niet meer bedragen dan 1.675 kg/m3.
E-bodemas
E-bodemas bestaat uit ‘zware’ asdeeltjes die worden gevormd bij het verhitten van de moderne cycloonovens van elektriciteitscentrales die gestookt worden met fijngemalen poederkool. Het onbrandbare deel van de kolen kan zowel vervliegen (poederkoolvliegas) als neerslaan. Het neerslaande deel wordt in vloeibare toestand afgetapt, gekoeld en in water geëxpandeerd. Ebodemas is donkergrijs tot zwart van kleur en bestaat uit poreuze en verglaasde korrels. De korrelgrootte is over het algemeen minder dan 16 mm, terwijl de korrelvorm hoekig is met een zeer onvlak korreloppervlak. Omdat E-bodemas net als Flugsand uit poreuze korrels bestaat, heeft men bij dit materiaal ook met de natte dichtheid te maken. Het materiaal is gevoelig voor vergruizing, ook bij verdichting. Verder is het enigszins vorst- en verwekingsgevoelig. E-bodemas is al in veel projecten toegepast, met name in de wegenbouw. In het kader van het Bouwstoffenbesluit kunnen zich problemen voordoen in verband met een licht verhoogd gehalte aan metalen en metalloïden.
E-bodemas ontdaan van het te hoge gehalte aan metalen is onder certificaat verkrijgbaar onder de naam Ketelzand.
E-bodemas bestaat uit ‘zware’ asdeeltjes die worden gevormd bij het verhitten van de moderne cycloonovens van elektriciteitscentrales die gestookt worden met fijngemalen poederkool. Het onbrandbare deel van de kolen kan zowel vervliegen (poederkoolvliegas) als neerslaan. Het neerslaande deel wordt in vloeibare toestand afgetapt, gekoeld en in water geëxpandeerd. Ebodemas is donkergrijs tot zwart van kleur en bestaat uit poreuze en verglaasde korrels. De korrelgrootte is over het algemeen minder dan 16 mm, terwijl de korrelvorm hoekig is met een zeer onvlak korreloppervlak. Omdat E-bodemas net als Flugsand uit poreuze korrels bestaat, heeft men bij dit materiaal ook met de natte dichtheid te maken. Het materiaal is gevoelig voor vergruizing, ook bij verdichting. Verder is het enigszins vorst- en verwekingsgevoelig. E-bodemas is al in veel projecten toegepast, met name in de wegenbouw. In het kader van het Bouwstoffenbesluit kunnen zich problemen voordoen in verband met een licht verhoogd gehalte aan metalen en metalloïden.
E-bodemas ontdaan van het te hoge gehalte aan metalen is onder certificaat verkrijgbaar onder de naam Ketelzand.
Flugsand
Flugsand is een poreus, loskorrelig, hoekig, natuurlijk materiaal van vulkanische oorsprong. Het is bij vulkaanuitbarstingen in de Eifel het verst weggevlogen, vandaar de naam Flugsand. Door de poreuze structuur is Flugsand een licht materiaal. Uit zowel laboratoriumonderzoek als praktijkervaring blijkt dat het materiaal onder herhaalde belasting kan verbrijzelen. Hierdoor ontstaat een fijner materiaal met verminderde waterdoorlatendheid en verhoogde capillaire werking. Om die reden wordt boven Flugsand meestal een lastspreidende laag aangebracht. Flugsand is geschikt voor hergebruik. Het bevat wel geringe hoeveelheden zware metalen. Onder water heeft het materiaal een vrij grote volumieke massa (zie tabel 31), die het minder geschikt maakt voor toepassingen als licht ophoogmateriaal. Boven de grondwaterstand heeft het materiaal een veel lagere volumieke massa.
Flugsand is een poreus, loskorrelig, hoekig, natuurlijk materiaal van vulkanische oorsprong. Het is bij vulkaanuitbarstingen in de Eifel het verst weggevlogen, vandaar de naam Flugsand. Door de poreuze structuur is Flugsand een licht materiaal. Uit zowel laboratoriumonderzoek als praktijkervaring blijkt dat het materiaal onder herhaalde belasting kan verbrijzelen. Hierdoor ontstaat een fijner materiaal met verminderde waterdoorlatendheid en verhoogde capillaire werking. Om die reden wordt boven Flugsand meestal een lastspreidende laag aangebracht. Flugsand is geschikt voor hergebruik. Het bevat wel geringe hoeveelheden zware metalen. Onder water heeft het materiaal een vrij grote volumieke massa (zie tabel 31), die het minder geschikt maakt voor toepassingen als licht ophoogmateriaal. Boven de grondwaterstand heeft het materiaal een veel lagere volumieke massa.
