Van vers beton tot verhard beton: Classificatie van beton

23 April 2019
 

Inleiding

De Europese betonnorm NBN EN 206 en zijn nationale aanvulling NBN B15-001 vormen de normatieve basis voor de specificatie van alle constructieve betons.
Beton kan worden voorgeschreven hetzij "op prestatie" hetzij "op samenstelling". De keuze voor één van beide vormen van specificatie heeft gevolgen voor de verantwoordelijkheden van de betrokken partijen.
In het geval van beton voorgeschreven "op prestatie" stelt de producent van het beton zich garant voor het respecteren van het geheel van de prestatie-eisen die
deel uitmaken van de specificatie. De producent dient een zelfcontrolesysteem in stand te houden dat controles omvat op de grondstoffen, de productieparameters
en de conformiteit van het afgewerkte product. Enkel beton op prestatie kan het voorwerp uitmaken van de BENOR-certificatie.

benor

 

Deze certificatie, die gekenmerkt wordt door controles door een derde partij, geeft aan dat de producent bekwaam is om te voldoen aan de gevraagde eisen. Hierdoor
vervalt doorgaans de noodzaak om nog controles uit te voeren op de werf (die vaak worden uitgevoerd in niet-ideale omstandigheden op het vlak van de aanmaak
en de bewaring van proefstukken). De opdrachtgever kan weliswaar controles voorzien op de uitvoering,
de afwerking en de bescherming van het vers beton. In het geval van beton voorgeschreven "op samenstelling" is het de taak van de voorschrijver om na te gaan of de
specificatie beantwoordt aan alle algemene eisen van de norm NBN EN 206 en of de voorgeschreven samenstelling toelaat om de gewenste eigenschappen te bekomen. De betonproducent dient zich enkel garant te stellen voor het respecteren van de voorgeschreven samenstelling..

fig 2 1
Fig 2.1.1 Drukproef op een kubus

 

 

Specificatie van beton op prestatie

De specificatie van beton op prestatie volgt de logica van de betonnorm NBN EN 206 en omvat 4 "basisgegevens" :

  • druksterkteklasse
  • gebruiksdomein en milieuklassen of omgevingsklasse
  • maximale korrelgrootte van de granulaten
  • consistentieklasse.

Deze worden eventueel aangevuld met één of meerdere "aanvullende gegevens".


Druksterkteklasse
Beton wordt eerst en vooral ingedeeld in klassen volgens zijn druksterkte, uitgedrukt in N/mm2.
De druksterkteklassen worden altijd aangeduid met de letter "C" (van het Engelse "Concrete") gevolgd door 2 waarden die overeenstemmen met de druksterkte
gemeten op cylindervormige, respectievelijk kubusvormige proefstukken.

Voorbeeld : C 30/37
C geeft aan of het gaat om beton met een normale volumemassa of om zwaar beton,
30 duidt op de minimale karakteristieke druksterkte, gemeten op een cylinder (Ø = 150 mm, h = 300 mm).
37 duidt op de minimale karakteristieke druksterkte, gemeten op een kubus met een ribbe van 150 mm.


De europese norm legt 16 druksterkteklassen vast gaande van C8/10 tot en met C100/115 (tab 2.1.1).

Als de volumieke massa van beton lager is dan 2 000 kg/m3 spreekt men van lichtbeton. In dat geval worden de druksterkteklassen aangeduid met "LC" (van
het Engelse "Lightweight Concrete") en zijn er 14 sterkteklassen, gaande van LC8/9 tot en met LC80/88..

tab1nl
Tab 2.1.1 Druksterkteklassen. De meest voorkomende klassen zijn omkaderd.

 

 

Gebruiksdomein en milieuklassen of omgevingsklassen
Gebruiksdomein
Aangezien de eisen met betrekking tot de duurzaamheid van beton afhankelijk zijn van het gebruiksdomein, dient de voorschrijver aan te geven of het om
ongewapend beton (OGB), gewapend beton (GB) dan wel voorgespannen beton (VB) gaat.

