Service Recherche Dienst Onderzoek - cric.be · project maakte het ons ook mogelijk om het aantal...

Activiteitenverslag 2015-2016

Rapport d'activités 2015-2016

Service Recherche Dienst Onderzoek

CRIC - Rapport d’activités 2015-2016

OCCN - Activiteitenverslag 2015-2016

2/25

Service recherches / Dienst Onderzoek

1. Opmerkingen .......................................................................................................................... 3

2 Organisatie ............................................................................................................................. 4

3 Instrumentatie ........................................................................................................................ 4

4 Gesubsidieerde onderzoeken ................................................................................................ 7

a. Prenormatieve gesubsidieerde onderzoeken op federaal niveau .................................. 8

b. Projecten gesubsidieerd door het Waals Gewest ........................................................... 9

c. Projecten gesubsidieerd door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest ............................... 9

d. Industriële projecten ........................................................................................................ 9

e. Europese Projecten ...................................................................................................... 10

5 Samenvatting van de tussen 2013 en 2017 beëindigde onderzoeksprojecten ................... 11

a. Het project « PriBref » ................................................................................................... 11

b. Het project « New Vorst- en dooi » ............................................................................... 11

c. Het project « Floorcrete » ............................................................................................. 14

d. Het project « Recybeton I » .......................................................................................... 15

e. Het project « CemCalc » ............................................................................................... 17

f. Het project « Tefracem » .............................................................................................. 19

g. Richtlijn « Neocrete » vervolgens « COM-MAT » ......................................................... 20

h. Het Europees project« AquaCem » .............................................................................. 21

i. Studie van de interactie zand – superplastificeerder zonder anti-schuimmiddel .......... 22

6 Bibliografische referenties .................................................................................................... 24



3/25

1. Opmerkingen In de loop van de 4 laatste jaren, werden er talrijke projecten aanvaard door de bevoegde overheden. Dit brengt het aantal gesubsidieerde onderzoeken tot een gemiddelde van negen per jaar en in het bijzonder begin 2017. De gemiddelde omzet van de Dienst Proeven tussen 2013 en 2016 bedraagt 500.000 €/jaar met een gemiddelde substentiële stijging van de klantendiensten.

De grafiek van Figuur 1 geeft de evolutie van de onderzoeksinkomsten sinds 2010. De belangrijke schommelingen zijn te wijten aan de fase waarin de gesubsidieerde projecten zich bevinden en niet aan het aantal jaarlijkse projecten, die vrij stabiel blijft.

Gedurende deze vierjaarlijkse periode werden er tweehonderd interne en externe verslagen opgesteld, waarvan zestien werden uitgegeven. Deze worden verderop gedetailleerd onder de rubriek Bibliografische Referenties. Wij hebben eveneens deelgenomen aan twee doctoraatsthesissen, twee eindsverslagen in de ingenieurwetenschappen en één eindstage in de humaniora.

Een ander opvallend feit is de deelname aan de oprichting van de Sterke Vereniging van het Waals Gewest (Cori-OCCN-OCW-WTCB) « COM-RA » (voor Construction and Mobility Research Association). Deze Vereniging heeft als voornaamste doel om Onderzoeks- en Sociale begeleidingsprojecten bij het Waals Gewest in te dienen.Ze zal het eveneens mogelijk maken de banden tussen de vier Centra te versterken. Deze werken voornamelijk in de domeine van de bouw en de mobiliteit. Een handvest werd in de loop van juni 2013 ondertekend. Verschillende werkgroepen werden opgericht in 2014.

Afbeelding 1 : Inkomsten van de Dienst Proeven sinds 2010.



4/25

2 Organisatie Ons team heeft zijn krachten de voorbije jaren nog moeten bundelen teneinde zijn doeleinden te kunnen behalen. Dit volgend op :

De afwezigheid van onze administratief assistente in 2013 en haar vertrek naar Be-Cert in 2014 ;

De functieverandering van onze Projectleider mechaniek. Hij vervult nu de functie van Dienstoofd Proeven bij het CRIC-OCCN.

Er werden, gedurende de vier laatste jaren, een tiental begeleidende technische comités gehouden. Deze hebben het niet alleen mogelijk gemaakt om de informatie en de uitwisseling van kennis met de sectoren van het cement en het beton te verbeteren, maar ook meer in het algemeen met de bouwsector in het geval van onderzoeken in samenwerking met andere Centra of Universiteiten. Het nieuw Technisch Comité beheerd door het CRIC-OCCN – welke in qui 2012 werd opgesteld teneinde de communicatie van de taken van de Normalisatie en het Onderzoek van het Centrum naar onze leden toe te verzekeren – heeft zijn werk actief doorgezet. Eén van zijn verwezenlijkingen is het ontstaan van het « BeautyCrete »project over zichtbeton. Dit word door onze leden gesubsidieerd en zal effectief van start gaan in 2017. Dit project maakte het ons ook mogelijk om het aantal Projectleiders binnen de Dienst Proeven te herstellen, dankzij de aanwerving van een nieuwe burgerlijk ingenieur, Jurgen Perremans.

Gunther Mosselmans, Projectleider binnen de Dienst Onderzoek, heeft zelfstandig interne en externe audits uitgevoerd. de Projet du Service Recherches, a réalisé de manière autonome des audits internes et externes. Hij heeft eveneens, als opleider, deelgenomen aan de verschillende cursus van het BGG. Gunther heeft eind 2014 de ook taak van prevenetieadviseur ook overgenomen binnen het CRIC-OCCN.

De Dienst heeft deelgenomen en bijgedragen aan verschillende normatieve werkgroepen van de WG 12 en de WG 15 van de CEN TC 51 "Cement en Kalk". Eveneens hebben wij actief deelgenomen aan de belgische spiegelwerkgroepen E051 en E104. Voor deze laatste, geven wij de deelname aan de werkgroep aan voor de ontwikkeling van het addendum, de NBN B 15-001 « cementgeschiktheid », aan alsook aan diegene die zich bezig heeft gehouden met de revisie van de NBN B 15-100 en aan de internationale werkgroep van het TC104 SC1 WG1 « Exposure Resistance Classes » (ontwikkeling van weerstandscategorieën voor betonduurzaamheid) die reeds drie keer is samengekomen in 2015-2016. Twee leden van de Dienst Proeven nemen ook deel aan de werkgroep voor het nazicht van de belgische norm NBN B 15-250 « Analyse chimique des mortiers et bétons durcis Chemische analyse van verharde mortel en beton».

Een laatste belangrijke gebeurtenis is de gedeeltelijke invulling van de functie van technisch verantwoordelijke van de Afdeling Chemische Analyses van de Dienst Proeven door Michel Delaneve sinds de pensionnering van Jean-Marie Schrobiltgen.

3 Instrumentatie

Eind 2012, waren we met een vergelijkende studie begonnen waarvan het doel de vervaanging van onze Plasmabrander gekoppeld aan onze Massaspectrometer(ICP – MS) was. Deze uitrusting – die in panne was gevallen en verouderd was is, onder andere, noodzakelijk voor het meten van metaalsporen in de percolaten van de uitlogingsstudies.Ter herinnering, het CRIC-OCCN was een voorloper in de studie van het uitzouten van zware metalen en vervolgens van organische betonhulpstoffen in contact met water. Het laatste was het onderwerp van de doctoraatsthesis van (beëindigd eind 2009, zie Activiteitenverslag CRIC-OCCN 2009-2010). Wij zullen dit type onderzoek steeds vaker moeten verzekeren gezien het belang van de kwesties van de impact van materialen op hun omgeving en hun recyclage (zie verschillende Europese



5/25

projecten en de Greenwin cluster van het Waals Gewest). voir différents projets européens et du pôle Greenwin de la Région wallonne). De vergelijkende studie werd voortgezet in 2013 om te eindigen in het verkrijgen van de nieuwe apparatuur ICP-MS Agilent 7700x (foto van Figuur 2) die geheel operationeel is en het reeds mogelijk heeft gemaakt om verschillende proeven uit te voeren voor klanten en voor onderzoeken. Deze laatste is in staat om in een oplossing metaalsporen van het ppb te meten (10-9 kg/kg) met een nauwkeurigheid van het ppt (10-12 kg/kg).