Schuimbeton
Schuimbeton wordt vervaardigd door aan een basisspecie – bestaande uit een mengsel van cement, water en toeslag- en/of vulstoffen – een afzonderlijk geproduceerd schuim toe te voegen. Schuimbeton heeft een lage volumieke massa en relatief hoge sterkte- en stijfheidseigenschappen. De volumieke massa kan variëren tussen 400 tot 1.600 kg/m3. De druksterkte van het materiaal is mede afhankelijk van het cementgehalte. Een druksterkte boven de 3 MPa is alleen haalbaar voor hoge volumieke massa’s (meer dan 800 kg/m3). Het materiaal is al in tal van projecten toegepast. Schuimbeton is snel aan te brengen en lokaal toepasbaar. Door de belastingspreiding wordt de zetting gereduceerd en worden horizontale deformaties beperkt. Het materiaal kan breken bij (te grote) zettingsverschillen. Aanleg van riolering, kabels en leidingen, maar ook plaatsing van wegmeubilair dient met de nodige aandacht te worden uitgevoerd vanwege het risico op beschadiging van de laag schuimbeton. Vanwege de lage waarde voor de natte volumieke massa moet bij de dimensionering van de wegconstructie rekening worden gehouden met opdrijfgevaar.
Schuimbeton wordt vervaardigd door aan een basisspecie – bestaande uit een mengsel van cement, water en toeslag- en/of vulstoffen – een afzonderlijk geproduceerd schuim toe te voegen. Schuimbeton heeft een lage volumieke massa en relatief hoge sterkte- en stijfheidseigenschappen. De volumieke massa kan variëren tussen 400 tot 1.600 kg/m3. De druksterkte van het materiaal is mede afhankelijk van het cementgehalte. Een druksterkte boven de 3 MPa is alleen haalbaar voor hoge volumieke massa’s (meer dan 800 kg/m3). Het materiaal is al in tal van projecten toegepast. Schuimbeton is snel aan te brengen en lokaal toepasbaar. Door de belastingspreiding wordt de zetting gereduceerd en worden horizontale deformaties beperkt. Het materiaal kan breken bij (te grote) zettingsverschillen. Aanleg van riolering, kabels en leidingen, maar ook plaatsing van wegmeubilair dient met de nodige aandacht te worden uitgevoerd vanwege het risico op beschadiging van de laag schuimbeton. Vanwege de lage waarde voor de natte volumieke massa moet bij de dimensionering van de wegconstructie rekening worden gehouden met opdrijfgevaar.
[ link ]
Figuur 64. Argex
Argex
Geëxpandeerde kleikorrels (Argex) worden verkregen door sinteren van een Boomse klei in een draaioven bij een temperatuur van ongeveer 1100 °C. Het materiaal wordt doorgaans in de sorteringen 4/10 mm en 10/16 mm geleverd. Het materiaal is poreus, wat ertoe leidt dat het water opneemt. De mate waarin dit gebeurt, is afhankelijk van de dichtheid, de bevochtigingsduur en het oorspronkelijke watergehalte. Boven het grondwater heeft het materiaal een lage volumieke massa (zie tabel 31). Het materiaal heeft geen cohesie. Argex is reeds veel toegepast, ook al is het verbrijzelingsgevoelig. Vanwege de lage weerstand tegen verbrijzeling wordt het materiaal altijd voorzien van een afdekkende laag (meestal zand). Door het materiaal in te pakken in een geotextiel kan vermenging met de kleikorrels worden voorkomen. Sinds eind 2000 worden Argexkorrels geleverd met het NL-BSB-merk, dat aangeeft dat de korrels voldoen aan de eisen van het Bouwstoffenbesluit.
Geëxpandeerde kleikorrels (Argex) worden verkregen door sinteren van een Boomse klei in een draaioven bij een temperatuur van ongeveer 1100 °C. Het materiaal wordt doorgaans in de sorteringen 4/10 mm en 10/16 mm geleverd. Het materiaal is poreus, wat ertoe leidt dat het water opneemt. De mate waarin dit gebeurt, is afhankelijk van de dichtheid, de bevochtigingsduur en het oorspronkelijke watergehalte. Boven het grondwater heeft het materiaal een lage volumieke massa (zie tabel 31). Het materiaal heeft geen cohesie. Argex is reeds veel toegepast, ook al is het verbrijzelingsgevoelig. Vanwege de lage weerstand tegen verbrijzeling wordt het materiaal altijd voorzien van een afdekkende laag (meestal zand). Door het materiaal in te pakken in een geotextiel kan vermenging met de kleikorrels worden voorkomen. Sinds eind 2000 worden Argexkorrels geleverd met het NL-BSB-merk, dat aangeeft dat de korrels voldoen aan de eisen van het Bouwstoffenbesluit.
