Betonmix: richtlijnen voor mengsels en watergehalte

De dosering van hulpstoffen en het watergehalte zijn kritische parameters bij het ontwerpen van betonmixen. Deze twee factoren hebben een tegenstrijdige maar toch uniforme relatie. Ze beïnvloeden elkaar en zijn onderling met elkaar verbonden, en alleen door ze in evenwicht te brengen en te coördineren kan bevredigend beton worden bereikt. Bij het ontwerpen van mengsels moet aandacht worden besteed aan de coördinatie ervan, omdat een bepaalde hoeveelheid pasta nodig is om de gewenste verwerkbaarheid van het beton te bereiken, en minder water niet altijd tot betere prestaties leidt. Als de dosering van het mengsel onvoldoende is, kan dit leiden tot een verhoogd watergehalte en een slechte vloeibaarheid (zoals traagheid). Omgekeerd kan te veel vermenging met onvoldoende water resulteren in een plakkerige pasta of zelfs bloeden. Overmatig gebruik van hulpstoffen kan het betonmengsel ook gevoeliger maken voor het watergehalte, waardoor het mengsel moeilijker te controleren is.

(1) Dosering van mengsel
Bij bepaalde hoeveelheden cement, minerale hulpstoffen en toeslagstoffen is er een optimale combinatie van het watergehalte en de dosering van de hulpstoffen, waardoor de beste cohesie, vloeibaarheid en waterretentie in het beton wordt bereikt. Bij het gebruik van hulpstoffen moet de dosering een aanpassingsmarge toestaan ​​om een ​​veilige verwerkbaarheid van het beton te garanderen. Als de maximale dosering van een mengsel bijvoorbeeld 2,2% is, wordt aanbevolen om 1,8% te gebruiken, waarbij een marge van 0,3%–0,5% overblijft voor aanpassing.
Als bij het ontwerpen van mengsels eerst het watergehalte wordt bepaald, kan de dosering van het mengsel worden geëvalueerd op basis van de waterreductiesnelheid, en vervolgens worden geverifieerd door middel van proefmengsels. Als alternatief kan, na het bepalen van de cement-, mineraalmengsel- en aggregaathoeveelheden, een basiswatergehalte worden vastgesteld op basis van de vereiste verwerkbaarheid, en kan de mengseldosering worden aangepast op basis van de geschatte vermindering van het watergehalte. Met een maximale aggregaatgrootte van 31,5 mm, een zandfijnheidsmodulus van 2,6 en een inzinkingswaarde van 180 mm is het basiswatergehalte bijvoorbeeld 227,5 kg/m³. Als de mengseldosering 2,0% bedraagt ​​bij een vermindering van het watergehalte met 25%, bedraagt ​​het aangepaste watergehalte ongeveer 170 kg/m³.
Het optimale watergehalte en de dosering van het mengsel kunnen variëren, afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte materialen. De beste resultaten kunnen alleen worden behaald met proefmengsels, waarbij een homogeen mengsel met voldoende pasta en gewenste verwerkbaarheid, vrij van segregatie of uitbloeding, de maatstaf is.

Als tijdens proefmengsels de inzinking te hoog is, wat resulteert in bloedingen of segregatie, moet het watergehalte eerst worden verlaagd en, indien nodig, moet de dosering van het mengsel worden verlaagd. Als de daling te laag is, kunnen aanpassingen van ongeveer 0,1% in de mengseldosering nodig zijn. Als de inzinking te laag is, moet het watergehalte worden verhoogd, doorgaans met 5 kg/m³, om de inzinking met ongeveer 20 mm te vergroten. Het precieze effect van veranderingen in de dosering van het mengsel op de inzinking moet experimenteel worden bepaald, omdat de prestaties van verschillende soorten of merken mengsels aanzienlijk kunnen verschillen.
Voor een gegeven mengseldosering is er een kritisch watergehalte; als het watergehalte deze waarde overschrijdt, kan er sprake zijn van segregatie of bloeding in het mengsel. Wanneer het watergehalte in de buurt van deze kritische waarde ligt, kunnen kleine veranderingen in het watergehalte het mengsel drastisch beïnvloeden, en schommelingen in het vochtgehalte van toeslagstoffen kunnen leiden tot misvattingen over de kwaliteit van het mengsel, terwijl het probleem in feite in het mengsel ligt. ontwerp.

(2) Waterinhoud
Het standaardconsistentiewatergehalte van cement, de watervraagverhouding van vliegas en de vloeibaarheidsverhouding van minerale hulpstoffen hebben allemaal invloed op het watergehalte van het beton. De meest directe invloed op het watergehalte komt echter van de behoefte aan inzinking. Hoewel de inzinking niet langer rechtstreeks verband houdt met het watergehalte wanneer mengsels worden gebruikt, kan de pasta in gevallen waarin een grote inzinking vereist is met een lager watergehalte onvoldoende zijn, en kan het zijn dat uitsluitend vertrouwen op het verhogen van de mengseldosering geen bevredigende verwerkbaarheid oplevert. In dergelijke gevallen kunnen overmatige doseringen van het mengsel segregatie of bloeding veroorzaken. Wanneer de verhoudingen van cement, minerale hulpstoffen en toeslagstoffen vastliggen, kan een minimaal watergehalte nodig zijn om een ​​bevredigende inzinking te bereiken, en onder deze drempel werkt het mengsel mogelijk niet effectief.

De kwaliteit van grondstoffen kan de verenigbaarheid ervan met hulpstoffen beïnvloeden, waardoor het waterreducerende effect van de hulpstoffen mogelijk wordt verminderd. In dergelijke gevallen is het belangrijk om veranderingen in de materialen te monitoren en de dosering van het mengsel aan te passen om het watergehalte onder controle te houden, in plaats van simpelweg het watergehalte te verhogen om de verwerkbaarheid te verbeteren. Dit is vooral belangrijk bij het gebruik van superweekmakers op polycarboxylaatbasis, omdat deze gevoeliger zijn voor het klei- en poedergehalte in aggregaten. In dergelijke gevallen kan het nodig zijn de dosering van het mengsel te verhogen.

(3) Bepaling van het watergehalte en de dosering van het mengsel
Het principe van het gebruik van de laagste verhouding tussen water en bindmiddel moet altijd worden gevolgd. De regel om het watergehalte te minimaliseren onder voorwaarde dat aan de verwerkbaarheid wordt voldaan, zorgt voor een betere betonkwaliteit. Het verhogen van het watergehalte leidt tot een hogere porositeit, een hogere wateropname, een grotere doorlaatbaarheid en een verminderde waterdichtheid, waardoor de kans op krimpscheuren groter wordt. Het vermindert ook de hechtsterkte tussen toeslagstoffen en cementpasta en verzwakt de hechting van wapening.
Op dezelfde manier is het minimaliseren van de pasta-inhoud cruciaal voor de betonstabiliteit; overmatige pasta kan leiden tot krimpscheuren, terwijl onvoldoende pasta resulteert in een slechte vloeibaarheid en duurzaamheid. Het balanceren van het water- en pastagehalte is dus de sleutel tot het bereiken van de ultieme betonkwaliteit.