Op instrumentatief niveau kunnen we ook nog rekenen op :

Het verwerven van een nieuwe « MilliQ » voor de productie van ultrazuiver water voor de uitlogingsproeven met onze nieuwe ICP-MS ;

De in werkstelling van de aanmaak en de studie van de slijpplaatjes. Deze deskundigheid – die verloren was volgend op het vertrek van verschillende medewerkers – werd overgenomen door onze Geoloog, Géraldine Vanhamme. Samen met een technicus van de Dienst Onderzoek, Florence Dumont, hebben in die zin meerdere opleidingen gevolgd. De slijpplaatjes zijn sinds eind 2016 operationeel ;

De update van onze identificatie- en kwantificeringssoftware (Rietveld methode) van de minerale fases via X-stralen cristallografie (XRD). ;

Het verwerven van Netzsch HFM 436 uitrusting (foto Figuur 3) die het mogelijk maakt de thermische geleidbaarheid van materialen, gaande van isolatiemateriaal (zeer lage geleidbaarheid) tot beton (gemiddelde geleidbaarheid). De uitrusting, die operationeel is, zal voor het Feder Stocc project worden gebruikt;

De aankoop van drie toestellen voor de kenmerking van granulaten die onze waaier aan granulaatproeven aanvullen ; een bepaling van de polijstwaarde, een Micro-Deval (slijtsterkte) en een Los Angeles (meting van de fragmentatie) ;

De aankoop van een programmeerbare koelkast voor de vorst- en dooiproeven met aanvullende dooizouten. Gezien dat de Europese norm EN 12390-9 uitgegeven wordt, wordt de Slab-Test referentiemethode die er beschreven wordt, meer en meer door onze klanten en door de regionale bestekken gevraagd. In België, vervangt deze norm de ISO-DIS 4846-2 die de referentienorm was voor dit soort proeven. Deze koelkast is eveneens nodig voor de huidige onderzoeken over vorst- en dooi (bijvoorbeeld Gelavia) ;

En uiteindelijk, de aankoop van een draagbare spectrofometer MSEZ-4500L d’Elscolab voor kleurmetingen in het kader van het nieuw cementproject rond zichtbeton.

Afbeelding 2 : De CP-MS, verworven in 2013 en nodig voor de uitlogingsproeven van het CRIC-OCCN.



6/25

Afbeelding 3 : Metingsapparatuur voor de thermische geleiding.



7/25

4 Gesubsidieerde onderzoeken

In onderstaande tabel krijgen we een overzicht van de gesubsidieerde projecten, lopend of beïndigd, tussen januari 2013 en décember 2016.

Financiering Naam Project Beschrijving Duur

BHG « Tefracem » Herwaardering van electrostatische vliegas uit de verbrandingsoven van Neder-Over-Heembeek in het beton.

2009 - 2015

F « Nieuwe Vorst-

en Dooi »

Classificatie van de weerstand aan vorst- en dooi van betonstukken

vervaardigd adhv de verschillende BENOR cementen.

2010 - 2015

WG « CemCalc I en

II » Ontwikkeling van ternaire cement met

een hoog gehalte kalksteenvulstof. 2010 - 2015

F « PriBref » Metingen van de bindingstijd van

aluminiumcement. 2011 - 2013

F « Floorcrete » Het opstellen van regels voor de

afwerking van industriële betonvloeren.

2011 - 2015

WG Advisering

« NeoCrete » en « COM-MAT »

Advisering voor speciaal en groen beton .

2012 - 2016

WG Onderzoek

Greenwin pool « Nishycem »

Waterafstotende massahulpstoffen op basis van silicone

2013 - 2016

F Recybeton I en II Gebruik van gerecycleerde granulaten

in beton in het stortklaar beton 2014 - 2018

WG /Eu Project Cornet « AquaCem »

Hergebruik van het recyclagewater van onverhard beton in de aanmaak van –

in het bijzonder – luchtbeton en hogesterktebeton.

2014 - 2016

WG /Eu Project Feder

« Stocc »

Ontwikkeling van fase-overgangsmateriaal teneinde de

thermische inertie van het beton te verhogen.

2017 - 2020

F « CON-RAS » Preventiemethodes voor de preventie

van de alcali-silica reactie. 2015 - 2017

WG Project van de

Greenwin pool« Replic »

Recyclage van het gips ter bestemming van de cementindustrie.

2016 - 2020

F « Gelavia » Vorst- en dooi van wegenbeton. 2016 - 2018

Cim « BeautyCrete » Bijstand gevolgd door Febelcem onderzoek op het domein van

zichtbeton. 2016 -

WG Project Cwality « TriboCem »

Project met het bedrijf CBR. 2016 - 2018

WG /Eu Project Cornet

« DuraFor »

Verwachtingen van de betonduurzaamheidsprestaties vanaf

beperkte op cement gemeten parameters.

2017 - 2019



8/25

Legende : F = Federaal/Prenormatief ; BHG = Brussels Hoofdstedelijk Gewest ; RW = Waals Gewest ; RW/Eu = Cofinanciering Waals Gewest– Europa en Cem = Cementproject.

a. Prenormatieve gesubsidieerde onderzoeken op federaal niveau

Vier prenormatieve onderzoeken werden in de loop van de voorbije vier jaar beïndigd.De resultaten zullen hier samengevat worden. Het gaat respectievelijk om de volgende onderzoeken :

Het « nieuw vorst- en dooi » (tweejaarlijks ; leiding van het CRIC-OCCN in samenwerking met het OCW en het WTCB) had als doel een classificatie op te stellen van de vorst- en dooiweerstand van gelijkaardige betonstukken, bestaande uit de voornaamste bestaande BENOR cementen. Dit vierjarig project – dat in februari 2015 werd beëindigd – heeft talrijke resultaten opgeleverd die in de normatieve werkgroepen zullen kunnen worden opgewaardeerd over het onderwerp, waar het CRIC-OCCN aan deelneemt (bijvoorbeeld het TC 51 WG 12 TG4). De resultaten werden aan een begeleidingscomité voorgelegd met de sectors van het cement, het beton, granulaten en meer in het algemeen de bouwsector op 16 september 2016 ;

« Pribref ». In samenwerking met het BCRC (verantwoordelijk voor de studie), betreft de metingen van de bindingstijd en de verwerkbaarheid van vuurvaste betonstukken. Deze studie werd in augustus 2013 beëindigd ;

« Floorcrete » (2 x 2 jaar). Dit onderzoek, in samenwerking met het WTCB (verantwoordelijke) – betrof de studie van het losraken van de bovenste laag van industriële betonvloeren, welke de laatste jaren is voorgekomen.

En uiteindelijk « RecyBeton I » (eerste tweejarige periode) ging van start in november 2014 met het OCW en het WTCB (verantwoordelijke). Het betreft hier de studie van het hergebruik van gerecycleerde betongranulaten met hoge vervangingswaarden in sortklaar beton en hun invloed op de verwerkbaarheid, de mechanische- en duurzaamheidsprestaties.

Drie nieuwe federale projecten gingen in deze vierjarige periode van start. Deze zijn nog lopend :

« RecyBeton II » (tweede biënnale) is de voortzetting van RecyBeton I en zal focussen op de studie van het verlies aan verwerkbaarheid en van het verkrijgen van plaatsingsprestaties (behoud van de consistentie) van het gerecycleerd beton. We zullen ook verschillende originele technieken evalueren om de kwaliteit van gerecycleerdre granulaten te verhogen.

« CON-RAS » is een onderzoek van het CRIC-OCCN, uitgevoerd op vraag van de cementnijverheid. Deze ging van start in 2015 en betreft de alcali-silica reactie. In deze prenormatieve studie worden drie doelen nagevolgd :

1. Het bepalen van een LA limiet voor alle in België geproduceerde CEM II cementen produits (aanvulling van de NBN B 12-109) met uitzondering van de CEM II/B-M ;

2. Het leveren van invoergegevens voor de ontwikkeling van een belgische beproevingsnorm voor het voorkomen van alcali-silica reactie van betonsamenstellingen ;

3. Het ontwikkelen van een originele techniek om de vorderingsgraad van de reactie van een structuur aangetast door de alcali-silica reactie.



