betontechnologische eigenschappen van beton met

Dajo Geys

recyclageglas als partiële grindsubstitutieBetontechnologische eigenschappen van beton met

Academiejaar 2008-2009Faculteit IngenieurswetenschappenVoorzitter: prof. dr. ir. Luc TaerweVakgroep Bouwkundige constructies

Master in de ingenieurswetenschappen: bouwkundeMasterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van

Begeleider: Promotoren: prof. dr. ir. Luc Taerwe, dr. ir. Katrien Audenaert

Technological properties of concrete with recycledglass as a partial gravel substitute

Dajo Geys

Supervisor(s): Prof. dr. ir. Luc Taerwe, dr. ir. Katrien Audenaert

Abstract—This paper examines the possibility of using recycled glass, inparticular the use of CSC glass, in concrete mixes. Mechanical and work-ability properties such as compressive strength, flexural strength, splittingtensile strength, slump, flow, initial setting time and mass density will bediscussed.

Keywords—CSC glass, recycled glass, mechanical properties, workabil-ity properties

I. INTRODUCTION

FOR several years people have been trying to reduce the to-tal waste in the world. An example of this reduction is the

reuse of glass. Glass cullet is being melted into new glass con-tainers and bottles. The glass used for this process has to be ofa certain standard so that it cannot contain too much contam-inants, especially ceramic, stone and china (CSC). To preventthe contaminants being used in new bottles and containers, theglass is purified. After purification most of the glass containsless than 0,0035 percent CSC, but at the end of the process thereis a residue that contains 2 or 3 percent CSC. This glass cannotbe reused and it will therefore end up at the dumping ground.This paper will examine the use of CSC glass in concrete mixes.It will be used as a substitute for gravel. Apart from the reduc-tion in waste glass the reuse of CSC glass also helps reducingthe need for new gravel and therefore lifts a bit of pressure manputs on mother nature.

Apart from CSC glass other, more pure glass is used as a sub-stitute for gravel to compare the properties of concrete with pureglass and concrete with the CSC glass.

In the last forty years there have been many attempts to useglass in concrete. Most of these researches use glass as a sand orcement replacement. There are some researches that use glassas an aggregate [1]. Although most of these studies use glassas a replacement of fine aggregate, some of them use glass asa replacement of coarse aggregate [2]. Note that all of thesestudies use pure glass and not CSC glass.

This study will investigate only the mechanical and worka-bility properties of the concrete with glass aggregate. There aresome chemical properties such as ASR [3] that are also worthinvestigating.

II. THE RESEARCH

Before making any concrete with glass aggregates, there isneed for a control mix. The control mix makes sure that themixes with glass aggregates can be compared to normal con-crete. The chosen control mix is given in Table 1.

In this study 30 mixes with glass aggregates are made, ofwhich 22 with CSC glass. The concrete mixes can be dividedinto sections. Each section examines:

TABLE ICONTROL MIX

• The influence of an increasing substitution percentage onthe mechanical and workability properties.• The influence of different types of glass cullet on me-chanical and workability properties.• The consistency of the results of different mixes with dif-ferent percentages of gravel substitution.• The influence of an increasing percentage of substitutionbetween 10 percent and 20 percent CSC.• The search for add-inns or methods that will suppress thereduction of the mechanical properties of conglasscrete1.

After investigating the first two subjects, an optimal percent-age of substitution of CSC glass is chosen. This optimal percent-age will need to have an increase in workability and an accept-able decrease in mechanical properties. Afterwards the mixes ofsections three, four and five are chosen, using the optimal sub-stitution percentage. Next to the five big groups this study alsoinvestigates the long term influence on the compressive strength.A control mix and a mix with 20 percent CSC substitution arecompared to each other.

Before using the glass as an aggregate it has to be washed.Especially the CSC glass contains many contaminations suchas: food residues, beverage residues, sand, slurry, metal, cork,paper and plastic. The washing process used in this study goesas follows:

• Put the glass on a fine grid and hose it down until thefood and drink residues are gone. Make sure most of thesand is gone.• Get manually rid of big pieces of plastic, metal, paperand cork.• Place the glass in an oven at 105 degrees Celsius for atleast 2 days until it is totally dry.

1This is the common name for concrete with glass aggregates

The advantage of this procedure is its simplicity so that it isalso easily converted into a cheap industrial process. After de-termin of all the mechanical and workability properties of theconglasscrete, the different results have to be explained. In or-der to do so e several properties of the glass aggregate are deter-mined. These properties can be divided into three main sections:mass densities, particle size distributions and derived propertiessuch as porosity, water absorption and specific surface.

III. RESULTS

The workability is normally measured by a flow or slump test.In Figure 1 the results of the slump show a point of maximumworkability around 10 percent substitution. This optimum isalso found for the flow results. The workability is also influ-enced by the mass volume of the concrete in fluid and hardenedstate. The results show a slight decrease in mass volume whenusing glass instead of gravel. The decrease is limited to 3,6 per-cent of the weight of the control mix. An other important pa-rameter for the workability is the initial setting time. The initialsetting time determines the time after which the workability de-creases significantly. The initial setting time of conglasscretewith 20 percent CSC is five hours and the initial setting time ofthe control mix is four hours. The last two properties indicatean increase in workability.

Fig. 1. Slump for an increasing amount of CSC glass

Mechanical properties such as compressive strength, flexuralstrength and splitting tensile strength are measured. All the me-chanical properties decrease with an increasing amount of glassin the concrete mixes. The decrease in compressive strength isgiven by Figure 2. The results also show that decrease in tensilestrength is greater than decrease in compressive strength. Longterm results show no improvement in compressive strength afterthree months for a mix of 20 percent CSC.

The maximum workability and the reduction in compressivestrength lead to an optimal percentage of CSC in concrete: 10to 20 percent CSC leads to an improvement of workability anda maximum decrease of 6 percent in compressive strength. Toimprove the compressive strength results of conglasscrete sev-eral measures are undertaken: use of fly ash, use of cement witha low alkali rate, use of hot glass and use of dirty glass. Thetwo latter have a negative impact on the strength (Figure 3). Theresults of the mixes with fly ash and cement with a low alkalirate sometimes show positive and sometimes negative results.The use of these products has to be investigated further, beforejumping to any conclusions.

Fig. 2. Compressive strength for an increasing amount of CSC glass

Fig. 3. Compressive strength for mixes with 20 percent washed and unwashedCSC glass

One of the most important things in this study is the lack ofconsistency for almost all of the results. Figure 4 shows a largespread of the results for each mix that contained CSC. The stan-dard deviation of the compressive strength amounts to 3,6 Mpawhen 10 percent CSC is used. This lack of consistency influ-ences all other results.

Fig. 4. Inconsistency of compressive strength for 10 and 20 percent of CSCglass

IV. DISCUSSING RESULTS

The results show that the behavior of conglasscrete is dif-ferent from that of regular concrete. The optimal workabilityis mainly influenced by two factors: the presence of flat andsmooth glass particles and the resistance caused by raw andsharp glass. The first factor will be dominant at a low rate of sub-stitution while the latter will be dominant at a larger rate of sub-stitution. Water absorption and the percentage of fines also playa part in the workability. The difference in mechanical prop-erties is mainly attributed to the lack of adhesion between the

glass and mortar. Other factors like sharpness of glass, alkali-silica reaction and the presence of impurities also contribute tothe decrease in mechanical properties. The greater decrease intensile strengths compared to compressive strength, is attributedto the greater sensitivity of tensile strength tests for small cracksor weak spots in the concrete (e.g. the bad adhesion betweenglass and mortar). Next to these factors of influence, the resultsare strongly influenced by the lack of consistency as shown inFigure 4.

V. CONCLUSIONS

There is a possibility of using CSC glass in concrete mixesas long as the percentage of CSC is limited to 20 percent andthe concrete is not used in any bending or tensile applications.The conglasscrete with 20 percent CSC will, at least, reach astrength class of C35/45 when the mix in Table 1 is respected.

REFERENCES

[1] Seung Bum Park, Bong Chun Lee, Jeong Hwan Kim, Studies on mechan-ical properties of concrete containing waste glass aggregate, Cement andConcrete Research 34, 2004, p2181-2189.

[2] C. D. Johnston, Waste glass as Coarse Aggregate for concrete, Journal oftesting and evaluation (JTEVA), 1974, vol.2, No 5, p334-350.

[3] Ruben Raedt, Koen Van Lerberghe, Duurzaamheid van beton met recy-clageglas als partile grindsubstitutie, Thesisstudie Labo Magnel, Univer-siteit Gent, 2009.

Voorwoord

Deze studie is het gevolg van een vernieuwde interesse voor ecologische oplossingen voor

het glasafvalprobleem. In het kader hiervan is een onderzoek opgestart dat peilt naar de

mogelijkheden om recyclageglas aan te wenden als partiële grindsubstitutie in beton. Het

onderzoek is opgedeeld in “Duurzaamheid van beton met recyclageglas als partiële

grindsubstitutie” en “Betontechnologische eigenschappen van beton met recyclageglas als

partiële grindsubstitutie”. Deze thesis behandelt het tweede onderdeel. Dit onderzoek was

niet tot stand kunnen komen zonder de hulp van volgende personen:

Vooreerst dank ik mijn promotoren dr. ir. Katrien Audenaert, postdoctoraal onderzoeker aan

het Laboratorium Magnel en prof. dr. ir. Luc Taerwe, decaan van de faculteit

Ingenieurswetenschappen en hoogleraar aan de Universiteit Gent, voor hun bereidheid tot

hulp en ondersteuning.

Ook dank ik prof. dr. ir. G. De Schutter, hoogleraar aan de Universiteit Gent, voor zijn

theoretische ondersteuning.

Graag wil ik Pieter Bartels, General Manager Marketing & Sales van het bedrijf Maltha Groep

Heijningen BV, bedanken voor zijn bereidwillige medewerking en het ter beschikking stellen

van het benodigde glas.

Ook bedank ik graag Koen Van Lerberghe en Ruben Raedt, medestudenten 2de

Master in de

Ingenieurswetenschappen: bouwkunde, voor hun vlotte samenwerking in het kader van dit

onderzoek.

Tot slot wil ik ook alle medewerkers van het Laboratorium Magnel bedanken die geholpen

hebben bij het uitvoeren van de proeven.

De auteur geeft de toelating deze masterproef voor consultatie beschikbaar te stellen en

delen van de masterproef te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder

de beperking van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de

bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze masterproef.

Gent, 1 juni 2009

Dajo Geys

Inhoudstafel

Voorwoord .................................................................................................................................................

Abstract ......................................................................................................................................................

Inhoudstafel ...............................................................................................................................................

Lijst met figuren, tabellen en grafieken .....................................................................................................

Figuren ...................................................................................................................................................

Grafieken ................................................................................................................................................

Tabellen ..................................................................................................................................................

Verklarende woordenlijst en afkortingen ..................................................................................................

1 Inleiding ............................................................................................................................................ 1

1.1 Probleemstelling ...................................................................................................................... 1

1.2 Doel .......................................................................................................................................... 2

2 Literatuurstudie ............................................................................................................................... 3

2.1 Glas- en grondstoffenproblematiek ......................................................................................... 3

2.2 Onderzoek ................................................................................................................................ 5

2.2.1 Betonsamenstelling.......................................................................................................... 5

2.2.2 Glas ................................................................................................................................... 5

2.2.3 Onderzoeksresultaten literatuur ..................................................................................... 6

2.2.4 ASR ................................................................................................................................... 7

2.2.4.1 De reactie ..................................................................................................................... 7

2.2.4.2 Testmethoden .............................................................................................................. 8

2.2.4.3 Resultaten ASR ........................................................................................................... 10

2.2.5 Mechanische eigenschappen van beton met glas als substituut voor fijn granulaat ... 13

2.2.6 Mechanische eigenschappen van beton met glas als substituut voor grof granulaat . 15

2.2.7 Glas als substituut voor andere componenten .............................................................. 16

2.2.8 Invloed op andere eigenschappen ................................................................................. 16

2.2.8.1 Glas als substituut voor fijn granulaat ....................................................................... 16

2.2.8.2 Glas als substituut voor grof granulaat ...................................................................... 17

2.3 Conclusies .............................................................................................................................. 19

3 Glas ................................................................................................................................................. 22

3.1 Maltha .................................................................................................................................... 22

3.2 Gebruikte glas ........................................................................................................................ 23

4 Het onderzoek ................................................................................................................................ 25

4.1 Algemeen ............................................................................................................................... 25

4.2 Samenstellingen ..................................................................................................................... 26

4.3 Wasprocedure ........................................................................................................................ 28

4.4 Proeven en normen ............................................................................................................... 30

4.4.1 Eigenschappen granulaten ............................................................................................. 30

4.4.1.1 Volumemassa ............................................................................................................. 30

4.4.1.2 Zeefkrommen ............................................................................................................. 32

4.4.1.3 Afgeleide grootheden ................................................................................................ 32

4.4.2 Verwerkingseigenschappen ........................................................................................... 33

4.4.2.1 Slump ......................................................................................................................... 33

4.4.2.2 Schokmaat .................................................................................................................. 34

4.4.2.3 Bindingstijd................................................................................................................. 35

4.4.2.4 Volumemassa beton .................................................................................................. 37

4.4.3 Mechanische eigenschappen ......................................................................................... 38

4.4.3.1 Druksterkte ................................................................................................................ 38

4.4.3.2 Buigtreksterkte ........................................................................................................... 38

4.4.3.3 Splijttreksterkte .......................................................................................................... 39

5 Resultaten ...................................................................................................................................... 41

5.1 Algemeen ............................................................................................................................... 41

5.2 Eigenschappen granulaten ..................................................................................................... 41

5.2.1 Volumemassa ................................................................................................................. 41

5.2.2 Zeefkrommen ................................................................................................................. 42

5.2.3 Afgeleide grootheden .................................................................................................... 44

5.3 Verwerkingseigenschappen ................................................................................................... 46

5.3.1 Slump ............................................................................................................................. 46

5.3.1.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 46

5.3.1.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 47

5.3.1.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 48

5.3.2 Schoktafel ....................................................................................................................... 50

5.3.2.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 50

5.3.2.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 51

5.3.2.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 52

5.3.3 Volumemassa ................................................................................................................. 55

5.3.3.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 55

5.3.3.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 57

5.3.3.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 59

5.3.4 Bindingstijd..................................................................................................................... 64

5.4 Mechanische eigenschappen ................................................................................................. 67

5.4.1 Druksterkte .................................................................................................................... 67

5.4.1.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 67

5.4.1.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 69

5.4.1.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 70

5.4.2 Druksterkte op middellange termijn .............................................................................. 72

5.4.3 Treksterkte ..................................................................................................................... 73

5.4.3.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 73

5.4.3.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 74

5.4.3.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 76

6 Bespreking resultaten .................................................................................................................... 79

6.1 Eigenschappen granulaten ..................................................................................................... 79

6.1.1 Volumemassa ................................................................................................................. 79

6.1.2 Zeefkrommen ................................................................................................................. 80

6.1.3 Afgeleide grootheden .................................................................................................... 80

6.2 Verwerkingseigenschappen ................................................................................................... 81

6.2.1 Slump ............................................................................................................................. 81

6.2.1.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 81

6.2.1.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 82

6.2.1.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 83

6.2.2 Schoktafel ....................................................................................................................... 83

6.2.2.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 84

6.2.2.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 84

6.2.2.3 Luik3 ........................................................................................................................... 84

6.2.3 Volumemassa ................................................................................................................. 85

6.2.3.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 85

6.2.3.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 85

6.2.3.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 86

6.2.4 Bindingstijd..................................................................................................................... 87

6.3 Mechanische eigenschappen ................................................................................................. 88

6.3.1 Druksterkte .................................................................................................................... 88

6.3.1.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 88

6.3.1.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 88

6.3.1.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 89

6.3.2 Druksterkte op middellange termijn .............................................................................. 90

6.3.3 Treksterkte ..................................................................................................................... 90

6.3.3.1 Luik 1 .......................................................................................................................... 90

6.3.3.2 Luik 2 .......................................................................................................................... 91

6.3.3.3 Luik 3 .......................................................................................................................... 91

7 Besluit en aanbevelingen ............................................................................................................... 93

7.1 Algemeen ............................................................................................................................... 93

7.2 Trends & invloedsfactoren ..................................................................................................... 93

7.3 Aanbevelingen en verder onderzoek ..................................................................................... 96

Bijlagen ................................................................................................................................................... 98

A. Samenstellingen ......................................................................................................................... 98

B. Zeefreeksen en Zeefkrommen ................................................................................................. 100

C. Resultaten in cijferwaarden ..................................................................................................... 108

Referenties ........................................................................................................................................... 115

Lijst met figuren, tabellen en grafieken

Figuren

Figuur 1: Verdeling afvalberg Engeland ................................................................................................... 3

Figuur 2: Chemische structuur van glas. [2] ............................................................................................. 7

Figuur 3: Verklaring van het pessimumeffect. [5].................................................................................. 11

Figuur 4: Zuiveringsproces holglas ......................................................................................................... 22

Figuur 5: Wasopstelling .......................................................................................................................... 29

Figuur 6: Links het gewassen glas en rechts het vervuilde glas (vooral kurk, metaal en zand) ............. 29

Figuur 7: Verbrijzelmachine ................................................................................................................... 31

Figuur 8: Slump ...................................................................................................................................... 34

Figuur 9: Schokmaat .............................................................................................................................. 35

Figuur 10: Bindingstijdmeting ................................................................................................................ 36

Figuur 11: Driepuntsbuigproef ............................................................................................................... 39

Figuur 12: Splijtproef ............................................................................................................................. 40

Grafieken

Grafiek 1: Expansie mortelstaaf per tijdseenheid voor verschillende substitutiepercentages. [13] ..... 10

Grafiek 2: Expansie mortelstaaf met 100% substitutie in functie van glasgrootte. [5] ......................... 11

Grafiek 3: Druksterkte in functie van de hoeveelheid glassubstitutie (fijn granulaat). [13] ................. 14

Grafiek 4: Druksterkte van beton in functie van de hoeveelheid glassubstitutie (grof granulaat). [1] . 16

Grafiek 5: Slump of zetmaat in functie van het percentage glas. [22] .................................................. 18

Grafiek 6: Begin van de binding en snelheid van de binding in functie van de hoeveelheid glas. [22] . 18

Grafiek 7: Volumemassa (Schijnbaar, werkelijk en absoluut) ............................................................... 42

Grafiek 8: Zeefkrommen ........................................................................................................................ 42

Grafiek 9: Zeefkrommen: KSP, groen en fijn wit met minimum en maximum grenzen ........................ 43

Grafiek 10: Volume holten en compactheid .......................................................................................... 44

Grafiek 11: Porositeit ............................................................................................................................. 44

Grafiek 12: Wateropslorping ................................................................................................................. 45

Grafiek 13: Specifieke oppervlakte (S) en Fictief gewicht van Fauri (p) ................................................ 45

Grafiek 14: Relatieve specifieke oppervlakte (Sr) .................................................................................. 46

Grafiek 15: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de slump .................................................. 47

Grafiek 16: Invloed kleur op de slump ................................................................................................... 47

Grafiek 17: Spreiding slump ................................................................................................................... 48

Grafiek 18: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de slump ................................................... 48

Grafiek 19: Invloed vliegas op de slump ................................................................................................ 49

Grafiek 20: Invloed LA-cement op de slump .......................................................................................... 49

Grafiek 21: Invloed ongewassen granulaat op de slump ....................................................................... 49

Grafiek 22: Invloed warm granulaat op de slump ................................................................................. 50

Grafiek 23: Invloed water/cement-factor op de slump ......................................................................... 50

Grafiek 24: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de schokmaat .......................................... 51

Grafiek 25: Invloed kleur op de schokmaat ........................................................................................... 51

Grafiek 26: Spreiding schokmaat ........................................................................................................... 52

Grafiek 27: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de schokmaat ........................................... 52

Grafiek 28: Invloed vliegas op de schokmaat ........................................................................................ 53

Grafiek 29: Invloed LA-cement op de schokmaat .................................................................................. 53

Grafiek 30: Invloed ongewassen granulaat op de schokmaat ............................................................... 54

Grafiek 31: Invloed warm granulaat op de schokmaat .......................................................................... 54

Grafiek 32: Invloed water/cement-factor op de schokmaat ................................................................. 55

Grafiek 33: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de volumemassa ...................................... 56

Grafiek 34: Invloed kleur op volumemassa............................................................................................ 57

Grafiek 35: Spreiding volumemassa ...................................................................................................... 58

Grafiek 36: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de volumemassa ....................................... 59

Grafiek 37: Invloed vliegas op de volumemassa .................................................................................... 60

Grafiek 38: Invloed LA-cement op volumemassa .................................................................................. 61

Grafiek 39: Invloed ongewassen granulaat op volumemassa ............................................................... 62

Grafiek 40: Invloed warm granulaat op de volumemassa ..................................................................... 63

Grafiek 41: Invloed water/cement-factor op de volumemassa ............................................................. 64

Grafiek 42: Bindingstijdmeting (kracht) Reeks 1.................................................................................... 65

Grafiek 43: Bindingstijdmeting (indrukking) Reeks 1 ............................................................................. 65

Grafiek 44: Bindingstijdmeting (kracht) Reeks 2.................................................................................... 66

Grafiek 45: Bindingstijdmeting (indrukking) Reeks 2 ............................................................................. 67

Grafiek 46: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de druksterkte ......................................... 68

Grafiek 47: Invloed kleur op de druksterkte .......................................................................................... 69

Grafiek 48: Spreiding druksterkte .......................................................................................................... 69

Grafiek 49: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de druksterkte .......................................... 70

Grafiek 50: Invloed vliegas op de druksterkte ....................................................................................... 70

Grafiek 51: Invloed LA-cement op de druksterkte ................................................................................. 71

Grafiek 52: Invloed ongewassen granulaat op de druksterkte .............................................................. 71

Grafiek 53: Invloed warm granulaat op de druksterkte ........................................................................ 72

Grafiek 54: Invloed water/cement-factor op de druksterkte ................................................................ 72

Grafiek 55: Druksterkte op middellange termijn ................................................................................... 73

Grafiek 56: Invloed van substitutiepercentage en soort glas op de splijt- en buigtreksterkte ............. 74

Grafiek 57: Invloed kleur op splijt- en buigtreksterkte .......................................................................... 74

Grafiek 58: Spreiding splijt- en buigtreksterkte ..................................................................................... 75

Grafiek 59: Detailzicht tussen de 10% en 20% substitutie van de buig- en splijttreksterkte. ............... 76

Grafiek 60: Invloed vliegas op de buig- en treksterkte .......................................................................... 76

Grafiek 61: Invloed LA-cement op de buig- en splijttreksterkte ............................................................ 77

Grafiek 62: Invloed ongewassen granulaat op de buig- en splijttreksterkte ......................................... 77

Grafiek 63: Invloed warm KSP op de buig- en splijttreksterkte ............................................................. 77

Grafiek 64: Invloed water/cement-factor op de buig- en splijttreksterkte ........................................... 78

Tabellen

Tabel 1: Chemische samenstelling van glas volgens glassoort. [2] .......................................................... 6

Tabel 2: Chemische samenstelling van glas volgens glaskleur (%). [5] .................................................... 6

Tabel 3: Soorten afvalglas Maltha ......................................................................................................... 23

Tabel 4: Overeenkomsten Literatuur en dit onderzoek ........................................................................ 26

Tabel 5: Referentiesamenstelling .......................................................................................................... 26

Tabel 6: Betonsamenstellingen Luik 1 ................................................................................................... 27



Tabel 9: Volumemassa's ......................................................................................................................... 41

Tabel 10: Relatief verschil grind en andere granulaten voor specifieke oppervlakte ........................... 46

Tabel 11: Standaardafwijking en gemiddelde waarden slump .............................................................. 48

Tabel 12: Standaardafwijking en gemiddelde waarden schokmaat ...................................................... 52

Tabel 13: Standaardafwijking en gemiddelde waarden volumemassa ................................................. 58

Tabel 14: Procentueel verschil tussen de druksterkte van glassamenstellingen en de

referentiedruksterkte ............................................................................................................................ 68

Tabel 15: Standaardafwijking en gemiddelde waarden druksterkte ..................................................... 69

Tabel 16: Verschil druksterkte tussen referentie en 20% KSP betonsamenstelling op middellange

termijn [MPa] ......................................................................................................................................... 73

Tabel 17: Standaardafwijking en gemiddelde waarden treksterkte ...................................................... 75

Tabel 18: Slump- en schokmaatklasse ................................................................................................... 94

Verklarende woordenlijst en afkortingen

ASR Alkali-silika reactie. Zwelreactie tussen alkaliën en silicaten.

ASTM American Society for Testing and Materials.

Borosilicaat glas Ook wel Pyrexglas, “hard glas”, genoemd en wordt gebruikt als

vuurvast glas.

BS British Standard.

C Compactheid.

Conglasscrete Naam voor beton met glas als granulaat of glas als partieel granulaat-

substituut.

d Kleinste diameter van een bepaalde granulaatfractie.

D Grootste diameter van een bepaalde granulaatfractie.

Eddy Current Ontstaan van een elektrisch veld door een beweging van een geleider

in een magnetisch veld.

Grind/Grind Of “grind” is een mengeling van grind 2/8 en 8/16 volgens dezelfde

verhouding als in het referentiebeton.

H Volume holten.

Holglas Glas komende van flessencontainers e.d..

KSP Keramiek, steen en porselein. Hiermee wordt meestal de glasfractie

bedoelt die 2 à 3% keramiek, steen en porselein bevat.

LA-cement Cement met een laag alkaligehalte (CEM III/A LA 42,5).

Metakaolin Een soort van kleiachtig puzzolaan.

p Fictief gewicht van Fauri.

P Porositeit.

S Specifieke oppervlakte

Soda-Limeglas Ook wel soda-kalkglas of ”zacht glas”, genoemd (Soda=Natrium;

Lime=Calcium).

Sr Relatieve specifieke oppervlakte.

W Wateropslorping.

1 Dajo Geys 1. Inleiding

1 Inleiding

1.1 Probleemstelling

Reeds lange tijd heerst er bezorgdheid over het afvalprobleem in de wereld. Het is vooral de

laatste jaren dat stilaan het besef groeit dat afval niet kan blijven gestort worden op

vuilnisbelten. Er wordt bijgevolg volop gezocht naar duurzamere oplossingen voor het

probleem. Een deel van de oplossing is het recycleren en hergebruiken van producten.

Vooral in de Westerse wereld is reeds vooruitgang geboekt. Glas is hier een mooi voorbeeld

van. Glas wordt ingezameld via glascontainers die vervolgens naar een verwerkingsbedrijf

worden gebracht. Waar het gereinigd en ontdaan wordt van allerlei contaminanten. Dit

gezuiverde glas wordt vervolgens opnieuw gesmolten en verwerkt tot bruikbare

glasproducten. Een andere mogelijkheid om glas te herbruiken is als partiële grindsubstitutie

in beton. In het verleden is er heel wat onderzoek verricht naar deze toepassing. Er moeten

echter een aantal bedenkingen gemaakt worden:

• Het maken van beton is zeer sterk regiogebonden. Dit wil zeggen dat beton wordt

gemaakt met de grondstoffen die voorhanden zijn in een bepaalde streek of land.

Voor de Benelux-regio is er slechts weinig onderzoek verricht i.v.m. glas als partiële

grindsubstitutie. De regionale verschillen hebben betrekking op alle grondstoffen:

zowel het zand, grind als de cement. Wat het glas betreft is er nog een duidelijker

regionaal verschil: de manier van glasinzameling verschilt van streek tot streek en

heeft een grote impact op de glassamenstelling.

• Het meest relevante en fundamentele onderzoek i.v.m. grof glas als partiële

grindsubstitutie is reeds ettelijke jaren oud [1]. Er is in de loop der jaren veel

onderzoek verricht naar ASR en vervanging van de fijne fracties, maar zeer weinig

naar de vervanging van grove granulaten. Zowel de beproevingsmethoden als de

gebruikte grondstoffen zijn sterk geëvolueerd in de loop der jaren.

• Zowel voor de verwerkbaarheid als voor de mechanische eigenschappen zijn de

onderzoekers het niet volledig eens met elkaar1. Zo is er bijvoorbeeld geen consensus

over de verwerkbaarheid van het conglasscrete. Neemt de verwerkbaarheid toe of af

bij een toenemend substitutiepercentage glas?

• Het gebruikte glas in de literatuur is zogenaamd “zuiver glas”. Dit wil zeggen met een

zeer laag gehalte aan contaminanten zoals zand, papier, steen, … Hoewel dit glas ook

kan gebruikt worden in beton is er reeds een ander milieuvriendelijk alternatief: het

hersmelten van het glas tot glazen flessen en potten.

Theoretisch gezien is glas 100% recycleerbaar, maar in werkelijkheid is dit niet zo. Het

probleem bevindt zich in het proces dat ervoor moet zorgen dat het glas ontdaan wordt van

contaminanten. Dit proces kan er niet voor zorgen dat alle contaminanten gescheiden

worden van de glasdeeltjes. Het grootste deel van het glas wordt bijna volledig gezuiverd

1 2.Literatuurstudie

2 Dajo Geys 1. Inleiding

van contaminanten, maar er zal echter nog een fractie glas overblijven dat niet volledig kan

gezuiverd worden. Deze restfractie wordt ook wel “KSP-glas” of kortweg “KSP” genoemd.

KSP staat voor Keramiek, Steen en Porselein. Deze glasfractie bevat 2 à 3% keramiek, steen

en porselein en is daardoor niet geschikt om hersmolten te worden. Momenteel wordt dit

glas gebruikt als opvulmateriaal in de fundering van een weg of wordt het gestort op een

vuilnisbelt. Een mogelijke milieuvriendelijke oplossing is het gebruik van deze restfractie als

partiële grindsubstitutie.

1.2 Doel

Deze thesis heeft als voornaamste doel het bepalen van de verwerkingseigenschappen en de

mechanische eigenschappen van beton met zogenaamd “KSP-glas” als partiële

grindsubstitutie. Deze eigenschappen zullen ook bepaald worden voor verschillende soorten

“zuiver glas”, om deze vervolgens met de resultaten van het KSP te vergelijken. Een

belangrijk verschil met ander onderzoek is dat deze studie vooral gericht is op het gebruik

van grove granulaten.

In eerste instantie wordt een verkennend onderzoek uigevoerd. Hierbij wordt het effect van

het substitutiepercentage en het effect van de verschillende soorten glas onderzocht.

In tweede instantie zal een verdiepend onderzoek volgen, waarbij de druksterkte op lange

termijn, de spreiding op de gegevens en de verfijning van het substitutiepercentage bekeken

worden. Tot slot wordt er ook gekeken naar een mogelijkheid om een aantal

betoneigenschappen te verbeteren. De invloeden van cement met een laag alkaligehalte,

warme granulaten, vliegas en vuile granulaten worden onderzocht.

Naast betoneigenschappen zullen ook eigenschappen van granulaten worden bepaald, zoals

de compactheid, het volumegehalte, de wateropslorping, de specifieke oppervlakten van de

korrels, … Ook zullen zeefkrommen van de gebruikte granulaten worden opgesteld.

