De vervanging van fijne natuurlijke granulaten door fijne gerecycleerde granulaten is uitvoerbaar, aangezien:
- de klasse van de druksterkte niet sterk gewijzigd wordt;
- de krimp niet beïnvloed wordt door een vervangingspercentage tot 30 %;
- de invloed van waterabsorptie door onderdompeling toont een lineaire correlatie voor de granulaatsubstitutie, meestal dankzij de significante waterinhoud van de gerecycleerde granulaten;
- de waterabsorptie door capillariteit wordt niet sterk beïnvloed door een vervangingspercentage tot 30 %, maar een relevante verhoging werd vastgesteld voor hogere vervangingspercentages.
Uit de verkregen resultaten kan besloten worden dat het veilig is om natuurlijk zand door fijne gerecycleerde granulaten met dezelfde korrelverdeling tot een substitutieverhouding van 30 % te vervangen.
De kwaliteit van gerecycleerde betongranulaten is lager dan die van natuurlijke granulaten doordat er mortel in aanhechting blijft bij de ‘natuurlijke’
granulaten. De belangrijkste eigenschappen die ongunstig beïnvloed worden door de aanhechtende mortel zijn: volumemassa, absorptie en verbrijzelingsweerstand van Los Angeles. Om kwalitatief goede granulaten te bekomen, wordt aangeraden de hoeveelheid aanhechtende mortel te beperken tot een maximale mortelhoeveelheid van 44 %. Deze maximale hoeveelheid zal bij de grove fractie van de gerecycleerde granulaten de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles beperken tot 40 %, de waterabsorptie lager houden dan 8 % en de volumemassa hoger houden dan 2160 kg/m³. Ook blijken de granulaten met een hoge mortelhoeveelheid een hogere sulfaat- en alkaligehalte te hebben.
De invloed van de mortelhoeveelheid in aanhechting bij gerecycleerde granulaten kan beperkt worden door rekening te houden met de volgende gegevens:
- de fijne fractie heeft een slechte kwaliteit door de hogere mortelhoeveelheid, om deze reden wordt voor de meeste toepassingen geadviseerd om geen fijn gerecycleerd betongranulaat te gebruiken;
- de originele betonkwaliteit heeft ook een invloed op de kwaliteit van het gerecycleerd granulaat, over het algemeen zal des lager de sterkte van het originele beton, des te lager de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten zijn.
Om de kwaliteit van gerecycleerde betongranulaten voor productie van structureel beton te controleren, is het aan te raden de druksterkte van het moederbeton te controleren. Hierbij moet beton met een druksterkte van lager
dan 25 N/mm² verworpen worden. Als dit criterium toegepast wordt, zullen de hoge mortelhoeveelheden of de lage mortelkwaliteit ook uitgesloten worden.
Door de gerecycleerde granulaten te bevochtigen alvorens ze worden gebruikt in een betonmengsel, worden goede eigenschappen verkregen bij het gerecycleerde beton. Als de verwerkbaarheid te sterk afneemt, kan gebruik gemaakt worden van (super)plastificeerders, om de gewenste verwerkbaarheid te bekomen.
De druksterkte van gerecycleerd beton is lager dan de druksterkte van een controlebeton met eenzelfde dosering. Het gerecycleerde beton met een percentage gerecycleerde grove granulaat lager dan 50 % toont een daling van 5-10 %, terwijl voor beton met 100 % gerecycleerde granulaten, de dalingen zich van 10-15 % uitstrekken. In beide gevallen, zullen voor hogesterkte beton zelfs hogere dalingen ondervonden worden.
Voor het mengontwerp van gerecycleerd beton zijn reductiecoëfficiënten opgesteld, om de conventionele methodes aan te passen.
De eigenschappen van conventionele beton en gerecycleerde beton met dezelfde druksterkte veranderen nauwelijks zolang minder dan 20 % gerecycleerd granulaat wordt gebruikt, uitgezonderd de elasticiteitsmodulus, waarvoor dalingen tot 10 % kunnen gevonden worden voor gerecycleerd beton.
Bij een verhoging tot 50 % gerecycleerd granulaat kunnen de dalingen van de elasticiteitsmodulus oplopen tot 20 %.
Wanneer het percentage van gerecycleerd granulaat lager is dan 50 %, zijn de treksterkte en de krimp van gerecycleerd beton gelijkaardig aan deze van een conventioneel beton met dezelfde druksterkte.