9/25

« Gelavia » is in december 2016 van start gegaan samen met het OCW (verantwoordelijke voor dit onderzoek) en het WTCB.Dit onderzoeksproject wil de volgende punten bestuderen :

1. Het opstellen van criteria van afschilferingsduurzaamheid voor verschillende types wegen- en bekledingsbeton met inachtname van de verkeersintensiteit, de oppervlakteafwerking en de verwerkingsaard ;

2. Het aanpassen van de evaluatieproef van de efficiëntie van een waterafstotende bestrijking (volgens NBN EN 1504-2) en uitbreiding van de proefmethode tot de evaluatie van de duurzaamheid voor wegentoepassingen en andere betonbekledingen. Niet enkel de klassieke (silanen en siloxanen) impregnatieproducten zullen er worden bestudeerd, maar ook de nieuwe producten (impregneren in de massa) ;

3. Modelleren van het beschadigingsmechanisme door afschilfering op langere termijn rekening houdend met de carbonatatie ;

4. Goedkeuring van de resultaten van op de werf geboorde proefstukken.

b. Projecten gesubsidieerd door het Waals Gewest

Het Collectief Onderzoeksproject « CemCalc II » waarvan het OCCN verantwoordelijk voor is (partners : WTCB en ULg) ging in mei 2013 van start. Het eerste tweejaarlijkse luik « CemCalc I » betrof de studie van ternaire cementen met een laag slakgehalte met hoge kalksteenfillersgehaltes.

c. Projecten gesubsidieerd door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest

Het vijfjarig durend project «Tefracem », ingevoerd in samenwerking met twee Diensten Toegepaste Wetenschappen van de ULB (BATir, Assistente-Hoogleraar S. Staquet et 4MAT, Professor M. Degrez) in het kader van de projectenoproep "Impulse Programme – Milieu 2008" van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest, had als doel de Elektrostatische Vliegas (EV) van de verbranding van huisvuil afkomstig uit de verbrandingsoven van Neder-Over-Heembeek op te waarderen tot interte vulstof. Het project werd het onderwerp van verschillende begeleidingscomités georganiseerd door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest en werd in december 2014 afgesloten. Op 22 januari 2015 werd een begeleidingscomité gehouden waaraan de sectoren van de bouw, en meer bepaald van het stortklaar beton, hebben deelgenomen. Het CRIC-OCCN is, zoals voorzien in deze tweejaarlijkse verlenging, overgegaan tot de vergelijkende studie van de mechanische-, durzaamheids- en milieu- (voornamelijk uitloging) van betonstukken met en zonder EV. Deze laatste zijn op voorhand gewassen adhv een pilootbehandeling ontwikkeld door onze partners van de universiteit.

d. Industriële projecten

Het eerste industriëel project (projectenoproep van de Greenwin pool), ingevoerd met het bedrijf Dow Corning in mei 2012 werd aanvaard en is in februari 2013 van start gegaan. Het project wordt in januari 2017 beëindigd en betrof de studie van massadichtingsmiddel op basis van silaan in beton. Het CRIC-OCCN heeft de twee eerste jaren een inventaris opgesteld van het prestatievermogen van de bestaande technologieën beschikbaar voor het Bedrijf en heeft deze vervolgens vergeleken met de prestaties van hun laatst ontwikkelde producten.



10/25

De Begeleiding Speciale Betonstukken Waals Gewest « NeoCrete » dat gedurende 2 jaar gevoerd werd met het WTCB werd in december 2013 beëindigd en heeft meerdere « success stories » gekend. De begeleiding werd voortgezet in een meer algemeen kader door de Sterke Vereniging COM-RA onder de naam COM-MAT (MATerialen en van duurzame bouwtechnieken). Deze is in januari 2014 begonnen en in juni 2016 afgesloten.

Dankzij een onderzoek op eigen kapitaal, dat op vraag van het hulpstoffenbedrijf Sika gevoerd werd (zie 2.5.9), blijkt het CRIC-OCCN de voornaamste reden te hebben gevonden voor het mechanisme dat aan de basis ligt van een grotere luchtbelvorming en een lagere zweetsnelheid in het bijzijn van bepaalde superplastificeerders in bepaalde betonsamenstellingen. Deze redelijk langdurige taak (waarvan hier slecht een klein gedeelte wordt vermeld) heeft veel geduld en doorzettingsvermogen gevraagd van het technisch personeel en meerbepaald van Alain De Grauw.

Een tweede industriëel project Greenwin « Replic », ingevoerd met het Centrum Centre Terre et Pierre (CTP) alsook SUEZ Environnement en Cogetrina (Groep Dufour) – twee grote Waalse bedrijven, gespecialiseerd in het verzamelen en de behandeling van afval – is in maart 2016 gestart. Het doel is om gerecycleerd gips (dat onterecht zo wordt genoemd) te herwaarderen. Na behandeling kan het dan als cementregulator gebruikt worden. Het CTP houdt zich bezig met het behandelingsdeel en het CRIC-OCCN bestudeerd de mogelijkheid om dit bijproduct in cement op te waarderen. De eerste resultaten zijn veelbelovend.

e. Europese Projecten

Het CRIC-OCCN heeft een nieuw Europees project (Cornet oproep), , « AquaCem », ingevoerd Het project is in juni 2014 van start gegaan en werd in mei 2016 beëindigd in samenwerking met het VDZ (Duitsland en het VÖZ (Oostenrijk). Het doel van dit onderzoeksproject is het hergebruik van het recyclagewater van het vers beton uit de betoncentrales in de aanmaak van – in het bijzonder – van lucht- en hogesterktebeton. Dit project kreeg de ondersteuning van de Europese Federatie voor Stortklaar beton ERMCO (European Ready Mixed Concrete Organisation) en van de federaties van de aan het onderzoek deelnemende landen (voor België, drager van het project : FedBeton).De onderzoeksresultaten werden 14 december 2016 in Brussel voorgesteld. Het project wordt door de Europese Gemeenschappen als een “succes story”beschouwd dankzij het feit dat de resultaten door de meeste Europese KMO’s voor stortklaar beton kunnen worden opgewaardeerd.

Een tweede Europees project « DuraFor » werd vorig jaar ingevoerd, aanvaard en zal in februari 2017van start gaan met dezelfde partners als AquaCem (VDZ, deze keer verantwoordelijk voor het onderzoek). De context van dit project is dat wanneer nieuwe of nog niet bekende of weinig geteste cementen op locale markten worden ingevoerd, elke lidstaat zijn eigen evaluatie- of verklaringsprocedure heeft. In de meeste gevallen houden deze procedures kostzame proeven van betonduurzaamheid in.

Met dit project, zullen wij kenmerkende en beperkte parameters van cementen bepalen die dan gecorreleerd zullen worden met de proefresultaten van de betonduurzaamheid. Dit zal de nodige hoeveelheid aan duurzaamheidsproeven verminderen alsook de kost voor de erkenning van een cement voor een bepaalde toepassing sterk verlagen.

De partners (het VDZ in Duitsland, het VÖZ in Oostenrijk en het CRIC-OCCN) van dit project denken dat het relatief snel en gemakkelijk mogelijk is de kenmerkende parameters (of waarden) te bepalen gebaseerd op de verharde cementbrij en de adhv cement vervaardigde genormaliseerde mortels.



11/25

De nieuwe methode voor de voorspelbaarheid van betonduurzaamheid zal dus efficiënter en sneller zijn dan diegene die momenteel gebruikt wordt voor de ontwikkeling en voor de controle van de prestaties van nieuwe cementen.

5 Samenvatting van de tussen 2013 en 2017 beëindigde onderzoeksprojecten

a. Het project « PriBref »

Het algemeen doel van dit federaal onderzoeksproject – waarvoor het BCRC (Belgian Ceramic Research Centre) verantwoordelijk is en die in augustus 2013 beëindigd werd – was het ontwikkelen van standaardprocedures voor hulp inzake beheersing van de verwerkbaarheid en van de binding van hydraulisch gebonden, vuurvast beton. Het belang van de deelname van het CRIC-OCCN was de toepassing van de bindingsmethodes voor conventionneel beton en mortel (op basis van Portland cement) op vuurvast beton (vaak op basis van aluminiumcement).

Er zij aan herinnerd dat de grote verschillen tussen civieltechnische en vuurvaste betonstukken respectievelijk de grootte is van de grootste granulaten en hun type. Immers, deze moeten een maximale kleinere grootte hebben (van bijna de helft) en zijn halfsynthetisch om aan de hoge temperaturen te kunnen weerstaan. Het vuurvaste beton leunt zo nauw aan onze klassieke mortels. De gevraagde kenmerken zijn per type materiaal dus ook zeer verschillend. Voor vuurvast bton, zoekt men eerder naar mechanische prestaties en corrosievastheid bij hoge temperaturen. Het materiaal moet eveneens gedroogd worden en zijn kost ligt veel hoger.