Tot slot worden de resultaten van de verschillende proeven besproken. De eigenschappen

van de granulaten zullen vaak gebruikt worden om het verschil in resultaat tussen het

referentiebeton en het conglasscrete bij te staan.

2. Literatuurstudie Dajo Geys 3

2 Literatuurstudie

2.1 Glas- en grondstoffenproblematiek

In heel de wereld groeit het besef dat een ecologischer en milieuvriendelijker beleid

noodzakelijk wordt. Het besef dat de gebruikte grondstoffen in alle takken van de industrie

niet onuitputtelijk zijn, begint te groeien. Dit uit zich op verschillende manieren. Twee

daarvan zijn het recycleren en het hergebruiken van grondstoffen en producten.

Voor de productie van beton zijn wereldwijd meer en meer granulaten nodig, zeker door de

opkomst van grote industrielanden zoals China en India. Er rijst dan ook de vraag of deze

granulaten steeds rechtstreeks uit de natuur moeten ontgonnen worden. Moet er

uitgekeken worden naar alternatieve methoden zoals recyclage en hergebruik van

grondstoffen?

Deze gedachtegang kan ook op de betonproductie iets dichter bij huis worden toegepast.

Het grind in België komt vooral uit de Maasvallei en het Kempisch Plateau. Hoewel er vele

inspanningen worden gedaan om het “beschadigde”2 landschap te herstellen zijn er nog

andere mogelijkheden om ecologisch in te grijpen. Eén van die mogelijkheden is het

vervangen van grind door recyclage- of afvalproducten, zoals glas.

De afvalproductie van glas in landen zoals de VS en Engeland wordt geschat op

respectievelijk 9,2miljoen ton (1994) [2] en 3,6miljoen3 (2001) ton. Dit is ongeveer 7% van de

totale hoeveelheid afval zoals te zien op Figuur 1. In België is dit voor huishoudelijk afval

jaarlijks 348 000 ton4 (2000).

Figuur 1: Verdeling afvalberg Engeland

2 http://www.belbag.be: Herinrichtingsplannen

3 http://www.wasteonline.org.uk/resources/InformationSheets/Glass.htm

4 http://www.statbel.fgov.be/figures/d143_nl.asp


In grote delen van West-Europa is het recyclagepercentage zeer hoog (tot 90%). Maar in

andere delen van de wereld ligt dit percentage veel lager. De meeste Zuid-Europese landen

hebben een recyclagepercentage van 20 à 25%. Dit komt door het gebrek aan een goed

afvalbeheersysteem. In deze landen is er bijgevolg een groot probleem met glasafval, omdat

het namelijk veel geld kost om het afval ergens te storten. Recyclage van glas zou dus een

enorme vermindering van de afvalkosten kunnen betekenen.

In België wordt echter 87% (2001) huishoudelijk glasafval gerecycleerd. Glas levert maar een

kleine bijdrage tot de afvalberg. Er is bijgevolg ook voldoende glas beschikbaar als

recyclageproduct in België. In Europa is er door het relatief hoge recyclagepercentage dan

ook een groot potentieel voor het gebruik van glas in bouwproducten.[3]

Glasafval kan theoretisch volledig gerecycleerd worden via het hersmelten van glas, zonder

enige afbreuk te doen aan de toekomstige fysische eigenschappen ervan. Een deel van het

glas wordt niet volledig gerecycleerd vanwege het gevaar op contaminatie door vreemde

stoffen en in het belang van de volksgezondheid. Volgens [4] wordt in Engeland bijvoorbeeld

ieder jaar 650 000 ton glas niet herbruikt. Het glas dat gerecycleerd wordt ondergaat ook

nog eens een productieproces dat ervoor moet zorgen dat het afval dat in een glascontainer

verzeild is geraakt van het glas wordt gescheiden. Op het einde van dit proces is er een

residu aan afval dat nog steeds glas bevat. Het gedeelte glas dat toch niet in de

recyclagestroom terecht is gekomen, gaat samen met het andere afval naar het stort of naar

de verbrandingsoven.

Een optimalisatie van het recyclagecircuit bestaat erin het holglas te scheiden volgens kleur

(groen, bruin, wit, rest). Het gemixte glasafval kan enkel gebruikt worden voor de productie

van nieuwe groene flessen. Aangezien slechts 10% van het marktaandeel uit groen glas

bestaat, zal er snel een conflict optreden door een teveel aan groene flessen.[3]

Het meest gekende gebruik van recyclageglas is wellicht het opnieuw produceren van glazen

flessen e.d.. Glas wordt echter ook al een hele tijd gebruikt in constructietoepassingen zoals

glasdals, glasvezels, materiaalopvulling, in asfalt,… Een gebruik van recyclageproducten heeft

dan ook als direct resultaat een kostendaling voor deze toepassingen. Naast al deze

toepassingen is het ook mogelijk om recyclageglas als grindsubstitutie in beton te hanteren.

Het gebruik van glas voor andere doeleinden is echter nog zeer beperkt. Duitsland

bijvoorbeeld recycleert jaarlijks 2,7 miljoen ton waarvan slechts 60 000 ton [3] wordt

gebruikt voor doeleinden zoals glaswol of ander constructiemateriaal. Het merendeel van

het recyclageglas wordt aangewend om opnieuw flessen te maken.


2.2 Onderzoek

2.2.1 Betonsamenstelling

In ieder onderzoek wordt gebruik gemaakt van grondstoffen voor het maken van de

betonsamenstellingen. Er worden net zoveel onderzoeken uitgevoerd als er

betonsamenstellingen worden gebruikt. De verhoudingen tussen en de samenstelling van

het zand, cement, water en glas verschillen telkens een beetje.

In de bestudeerde onderzoeken is de meest gebruikte soort van cement CEM I. Dit kan zowel

een cement zijn met een laag alkaligehalte met hoge sterkte als een cement met een hoog

alkaligehalte met een lage sterkte. Een belangrijke factor is natuurlijk de water/cement-

factor. In de onderzoeken zijn alle beton- en mortelsamenstellingen gemaakt met een

water/cement-factor tussen 0,47 en 0,54. De meeste onderzoeken gebruiken een

water/cement-factor gelijk aan 0,47, behalve in [1], waar het belang aangetoond wordt van

een minimale water/cement-factor.

Het gebruikte granulaat en zand is sterk afhankelijk van de plaats waar het onderzoek wordt

gevoerd. Er worden zoveel mogelijk grondstoffen gebruikt die in de nabije omgeving te

vinden zijn. Dit geeft een verschil in glassoort van land tot land. In de landen met een sterk

ontwikkeld recyclageproces valt er een onderscheid te maken tussen de verschillende

kleuren van glas. Daartegenover staat dat minder ontwikkelde landen enkel een glasmix ter

beschikking hebben. Uit onderzoek is gebleken dat het soort glas een grote rol kan spelen in

verschillende eigenschappen van het beton. Daarom wordt er in de volgende paragraaf

verder ingegaan op de eigenschappen en de samenstelling van het glas.

2.2.2 Glas

Glas is opgebouwd uit tetraëders van 1 silicium en 2 zuurstofatomen in een regelmatig drie

dimensionaal rooster. Dit rooster wordt echter verstoort door allerlei andere componenten

zoals Al, Na, Mg, K, Ca, …

Er zijn verschillende soorten glas die klassiek op drie manieren opgedeeld worden.

Ten eerste kan glas opgedeeld worden volgens chemische samenstelling: soda-limeglas,

borosilicaatglas, loodglas, bariumglas, en aluminosilicaatglas. De chemische samenstelling

wordt gegeven in Tabel 1. Het meest gebruikte glas is het soda-limeglas met een aandeel van

80%. Er worden vooral flessen en ramen van gemaakt. Het tweede meest gebruikte glas is

het loodglas, met als meest gekende producten de tv-beeldbuizen en de neonbuizen.


Tabel 1: Chemische samenstelling van glas volgens glassoort. [2]

Een tweede mogelijke classificatie is het opdelen volgens kleur: 63% wit, 25% bruin, 10%

groen en 2% blauw en andere soorten van glas. De chemische samenstelling wordt gegeven

in Tabel 2. [5]

Tabel 2: Chemische samenstelling van glas volgens glaskleur (%). [5]

De chemische samenstelling van het glas zal zeker een impact hebben op de chemische

reacties met de cement en bijgevolg op de mechanische kenmerken van het beton. Tot slot

kan glas ook onderverdeeld worden volgens gebruik. Het grootste deel van het glasafval is

holglas5 (65%), daarbuiten zijn er nog twee belangrijke soorten glas: vlakglas en kristalglas.

2.2.3 Onderzoeksresultaten literatuur

Bij het samenvoegen van glas, cement, zand, water en eventueel andere producten rijzen

natuurlijk een aantal vragen. In de literatuur wordt veel aandacht besteed aan de alkali-

silicareactie die teweeggebracht wordt door de alkaliën in de cement en reactieve

granulaten. Naast de ASR wordt er ook aandacht besteed aan de vele mechanische en

verwerkingseigenschappen.

5 Meestal huishoudelijk glas [3].


Er zijn veel manieren om glas te integreren in beton: glas als substitutiemateriaal voor grof

granulaat, voor fijn granulaat of voor cement. In het laatste geval wordt er niet meer over

glas gesproken, maar eerder over glaspoeder. Hoewel deze thesis enkel zal handelen over de

substitutie van grof granulaat, zal de kennis van beton met fijn glas of met glaspoeder,

helpen bij het analyseren van beton met grof glas.

In de literatuur wordt naast de korrelgrootte ook het substitutiepercentage, kleur en de

chemische samenstelling van het glas gewijzigd. Ook wordt er gebruik gemaakt van allerlei

toevoegmaterialen om bepaalde eigenschappen te onderdrukken of te versterken.

2.2.4 ASR

2.2.4.1 De reactie

De ASR is één van de meest besproken problemen in de literatuur. Het fenomeen doet zich

voor als volgt: de silicakorrels worden aangetast door de poriënoplossing van de mortel; de

alkaliën in de cement (K+, Na

+, Ca

2+) reageren met de silicium in de granulaten; deze reactie

heeft als gevolg een gelvormig product; als dit product in aanraking komt met water in de

poriën dan zal de gel beginnen zwellen en een druk uitoefenen op het inwendige van het

beton. In plaats van de druk op te voeren kan de gel zich ook gedeeltelijk verplaatsen in de

poriën van het beton. Indien de gel zich niet voldoende kan verplaatsen in het beton zal het

beton elastisch uitzetten. Indien er voldoende alkaliën, silicaten en water aanwezig zijn, zal

deze elastische uitzetting tot scheurvorming leiden.[5][6]

Een niet actief glasgranulaat bestaat uit geordende silica-zuurstoftetraëders (kwarts), een

actief granulaat heeft een amorfe structuur (silicaglas). Figuur 2 geeft een aanschouwelijke

voorstelling. Een amorfe structuur is een ongeordend netwerk van silica-zuurstoftetraëders

met een groot inwendig oppervlak en dus een hoger onstabiel energieniveau. Hierdoor is de

amorfe structuur veel reactiever dan de geordende structuur. Aangezien het meeste

consumptieglas een ongeordende structuur heeft zal het reactief zijn.[2] [7]

Figuur 2: Chemische structuur van glas. [2]


Als glas gebruikt wordt als substitutieproduct voor zand zal, desondanks de

gemeenschappelijke chemische structuur, het glas vatbaarder zijn voor ASR. Dit komt door

de zwakkere amorfe structuur van glas en de sterkere kristallijne structuur van het zand. De

analogie kan moeilijk worden doorgetrokken naar grind omdat het naast siliciumoxide ook

andere bestanddelen bevat. Dit kan nog eens verschillen van grindsoort tot grindsoort, wat

een beoordeling op basis van de chemische samenstelling moeilijk maakt. Over het

algemeen blijkt uit testen dat grind veel minder reactief is dan glas. [8]

Het grote voordeel van het bestuderen van de ASR-reactie tussen glas- en cementmortel is

de relatief eenvoudige chemische structuur van het glas.

2.2.4.2 Testmethoden

Er worden verschillende testmethoden gebruikt voor het bepalen van de ASR-reactiviteit. De

meest gebruikte zijn ASTM C1260, ASTM C227, ASTM C1293, BS 812-123 en de

Oberholsterproef. Als je ze naast elkaar legt en vergelijkt, blijkt geen van alle tests echt

optimaal:

ASTM C227: Duurt zeer lang, zeker tot 6 maanden en is daardoor bijna onbruikbaar.

Deze proef geeft echter een goed resultaat. Het bootst de

omstandigheden in situ zeer goed na. Deze test gebruikt enkel water

en voegt geen extra chemicaliën toe aan het waterbad. Dit alles wordt

nog eens verwarmd tot 38°C. [9]

ASTM C1293: Is bijna identiek aan de ASTM C227, met dit verschil dat Na2O wordt

toegevoegd aan het waterbad om de reactie te doen versnellen. Op

deze manier wordt er geen rekening meer gehouden met de

omstandigheden in situ. [9]

BS 812-123: Deze is de Britse equivalent van de ASTM C1293 en ze is uitstekend

voor het simuleren van in situ-situaties. De proefstukken worden

blootgesteld aan 100% vochtigheidsgraad en 38°C. Deze methode is

speciaal ontwikkeld voor het testen van grof granulaat. Het

belangrijkste nadeel is dat dit 2 jaar duurt. De regel zegt dat een

expansie van 0,05% binnen een periode van 1 jaar schadelijk kan

zijn.[4][10]

ASTM C1260: Door toevoeging van sodiumhydroxide (NaOH) aan een waterbad

duurt de hele test maar 16 dagen en dit alles op verhoogde

temperatuur (80°C). Het is bijgevolg een zeer agressieve methode die

andere reacties bijna uitsluit. Het grootste nadeel van deze methode is

dat het de omstandigheden in situ zeker niet benadert. De regel zegt

dat bij een expansie van 0,1% schade optreedt. [9]


Oberholsterproef: De tegenhanger van de ASTM C1260 die in België vaak gebruikt wordt

is de Oberholsterproef. Deze proef is analoog aan de ASTM C1260

maar duurt 20 dagen i.p.v. 16 dagen. [11]

De meest gebruikte test is de ASTM C1260 vanwege zijn snelheid. Om de nadelen van de

ASTM C1260 op te vangen is er onderzoek verricht naar een test die deze nadelen niet

bevat.

De zogenaamde “autoclaafmethode” laat stoom van 123 + 2°C met een druk van 0,136 à

0,15 MPa los op het specimen. De duur van de test is 24u6. Geen externe chemische

bestanddelen worden toegevoegd. [9] maakt de vergelijking met de ASTM C1260:

• De omgevingseigenschappen worden bij beide methoden gewijzigd door de hoge

vochtigheid en temperatuur. Ze simuleren dus de eigenschappen in situ niet volledig.

• De ASTM C1260 voegt chemicaliën toe en wijzigt dus de reactiecondities met als

gevolg dat ongewassen glas minder uitzet dan gewassen glas. Het omgekeerde wordt

natuurlijk verwacht, omdat er meer reactief materiaal beschikbaar is in vuil glas. Dit

komt omdat het natriumhydroxide zorgt voor een “reinigende” werking. Het

natriumhydroxide is zo massaal aanwezig dat de andere chemische reacties met het

vuil worden uitgesloten. Bij de autoclaafmethode is het ongewassen glas meer

reactief dan het gewassen glas, waardoor het de realiteit beter simuleert.

• De ASTM C1260 resulteert in grotere uitzettingen.

Het grote nadeel van de autoclaaf is dat de omgevingscondities (hitte en vochtigheid) zeer

goed gecontroleerd moeten worden. Een ander probleem is de kleine zwelling die deze test

als resultaat teweegbrengt, waardoor niet te zeggen is of het granulaat reactief is of niet.

Enkel het meest reactief granulaat valt te achterhalen. Het belangrijkste voordeel van de

autoclaaf is dat ze rekening houdt met allerlei reacties (door onzuiverheden) naast de

zuivere ASR. De autoclaafmethode heeft dus net als alle andere methoden voor- en nadelen.

Alle voorgaande proeven zijn speciaal ontwikkeld voor het gebruik van mortelproefstaven

i.p.v. betonproefstaven. Er is wel één uitzondering namelijk de BS 812-123, maar deze

methode heeft ook het belangrijke nadeel dat ze een groot tijdsbeslag heeft. In de

Oberholsteropstelling kan echter ook gebruik gemaakt worden van betonstaven.

Alle voorgaande testmethodes zijn labomethodes. De optimale opstelling is natuurlijk een

opstelling in situ. [10] maakt gebruik van de buitenomgeving. Proefstukken worden in een

buitenopstelling geplaatst en de uitzetting wordt gedurende 2 jaar gemeten. Het grote

voordeel is opnieuw het simuleren van bijna perfecte gebruiksomstandigheden en het

gebruik van betonprisma’s i.p.v. mortelprisma’s. Net zoals bij de meeste andere proeven is

het grote nadeel dat de test zeer lang duurt en kleine uitzettingen teweegbrengt. De

6 In dit experiment worden resultaten na een proefperiode van 24u verkregen maar er zijn ook resultaten

beschikbaar van een beproevingsperiode van 3 dagen.


resultaten vermeld in volgende bespreking zijn bekomen met de ASTM C1260 tenzij

uitdrukkelijk anders vermeld.

2.2.4.3 Resultaten ASR

Vele onderzoeksresultaten vertrekken van de algemene trend voor de expansie en nadien

wordt de invloed van de geometrie van het glas en de chemische samenstelling van het glas

op deze trend besproken.

Indien in de referentiesamenstelling al het zand geleidelijk door glas wordt vervangen,

neemt de expansie toe (Grafiek 1), bijvoorbeeld in [12]: bij 100% substitutie bedraagt de

expansie ongeveer 0,45% na 10 dagen en voor de referentiesamenstelling minder dan

0,035%. De snelheid van expanderen neemt ook gevoelig toe, zelfs tot 10,3 keer sneller bij

een percentage van 100% bruinglas in vergelijking met de referentiesamenstelling. Bij een

substitutiepercentage van 10% is het verschil in expansie pas duidelijk te merken na 3 à 4

dagen wanneer de snelheid van expansie zeer snel accelereert. [5] [13]

Grafiek 1: Expansie mortelstaaf per tijdseenheid voor verschillende substitutiepercentages. [13]

Verschillende soorten kleuren van het glas hebben ook een invloed op de expansie van het

beton. Wit glas is het meest expansief, gevolgd door het bruine glas. Bijna niet reactief is het

groene glas. Wit glas is zo reactief omdat het silicagehalte hoger is dan bij de andere kleuren.

Groen glas is zeer weinig reactief vanwege het gehalte aan chroomoxide (Cr2O3). Groen glas

met meer dan 1% Cr2O3 blijkt zelfs niet reactief te zijn. Nader onderzoek toont aan dat de

expansieve druk omgekeerd evenredig is met het aantal valentie elektronen (Cr3+

). Ook blijkt

dat bij gebruik van ongebonden Cr2O3 de expansie van het beton zal toenemen i.p.v.

afnemen. Het Cr2O3 moet dus voorkomen in gebonden toestand om een positief effect te

hebben op de expansie. [5][14]

Omdat alkali-silicareactie granulaat oppervlaktegebonden is, geldt: hoe fijner het glas, hoe

groter het oppervlak, hoe meer expansie. Uit onderzoek blijkt echter dat er een pessimum

Dajo Geys

bestaat zoals op G

korrelgrootte van 1,19

Grafiek 2

Verklaring voor het pessimum

Voor een beton met grove granulaten vraagt het maken van scheuren niet veel kracht en zal

bij de minste expansie van ASR het beton ook expanderen. Als de diameter van de

granulaten groter wordt dan is het beschikbare oppervlak voor reactie kleiner en neemt de

expansie af. In beton met een kleine gemiddelde glasdiameter

afnemen bij een afnemende diameter van de glasdeeltjes. Volgens

permeabiliteit van de ASR

de ASR-gel partikeltjes, hoe makkelijker ze naar de naburige holten kunnen ontsnappen en

geen druk op het betonvolume uitoefenen. De kracht nodig voor het maken en openen van

scheuren neemt snel toe in vergelijking met de gevormde hoeveelheid gel.

van ASR zal hierdoor

Het principe wordt voorgesteld

2. Literatuurstudie

Grafiek 2 : voor soda-limeglas valt dit pessimum samen m

1,19 mm. [2][5][7][15]

2: Expansie mortelstaaf met 100% substitutie in functie van

Verklaring voor het pessimum [7][8]:


e expansie van ASR het beton ook expanderen. Als de diameter van de


In beton met een kleine gemiddelde glasdiameter

ij een afnemende diameter van de glasdeeltjes. Volgens

permeabiliteit van de ASR-gel die bepalend is. Hoe kleiner het glas en bijgevolg hoe kleiner

gel partikeltjes, hoe makkelijker ze naar de naburige holten kunnen ontsnappen en

druk op het betonvolume uitoefenen. De kracht nodig voor het maken en openen van

scheuren neemt snel toe in vergelijking met de gevormde hoeveelheid gel.

het beton niet meteen expanderen bij afnemende grootte van het gla

Het principe wordt voorgesteld in Figuur 3.

Figuur 3: Verklaring van het pessimumeffect. [5]

11

glas valt dit pessimum samen met een

in functie van glasgrootte. [5]


e expansie van ASR het beton ook expanderen. Als de diameter van de


zal volgens [8] de zwelling

ij een afnemende diameter van de glasdeeltjes. Volgens [7] is het de

gel die bepalend is. Hoe kleiner het glas en bijgevolg hoe kleiner

gel partikeltjes, hoe makkelijker ze naar de naburige holten kunnen ontsnappen en

druk op het betonvolume uitoefenen. De kracht nodig voor het maken en openen van

scheuren neemt snel toe in vergelijking met de gevormde hoeveelheid gel. Bij het vormen

expanderen bij afnemende grootte van het glas.


Een rechtstreeks gevolg van dit fenomeen is dan ook dat er onderzoek is verricht naar een

poreus glasgranulaat. Dit zorgt ervoor dat hoewel het glas hoog reactief is, er toch geen

grote scheuren optreden in de cementstructuur, omdat de silicagel zich in de grote poriën

kan ophopen. Sommige onderzoekers vinden dit pessimum echter niet terug. Dit heeft te

maken met het soort van glas dat gebruikt wordt in het onderzoek. Hoe reactiever het glas

(Fused silica > Pyrex > soda-lime)7, hoe meer het pessimum zich verplaatst naar de kleinere

diameters. Vandaar dat sommige onderzoekers geen pessimum vinden, omdat het gebruikte

glas te reactief is. [5][16]

Indien glas zeer fijn wordt gemalen, gedraagt het zich als een puzzolaan. In plaats van de

expansie te verhogen zal het glas er dan zelfs voor zorgen dat de expansie zal afnemen. Het

belangrijkste effect van een puzzolaan is dat deze ervoor zorgt dat de capillaire poriën

opgevuld worden en zo ervoor zorgt dat de cementsteen sterker wordt. Een ander effect is

dat door het hoge contactoppervlakte de snelle puzzolane eigenschappen van het glas naar

boven komen in vergelijking met de trage ASR. De bovengrens voor de diameter van de

glaspartikeltjes, voor het uitoefenen van puzzolane eigenschappen wordt gelegd op 0,3 mm.

[11][14][15]

Door de vele problemen met ASR zijn een aantal “ASR-onderdrukkers” onderzocht geweest.

Experimenteel onderzoek toont aan dat vliegas, silica-fume, glaspoeder, hoogovenslak,

metakaolin, staalvezels, polypropyleenvezels, Li2CO3, luchtbelvormers en zoals eerder

vermeld lichtporeus materiaal, allen de expansie onderdrukken. [2][6][13][14][15]

De expansie-onderdrukkers worden opgedeeld in drie groepen: de puzzolanen (5 eerste), de

vezels (6 en 7), overige (2 laatste). Ze worden toegevoegd als cementvervanger in zeer

uiteenlopende percentages: 1% - 25%, afhankelijk van het gebruikte product. Hoewel al deze

producten de expansie onderdrukken is enkel de werking van vliegas gekend :

• De hoeveelheid oplosbaar alkali wordt verminderd door toevoeging van vliegas. Het

alkaligehalte van het vliegas is immers lager dan dat van het CEM I welke het deels

vervangt.

• De puzzolane eigenschap tussen vliegas en Ca(OH)2 doet de pH-graad dalen. Dit doet

de reactiviteit tussen de alkaliën en silica dalen.

• De vliegas doet ook de permeabiliteit van de mortel dalen. Hierdoor is er minder

watertransport en dus minder zwelling.

• De snelle puzzolane eigenschappen zullen de trage ASR deels onmogelijk maken.

Het meest efficiënte onderdrukkingsmiddel is het gebruik van 20% metakoalin. Op de

tweede plaats komt het gebruik van vliegas. Een goed substitutiepercentage vliegas blijkt

rond de 30% te liggen. Als vliegas wordt gecombineerd met een cement met een laag

alkaligehalte, blijkt het nog effectiever. [10]

7 Dit wordt gemeten met een reactiviteitsindex K ((CaO+Al203)/( Na20+SiO2)). Hoe kleiner K, hoe reactiever.


Alle vorige resultaten berusten, zoals eerder vermeld, op de zogenaamde “mortarbar-

methoden”. Dit zijn methoden die geen gebruik maken van grove bestanddelen. [1] maakt

gebruik van een andere test. De expansieproeven zijn uitgevoerd gedurende een periode

van 1 jaar, gebruik makend van 21°C vochtige lucht. Het grote voordeel van deze test is dat

er geen gebruik wordt gemaakt van een vaste hoeveelheid cement en naast mortel ook

grove bestanddelen voorkomen in het proefstuk. Hoewel deze test verschilt van de

voorgaande, geeft hij toch hetzelfde resultaat weer. Onderstaande resultaten

veronderstellen telkens een substitutiepercentage van 100% tenzij anders vermeld:

• Zolang het gehalte cement voldoende klein blijft, is er geen probleem met de

expansie van een beton met een LA-cement, na 1 jaar. Maar cement met een hoog

alkaligehalte veroorzaakt een te grote expansie na 1 jaar, ongeacht de hoeveelheid

cement.

• Het beton waar de fijne partikeltjes glas uit weggezeefd zijn, zet ook minder uit dan

het beton met fijne partikeltjes. Dit komt doordat de contactoppervlakte tussen het

glas en de mortel verkleint.

• Vliegas onderdrukt de expansie goed, zelfs bij grote hoeveelheden glas. Voor

minstens 20% vliegas na 1 jaar is er minder dan 0,1% expansie.

• Bij het gebruik van een cement met een hoog alkaligehalte is de expansie groter dan

0,1% na 1 jaar voor een substitutiepercentage vanaf 40% glas.

2.2.5 Mechanische eigenschappen van beton met glas als substituut voor

fijn granulaat

Mechanische eigenschappen van het conglasscrete zullen logischerwijze gebonden zijn aan

de grootte van de glasdeeltjes. Daarom wordt er een onderscheid gemaakt tussen glas als

substitutie voor grof en fijn granulaat. In de literatuur wordt glas met een maximale

diameter kleiner dan 4,76 mm en groter dan 0,5 à 0,3 mm als fijn granulaat bestempeld.

Onder deze ondergrens wordt over glaspoeder gesproken en boven de bovengrens over grof

granulaat.

De belangrijkste mechanische eigenschap van beton is uiteraard de druksterkte. In de

gevoerde onderzoeken is er daarom ook veel aandacht besteed aan deze eigenschap.

Daarnaast zijn er nog een aantal minder belangrijke eigenschappen zoals de treksterkte en

aanverwante eigenschappen.

Algemeen geldt dat de druksterkte afneemt met toenemend substitutiepercentage. Volgens

[17] neemt de druksterkte af met 14% bij een substitutiepercentage van 70%. Volgens [13]

daalt de druksterkte met 49% voor 100% substitutie, zoals op Grafiek 3 te zien is. De daling

van de sterkte wordt toegeschreven aan het optreden van scheuren na uitzetting en door

het verlies aan adhesie tussen cementpasta en glas. Vanaf 20 tot 30% substitutie neemt het

verval van de druksterkte snel toe. Zowel de toevoeging van staal als van


polypropyleenvezels verhogen de druksterkte niet, maar door toevoeging van maximaal 10%

polymeer(SBR latex) kan de druksterkte opgetrokken worden met 10 tot 20% t.o.v. de

referentiesamenstelling. De druksterkte lijkt ook toe te nemen met toenemende

hoeveelheid vliegas. [13][17]

Grafiek 3: Druksterkte in functie van de hoeveelheid glassubstitutie (fijn granulaat). [13]

Zoals eerder vermeld kunnen naast de druksterkte ook andere mechanische eigenschappen

van het beton beproefd worden. Vooral de treksterkte, buigtreksterkte en splijttreksterkte

zijn interessant. Volgens [17] daalt de treksterkte met 14% bij een substitutiepercentage van

70%. Een uit de treksterkte afgeleide eigenschap is de buigtreksterkte. Volgens [17] daalt de

buigtreksterkte met 18% voor 70% substitutie, omdat er minder adhesie bestaat tussen glas

en mortel. De buigtreksterkte daalt met 51% in beton met 100% substitutie volgens [13].

Opnieuw zijn de scheuren na uitzetting en het verlies aan adhesie tussen cementpasta en

glas, de oorzaak. Net zoals voordien stijgt de buigtreksterkte en de treksterkte door

toevoeging van staal- en polypropyleenvezels.

Het onderscheid tussen de treksterkte en de buigtreksterkte hangt nauw samen met de

gebruikte proefmethode. Bijvoorbeeld een driepuntsbuiging is eigenlijk een buigproef waar

de treksterkte uit af te leiden valt. Een driepuntsbuiging zorgt voor een vastgelegde

breukzone, een zuivere trekproef niet. Het is dan ook logisch dat de treksterkte afgeleid uit

een driepuntsbuiging sterker is dan de treksterkte uit een zuivere trekproef. Een zuivere

trekproef op beton komt bijna niet voor, omdat het gebruik van beton in trektoepassingen

zeer beperkt is. In tegenstelling tot onderzoeken [13] en [17], vermelden [18] en [19] dat de

druksterkte, splijtsterkte en buigtreksterkte licht toenemen met toenemende hoeveelheid

glas.

Dit dubieuze karakter kan verklaard worden door de puzzolane eigenschappen van fijn

gemalen glas. Indien de fractie fijn glas, ook wel glaspoeder genoemd, voldoende groot

wordt zal de druksterkte toenemen i.p.v. afnemen.


2.2.6 Mechanische eigenschappen van beton met glas als substituut voor

grof granulaat

In de literatuur wordt glas tot het grove granulaat gerekend indien het een diameter heeft

groter dan 4 à 4,67 mm. De grootste fractie granulaat die wordt vermeld is 19 mm. Deze

beperkte grootte heeft natuurlijk alles te maken met de oorsprong en de verdere verwerking

van het glas. Als holglas breekt, is één van de dimensies van het glas reeds beperkt tot de

dikte van de fleswand.