Chloridengehalte
Het gehalte aan chloorionen in de betonsamenstelling dient beperkt te worden, afhankelijk van het gebruiksdomein, om het risico op chloriden-geïnitieerde wapeningscorrosie te beperken. In België gelden volgende grenswaarden :

  • 1,00% voor OGB
  • 0,40% voor GB
  • 0,20% voor VB

Het chloridengehalte van beton wordt uitgedrukt ten opzichte van de massa van het bindmiddel en berekend op basis van het chloridengehalte van de bestanddelen. Men kan hiervoor gebruik maken van maximaal toegestane waarden van de productnormen of van waarden opgegeven door de producent.

Milieuklassen en omgevingsklassen
De norm NBN EN 206 definieert 6 categorieën van potentiële aantastingsmechanismen, die verder in 3 of 4 klassen onderverdeeld worden naargelang de agressiviteit.
In totaal definieert de norm op die manier 18 milieuklassen "X". Deze klassen worden in detail toegelicht en voorzien van voorbeelden in tabel 2.1.2.
De ontwerper kan verschillende klassen combineren in functie van de voorziene blootstelling van het betonelement. Voor elke milieuklasse stellen de europese norm en zijn nationale aanvulling minimale eisen voor opdat het beton zou weerstaan aan de bijhorende aantasting :

  • minimale sterkteklasse
  • minimaal cementgehalte
  • maximale W/C-factor
  • eventueel een minimaal luchtgehalte.

In België introduceert de norm NBN B15-001 bijkomend het begrip omgevingsklasse "E". 13 omgevingsklassen, die overeenkomen met de gebruikelijke Belgische praktijk, worden hierin gedefinieerd. De ontwerper hoort slechts één enkele omgevingsklasse te selecteren (uitgezonderd voor de klassen EA die met een klasse EE of
ES moeten gecombineerd worden).
Bovendien introduceert de belgische norm het begrip "Betontype" om op een eenvoudige wijze het geheel van minimale eisen aan de betonsamenstelling voor te
stellen. Het betontype wordt genoteerd onder de vorm T(x,xx) waarbij x,xx de maximale W/C-factor voorstelt ; eventueel gevolgd door de letter A (van het Engelse "Air")
indien een minimaal luchtgehalte van toepassing is.

Tabel 2.1.3 verzamelt, voor alle E-klassen, de overeenkomstige X-klassen en de bijhorende betontypes alsook de minimale eisen aan de betonsamenstelling. Voorbeelden van veel gebruikte omgevingsklassen worden gegeven in figuur 2.1.2.

 

fig 2 1
Fig 2.1.2 Voorbeelden van veel gebruikte omgevingsklassen

 

 

tab2nl
a) opmerking : een zeer droge omgeving komt in België zeer zelden of niet voor
b) brak water : ondiep licht zouthoudend water dat voornamelijk voorkomt in de kustvlakte, het poldergebied in de omgeving van Diksmuide, sommige Oost-Vlaamse polders en rond de haven van Antwerpen waarbij de hoogtelijn van 6 m wordt vastgesteld als de grens tot waar deze gebieden zich uitstrekken T
ab 2.1.2 Milieuklassen volgens de normen NBN EN 206 en NBN B15-001

 

tab3nl
(1) Enkel voor uitzonderlijke toepassingen in ongewapend beton, zoals bijv. zuiverheidsbeton voor funderingen, is betontype T(1,50) mogelijk. (2) De vorstbestendigheid van granulaten met een nominale korrelmaat D ≤ 4 mm wordt geacht te voldoen ; deze van granulaten met een nominale korrelmaat D > 4 mm (met uitzondering van lichte granulaten) wordt geacht te voldoen indien : - ofwel de wateropslorping bepaald volgens NBN EN 1097-6 : 2013 kleiner of gelijk is aan 1,0% ; - ofwel de LA-coëfficiënt bepaald volgens NBN EN 1097-2 : 2010 kleiner is of gelijk aan 25 ; - ofwel, bij blootstelling aan milieuklassen XF1 t.e.m. XF3 (omgevingsklassen EE2, EE3 of ES2) : - ofwel het granulaat na beproeving volgens NBN EN 1367-1 : 2007 behoort tot klasse F4 volgens NBN EN 12620 ; - ofwel het granulaat na beproeving volgens NBN EN 1367-2 : 2010 behoort tot klasse MS35 volgens NBN EN 12620 ; - ofwel, bij blootstelling aan milieuklasse XF4 (omgevingsklassen EE4 of ES4) : - ofwel het granulaat na beproeving volgens NBN EN 1367-1 : 2007 behoort tot klasse F2 volgens NBN EN 12620 ; - ofwel het granulaat na beproeving volgens NBN EN 1367-2 : 2010 behoort tot klasse MS25 volgens NBN EN 12620.