Alle eigenschappen van beton met een 100 % gerecycleerd ruw granulaat worden beïnvloed, zodat het noodzakelijk is om correctiecoëfficiënten toe te passen.
De correctiecoëfficiënten worden weergegeven in Tabel 43, deze coëfficiënten maken het mogelijk om gerecycleerde betoneigenschappen in te schatten door deze op de formules voor conventionele beton met dezelfde sterkte toe te passen.
Tabel 43: Correctie coëfficiënten uit de studie van Laboratorio Central de Estructares y Materials (CEDEX).
CORRECTIE COEFFICIENT EIGENSCHAPPEN 20-50 % gerecycleerd
ruw granulaat
100 % gerecycleerd ruw granulaat
25 N/mm² 0,95 0,90
Druksterkte*
< 50 N/mm² 0,90 0,85 Elasticiteitsmodulus** 0,90 0,80 0,63
Treksterkte** 1 1
Krimp door droging** 1 1
* Coëfficiënt voor beton met dezelfde dosering (cement en effectieve W/C-factor)
** Coëfficiënt voor beton met dezelfde druksterkte
Door het gebruik van gerecycleerde betongranulaten in gerecycleerd beton worden lagere prestaties van de aan duurzaamheid verwante eigenschappen verkregen, hoofdzakelijk te wijten aan de hogere poreusheid van gerecycleerde granulaten.
Er bestaat onzekerheid over de totale hoeveelheid geabsorbeerd water door de gerecycleerde granulaten, waardoor de matrixeigenschappen negatief kunnen beïnvloed worden. Dit komt door het verhogen van de effectieve W/C-factor, welke de bedoeling had voor zowel gerecycleerde als natuurlijke granulaten betonmengsels gelijk te blijven.
Het gebruik van hoge cementinhoud leidt tot een compactere matrix en een betere interfacekwaliteit die de invloed van gerecycleerde granulaten op het transportproces van milieuagressieve stoffen beperkt. De kwaliteit van de interface van gerecycleerd beton wordt verondersteld om lager te zijn dan dat van lichtgewicht granulaten beton, wat de lagere prestaties van het gerecycleerd beton verklaart. De gerecycleerde granulatenoppervlakte is minder absorberend en kan microcracks hebben die de kwaliteit van de hechting met de matrix verminderen.
VI Algemeen besluit
In het algemeen besluit wordt de link gelegd tussen de literatuurstudie en de zelf uitgevoerde proeven. Aangezien de proeven op de granulaten telkens gebeurd zijn op 100 % gerecycleerde granulaten, kan slechts een vergelijking gemaakt worden met de 100 % gerecycleerde granulaten van in de literatuurstudie, hoewel hier ook granulaatmengsels werden getest.
De volumieke massa bekomen uit de proefresultaten zijn gelegen boven 2410 kg/m³, terwijl de volumieke massa die voor een 100 % gerecycleerd granulaat mengsel uit de literatuurstudie bekomen wordt 2210 kg/m³ bedraagt. Dit kan liggen aan een kleinere mortelinhoud, want de kleine factie werd geëlimineerd waardoor er gewerkt werd met korrelmaat 8/20.
De waterabsorptie van de proefresultaten zijn lager dan deze in de literatuurstudie. Bij de proefresultaten worden voor de waterabsorptie waarden bekomen tot 6,16 % terwijl in de literatuurstudie voor 100 % gerecycleerd granulaatmengsel een waterabsorptie bekomen wordt van 10,2 %. Dit ligt aan het feit dat bij de zelf uitgevoerde proeven de kleine fractie werd geëlimineerd.
Voor de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles bevinden de proefresultaten zich tussen 25 en 35 %. De resultaten uit de literatuurstudie zijn in verband gebracht met de hoeveelheid aanhechtende mortel, waaruit blijkt dat tot een mortelhoeveelheid van 44 % de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles minder dan 40 % bedraagt.
Voor de betonmengsels met 40 % gerecycleerde betonpuingranulaten werd door ons een zetmaat van 17 tot 33 mm bekomen, welke allemaal tot dezelfde consistentieklasse nl. S1 behoren. Omwille van de voorbevochtiging wordt de zetmaat niet negatief beïnvloed door de waterabsorptie van de gerecycleerde granulaten. Deze resultaten komen overeen met wat in de literatuurstudie aangetoond wordt. Wanneer de grove granulaten voorbevochtigd werden, wordt het verlies van de verwerkbaarheid niet beïnvloed door de hoge waterabsorptie.