Over het algemeen geldt dat de druksterkte daalt met toenemende hoeveelheid substitutie.

Volgens [12] daalt de druksterkte met 49% bij een substitutiepercentage van 30%. Ook

volgens [4] daalt de druksterkte van 42,3 MPa naar 34,2 MPa voor 20% substitutie met

groen glas. Volgens [1] is de druksterkte van conglasscrete, met een substitutiepercentage

van 100% gevoelig lager dan in de referentiesamenstelling (Grafiek 4). Dit kan afhankelijk

van de hoeveelheid cement en de ouderdom van het beton een daling betekenen tussen de

10 en 50%. Vanaf 20% substitutie daalt de druksterkte zeer snel. De reden van de dalende

druksterkte is de broosheid van het glas en de slechte adhesie tussen het glas en beton die

voor scheuren zorgt.

De daling van de druksterkte is frappanter voor een cement met een hoog alkaligehalte dan

voor een cement met een laag alkaligehalte. Het verschil in druksterkte met de

referentiesamenstelling neemt toe met toenemende hoeveelheid cement. Dit stemt

overeen met een afnemende water/cement-factor. De druksterkte voor het conglasscrete

met glas waar de fijne fractie uitgezeefd is, is sterker dan het beton waar ook de fijne

deeltjes in zitten. De winstmarge is zéér beperkt. [1]

Om een normale sterkteontwikkeling van de druksterkte na 1 jaar te verkrijgen, wordt in [1]

25 tot 30% vliegas toegevoegd aan een betonsamenstelling met 100% glas. Door toevoeging

van 15% metakaolin, toevoeging van superplastificeerder en bij het gebruik van een cement

met een laag alkaligehalte stijgt de druksterkte in vergelijking met de proefstukken die geen

toevoegsels gebruiken. De proefstukken met een cement met een hoog alkaligehalte

verlagen de druksterkte van het conglasscrete.[10][15]


Grafiek 4: Druksterkte van beton in functie van de hoeveelheid glassubstitutie (grof granulaat). [1]

Net zoals voordien zijn er in de literatuur ook een aantal andere eigenschappen onderzocht.

Deze eigenschappen zijn meestal sterk gebonden aan de druksterkte. Als algemene regel

geldt dat de buigtreksterkte, treksterkte, hardheid en elasticiteitsmodulus afnemen. Volgens

[1] daalt de buigtreksterkte met toenemende hoeveelheid glas. Bij een

substitutiepercentage van 30% daalt de buigtreksterkte met slechts 2%, de Schmidt-

hardheid met 20% bij en de elasticiteitsmodulus met 39%.[12]

Door een toevoeging van 20% vliegas zal de lichte daling van de buigtreksterkte van het

beton met 100% substitutie geëlimineerd zijn. 20% vliegas wordt gebruikt als een

minimum.[1]

2.2.7 Glas als substituut voor andere componenten

Van de drie soorten vervangmiddelen, glaspoeder, fijn glasgranulaat en grof glasgranulaat,

vertoont glaspoeder de meeste potentie om herbruikt te worden [20]:

• Het vervangt de zeer dure componenten in het beton (vliegas en cement).

• Het verhoogt de duurzaamheid van het beton.

• Het gebruik van glaspoeder tot 30% vertoont geen schadelijk effect op lange termijn.

Dit alles is te wijten aan de reeds eerder vermelde puzzolane eigenschappen van het

glaspoeder. Verdere analyse van glaspoeder brengt niets bij tot het vervolg van dit

onderzoek en er zal dan ook niet dieper op ingegaan worden.

2.2.8 Invloed op andere eigenschappen

2.2.8.1 Glas als substituut voor fijn granulaat

De verwerkbaarheid is één van de belangrijkste aspecten van het vloeibaar beton en kan

gemeten worden op verschillende manieren. Bij het gebruik van fijn glas is er geen

uitgesproken regel i.v.m. de verwerkbaarheid. Enigszins wordt er gesteld dat de


verwerkbaarheid afneemt bij een toenemend substitutiepercentage. Er blijken echter allerlei

tegenstrijdige factoren mee te spelen.

De zetmaat of “slump” daalt met 44,3% bij een substitutiepercentage van 70% volgens [17]

vanwege de slechte geometrie van het glas. [19] vermeldt dat de slump lichtjes daalt bij een

substitutiepercentage van 20%. De verminderde waterabsorptie blijkt een belangrijke factor

te zijn voor de verwerkbaarheid. Er wordt een stijgende verwerkbaarheid verwacht, omdat

het watergehalte toeneemt, door de verminderde absorptie van glas. Dit gehalte extra water

weegt echter niet op tegen de negatieve effecten van de hoekige vorm van het glas. Andere

gevolgen van de verminderde waterabsorptie is het uitgestelde begin van de binding, een

licht verhoogde water/cement-factor en een verminderde droogkrimp.[21][6]

Beton met glas heeft een grotere hoeveelheid aan water nodig om een gelijkaardige

verwerkbaarheid te vertonen. Minerale toevoegsels en superplastificeerders kunnen de

verwerkbaarheid doen toenemen waardoor de water/cement-factor niet moet opgetrokken

worden. [2][9]

Naast de verwerkbaarheidstesten zijn er in de literatuur hier en daar ook andere

eigenschappen beproefd: vries-dooitesten tonen bijvoorbeeld aan, dat er slechts een lichte

achteruitgang is van de duurzaamheidsindex bij conglasscrete.

2.2.8.2 Glas als substituut voor grof granulaat

Ook voor beton met grof glas als granulaat zal de verwerkbaarheid een belangrijke rol

spelen. Opnieuw is er geen algemene regel te vinden in de verwerkbaarheid. Nog meer dan

bij fijne granulaten zijn de onderzoekers het niet eens met elkaar. De slump daalt in [12] met

0,2%, bij 30% substitutie vanwege de slechte geometrie van het glas. Volgens [22] blijft de

slump constant voor de granulaten tot 25% substitutie. Voor een hoger

substitutiepercentage neemt de slump sterk toe, doordat het glas glad is en de cohesie

tussen het glas en de cementpasta afneemt. Dit is te zien op Grafiek 5.

Dit zijn dus twee verschillende onderzoeken die twee verschillende resultaten weergeven.

De slump is sterk functie van de grofheid en de geometrie van de granulaten. Hoewel in

beide onderzoeken de gemiddelde grootte van de granulaten dezelfde is, is in het eerste

onderzoek de slechte geometrie van het glas overheersend en in het tweede onderzoek

blijkt de slechte adhesie en gladde structuur te overheersen. Een reden hiervoor kan zijn dat

[12] de grenswaarde van plotse toename in slump, zoals die vermeld werd in [22] nog niet

bereikt heeft. Deze plotse toename in slump lijkt sterk afhankelijk te zijn van de

zeefkrommen van het gebruikte glas. De schokmaat bij 30% substitutie neemt toe met 4%

volgens [12]. De verminderde waterabsorptie van het glas wordt als reden aangehaald.

De VeBe-waarde stijgt bij een toenemende hoeveelheid substitutiepercentage. Het duurt

dus langer om een volledige verdichting te verkrijgen vanwege de slechte geometrie van het

glas.[12]


Grafiek 5: Slump of zetmaat in functie van het percentage glas. [22]

Ook voor het grof glas wordt de vertraagde betonbinding toegeschreven aan de

verminderde absorptie van water, net zoals bij het fijne glas (Grafiek 6). [22] [21]

Grafiek 6: Begin van de binding en snelheid van de binding in functie van de hoeveelheid glas. [22]

Bij een voldoende substitutiepercentage kan dus gesteld worden dat de slump en de VeBe-

tijd toenemen en de binding trager op gang komt. Het toenemen van de slump is voordelig,

maar het toenemen van de VeBe-tijd is zeker geen voordeel voor de verwerkbaarheid op de

bouwplaats. Het trager op gang komen van de binding kan als voor- of nadeel bestempeld

worden: het beton blijft langer verwerkbaar, maar het duurt wel langer vooraleer het een

bepaalde stijfheid heeft, wat de bouwsnelheid kan beïnvloeden. Er blijken wat betreft de

verwerkbaarheid drie eigenschappen van glas te zijn die elkaar tegenwerken: ten eerste is er

het platte karakter en de slechte adhesie van het glas die het beton vloeibaarder maakt; ten

tweede zal de verminderde waterabsorptie ook zorgen voor extra “vrij” water en de

verwerkbaarheid bevorderen; en tot slot zal de grillige vorm van het glas het beton minder

vloeibaar maken. Deze drie fenomenen hebben allen een invloed op de verwerkbaarheid. In


de literatuur wordt weinig vermeld over de invloed van deze fenomenen onderling. Het is

dan ook moeilijk om een uitspraak te doen over de algemene verwerkbaarheid van het

conglasscrete.

Andere belangrijke eigenschappen van het conglasscrete is het variërende luchtgehalte, het

verminderde gewicht en de drukbestendigheid bij hoge temperaturen. Het luchtgehalte

fluctueert met een maximaal verschil van 27%. Bij kleine hoeveelheden substitutie (< 15%)

stijgt de hoeveelheid lucht in vers beton, omdat zowel de lucht als het water onder de

glasdeeltjes blijven hangen vanwege de slechte geometrie van het glas. Voor grotere

percentages substitutie daalt de hoeveelheid lucht vanwege het gladde oppervlak van het

glas. Volgens [12] daalt bij een substitutiepercentage van 30% grove granulaten het gewicht

met 0,3% voor vers beton. Een belangrijke eigenschap van beton is zijn drukbestendigheid

tijdens brand en hoge temperaturen. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de

brandtemperatuur is geweest, hoe lager de druksterkte van het beton. Bij een

substitutiepercentage van 10% glas is het beton echter na blootstelling aan hoge

temperaturen sterker dan de referentiesamenstelling. Dit komt door het verdampen van het

extra water waardoor het beton compacter wordt. Bij een grotere toename van glas zal na

verhoogde temperaturen de druksterkte van het conglasscrete afnemen door het verlies aan

cohesie tussen glas en mortel. Het verschil in uitzettingscoëfficiënt tussen glas (8 à 9.10-6

mm/[mm °C]) en de cementpasta (18 à 20.10-6

mm/[mm °C]) zal zorgen voor grote scheuren,

vooral bij grof granulaat. [21][22]

2.3 Conclusies

De hiervoor vermelde getallen en percentages hangen sterk af van het desbetreffende

onderzoek. Er werd dan ook getracht om enkel die cijfers weer te geven die een bepaalde

trend aantonen.

Het meest gebruikte glas is het soda-limeglas. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de

productie van glazen flessen en ramen. Glas is een zeer reactief materiaal en indien in een

referentiesamenstelling enkel grind wordt vervangen, zullen maatregelen moeten genomen

worden om de uitzetting te beperken.

Het testen van de reactiviteit van het conglasscrete ligt niet zo voor de hand aangezien er

zeel veel methoden bestaan. Elke van deze methoden heeft zijn voor- en nadelen. De meest

gebruikte is echter de ASTM C1260 vanwege zijn snelle weergave van resultaten. Het

grootste probleem met de ASTM C1260 is dat hij geen grof granulaat toelaat (< 4,76 mm),

waardoor het gedrag van grof granulaat onduidelijk blijft. In de Oberholsterproef kan dit

echter wel. In [1], waar proeven zijn uitgevoerd op betonproefstukken met grof granulaat,

worden gelijkaardige resultaten gevonden als voor de ASTM C1260.

Het expansief gedrag van het conglasscrete wordt beïnvloed door zeer veel parameters,

waarbij het soort glas, de hoeveelheid glas en de kleur van het glas de belangrijkste zijn.

Groen soda-limeglas blijkt het minst reactief te zijn vanwege het gehalte aan Cr2O3. Het


expansief gedrag van het beton vertoont een pessimum. Bij een bepaalde glasdiameter zal

er een maximale expansie van de mortel zijn. Het expansief karakter is te onderdrukken door

een hele reeks toevoegsels. Vooral de puzzolanen blijken het goed te doen, in het bijzonder

metakaolin (20%) en vliegas (30%).

De mechanische eigenschappen van beton met het fijn granulaat (glas) verslechteren over

het algemeen. Zowel de druksterkte, treksterkte als de buigtreksterkte nemen af. Deze

afname kan tegengewerkt worden door het gebruik van de polymeer “SBR latex” en vliegas.

Mochten er te veel fijne deeltjes aanwezig zijn dan zal de druksterkte, treksterkte en

buigtreksterkte juist toenemen. Het is echter moeilijk om hier een grens te trekken.

De mechanische eigenschappen van conglasscrete met grof granulaat nemen ook af. Uit

onderzoek blijkt dat het gebruik van metakoalin, vliegas (20 à 30%) en superplastificeerder

de reductie van de druksterkte kunnen beperken. De daling van de druksterkte wordt

toegeschreven aan de scheuren na uitzetting en door het verlies aan adhesie tussen

cementpasta en glas.

De water/cement-factor blijkt een belangrijke rol te spelen in de uiteindelijke druksterkte

van het conglasscrete. Algemeen geldt dat voor een stijgende water/cement-factor de

druksterkte daalt, zoals bij gewoon beton. Bij een toename van het cementgehalte zal het

verschil in druksterkte tussen het referentiebeton en het conglasscrete enkel maar

toenemen.

De verwerkingseigenschappen van het beton met fijn granulaat wijzigen t.o.v. een

referentiesamenstelling. De zetmaat daalt vanwege de slechte geometrie van het glas en het

moment van binding wordt uitgesteld, omdat het glas waterafstotend is. De

verwerkbaarheid neemt bijgevolg af. Door toevoeging van water of superplastificeerder kan

een betere verwerkbaarheid verkregen worden.

De verwerkingseigenschappen van het beton met grof granulaat wijzigen ook, maar ,zoals

eerder vermeld, niet op een eenduidige manier. De zetmaat neemt toe vanaf een

substitutiepercentage met 25 à 30% vanwege het gebrek aan adhesie en de gladde

glasstructuur. De VeBe-tijd neemt toe vanwege de slechte geometrie van het glas. Ook zal

opnieuw de bindingstijd vergroten vanwege het waterafstotend karakter van het glas.

Zoals eerder vermeld is het zeer moeilijk om een uitspraak te doen over de algemene

verwerkbaarheid van conglasscrete.

De hoeveelheid lucht daalt en varieert sterk met het substitutiepercentage: bij een klein

percentage stijgt de hoeveelheid lucht en bij een grote hoeveelheid daalt de hoeveelheid

lucht. Of dit een effect heeft op de verwerkbaarheid is niet geweten.

Om de expansie te beperken en de mechanische eigenschappen van het beton niet te veel te

laten dalen zonder het gebruik van toevoegsels, wordt aangeraden om 20 à 30% als

maximaal substitutiepercentage glas te nemen. [17][6][13][1]


Uit deze bespreking volgen veel voor- en nadelen van het gebruik van glas als granulaat in

beton.

Voordelen:

• Door het hergebruik van glas komt er minder vuil op de vuilnisbelten en zo wordt de

levensduur van de stortplaats verlengd.

• Natuurlijke voorraden zoals granulaat worden minder uitgeput.

• Het beton wordt over het algemeen gesproken lichter dan het referentiebeton.

• De kostprijs van het beton en van de afvalverwerking zal dalen. [12]

• De afvalverwerkingindustrie (vooral in landen waar nauwelijks een afvalverwerkende

industrie aanwezig is, vb. Koeweit) zal een verhoging van activiteiten kennen. [22]

• Hoge drukbestendigheid na brand.

Nadelen:

• Door het gebruik van glas daalt de druksterkte/treksterkte in het beton.

• Door het gebruik van glas i.p.v. ander minder actief granulaat moeten er maatregelen

genomen worden tegen ASR.

Veel van de literatuur die besproken werd, handelt niet rechtsreeks over het onderwerp dat

in het verloop van deze thesis zal worden behandeld. Een deel van de literatuur gaat over de

ASR en de substitutie van fijn granulaat door glas. Het vermelden van de in de literatuur

gevonden resultaten betreffende ASR is zeker niet overbodig. Het behandelen van de

substitutie door fijn granulaat blijkt in de literatuur een zeer gegeerd onderwerp. Hoewel er

een aantal verschillen blijken te zijn, draagt het bij tot een beter begrip van een aantal

fenomenen bij conglasscrete met grove granulaten.

3. Glas Dajo Geys 22

3 Glas

In deze studie worden verschillende soorten glas gebruikt. Het gebruikte glas zal duidelijk

een impact hebben op de verschillende eigenschappen van het beton. Hieronder wordt een

korte uiteenzetting gegeven over de oorsprong van het glas en de processen die het reeds

ondergaan heeft voor het in beton belandt.

Al het glas gebruikt in deze studie werd geleverd door het bedrijf Maltha BV.

3.1 Maltha

Maltha is een glasverwerkend bedrijf dat afdelingen heeft in Nederland(2), België(1),

Frankrijk(3) en Portugal(1). Het bedrijf is gespecialiseerd in verwerking van zowel holglas als

vlakglas. Het bedrijf zorgt voor de ophaling, zuivering en reiniging van glas en de levering van

glas als grondstof aan verschillende bedrijven om opnieuw gesmolten te worden. Holglas is

het meest gebruikte en meest gerecycleerde glas van allemaal en bestaat voornamelijk uit

huishoudelijk en gemeentelijk glas dat in de glascontainers terecht komt. Het

zuiveringsproces (Figuur 4) voor het holglas omvat volgende stappen:

1. Verzamelen en aanbrengen van glas.

2. Manueel controleren op grove vervuilingen, zoals plastiekflessen, papier, …

3. Breken van het glas in de gewenste grootte, die vaak wordt opgelegd door de

glassmelterijen.

4. Verwijderen van magnetische metalen door gebruik van magneten.

5. Verwijderen van lichte materialen (papier/plastiek) door middel van zuiginstallaties.

6. Verwijderen van niet magnetische metalen (aluminium) d.m.v. een “Eddy Current”

en versnellingen van de transportband.

7. Verwijderen van keramisch materiaal aan de hand van een laser en een sterke

luchtstroom. De laser meet de brekingsindex van het glas/keramiek en legt de locatie

van de onzuiverheid vast. Wat later wordt deze contaminant weggeblazen. Het is

duidelijk dat dit proces niet 100% nauwkeurig kan gebeuren, wat het de zwakke

schakel van het systeem maakt.

8. Tot slot wordt er een chemische controle uitgevoerd op het eindproduct.

Figuur 4: Zuiveringsproces holglas8

8 http://www.maltha.nl


Op verschillende plaatsen in de kringloop is er een mogelijkheid om een bepaalde fractie

glas weg te zeven uit het verwerkingsproces.

Na dit zuiveringsproces wordt het glas tijdelijk buiten opgeslagen, waar deze bergen van glas

deels worden gereinigd door de regen. Het eindresultaat mag slechts 0,0035% KSP bevatten

van de initiële 0,5 à 0,7% om hersmolten te worden. Vervolgens wordt het getransporteerd

naar de smelterijen.

Hoewel het zuiveringssysteem ver gevorderd is, blijven nog een aantal problemen bestaan.

Hittebestendig glas bijvoorbeeld, heeft een geheel andere samenstelling dan het gewone

holglas en is er zeer moeilijk van te scheiden. Bij de vervaardiging van nieuwe flessen zullen

deze zich voordoen als heterogene brokjes, wat de flessen lelijk en zwak maakt. Een tweede

probleem is reeds aangehaald en gaat over de zwakke schakel in het zuiveringsproces. Bij

het wegschieten van keramisch materiaal wordt ook vaak glas weggeschoten. Dit glas komt

in een opvangbak terecht en wordt KSP-glas genoemd. Het bevat 2 à 3% KSP.

3.2 Gebruikte glas

Het glas dat hier wordt aangewend is holglas. Holglas heeft het grootste potentieel om

gebruikt te worden in beton, omdat het het grootste deel van de glasafvalberg

vertegenwoordigd. Daarbuiten bestaat holglas in veel verschillende kleuren en vele

verschillende chemische samenstellingen. Mocht een bepaalde glaskleur een chemische

component blijken te bevatten die voordelig is in beton, dan is het mogelijk om enkel deze

glaskleur te gebruiken in het beton.

Al het glas is voornamelijk afkomstig van Belgische en Nederlandse huishoudens waardoor

het goed de lokale glasafvalberg representeert. In dit onderzoek is gebruik gemaakt van vijf

verschillende soorten afvalglas zoals vermeld in onderstaande Tabel 3.

Tabel 3: Soorten afvalglas Maltha9

Zuiverheid Opmerkingen

Grof Wit 95% wit glas Zeer grove fractie wit glas. De rest is weggezeefd.

Fijn Wit 95% wit glas Fijn gemalen/verbrijzeld wit glas

Groen 90% wit glas

Bont 45 à 55% wit glas, 35 à 45% groen

glas, 5 à 10% bruin glas

Restfractie die niet voldoet aan de zuiverheidseisen

van groen of wit glas

KSP Onbekend Restfractie/afvalfractie van het zuiveringsproces dat

verschillende glaskleuren bevat en 2 à 3% KSP

Zoals reeds eerder vermeld zal deze studie zich vooral toeleggen op het gebruik van KSP-

glas. KSP-glas bevat zowel glas, als KSP, papier, kurk, metaal, … Het bevat dus nog veel

comtaminanten. De andere glassoorten zijn relatief proper, ze bevatten enkel nog wat

overgebleven zandachtige korrels. Een belangrijk probleem voor KSP-glas is de aan het glas

9 http://www.maltha.nl


vastgekoekte vervuiling10

. De vervuiling kleeft aan het glas door de overgebleven voedsel- en

drankresten.

10

4.3. Wasprocedure

4. Het onderzoek Dajo Geys 25

4 Het onderzoek

4.1 Algemeen

Het onderzoek bestaat uit vier luiken. In de eerste drie luiken worden de mechanische en de

verwerkingseigenschappen van het beton getest . In het vierde luik worden een aantal

basiseigenschappen van de granulaten bepaald. Enkel in het eerste luik wordt beton

gemaakt met fijn wit, grof wit, groen en bont glas.

In het eerste luik wordt er gezocht naar de invloed van verschillende substitutiepercentages

en het gebruik van verschillende kleuren van glas. Als eerste wordt er gekeken naar de

invloed van verschillende substitutiepercentages glas in beton en nagegaan wat de invloed is

op zowel de verwerkingseigenschappen11

als de mechanische eigenschappen12

. De

druksterkte wordt steeds getest op 7 dagen en op 28 dagen en de treksterkte wordt

gemeten op 28 dagen. Deze proeven worden uitgevoerd voor zowel het KSP-glas, het fijn

witte glas en het grof witte glas. Naast conglasscrete wordt ook referentiebeton gemaakt. In

tweede instantie wordt er ook gekeken naar de invloed van glas met verschillende kleuren

op de mechanische en de verwerkingseigenschappen voor een substitutiepercentage van

30%.

Voor luiken twee en drie wordt enkel nog maar gewerkt met KSP-glas. Op basis van de

resultaten van het eerste luik wordt er ook bepaald welke substitutiepercentages

interessant blijken voor verder onderzoek.

In het tweede luik worden drie dingen onderzocht. Ten eerste wordt er gekeken naar de

ontwikkeling van de druksterkte op middellange termijn. Hierbij wordt om de 14 dagen de

druksterkte gemeten en dit drie maanden lang. Er zal tevens ook onderzocht worden wat de

spreiding is van verschillende samenstellingen door meerdere mengelingen van exact

dezelfde samenstelling te maken. Ten derde worden samenstellingen gekozen die weinig

afwijken van de interessante substitutiepercentages volgend uit luik 1 en vervolgens worden

hiervan de mechanische en verwerkingseigenschappen bepaald.

In het derde luik worden een aantal mengelingen gemaakt die als doel hebben: het

verbeteren van eigenschappen van het beton. Dit kunnen zowel verwerkingseigenschappen

als mechanische eigenschappen zijn. Zo worden samenstellingen gemaakt waarbij een deel

van het cement wordt vervangen door vliegas, samenstellingen waarbij cement (CEM I N)

volledig wordt vervangen door cement met een laag alkaligehalte, samenstellingen waarbij

grind wordt vervangen door ongewassen glas, samenstellingen waarbij grind wordt

vervangen door warm glas en een samenstelling met een lagere water/cement-factor. Al

deze betonmengelingen bevatten substitutiepercentages zoals bepaald in het eerste luik.

11

Slump, schokmaat en de volumemassa 12

Druksterkte en de splijt- en buigtreksterkte


In het vierde luik worden verschillende eigenschappen van de granulaten bepaald, zoals de

schijnbare-, de werkelijk- en de absolute volumemassa. Ook zullen zeefkrommen worden

opgesteld en een aantal afgeleide grootheden berekend zoals de compactheid, porositeit,

wateropslorping en de specifieke oppervlakte.

4.2 Samenstellingen

Zoals duidelijk bleek uit het voorgaande zijn de gekozen betonsamenstellingen niet enkel

bepaald op basis van de literatuurstudie, maar ook op basis van de tussentijdse gegevens. De

betonsamenstellingen van het eerste luik zijn dan weer volledig bepaald op basis van de

literatuurstudie.

De overeenkomsten tussen de literatuurstudie en dit onderzoek wordt gegeven in Tabel 4:

Tabel 4: Overeenkomsten Literatuur en dit onderzoek

Literatuur Dit onderzoek

Water/cement-factor 0,47 à 0,54 0,513

Substitutiepercentage 0% tot 100% (liefst < dan 50%) 0% tot 50%

Cement CEM I CEM I

Soorten glas Wit, Groen, Bruin, Bont Wit, Groen, Bont, KSP

Hoe dichter de samenstellingen aanleunen bij de literatuur, hoe beter de resultaten moeten

overeenkomen. Initieel moet een referentiesamenstelling gekozen worden die het best

overeenstemt met de samenstellingen uit de literatuur. Aangezien alle onderzoekers in de

literatuur een andere referentiesamenstelling kiezen, wordt er geopteerd om een

samenstelling te kiezen zoals in Tabel 5 is weergegeven. Vervolgens worden alle andere

samenstellingen bepaald op basis van deze referentiesamenstelling.

Tabel 5: Referentiesamenstelling

In 1m³ [kg] In 50l [kg]

CEM I 52.5 N 350 17,5

water 175 8,75

zand 0/4 665 33,2

grind 2/8 490 24,5

grind 8/16 690 34,5

Door het verschil in referentiesamenstelling en de afwezigheid van KSP-glas in de literatuur

is het niet mogelijk de resultaten met elkaar te vergelijken op basis van cijferwaarden; enkel

trends kunnen met elkaar vergeleken worden.

De samenstellingen gemaakt voor luik 1 worden gegeven in Tabel 6.

13

Uitgezonderd één mengeling met een lagere water/cement-factor


Tabel 6: Betonsamenstellingen Luik 114

Invloed KSP Invloed fijn wit Invloed grof wit Invloed kleur

10% 10% 10% 30% Groen

30% 30% 30% 30% Bont

50% 50% 50%

Bij de vervanging van grof granulaat door fracties glas wordt respectievelijk 10%, 30%, 50%

van het totale gehalte aan grof granulaat vervangen door glas. Hiermee wordt 10% van

zowel grind 8/16 als grind 2/8 bedoeld. Het gebruik van fijn wit glas is echter een

uitzondering op de regel. Hierbij wordt namelijk niet een fractie grind, maar een fractie zand

0/4 vervangen. Zo zal het gewichtgehalte van glas kleiner zijn in deze samenstellingen dan bij

de andere samenstellingen. Het rechtstreeks vergelijken van de betonsamenstellingen met

KSP en fijn wit is dus uitgesloten.

Voor het kiezen van betonsamenstellingen van het tweede luik is de voornaamste leidraad

het “optimale” substitutiepercentage uit het eerste luik. Uit de resultaten blijkt dat de

substitutiepercentages rond 10 à 20% voor het KSP-glas het meest interessant zijn15

. De

samenstellingen van luik 2 worden gegeven in Tabel 7.


Lange termijn Spreiding Detailzicht

0% 10% 12%

20% 10% 14%

10% 16%

10% 18%

20%

20%

Er worden meer betonsamenstellingen gemaakt voor 10% substitutie dan voor 20%, omdat

de resultaten van de eerste drie mengelingen gemaakt met 10% KSP een zeer grote

spreiding vertonen. De bespreking van de invloed van de spreiding maakt ook gebruik van

resultaten uit luik 1 en van de resultaten op lange termijn.

Voor het derde luik worden betonsamenstellingen gemaakt, die een verbetering van de

mechanische of verwerkingseigenschappen nastreven. De mengelingen worden gegeven in

Tabel 8.


LA-cement Vliegas Warm KSP Vuil KSP W/C=0,45

20% KSP 10% Cement+30%KSP 20% KSP 20% KSP 10% KSP

50% KSP 30% Cement+20%KSP

14

Voor de volledig uitgeschreven samenstellingen zie Bijlage: A. Samenstellingen 15

5.Resultaten en 6.Bespreking resultaten


Merk op dat er bij het gebruik van vliegas respectievelijk 10% en 30% van het cement

vervangen wordt door het vliegas. Er wordt in luik 3 dus niet enkel gebruik gemaakt van een

“optimaal” substitutiepercentage, maar ook van hogere substitutiepercentages.

4.3 Wasprocedure

Het glas dat gebruikt wordt in dit onderzoek bevat veel contaminanten. Om het effect van

deze contaminanten te beperken wordt het glas, alvorens het te gebruiken als granulaat,

gewassen. Indien het glas ongewassen in het beton wordt verwerkt, heeft dit duidelijk een

negatieve impact op de verschillende betoneigenschappen16

.

Het “zuivere” glas bevat naast glasscherven ook zandachtig materiaal dat aan het glas kleeft.

Dit gehalte is eerder beperkt bij de “zuivere” glassoorten zoals groen, fijn wit, grof wit en

bont glas. Het KSP-glas daarentegen bevat zeer veel vervuiling. Naast de 2 à 3% keramiek,

porselein en steen bevat het ook veel papier, metalen doppen, kurk, zand, etensresten, ….

Vooral het papier en het zand kleven door de plakkerige etensresten en drankresten zeer

hardnekkig aan het glas. De onderstaande wasprocedure is dan ook voornamelijk voor het

KSP-glas uitgewerkt.

Al het glas wordt onderworpen aan het wasproces, met uitzondering van de samenstelling

uit het derde luik met “vuil KSP”. Hoewel het reinigen van het KSP het voornaamste doel is

van het wasprocedé zal het ook worden aangewend voor de “zuivere” glassoorten. Het

wasprocedé verloopt als volg:

• Opstellen van de wasopstelling (Figuur 5), door gebruik te maken van een bak en een

grof stalen net.

• Plaatsen van een fijner net met mazen van 1 mm.

• Verspreiden van het ongewassen vuil glas over het net.

• Reinigen van glas met behulp van een hogedrukspuit.

• Plaatsen van gewassen glas in een oven van 105° C voor ten minste 48u.