Misapor
Misapor is een lichtgewicht bouwstof die geproduceerd wordt uit laagwaardig afvalglas. Dit afvalglas wordt vermalen tot glasmeel, waarna dit meel wordt verhit tot een temperatuur van 700 ºC. Er wordt hierbij een natuurlijke toeslagstof toegevoegd, waardoor geheel gesloten luchtbelletjes in de substantie ontstaan. Tijdens het afkoelingsproces stolt en verbrokkelt deze substantie in kleine brokjes met een doorsnede variërend van 10 tot 50 mm. De droge dichtheid bedraagt 185 tot 250 kg/m3. Het materiaal neemt vanwege de gesloten cellenstructuur slechts 5 tot 7% vocht op. De natte volumieke massa bedraagt 320 tot 410 kg/m3. De druksterkte varieert tussen 3 en 9 MPa. De stijfheidsmodulus is 100 MPa. Misapor voldoet aan de eisen van het Bouwstoffenbesluit.
Misapor is een lichtgewicht bouwstof die geproduceerd wordt uit laagwaardig afvalglas. Dit afvalglas wordt vermalen tot glasmeel, waarna dit meel wordt verhit tot een temperatuur van 700 ºC. Er wordt hierbij een natuurlijke toeslagstof toegevoegd, waardoor geheel gesloten luchtbelletjes in de substantie ontstaan. Tijdens het afkoelingsproces stolt en verbrokkelt deze substantie in kleine brokjes met een doorsnede variërend van 10 tot 50 mm. De droge dichtheid bedraagt 185 tot 250 kg/m3. Het materiaal neemt vanwege de gesloten cellenstructuur slechts 5 tot 7% vocht op. De natte volumieke massa bedraagt 320 tot 410 kg/m3. De druksterkte varieert tussen 3 en 9 MPa. De stijfheidsmodulus is 100 MPa. Misapor voldoet aan de eisen van het Bouwstoffenbesluit.
EPS-hardschuim
EPS-hardschuim heeft een zeer lage volumieke massa en naar verhouding goede sterkte en stijfheidseigenschappen. EPS-hardschuim is zeer eenvoudig aan te brengen in blokken of platen. Wel moet altijd opdrijven worden voorkomen. Boven de EPS-hardschuimlaag moet een voldoende dikke, beschermende constructie worden aangebracht. Veelal wordt op de platen een zandcementlaag of een laag cementbeton aangebracht, waarna de rest van de wegverharding volgt. Verdichten van de granulaire lagen moet de nodige aandacht krijgen. EPS-hardschuim is na sloop geschikt voor hergebruik. De primaire functie van EPS-hardschuim is reductie of vermijding van zetting. Bij dimensionering moet de verticale stuik onder verkeersbelasting boven op de EPS-laag worden beperkt tot 4 mm/m [15].
EPS-hardschuim heeft een zeer lage volumieke massa en naar verhouding goede sterkte en stijfheidseigenschappen. EPS-hardschuim is zeer eenvoudig aan te brengen in blokken of platen. Wel moet altijd opdrijven worden voorkomen. Boven de EPS-hardschuimlaag moet een voldoende dikke, beschermende constructie worden aangebracht. Veelal wordt op de platen een zandcementlaag of een laag cementbeton aangebracht, waarna de rest van de wegverharding volgt. Verdichten van de granulaire lagen moet de nodige aandacht krijgen. EPS-hardschuim is na sloop geschikt voor hergebruik. De primaire functie van EPS-hardschuim is reductie of vermijding van zetting. Bij dimensionering moet de verticale stuik onder verkeersbelasting boven op de EPS-laag worden beperkt tot 4 mm/m [15].
De voornaamste eigenschappen van de genoemde lichte materialen zijn opgesomd in tabel 31.
Tabel 31. Globale eigenschappen lichtgewicht materialen
| Lichtgewicht materiaal | Droge volumieke massa (kg/m 3 ) | Natte volumieke massa (kg/m 3 ) | Stijfheids modulus (MPa) | Verwerking |
| Lava | 1.600-1.700 | 150 | storten | |
| Hydraulisch schuimgranulaat | 1.400 | 150-900 | storten | |
| E-bodemas | 1.000-1.300 | 1.300-2.100 | 170-380 | storten |
| F;ugsand | 800-1.200 | 1.300-2.200 | 50-300 | storten |
| Schuimbeton | 600-800 | 700-900 | 300-11.500 | pompen |
| Argex | 470-650 | 1.200-1.300 | 10-30 | storten |
| Misapor | 185-250 | 320-410 | 100 | storten |
| EPS-hardschuim | 15-30 | 70 | 4-10 | blokken |