Een nieuwe methode voor het meten van de binding door electrische weerstand op vier punten werd door het CRIC-OCCN ontwikkeld. Ze is de enige die het mogelijk maakt om het bindingsbegin en –einde van alle vuurvaste betonstukken te bepalen, zelfs deze die niet op basis van hydraulische bindmiddelen werden aangemaakt. Kort gezegd, komt ze neer op het plaatsen van vier koperdraden op gelijke afstand op één lijn in het vuurvast beton. De twee buitenste draden dienen om de alternatieve stroom in het betonproefstuk te spuiten, de twee binnenste draden dienen om de val van het stroompotentiaal doorheen hetzelfde proefstuk te meten. Deze vierpunten-techniek komt er op neer om de weerstand te meten onafhankelijk van de kwaliteit van de electrische contacten met het gemeten proefstuk. De veranderingskromme (de wiskundige afgeleide) van de weerstand doorheen de tijd toont twee maxima aan die meteen het bindingsbegin en –einde weergeven. Deze techniek zou adhv een draagbaar toestel op de werf kunnen worden gebruikt.

b. Het project « New Vorst- en dooi »

Een vierjarig federaal project had tot doel een classificatie op te stellen van de weerstand aan de vorst- en dooi van betonstukken bestaande uit een brede waaier van BENOR cementen (18 in totaal) en dus in België frequent gebruikt. In het kader van deze studie hebben wij twee soorten evaluaties uitgevoerd van de weerstand aan de vorst- en dooi :

De weerstand tegen oppervlakteafschilfering onder de gecombineerdre werking van dooizouten en vorst- en dooi cycli. Twee proefmethodes werden vergeleken : de in België meest gebruikte methode voor wegenbeton, te weten de ISO-DIS 4846-2 en de referentiemethode van het Europees Technisch Voorschrift CEN/TS 12390-9 van de Slab-Test (Afbeelding 4). Deze methode is strenger en wel voor drie redenen: de dooizouten bestaan uit natriumchloride (ipv calciumchloride), de cycli zijn geforceerd



12/25

en talrijker (56 versus 30 voor de ISO-DIS) en de betonstukken bestaande uit de verschillende cementen hebben een cementgehalte van 340 kg/m³ en een W/C van 0,45.

De weerstand voor interne schade onder de werking van vorst- en dooi cycli met een luchtkoeling en een waterverwarming volgens de proefmethode beschreven in het Technisch Verslag CEN/TR 15177. De weerstand voor interne schade wordt geschat door het meten van het verlies aan mechanische prestaties (geluidssnelheid en driepuntsbuigproef) in functie van de vorst- en dooicycli. De betonstukken bestaande uit de verschillende cementen hebben een cementgehalte van 300 kg/m³ een een W/C van 0,55.

Afbeelding 4 : Vorst- en dooiproef van de Slab Test (CEN/TS 12390-9) ; Links : temperatuurscyclus ; Rechts : proefstuk, de zoutoplossing wordt boven het beton geplaatst

data an de vorst- en dooicycli zal worden onderworpen.

Het gekozen grind is het in de Belgische bouw meest gebruikte type, te weten de kalksteen-achtige soort. Het korrelgeraamte is de gemiddelde korrelverdelingszone van twee betoncentrales. De beoogde zetmaatklasse is S3 (100 – 150 mm). De betonstukken met en zonder luchtporiën zijn respectievelijk in het CRIC-OCCN en bij onze partners van het OCW vervaardigd. Elke partnerinstelling (OCCN, OCW en WTCB) houdt zich bezig met de realisatie van een proefmethode.

Naast het cement, zijn de variabelen die door deze drie proefmethodes bestudeerd worden :

Het toevoegen of niet van betonporiën;

De bewaringsmethode van de betontukken vóór de proef : 20°C en respectievelijk 60% (droge kamer) en 100% (onderdompeling) aan Relatieve Vochtigheid (RV).

De achttien cement werden getest volgens de drie hoger beschreven proefmethodes. De resultaten zijn redelijk interessant en opmerkelijk doordat de geteste betonstukken klassieke stukken zijn met redelijk lage cementgehaltes vergeleken met dat vaneen wegenbeton. De resultaten van dit onderzoek werden in september 2016 aan een Begeleidingscomité voorgesteld. De resultaten zijn van groot belang. Les résultats de cette recherche qui ont été présentés à un Comité d’accompagnement en septembre 2016 sont d’une grande importance. Wij hebben aangetoond dat de classifficatie van cementen volgens hun weerstand aan de vorst- en dooi enkel mogelijk is door een nieuwe methode toe te passen voor de verwerking van de afschilferingsresultaten. Laten we, teneinde dit voor een vorst- en dooiproef te begrijpen, een standaard curve voor de gecumuleerde massa afschilfering (y) in functie van de vorst en dooi cycli (x). Dit wordt in het blauw afgebeeld op de grafiek uit Afbeelding 5. Voor de eenvoudigheid zijn enkel de drie laatste meetpunten adhv een rood vierkantje weergegeven. De huidige weerstandscriteria (ISO-DIS, NTN 018, Slab-Test, CF-CDF et Cube-Test…) nemen enkel de laatste gecumuleerde afschilferingswaarde van de gemeten curve in beschouwing (meest rechts rood vierkantje).



13/25

Op basis van de resultaten verkregen tijdens het project, denken wij de beste methode te hebben gevonden om deze afschilferingsmetingen te interpreteren. Deze bestaat erin om het lineair gedeelte van de blauwe curve te nemen en om op deze punten een lineaire correlatie toe te passen. Het hoekig coefficiënt () en de ordinaat aan de basis van deze rechte () zouden respectievelijk een intrinsieke weerstandswaarde aan vorst- en dooi (welke we wensen kennen en dat zou verplicht moeten worden in de bestekken) en het belang van de oorspronkelijke staat van het oppervlak voordat het ondrwerpen aan de vorst- en dooicycli (bijkomend gegeven). Het is belangrijk op te merken dat wij hier niet meer de informatie die gegeven wordt door het laatste meetpunt van de curve gebruiken maar door de vorm van de curve (3 of 4 waarden bij het grootste aantal cycli). We hebben zelfs duidelijk gemaakt dat een niet-lineair model het mogelijk kon maken het geheel van de meetpunten te gebruiken en de zelfde resultaten te geven. Deze “universele” methode voor de interpretatie van de resultaten van de vorst-en dooi is van groot belang omdat deze ons zou toelaten om het intrinsiek bestanddeel aan vorstweerstand van een betonstuk te scheiden van de oorspronkelijk staar van zijn oppervlak (vóór het onderwerpen aan de combinatie van vorst- en dooicycli en dooizouten).

Afbeelding 5 : Methode voor de interpretatie van de afschilferingsresultaten uit het vorig prenormatief onderzoek. Deze zal tijdens het Gelavia onderzoek moeten worden goedgekeurd. Op deze manier denken wij dat we met deze nieuwe methode zullen kunnen bevestigen (nieuw Gelavia ondrzoek) dat het mogelijk is :

- een correlatie op te stellen tussen de proefresultaten van de ISO-DIS en de SLAB-Test (strengere proef) voor het wegenbeton ;

een betere schatting van de levensduur van een bestaande structuur te geven tegenover zo’n aanval.

Inleidende resultaten, verkregen dankzij een eindwerk burgerlijk ingenieur (bibliografische referentie 14) blijken dit reeds te bevestigen.



14/25

c. Het project « Floorcrete »

De tweede biënnale van het prenormatief onderzoek Floorcrete ging in januari 2015 ten einde. Ter herinnering, sinds 2008 zijn er verschillende industriële vloeren vernietigd moeten worden ten gevolge van het loskomen van de deklaag. Het loskomen van de lijmverbinding heeft verschillende oorzaken die moeten worden begrepen en nagebootst teneinde er een oplossing voor te kunnen vinden.

De bijdrage van het CRIC-OCCN tijdens de twee eerste onderzoeksjaren heeft zich beperkt tot de studie van de proeven voor het meten van de verharding, nodig voor het bepalen van de tijd voor het uitvoeren van de afwerking van zulke tegels. Inderdaad, de afwerkingstijd (lors des deux premières années recherche s’est limitée à l’étude des essais de mesure de durcissement qui sont nécessaires pour définir la fenêtre de temps pour effectuer l’opération de finition de telles dalles. En effet, le temps de finition (passage van de helicopter tussen het bindings « begin » en –« einde »de l’hélicoptère entre la prise « initiale » et « finale ») blijkt één van de kritieke parameters die zijn die op de werf moet worden beheerst.

