examenvragen 2 Flashcards
Twee parameters van vorst-dooicycli? Waarom slechte invloed?
• Vorstdooi-cycli is een fysisch proces waarbij er een expansie van water is in de poriën door ijsvorming (toename van volume water van 9%). Dit kan zorgen voor scheuren, afschilferen, afdrukken van stukken beton.
• Het vriespunt van water is afhankelijk van de poriëndiameter, druk en in water opgeloste zouten.
o Hoe groter de poriën hoe hoger het vriespunt (dus makkelijkere temperatuur om te bekomen.) Zo is voor grote capillairen -5 ° C en gelporiën -75°C.
• De capillaire poriën dichtbij het oppervlakte bevriezen eerst en door entropieverschil beweegt het water richting het gevormd ijs. Nu is alleen het zuiver water bevroren.
Het zoutconcentratie in water dat niet bevroren stijgt door diffusie en er wordt water daar weer aangetrokken.
• Wanneer dit gevormd ijs weer ontdooit, beweegt het door de oppervlaktespanning naar de kleinste poriën en heel dit proces van vorst-dooi wordt herhaald. Herhaling vergroot de schade
DUS: er moeten een bepaald hoge verzadigingsgraad zijn ( vrij water, rond de 85-90%)
• Er moet zout zijn in je beton om die waterverplaatsing mogelijk te maken.
Er moeten voldoende grote poriën en korrels zijn.
• Een oplossing hiervoor is het aanbrengen van luchtbelvormers omdat die luchtbellen vormt die fungeren als expansie-ruimte voor bevriezend water waardoor de inwendige drukken minder hoog oplopen. Andere oplossingen: afvoer van water, afsluiten van het oppervlak en beperkt w/c factor van 0,45.
Waarom nabehandelen? (2) En wat zijn de methoden?
Nabehandeling is nodig om te voorkomen dat betonspecie/jong beton scheurt door de uitdroging tegen te houden. Met name door plastische krimp, hierbij verdampt het water in de plastische fase, wat gepaard gaat met een volumeverandering die verhinderd wordt. Hierdoor ontstaan trekspanningen die tot scheuren kunnen leiden (plastische krimp). De hoeveelheid plastische krimp hangt af van de verdampingssnelheid.
Daarnaast voorkomt het onder andere ook craquelé. Dit is een uitdroging van het oppervlak.
Er zijn 5 soorten nabehandeling mogelijk: (Na druksterkte van 50% mag het weg). Hierbij wordt er telkens gezorgd dat de verdampingssnelheid niet te snel is.
- Nabehandeling met water: vernevelen, of volledig onder water zetten
- Afdekking met een vochtvasthoudend materiaal: zand, jute, rietmanden (niet wegwaaien)
- Afdekking met een dampremmend materiaal: kunststoffen, d≥0,05mm (luchtverplaatsing)
- Laten staan in bekisting (niet zuigend)
- Curing Compound: onmiddellijk na ontkisting, vochthoudend vermogen ≥70%
Testen voor consistentie van zelfverdichtend beton (ZVB)?
- Vloeimaat: adhv Abramsconus de vulcapaciteit bepalen, uitvloeitijd om Ø500mm te krijgen
- V-funnel: de uitstroomsnelheid bepalen door een trechter
- U-test: de vulgraad bepalen, wanneer er wapening is (links rechts zelfde hoogte)
- Segregatie: de verhouding van de grove granulatie boven en onder in een kolom
- test met zeef (segregatie)
- L-box: (lijkt op U-test) de uitstromingslengte bepalen bij gewapend beton
Wat zijn de druksterkteklassen van cement?
32,5; 42,5 en 52,5
=> dit is de karakteristieke druksterkte na 28 dagen
Waar zit gelwater gebonden in het beton? + Tekening model poriënstructuur.
In verband met porositeit. Poriën bepalen mede de sterkte en duurzaamheid van beton en ontstaan onder andere door aanwezigheid water tijdens hydratatie. Portlandcement heeft 25M% (M=massaprocent) water nodig voor chemische binding/reactieproducten en 15M% wordt als gelwater gebonden. (W/C=0,4). Gelwater kan op twee plaatsen voorkomen:
- Water dat fysisch geadsorbeerd is aan oppervlak van hydratatieproducten (ooo)
- Water dat gebonden is tussen de vlakke kristallisatieproducten (interlayer water) (xxx)
Waarvoor staat CEM I, CEM II en CEM III?
CEM I = Portlandcement
CEM II = Portlandcomposietcement door bv. toevoeging vliegas, hoogovenslak…
CEM III = Hoogovencement
Wat is sulfaataantasting?
Dit is een chemisch schademechanisme veroorzaakt door sulfaten (intern in beton of extern indringen) die reageren met betoncomponenten; calcium, natrium, magnesium en kalium. Hierdoor ontstaat er ettringiet. Scheurvorming treed op door 3 dingen:
• Expansie door kristallisatie van ettringiet
• Ettringiet vormt zich en trekt water aan waardoor het uitzet
• Ettringiet-vorming onttrekt water aan C-S-H. C-S-H trekt op zijn beurt water aan waardoor er expansie ontstaat
Wat is het verschil tussen specifieke oppervlakte en relatieve specifieke oppervlakte?