16

5.Resultaten


Figuur 5: Wasopstelling

Door dit wasprocedé worden de fijne zandachtige fracties gescheiden van het glas en de

voedsel- en drankresten verwijderd. De grove vervuilende elementen (kurk, papier, mataal,

…) blijven echter samen met het glas op het fijn net liggen. Tijdens het wasprocedé worden

bijgevolg de grootste vervuilende elementen manueel verwijderd.

Na het drogen van het gewassen glas blijkt er een groot verschil te bestaan tussen het

ongewassen en het gewassen glas. Ook visueel is er een verschil waar te nemen (Figuur 6).

Bijna alle glasdeeltjes, van de grootste tot de kleinste, kleven niet meer aan elkaar maar

vormen individuele deeltjes. Hoewel de meeste etensresten en de zeer fijne zanddeeltjes

verwijderd zijn, bevat het glas nog een hoeveelheid zand en overgebleven grove

contaminanten. De overgebleven fijne deeltjes in het gewassen glas bestaan voornamelijk

uit zeer fijne glasscherven en een weinig zand. Het residu, het gedeelte vuil dat doorheen

het fijne net valt, bestaat voornamelijk uit zand en voor een kleinere fractie uit zeer fijn glas.

Figuur 6: Links het gewassen glas en rechts het vervuilde glas (vooral kurk, metaal en zand)


Opmerking: Omdat het wasprocedé extra energie vergt, zal gebruik van gewassen KSP-glas

in beton duurder zijn dan ongewassen glas. Om de kosten van het wasprocedé te drukken

wordt er gekozen voor een zeer eenvoudig procedé dat makkelijk in de praktijk uitvoerbaar

is. Dit kan uitgevoerd worden zowel op een bouwwerf als in een fabriek17

. Dit procedé leent

zich immers goed voor industrialisatie.

4.4 Proeven en normen

In dit onderdeel zal iets dieper worden ingegaan op de gebruikte proeven/proefmethodes

en de bijhorende normen. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen: eigenschappen van de

granulaten, verwerkingseigenschappen van beton en mechanische eigenschappen van

beton.

4.4.1 Eigenschappen granulaten

Er worden drie soorten volumemassa’s (werkelijk, schijnbaar en absoluut) bepaald en

vervolgens ook zeefkrommen opgesteld. Tot slot worden uit deze gegevens andere

parameters afgeleid.

4.4.1.1 Volumemassa

De volumemassa is een interessante karakteristiek van granulaten en wordt aangewend om

een verklaring te geven aan het gedrag van glas in beton18

. Er zijn drie soorten

volumemassa’s die een rol spelen: de schijnbare, werkelijke en absolute volumemassa. De

bepaling van de volumemassa’s gebeurt volgens de norm NBN B11-206. De drie

volumemassa’s worden gedefinieerd als volgt:

Schijnbaar volumemassa: is de verhouding van de massa van de droge granulaten tot het

schijnbaar, omschreven volume (1). De volumemassa zal zeer sterk afhangen van de manier

van verdichten. De bepaling gebeurt daarom door de granulaten los te storten in een

bepaald volume en vervolgens het gewicht hiervan te bepalen.

��

�� (1)

Het bepalen van de schijnbare volumemassa is zeer eenvoudig. Er is enkel een container en

een weegschaal nodig. Een lage schijnbare volumemassa betekent niet noodzakelijk een lage

dichtheid van de korrel op zich, het is ook mogelijk dat de granulaten hoekig zijn en daardoor

minder verdicht zijn. Een andere mogelijkheid is de afwezigheid van de fractie fijne

bestanddelen, die normaal tussen de grote fracties van een granulaat kunnen plaatsnemen.

Werkelijke volumemassa: is de verhouding van de massa van de droge granulaten tot het

volume dat werkelijk door de granulaten wordt ingenomen (2). Achtereenvolgens worden de

17

Er kan een rollende band worden voorzien met mazen in waarop het glas wordt onderworpen aan een reeks

waterjets, op het einde van het zuiveringsprocedé. 18

6.Bespreking resultaten


droge massa van de granulaten (Mk), de massa van de met waterverzadigde en oppervlakte

droge granulaten (M1), de massa van het volledig met water gevulde vat (M2) en de massa

van dit met water en verzadigde granulaten gevulde vat (M3) bepaald.

��

�� !"�#$ 1000 �

� ��

�'�� (2)

Voor de bepaling van M1 en M3 is het nodig om gebruik te maken van een vacuümmachine.

De met granulaten gevulde containers worden in de vacuümmachine geplaatst en

vervolgens worden deze vacuüm gezogen. Wanneer de machine zijn vacuüm bereikt heeft,

blijven de containers gedurende 2,5u in de machine onder vacuüm. Daarna wordt er in de

vacuümtank water gelaten dat in de holten vloeit. De vacuümmachine blijft nog gedurende

3u dicht. Tot slot worden de containers met de granulaten en het water gewogen en worden

de granulaten oppervlaktedroog gemaakt en opnieuw gewogen.

Absolute volumemassa: geeft de verhouding van de massa droge vaste stof tot het volume

dat absoluut door de korrels wordt ingenomen (3).

��(�))* ��++,

��++, (3)

Het theoretische verschil tussen Ma en Mk is het luchtgewicht. Dit is echter te verwaarlozen.

Ma wordt gemeten door de granulaten eerst te verbrijzelen tot zeer fijn stof en vervolgens te

wegen. Het verbrijzelen gebeurt door de granulaten te plaatsen tussen een schijf en een iets

grotere ring in de verbrijzelmachine, zie figuur 7. Va wordt bepaald aan de hand van een

volumemeter. Dit is een glazen kolf die gevuld wordt met water tot aan een referentieniveau

en waar vervolgens een bepaald gewicht (Ma) aan het water wordt toegevoegd. Op een

speciaal daartoe aangebrachte schaal wordt tot slot Va aflezen.

Figuur 7: Verbrijzelmachine


4.4.1.2 Zeefkrommen

Zeefkrommen zijn belangrijke karakteristieken van granulaten omdat zij iets vertellen over

de samenstelling van het granulaat. Zo is op een zeefkromme af te lezen of de gebruikte

granulaten veel fijne of grove fracties bevatten. Daarnaast is het ook mogelijk om de

gemiddelde korreldiameter te bepalen.

Voor het opstellen van de zeefkrommes is er in eerste instantie gebruik gemaakt van de

normen NBN EN 933-1 en NBN EN 933-2. Natuurlijk bestaan er voor glas als granulaten geen

expliciete normen, wat veel vrije keuzes mogelijk maakt.

De gebuikte zeven bevatten vierkante mazen en de zeefreeksen zijn samengesteld aan de

hand van D en d. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen grove en fijne granulaten voor

de zeefreeksen. Voor de grove granulaten (groen, bont, KSP, grof wit en grind/grind) zijn de

verplichte zeven: 2D – 1,4D – D – d – d/2. Voor de fijne granulaten19

( fijn wit en zand) zijn de

verplichte zeven: 2D – 1,4D – D. Indien de verplichte zeven niet bestaan of niet beschikbaar

zijn in het labo, worden zeven gebruikt met dichtst bijgelegen zeefopening. Naast deze

verplichte zeven worden er nog andere zeven gekozen aan de hand van een testzeefreeks.

Hiervoor worden willekeurige zeven gekozen en wordt gezocht naar die met de grootste

zeefrest. Eens deze zeven bepaald zijn wordt de volledige zeefreeksenkeuze vastgelegd.

(Bijlage: B. Zeefreeksen en Zeefkrommen)

Bij het bepalen van iedere zeefreeks worden er 10 zevingen uitgevoerd van telkens 500g

granulaten. Vervolgens wordt de gemiddelde waarde berekend voor de doorval en worden

de zeefkrommen opgesteld. Naast de gemiddelde waarden worden ook de minima en

maxima getoond op de zeefkrommen20

. Er moet opgemerkt worden dat bij het zeven van

het KSP-glas een grote spreiding plaatsvond. Er wordt dan ook geopteerd om 30 zevingen uit

te voeren i.p.v. 10.

Opmerking: Bij het bepalen van de zeefkrommen valt op dat het glas een duidelijk vlakker

karakter heeft dan het grind. Als gevolg hiervan blijven de grote stukken glas plat liggen op

de zeven. Om de invloed van dit fenomeen te beperken wordt er getracht om het glas met

zijn meest nauwe kant door de zeven te doen vallen.

4.4.1.3 Afgeleide grootheden

Onder afgeleide grootheden worden kenmerken/eigenschappen van de granulaten verstaan

die wiskundig afleidbaar zijn uit de volumemassa’s en de zeefkrommen. De afgeleide

grootheden die bepaald worden in dit onderzoek zijn de compactheid (C), de volumefractie

holten (H), de porositeit (P), de wateropslorping (W), de specifieke oppervlakte (S), de

relatieve specifieke oppervlakte (Sr) en het fictief gewicht van Fauri (p).

19

All-in zeefreeks zie norm NBN EN 933-2 20

Bijlage: B. Zeefreeksen en Zeefkrommen


Compactheid . � /�

/ (4)

Holte 0 � 1 1 . (5)

Porositeit 2 � /�"/

/� (6)

Wateropslorping 3 �4555$6

/ (7)

Specifieke Oppervlakte 7 �4

455 .

9

/� . ∑

∆<�

=�

�4 (8)

∆>� de zeefrest op één zeef

?� =de gemiddelde zeefopening= =� =�@�

A

Relatieve Specifieke Oppervlakte 7 �4

455 . ∑

∆<�

=�

�4 (9)

Fictief gewicht van Fauri B �4

455 . ∑ ∆>�

�4 . B� (10)

pj = belangrijkheidsindex21

Opmerking: De drie laatste parameters zijn bepaald in de veronderstelling dat de granulaten

bolvormig zijn. Bij glas is dit natuurlijk niet zo, deze zijn eerder vlak. De resultaten van deze

berekeningen moet dus met grote voorzichtigheid worden bekeken. Het is wel mogelijk om

de resultaten van de verschillende soorten glas onderling te vergelijken. Een vergelijking met

een bolvormig granulaat zoals grind is moeilijker.

4.4.2 Verwerkingseigenschappen

De verwerkingseigenschappen van het beton zijn klassiek: de slump en de schokmaat. Voor

de verwerkbaarheid kan echter ook de bindingstijd van belang zijn. Die is bepalend voor het

tijdstip waarop het beton niet meer verwerkbaar is. Naast deze drie eigenschappen zal ook

het gewicht een rol spelen in de verwerking. Vooral bij het transport is deze eigenschap van

belang.

4.4.2.1 Slump

De slump wordt ook wel eens zetmaat genoemd en is één van de meest gebruikte tests om

de verwerkbaarheid van het vloeibare beton te meten. De proef wordt uitgevoerd volgens

de norm NBN EN 12350-2.

Een afgeknotte kegel wordt gebruikt als mal voor het vloeibare beton. Deze bezit bovenaan

een diameter van 100 mm, onderaan 200 mm en heeft een hoogte van 300 mm. De conus

wordt met behulp van een opzetstuk gevuld in drie delen. De conus wordt besprenkeld met

21

[11] Prof. dr. ir. L.Taerwe, Prof. dr. ir. G. De schutter; Betontechnologie: p2.29


water om het effect van wandwrijving te reduceren. Na het vullen van de conus met een

eerste deel beton wordt 25 keer geprikt in het beton met een gestandaardiseerde staaf die

onderaan voorzien is van een halfbol einde. Vervolgens wordt de conus een tweede keer

gevuld en wordt er opnieuw 25 maal geprikt, maar dit tot op een hoogte die overeenstemt

met de bovenkant van de eerste laag. Dit procedé wordt nog een derde maal herhaald.

Nadien wordt het hulpstuk verwijderd en het beton afgestreken in een rol- en

zaagbeweging. Tot slot wordt de conus verwijderd en de inzakking gemeten t.o.v. het

beginniveau zoals getoond op Figuur 8. Dit niveauverschil wordt de slump genoemd. Hoe

groter de slump, hoe beter het beton verwerkbaar is. Merk op dat dit een statische proef is.

Figuur 8: Slump22

4.4.2.2 Schokmaat

Een tweede test die vaak uitgevoerd wordt voor het testen van de verwerkbaarheid is de

schoktafel waarbij een schokmaat gemeten wordt. Deze wordt ook wel eens de schudmaat

of uitspreiding genoemd. De gebruikte norm is een oude norm, namelijk: NBN B 15-233.

Er wordt net zoals bij de slump gebruik gemaakt van een afgeknotte kegel maar dit keer met

een bovendiameter van 200 mm en een onderdiameter van 300 mm. De conus heeft een

hoogte van 150 mm. Na hem besprenkeld te hebben om de wrijving te minimaliseren, wordt

de conus in twee keer gevuld. Telkens wordt iedere laag onderworpen aan 25 prikken van

een gestandaardiseerde staaf met een halfbol einde. De conus wordt weggenomen en de

schoktafel wordt naar boven bewogen met behulp van een zwengel. Op het einde van één

cyclus van de zwengel valt de tafel naar beneden. Dit procedé wordt 15 maal herhaald op

een gelijkmatig tempo. De afstand tussen de rand van de tafel, die een diameter heeft van

800 mm, en de rand van het uitgesmeerde betonoppervlak wordt vier maal gemeten. De

gemiddelde diameter van de uitgesmeerde betonpasta (Figuur 9) wordt de schokmaat

genoemd. Hoe groter de schokmaat, hoe beter de verwerkbaarheid van het beton. Merk op

dat dit een dynamische proef is.

22

http://www.bbri.be/antenne_norm/beton/nl


Figuur 9: Schokmaat

4.4.2.3 Bindingstijd

Het begin en het einde van de binding zijn ook bepalende factoren voor de verwerkbaarheid.

Het begin van de binding stemt overeen met het moment waarop de pasta niet meer

verwerkbaar is. Het einde van de binding stemt overeen met het volledig verstijven van het

beton en het begin van de verharding. Het bepalen van de bindingstijd wordt dikwijls gedaan

aan de hand van mortel met eventueel een beperkte hoeveelheid zand. Hiervoor wordt vaak

een Vicat-proefopstelling gebruikt (NBN EN 196-3).

Het bepalen van de bindingstijd van een mortel is niet relevant in het kader van dit

onderzoek, omdat enkel de granulaten worden vervangen door glas. De bindingstijd wordt

dus bepaald op betonproefstukken. Volgens NBN EN 1329423

mogen er in deze mengelingen

enkel granulaten voorkomen die kleiner zijn dan 5 mm. Er wordt dan ook geopteerd om van

alle granulaten en het zand de fractie groter dan 5 mm weg te zeven. In alle samenstellingen

wordt in eerste instantie dezelfde verhouding water-cement-zand-granulaat behouden als

bij het gewone beton. De waterbehoefte van de granulaten in deze samenstellingen is

echter veel groter dan bij het gewone beton, doordat de specifieke oppervlakte van de

granulaten toeneemt t.o.v. het water. Om aan de waterbehoefte tegemoet te komen wordt

het watergehalte met 20% verhoogt. Een stijging van 20% water zorgt voor een vergelijkbare

verwerkbaarheid24

als het gewone beton. Het mengen van het beton wordt handmatig

uitgevoerd en niet met behulp van een mixer vanwege de grote hoeveelheid granulaten. Het

mixen gebeurt in een mixbeker met behulp van een truweel en er wordt twee keer drie

minuten gemixt.

Vervolgens wordt er een onderscheid gemaakt tussen twee groepen van proeven. De eerste

groep bestaat uit vier keer twee proefstukken van respectievelijk een

referentiesamenstelling, 10% KSP, 20% KSP en 20% wit. Er wordt opgemerkt dat bij het

vervangen van de grindfracties de hoeveelheid zand steeds constant blijft. De proefstukken

23

Deze is verschillend van de Vicat proef, maar lijkt er op. 24

Hierbij wordt de microslump uitgevoerd. Zie 5. Resultaten


bestaan uit cilindervormide potjes met een diameter van 12 cm en een hoogte van 8 cm. Het

ene proefstuk is initieel bedoeld als meetproefstuk en het andere als reserveproefstuk. De

meetopstelling zelf, zie Figuur 10, bevat een naald en een weegschaal. Bij het duwen van de

naald in het beton wordt er een kracht afgelezen op de display die representatief is voor de

start en het einde van de binding. In de norm NBN EN 13294 wordt vermeld dat het begin

van de binding optreedt bij 3 kg druk en het einde van de binding bij 12 kg. Deze grenzen zijn

echter opgesteld voor mortels of beton met een beperkte hoeveelheid grind. Uit de

resultaten blijkt echter dat de grenzen verschoven zijn naar 4 à 5 kg voor het begin van de

binding en 20 kg voor het einde van de binding. Hiervoor wordt er verwezen naar “5.

Resultaten”. Deze grenzen zijn echter een schatting en mogen niet gebruikt worden als

absolute grenzen. Een tweede probleem is de minimale afstand tussen de indringpunten die

gerespecteerd moet worden. Indien de indringpunten te dicht bij elkaar liggen is de invloed

van een naburig gaatje bepalend voor de meting. Er wordt niet enkel een scheurlijn

gecreëerd tussen het naburig en het nieuwe gaatje, maar ook wordt de betonmassa bij het

creëren van het nieuwe gaatje weggeduwd en wordt het naburige gaatje terug dichtgestopt.

Deze minimale afstand heeft als gevolg dat ook het reserveproefstuk gebruikt moet worden

om de meting tot een goed einde te brengen. Het reserveproefstuk is vaak ongeroerd en

vertoont nog geen breuklijnen waardoor de eerste meting op het reserveproefstuk duidelijk

beter is dan de laatste meting op het meetproefstuk.

Figuur 10: Bindingstijdmeting

De tweede reeks van proeven bevat dezelfde mengverhoudingen als de vorige reeks en

bestaat respectievelijk uit een referentiesamenstelling, 20% KSP en 20% wit. Dit keer is er

gebruik gemaakt van één proefstuk per mengeling, welke 8 cm hoog is met een diameter

van 20 cm. Door slechts één proefstuk te gebruiken wordt het probleem van een nog

ongeroerd en een geroerd proefstuk vermeden. Om de waterbehoefte te beperken is bij

deze mengelingen ook de fractie granulaten kleiner dan 1 mm weggezeefd. Een andere


reden om de fractie kleiner dan 1 mm weg te zeven is de aanwezigheid van veel fijn papier

bij de fractie kleiner dan 1 mm bij het KSP-glas.

Wat betreft het resultaat wordt telkens de druk gemeten die nodig is om de naald volledig in

het proefstuk te duwen tot een druk van 20 kg verkregen wordt. Vervolgens wordt de

indrukdiepte gemeten tot er geen indrukking van de naald meer mogelijk is. Het resultaat

voor de druk wordt gegeven in kg en het resultaat voor de indrukking in mm. De druk wordt

echter vaak omgerekend naar Newton of Newton/millimeter volgens (11).

CDEFGHIJ

KK²M �

N��*I�OM.OP�**��P��O

(QQ�P��*� Q��R (11)

opppriknaald = 30 mm²

De metingen moeten volgens norm NBN EN 13294 genomen worden om het uur voor het

begin van de binding en om het halfuur na het begin. Uit de eerste reeks metingen blijkt dat

voor het begin van de binding een meting om het uur voldoende is, maar dat een meting om

het halfuur na het begin van de binding te beperkt is25

. Bij de tweede reeks metingen wordt

daarom vanaf het begin van de binding om het kwartier een proef uitgevoerd. Zoals eerder

vermeld, wordt het begin van de binding eerder arbitrair gekozen.

Hoewel de bovenstaande methode gebaseerd is op de norm NBN EN 13294 is deze zeker

niet volledig geldig met betrekking tot de resultaten. De waarden aangenomen voor het

begin en het einde van de binding zijn slechts gissingen en door het hoog gehalte aan

granulaten kan men niet spreken van een pasta of van een mortel. Ook de tijdstippen

waarop een meting wordt uitgevoerd zijn niet in overeenstemming met de norm. De

resultaten kunnen dus niet gebruikt worden als zijnde de tijd die een beton nodig heeft om

volledig te verstijven, maar enkel worden aangewend om de onderlinge verschillen tussen

de bindingssnelheid van de mengelingen duidelijk te maken.

4.4.2.4 Volumemassa beton

De volumemassa van beton kan zowel gemeten worden voor het vloeibare beton als voor

het verhardbeton.

De volumemassa van het vloeibare beton zal een impact hebben op de verwerkbaarheid.

Hoe groter de volumemassa, hoe “zwaarder” en hoe moeilijker verwerkbaar. Ook voor het

transport van beton kan dit gevolgen hebben. De gebruikte norm is NBN B15-213. De

methode bestaat erin een recipiënt te vullen met verse beton, deze te verdichten met een

trilnaald en tot slot het geheel te wegen (12).

�P�� *(� ��S�� ,��

��T�ë�, (12)

25

5. Resultaten


De volumemassa van verhard beton is voornamelijk van belang bij het transport van prefab-

betonstukken. Ook hier geldt de regel: hoe kleiner de volumemassa hoe makkelijker

verplaatsbaar. De gebruikte norm is NBN EN 12390-7. De uitvoeringsmethode verloopt vrij

eenvoudig: voor het breken van de kubussen, bij het bepalen van de druksterkte, worden de

kubussen eerst gewogen en nadien opgemeten (13).

�P��R ��S��V

�S��V (13)

4.4.3 Mechanische eigenschappen

Onder de noemer van mechanische eigenschappen vallen: de druksterkte, de

buigtreksterkte en de splijttreksterkte.

4.4.3.1 Druksterkte

De druksterkte is veruit de belangrijkste eigenschap van beton. Er zal dan ook veel aandacht

besteed worden aan deze eigenschap. De gebruikte norm voor het bepalen van de

druksterkte is NBN EN 12390-3.

Bij de drukproef wordt er gebruikt gemaakt van drie kubussen met ideale maten van 150

mm x 150 mm x 150 mm. De echte maten van de kubus worden ook gemeten, door het

meten van drie maal de lengte, driemaal de breedte en driemaal de hoogte. Voor de drie

hoogtes wordt driemaal de afstand tussen de twee drukvlakken gemeten: één maal aan de

linkerrand, één maal in het midden en één maal aan de rechterrand van het hoogte-

breedtevlak. Hetzelfde gebeurt voor de lengte en de breedte. Vervolgens wordt de vlakheid

en de haaksheid gecontroleerd door gebruik te maken van respectievelijk een lat en een dun

onderschuifblaadje en een hoekvormige lat en een dun tussenschuifblaadje. Indien de

blaadjes onder de latten kunnen geschoven worden is de vorm van het proefstuk niet in

orde. Zoals reeds vermeld, wordt ook het gewicht van ieder proefstuk gemeten. De kubus

wordt vervolgens geplaatst in de drukpers en als resultaat wordt een maximale last

bekomen. Met behulp van de gemeten geometrie kan de maximale spanning berekend

worden volgens (14).

W� �XY�Z

[V�+ �TT��S�� (14)

4.4.3.2 Buigtreksterkte

Om de buigtreksterkte te bepalen wordt de driepuntsbuigproef (Figuur 11) uitgevoerd. De

buigtreksterkte zal over het algemeen een beetje groter zijn dan een zuivere treksterkte,

omdat het breukvlak op voorhand wordt vastgelegd. Het geeft echter wel een goede

indicatie van de treksterkte. Er ontstaat ook geen zuivere trekspanning, maar eerder een

spanningsgradiënt met een maximale trekspanning aan de uiterste getrokken vezel. De

gevolgde norm is NBN EN 12390-5.


De driepuntsbuiging is een indirecte buigproef. Een balk met ideale afmetingen 150 mm x

150 mm x 600 mm wordt gelegd op twee langwerpige cilinders onderaan op een afstand van

75 mm verwijderd van de balkuiteinden. Vervolgens wordt een derde langwerpige cilinder

verticaal neerwaarts bewogen. Deze grijpt aan in het midden van de balk. Als resultaat

wordt een maximale kracht opgemeten om de balk te breken. De afgeleide buigtreksterkte

[MPa] wordt bekomen door middel van (15).

W�*\� �XY�Z.�

]

9

�.�² (15)

De buigtreksterkte kan ook omgerekend worden naar een treksterkte via (16). Merk op dat

de fctfl in (16) bekomen werd door een vierpuntsbuigproef. Gemiddeld genomen levert de

driepuntsbuigproef 15% betere resultaten dan de vierpuntsbuigproef.

W�* � 0,67. W�*\� (16)

Figuur 11: Driepuntsbuigproef

4.4.3.3 Splijttreksterkte

De splijttreksterkte wordt gemeten volgens de oude norm NBN B15-218. Bij een splijtproef

(Figuur 12) is net zoals bij een driepuntsbuigproef het breukvlak op voorhand vastgelegd.

Door gebruik te maken van de twee overgebleven balkvormige delen van de

driepuntsbuiging kan de splijttreksterkte bepaald worden. Dit is net zoals de buigtreksterkte

ook een indirecte treksterkte. Het proefstuk wordt geplaatst tussen twee lijnlasten. Deze

lasten bevinden zich op ten minste 75 mm afstand van het eindvlak van de balk, omdat zo de

invloed van de rand wordt beperkt. Tussen de lijnlasten en het proefstuk worden blokjes

geplaatst om ervoor te zorgen dat de belasting niet geconcentreerd plaatsvindt. Tot slot


wordt het proefstuk onderworpen aan 2 lijnlasten totdat ze breekt. Enkel de maximale last

wordt gemeten. Om de bijhorende splijttreksterkte te bekomen wordt (17) toegepast.

W�*�Q �A.XY�Z

a.�.R (17)

Ook hier kan deze waarde opnieuw worden omgerekend naar een waarde voor de

treksterkte volgens (18).

W�* � 0,9. W�*�Q (18)

Figuur 12: Splijtproef

5. Resultaten Dajo Geys 41

5 Resultaten

5.1 Algemeen

Dit onderdeel van het onderzoek bundelt de resultaten van de proeven uitgeoefend op de

verschillende betonsamenstellingen. In dit hoofdstuk worden enkel de resultaten getoond

en kort besproken. Het volgende hoofdstuk bevat een uitgebreide analyse. In dit hoofdstuk

wordt een onderscheid gemaakt tussen drie grote groepen: de eigenschappen van de

granulaten, de verwerkingseigenschappen van het beton en tot slot de mechanische

eigenschappen van het beton.

In onderstaande worden alle grafieken weergegeven, samen met relevante cijferwaarden.

Voor alle cijferwaarden wordt er verwezen naar Bijlage: “C. Resultaten in cijferwaarden”.

5.2 Eigenschappen granulaten

5.2.1 Volumemassa

De resultaten voor de verschillende volumemassa’s worden gegeven in Tabel 9.

Tabel 9: Volumemassa's

ρs [kg/m³] ρk [kg/m³] ρa [kg/m³]

KSP 1210,8 2436,7 2490,3

Grof wit 1195,0 2482,0 2510,5

Fijn wit 1266,0 2320,9 2500,0

Groen 1299,1 2497,2 2509,8

Bont 1461,8 2457,1 2521,0

Grind/Grind 1526,0 2490,1 2643,2

Het verschil tussen de schijnbare volumemassa en de werkelijke en de absolute

volumemassa valt meteen op. De schijnbare volumemassa is bijna de helft van de werkelijke

volumemassa en deze is op zijn beurt 1 à 7% lager dan de absolute volumemassa.

De werkelijke en de absolute volumemassa zijn weinig verschillend van elkaar voor het KSP,

grof wit , groen en bont glas, zoals te zien op Grafiek 7. Deze verschillen bedragen maximaal

2,5%. Voor het fijn witte glas en het grind is het verschil respectievelijk 7,2% en 5,8%. De

verschillen tussen het fijn witte glas en het grind zijn wel fundamenteel anders: bij het fijn

wit is de werkelijke volumemassa lager dan bij alle andere geteste granulaten, voor grind is

het absolute volumegehalte duidelijk hoger dan alle andere geteste granulaten.

De schijnbare volumemassa is verschillend van granulaat tot granulaat. Er zijn duidelijk drie

groepen te onderscheiden. Het grind heeft de grootste schijnbare volumemassa. De

volumemassa van het bonte glas is slechts 4,2% lager dan dat van het grind. Het groen en

fijn wit glas hebben respectievelijk een volumemassa die 15% en 17% lager ligt dan de


volumemassa van het grind. Het KSP- en grof wit glas hebben de laagste volumemassa’s.

Deze zijn respectievelijk 20% en 21% lager dan die van het grind.

De absolute volumemassa’s van de verschillende glasfracties zijn niet veel verschillend. Ze

hebben als gemiddelde waarde 2506 kg/m³ met een standaarddeviatie van 10,4 kg/m³ of

0,4%. Het verschil met de absolute volumemassa van het grind bedraagt 136,9 kg/m³.

Grafiek 7: Volumemassa (Schijnbaar, werkelijk en absoluut)

5.2.2 Zeefkrommen

De onderstaande zeefkrommen bepalen de korrelverdeling. Uitgezonderd het KSP-glas, zijn

er telkens 10 zeefreeksen uitgevoerd van 500 g granulaat. Voor het KSP-glas waren dit 30

zeefreeksen van 500 g.

Grafiek 8: Zeefkrommen

Op Grafiek 8 staan alle “gemiddelde”26

zeefkrommen vermeld. Op Grafiek 8 valt duidelijk het

verschil tussen het fijn witte glas en het grof witte glas af te lezen. Fijn wit glas bevat meer

26

Zeefkrommen die het gemiddelde zijn van de 10 metingen

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Volumemassa [kg/m³]

Schijnbaar

Werkelijk

Absoluut

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Groen

Bont

Grof Wit

KSP

Fijn Wit

Grind/Grind

Zand

Grind/Grind


fijne fracties dan alle andere granulaten. Het grof witte glas bevat op zijn beurt voornamelijk

grove fracties en bijna geen fijne fracties. Van grof naar minder grof: grof wit, KSP, groen

glas, bont glas, grind en tot slot het fijn witte glas. Fijn wit glas is geen vervangmiddel voor

granulaten, maar voor zand. Hoewel het fijn witte glas duidelijk fijner is dan alle andere

granulaten, is het in vergelijking met zand redelijk grof. Dit verschil zal zeker zijn impact

hebben op de verschillende mechanische eigenschappen.

Op de grafiek kunnen ook de minima en maxima worden weergegeven. Dit geeft een idee

over de spreiding van de gegevens. In Grafiek 9 worden er slechts drie grafieken

weergegeven, de rest van de zeefkrommen vindt u in Bijlage: ”B. Zeefreeksen en

Zeefkrommen”. Op Grafiek 9 is duidelijk te zien dat de bandbreedte van het KSP-glas zeer

groot is in vergelijking met de bandbreedte van het fijn witte glas. Het groene glas heeft een

bandbreedte die analoog is voor het bont glas, grof wit glas en het grind.

Grafiek 9: Zeefkrommen: KSP, groen en fijn wit met minimum en maximum grenzen

0

20

40

60

80

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme KSP

0

20

40

60

80

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Groen

Gemiddelde

Minima

Maxima

0

20

40

60

80

100

0,1 1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Fijn Wit


5.2.3 Afgeleide grootheden

Wat de afgeleide grootheden betreft kunnen de resultaten van de compactheid en van het

volume holten samen besproken worden, aangezien deze elkaars inverse zijn (Grafiek 10).