Er werden vier proefmethodes geselecteerd op basis van een bibliografische studie. Deze werden op betontegels vergeleken in het laboratorium. De twee eerste technieken (metingen van soortgelijke en ultrasone weerstand) hebben als voordeel in situ gebruikt te kunnen worden, niet-destructief te zijn en makkelijk te automatiseren. Ze hebben het nadeel dat ze nog nooit eeerder voor zulke toepassingen werden gebruikt (geen criterium beschikbaar). De twee volgende (« Voton » en « Finisher Foot » metingen) hebben het voordeel dat ze specifiek voor dit type toepassingen werden ontwikkeld, maar hebben het nadeel te moeten worden uitgevoerd op een apart betonproefstuk (anders dan uit de tegel), veel bewerkingstijd te vergen en zodoende dus om de werkelijke verharding van een grote betontegel niet te vermelden (verhardingsinhomogeniteit). De « Voton » methode, ontwikkeld in Nederland, komt er op neer om een metalen paal dmv zwaartekracht te laten vallen om vervolgens de indringingsdiepte van de impact in de tegel te meten. Vanaf een bepaalde indringingswaarde (35 mm), kan de afwerking van de tegel beginnen. Deze methode maakt het momenteel nog niet mogelijk de maximumsduur van de afwerking te meten, welke ook zeer belangrijk is. De « Finisher Foot » bestaat in het meten van de nodige druk om schijven van verschillende diameters op een gegeven diepte in te kunnen slaan. De amerikaanse ontwikkelaars van de proefmethode stellen waarden voor voor de tijdsspanne voor de afwerking (bindingsbegin en –einde). De electrische methode is dezelfde als deze beschreven in het project PriBref. Ze komt er op neer om de afgeleide uit te voeren van de meting van de schommeling van de electrische weerstand van het beton doorheen de tijd. Voor de ultrasone methode gebruiken wij een apparaat dat ontwikkeld werd door de universiteit van Stuttgart, “FreshCon” genaamd. Deze maakt het mogelijk om, adhv een detector, de snelheid, de energie en het frequentiespectrum (transformatiealgorithme van Fourier) van een ultrasoon signaal uitgegeven door een zender.

Beide niet destructieve methodes laten ons toe een bindingsbegin en –einde te bepalen. Deze komen jammergenoeg niet overeen met de waarden resulterend uit de twee destructieve methodes, welke de referentiemethodes zijn voor het bepalen van de tijdsspanne van de afwerking van de tegels.

Tijdens deze tweede biënnale, hebben wij eveneens een methode proberen uit te werken voor het identificeren vande ontwikkeling van de korstvorming op aan delaminatie onderworpen betonstukken. Hiervoor werden er referentiebetons 10 x 30 x 30 cm³ gegoten in daartoe voorziene vormen. De betonstukken werden op drie verschillende manieren verdicht : zonder trilling, met triltafel en met een trillat. Ze werden vervolgens in twee conditionneringskamers geplaatst (atmosfeer : 20°C, RV hoger dan 90% en 30°C, natuurlijke RV van de kamer). In de tweede kamer werd er ventilatie geïnstalleerd boven de beproevde tegels teneinde de drooglegging te versnellen. Een eerste destructieve maatregel (deze van de Voton) wordt toegepast op het vers beton, tot aan een indringing van 60 mm. Op dat moment, wordt de



15/25

techniek van de “ Finisher Foot “ toegepast. De zuiger van deze laatste is aan onze drukpers aangepast. Met de automatische pers meten wij de sterkte die overeen komt met een zekere indringing van de zuiger in het beton. Het doel is het bepalen van – binnen het kenmerk van de gemeten sterkte – een eventuele sprong die zou gepaard gaan met de doorgang doorheen de korst. Wij hebben als besluit moeten trekken dat, zelfs indien men een min of meer uitgesproken korstvorming kon waarnemen, de ontwikkelde methode het niet mogelijk bleek te maken zulke aanwezigheid te voorzien.

Dit onderzoek is succesvol geweest. De gevallen van delaminatie zijn de laatste jaren sterk verminderd, als gevolg van de herziening van het TV 204 door het WTCB.

d. Het project « Recybeton I »

De zeer recente norm EN 206 (2013) bevat van nu af aan (informatieve) aanbevelingen betreffende het gebruik van gerecycleerd split die het gebruik van gebroken betonen menggranulaat toalaat met een vervangingswaarde mogelijk tot 50%. Wij zien hier dus de wil, op Europees niveau, om de deuren te openen naar een meer algemeen gebruik van gerecycleerde granulaten in beton.

Desalniettemin, refereert deze norm nog, in zijn normatief gedeelte, naar « van kracht zijnde maatregelen op de gebruiksplaats van het beton ». Zodoende, is het voor België het Belgisch supplement NBN B 15-001 die de vereisten, de beperkingen en de mogelijkheden tot gebruik van gerecycleerde granulaten in het beton moet beschrijven.

Dit onderzoek wil de nieuwe aanbevelingen van de norm EN 206 op nationale schaal evalueren adhv van locaal geproduceerde granulaten. Het normatief objectief zal een update zijn van de NBN B 15-001 met het zicht op een vereenvoudigd, beter beschreven en perfect gecontroleerd gebruik van de gerecycleerde granulaten in het beton. Zo zou het respecteren van de duurzaamheids- en druksterktevereisten voor het beton gegarandeerd moeten zijn.

Granulaten uit recyclage- en productieplaatsen werden eerst aangevoerd en dan gekenmerkt. Deze granulaten, met verschillende geometrische, fysische, mechanische en chemische kenmerken, zijn allen geschikt voor hergebruik in het beton.

In beide fasen van het onderzoek, werden verschillende soorten betons aangemaakt teneinde de milieuklassen EE3, EE4 et EE4A te bereiken. Als vergelijking en referentie werden erreferentiebetons aangemaakt met natuurlijkegranulaten. Hierna zijn er betonstukken aangemaakt door de natuurlijke granulaten te vervangen door verschillende gerecycleerde.

Het CRIC-OCCN heeft 19 betonstukken aangemaakt met gerecycleerde granulaten afkomstig van verschillende producenten, met meerdere vervangingswaarden (20, 30 et 50%) en met twee typen cement (CEM I et CEM III/A). De door het CRIC-OCCN bestudeerde granulaten zijn verzadigd met water. Druksterkte-, buigsterkte- en duurzaamheidsproeven (interne gel, verspreiding van chloride en ASR) werden op deze proefstukken uitgevoerd. De chlorideverspreidingsprofielen hebben ongeveer 1000 erosies en kwantificaties van chloridegehaltes gevraagd. De resultaten van dit eerste deel van het onderzoek kunnen als volgt worden samengevat :

De vraag naar superplastificeerder stijgt en die naar volumieke massa daalt naargelang het gehalte aan gerecycleerde granulaten stijgt ;

De mechanische prestaties zijn vergelijkbaar met deze van de referentiebetons ;

Op het gebied van duurzaamheid, hebben de voorverzadiging en het type cement significatieve invloed, in tegenstelling tot de granulaattypes. De prestaties van de vorst- en dooi met dooizouten, van de interne vorst, van de chlorideverspreiding en van RAS-weerstand van de betonstukken met gerecycleerde granulaten zijn vergelijkbaar met deze van de referentiebetons ;



16/25

De gerecycleerdre granulaten uit de geteste beton tonen goede eigenschappen aan en zijn dus geschikt om in beton te worden gebruikt ;

Een diepgaand onderzoek van de verwerkbaarheid is nodig (RecyBeton II), teneinde de invloedsparameters beter te begrijpen :

Voorverzadigingsstrategie ;

Proeven naar consistentiesterkte.



17/25

e. Het project « CemCalc »

CemCalc, het onderzoek van het Waals Gewest, volgt op het Europees project « CEM X ».Wij zijn trots op beide projecten omdat de resultaten het mogelijk hebben gemaakt om twee nieuwe klassen ternaire cementen (K/S/L, K/V/L et K/S/V) – die de namen CEM II/C en CEM VI zullen krijgen- aan de cementnorm EN 197-1 toe te voegen (zie gele zones van de terbaire grafiek uit Afbeelding 6).

De eerste biënnale van dit onderzoek, dat in april 2013 werd beëindigd (met uitzondering van bepaalde langdurige duurzaamheidsproeven) werd besteed aan de ontwikkeling en de kenmerking van nieuwe ternaire cementen met een hoog gehalte aan kalksteenvulstof (L) en met een laag gehalte aan hoogovenslak (S). Ter herinnering, de door het CRIC-OCCN bestudeerde cementen uit het CEM X project hadden allen slakconcentraties die hoger of gelijk waren aan 30 % en waren op industriële wijze geproduceerd. De mechanische- en duurzaamheidsprestaties werden vergeleken met deze van de drie industriële cementen (klinker van zelfde afkomst) : een CEM I 52,5 R HES, een CEM II/B-M (S, L) 32,5 R en een CEM III/A 42,5 N LA. De resultaten van dit eerste deel van het onderzoek zijn het onderwerp geweest van vele presentaties tijdens onze Technische Comités, onze Algemene Raden, de Wetenschappelijke Dagen van de RF2B te Douai (biobliografische referentie 4), op de Belgische Betondag en op een Begelijdingscomité dat op 10 december 2013 plaatsvondt in het WTCB te Limelette. De algemene conclusies van dit eerste deel van het project bevestigen de conclusies van het project CEM X (Verslag CRIC-OCCN – Lafarge, december 2011) die als volgt luidden : « Based on test results of this study, we can conclude that most of the tested CEM X cements meet the requirements of the EN 197-1 standard. The durability performances of these CEM X cements are within the same range as the ones of the tested common reference cements CEM I, CEM II and CEM III. For similar future projects on new cementitious products, the principles of this general all in testing program could be used as a framework ». Certaines propriétés de ces ciments, comme celles de retrait/fluage peuvent être considérées même comme excellentes [bibliografische referentie 2].