Dit zijn granulometrische karakteristieken waarmee men de zeefkromme zou kunnen opstellen. De specifieke oppervlakte duidt weldegelijk de oppervlakte aan, terwijl de relatieve specifieke oppervlakte de oppervlakte aanduidt tov een korrel van 1mm.
Wat is equivalente ouderdom? Waarvoor wordt het gebruikt?
Saul: sterkteontwikkeling is nauw verbonden aan maturiteit of rijpheid. “Verschillende proefstukken van eenzelfde beton hebben dezelfde sterkte indien ze eenzelfde maturiteit M hebben, onafhankelijk van het ondergane temperatuursverloop.”
De fysische betekenis van maturiteit is niet duidelijk Rastrup:
Equivalente ouderdom teq: de tijd gedurnde dewelke het beton bewaard zou moeten worden bij een constante referentietemperatuur θr (20°C) teneinde dezelfde maturiteit te bekomen als het beton dat het werkelijke temperatuursverloop ondergaat.
Volgens onderstaande formule lijkt de equivalente ouderdom van beton een eenvoudige lineaire functie van de temperatuur. Deze hypothese is slechts een benadering voor de realiteit.
b. Hoe reken je om naar de gemiddelde druksterkte?
Variaties van druksterkte bepaald op proefstukken worden beschreven met een Gauss-curve. Deze verdeling bevat 2 parameters:
De gemiddelde waarde fcm
De standaardafwijking σ, bepaald door toevallige variaties:
Veranderingen van de W/C-factor
Verschillende sterkte en verhardingssnelheid van cement
Methodes voor de monstername, vorm van proefstuk…
De standaardafwijking wordt gesplitst in
σm spreiding tussen de mengelingen
σp spreiding tussen de proefstukken
de totale spreiding: σ=√(〖σ_m〗^2+〖σ_p〗^2 )
Voor betonconstructies wordt er gerekend volgens de semi-probabilistische methodes. Sterktes en belastingen worden gekenmerkt door hun karakteristieke waarde.
fck: 5%-fractiel in de theoretische sterktedistributie.
Waarom hebben sommige proefstukken een hogere of lagere druksterkte?
Kleine proefstukken: geven hogere resultaten. Want er is minder volume waar zwakheden/ onvolmaaktheden kunnen optreden, en breuk wordt geïnitieerd op zwakke plaatsen.
Bij prismatische proefstukken geven die met kleinere hoogte voor dezelfde doorsnede ook hogere resultaten. Hogere proefstukken zijn minder sterk. Dit heeft met breukverschijnsel te maken en de randvoorwaarden. Tussen drukplaten treedt wrijving op en de dwarse uitzetting wordt deels verhinderd. Er ontstaat aan de randzones een driedimensionale spanningstoestand. Naar mate het proefstuk slanker wordt, ontstaat er nagenoeg een één dimensionele spanningstoestand. kubussterkte zal altijd hoger zijn dan die van een prisma!
De verhouding prismasterkte/kubussterkte< 1 voor prisma’s met h>√A. Voor prisma’s met dezelfde waarde h>√A stijgt ze met stijgende betonsterkte. Dit geldt ook voor cilinders.
Wat heeft statistische verdeling van betondruksterkte met economische mengselsamenstelling te maken?
Betondruksterkte is niet een bepaald getal, door verschillende invloeden, die spreiding veroorzaken, vindt men een verdeling van betondruksterkte die goed omschreven kan worden door de Gauss-verdeling (omschreven met een gemiddelde en een standardafwijking), die afhankelijk is van de hoeveelheid monsternemingen en faalkans. Door goede kwaliteitscontrole (selectie grondstoffen, beheerst produceren, reageren op afwijkingen, juiste hoeveelheid metingen) maar ook een geschikt mengselontwerp kan de standardafwijking verlaagd worden. Hierdoor kan de gemiddelde druksterkte verlaagd worden. Dit vraagt minder cement en cement is de meest dure component (naast de hulstoffen, cement wordt ook in veel grotere hoeveelheden toegepast). Door goede kwaliteitscontrole wordt geld bespaard.
Indien men kan produceren met een kleinere standaardafwijking, kan de gemiddelde waarde kleiner genomen worden voor een opgelegde fck,req. Een hogere gemiddelde sterkte = hoger cementgehalte = hogere kostprijs beton!
Leg uit: alkali-granulaat reactie
Hoe kan men deze reactie voorkomen?
Voorwaarden voor optreden
Het is de aantasting van beton van binnenuit. Het is een reactie van stoffen die in het beton aanwezig zijn: alkaliën en reactieve bestanddelen van toeslagmateriaal.
NaOH/KOH +SiO_2→〖Na〗_2 〖SiO〗_3 H_2 O
Gel trekt water aan (osmose) ° hydraulische druk
Volume toename ° druk
- Niet-reactieve granulaten gebruiken
- Dichtere microstructuur bindmiddel: Ca++ ionen binden door hoogovenslak, vliegas, silica fume
- Aantal alkaliën beperken (<3kg/m³ beton)
- Watertoevoer belemmeren
• Granulaten met reactieve vorm van silicium
• Voldoende aanwezigheid van alkaliën Na2O en K2O (in beton/buitenaf)
• Water:
o Alkaliën omzetten in hydroxide en gel
o Opname door capillaire zuiging, concentratieverschillen en waterdampdiffusie