 

tab4nl
(3) Beton zonder ingebrachte lucht behalve indien opgelegd door de voorschrijver (4) Cement met hoge bestandheid tegen sulfaten (volgens NBN B12-108) of een combinatie van cement en gemalen gegranuleerde hoogovenslakken conform de ATG "Gemalen gegranuleerde hoogovenslakken – LMA" met minstens 66% m/m LMA ten opzichte van de totale hoeveelheid cement + LMA moet gebruikt worden indien het sulfaatgehalte > 600 mg/kg in water en > 3 000 mg/kg of 2 000 mg/kg (zie voetnoot c in tabel 2 van NBN EN 206:2013 + A1:2016) in de grond. In geval van gebruik van LMA, moet de hoge bestandheid tegen sulfaten aangetoond worden volgens de regels gedefinieerd in de Technische Goedkeuring (ATG) voor gemalen hoogovenslakken gedekt door een ATG met certificatie en verwijzend naar deze norm. Tab 2.1.3 Omgevingsklassen met bijhorende milieuklassen en minimale eisen ten aanzien van de samenstelling volgens NBN B15-001

 

Maximale korrelgrootte van het granulaat
Beton wordt verder gekenmerkt door de grootste nominale korrelafmeting van de granulaten (Dmax).
Aanbevolen wordt om Dmax zo groot mogelijk te kiezen, maar niet groter dan :

  • 1/5 a met a : de kleinste afstand tussen de bekistingswanden of de vloerdikte
  • 3/4 b met b : de kleinste afstand tussen de wapeningsstaven
  • 1,5 b’ met b’ : de afstand tussen de wapeningsstaven ter hoogte van de wapeningsoverlappingen c met c: de betondekking
  • 2/5 e met e : de dikte van de opstortlaag van een samengestelde vloer.
fig 2 1
Fig 2.1.3 In rekening te nemen afmetingen voor de bepaling van Dmax

 

 

 

Consistentieklasse
De consistentie wordt gekenmerkt door verschillende soorten consistentieproeven : de zetmaat (S) (fig 2.1.4), de verdichtingsmaat (C) of de schudmaat (F). Er zijn geen
directe verbanden tussen de verschillende klassen die bestaan voor elke proef.

fig 2 1
Klasse S1 - Stijf of aardvochtig

 

fig 2 1
Klasse S2 - Half-plastisch

 

fig 2 1
Klasse S3 - Plastisch
fig 2 1
Klasse S4 - Vloeibaar
fig 2 1
Klasse S5 - Zeer vloeibaar

 

 

Aanvullende gegevens
Naast de 4 "basisgegevens" kan de ontwerper of de aannemer vanzelfsprekend aanvullende gegevens formuleren, waarover best op voorhand met de betonproducent
wordt overlegd. Onderstaande (niet-limitatieve) lijst omvat enkele voorbeelden :

  • Eisen met betrekking tot de betonsamenstelling :
    • cementtype (bv. cement SR in aanwezigheid van sulfaten)
    • type granulaat (kalksteen, gerecycleerd …)
    • betontype met toegevoegde lucht
    • toevoeging van vezels (type, hoeveelheid, …)
    • conformiteit met bijlage D van de norm (beton voor speciale geotechnische werken)
  • Eisen met betrekking tot het vers beton :
    • verwerkingsduur
    • minimale of maximale temperatuur
    • maximale warmte-ontwikkeling
  • Eisen met betrekking tot de plaatsing :
    • lengte van de verpomping
  • Eisen met betrekking tot het verhard beton :
    • klasse van de wateropslorping door onderdompeling "WAI"
    • maatregelen ter voorkoming van alkali-silica reactie (ASR).