Afbeelding 6 : Bestaande en nieuwe (gele oppervlakken) ternaire cementen (K/S/L)die ten gevolge van het onderzoek van het CRIC-OCCN en Lafarge in de norm EN 197-1 zullen worden

opgenomen.



18/25

Afbeelding7 : Ternair diagram van de cementen K/V/L, de gele rechthoek komt overeen met het gamma te bestuderen K/V/L-gehaltes voor het onderzoek CemCalc II.

In het tweede deel van het project « CemCalc II » dat in mei 2013 van start is gegaan, hebben we nieuwe ternaire cementen gekenmerkt, maar deze keer met lage vliegasgehaltes (V < 30 %) en met hoge kalksteenvulstofgehaltes (K/L > 1, K < 65 %). Dit concentratiedomein K/S/L (zie grafiek uit Afbeelding 7) werd in het federaal project CEM X niet onderzocht en zeker niet met vliegas.

Het CRIC-OCCN is allereerst overgegaan tot het samenbrengen en de kenmerking van de verschillende materialen nodig voor het Onderzoek.

Al de indelingsonderzoeken op mortel van de referentiecementen (een CEM I 52,5 R, gebruikt voor de aanmaak van nieuwe cementen, een CEM II/B-M (LL-S-V) 32,5 R en een CEM II/B-V 32,5 R) en van de nieuwe cementen (12 samenstellingen) met vliegassen (3 in totaal, twee zonder en één met co-verbranding) en met twee kalksteenvulstoffen (één “pure” en de ander afkomstig uit het breken van granulaten) werden uitgevoerd. Net zoals in het eerste deel van het Onderzoek, wordt het sulfaatgehalte constant en gelijk aan 3,00% behouden.

Afbeelding 8 : Links, de asymetrische menger van droge stof voor de aanmaak van de cementen ; Rechts, bakken voor de bewaring van de mortels van het CRIC-OCCN.

Wij zijn daarna overgegaan tot de aanmaak in grotere hoeveelheden (Afbeelding 8) van zes geselecteerde cementsamenstellingen (vijf met « pure » vulstof en één met een vulstof afkomstig uit het breken van granulaten). De vergelijkende mechanische- en duurzaamheidsproeven (met de referentiecementen)op beton en de milieuproeven



19/25

(hoofdzakelijk uitloging) op vliegassen werden op 29/10/2015 voorgesteld tijdens een Begeleidingscomité. (met de referentiecementen). We kunnen, over het algmeen, stellen dat de vliegashoudende betons minder goede mechanische- en duurzaamheidsprestaties hebben dan deze van hoogovenslakhoudende betons. De krimp- en vloeikenmerken blijven uitstekend.

f. Het project « Tefracem »

Dit door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest gesubsidieerd project werd in december 2014 beëindigd en betrof de herwaardering van electrostatisch vliegas uit de verbrandingsoven van Neder-Over-Heembeek en de vervangin van de fijne fractie zand in het beton. De studie heeft in haar eerste deel getoond dat de electrostatische vliegas niet reactief waren en dus niet geschikt waren voor een cementtoepassing.

Het electrostatisch vliegas worden als gevaarlijk afval beschouwd, hoofdzakelijk omwille van de potentiële uitloging van hun chloriden en metalen. Waar de bodemas uit verbrandingsovens voor huisvuil in de bouwkunde na het inert maken kunnen worden gebruikt, wordt het electrostatisch vliegas meestal in speciale stortplaatsen begraven (zoutmijnen) en houden dus zware financiële- en milieukosten in. Rekening houdend met een productie van 9.406 ton electrostatisch vliegas in 2006 in het brussels gewest en een behandelingskost tussen de 145 en 195 €/ton (transport inbegrepen), houdt de behandeling van het afval een kost gaande van 1,4 tot 1,8 miljoen € per jaar.

In dit tweede tweejarig deel van het project, heeft het CRIC-OCCN een vergelijkende studie uitgevoerd naar de mechanische-, duurzaamheids- en milieu- (uitloging) prestaties van betons met of zonder electrostatisch vliegas (5% in massa ter vervanging van het zand). Een samenstelling voor ordinair beton (W/C = 0,6 en beoogde verzakking S3) werd allereerst ontwikkeld. Het electrostatisch vliegas werd adhv de natte methode ingevoerd om de blootstelling aan fijn stof te verminderen, de energie van het wasprocédé van het electrostatisch vliegas ontwikkeld door de Dienst 4-MAT van de ULB te verminderen (geen droging) en de homogeneïteit van de mengelingen te verbeteren. Voor het laatste punt, zullen de zeer fijne deeltjes de neiging hebben om agglomeraten te vormen, wat de dispersie in het beton zal beïnvloeden.

De meeste proeven op beton werden uitgevoerd adhv het eerste schoonmakingsprocédé ontwikkeld door de ULB (schoonmaken van het electrostatisch vliegas met natriumcarbonaat) tijdens de drie eerste jaren van het onderzoek. De ULB heeft aan het begin van de tweejarige periode met zijn piloot voldoende met natriumcarbonaat behandeld electrostatisch vliegas voor de aanmaak van onze betonproefstukken. Vervolgens hebben ze hun schoonmaakprocédé geoptimaliseerd door een mengeling van natriumcarbonaat en kalk. Dit parallel met het uitvoeren van onze proeven.

Op mechanisch vlak, hebben wij gevonden dat de betonstukken met electrostatisch vliegas hogere druk weerstanden bieden (14 %) dan deze zonder electrostatisch vliegas. Deze verbetering lijkt met 19% verhoogd te worden met de met het nieuw procédé gewassen electrostatisch vliegas. De waarden van de elasticiteitsmodulussen worden ook met 5 % verbeterd.

Op het vlak van duurzaamheid, tonen de betonstukken met het electrostatisch vliegas betere weerstand tegen de verspreiding van chloride en tegen vorst- en dooi met dooizouten dan deze zonder electrostatisch vliegas. De verbetering van de mechanische prestaties en van hun duurzaamheidseigenschappen kunnen worden toegewijdt aan een « vulstof » effect van het electrostatisch vliegas.

De waarden van weerstand aan aantasting door sulfaten en door carbonatatie blijven onveranderd voor betonstukken met electrostatisch vliegas t.o.v. betonstukken zonder electrostatisch vliegas . De waarden van weerstand aan de Alcali-Silica Reactie (ASR) alsook



20/25

aan interne vorst zijn integendeel slechter voor betonstukken met electrostatisch vliegas, maar zouden redelijk gemakkelijk kunnen worden verbeterd. Op het vlak van milieuprestaties, heeft het CRIC-OCCN twee soorten uitlogingsproeven uitgevoerd :

1. Op poeder (vergelijking van het uitzouten van het onbehandeld electrostatisch vliegas met dat van het met beide procédés behandeld electrostatisch vliegas) pH constante methode beschreven in de norm CEN/TS 14997 ;

2. Op betonmonoliet (met en zonder electrostatisch vliegas) volgens de nederlandse van de tank test (NEN 7345).

De meetresultaten op poeder (1) hebben getoond dat het laatste reinigingsprocédé van het electrostatisch vliegas, door de Universiteit op punt gesteld, van veruit beter was dan de voorbije versie. De twee behandelingen zijn echter goed, behalve betreffende het uitzouten van de alcali (sodium et potassium). Deze hoge alcaligehaltes verklaren de minder goede weerstand aan de ASR van betons met behandeld electrostatisch vliegas. Dit zou trouwens gemakkelijk kunnen worden opgelost dankzij een bijkomende reinigingsetappe van het vliegas.

De vergelijkende resultaten van de uitlogingsproeven op betonmonoliet met en zonder electrostatisch vliegas tonen aan dat :

Al de uitgeloogde elementen het zijn met gehaltes die lager zijn dan de criteri uit de Europese richtlijn voor drinkwater ;

Een gering verschil wordt opgemerkt tussen de hoeveelheden spoorelementen in de betonuitlogingsstukken met en zonder electrostatisch vliegas retrouvés ;

De gehaltes zijn enkel lichtjes hoger voor uilogingsbetons met electrostatisch vliegas voor kleinere elementen ;

Enkel het Na element is overvloediger in de uitlogingsstukken en is te wijten aan de uitloging van het electrostatisch vliegas , de andere elementen worden door de cementmatrix gehinderd.

