9 Overwegingen bij het opstellen van een CROW-CUR Aanbeveling

Doel

Het doel van deze CROW-werkgroep is het opstellen van een CROW-CUR Aanbeveling voor toepassing van fijn en/of grof betongranulaat in beton waarbij, afhankelijk van de kwaliteit van het betongranulaat, een maximaal vervangingspercentage fijn en/of grof toeslagmateriaal wordt aangegeven, waarbij de bestaande constructieve rekenregels onverkort van toepassing zijn.

Bepalende eigenschap betongranulaat

Betongranulaat bestaat uit het oorspronkelijk harde, dichte toeslagmateriaal en verharde cementsteen. De verharde cementsteen is de zwakke schakel en bepaalt in sterke mate de eigenschappen van het betongranulaat en het daarmee vervaardigde nieuwe beton. De hoeveelheid (en porositeit van de) cementsteen in het betongranulaat is dus een belangrijke parameter bij de beoogde classificatie van het betongranulaat. De innovatieve recyclingtechnieken beogen juist het gehalte aan cementsteen in het betongranulaat te verlagen en daarmee geschikter te maken voor de toepassing als toeslagmateriaal voor beton.

Er zijn diverse methoden om het gehalte aan cementsteen in betongranulaat te bepalen. Echter, elke methode heeft zijn beperkingen (niet voldoende selectief, niet te verifiëren aannamen in berekeningen, praktische uitvoerbaarheid, enz.). Naast de hoeveelheid cementsteen is ook de porositeit (wcf) ervan bepalend voor de eigenschappen.

Uit diverse onderzoeken blijkt dat er een lineaire relatie bestaat tussen de waterabsorptie van en het gehalte aan cementsteen in het betongranulaat. In de waterabsorptie is tevens de porositeit van de cementsteen verdisconteerd en daardoor een betere maat voor de invloed op de eigenschappen van het beton vervaardigd met betongranulaten dan het gehalte aan cementsteen. Daarnaast is de waterabsorptie van toeslagmaterialen eenvoudiger en genormeerd (NEN-EN 1097-6) te bepalen en wordt al standaard gemeten voor toepassing in beton.

Resultaten betononderzoek

Uit het in dit rapport beschreven onderzoek blijkt dat het toepassen van fijn en/of grof beton­granulaat de grootste invloed op de krimp van het daarmee vervaardigd beton. Deze eigenschap is daarom gebruikt om de classificatie in de op te stellen CROW-CUR Aanbeveling uit te werken. In figuur 9-1 is het verband weergegeven tussen de gemeten krimp van het beton na 357 dagen (in ‰) en de totale hoeveelheid geabsorbeerd water (in kg per m³ beton) door de betongranulaten aanwezig in dat beton. Er blijkt een duidelijke correlatie te zijn tussen beide grootheden. Deze correlatie komt goed overeen met het Brito W-model beschreven in [1].

Basis voor toelaatbare hoeveelheid fijn en/of grof betongranulaat in beton

De krimp van beton blijkt de meest kritische parameter voor de toepassing van betongranulaten in beton te zijn. Traditionele betonsamenstellingen met harde, dichte toeslagmaterialen vertonen een zekere bandbreedte in de totale krimp (= uitdrogingskrimp + autogene krimp). Een variatie van 40% of meer op het gemiddelde is mogelijk [2, 3]. Indien de krimp van beton met fijn en/of grof betongranulaat in die bandbreedte valt, dan zijn de constructieve rekenregels dus nog onverkort van toepassing.

In overleg met de NEN-normcommissie ‘TGB-Betonconstructies’ is vastgesteld dat een 30% hogere krimp binnen de robuustheid van de constructieve rekenregels valt en voor krimp- of kruipgevoelige betonconstructies acceptabel is. Dit komt overeen met een totale hoeveelheid geabsorbeerd water door de betongranulaten aanwezig in het beton van 22,5 kg/m³ (zie blauwe lijn in figuur 9-1). Bij toepassing in constructies waar krimp en kruip geen relevante rol spelen, mag die totale hoeveelheid geabsorbeerd water 30 kg/m³ bedragen.

Hiermee kan afhankelijk van de gemeten 24-uur waterabsorptie (= kwaliteit) van de specifieke fracties betongranulaten worden uitgerekend wat de maximale vervangingspercentages fijn en/of grof toeslagmateriaal kan zijn, zonder aanpassing van de constructieve rekenregels. Omgekeerd kan deze benadering ook worden gebruikt voor productontwikkeling: in welke mate moet de kwaliteit (= waterabsorptie) van het betongranulaat worden verbeterd om tot een beoogd vervangingspercentage te komen.

Pedro et al. [4] hebben de invloed van de oorspronkelijke betonkwaliteit (20 MPa, 40 MPa en 70 MPa) op de eigenschappen van met 2 verschillende breektechnieken vervaardigde beton­granulaten onderzocht. Zij concluderen dat de invloed van het betongranulaat van alle onderzochte eigenschappen het grootst is op de krimp (in lijn met bevindingen in dit rapport). Er is geen effect waargenomen van de druksterkte van het oorspronkelijke beton waaruit het betongranulaat is vervaardigd op de krimp van het beton gemaakt met dit betongranulaat (‘2e leven’ beton). De druksterkte van het beton is dus niet van groot belang.

Verdere randvoorwaarden

In de opgestelde CROW-CUR Aanbeveling zijn de volgende randvoorwaarden aangegeven:

Literatuur