Uit de zelf uitgevoerde proeven werd besloten dat het luchtgehalte niet beïnvloed wordt door de gerecycleerde granulaten, aangezien het luchtgehalte van het controlebeton gelegen was tussen deze van de gerecycleerde betonmengsels met een vervangingspercentage van 40 %. Dit stemt overeen met de bewering in de literatuurstudie, waar gezegd wordt dat het luchtgehalte van het gerecycleerde beton niet verschilt van het conventionele beton als de gerecycleerde granulaten worden voorbevochtigd. Als de granulaten niet voorbevochtigd worden zal het luchtgehalte van het gerecycleerde beton echter wel hoger zijn dan dat van het conventionele beton.
In de literatuurstudie worden voor de druksterkte reductiecoëfficiënten opgesteld. Voor de betonmengsels met 40 % vervanging van de natuurlijke granulaten in gerecycleerde granulaten wordt een gemiddelde druksterkte bekomen van 51 N/mm² terwijl voor het controlebeton een druksterkte van 60 N/mm² werd verkregen. Dit komt overeen met een sterkteverhouding van 85
% welke lager ligt dan deze bepaald in de literatuurstudie, waar men tot 50 % een sterkteverhouding van 96 % verkrijgt. De reductiecoëfficiënt zal dan ook lager liggen dan deze in de literatuurstudie, waar men voor een vervangingspercentage tot 50 % een reductiecoëfficiënt verkrijgt van 0,89 voor een druksterkte van 60 N/mm². De lagere waarden voor de druksterkte die we bij onze proeven bekomen zijn vermoedelijk te wijten aan de W/C-factor die achteraf gezien toch aan de hoge kant blijkt. Doordat niet al het extra water door de granulaten wordt geabsorbeerd, ligt de effectieve W/C-factor namelijk hoger dan die van het controlebeton.
Referenties
Literatuurlijst
CALLEWIER, G., COGHE, D., Studie van recyclagebeton, KHBO, Oostende, 1996, 116 pagina’s.
COX, A., Optimalisatie van de mengselbepaling bij de productie van schraal beton uit betonpuingranulaten, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 2002, 54 pagina’s.
DE JUAN, M. S., GUTIÉRREZ, P. A., “Influence of attached mortar content on the properties of recycled concrete aggregate”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 536-544.
DE JUAN, M. S., GUTIÉRREZ, P. A., “Influence of recycled aggregate quality on concrete properties”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 545-553.
DELGOUFE, S., Het gebruik van betonpuingranulaten in wegenbeton, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 2002, 131 pagina’s.
DESMYTER, J., BLOCKMANS,, S., FRENAY, J., ANCIA, PH., “Puingranulaten en gerecycleerd beton: nieuwe resultaten en ontwikkelingen – Deel 1: Naar kwaliteitsverbetering”, WTCB-tijdschrift, 1999, nr. 2, p. 14-23.
DESMYTER, J., BLOCKMANS,, S., FRENAY, J., ANCIA, PH., “Puingranulaten en gerecycleerd beton: nieuwe resultaten en ontwikkelingen – Deel 2:
Gerecycleerd beton”, WTCB-tijdschrift, 1999, nr. 3, p. 14-23.
DESMYTER, J., DIERYCK, V., LEURIDAN, A., “Speciale betonsoorten”, WTCB-tijdschrift, 2002, nr. 1, p. 3-19.
DESMYTER, J., WINNEPENNINCKX, E., VYNCKE, J., “Granulaten”, WTCB-tijdschrift, 2004, nr. 3, p. 50-68.
D’HOOGHE, J., “Procedure 3: Productie en productiebeheer”, FPC-Kwaliteitshandboek, 2004.
EVANGELISTA, L. R., DE BRITO, J. C., “Criteria for the use of fine recycled concrete aggregates in concrete production”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 503-510.
ESTEVES, A., GONÇALCES, A., VIEIRA, M., “Influence of recycled conrete aggregates on concrete durality”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 554-562.
DE ASSIS, C. S., DE OLIVEIRA, M. J. E., Wanderley Terni, A. “Study on compressed stress, water absorption and modulus of elasticity of produced concrete made by recycled aggregate”, International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, 2004, p. 636-642.