Tijdens een begeleidingscomité (januari 2015)werd er gesuggereerd om electrostatisch vliegas te gebruiken in « minder nobele » toepassingen dan die van het beton, zoals bijvoorbeeld de tijdelijke opvulling van ingravingen die later terug moeten worden uitgegraven.

g. Richtlijn « Neocrete » vervolgens « COM-MAT »

De tweejarige technologische Richtlijn « Neocrete », gefinancierd door het Waals Gewest en in december 2013 beëindigd, had voor ambitie de ontwikkeling van speciale betons voor duurzame toepassingen te promoveren, alsook het gebruik van industriële bijproducten te vergroten voor de aanmaak van mortels en beton die respectueuzer zouden zijn voor het milieu. Deze Richtlijn werd in samenwerking met het WTCB gevoerd.

Laten we eraan herinneren dat dit soort project een dienst is aan al onze industrieën die producent zijn van materialen voor beton, producent en gebruikers van beton en mortel in het zuiden van het land.

De resultaten zijn confidentiëel aangezien de dienstverlening op onafhankelijke wijze wordt geleverd aan verschillende nijverheidsbedrijven. Wij kunnen echter een aantal « success stories » aanhalen die door onze twee Centra werden behaald.

De Richtlijn Neocrete werd begin 2014 vrvangen door een meer algemene richtlijn “Materialen en technieken uit de duurzame bouw”, beheerd door onze Sterke Vereniging Waals Gewest Cori-OCCN-OCW-WTCB. Het CRIC-OCCN heeft samen met het WTCB gezorgd voor het gedeelte beton.



21/25

h. Het Europees project« AquaCem »

Beton is het meest gebruikte bouwmateriaal ter wereld. Het is een duurzaam materiaal met een brede waaier aan recyclagemogelijkheden wanneer het verhard is (filosofie van cradle to cradle). De overblijfselen van onverhard beton uit de betoncentrales, daarentegen, worden in ons klein land geschat op enkele honderdduizendtallen per jaar (overschotten te wijten aan laattijdige aankomst op de werf en schoonmaak van de truckmixers). Het slib of “grijs water” vormt afval dat - na verharding – op een stortplaats moet worden gebracht. Dit brengt zeer hoge kosten met zich mee (economische impact) voor de sector van het stortklaar beton (in België alleen al 270 KMO’s). Het fijn en grof granulaat kan onder bepaalde voorwaarden worden herbruikt in de aanmaak van betons. Het doel van het project dat in juni 2014 van start ging is het bestuderen van een onopgelost probleem (preconcurrerend en innovatief karakter van het project), te weten het hergebruik van gerecycleerd water of « grijs water » (ultiem overschot van de schoonmaak van mixertrucks op de productieplaatsen van stortklaar beton ; water met fijne deeltjes < 200 µm) voor de productie van lucht- en hogesterktebeton .Dit procédé wordt niet in de drie deelnemende landen (en gewesten) uit dit project toegelaten: Duitsland, Oostenrijk en België. Dit is waarom het gebruik van gerecycleerd water voor deze specifieke toepassingen het mogelijk maakt de onderzoeksresultaten toe te passen op alle andere toepassingen en andere landen (en gewesten) in Europa waar het hergebruik van gerecycleerd water in het algemeen niet toegelaten is. De drie deelnemende OnderzoeksCentra (SmartMinerals pour l’Autriche, FIZ pour l’Allemagne et CRIC-OCCN pour la Belgique) hebben het voordeel elkaar goed te kennen daar ze elk in hun land dezelfde sector vertegenwoordigen.

Het CRIC-OCCN heeft acht betoncentrales bezocht in verschillende belgische regio’s (bij wijze van vergelijking). Er werden drie centrales geselecteerd (met zeer uiteenlopende procédés voor het terugwinnen van reinigingswater) in het Waals Gewest om er de nodige watermonsternames uit te voeren voor de in het onderzoek voorziene mortelstudie.

De vergelijkende studie van de prestaties van hydratatieophoudende middelen voor cement (variabele die aanvankelijk het object van de studie moest zijn) werd in november 2014 beëindigd. Gezien het lage technisch en economisch belang en de lage verschillen die met deze producten gemeten zijn, werd er in samenspraak met onze partners beslist om het belang dit deel van het project te verminderen. In de plaats, werden er meer schijnbare dichtheden recyclagewater met grotere hoeveelheden deeltjes in suspensie bestudeerd dan oorspronkelijk voorzien. De studies over mortel en vervolgens over beton hebben het mogelijk gemaakt de algemene conclusies te geven die we gaan detailleren. Het gebruik van gerecycleerd water leidt tot :

Een grotere (maar redelijke : kost) vraag aan hulpstoffen ;

Een afname van de druksterkte tot 10% à 20% voor lucht- en hogesterktebeton, voor schijnbare dichtheden recyclagewater respectievelijk 1,06 en 1,15 g/cm³.

In sommige gevallen, een toename van de druksterkte voor normale betonstukken ;

Iets hogere oppervlakteafschilferingen bij de vorst- en dooi met dooizouten maar steeds goed onder de aanvaardbare grenzen ;

Een belangrijkere relatieve uitrekking voor de mortels vanaf 1,15 g/cm³ vergeleken met 1,06 g/cm³ in de proeven op sulfaathoudende aantastingsproeven ;

Gelijkaardige prestaties aan carbonatatie, aan chlorideverspreiding en aan wateropslorping.



22/25

Volgend op de resultaten van dit onderzoek, is het niet nodig om beperkingen toe te passen op het gebruik van gerecycleerd water in normaal beton, in hogesterkte beton en in luchtbeton :

Indien de normatieve specificaties (grenswaarden voor de schijnbare dichtheden gerecycleerd water volgens de norm EN 1008) aanwezig zijn ;

Indien er sterke kenmerken van vers beton verzekerd zijn.

i. Studie van de interactie zand – superplastificeerder zonder anti-schuimmiddel

Het CRIC-OCCN heeft van Sika (bedrijf voor hulpstoffen) vier zanden ontvangen : respectievelijk twee soorten zeezand en twee soorten rivierzand met superplastificeerder. Deze laatste produceerde, in het bijzijn van twee soorten zeezand, een zeer grote hoeveelheid luchtporiën, zowel in mortel- als in betonfabricaties. De twee twee soorten rivierzand daarentegen, toonden met dezelfde samenstellingen en in het bijzijn van dezelfde superplastificeerder, uiterst normale waarden aan luchtporiën. We hebben later vernomen dat de superplastificeerder geen enkele anti-schuimmiddel bevatte.

Rekening houdend met hun afkomst, toonden de karakteriseringen van de twee soorten zand niets abnormaals. Het boeiende was, dat hoe meer het zeezand was uitgewassen, hoe meer het luchtporiën met zich mee bracht. De hypothese van een interactie tussen de superplastificeerder en het zeezand moet dus verworpen worden. We hebben ons er dus bij neer moeten leggen dat het zeezand “iets” moesten bevatten (omgekeerde logica) die de luchtporiën in het bijzijn van de superplastificeerder weg moest halen. Zeezand bevat uit zichzelf meer klei dan zeezand.

De grafiek uit Afbeelding 9 donne geeft de resultaten weer van ingesloten lucht verkregen op mortels (vervaardigd met genormaliseerd zeezand dat gebruikt werd voor de certificatie van cement volgens de EN 196-1 en een cement CEM III/A) in functie van het vervangingsgehalte van zand door verschillende soorten klei. Het bentoniet, en fonction de la teneur de remplacement du sable par différents types d’argile. La bentonite, het illiet en het kaoliniet werden geselecteerd voor hun zeer grote verschillen inzake hun specifiek adsorptie oppervlak, respectievelijk 700-800, 100-175 et 10-20 m2/g.

Afbeelding 9 : Luchtgehaltes op mortel in functie van verschillende vervangingen van zand door verschillende types klei.

(50/50 Bentoniet/illiet stelt een massamengeling voor van 50% de bentoniet met avec 50% d’illiet).

Op de grafiek uit Afbeelding 9, zien we dat al het klei het mogelijk zal maken het aantal luchtporiën te verminderen in functie van hun stijgend vervangingsgehalte in het zand. Voor



23/25

de hoge vervangingswaarden, streeft het luchtgehalte de waarde na die verkregen wordt in afwezigheid van een superplastificeerder. Het bentoniet, met een hoger specifiek oppervlak, zal de lucht eveneens verminderen adhv veel lagere vervangingswaarden dan deze van het kaoliniet die een veel kleiner specifiek adsorptieoppervlak heeft voor.