De compactheid van het grind en het bont is duidelijk groter dan dat van de andere

granulaten. De verschillen t.o.v. het grind zijn voor het bont, fijn wit, groen, KSP en het grof

wit respectievelijk 2%, 7%, 9%, 12% en 13%. Voor het volume holten geldt dezelfde trend,

maar in omgekeerde volgorde.

Grafiek 10: Volume holten en compactheid

Voor de porositeit is vooral het grote verschil tussen het fijn witte glas en de andere

glasfracties opvallend (Grafiek 11). Ook het grind heeft een merkbare hogere porositeit dan

de andere granulaten. De afname van de porositeit bedraagt respectievelijk 65%, 63%, 80%

en 91% voor het bont, KSP- , grof wit en groen glas t.o.v. groen glas. Het fijn witte glas heeft

een porositeit die 24% hoger ligt dan de porositeit van het grind. Hoewel de onderlinge

verschillen groot zijn, blijven de porositeiten klein tot zeer klein, maximaal 7,2%.

Grafiek 11: Porositeit

De wateropslorping vertoont een soortgelijke trend als de porositeiten. Dit is waar te nemen

op Grafiek 12. Hoewel de trend dezelfde is, is het percentage wateropslorping nog lager dan

de porositeit. Het maximale percentage wateropslorping bedraagt 3,1%. De daling in

waterabsorptie t.o.v. het grind voor bont, KSP, grof wit en groen bedraagt respectievelijk

0

20

40

60

80

Compactheid C [%]

0

2

4

6

8

Porositeit P [%]

0102030405060

Volume holten H [%]


56%, 62%, 80% en 91%. De wateropslorping van het fijn witte gas stijgt 33% t.o.v. de

wateropslorping van het grind.

Grafiek 12: Wateropslorping

De grootheden die afgeleid worden uit de zeefkrommen hebben alle betrekking op dezelfde

eigenschap, namelijk de gemiddelde oppervlakten van de granulaten. De grootheden zijn: de

specifieke oppervlakte (S), de relatieve specifieke oppervlakte (Sr) en het fictief gewicht van

Fauri (p). Op Grafiek 13 zijn de eerste en de laatste grootheden uitgezet en op Grafiek 14 de

tweede grootheid. Wat meteen opvalt op Grafieken 13 en 14, is de hoge waarde van p, S en

Sr voor het fijn witte glas. Na het fijn witte glas heeft grind duidelijk de grootste oppervlakte.

Ook de kleine specifieke oppervlakte van het grof witte glas is opvallend. Voor alle drie de

grootheden is de trend van hoog naar laag dezelfde: fijn wit > grind > bont > groen of KSP >

grof wit. Het verschil tussen het grind en de andere granulaten wordt procentueel

weergegeven in Tabel 1027

.

Grafiek 13: Specifieke oppervlakte (S) en Fictief gewicht van Fauri (p)

27

“-“ staat voor een daling en “+” staat voor een stijging

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Wateropslorping W [%]

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

S[m²/kg]

p[]


Grafiek 14: Relatieve specifieke oppervlakte (Sr)

Tabel 10: Relatief verschil grind en andere granulaten voor specifieke oppervlakte

S[%] Sr[%] P[%]

KSP -21 -26 -28

Grof wit -53 -56 -39

Fijn wit +106 +95 +37

Groen -38 -41 -26

Bont -6 -10 -11

5.3 Verwerkingseigenschappen

Door de vele betonmengelingen kunnen de resultaten van de verwerkingseigenschappen

verdeeld worden in drie grote delen. Deze delen komen overeen met de drie luiken vermeld

in “4. Het onderzoek”: een eerste luik bevat de verschillen tussen de substitutiepercentages

en de verschillen tussen de kleuren, een tweede luik bevat de invloed van de spreiding en

een detailzicht van een licht veranderlijk substitutiepercentage, het laatste luik bevat de

invloed van vliegas, LA-cement, vuile granulaten, warme granulaten en een betonmengeling

met een lagere water/cement-factor.

5.3.1 Slump

5.3.1.1 Luik 1

De slump van het beton met fijn wit glas en KSP volgen soortgelijke trends zoals te zien op

Grafiek 15. Bij lage substitutiepercentages (<20%) blijkt de verwerkbaarheid te vergroten en

bij hogere substitutiepercentages (>20%) lijkt de verwerkbaarheid te verkleinen in

vergelijking met de referentie. Bij 10% substitutie is er een stijging waar te nemen van 110%

en bij een substitutie van 50% een daling van 36% t.o.v. de referentiesamenstelling. Voor het

grof witte glas is het verhaal enigszins anders. Daar blijft de slump steeds groter dan deze

van de referentiesamenstelling, ook voor de grote substitutiepercentages. De stijging van de

slump bedraagt 60% tot 87%.

050

100150200250300350

Sr[]


Grafiek 15: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de slump

De invloed van de kleur op de slump is zeer duidelijk te zien op Grafiek 16. Groen glas heeft

duidelijk een betere slump dan de andere fracties. Daarnaast hebben de

betonsamenstellingen met grof wit en KSP-glas een grotere slump dan de

referentiesamenstelling en de betonsamenstellingen met bont en fijn wit glas een lagere

slump dan de referentiesamenstelling. Het verschil met de referentie bedraagt in volgorde:

182%, 60% , 32%, -24% en -55%

Grafiek 16: Invloed kleur op de slump

5.3.1.2 Luik 2

Grafiek 17 toont aan dat de slump een relatieve kleine spreiding bij 0% substitutie en 20%

substitutie vertoont, maar een grote spreiding bij 10% substitutie. De standaardafwijking en

gemiddelde waarden van deze drie substitutiepercentages worden gegeven in Tabel 11. De

grafiek bevestigt dat de gemiddelde waarden van de slump bij 10% vervanging hoger liggen

dan bij 20%. Met andere woorden: er bestaat ergens een optimum.

0

2

4

6

8

10

12

14

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

% substitutie

Slump [cm]

KSP

Fijn Wit

Grof Wit

0

5

10

15

20

Slump Kleur (30%) [cm]

Groen

Grof Wit

KSP

Referentie

Bont

Fijn Wit


Grafiek 17: Spreiding slump

Tabel 11: Standaardafwijking en gemiddelde waarden slump

Gemiddelde[cm] Standaardafwijking [cm]

0% 5,5 1,4

10% 11,5 3,5

20% 8,7 1,2

Op Grafiek 18 is te zien dat tussen de 10% en de 20% vervanging geen algemene trend is

waar te nemen. Het enige wat buiten kijf staat is dat de slump tussen 10% en 20%

vervanging groter is dan deze van de referentiesamenstelling. De stijging is echter variabel

en ligt tussen de 1% en 110%.

Grafiek 18: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de slump

5.3.1.3 Luik 3

Bij 30% KSP en het gebruik van 10% vliegas neemt de slump toe en bij het gebruik van 20%

KSP en 30% vliegas neemt de slump af. Er valt dus in eerste instantie niets te zeggen over de

invloed van vliegas op de slump. (Grafiek 19)

0

5

10

15

20

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Slump Spreiding (KSP) [cm]

0

5

10

15

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Slump Detail (KSP) [cm]


Grafiek 19: Invloed vliegas op de slump

Op Grafiek 20 valt duidelijk op dat het gebruik van LA-cement de slump doet toenemen. Dit

zowel voor 20% als voor 50% substitutie. De toename bedraagt respectievelijk 31% en 34%.

Grafiek 20: Invloed LA-cement op de slump

Door het gebruik van ongewassen KSP neemt de slump af zoals op Grafiek 21 te zien is. De

afname is zeer groot, namelijk 48%.

Grafiek 21: Invloed ongewassen granulaat op de slump

Het gebruik van warme granulaten heeft als effect dat de slump zeer snel afneemt (47%).

(Grafiek 22)

0

2

4

6

8

10

12

14

Slump Vliegas (KSP)[cm]

30% KSP(vliegas10%)

20% KSP

30% KSP

20% KSP (30% vliegas)

Referentie

0

2

4

6

8

10

12

20% 50%

Slump LA-cement (KSP)[cm]

CEM III/A 42,5 LA

CEM I 52,5N

0

2

4

6

8

10

Slump vuil (20% KSP)[cm]

Referentie

KSP

KSP (vuil)


Grafiek 22: Invloed warm granulaat op de slump

Door een daling van de water/cement-factor daalt de slump zeer drastisch (88%).

Grafiek 23: Invloed water/cement-factor op de slump

5.3.2 Schoktafel

In onderstaande grafieken is de referentie voor de y-as niet 0 cm maar 40 cm, omdat het

procentueel verschil tussen de verschillende metingen relatief klein is. Door de referentie te

verleggen worden de grafieken duidelijker en overzichtelijker.

5.3.2.1 Luik 1

Net zoals bij de slump vertonen de betonmengelingen met het KSP-glas en het fijn witte glas

dezelfde trend op Grafiek 24. Initieel is er een toename van de schokmaat en vervolgens een

afname. Bij de zeer hoge substitutiepercentages lijkt de afname van de schokmaat te

stabiliseren. De maximale schokmaat wordt gevonden bij 10% substitutie en is 16,4% hoger

dan de referentie. De samenstelling met grof wit glas vertoont een schokmaat die steeds

hoger is dan de schokmaat van de referentie. Voor 10% vervanging bedraagt de stijging van

de schokmaat 0,8% en vanaf 30% substitutie een stijging van 19%.

0

2

4

6

8

10

Slump warm (20% KSP)[cm]

Referentie

KSP

KSP (warm)

0,0

5,0

10,0

15,0

Slump W/C=0,45 (10% KSP) [cm]

Referentie

KSP

KSP (W/C=0,45)


Grafiek 24: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de schokmaat

Opnieuw is er een groot verschil tussen de kleuren. Het beton met groen en grof wit glas

hebben duidelijk een veel hogere schokmaat dan het beton met andere glasfracties. De

stijging bedraagt respectievelijk 17% en 19% t.o.v. de referentie. Ook het beton met bont

glas vertoont een stijging van 5%. Het beton met KSP-glas en fijn wit glas vertoont

respectievelijk een daling van 3,5% en 6,1%. (Grafiek 25)

Grafiek 25: Invloed kleur op de schokmaat

5.3.2.2 Luik 2

Grafiek 26 toont aan dat de schokmaat, net zoals de slump, een optimum lijkt te vertonen.

De schokmaat van de betonsamenstelling met 10% substitutie is groter dan de schokmaat

van de referentie. Bij 20% vervanging daalt de schokmaat duidelijk t.o.v. 10% substitutie,

maar ze is nog steeds groter dan bij de referentiesamenstelling. Opnieuw kunnen de

gemiddelde waarden en de standaardafwijking berekend worden (Tabel 12). De

standaardafwijking van de mengeling met 10% substitutie is opnieuw de grootste.

40

45

50

55

60

0% 20% 40% 60%

% substitutie

Schokmaat [cm]

KSP

Fijn Wit

Grof Wit

40

45

50

55

60

Schokmaat Kleur (30%) [cm]

Grof Wit

Groen

Bont

Referentie

KSP

Fijn Wit


Grafiek 26: Spreiding schokmaat

Tabel 12: Standaardafwijking en gemiddelde waarden schokmaat

Gemiddelde[cm] Standaardafwijking [cm]

0% 46,1 1,9

10% 53,7 2,6

20% 49,6 2,6

Net zoals bij de slump is er bij de schokmaat geen duidelijke trend te bekennen voor de

substitutiepercentages tussen 10% en 20%. Meestal liggen de metingen wel hoger dan de

referentie, maar niet overal.

Grafiek 27: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de schokmaat

5.3.2.3 Luik 3

Uit de proefresultaten blijkt dat de samenstellingen met vliegas een toename veroorzaken

voor de schokmaat. Bij gebruik van 30% vliegas (20% KSP) stijgt de schokmaat met 1,6% en

bij gebruik van 10% vliegas (30% KSP) met 13%. (Grafiek 28)

40

45

50

55

60

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Schokmaat Spreiding (KSP)[cm]

40

45

50

55

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Schokmaat Detail (KSP)[cm]


Grafiek 28: Invloed vliegas op de schokmaat

Bij het gebruik van cement met een laag alkaligehalte blijkt uit Grafiek 29 dat bij lage

substitutiepercentages de schokmaat toeneemt (14%), maar bij hoge substitutiepercentages

neemt de schokmaat af (11%). Dit stemt niet overeen met de slump, waarbij het gebruik van

een cement met een laag alkaligehalte steeds een verminderde slump tot gevolg heeft.

Grafiek 29: Invloed LA-cement op de schokmaat

Het gebruik van ongewassen granulaat doet de schokmaat afnemen (4,7%) t.o.v. het

gewassen granulaat. De afname is voldoende beperkt zodat het beton met vuil KSP nog

steeds beter verwerkbaar is dan het referentiebeton. (Grafiek 30)

40

42

44

46

48

50

52

Schokmaat Vliegas (KSP)[cm]

20% KSP (30% vliegas)

30% KSP(vliegas10%)

20% KSP

Referentie

30% KSP

40

45

50

55

60

20% 50%

Schokmaat LA-cement (KSP) [cm]

CEM III/A 42,5 LA

CEM I 52,5 N


Grafiek 30: Invloed ongewassen granulaat op de schokmaat

Opnieuw heeft het gebruik van warm KSP een negatief effect op de verwerkbaarheid. De

afname (7%) van de schokmaat is zodanig dat de schokmaat bij beton met vuil KSP gelijk is

aan de schokmaat van het referentiebeton.(Grafiek 31)

Grafiek 31: Invloed warm granulaat op de schokmaat

Net zoals een afname van de slump heeft een daling van de water/cement-factor een forse

daling (25%) van de schokmaat als gevolg. De daling verslechtert de verwerkbaarheid zelfs

tot ver onder de schokmaat van het referentiebeton. (Grafiek 32)

40

42

44

46

48

50

52

Schokmaat vuil (20% KSP)[cm]

Referentie

KSP

KSP (vuil)

40

42

44

46

48

50

52

Schokmaat warm (20% KSP)[cm]

Referentie

KSP

KSP (warm)


Grafiek 32: Invloed water/cement-factor op de schokmaat

5.3.3 Volumemassa

De volumemassa van het beton is gemeten voor vloeibaar beton, beton op 7 dagen en dat

op 28 dagen. De resultaten worden telkens naast elkaar geplaatst en vergeleken. Ook hier is

een andere referentie gebruik voor de y-as, namelijk 2250 kg/m³, tenzij uitdrukkelijk anders

vermeld.

5.3.3.1 Luik 1

Zowel voor beton met grof wit, fijn wit als KSP-glas daalt de volumemassa met toenemende

hoeveelheid substitutiepercentage (Grafiek 33). Er is echter wel één uitzondering op deze

regel, namelijk bij een substitutiepercentage van 10% fijn wit glas voor het vloeibare beton.

Deze stijging is echter niet meer terug te vinden bij het beton op 7 dagen en bij dat op 28

dagen. De gemiddelde daling28

bij 10% substitutie bedraagt voor het vloeibare beton 1,9%

en voor 30% en 50% substitutie twee keer 3,6%. Voor het 7 dagen oude beton bedraagt de

gemiddelde daling respectievelijk 0,6%, 2,1% en 3%. Voor het 28 dagen oude beton daalt de

volumemassa respectievelijk 1,2%, 3,2% en 2,6%. Hoewel de trend voor de drie

volumemassas afnemende is, komen de exacte cijfers niet honderd procent overeen. Het

verschil in volumemassa t.o.v. de referentie blijkt dus zeer beperkt, tot maximaal 3,6% winst.

De volumemassa van de referentiesamenstelling heeft voor de drie soorten volumemassa’s

een gemiddelde waarde van 2360 kg/m³ en een standaardafwijking van 6,9 kg/m³ ofwel

0,3%.

28

Zonder rekening te houden met de stijging/daling van volumemassa van fijn wit glas, omdat fijn wit glas

wordt gebruikt om zand te vervangen en niet om grind te vervangen.

40

42

44

46

48

50

52

54

56

Schokmaat W/C=0,45 (10% KSP) [cm]

Referentie

KSP

KSP (W/C=0,45)


Grafiek 33: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de volumemassa

De invloed van het gebruikte glas op de volumemassa is duidelijk te zien op Grafiek 34. Er

zijn vier groepen te onderscheiden. De referentiesamenstelling heeft veruit de grootste

volumemassa. Als tweede groep is het bonte glas en het fijn witte glas te onderscheiden van

de rest, vervolgens het grof witte en het groene glas en tot slot het KSP-glas, dat duidelijk de

kleinste volumemassa heeft. Voor het vloeibare beton, het verhard beton op 7 dagen en dat

op 28 dagen bedraagt de afname van de volumemassa van het KSP respectievelijk 4,2%,

2,3% en 3,8%. Opnieuw is de spreiding tussen de metingen zeer groot. De afname zelf is

echter zeer beperkt tot maximaal 3,8%. Er blijkt geen consistent onderscheid te bestaan

tussen de drie soorten volumemassa’s29

. Hiermee wordt bedoeld dat het meten van de

volumemassa op 7 dagen oud beton bijgevolg niet altijd hogere waarden geeft dan bij 28

dagen oud beton.

29

Vloeibaar beton, beton op 7 dagen en beton op 28 dagen

2250

2300

2350

2400

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

% substitutie

Volumemassa beton 28d[kg/m³]

KSP

Fijn Wit

Grof Wit

2250

2300

2350

2400

2450

0% 10% 20% 30% 40% 50%

% substitutie

Volumemassa [kg/m³]

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

0% 10% 20% 30% 40% 50%

% substitutie

Volumemassa beton 7d[kg/m³]


Grafiek 34: Invloed kleur op volumemassa

5.3.3.2 Luik 2

De volumemassa van het referentiebeton vertoont voor alle drie de soorten volumemassa’s

een zeer lage spreiding. Ook de spreiding voor een substitutiepercentage van 20% is

beperkt. De spreiding op de volumemassa bij 10% KSP is opnieuw groter. De

standaardafwijking wordt gegeven in Tabel 13. Bij een stijging van het substitutiepercentage

daalt theoretisch gezien de gemiddelde waarde voor de drie soorten volumemassa’s. Uit de

resultaten daarentegen blijkt dat de volumemassa van een beton met 10% KSP kleiner is dan

bij 20% KSP. De daling van de gemiddelde volumemassa’s voor het vloeibare beton bedraagt

voor 10% en 20% substitutie respectievelijk 1,4% en 1,7%. Voor het 7 dagen oude beton

bedraagt deze vermindering respectievelijk 0,94% en 0,8%, voor het 28 dagen oude beton

1,2% en 0,8%.

2250

2300

2350

2400

Volumemassa Kleur (30%) [kg/m³]

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa verhard beton 28d (30%) [kg/m³]

Referentie

Bont

Fijn Wit

Grof Wit

Groen

KSP

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa beton 7d (30%) [kg/m³]


Grafiek 35: Spreiding volumemassa

Tabel 13: Standaardafwijking en gemiddelde waarden volumemassa

Vloeibaar beton Gemiddelde[kg/m³] Standaardafwijking [kg/m³]

0% 2368,8 8,8

10% 2335,0 18,0

20% 2329,2 7,2

Beton 7d Gemiddelde[kg/m³] Standaardafwijking [kg/m³]

0% 2351,1 8

10% 2329,0 27,9

20% 2332,5 8,1

Beton 28d Gemiddelde[kg/m³] Standaardafwijking [kg/m³]

0% 2358,7 3,6

10% 2330,2 18,6

20% 2340,2 2,9

Op een aantal pieken na is er op Grafiek 36 een duidelijk dalende trend waar te nemen voor

een stijgend substitutiepercentage. Deze trend is waar te nemen voor de drie soorten

volumemassa’s. De daling van de volumemassa voor de substitutiepercentages tussen 10%

en 20% is zeer beperkt en van de grootteorde van 0,5 à 2%.

2250

2300

2350

2400

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Volumemassa Spreiding (KSP) [kg/m³]

2250

2300

2350

2400

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Volumemassa beton 28d Spreiding (KSP) [kg/m³]

2250

2300

2350

2400

0% 10% 20% 30%

Volumemassa beton 7d Spreiding

(KSP) [kg/m³]


Grafiek 36: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de volumemassa

5.3.3.3 Luik 3

Bij het gebruik van vliegas daalt de volumemassa duidelijk (Grafiek 37). Bij 20% KSP en 30%

vliegas daalt de volumemassa voor het vloeibare beton, het beton op 7 en 28 dagen

respectievelijk 1,8%, 1,8% en 2,9% t.o.v. het beton met 20% KSP zonder vliegas. Bij het

gebruik van 30% KSP en 10% vliegas bedraagt de daling respectievelijk 0%, 1,4% en 0,9%.

Merk op dat de referentie van de y-as op Grafiek 37, voor de meting op 28 dagen, 2200

kg/m³ bedraagt.

2250

2300

2350

2400

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% subsitutie

Volumemassa Detail (KSP) [kg/m³]

2250

2300

2350

2400

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Volumemassa beton 28d Detail (KSP) [kg/m³]

2250

2300

2350

2400

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Volumemassa beton 7d Detail (KSP)

[kg/m³]


Grafiek 37: Invloed vliegas op de volumemassa

In Grafiek 38 is de referentie van de y-as opnieuw gedaald van 2250 kg/m³ naar 2200 kg/m³.

Het gebruik van LA-cement heeft een duidelijk dalend effect op de volumemassa. De daling

bedraagt voor het vloeibare beton respectievelijk 2,9% en 2,1% voor 20% en 50% substitutie.

Voor het verhard beton op 7 dagen ouderdom is er ook een daling waar te nemen van

respectievelijk 4,2% en 0,5%. Bij het 28 dagen oude beton is er een afname van

respectievelijk 4,2% en 1,6%. (Grafiek 38)

2200

2250

2300

2350

2400

Volumemassa beton 28d Vliegas (KSP)[kg/m³]

Referentie

20% KSP

20% KSP (vliegas30%)

30% KSP

30% KSP(vliegas10%)

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa Vliegas (KSP)[kg/m³]

2250

2300

2350

2400

Volumemassa beton 7d Vliegas

(KSP)[kg/m³]


Grafiek 38: Invloed LA-cement op volumemassa

Het gebruik van vuil KSP i.p.v. gewassen KSP beïnvloedt de volumemassa op een positieve

manier: de volumemassa van het vloeibare beton en het verhard beton daalt. De afname

bedraagt respectievelijk 2,3%, 2,4% en 2,7% voor de drie volumemassas.

2200

2220

2240

2260

2280

2300

2320

2340

20% 50%

Volumemassa LA-cement (KSP)[kg/m³]

2200

2250

2300

2350

20% 50%

Volumemassa beton 28d LA-cement (KSP) [kg/m³]

CEM III/A 42,5 LA

CEM I 52,5 N

2200

2250

2300

2350

20% 50%

Volumemassa beton 7d LA-cement

(KSP) [kg/m³]


Grafiek 39: Invloed ongewassen granulaat op volumemassa

Het gebruik van warm KSP zorgt voor een daling van de volumemassa van respectievelijk

2,1%, 3 % en 2,8% voor het vloeibare beton, het verhard beton op 7 dagen en het verhard

beton op 28 dagen t.o.v. het beton met niet afgekoelde granulaten. (Grafiek 40)

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa beton 28d vuil (20% KSP)[kg/m³]

Referentie

KSP

KSP (vuil)

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa beton 7d vuil (20%

KSP)[kg/m³]

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

2390

Volumemassa vuil (20% KSP)[kg/m³]


Grafiek 40: Invloed warm granulaat op de volumemassa

Het gebruik van een lagere water/cement-factor heeft bijna geen invloed op de

volumemassa (Grafiek 41). Het verschil bedraagt respectievelijk -0,2%, -0,19% en +0,66%

voor het vloeibare beton, het 7 dagen oude beton en het 28 dagen oude beton. Het verschil

is van een totaal andere grootteorde dan bij voorgaande grafieken.

2250

2300

2350

2400

Volumemassa beton 28d warm (20% KSP)[kg/m³]

Referentie

KSP

KSP (warm)

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa beton 7d warm (20%

KSP)[kg/m³]

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

2390

Volumemassa warm (20% KSP)[kg/m³]


Grafiek 41: Invloed water/cement-factor op de volumemassa

5.3.4 Bindingstijd

De resultaten van de bindingstijdmetingen worden onderverdeeld in twee groepen: een

eerste reeks metingen en een tweede reeks metingen. De eerste reeks metingen kunnen

beschouwd worden als een indicatieve reeks om een bepaalde trend waar te nemen. Ze

vormen ook de aanzet tot de tweede reeks metingen, die bedoeld zijn om de eventuele

trends van reeks één in detail te bekijken en te bevestigen.

Zoals waar te nemen in Grafiek 42 lijkt de binding voor de referentiesamenstelling eerder op

gang te komen dan bij samenstellingen met 10% en 20% KSP. Ook de betonsamenstelling

met het 20% witte glas lijkt sneller de binding aan te vatten dan de samenstellingen met het

KSP-glas. Merk op dat bij de referentiesamenstelling de binding snel en plots optreedt (zeer

steile curve) en dat bij de samenstellingen met het KSP-glas de curve veel vlakker verloopt.

Dit vertaalt zich in een gebrek aan metingen voor het referentiebeton tussen het vijfde uur

en zesde uur van de metingen.

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa beton 28d W/C=0,45 (10% KSP) [kg/m³]

Referentie

KSP

KSP (W/C=0,45)

2250

2270

2290

2310

2330

2350

2370

Volumemassa beton 7d W/C=0,45 (10%

KSP) [kg/m³]

2250

2300

2350

2400

Volumemassa W/C=0,45 (10% KSP)

[kg/m³]


Grafiek 42: Bindingstijdmeting (kracht) Reeks 1

Op Grafiek 43 is als referentie voor het tijdstip “0:00” de tijd gebruikt waarbij voor het eerst

een drukkracht van 20 kg of 196,2 N bereikt werd. Voor de verschillende samenstellingen

gebeurde dit op een verschillend tijdstip. Door deze herschaling door te voeren is het

mogelijk het verschil in verhardingstijd waar te nemen, omdat 20 kg beschouwd wordt als

het einde van de binding. Op deze grafiek is het verschil tussen de verschillende

samenstellingen nog moeilijker waar te nemen. Op Grafiek 43 lijken de samenstellingen met

glas, na het bereiken van 20 kg, het snelst verder te verharden. De referentiesamenstelling

lijkt trager te verharden. Tussen de glassamenstellingen onderling is er weinig verschil op te

merken.

Grafiek 43: Bindingstijdmeting (indrukking) Reeks 1

De bovenstaande onduidelijkheden en mogelijke trends hebben geleid tot een tweede reeks

metingen. Deze reeks metingen bevat, zoals te zien op Grafiek 44, een meting om het uur

gedurende de eerste 4u van de proef, nadien worden metingen om het kwartier uitgevoerd.

0

50

100

150

200

0:00 2:00 4:00 6:00 8:00

Tijd [uren]

Kracht [N]

Ref

10% KSP

20% KSP

20% Wit

0

5

10

15

20

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00

Tijd [uren]

Indrukking (nieuwe referentie) [mm]

Ref

10% KSP

20% KSP

20% Wit


Door metingen te nemen om de 15 min vanaf het begin van de binding, wordt een

gedetailleerd beeld verkregen van de bindingsontwikkeling. Uit Grafiek 44 blijkt duidelijk dat

het gebruik van KSP-glas als granulaat een vertraging op de start van de binding oplevert. Dit

vindt ongeveer een uur na de start van de binding bij het referentiebeton plaats. Nadien

(tussen 5u en 6u45) verloopt de kromme van 20% KSP quasi evenwijdig aan deze van de

referentiesamenstelling (tussen 4u en 6u). De steilere bindingskromme voor het

referentiebeton, die in reeks één werd waargenomen, is niet te zien in de tweede reeks. De

samenstelling met het witte glas volgt eenzelfde kromme als de referentiesamenstelling.

De drie krommen in Grafiek 44 zijn op te delen in drie delen. Bij het eerste deel komt de

binding zeer traag op gang. Deze kromme eindigt bij het bereiken van een kracht van 5 kg of

ongeveer 50 N, wat overeenstemt met het mogelijke begin van de binding. Vanaf dit punt is

er een duidelijke steilere helling waar te nemen tot het punt van 20 kg of ongeveer 200 N

bereikt is. Dit is het mogelijke einde van de binding. Tot slot is er nog een laatste, quasi recht

gedeelte. Merk op dat dit gedeelte ingevoerd is door de uitvoerder: vanaf een druk van 20

kg wordt niet meer de verhoging van de druk gemeten, maar eerder de indringdiepte bij een

druk van 20 kg. Hoewel de binding trager op gang komt bij een samenstelling met KSP-glas,

is de tijd nodig om van 5 kg naar 20 kg te gaan quasi dezelfde als bij de

referentiesamenstelling. Voor het KSP bedraagt deze tijd 1u45 en voor de

referentiesamenstelling 2u.

Grafiek 44: Bindingstijdmeting (kracht) Reeks 2

Na het bereiken van een druk van 20 kg worden de referenties opnieuw gelijkgesteld en

herschaald. De resultaten zijn te zien op Grafiek 45. Opnieuw is er een merkbaar verschil

tussen de samenstelling met het KSP-glas en de referentiesamenstelling. De

referentiesamenstelling heeft minder dan 1u nodig om een indringing te verkrijgen die

kleiner is dan 2 cm. De samenstelling met het KSP daarentegen heeft 2u nodig om een

maximale indrukking van 6 cm te verwezenlijken. Het verschil tussen de

0

50

100

150

200

0:00 2:00 4:00 6:00 8:00

Tijd [uren]

Kracht [N]

Ref (9u15)

20% KSP (9u30)

20% Wit (9u45)


referentiesamenstelling en de betonmengeling met het witte glas is niet duidelijk. Er zijn

immers te weinig gegevens voor de referentiesamenstelling.

Grafiek 45: Bindingstijdmeting (indrukking) Reeks 2

5.4 Mechanische eigenschappen

Opnieuw worden de resultaten gebundeld per eigenschap en in de drie luiken besproken. De

eigenschappen zijn: de druksterkte, de treksterkte en de druksterkte op lange termijn. Er

wordt een onderscheid gemaakt tussen druksterkte op middellange termijn en druksterkte

op 7 en 28 dagen.

5.4.1 Druksterkte

Er zijn twee reeksen van resultaten binnen de druksterkte, namelijk de druksterkte van het

beton na 7 dagen en dat na 28 dagen. Deze resultaten zullen telkens per twee besproken

worden. Alle grafieken hebben opnieuw een van nul verschillend referentieniveau. De

grafieken hebben als referentie voor de y-as 30 MPa, tenzij anders vermeld.