LISENS, S., Het recycleren van wegenbouwpuin met mobiele breker binnen een wettelijk kader, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 2002, 62 pagina’s.
POLLET, V., APRES, J., DESMYTER, J.,”Nieuwe normen voor beton”, WTCB-Dossiers, 2004, nr. 4, p. 1-5.
SAELENS, N., Recyclage van bouw en sloopafval, KHBO Oostende, 2003, 153 pagina’s
TAERWE, L., “De nieuwe Europese norm voor beton”, Bouwkroniek, 2003, oktober, p. 12-21.
TAERWE, L., Betontechnologie, Universiteit Gent, 1997, 254 pagina’s.
VAN BIESEN, B., Recyclage van Beton, De Nayer Instituut, Sint-Katelijne-Waver, 1994, 82 pagina’s.
VAN DER WEGEN, G.J.L., “Secundaire grondstoffen als grindvervangend toeslagmateriaal”, Cement, 1991, nr. 5, p. 48-52.
Normen
NBN EN 12620 Toeslagmaterialen voor beton
NBN EN 13242 Toeslagmaterialen voor ongebonden en hydraulisch gebonden materialen voor gebruik in burgerlijke bouwkunde en in de wegenbouw
NBN EN 13055-1 Lichte toeslagmaterialen – Deel 1: Lichte toeslagmaterialen voor beton en mortel
NBN EN 932-1 Beproevingsmethoden voor algemene eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Methoden voor
monsternemingen
NBN EN 933-1 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Bepaling van de
korrelverdeling – Zeefmethode
NBN EN 933-2 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 2: Bepaling van de
korrelverdeling – Controlezeven, nominale afmetingen van de openingen
NBN EN 933-3 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 3: Bepaling van de
korrelvorm – Afplattingscoëfficiënt
NBN EN 933-4 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 4: Bepaling van de
korrelvorm – Korrelvormgetal
NBN EN 933-5 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 5: Bepaling van het
percentage aan gebroken oppervlakte in grove toeslagmaterialen
NBN EN 933-7 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 7: Bepaling van het gehalte aan schelpen in grove toeslagmaterialen
NBN EN 933-9 Beproevingsmethoden voor geometrische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 9: Beoordeling van fijn materiaal - Methyleenblauwproef
NBN EN 1097-1 Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Bepaling van de weerstand tegen afslijting (Micro-Dival)
NBN EN 1097-2 Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 2: Methoden voor de bepaling van de weerstand tegen verbrijzeling
NBN EN 1097-6 Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 6: Bepaling van de dichtheid van de deeltjes en van de wateropname
NBN EN 1744-1 Beproevingsmethoden voor de bepaling van chemische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: Chemische analyse
NBN EN 1097-1 Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: bepaling van de weerstand tegen afslijting (Micro-Deval)
NBN EN 1097-1 Beproevingsmethoden voor de bepaling van fysische en mechanische eigenschappen van toeslagmaterialen – Deel 1: bepaling van de weerstand tegen afslijting (Micro-Deval)
NBN EN 206-1 Beton – Deel 1: Eisen, gedraging, vervaardiging en overeenkomstigheid
NBN B 15-001 Aanvulling op NBN EN 206-1 – Beton – Eisen, gedraging, vervaardiging en overeenkomstigheid
NBN EN 12350-2 Beproeving op betonspecie – Deel 2: Zetmaat
NBN EN 12390-1 Beproeving van verhard beton – Deel 1: Vorm, afmetingen en verdere eisen voor proefstukken en mallen
NBN EN 12390-2 Beproeving van verhard beton – Deel 2: Vervaardiging en bewaring van proefstukken voor sterkteproeven
NBN EN 12390-3 Beproeving van verhard beton – Deel 3: druksterkte van proefstukken
NBN B 15-218 Proeven op beton: bepaling van de treksterkte door splijten
NBN B 15-214 Proeven op beton: bepaling van de buigsterkte
NBN B 15-224 Proeven op beton: Luchtgehalte van vers beton, methode met veranderlijke druk
PTV 406 Technische voorschriften: Puingranulaten
Websites
www.carmans.be www.croesbvba.be www.emis.vito.be
www.kleemann-reiner.de www.ljanssens.be
www.matexpo.com
www.mobilerecycling.com www.ovam.be
www.recyclingassistance.be www.vanhaut.be
www.vvsvzw.be www.vzwcoproasbl.be www.wtcb.be