Vervolgens, hebben wij het feit dat methyleenblauw de goede variabele was voor het bepalen van de absorptiecapaciteit van de verschillende geselecteerde soorten klei naar voren gebracht. De grafiek uit Afbeelding 10 geeft de resultaten weer van het luchtgehalte van de grafiek uit Afbeelding 9. Deze zijn voorgesteld in functie van het gemeten methyleenblauw voor elk van de samenstellingen met verschillende kleisoorten dan in Afbeelding 9. D functie is dus een impliciete functie van het type klei.

Afbeelding 10 : Luchtgehaltes van mortels in functie van het methyleenblauw gemeten voor elke vervanging van zand door klei uit de grafiek van Afbeelding 9.

We krijgen een universele curve die het ons mogelijk maakt te voorspellen – dat voor om het even welke soort of cominatie van soorten klei aanwezig in een zand – een methyleenblauw gemeten op deze laatste tussen 0,5 en 1 g/kg zal leiden tot een verlaging van de luchtporiën van het hoog niveau (13%) naar het laag niveau (4%). Wij hebben, op dezelfde grafiek adhv van een rode lijn, parallel met de y-as, de limit van het methyleenblauw aangeduid voor de definiëring van de A-klasse in het PTV 411 « codificering van de granulaten ». Deze waarde van 1,5 g/kg stelt de limiet voor onder dewelke een zand als zeer proper kan worden gedefinieerd (weinig klei). Dit komt er op neer te zeggen dat, voor veel lagere concentraties dan deze waarop een zand als « proper » wordt beschouwd op het vlak van beton, een kleine hoeveelheid klei een gunstig effect kan hebben en de hoeveelheid luchtporiën ontstaan uit de interactie zand/superplastificeerder kan verlagen.

Een volledige en veel bredre studie dan de paar hoger gepresenteerde resultaten over de interactie zand/superplastificeerder werd van 2013 tot 2015 uitgevoerd. We hebben, onder andere, de invloed van deze interactie op de rheologie bestudeerd. De resultaten van deze studie bevestigen volgend model :

De laatste generatie superplastificeerders zullen zich, zoals de voorgaande, adsorberen op de cementdeeltjes. Het mechanisme aan de basis van het superplastiërend effect (scheiding van de cementdeeltjes die een verhoging van de vloeibaarheid mogelijk maken) is daarentegen verschillend van de voorgaande generaties. Deze wordt uitgevoerd – gezien de belangrijkere grootheid van de polymeerketens – adhv van een sterische belemmering. De scheiding van de cemendeeltjes voor de voorgaande generaties superplastificeerders gebeurde, in tegendeel, adhv een electrisch afstotingsmechanisme. Een superplastificeerder is nooit helemaal efficiënt : bepaalde macromoleculen gaan zich niet adsorberen op de cementdeeltjes en gaan dus in de



24/25

poriënoplossing van de mortel of het beton belanden. Dit is van groot belang want de moleculen die zich in de poriënoplossing bevinden gaan, in afwezigheid van ant-schuimmiddel, de oppervlaktespanning van deze laatste verlagen. Het verminderen van de oppervlaktespanning zal dus leiden tot de verhoging van luchtporiën.

De aanwezigheid van klei in het rivierzand gaat deze oppervlaktespanning verhogen door het adsorpteren van deze verloren macromoleculen voor het superplastificeerderseffect. Het is in dit model duidelijk dat, hoe groter het specifiek oppervlak van de klei, hoe kleiner de nodige hoeveelheid klei om dezelfde hoeveelheid macromoleculen te adsorberen. Deze resultaten werden aan de sectoren van cement en stortklaar beton gecommuniceerd alsook in een artikel dat niet als dusdanig werd aanvaard in Cement & Concrete Research (bibliografische referentie 12). Deze zullen in de nabije toekomst in een minder fundamenteel tijdschrift verschijnenen.

6 Bibliografische referenties

1. Armande Hellebois, Arnaud Launoy, Christian Pierre, Michel De Lanève, Bernard Espion ; 100-years-old Hennebique concrete, from composition to performances ; Construction and Building Materials 44, 149-160 ; 2013.

2. Bernard Espion, Billy Lebon, Christian Pierre, Olivier Germain, Armande Hellebois ;

Characterisation of new ternary cements with reduced clinker content ; First

International Conference on Concrete Sustainability ICCS 2013 ; Tokyo Japan ; May 2013.

3. Perre Flament, Sandra Abdelouhab, Véronique Lardot, Francis Cambier, Christian

Pierre, Geraldine Vanhamme ; The potential of ultrasound based methods for monitoring the setting of refractory castables ; EUROGRESS, Aachen, Germany ; September 25th and 26th, 2013.

4. M. Rondeux, L. Courard, F. Michel, G. Vanhamme, C. Pierre, V. Pollet, I. Lecomte et V.

Dieryck ; Durabilité des ciments ternaires à base de laitier vis-à-vis des attaques sulfatiques ; Quinzième édition des Journées Scientifiques du (RF)2B ; Douais, France ; 3-4 juillet 2014.

5. Nenad Milenković, Stéphanie Staquet, Jean-Paul Lecomte, Christian Pierre and Marie -

Paule Delplancke ; Non-ionic silane emulsion as integral water repellent – impact on cement hydration process ; Hydrophobe VII, 7th International Conference on water repellent treatment and protective surface technology for building materials ; Portugal, Lisbon ; 11-12 September 2014.

6. A. Fabien, A. De Boom, M. Degrez, C. Pierre, S. Staquet ; Réutilisation des cendres

issues de l’incinération des déchets ménagers dans les matériaux cimentaires ; Quinzième édition des Journées Scientifiques du Regroupement Francophone pour la Recherche et la Formation sur le Béton ; (RF)2B ; Douai, France ; 3 et 4 juillet 2014.

7. B. Dooms, G. Mosselmans, A. Beeldens ; Gélivité des revêtements extérieurs en béton :

rôle du type de ciment ; CSTC-Contact 2014/3 page 5 ; août 2014.

8. S. Staquet, A. De Boom, M. Degrez et Ch. Pierre ; Valorisation des cendres d’électrofiltres issues de l’incinération des ordures ménagères de la region Bruxelloise dans du béton ; Worshop Tefracem, Campus du Solbosch de l’Université Libre de Bruxelles ; 9 janvier 2015.



25/25

9. Nenad Milenković, Jean-Paul Lecomte, Christian Pierre and Marie-Paule Delplancke; Getting under the skin, Examining silane-based integral water repellent and its impact on cement hydration; European Coatings Journal, page 102; March 2015.

10. Nenad Milenković, Jean-Paul Lecomte, Christian Pierre, Stéphanie Stacquet, Marie-

Paule Delplancke; Silane based integral water repellent: impact on cement hydration processes; Proceeding to the “European coating congress”, Nuremberg, April 2015.

11. Nenad Milenković, Jean-Paul Lecomte, Christian Pierre , Stéphanie Stacquet, Marie-

Paule Delplancke; Silane based integral water repellent: impact on cement hydration processes; Proceeding to the “Mortar Summit” organised by the European Mortar association, May 2015, Lisbon.

12. Ch. J. H. Pierre, M. De Lanève, G. Mosselmans, P. Magera and N. Canu; Interaction

Sand – Superplasticizer without defoamer; send for approval at Cement & Concrete Research; October 2015.

13. J-P. Lecomte, M-J. Sarrazin and Ch. Pierre; Silicon-based integral water repellents in

lime-cement mortars; European Coating Journal page 46; 04/2016 May 2016.

14. Thomas Van Hoye, Méthode d’interprétation des essais de résistance au gel-dégel du béton avec sels de déverglaçage; TFE Ecole Polytechnique de Louvain; juin 2016.

15. N. Milenković, J-P. Lecomte, M.-J. Sarrazin, V. Fromond, C. Pierre, M.-P. Delplancke;

Use of Silicone resin emulsion as integral water repellent for mortar and fibre reinforced cement boards (FRC); Proceeding of IIBCC 2016 : International Inorganic-bonded Fiber composite conference”, Fuzhou, November 2016.

16. Müller, Christoph; Palm, Sebastian; Pierre, Christian; Mosselmans, Gunther; Peyerl,

Martin; Maier, Gerald; Wiederverwendung von Restwasser in der Herstellung von Luftporen- und hochfesten Betonen; Betontechnische Berichte, Beton; 2016, 66(11), S.467-474.

Service Recherche Dienst Onderzoek - cric.be · project maakte het ons ook mogelijk om het aantal...

Documents

Transcript of Service Recherche Dienst Onderzoek - cric.be · project maakte het ons ook mogelijk om het aantal...