5.4.1.1 Luik 1

Volgens Grafiek 46 neemt de druksterkte duidelijk af voor alle betonmengelingen. Zolang het

substitutiepercentage beperkt blijft, blijft ook de afname van de druksterkte beperkt. Het

beton met KSP-glas is zowel op 7 als op 28 dagen het zwakst bij de grotere

substitutiepercentages (30% en 50%). Bij de kleinere substitutiepercentages is er slechts een

beperkt verschil in druksterkte tussen de glassoorten waar te nemen. Het gebruik van fijn

wit glas geeft in de meeste gevallen een hogere druksterkte, dan het gebruik van KSP of grof

wit glas. Voor het KSP is er een daling van 2 à 4% , 22% en 32% voor een vervanging van

respectievelijk 10%, 30%, 50%. Zie ook Tabel 14.

0

5

10

15

20

0:00 1:00 2:00

Tijd [uren]

Indrukking (nieuwe referentie) [mm]

Ref (9u15)

20% KSP (9u30)

20% Wit (9u45)


Grafiek 46: Invloed substitutiepercentage en soort glas op de druksterkte

Tabel 14: Procentueel verschil tussen de druksterkte van glassamenstellingen en de referentiedruksterkte

Er is een groot verschil in druksterkte tussen de verschillende gebruikte glassoorten. Wat

meteen opvalt op Grafiek 47 is dat het gebruik van bont glas een zeer hoge druksterkte

veroorzaakt, zelfs bij 30% substitutie. Het KSP-, het grof witte en groene glas vertonen

duidelijk een verlaagde druksterkte. Het gebruik van fijn wit glas vertoont een betere

druksterkte dan het KSP-, groen en grof wit glas maar een slechtere durksterkte dan de

referentiesamenstelling en het gebruik van bont glas. Het groene glas zorgt voor een afname

van 14% na 7 dagen en 24% na 28 dagen. Het bonte glas vertoont een toename in

druksterke van 2% na 7 dagen en een afname van 4% na 28 dagen.

30

35

40

45

50

0% 20% 40% 60%

% substitutie

Druksterkte 7d [MPa]

7d KSP[%] Fijn wit[%] Grof wit[%]

10% 3,7 3,6 2,1

30% 22,1 7,5 16,4

50% 31,9 16,8 18,6

28d KSP[%] Fijn wit[%] Grof wit[%]

10% 5,1 8,4 1,8

30% 22,5 8,2 18,2

50% 32,7 13,9 30,6

30

40

50

60

0% 20% 40% 60%

% substitutie

Druksterkte 28d [MPa]

KSP

Fijn Wit

Grof Wit


Grafiek 47: Invloed kleur op de druksterkte

5.4.1.2 Luik 2

De spreiding op de druksterkte is beperkt voor de referentiesamenstellingen en voor de

samenstellingen met 20% susbstitutie. Voor een substitutiepercentage van 10% is de

spreiding opnieuw aanzienlijk. Zoals in luik één reeds bleek is een toename van het

substitutiepercentage licht dalend bij de kleine substitutiepercentages voor 28 dagen. Voor

het beton op 7 dagen is de druksterkte van beton met 10% KSP lager dan dat met 20% KSP.

(Grafiek 48)

Grafiek 48: Spreiding druksterkte

Tabel 15: Standaardafwijking en gemiddelde waarden druksterkte

7 dagen Gemiddelde[MPa] Standaardafwijking [MPa]

0% 44,8 0,6

10% 41,9 3,6

20% 42,8 0,8

28 dagen Gemiddelde[MPa] Standaardafwijking [MPa]

0% 52,5 2,1

10% 49,8 3,6

20% 49,8 2,5

30

35

40

45

50

Druksterkte 7d (30%) [MPa]

30

35

40

45

50

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Druksterkte 7d Spreiding (KSP) [MPa]

30

35

40

45

50

55

Druksterkte 28d (30%) [MPa]

Referentie

Bont

Fijn Wit

Grof Wit

KSP

Groen

30

35

40

45

50

55

60

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Druksterkte 28d Spreiding (KSP) [MPa]


Een algemene trend tussen 10% substitutie en 20% substitutie is moeilijk te herkennen

(Grafiek 49). Hoewel de druksterkte nogal danig op en neer fluctueert, is er met veel goede

wil een neerwaartse trend te bemerken. Wat zeker vaststaat is dat de druksterkte lager is

dan de druksterkte van de referentiesamenstelling.

Grafiek 49: Detailzicht tussen 10% en 20% substitutie van de druksterkte

5.4.1.3 Luik 3

Door het gebruik van vliegas daalt de druksterkte aanzienlijk voor 7 dagen oud beton.

(Grafiek 50) Voor 10% vliegas en 30% KSP en 20% KSP en 30% vliegas bedraagt de daling

respectievelijk 9% en 48% t.o.v. de samenstellingen zonder vliegas. Bij 28 dagen oud beton

bedraagt de afname van de druksterkte respectievelijk 10% en 39%. De druksterkte daalt

bijgevolg bij toenemende vervanging van cement door vliegas. Merk op dat de referentie

van de y-as 20 MPa is links op Grafiek 50.

Grafiek 50: Invloed vliegas op de druksterkte

Het gebruik van een cement met een laag alkaligehalte zorgt voor een duidelijke

vermindering van de druksterkte. Bij 20% KSP bedraagt de daling 38% tot 26 MPa en voor

50% KSP een daling van 10% tot 27 MPa na 7 dagen. Na 28 dagen bedraagt het verschil

respectievelijk -31,7% en +2,2%. Bij een hoog substitutiepercentage lijkt de invloed van

cement met laag alkaligehalte groter dan bij een laag substitutiepercentage. Merk op dat

30

35

40

45

50

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Druksterkte 7d Detail (KSP) [MPa]

20

25

30

35

40

45

50

Druksterkte 7d Vliegas (KSP)[MPa]

30

35

40

45

50

55

Druksterkte 28d Vliegas (KSP)[MPa]

Referentie

20% KSP

30% KSP

30%

KSP(vliegas10%)

20% KSP

(vliegas30%)

30

40

50

60

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Druksterkte 28d Detail (KSP) [MPa]


opnieuw het referentieniveau van de y-as op 20 MPa ligt voor het 7 dagen oude beton.

(Grafiek 51)

Grafiek 51: Invloed LA-cement op de druksterkte

De druksterkte bij het gebruik van vuil KSP daalt van 43 MPa tot 30 MPa. Dit is een daling

van 30% t.o.v. de betonsamenstelling met 20% KSP en een daling van 33% t.o.v. de

referentiedruksterkte voor beton dat 7 dagen oud is. Voor het 28 dagen oude beton

bedraagt de druksterktedaling 23% t.o.v. het beton met gewassen KSP en 25,5% t.o.v. het

referentiebeton. Merk op dat opnieuw het referentieniveau van de y-as op de linker figuur

van Grafiek 52, 20 MPa bedraagt.

Grafiek 52: Invloed ongewassen granulaat op de druksterkte

Gebruik van warm KSP i.p.v. afgekoeld KSP brengt een druksterktedaling van 17% teweeg

voor 7 dagen oud beton en 19% voor 28-dagen oud beton. Dit betekent een daling van 21%

t.o.v. de referentiesamenstelling voor zowel het 7 dagen oude beton als het 28 dagen oude

beton.

20

25

30

35

40

45

20% 50%

Druksterkte 7d LA-cement (KSP) [MPa]

20

30

40

50

Druksterkte 7d vuil (20% KSP)[MPa]

30

35

40

45

50

55

20% 50%

Druksterkte 28d LA-cement (KSP) [MPa]

CEM III/A 42,5 LA

CEM I 52,5 N

30

35

40

45

50

55

Druksterkte 28d vuil (20% KSP)[MPa]

Referentie

KSP

KSP (vuil)


Grafiek 53: Invloed warm granulaat op de druksterkte

Het gebruik van een lagere water/cement-factor heeft als gevolg dat de druksterkte van

beton met glas groter wordt dan de druksterkte van het referentiebeton (+5 à 7%). T.o.v. het

beton met 10% KSP stijgt de druksterkte met ongeveer 9%.

Grafiek 54: Invloed water/cement-factor op de druksterkte

5.4.2 Druksterkte op middellange termijn

Het opzet van deze resultaten is het effect van de druksterkte op middellange termijn te

bestuderen.

Uit Grafiek 55 is duidelijk op te maken dat de druksterkte van het beton met 20% KSP zelfs

na drie maanden kleiner blijft dan dat van het referentiebeton. De vorm van de

sterkteontwikkelingscurve voor beide samenstellingen is gelijkaardig: eerst een duidelijke

toename en vervolgens een stagnatie van de druksterkteontwikkeling. In Tabel 16 worden

de verschillen in druksterkte weergegeven. Er is echter geen duidelijke trend te ontdekken.

30

35

40

45

50

Druksterkte 7d warm (20% KSP)[MPa]

30

35

40

45

50

Druksterkte 7d W/C=0,45 (10% KSP)

[MPa]

30

35

40

45

50

55

Druksterkte 28d warm (20% KSP)[MPa]

Referentie

KSP

KSP (warm)

30

40

50

60

Druksterkte 28d W/C=0,45 (10% KSP)

[MPa]

Referentie

KSP

KSP (W/C=0,45)


Grafiek 55: Druksterkte op middellange termijn

Tabel 16: Verschil druksterkte tussen referentie en 20% KSP betonsamenstelling op middellange termijn [MPa]

7d 28d 42d 56d 70d 84d

2,2 2,63 3,00 5,23 3,59 4,04

5.4.3 Treksterkte

In dit onderzoek wordt de treksterkte niet rechtreeks bepaald, maar indirect via een

splijtproef en een buigproef. De resultaten zullen per luik telkens samen behandeld worden.

Er bestaan methodes om deze indirecte treksterkte om te rekenen naar zuivere treksterkte.

Uit een analyse blijkt dat deze omrekenregels30

enkel goed werken voor het referentiebeton,

maar niet voor de betonmengelingen met glas. Enkel de splijttreksterkte en buigtreksterkte

worden daarom behandeld in dit onderzoek. Merk op dat voor de splijttreksterkte de

referentie van de y-as 2 MPa bedraagt en voor de buigtreksterkte 4 Mpa, tenzij anders

vermeld.

5.4.3.1 Luik 1

Als algemene regel geldt dat zowel de buig- als de splijttreksterkte afnemen met een

toenemend substitutiepercentage. Onderlinge verschillen voor de buigtreksterkte tussen de

drie soorten glasfracties zijn er niet of nauwelijks voor de lagere substitutiepercentages.

Voor grotere substitutiepercentages (50%) bedraagt de afname in buigtreksterkte van KSP

23% en bij fijn wit en grof wit glas slechts 14%. Deze opmerking geldt ook voor de

splijttreksterkte die voor 50% KSP een afname van 36% bedraagt, voor fijn wit 25% en voor

grof wit 20%. Bij de hoge substitutiepercentages is de mengeling met KSP-glas, net zoals

voor de druksterkte, duidelijk de zwakste. Voor de kleinere fracties glas (10%) is een daling

30

Vergelijkingen 9 en 11

30

35

40

45

50

55

60

0 14 28 42 56 70 84 98

Dagen

Druksterkte Lange Termijn[MPa]

20% KSP

Referentie


van de buigtreksterkte van 3 à 5% waar te nemen en voor de splijttreksterkte een daling

tussen 0,3% en 11%31

. De splijtsterkte daalt procentueel sneller dan de buigtreksterkte.

Grafiek 56: Invloed van substitutiepercentage en soort glas op de splijt- en buigtreksterkte

De invloed van kleur is zeer onduidelijk (Grafiek 57). Het enige dat kan gezegd worden, is dat

zowel voor de splijt- als voor de buigtreksterkte de mengeling met KSP-glas er slecht

uitkomt. De mengeling met groen glas komt goed naar voren, de buig- en splijtsterkte daalt

respectievelijk 0,5% en 12% bij deze mengeling. De treksterktes van het KSP daarentegen

dalen met zo’n 20% en 27%. De andere kleuren volgen geen duidelijke trend wat betreft de

treksterktes. Opnieuw valt op te merken dat de splijttreksterktes procentueel sneller dalen

dan de buigtreksterktes.

Grafiek 57: Invloed kleur op splijt- en buigtreksterkte

5.4.3.2 Luik 2

Net zoals bij de verwerkingseigenschappen en de druksterkte is er een grote spreiding wat

betreft het 10% substitutiepercentage. De resultaten van de referentiesamenstelling en de

betonmengeling met 20% KSP vertonen een betere samenhang. Ook geldt: de

splijttreksterkte daalt procentueel sneller dan de buigtreksterkte en de treksterkte neemt af

31

Met uitzondering van het fijn wit glas. De splijttreksterkte daalt voor de betonmengeling met het fijn wit glas

bijna 20%.

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0% 20% 40% 60%

% substitutie

Buigtreksterkte [MPa]

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

Buigtreksterkte Kleur(30%) [MPa]

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Splijttreksterkte Kleur (30%) [MPa]

Referentie

Groen

Bont

Grof Wit

KSP

Fijn Wit

2,0

3,0

4,0

5,0

0% 20% 40% 60%

% substitutie

Splijttreksterkte [MPa]

KSP

Fijn Wit

Grof Wit


met toenemend substitutiepercentage. Door de grote spreiding in treksterktes voor

betonmengelingen met 10% KSP is het echter wel mogelijk dat een bepaalde samenstelling

toevallig een hogere treksterkte bereikt dan de treksterkte van de referentiesamenstelling.

(Grafiek 58)

Grafiek 58: Spreiding splijt- en buigtreksterkte

Tabel 17: Standaardafwijking en gemiddelde waarden treksterkte

Buig Gemiddelde[MPa] Standaardafwijking [MPa]

0% 7,3 0,0

10% 7,0 0,6

20% 6,7 0,2

Splijt Gemiddelde[MPa] Standaardafwijking [MPa]

0% 4,5 0,0

10% 4,0 0,4

20% 3,7 0,4

Het algemeen verloop van de buig- en splijttreksterkte bij een toenemend substitutiegehalte

volgt een licht dalende trend. Zoals te zien op Grafiek 59 is dit zeker geen absolute regel en

kunnen er pieken en dalen optreden. Algemeen blijft echter gelden dat alle resultaten voor

de splijt- en buigtreksterkte van het beton met KSP-glas kleiner zijn dan de treksterkte van

het referentiebeton.

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Buigsterkte Spreiding(KSP) [MPa]

2,0

3,0

4,0

5,0

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Splijttreksterkte Spreiding(KSP) [MPa]


Grafiek 59: Detailzicht tussen de 10% en 20% substitutie van de buig- en splijttreksterkte.

5.4.3.3 Luik 3

Bij het gebruik van vliegas daalt de treksterkte. Dit geldt zowel voor de buig- als de

splijttreksterkte. Bij het gebruik van 30% KSP en 10% vliegas daalt de buigtreksterkte en

splijttreksterkte respectievelijk 3% en 9%. Bij het gebruik van 20% KSP en 30% vliegas

bedraagt de daling respectievelijk 21% en 23% t.o.v. de betonmengelingen zonder vliegas

(Grafiek 60). De splijttreksterkte daalt procentueel gezien dus meer dan de buigtreksterkte.

Grafiek 60: Invloed vliegas op de buig- en treksterkte

Het gebruik van cement met een laag alkaligehalte verlaagt de treksterkte met 10 à 11% bij

gebruik een laag substitutiepercentage (20%). Bij een hoog substitutiepercentage

daarentegen stijgt de buigtreksterkte met 23% en de splijttreksterkte met 7%.

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Buigtreksterkte Detail (KSP) [MPa]

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Buigtreksterkte Vliegas (KSP)[MPa]

2,0

3,0

4,0

5,0

0% 5% 10% 15% 20% 25%

% substitutie

Splijttreksterkte Detail (KSP) [MPa]

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Splijttreksterkte Vliegas (KSP)[MPa]

Referentie

20% KSP

30% KSP

30% KSP(vliegas10%)

20% KSP (vliegas30%)


Grafiek 61: Invloed LA-cement op de buig- en splijttreksterkte

Het gebruik van ongewassen KSP in beton doet de treksterkte, net zoals de druksterkte

duidelijk afnemen (Grafiek 62). De buigtreksterkte neemt 14% af t.o.v. de betonmengeling

met gewassen glas. Dit komt overeen met een daling van 20% t.o.v. de

referentiesamenstelling. De splijttreksterkte neemt ook af met 27% t.o.v. de samenstelling

met gewassen glas en met 40% t.o.v. het referentiebeton.

Grafiek 62: Invloed ongewassen granulaat op de buig- en splijttreksterkte

Warm KSP in beton verlaagt de treksterkte volgens Grafiek 63. De buigtreksterkte daalt 29%

en de splijttreksterkte daalt 11% t.o.v. de betonmengeling met afgekoelde granulaten.

Grafiek 63: Invloed warm KSP op de buig- en splijttreksterkte

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

20% 50%

Buigtreksterkte LA-cement (KSP) [MPa]

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Buigtreksterkte vuil (20% KSP)[MPa]

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Buigtreksterkte warm (20% KSP)[MPa]

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

20% 50%

Splijttreksterkte LA-cement (KSP) [MPa]

CEM III/A 42,5 LA

CEM I 52,5 N

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Splijttreksterkte vuil (20% KSP)[MPa]

Referentie

KSP

KSP (vuil)

2,0

3,0

4,0

5,0

Splijttreksterkte warm (20% KSP)[MPa]

Referentie

KSP

KSP (warm)


Een lagere water/cement-factor heeft geen uitgesproken positief effect op de treksterkte

zoals bij de druksterkte. De bruigtreksterkte stijgt 1,6% t.o.v. het normale beton met 10%

KSP, maar is nog steeds 1,3% lager dan de buigtreksterkte van het referentiebeton. De

splijttreksterkte van het beton met een lagere water/cement-factor is zelfs 1,3% lager dan

het conglasscrete met een water/cement-factor van 0,5.

Grafiek 64: Invloed water/cement-factor op de buig- en splijttreksterkte

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Buigtreksterkte W/C=0,45 (10% KSP)

[MPa]

2,0

3,0

4,0

5,0

Splijttreksterkte W/C=0,45 (10% KSP)

[MPa]

Referentie

KSP

KSP (W/C=0,45)

6. Bespreking resultaten Dajo Geys 79

6 Bespreking resultaten

In dit onderdeel van de studie worden de resultaten van voorgaande hoofdstuk besproken.

Ook worden verschillende eigenschappen met elkaar vergeleken en aan elkaar gekoppeld

om mogelijke verklaringen te staven. Er wordt opnieuw een onderscheid gemaakt tussen de

eigenschappen van de granulaten, de druksterkte en de treksterkte.

6.1 Eigenschappen granulaten

6.1.1 Volumemassa

De schijnbare volumemassa is duidelijk lager dan de werkelijke en de absolute. Dit wordt

toegeschreven aan het hoekige karakter van de granulaten. Het verschil tussen de schijnbare

volumemassa’s onderling kan verschillende redenen hebben. Enerzijds heeft het grind een

rondere vorm dan het glas. Anderzijds beïnvloedt de aanwezigheid of afwezigheid van een

fijne fractie de schijnbare volumemassa. Tot slot speelt ook de absolute dichtheid van de

granulaten een rol. De invloed van het fijne materiaal wordt gezien als volgt: hoe meer fijn

materiaal, hoe beter de holten tussen de grotere granulaten worden opgevuld en hoe beter

de verwerkbaarheid32

. Het bonte glas bevat bijvoorbeeld duidelijk meer fijne fracties dan de

andere glassoorten (Grafiek 7) en vertoont daardoor een hogere schijnbare volumemassa.

Het grof witte glas daarentegen bevat duidelijk minder fijne fracties en vertoont een kleinere

schijnbare volumemassa. Er wordt verwacht dat het fijn witte glas ook een zeer hoge

volumemassa vertoont vanwege het hoog gehalte aan fijne fracties, maar niets is minder

waar. Een mogelijke verklaring is te vinden in de hoekigheid van het glas. Het fijn witte glas is

immers het enige dat onderworpen is geweest aan een verbrijzeling en vertoont daardoor

veel scherpe kanten.

Het verschil tussen de werkelijke en de absolute volumemassa, wordt gegenereerd door de

holten in de granulaten zelf. Een klein verschil tussen beide volumemassa’s impliceert dat de

granulaten ondoordringbaar zijn. Algemeen wordt aangenomen dat glas ondoordringbaar is

en dat bijgevolg het verschil tussen de werkelijke en de absolute volumemassa klein is. Voor

KSP-, grof wit, groen en bont glas blijkt dit te kloppen. Bij fijn wit glas daarentegen geldt deze

stelling niet. Hier is de werkelijke volumemassa duidelijk lager dan de absolute. De oorzaak is

opnieuw te vinden in het productieproces van het fijn witte glas. Tijdens het

zuiveringsproces van het glas werd het gebroken om enkel een fijne fractie over te houden.

Hierdoor zijn vele microscheurtjes ontstaan in het glas die dus fungeren als holten van het

granulaat. Bij het grind is er ook een duidelijk verschil tussen de absolute en de werkelijke

volumemassa. Dit wordt toegeschreven aan het volume holten die het grind van nature

heeft.

32

Tenzij de granulaten te veel fijn materiaal bevatten wat een daling van de verwerkbaarheid met zich

meebrengt.


De grindkorrels hebben een duidelijk hogere absolute volumemassa dan het glas. Dit is een

intrinsieke eigenschap van het grind en het glas.

Opmerking: Tijdens het uitvoeren van de proeven bleef er bij het oppervlaktedroog maken

af en toe wat glas kleven aan het afdeppapier. Er is telkens getracht om dit verlies zo klein

mogelijk te houden.

6.1.2 Zeefkrommen

Bij het vervangen van grind door glas is er initieel verondersteld dat de zeefkromme van het

grind ongeveer hetzelfde was als deze van het glas. Uit Grafiek 8 blijkt dit slechts gedeeltelijk

waar te zijn. De zeefkromme van het grind heeft duidelijk dezelfde vorm als die van het

groen, bont, grof wit en KSP, maar de gemiddelde korreldiameter is echter wel verschillend.

Het grind is telkens vervangen door een granulaatfractie die een grotere gemiddelde

diameter heeft. De korrelverdeling van het bonte glas stemt nog het best overeen met de

korrelverdeling van het grind. De andere drie korrelverdelingen bevatten duidelijk meer

grove fracties. Dit zal zeker een impact hebben op de verwerkbaarheid, de verdichting en

bijgevolg ook op de druksterkte. Er blijkt ook een verschil te bestaan tussen de glasfracties

onderling wat betreft de aanwezigheid van zeer fijn materiaal. KSP- en bont glas bevatten

duidelijk een groot aandeel aan zeer fijn materiaal. Dat kan zorgen voor een betere

verwerkbaarheid en verdichting. Er blijkt ook een groot verschil te bestaan in korrelgrootte

tussen het zand en het fijn witte glas.

Het bandbreedteverschil33

op Grafiek 9 kan zorgen voor een groot verschil in andere

eigenschappen. Hoe breder de bandbreedte, hoe groter de spreiding op eigenschappen als

druksterkte, treksterkte en verwerkbaarheid. Het fijn witte glas vertoont een zeer nauwe

band en zal bijgevolg ook een zeer lage spreiding vertonen wat betreft de druksterkte,

treksterkte en verwerkbaarheid. Bij beton met KSP-glas daarentegen is er een grote

spreiding te verwachten.

6.1.3 Afgeleide grootheden

Het verschil in compactheid tussen grind en bont glas en groen, grof wit en KSP-glas is toe te

schrijven aan het gehalte fijne materialen. Het bont glas en het grind bevatten duidelijk

meer fijne materialen, die de holten tussen de granulaatkorrels kunnen vullen. Ook de vorm

van de granulaten speelt een rol: grind is rond en zal weinig weerstand tegen verdichting

bieden. De compactheid van het fijn witte glas bevindt zich tussen deze twee groepen. Het

karakter van het fijn witte glas wordt bepaald door het gehalte aan fijn materiaal dat de

holten opvult en het hoekige karakter van het gebroken glas die de

verdichting/verwerkbaarheid tegenwerkt.

De porositeit is een weerspiegeling van het verschil tussen de werkelijke volumemassa en de

absolute volumemassa. De resultaten van het grind en het fijn witte glas worden opnieuw

33

Minimum en maximum lijnen op Grafiek 9


verklaard door de holten in het grind en de microscheuren in het glas. Het verschil tussen de

glasfracties onderling is toe te schrijven aan de aanwezigheid van de zeer fijne deeltjes. Niet

zozeer de gemiddelde diameter van de glasdeeltjes, maar wel de hoeveelheid zeer fijn

materiaal in de staart van de korrelverdeling is belangrijk. Op Grafiek 8 valt af te lezen dat

zowel het KSP als het bonte glas relatief meer fijne deeltjes bevatten dan het groene en grof

witte glas34

, die ervoor zorgen dat het specifieke oppervlakte van het granulaat groter

wordt. Dit vertaalt zich in een hogere porositeit en in een hogere wateropslorping. De

wateropslorping wordt voornamelijk bepaald door de porositeit, maar ook andere factoren

kunnen een kleine rol van betekenis spelen, bijvoorbeeld de aanwezigheid van papier. Het

KSP bevatte na het wassen nog steeds een significante hoeveelheid papier. De invloed van

hiervan is echter moeilijk rechtstreeks terug te vinden in de resultaten.

Zoals in voorgaande reeds aangegeven, bevatten sommige fracties zeer veel fijne deeltjes.

De specifieke oppervlakte en het fictief gewicht van Fauri zijn een maat voor deze fractie

fijne deeltjes. Net zoals bij de wateropslorping en porositeit hebben het grind, het bont glas

en het KSP een hoge waarde voor S en p. Het fijn witte glas heeft daarentegen een zeer hoge

waarde voor S en p. Dit wordt niet enkel toegeschreven aan de fractie zeer fijne deeltjes,

maar ook aan de gemiddelde grootte van de granulaten die de kleinste is van alle

granulaten. Het verschil in grootteorde tussen de resultaten van de specifieke oppervlakte,

de relatieve specifieke oppervlakte en het fictief gewicht van Fauri is te verklaren door de

verschillende veronderstellingen van de drie methoden.

6.2 Verwerkingseigenschappen

6.2.1 Slump

De manier waarop de slump getest wordt laat veel ruimte voor interpretatie. Hiermee wordt

bedoeld dat er een grote afwijking kan zijn op de resultaten ten gevolge van de uitvoering.

Een Abrahamskegel moet bijvoorbeeld binnenin besprenkeld worden met water om de

invloed van de wrijving teniet te doen. Indien het besprenkelen niet goed gebeurd of

gewoon vergeten wordt zal de slumptest lagere waarden geven dan wanneer de conus met

veel water wordt besprenkeld. Het blijkt vaak moeilijk om te beslissen of een verschil in

slump te wijten is aan een eigenschap van de betonsamenstelling zelf of aan een andere

factor.

6.2.1.1 Luik 1

De toename van de slump bij een klein substitutiepercentage wordt toegeschreven aan het

gladde karakter van het glas. Het glas bevat, veel meer nog dan grind, zeer grote gladde

oppervlakten. Bij het gebruik van grotere hoeveelheden glas blijkt de slump af te nemen. Dit

wordt dan weer toegeschreven aan de hoekigheid of vorm van het glas. Deze twee

fenomenen werken elkaar tegen en zullen zorgen voor een optimum in de verwerkbaarheid

34

Zie ook Grafiek 13 en 14


zoals blijkt uit de gegevens. Bij de lage substitutiepercentages zit het glas goed verdeeld

tussen de andere betoncomponenten en zal de vlakheid van het glas de overhand nemen,

maar bij een te groot gehalte aan glas blijkt de vorm van het glas meer bepalend te zijn. Een

uitzondering op deze regel is het gebruik van samenstellingen met grof wit glas. Deze

hebben ook bij de hogere substitutiepercentages een grotere verwerkbaarheid. Dit wordt

toegeschreven aan het gebrek aan fijner glasmateriaal, dat vooral een hoekig karakter

vertoont. Het grof witte glas bevat immers weinig fijne/hoekige glasfracties en meer grote

stukken glas met grote gladde oppervlakten. Voor het fijn witte glas gelden dezelfde regels,

indachtig dat het niet grind maar zand vervangt.

Naast glasvorm en de glasvlakheid is er nog een andere factor die een invloed uitoefent op

de slump: de waterabsorptie van de granulaten. Het glas heeft, op het fijn witte glas na, een

verminderde wateropslorping die zorgt voor een verbeterde verwerkbaarheid doordat er

meer water beschikbaar is. Het effect van wateropslorping is echter te minimaliseren, omdat

het absolute verschil tussen het grind en het glas voor de wateropslorping slechts 1,7%35

bedraagt.

De invloed van de kleur op de slump valt opnieuw te verklaren door een verschil in

zeefkrommen. De betonmengelingen die de meeste grote stukken glas bevatten (groen, KSP,

grof wit) vertonen een betere slump dan de betonmengelingen die veel fijne fracties

bevatten (bont). Opnieuw is dit verschil toe te schrijven aan elkaar tegenwerkende

fenomenen: de gemiddelde grootte van het bonte glas is duidelijk kleiner dan de grootte van

het groene, grof witte of het KSP-glas, waardoor de hoekigheid toeneemt. Het gehalte aan

fijn materiaal is echter duidelijk groter, waardoor de verwerkbaarheid toeneemt. Blijkbaar

heeft de gemiddelde grootte van het glas de bovenhand. Het verschil tussen het groene glas

en de andere grove fracties (KSP, grof wit) is niet te verklaren aan de hand van de

zeefkrommen. Een mogelijke verklaring is het verschil in wateropslorping: het groene glas

vertoont een lagere absorptie dan de andere glasfracties.

Opmerking: Hoewel het verschil in wateropslorping een deel van het verschil in slump kan

verklaren tussen het groene glas en de andere soorten glas kan verklaren, kan het de grootte

van het verschil niet verklaren. Er spelen duidelijk nog andere fenomenen een rol.

6.2.1.2 Luik 2

Algemeen wordt er voor de betonmengelingen met KSP-glas een grotere spreiding verwacht

dan voor het referentiebeton, vanwege de grootte van de bandbreedte bij de zeefkrommen

(Grafiek 9). Uit Tabel 11 volgt dan ook dat de standaardafwijking van het referentiebeton

duidelijk kleiner is dan de standaardafwijking van de betonmengeling met KSP-glas. De

spreiding op de slump bij het gebruik van 10% KSP is groter dan bij 20% KSP. Een mogelijke

verklaring is: hoe kleiner het substitutiepercentage, hoe groter de kans dat er veel van de

“gemiddelde zeefkromme” van het KSP wordt afgeweken. Aangezien de zeefkromme van

35

Dit is wel een gemiddelde waarde. Het maximale verschil bedraagt 2,1%


het KSP-glas een grote bandbreedte heeft, is een afwijking meer waarschijnlijk. Bij een schep

uit de glasbak is het bijvoorbeeld mogelijk dat enkel grote glasscherven worden genomen,

met als gevolg dat de slump hoger is. Bij hogere substitutiepercentages zal de kans dat er

enkel grove glasscherven worden gebruikt dalen met een toenemende hoeveelheid glas. Het

is echter ook mogelijk dat de drie samenstellingen met 20% KSP toevallig een goede

consistentie vertonen, maar dat in werkelijkheid de standaardafwijking groter is. Meer

onderzoek dringt zich op.

Het detailzicht tussen 10% en 20% KSP leert enkel dat de variatie op de

substitutiepercentages voor de slump voornamelijk bepaald worden door de spreiding op de

gegevens.

6.2.1.3 Luik 3

De resultaten bij het gebruik van vliegas spreken elkaar tegen. Het verschil kan niet verklaard

worden op basis van de spreiding op de meetgegevens. Er wordt theoretisch36

een betere

verwerkbaarheid van het beton verwacht door de vervanging van cement door vliegas.

Waarschijnlijk is er iets misgelopen bij de meting van de slump met 30% vliegas. Deze

bevindingen worden verder toegelicht in “6.2.2.3. Luik 3”.

Het gebruik van cement met een hoog alkaligehalte heeft duidelijk een positieve invloed op

de slump. De reden hiervan is het verschil tussen de cementen CEM I en CEM III/A. CEM III is

een hoogovencement en bevat bijgevolg hoogovenslak.

De afname van de slump bij het gebruik van opgewassen KSP is te groot om verklaard te

worden door de spreiding op de gegevens. Een mogelijke duiding is allicht de toegenomen

ruwheid van het glas. Bij het ongewassen glas plakken alle fijne fracties, zowel zand als fijn

glas door de etens- en drankresten vast aan de grotere glasoppervlakken. Hierdoor neemt

de ruwheid toe en wordt het beton minder verwerkbaar.

De afname van de slump bij het gebruik van warm glas heeft vermoedelijk te maken met de

interactie water – glas en in het bijzonder met de interactie glas – mortel. Bij het gebruik van

warm granulaat is niet enkel het granulaat warmer, maar zal ook het beton opwarmen. Het

toevoegen van warmte of energie heeft als effect dat de binding sneller op gang komt, wat

ervoor zorgt dat het beton minder verwerkbaar is.

Het gebruik van een lagere water/cement-factor heeft zoals verwacht een afname van de

verwerkbaarheid als gevolg. Er is immers minder water ter beschikking.

6.2.2 Schoktafel

Voor de schoktafel geldt dezelfde opmerking als voor de slump i.v.m. de correctheid van de

gemeten waarden. Merk op dat deze proef een dynamische test is in plaats van een

statische. Er kan dus een verschil bestaan tussen de slump en de schoktafelresultaten.

36

[11] Prof. dr. ir. L.Taerwe, Prof. dr. ir. G. De schutter; Betontechnologie: p9.11


6.2.2.1 Luik 1

Voor de schoktafel zijn opnieuw dezelfde fenomenen van toepassing als bij de slump:

• Het waterafstotend karakter van het glas, dat de verwerkbaarheid doet toenemen. Er

is echter wel een verschil in wateropslorping tussen de verschillende glasfracties.

• De vorm van de granulaten en meer in het bijzonder het hoekige karakter van het

glas, dat vooral bij hogere substitutiepercentages de verwerkbaarheid doet afnemen.

• De fractie zeer fijn granulaten doet de verwerkbaarheid toenemen.

• Hoe fijner de gemiddelde diameter van de granulaten, hoe groter de waterbehoefte.

Dit brengt een daling van de verwerkbaarheid teweeg.

• Het platte en vlakke karakter van het glas, vooral bij glasfracties met veel grote,

gladde en vlakke stukken, doet de verwerkbaarheid toenemen.

De stijging van de schokmaat is niet van dezelfde grootteorde als bij de slump. Bij de slump

wordt er een maximale stijging van 110% gemeten bij 10% substitutie, in vergelijking met

een stijging van minder dan 20% bij de schokmaat. Het verschil wordt toegeschreven aan de

proefopstelling zelf (statische proef versus dynamische proef).

De plotse en onverwachte stijging van de schokmaat bij een substitutiepercentage van 50%

wordt toegeschreven aan een mogelijke meetfout en de spreiding op de resultaten,

aangezien deze stijging niet te zien is bij de slumpresultaten.

De invloed van de verschillende soorten glas wordt opnieuw toegeschreven aan de

verschillende korrelverdelingen en aan de wateropslorping. Er spelen naast de eerder

vermelde factoren nog andere dingen een rol vanwege het dynamisch karakter van de proef:

het luchtgehalte, de verdichtingsgraad, … .

6.2.2.2 Luik 2

De spreiding op de schokmaat wordt opnieuw verklaard door: de brede bandbreedte van de

zeefkromme van het KSP-glas. Net zoals bij de slump is de standaardafwijking van de

schokmaat bij het gebruik van 10% KSP hoger dan bij het gebruik van 20% KSP.

De resultaten van de schokmaat tussen 10% en 20% substitutie worden opnieuw overheerst

door de spreiding op de resultaten.

6.2.2.3 Luik3

In tegenstelling tot de slump vertoont het gebruik van vliegas wel een verhoging van de

schokmaat. Dit toont aan dat de meting van de slump bij 30% vliegas waarschijnlijk fout is of

deels veroorzaakt door de spreiding op de resultaten. De verhoogde schokmaat heeft niets

te maken met het glas, maar wel met de eigenschappen van het vliegas. Vliegas is hydrofiel

en zal daardoor een smerend effect hebben op beton. Het doet de cementdeeltjes ook

minder samenvlokken, waardoor de verwerkbaarheid verbetert.


Het gebruik van een cement met een laag alkaligehalte vertoont opnieuw een verhoogde

schokmaat voor een substitutiepercentage van 20%, maar een daling voor 50% substitutie.

De daling van de schokmaat wordt toegeschreven aan een meetfout37

bij het uitvoeren van

de proef en de spreiding op de resultaten.

Voor de verklaring van de resultaten voor de betonsamenstellingen met warm KSP, vuil KSP

en een verlaagde water/cement-factor wordt verwezen naar “6.2.1.3. Luik 3”.

6.2.3 Volumemassa

6.2.3.1 Luik 1

De algemeen dalende trend van de volumemassa van het beton is duidelijk te wijten aan het

verschil in volumemassa van de granulaten, en meer in het bijzonder aan het verschil tussen

het grind en het glas. Niet enkel het verschil in volumemassa van de granulaten speelt een

rol, maar ook het gemak aan verdichten. Hoe hoekiger de granulaten, hoe moeilijker te

verdichten en, bijgevolg, hoe lager de volumemassa. Hoewel er een duidelijk dalende trend

bestaat, is er maar een beperkte winst op het gewicht, zelfs bij de hoge

substitutiepercentages. De winst bedraagt maximaal 3,6% voor 50% substitutie en 1,5% voor

10% substitutie. De stijging van het gewicht bij het gebruik van 10% fijn wit is waarschijnlijk

een verkeerde meting, daar deze stijging niet meer terug te vinden is bij de

volumemassameting op 7 dagen en die op 28 dagen. De verschillen in volumemassa tussen

het beton met KSP en grof wit glas enerzijds en het fijn witte glas anderzijds worden deels

verklaard doordat de totale gewichtsfractie fijn wit glas kleiner is dan de totale

gewichtsfractie aan KSP of grof wit glas. Het fijn witte glas vervangt immers 10% zand terwijl

het grof witte glas en het KSP 10% van de totale hoeveelheid grind vervangen. Aangezien de

gewichtsfractie grind groter is dan de gewichtsfractie zand zal het beton met fijn witte glas

over het algemeen een hogere volumemassa hebben.

Het verschil tussen resultaten van de drie soorten volumemassa’s onderling wordt

toegeschreven aan de verdamping van water en de afbrokkeling van de betonkubussen.

Helaas zijn geen van deze fenomenen rechtstreeks terug te vinden in de resultaten, omdat

de meetfout en meetnauwkeurigheid of standaardafwijking een veel te grote invloed

hebben.

Het verschil tussen de glasfracties onderling wordt toegeschreven aan het gemak van

verdichten, dat duidelijk bepaald wordt door de gemiddelde grootte van de granulaten.

Opnieuw zijn factoren zoals vlakheid van het glas, wateropslorping, korrelgrootte en vorm

van het granulaat bepalende factoren.

6.2.3.2 Luik 2

Net zoals bij de slump en de schokmaat is de spreiding op de volumemassa groter bij de

samenstellingen met KSP-glas dan bij de referentiesamenstelling. Opnieuw is deze afwijking

37

Bijvoorbeeld het niet afspuiten van de schoktafel voor aanvang van de proef.


toe te schrijven aan de brede bandbreedte van de korrelverdeling van het KSP-glas.

Theoretisch daalt de gemiddelde waarde van de volumemassa met toenemende

hoeveelheid substitutiepercentage. Dit valt opnieuw toe te schrijven aan het verschil in

volumegewicht tussen grind en glas en het gemak of moeilijkheid van verdichten. De

volumemassa van een beton met 20% KSP is echter groter dan de volumemassa met 10%

KSP. Dit doet dan ook vermoeden dat de metingen van de volumemassa voor beton met

20% KSP een grotere spreiding vertonen dan aangetoond in dit onderzoek.

De spreiding overheerst opnieuw de resultaten van de volumemassa’s tussen 10% en 20%

substitutie. Met wat goede wil valt er echter, met een grote spreiding op de gegevens in het

achterhoofd, weer een dalende trend af te lezen. Deze dalende trend wordt opnieuw

toegeschreven aan de afname van het gewicht granulaten per volume-eenheid beton bij het

gebruik van een stijgend substitutiepercentage.

6.2.3.3 Luik 3

Zowel het gebruik van vliegas als het gebruik van cement met een laag alkaligehalte verlagen

de volumemassa van beton. Dit heeft weinig te maken met de glasfracties maar eerder met

de eigenschappen van de cement en het vliegas. De volumemassa van een hoogovencement

(CEM III) bedraagt38

2950 kg/m³ en voor een vliegas 2400 kg/m³. De volumemassa van een

CEM I (portlandcement) bedraagt 3100 kg/m³. Uit de resultaten blijkt dan ook dat bij een

toenemende hoeveelheid vliegas de volumemassa daalt.

De reden van een verminderde volumemassa bij het gebruik van vuil en warm granulaat kan

niet te wijten zijn aan de spreiding op de metingen, omdat de daling zeer groot is. Ook

andere mogelijke oorzaken, zoals het verdampen van water bij een hogere temperatuur,

hebben een te klein effect om het verschil te verklaren. Een mogelijke reden is de

moeilijkheid tot verdichten. Bij het vuile granulaat speelt het ruwe glas een storende rol. Bij

het gebruik van warm glas is het beton op het ogenblik van verdichten reeds stijver dan het

beton met al afgekoeld glas.

De procentuele afname en toename van de volumemassa bij het gebruik van een lagere

water/cement-factor is van dezelfde grootteorde als de standaardafwijking van de

volumemassa bij 10% substitutie. Theoretisch valt er een bescheiden toename van de

volumemassa te verwachten bij het gebruik van een lagere water/cement-factor. Dit wordt

toegeschreven aan het feit dat cement een grotere volumemassa heeft dan water.

38

[11] Prof. dr. ir. L.Taerwe, Prof. dr. ir. G. De schutter; Betontechnologie: p 3.15


6.2.4 Bindingstijd

De bindingstijd van samenstellingen met KSP-glas was duidelijk langer dan die van de

referentiesamenstelling. De bindingstijd van de samenstelling met wit glas was dan weer

vergelijkbaar met die van de referentiesamenstelling.

Een eerste mogelijke reden voor de verschillende bindingstijden is het verschil in

zeefkromme tussen de glassoorten. Hoewel enkel de fractie kleiner dan 5 mm en groter dan

1 mm is gebruikt, is er toch een verschil in korrelgrootte. Uit de zeefkrommen blijkt immers

dat het fijn witte glas tussen 1 mm en 5 mm gemiddeld een grotere korrelafmeting bezit dan

het KSP-glas tussen 1 mm en 5 mm. Door dit verschil vergroot de waterbehoefte van het

KSP-glas, waardoor een daling van de bindingstijd te verwachten is. Dit is dus geen verklaring

voor het fenomeen. Een tweede mogelijke reden is het verschil in waterabsorptie tussen het

witte glas en het KSP. Fijn wit glas wordt bekomen door verbrijzelen van glas, waardoor er

veel microscheurtjes in het glas ontstaan. De fijnere fractie van het KSP-glas daarentegen

bestaat zowel uit zand, maar voornamelijk uit gewone glasfracties. Deze fracties zijn niet

onderhevig geweest aan een verbrijzeling en bevatten daardoor minder microscheurtjes. De

waterbehoefte van de samenstelling met het fijn witte glas is dus groter dan de

waterbehoefte van de samenstelling met het KSP-glas, waardoor de binding sneller op gang

komt. Het waterafstotend karakter is bijgevolg dominanter dan het verschil in

korrelverdeling. Het verschil tussen het glas en het grind kan aldus verklaard worden door

het waterafstotend karakter van het glas. Algemeen kan dus gesteld worden dat het gebruik

van niet verbrijzeld glas de binding vertraagt.

Opmerking: Bij het kiezen van een geschikte betonsamenstelling is er in eerste instantie

gekeken naar dezelfde samenstelling als voor het “gewone beton”. Zoals eerder vermeld, is

de waterbehoefte duidelijk groter door het overvloedig gebruik van fijn granulaat (1 mm – 5

mm). Er is geopteerd om het watergehalte te laten toenemen zodanig dat de minislump

overeenkomt met de slump gemeten met de gewone Abrahamskegel. Natuurlijk moet er

rekening worden gehouden met het verschil in schaal. Het volume van de grote

Abrahamskegel is exact acht keer groter dan dat van de kleine kegel. Er wordt vervolgens

gerekend naar een gelijkaardige verhouding van de slump. De slump bekomen met de

gewone Abrahamskegel bedroeg 8,7 cm bij een substitutiepercentage van 20%. De slump

bekomen met de kleine Abrahamskegel bedroeg telkens 1 mm bij het gebruik van 20% extra

water. Het gebruik van extra water had bij alle proefstukken ook bleeding tot gevolg. Hoewel

bleeding een impact op de sterkte heeft, kunnen de resultaten van de bindingstijd onderling

vergeleken worden, omdat alle proefstukken bleeding vertonen.


6.3 Mechanische eigenschappen

6.3.1 Druksterkte

6.3.1.1 Luik 1

De algemene daling van de druksterkte valt te verklaren op verschillende manieren. Ten

eerste heeft glas een zeer glad oppervlak wat slecht is voor de hechting tussen het glas en de

cementmortel. Ten tweede zal glas door zijn hoekig karakter lokaal zeer hoge spanningen

kunnen opwekken in het beton wanneer er een belasting op het beton wordt uitgeoefend,

met als gevolg dat zich zeer snel een breukvlak doorzet langsheen een glasoppervlak. Het

hoekige karakter van het glas zorgt anderzijds ook voor een verhoogde haakse weerstand

van het granulaat in het beton. Een derde fenomeen dat een belangrijke rol speelt is de ASR.

Vooral op lange termijn kan dit een probleem vormen doordat de ASR een zwelreactie is en

er bijgevolg voor zorgt dat microscheurtjes ontstaan in het beton [23]. Het verschil in

druksterkte tussen conglasscrete en het referentiebeton kan theoretisch ook verklaard

worden door de lagere intrinsieke druksterkte van glas in vergelijking met grind en de vlakke

vorm van het glas. Een platte vorm van een granulaat is namelijk zwakker dan een ronde.

Deze invloedsfactoren zullen echter weinig tot geen invloed uitoefenen op de druksterkte

omdat bijna het volledige breukvlak langs het glas heen loopt. Tot slot is er nog een vijfde

invloedsfactor. Die invloedsfactor werd onderzocht in [23]. Bij het verdichten van

conglasscrete moet er zo veel mogelijk lucht uit het beton. Uit [23] volgt dat beton met KSP-

glas een significant hogere permeabiliteit dan alle andere proefstukken vertoont. Dit wijst op

een verhoogd luchtgehalte in het beton en bijgevolg een reductie in de sterkte. Dit wordt

voornamelijk toegeschreven aan de vervuilende elementen.

Algemeen geldt dat hoe meer glas er wordt gebruikt, hoe meer de invloed van één van

bovenstaande factoren toeneemt. Het verschil in druksterkte van het beton dat KSP-glas

bevat en betonsamenstellingen met andere soorten glas ligt in de vervuiling. In het KSP zit

na het wassen nog steeds keramiek, porselein, steen, metaal, plastiek, papier, … Deze

elementen zullen vooral bij de hogere substitutiepercentages hun effect laten voelen. Hoe

meer glas je gebruikt, hoe meer kans dat er een element in het glas voorkomt dat het beton

verzwakt.

De samenstellingen die glassoorten met een grote korreldiameter (KSP, grof wit, groen)

bevatten doen het slechter dan de samenstellingen die glassoorten met een lagere

gemiddelde korreldiameter (bont) bevatten. Dit valt voornamelijk toe te schrijven aan een

gebrek aan hechting tussen het glas en de mortel.

6.3.1.2 Luik 2

Net zoals bij de verwerkingseigenschappen zorgt de brede bandbreedte van het KSP-

granulaat voor een grote spreiding op de druksterkte. De dalende spreiding van de

druksterkte met een toenemend substitutiepercentage wordt toegeschreven aan ofwel een

kleinere kans op een sterk afwijkende korrelverdeling bij de hogere substitutiepercentages


ofwel aan een gebrek van voldoende metingen. Een daling van de gemiddelde waarde van

de druksterkte bij een toenemend substitutiepercentage is niet als dusdanig terug te vinden

in de resultaten, wat opnieuw doet vermoeden dat er te weinig betonsamenstellingen met

20% KSP onderzocht zijn.

De spreiding op de metingen beheerst opnieuw het detailzicht tussen 10% en 20%

substitutie, alhoewel weer - de spreiding indachtig - een dalende trend waar te nemen valt.

6.3.1.3 Luik 3

De toegevoegde hoeveelheid vliegas heeft als rechtstreeks gevolg een minstens even grote

daling in druksterkte. Dit kan deels verklaard worden door de vertraagde hydraulische

eigenschappen van het vliegas in vergelijking met de snellere hydraulische eigenschappen

van het gewone cement39

. De daling heeft op het eerste zicht dus niets te maken met de

aanwezigheid van het glas. Maar zelfs na 28 dagen valt er een daling op te tekenen van

dezelfde grootteorde als na 7 dagen. De reden is een te geringe vervanging van cement door

vliegas. Volgens [24] heeft een CEM I 42,5 of hoger een k-waarde van 0,4. Dit betekent dat 1

kg cement door 2,5 kg vliegas vervangen moet worden om eenzelfde sterkteontwikkeling te

bereiken terwijl in dit onderzoek 1 kg cement vervangen werd door 1 kg vliegas.

Gebruik van cement met een laag alkaligehalte verlaagt de druksterkte op één uitzondering

na. Dit cement heeft als voornaamste doel het tegenwerken van de ASR, deze invloed zal pas

duidelijk zijn na lange tijd. De daling is waarschijnlijk te wijten aan een verschil in

cementsoort (CEM I 52,5 en CEM III/A 42,5). Een druksterktemeting op een mengeling met

CEM I 42,5 en 20% KSP, zou al veel ophelderen.

De daling van de druksterkte door het gebruik van vuil KSP heeft als voornaamste reden het

zeer hoge gehalte aan papier, metaal, steen,… Een tweede mogelijke verklaring is het grote

gehalte aan lucht en gaten in het beton. Dit valt af te leiden uit de verminderde

volumemassa en een grotere permeabiliteit.

De druksterkte van warm glas daalt door een crossover–effect: warm glas zal zorgen voor

een verhoogde betontemperatuur wat de binding initieel versnelt. De opbouw van de

microstructuur zal echter niet naar behoren verlopen, waardoor de druksterkte zal afnemen.

De toename in druksterkte bij het gebruik van een lagere water/cement-factor is te wijten

aan de lagere water/cement-factor. De stijging van de druksterkte kan ook worden

beïnvloed door de verminderde verwerkbaarheid ten gevolge van een andere

water/cement-factor. Bij een verminderde verwerkbaarheid moet het beton meer en langer

verdicht worden. Maar hoe lang moet een beton met een water/cement-factor van 0,45

verdicht worden om een vergelijkbare verdichting te bekomen als een beton met een

water/cement-factor van 0,5? Een betere verdichting kan ook leiden tot een betere

druksterkte. De reden voor het gebruik van een lagere water/cement-factor komt voort uit

39

[11] Prof. dr. ir. L.Taerwe, Prof. dr. ir. G. De schutter; Betontechnologie: p 9.13


een verbetering van de verwerkbaarheid bij lage substitutiepercentages. Er is getracht om

het conglasscrete een verhoogde druksterkte te geven door een lagere water/cement-factor

toe te passen en tegelijk de verwerkbaarheid tenminste dezelfde te houden als bij het

referentiebeton. De druksterkte blijkt in orde te zijn maar de verwerkbaarheid daalt veel te

drastisch. Er is echter nog wel wat speelruimte tussen een water/cement-factor van 0,45 en

een van 0,5, die een verbeterde druksterkte en een aanvaardbare verwerkbaarheid kan

verwezenlijken. De verwerkbaarheid kan ook geoptimaliseerd worden door gebruik te

maken van superplastificeerder.

Opmerking: De druksterkteproeven zijn afwisselend uitgevoerd met een mechanische en

een computergestuurde drukpers. De mechanische drukpers is minder nauwkeurig dan de

computergestuurde. De onnauwkeurigheid heeft echter geen of weinig invloed op de

resultaten.

6.3.2 Druksterkte op middellange termijn

De effecten die spelen op korte termijn blijven ook spelen op langere termijn. Het verschil in

druksterkte over een langere periode fluctueert zeer sterk, waardoor er geen duidelijke

trend vast te stellen is. Het enige wat met zekerheid te zeggen valt, is dat de druksterkte van

het conglasscrete steeds kleiner is dan de druksterkte van het referentiebeton.

Er moet wel opgemerkt worden dat de waarden van de druksterkte op 7 en 28 dagen de

gemiddelde waarden zijn van meerdere metingen. De waarden na 28 dagen zijn telkens

verkregen door één meting. Dit zorgt voor een grotere spreiding op de gegevens voor de

resultaten vanaf 42 dagen.

6.3.3 Treksterkte

6.3.3.1 Luik 1

De algemene redenen voor een afname van de treksterkte zijn dezelfde als voor de

druksterkteafname:

• Het glad karakter van het glas en de verminderde hechting zorgen voor een daling

van de treksterkte.

• De hoekigheid van het glas zorgt voor een verbeterde hechting en bijgevolg een

hogere treksterkte.

• Het hoekige karakter van het glas kan een minischeur induceren die een voorbode

kan zijn van een scheur langs het volledige glasoppervlak.

• De ASR-zwelreactie zorgt voor scheurinitiatie en een verminderde treksterkte.

• De aanwezigheid van een groter luchtgehalte verlaagt de treksterkte.

• Bij de aanwezigheid van onzuiverheden neemt vooral de druksterkte van

conglasscrete met KSP-glas snel af.


Het verschil bij de hoger substitutiepercentages tussen de mengelingen met KSP-glas en

ander glassoorten is opnieuw te wijten aan de aanwezigheid van veel onzuivere elementen

in het glas. De betonmengeling met groen glas heeft duidelijk betere eigenschappen dan de

andere glassoorten. Een mogelijke reden is dat het groene glas de ASR reactie onderdrukt en

bijgevolg minder microscheuren bevat. Het is echter weinig waarschijnlijk dat ASR op een

periode van 28 dagen zijn invloed al laat merken. De druksterkteresultaten bevestigen de

toename in sterkte niet, wat er op kan wijzen dat de treksterkteresultaten ook een grote

spreiding vertonen.

Scheuren zijn zeer belangrijk bij de trekproeven, omdat deze de initiële scheuren verder

doen scheuren. De druksterkteproeven daarentegen zullen geen of minder gebruik maken

van deze scheuren en het verschil in druksterkte tussen de gebruikte glassoorten wordt er

dus nauwelijks door beïnvloed. Een verminderde hechting tussen glas en mortel kan ook

beschouwd worden als een scheur, wat het conglasscrete zeer gevoelig maakt aan

trekproeven. De afname van de druksterkte bedraagt bijgevolg ook minder dan de afname

van de treksterkte bij eenzelfde substitutiepercentage.

6.3.3.2 Luik 2

Net zoals bij de verwerkingseigenschappen heeft de brede bandbreedte van het KSP-

granulaat een grote spreiding tot gevolg op de treksterkte. De daling van de gemiddelde

waarde van de treksterkte wordt veroorzaakt door dezelfde fenomenen als beschreven in

“6.3.3.1. Luik 1”: het gebrek aan hechting, hoger volumegehalte, scheurinitiatie door hoekig

karakter en de ASR.

De treksterkteresultaten tussen 10% en 20% substitutie worden bepaald door de spreiding

op de resultaten.

6.3.3.3 Luik 3

zoals de druksterkte al suggereerde, zorgt het gebruik van vliegas voor een daling van de

treksterkte. Dit wordt opnieuw toegeschreven aan de vertraagde hydraulische

eigenschappen van het vliegas en het gebruik van te weinig vliegas volgens het k-waarde-

principe.

De buig- en splijttreksterkte zullen bij het gebruik van een cement met een laag alkaligehalte

toenemen voor de hogere substitutiepercentages en afnemen voor lagere

substitutiepercentages. Dit verschil valt niet te verklaren door de hierboven aangehaalde

invloedsfactoren. Een verkeerde meting lijkt een mogelijke verklaring, maar andere oorzaken

kunnen ook aan de basis liggen van dit resultaat.

De verlaagde treksterkte bij het gebruik van vervuild KSP wordt toegeschreven aan de

verhoogde aanwezigheid van vuil. Deze onzuiverheden zullen zorgen voor lokale zwakke

plekken in het beton die weinig weerstand kunnen bieden aan trekbelastingen.


De treksterkte voor een beton met warm KSP wordt ook bepaald door het crossover-effect,

zoals bij de druksterkte.

De stijging van de buigtreksterkte is volledig te wijten aan de verlaagde water/cement-

factor. Het gebruik van een verlaagde water/cement-factor heeft echter een daling van de

splijttreksterkte tot gevolg. De spreiding op de resultaten van de treksterkte is klassiek

groter dan op die van de druksterkte. Deze daling van de splijttreksterkte bij beton met een

lagere water/cement-factor wordt dan ook toegeschreven aan deze spreiding.

Bij zo goed als alle resultaten daalt de splijttreksterkte procentueel sneller dan de

buigtreksterkte. Een mogelijke verklaring ligt in de aard van de proeven zelf. Hoewel een

buig- en splijttrekproef beiden met een vastgelegd breukvlak werken, is de werking toch wat

verschillend. Bij een buigtrekproef is de zone met maximale trekspanning onderaan de balk

te vinden. De kans dat een zwakke zone40

samenvalt met deze onderste vezel is eerder

beperkt. Een splijttrekproef heeft daarentegen een bepaalde zone van de balkdoorsnede

met een gelijke maximale trekspanning. De kans dat een zwak element voorkomt in deze

zone is groter dan bij de buigtreksterkte.

40

Bijvoorbeeld een zone met een slechte hechting tussen glas en mortel.

7. Besluit en aanbevelingen

Dajo Geys 93

7 Besluit en aanbevelingen

7.1 Algemeen

De focus in deze studie ligt vooral op het gebruik van KSP-glas. Er is bijgevolg minder

aandacht besteed aan het gebruik van andere glasfracties in beton. Onderzoek op beton met

deze glasfracties draagt wel bij tot een beter begrip van de resultaten.

In de studie is telkens getracht om de verschillende resultaten te verklaren aan de hand van

eigenschappen van de granulaten en resultaten uit de literatuurstudie. Het gaat vaak om een

wisselwerking tussen verschillende invloedsfactoren die elkaar kunnen versterken of

tegenwerken. Er moet opgemerkt worden dat deze invloedsfactoren niet sluitend zijn. De

ene factor kan immers een grotere impact uitoefenen op het beton dan de andere. Ook

kunnen nog andere invloedsfactoren, die niet vermeld zijn, aan de basis liggen van het

afwijkend gedrag van het conglasscrete.

7.2 Trends & invloedsfactoren

De verwerkbaarheid van het beton vertoont een optimaal substitutiepercentage KSP-glas.

De resultaten geven aan dat de slump en de schokmaat verbeteren tot een

substitutiepercentage van ongeveer 10% KSP. Bij een groter substitutiepercentage daalt de

verwerkbaarheid. Tot ten minste 20% substitutie vertonen de schokmaat en de slump een

hogere verwerkbaarheid dan de referentiesamenstelling. De stijging van de verwerkbaarheid

bij het gebruik van 10% KSP bedraagt 16,5% voor de schokmaat en 110% voor de slump. Er

moet echter wel opgemerkt worden dat de standaardafwijking op de slump 30% bedraagt

van de gemiddelde waarde en voor de schokmaat bijna 5% van de gemiddelde waarde. De

factoren die de verwerkbaarheid beïnvloeden zijn:

• De wateropslorping: glas is waterafstotend en zorgt voor een betere

verwerkbaarheid.

• Het gehalte fijn granulaat: een grote fractie aan fijne granulaten verhoogt de

verwerkbaarheid.

• De vlakheid van het granulaat: glas is vlak en glad waardoor de verwerkbaarheid

toeneemt.

• De vorm van het granulaat: gebroken granulaten zorgen voor een grotere haaksheid

en een mindere verwerkbaarheid.

De factoren die zorgen voor een verhoogde verwerkbaarheid blijken dominant bij een klein

substitutiepercentage terwijl de factoren die zorgen voor een daling van de verwerkbaarheid

dominant zijn bij een hoog substitutiepercentage. Het verschil in verwerkbaarheid tussen de

glasfracties onderling wordt bepaald door de korrelverdeling. Hoe kleiner de gemiddelde

diameter van de glasfracties, hoe hoekiger het glas, hoe minder grote gladde oppervlakken

en hoe slechter de verwerkbaarheid. Het conglasscrete kan onderverdeeld worden in

klassen voor de verwerkbaarheid zoals te zien in Tabel 18.


Dajo Geys 94

Tabel 18: Slump- en schokmaatklasse

Slump Slumpklasse Schokmaat Schokmaatklasse

10% KSP 11,5 cm S3 49,61 cm F4

20% KSP 8,7 cm S2 53,7 cm F4

Een derde belangrijke factor voor de verwerkbaarheid van het beton is de volumemassa van

het beton. Algemeen geldt dat bij een stijgend substitutiepercentage het gewicht van het

beton afneemt. Dit is echter beperkt. De waargenomen daling bedraagt slechts 0,6 à 1,9% bij

een substitutiepercentage van 10% KSP. Zelfs bij een substitutiepercentage van 30% is de

afname in volumemassa beperkt tot maximaal 3,6%. De daling van de volumemassa wordt

beïnvloed door:

• De absolute volumemassa van de granulaten: De massa van het glas is kleiner dan die

van het grind.

• De vorm van de granulaten: hoekige granulaten zijn moeilijker te verdichten en

vertonen bijgevolg meer holten en een verlaagde volumemassa.

• Afbrokkeling van de kubussen: bij 7 dagen en 28 dagen oud beton kan een hoek van

de betonkubus afgebroken zijn, met een verminderde volumemassa als gevolg.

De binding bij het gebruik van KSP-glas begint later dan bij het referentiebeton. De start van

de binding treedt op na 5u voor 20% KSP terwijl dat bij de referentiesamenstelling na 4 u is.

Dit uitstel wordt toegeschreven aan het waterafstotend karakter van het glas waardoor de

binding trager op gang komt. Beton met KSP-glas is bijgevolg langer beschikbaar voor

verwerking. Eens de binding begonnen is, lijkt de bindingssnelheid van het referentiebeton

en het beton met KSP-glas gelijk.

De druksterkte van het beton daalt met een toenemend substitutiepercentage. De afname

blijft echter beperkt bij een kleine hoeveelheid substitutie, maar neemt snel toe bij een

groot substitutiepercentage. Bij 10% en 20 % KSP bedraagt de daling 5 à 6%. Maar bij 30%

KSP bedraagt de daling reeds 22%. De factoren die de druksterkte beïnvloeden zijn:

• Het gladde karakter en deverminderde hechting van glas en mortel, die de

druksterkte doen dalen.

• De scherpe kanten van het glas induceren hoge lokale spanningen en snelle

scheurinitiatie.

• De scherpe kanten zorgen voor een verbeterde inwendige haaksheid.

• De ASR zwelreactie zorgt voor microscheurtjes. Deze zijn vooral belangrijk op langere

termijn.

• De aanwezigheid van onzuiverheden in het KSP-glas doet de druksterkte afnemen.

Het beton kan ook onderverdeeld worden volgens druksterkteklasse: voor 10% en 20% KSP

met een druksterkte van 49,8 MPa wordt een minimale druksterkteklasse C35/45

toegekend.


Dajo Geys 95

Ook de buigtreksterkte en splijttreksterkte nemen af met een toenemend

substitutiepercentage. Ook hier geldt dat bij een laag substitutiepercentage de afname van

de treksterkte beperkt blijft. De achterliggende factoren voor de verminderde sterkte zijn

dezelfde als bij de druksterkte. De afname van de buigtreksterkte voor het beton bedraagt

9% voor een substitutiegehalte van 20% KSP. De splijttreksterkte neemt 22% af bij 20%

substitutie. Het verschil tussen druksterkte- en treksterkteafname wordt toegeschreven aan

de gevoeligheid voor microscheurtjes bij de treksterkte. Het verschil in druksterkte en

treksterkte tussen de glasfracties onderling wordt opnieuw bepaald door de korreldiameter:

meer grote gladde glasoppervlakten doen de sterkte afnemen.

Alle resultaten en bevindingen worden sterk beïnvloed door een significante

standaardafwijking. Deze spreiding op de gegevens is zeer groot en dikwijls bepalend voor

een eigenschap. De spreiding op de volumemassa voor 10% KSP-substitutie is van de

grootteorde van 1% voor de volumemassa, 5% voor de schokmaat, 30% voor de slump, 8%

voor de druksterkte en 10% voor de treksterkte. De grote spreiding wordt toegeschreven

aan een grote bandbreedte van de zeefkromme voor het KSP-glas.

Het gebruik van een cement met een laag alkaligehalte heeft geen consistente invloed op de

verwerkbaarheid, uitgezonderd een lichte afname in volumemassa. Het heeft een negatieve

invloed op de druksterkte, omdat er een verschil is in cementsoort. Een vergelijking tussen

CEM III/A 42,5 en CEM III/A LA 42,5 is beter. Het gebruik van vliegas heeft ook geen

consistente invloed op de verwerkbaarheid, uitgezonderd op de volumemassa. Het heeft net

zoals het cement met een laag alkaligehalte een negatieve invloed op de druksterkte en de

treksterkte, maar de gebruikte hoeveelheid vliegas voldoet niet aan het k-waarde-principe.

Over de toepassing van deze producten kan dus geen uitspraak gedaan worden.

Gebruik van warm KSP-glas zorgt ook niet voor verbeteringen in betoneigenschappen. De

verwerkbaarheid daalt tot een gelijkaardig niveau als dat van het referentiebeton. Ook de

druksterkte op 7 dagen (-17%) en 28 dagen (-19%) hebben geen baat bij het gebruik van

warme granulaten. Tot slot dalen ook de buigtreksterkte en splijttreksterkte respectievelijk

29% en 11%. De verklaring ligt in het crossover-effect: hitte zorgt voor een sneller initiële

binding (verwerkbaarheid daalt), maar voor een slechtere microstructuur (sterkte daalt). Het

gebruik van warm glas biedt zeker geen oplossing voor de verminderde eigenschappen van

het beton met glas.

Het gebruik van een water/cement-factor van 0,45 i.p.v. 0,5, zorgt voor een verbeterde

druksterkte (+9%) en buigtreksterkte (+1,6%) voor een betonmengeling met 10% KSP.

Hoewel er voor de verwerkbaarheid geopteerd is voor het “optimale substitutiepercentage”

(10% KSP), is deze beneden alle pijl. De slump daalt van 11,5 cm naar 1,4 cm en de

schokmaat van 53,7 cm naar 40,25 cm. Deze waarden liggen ruim onder de waarden van de

referentiesamenstelling: 5,5 cm voor de slump en 46,13 cm voor de schokmaat. Door een

lagere water/cement-factor te gebruiken is het mogelijk de meeste sterkte-eigenschappen

te verbeteren, maar dit gaat duidelijk ten koste van de verwerkbaarheid.


Dajo Geys 96

Alle granulaten zijn voor gebruik gewassen. Deze wasbeurt was zeker niet overbodig daar

20% ongewassen KSP-glas een daling van 4,7% betekent voor de schokmaat en een daling

van 48% voor de slump t.o.v. het gewassen glas. De druksterkte daalt met ten minste 23%

t.o.v. het gewassen glas, de buigtreksterkte met 14% en de splijttreksterkte met 27%. De

reden voor de verminderde eigenschappen wordt toegeschreven aan het gehalte

onzuiverheden. Een eenvoudig wasprocedé zorgt dus voor een enorme winst in zowel de

verwerkbaarheid als de sterkte van het beton.

7.3 Aanbevelingen en verder onderzoek

Gebruik van KSP-glas in beton is mogelijk in gewone betontoepassingen indien het

substitutiepercentage beperkt blijft tot 20%. De druksterkte moet hierbij slechts 5 à 6%

inleveren t.o.v. een normale betonsamenstelling. De verwerkbaarheid neemt zelfs toe met

60% voor de slump en met 8% voor de schokmaat. De afname van de buigtreksterkte is

groter dan die van de druksterkte, maar blijft aanvaardbaar (-9%). De splijttreksterkte

daarentegen neemt een drastischere duik (-22%) . Het is mogelijk KSP-glas te gebruiken in

gewone toepassingen voor beton indien het glas op voorhand gewassen wordt, het

substitutiepercentage beperkt blijft tot 20% en het enkel in druktoepassingen wordt

gebruikt. Het beton bezit een minimale druksterkteklasse C35/45, rekening houdend met

de samenstelling in Tabel 5.

Deze studie is slechts een verkennend onderzoek naar het gebruik van KSP-glas in beton.

Verder onderzoek dringt zich dan ook op. Aan te bevelen toepassingsgericht onderzoek

houdt in:

• De spreiding op de gegevens. Zoals is gebleken uit de resultaten zit er veel spreiding

op de resultaten. Verder onderzoek naar uiterste grenswaarden voor de verwerking

en druksterkte bij verschillende substitutiepercentages is gewenst.

• Het bepalen grens druksterkte/verwerkbaarheid. In het kader van voorgaande is het

misschien niet ondenkbaar om op zoek te gaan naar een meer exact

substitutiepercentage waarbij de druksterkte niet meer voldoet aan gestelde eisen.

Hetzelfde geldt voor een optimale verwerkbaarheid.

Deze twee voorgestelde studies hebben voornamelijk als doel praktische aanbevelingen te

doen naar de industrie toe, met het oog op gebruik van KSP-glas in beton. Meer academisch

onderzoek kan zich focussen op:

• Een oplossing voor verminderde druksterkte. Toevoegsels kunnen het conglasscrete

een verbeterde druksterkte, treksterkte of verwerkbaarheid geven. De

literatuurstudie toonde immers aan dat, hoewel dit niet bevestigd noch ontkend

wordt door dit onderzoek, het mogelijk is om met toevoegsels bepaalde

eigenschappen te verbeteren. Een andere aanpak kan zijn om te variëren in


Dajo Geys 97

water/cement-factor in combinatie met toevoegsels die de verwerkbaarheid

verbeteren (superplastificeerder).

• Het bestuderen van de invloedsfactoren. In deze studie en in de literatuur worden

trends vaak toegeschreven aan bepaalde eigenschappen van het glas. Is dit wel zo?

Men kan bijvoorbeeld de invloed nagaan van het gladde en vlakke karakter van het

glas op de druksterkte door gebruik te maken van verschillende glasscherfgroottes of

scherven met variërende ruwheid. Natuurlijk kunnen ook de wateropslorping, de

aanwezigheid van onzuiverheden of andere factoren onderzocht worden.

• Het elimineren van het verschil in zeefkromme. Het kan ook interessant zijn om de

invloed van verschillende zeefkrommen en korrelgroottes te elimineren door de

glasfracties op voorhand te zeven. Op deze manier kan het eventuele verschil tussen

de glaskleuren vastgesteld en onderzocht worden.

98

Bijlagen

A. Samenstellingen

per m³ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Invloed KSP Invloed fijne fractie - wit Invloed grove fractie - wit Invloed kleur groen bont

Referentie 10% 30% 50% 10% 30% 50% 10% 30% 50% 30% 30% CEM I 52.5 N (kg/m³) 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 water (kg/m³) 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 zand 0/4 (kg/m³) 665 665 665 665 599 466 333 665 665 665 665 665 grind 2/8 (kg/m³) 490 441 343 245 490 490 490 441 343 245 343 343 grind 8/16 (kg/m³) 690 621 483 345 690 690 690 621 483 345 483 483

wit KSP (kg/m³) 118 354 590 fijne fractie wit (kg/m³) 67 200 333 grove fractie wit (kg/m³) 118 354 590 groen (kg/m³) 354 bont (kg/m³) 354 vliegas (kg/m³)

99

per m³ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Invloed vliegas Lange termijn Spreiding gegevens Detailzicht(10%-20%) 10% vliegas 10% vliegas

30% KSP 30% wit 20% KSP Reff 20%KSP 20%KSP 10%KSP 10%KSP 12%KSP 14%KSP 16%KSP 18%KSP

CEM I 52.5 N (kg/m³) 315 315 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 water (kg/m³) 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 175 zand 0/4 (kg/m³) 665 665 665 665 665 665 665 665 665 665 665 665 grind 2/8 (kg/m³) 343 343 392 490 392 392 441 441 431,2 421,4 411,6 401,8 grind 8/16 (kg/m³) 483 483 552 690 552 552 621 621 607,2 593,4 579,6 565,8

wit KSP (kg/m³) 354 236 236 236 118 118 141,6 165,2 188,8 212,4 fijne fractie wit (kg/m³) grove fractie wit (kg/m³) 354 groen (kg/m³) bont (kg/m³) vliegas (kg/m³) 35 35

per m³ 25 26 27 28 29 30 31 32 Optimalisatie Spreiding Controle LA-cement 30% Vliegas Warm KSP Vuil KSP W/C=0,45 LA-cement

50% KSP 20%KSP 20%KSP 20%KSP 10% KSP 20% KSP 10% KSP 10%KSP CEM I 52.5 N (kg/m³) 350 245 350 350 350 350 350 350 water (kg/m³) 175 175 175 175 175 175 175 175 zand 0/4 (kg/m³) 665 665 665 665 665 665 665 665 grind 2/8 (kg/m³) 245 392 392 392 441 392 441 441 grind 8/16 (kg/m³) 345 552 552 552 621 552 621 621

wit KSP (kg/m³) 590 236 236 236 118 236 118 118 fijne fractie wit (kg/m³) grove fractie wit (kg/m³) groen (kg/m³) bont (kg/m³) vliegas (kg/m³) 105

100

B. Zeefreeksen en Zeefkrommen

Maasopeningen zeefreeksen [mm]

Groen Grof Wit KSP Bont Fijn Wit Grind Zand

63 63 63 63

40 40 40 40 40

31,5 31,5 31,5 31,5 31,5

22,4 22,4 22,4 22,4

20 20

14 14 14 14 14 14

10 10 10 10 10 10

5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6

4 4

2,8 2,8 2,8 2,8 2,8

2 2

1 1 1 1 1 1 1

0,5 0,5

0,125

0,063

101

Groen Doorval [%]

Maasopeningen[mm] Gemiddeld Minima Maxima

63 100,00 100,00 100,00

40 100,00 100,00 100,00

31,5 99,61 96,14 100,00

22,4 95,08 86,44 97,52

14 68,76 58,81 76,57

10 39,22 31,50 48,18

5,6 10,50 6,11 14,65

2,8 2,69 1,21 4,41

1 0,16 0,02 0,34

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Groen

102

Bont Doorval [%]


40 100,00 100,00 100,00

31,5 100,00 100,00 100,00

20 95,49 90,32 97,98

14 80,56 74,59 85,93

10 59,10 47,67 67,95

5,6 23,66 14,28 30,99

2 5,27 1,84 10,59

1 1,12 0,20 2,76

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Bont

103

Grof Wit Doorval [%]


63 100,00 100,00 100,00

40 97,97 87,61 100,00

31,5 95,76 87,61 100,00

22,4 81,77 74,33 91,69

14 45,06 32,94 55,36

10 21,93 14,25 30,65

5,6 5,28 1,78 12,27

2,8 1,33 0,12 4,66

1 0,10 0,02 0,36

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Grof Wit

104

KSP Doorval [%]


63 100,00 100,00 100,00

40 99,62 88,60 100,00

31,5 97,60 83,71 100,00

22,4 85,47 73,88 96,99

14 54,64 37,22 74,10

10 29,66 13,37 53,49

5,6 9,89 1,68 28,15

2,8 5,94 0,64 20,29

1 2,29 0,20 7,85

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme KSP

105

Fijn Wit Doorval [%]


20 100,00 100,00 100,00

14 100,00 100,00 100,00

10 99,67 99,18 100,00

5,6 92,10 89,91 93,64

4 56,95 50,49 62,65

2,8 39,36 34,90 46,67

1 2,35 1,65 3,69

0,5 0,52 0,32 0,94

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Fijn Wit

106

Grind/Grind Doorval [%]


63 100,00 100,00 100,00

40 100,00 100,00 100,00

31,5 100,00 100,00 100,00

22,4 100,00 100,00 100,00

14 92,88 87,71 100,00

10 76,52 64,50 88,28

5,6 32,37 20,82 53,16

2,8 6,59 2,33 16,78

1 1,48 0,18 5,61

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Grind/Grind

107

Zand Doorval [%]


4 100,00 100,00 100,00

2 95,00 45,00 95,00

1 69,60 20,00 80,00

0,5 37,80 5,00 50,00

0,125 5,30 0,00 15,00

0,063 1,00 0,00 0,00

Rest 0,00 0,00 0,00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

% d

oo

rva

l

Maasopening [mm]

Zeefkromme Zand

108

C. Resultaten in cijferwaarden

Verwerkbaarheid

Proefnr. Slump[cm] Schoktafel[cm] Vol. Gewicht[kg/m³]

1 0% Referentie 6,5 47,50 2362,5

2 10% KSP 15,3 53,25 2356,3

3 30% KSP 7,5 44,50 2268,8

4 50% KSP 3,5 49,35 2285,0

5 10% Fijn Wit 12,0 54,00 2400,0

6 30% Fijn Wit 2,5 43,30 2325,0

7 50% Fijn Wit 1,8 43,55 2325,0

8 10% Grof Wit 9,0 46,50 2312,5

9 30% Grof Wit 8,8 55,00 2293,8

10 50% Grof Wit 10,3 55,00 2281,3

11 30% Groen 15,5 54,00 2318,8

12 30% Bont 4,2 48,50 2334,4

13 30% KSP(vliegas10%) 11,6 50,25 2268,8

14 30% Grof Wit(vliegas10%) 11,9 50,75 2337,5

15 20% KSP 7,5 49,57 2337,5

16 0% Referentie 4,5 44,75 2375,0

17 20% KSP 9,8 47,00 2325,0

18 20% KSP 8,9 52,25 2325,0

19 10% KSP 13,5 56,25 2350,0

20 10% KSP 13,2 56,50 2331,3

21 12% KSP 7,5 47,50 2352,5

22 14% KSP 7,2 51,50 2350,0

23 16% KSP 6,5 45,20 2365,0

24 18% KSP 5,5 44,75 2300,0

25 50% KSP (LA) 4,7 43,75 2237,5

26 20% KSP (30% vliegas) 7,2 50,40 2287,5

27 20% KSP (warm) 4,6 46,00 2281,2

28 20% KSP (vuil) 4,5 47,25 2275,0

29 10% KSP (W/C=0,45) 1,4 40,25 2331,2

30 20% KSP (LA) 11,4 56,75 2262,5

31 10% KSP 7,5 51,75 2325,0

32 10% KSP 8,0 50,75 2312,5

Gemiddelden 20% KSP 8,7 49,61 2329,2

10% KSP 11,5 53,70 2335,0

Referentie 5,5 46,13 2368,8

109

Druksterkte Vol. Massa

Proefnr. 7dagen [Mpa] 28dagen [Mpa] 7d [kg/m3] 28d [kg/m3]

1 0% Referentie 45,21 50,96 2346,9 2361,2

2 10% KSP 38,78 46,60 2313,3 2331,1

3 30% KSP 34,88 40,67 2296,5 2261,4

4 50% KSP 30,46 35,30 2267,6 2289,5

5 10% Fijn Wit 43,15 48,05 2316,2 2324,9

6 30% Fijn Wit 41,40 48,15 2321,9 2312,6

7 50% Fijn Wit 37,25 45,16 2299,8 2309,9

8 10% Grof Wit 43,81 51,50 2342,0 2325,4

9 30% Grof Wit 37,42 42,92 2307,0 2304,6

10 50% Grof Wit 36,43 36,43 2295,2 2305,2

11 30% Groen 38,48 39,64 2317,4 2304,3

12 30% Bont 45,62 50,16 2321,1 2327,8

13 30% KSP(vliegas10%) 31,72 36,70 2262,6 2240,0

14 30% Grof Wit(vliegas10%) 37,32 41,36 2312,3 2329,2

15 20% KSP 43,43 49,91 2330,4 2342,8

16 0% Referentie 44,30 53,95 2335,4 2356,2

17 20% KSP 42,59 52,48 2324,5 2338,0

18 20% KSP 41,67 50,48 2343,7 2337,4

19 10% KSP 47,79 54,54 2360,0 2351,6

20 10% KSP 42,71 52,38 2350,6 2342,3

21 12% KSP 41,84 48,80 2347,8 2340,0

22 14% KSP 38,93 50,10 2347,2 2344,5

23 16% KSP 41,16 49,80 2339,7 2326,9

24 18% KSP 38,90 45,47 2312,3 2314,7

25 50% KSP (LA) 27,41 36,09 2255,3 2252,5

26 20% KSP (vliegas30%) 22,11 30,95 2290,0 2272,1

27 20% KSP (warm) 35,41 41,33 2263,3 2273,5

28 20% KSP (vuil) 29,85 39,09 2277,4 2275,4

29 10% KSP (W/C=0,45) 47,00 55,93 2336,9 2345,8

30 20% KSP (LA) 26,35 34,77 2235,8 2242,1

31 10% KSP 40,98 48,98 2330,1 2322,9

32 10% KSP 39,34 46,32 2291,0 2303,3

Gemiddelden 20% KSP 42,6 49,8 2332,8 2339,4

10% KSP 41,9 49,8 2329,0 2330,2

Referentie 44,8 52,5 2351,1 2358,7

110

Druksterkte Lang [MPa]

Proefnr.

14d 28d 42d 56d 70d 83d

15 20% KSP 43,39 46,45 52,56 48,79 51,74 52,39

16 0% Referentie 44,30 53,95 55,56 54,02 55,33 56,43

Vol. Massa Lang [kg/m3]

Proefnr.

14d 28d 42d 56d 70d 83d

15 20% KSP 2331,6 2342,4 2325,3 2337,0 2332 2337

16 0% Referentie 2355,4 2356,2 2347,2 2343,4 2354 2342

111

Buigsterkte Splijtsterkte

Proefnr. [Mpa] [Mpa]

1 0% Referentie 5,428 4,011

2 10% KSP 6,170 3,509

3 30% KSP 5,785 3,281

4 50% KSP 5,557 2,899

5 10% Fijn Wit 6,912 3,648

6 30% Fijn Wit 6,439 3,228

7 50% Fijn Wit 6,210 3,378

8 10% Grof Wit 7,377 4,507

9 30% Grof Wit 5,581 3,480

10 50% Grof Wit 6,249 3,625

11 30% Groen 7,224 3,991

12 30% Bont 6,791 3,629

13 30% KSP(vliegas10%) 5,616 2,996

14 30% Grof Wit(vliegas10%) 7,186 3,456

15 20% KSP 6,622 3,915

16 0% Referentie 7,258 4,519

17 20% KSP 6,923 4,021

18 20% KSP 6,697 3,283

19 10% KSP 7,039 4,548

20 10% KSP 7,934 4,016

21 12% KSP 7,198 3,843

22 14% KSP 6,396 3,626

23 16% KSP 6,553 4,481

24 18% KSP 6,373 3,362

25 50% KSP (LA) 6,842 3,108

26 20% KSP (vliegas30%) 5,299 2,866

27 20% KSP (warm) 4,762 3,328

28 20% KSP (vuil) 5,799 2,719

29 10% KSP (W/C=0,45) 7,165 3,876

30 20% KSP (LA) 5,971 3,377

31 10% KSP 6,680 3,951

32 10% KSP 6,983 3,823

Gemiddelden 20% KSP 6,7 3,7

10% KSP 7,0 4,0

Referentie 7,3 4,5

De gearceerde waarden zijn verwijderd uit de berekeningen vanwege foute metingen!

112

Bindingstijdmetingen Reeks 1

Ref 10% KSP 20% KSP 20% Wit

Tijd Kracht[N] Indrukking [mm] Kracht[N] Indrukking [mm] Kracht[N] Indrukking [mm] Kracht[N] Indrukking [mm]

0:00 5,5 20 15,5 20 7,3 20 2,5 20

0:30

13,1 20

1:00 24,5 20 12,9 20 27,5 20 11,8 20

1:30

18,2 20 20,6 20 15,3 20

2:00 86,9 20 10,0 20

2:30 27,5 20

35,3 20 33,4 20

3:00

20,0 20 29,0 20 15,7 20

3:30 47,5 20

4:00 23,9 20

28,8 20 39,2 20

4:30

43,2 20

5:00 40,6 20

38,1 20 91,4 20

5:30

34,3 20

20 98,1 20

6:00 176,6 20

78,5 20 136,4 20

6:30 186,4 20 82,4 20 81,4 20 134,4 20

7:00 196,2 19 182,1 20 83,4 20 196,2 20

7:30 196,2 13 157,0 20 117,7 20 196,2 18

8:00 196,2 15 181,5 20 169,7 20 196,2 19

8:30 196,2 6 196,2 18 196,2 13 196,2 4

9:00 196,2 4 196,2 7 196,2 17 196,2 1

9:30 196,2 5 196,2 1 196,2 7 196,2 1

10:00 196,2 2 196,2 2

196,2 0

10:30 196,2 2 196,2 0

11:00 196,2 1

De gearceerde waarde wordt aangenomen als start van de binding.

113

Bindingstijdmetingen Reeks 2

Ref (9u15) 20% KSP (9u30) 20% Wit (9u45)

Tijd Kracht[N] Indrukking [mm] Kracht[N] Indrukking [mm] Kracht[N] Indrukking [mm]

0:00

12,0 20,0

0:15

13,1 20,0

0:30 16,5 20,0

0:45

1:00

13,1 20,0

1:15

21,4 20,0

1:30 19,4 20,0

1:45

2:00

21,6 20,0

2:15

16,7 20,0

2:30 38,1 20,0

2:45

3:00

28,3 20,0

3:15

29,2 20,0

3:30 49,1 20,0

39,4 20,0

3:45

30,2 20,0

4:00 52,4 20,0

67,7 20,0

4:15

38,3 20,0

4:30 155,0 20,0

89,3 20,0

4:45 102,0 20,0 34,3 20,0 102,0 20,0

5:00 131,5 20,0 54,0 20,0 79,5 20,0

5:15 119,7 20,0 88,9 20,0 124,6 20,0

5:30 176,6 20,0 62,8 20,0 148,1 20,0

5:45 147,2 20,0 89,3 20,0 181,5 20,0

6:00 196,2 20,0 101,0 20,0 196,2 20,0

6:15 196,2 20,0 122,6 20,0 176,6 20,0

6:30 166,8 20,0 142,2 20,0 196,2 20,0

6:45 196,2 20,0 196,2 20,0

7:00

196,2 20,0

7:15 196,2 16,0 196,2

196,2 8,0

7:30

196,2 18,0 196,2 6,0

7:45 196,2 2,0 196,2 20,0 196,2 3,0

8:00 196,2 1,0 196,2 12,0 196,2 1,0

8:15 196,2 1,0 196,2 6,0 196,2 0,0

8:30 196,2 0,0 196,2 6,0

8:45

196,2 6,0

De gearceerde waarde wordt aangenomen als start van de binding.

114

Volumemassa en afgeleide grootheden ρs [kg/m³] ρk [kg/m³] ρa [kg/m³] Compactheid C [%] Volume holten H [%] Porositeit P [%] Wateropslorping W [%]

KSP 1210,8 2436,7 2490,3 49,69 50,31 2,15 0,88

Grof wit 1195,0 2482,0 2510,5 48,15 51,85 1,13 0,46

Fijn wit 1266,0 2320,9 2500,0 54,55 45,45 7,16 3,09

Groen 1299,1 2497,2 2509,8 52,02 47,98 0,50 0,20

Bont 1461,8 2457,1 2521,0 59,49 40,51 2,53 1,03

Grind/Grind 1526,0 2490,1 2643,2 61,28 38,72 5,79 2,33

S[m²/kg] Sr[] P[]

KSP 0,275 114,172 0,215

Grof wit 0,162 67,939 0,184

Fijn wit 0,720 299,960 0,410

Groen 0,216 90,248 0,222

Bont 0,328 137,819 0,266

Grind/Grind 0,349 153,606 0,300

115

Referenties

[1] C. D. Johnston, Waste glass as Coarse Aggregate for concrete, Journal of testing and

evaluation (JTEVA), 1974, vol.2, No 5, p334-350.

[2] Caijun Shi, Keren Zheng, A review on the use of waste glasses in the production of cement

and concrete, Resources, Conservation and Recycling 52, 2007, p234–247.

[3] Von Sothen, F. Parfitt, J. Glass recycling - A strategic element for a successful waste

management system, Proceedings of the International Conference on Sustainable, 2004,

p235-240.

[4] Dr EA Byars, HY Zhu and Dr B Morales, CONGLASSCRETE I. The University of Sheffield, The

Waste & Resources Action Programme, March 2004.

[5] Weihua Jin, Christian Meyer, Stephan Baxter, “Glascrete”-Concrete with Glass Aggragate,

ACI Materials Journal, Title no. 97-M27, 2000, p208-213.

[6] Chi Sing Lam, Chi Sun Poon, Dixon Chan, Enhancing the performance of pre-cast concrete

blocks by incorporating waste glass – ASR consideration, Cement & Concrete Composites 29,

2007, p616–625.

[7] Christian Meyer, Yunping Xi, Use of recycled glass and flyash for precast concrete, Journal

of materials in civil engineering, May 1999, p89-90.

[8] By Zdeneˇk P. Bazˇant, Goangseup Zi, Christian Meyer, Fracture mechanics of ASR in

concretes with waste glass particles of different sizes, Journal of engineering mechanics,

March 2000, p226-231.

[9] S. Kozlova, K. Millrath , C. Meyer, S. Shimanovich, A suggested screening test for ASR in

cement-bound composites containing glass aggregate based on autoclaving, Cement &

Concrete Composites 26, 2004, 827–835.

[10] Flavie Moulinier, Simon Lane, Andrew Dunster, The use of glass as aggregate in

concrete Final repor, BRE (Building Research Establishment), The Waste & Resources Action

Programme, 31 March 2006.

[11] Prof. dr. ir. L.Taerwe, Prof. dr. ir. G. De schutter, Betontechnologie, Universiteit Gent,

faculteit ingenieurswetenschappen, 2006.

[12] Ilker Bekir Topc¸u, Mehmet Canbaz, Properties of concrete containing waste glass,

Cement and Concrete Research 34, 2004, p267–274.

[13] Seung-Bum Park, Bong-Chun Lee, Studies on expansion properties in mortar containing

waste glass and fibers, Cement and Concrete Research 34, 2004, p1145–1152.

116

[14] Ilker Bekir Topc¸u , Ahmet Raif Bog˘a, Turhan Bilir, Alkali–silica reactions of mortars

produced by using waste glass as fine aggregate and admixtures such as fly ash and Li2CO3,

Waste Management 28, 2008, p878–884.

[15] Ahmad Shayan, Aimin Xu, Value-added utilisation of waste glass in concrete, Cement

and Concrete Research 34, 2004, p81–89.

[16] V. Ducman, A. Mladenovic˘, J.S. S˘uput, Lightweight aggregate based on waste glass

and its alkali–silica reactivity, Cement and Concrete Research 32, 2002, p223–226.

[17] Seung Bum Park, Bong Chun Lee, Jeong Hwan Kim, Studies on mechanical properties of

concrete containing waste glass aggregate, Cement and Concrete Research 34, 2004,

p2181–2189.

[18] V. Corinaldesi , G. Gnappi, G. Moriconi, A. Montenero, Reuse of ground waste glass as

aggregate for mortars, Waste Management 25, 2005, p197–201.

[19] Malek Batayneh, Iqbal Marie, Ibrahim Asi, Use of selected waste materials in concrete

mixes, Waste Management 27, 2007, p1870–1876.

[20] Anon. Using recyclables in concrete, Civil Engineers Australia, v74, n5, May 2002, p44-45.

[21] Mohamad J. Terro, Properties of concrete made with recycled crushed glass at elevated

temperatures, Building and Environment 41, 2006, p633–639.

[22] Alhumoud, Jasem M., Al-Mutairi, Nayef Z., Terro, Mohamad J, Recycling crushed glass in

concrete mixes, Civil Engineering Department, Kuwait University, International Journal of

Environment and Waste Management, v2, n1-2 , 2008, p111-124.

[23] Ruben Raedt, Koen Van Lerberghe, Duurzaamheid van beton met recyclageglas als

partiële grindsubstitutie, Universiteit Gent, 2009.

[24] Belgisch instituut voor normalisatie (BENOR), Specificatie betonnormen in België, NBN

EN 206-1 , NBD B 15-001

betontechnologische eigenschappen van beton met

Documents