V.2.1 Hoeveelheid aanhechtende mortel
Het gerecycleerde granulaat is samengesteld uit het natuurlijke granulaat en de aanhechtende mortelhoeveelheid. Figuur 14 toont de aanwezigheid van deze verschillende componenten, die afzonderlijk of samen kunnen teruggevonden worden in gerecycleerd granulaat.
Figuur 14: Detail van gerecycleerd granulaat.
Om de aanhechtende mortelhoeveelheid van de granulaten te kwantificeren, kunnen volgende methoden gebruikt worden:
- behandeling met een oplossing van zoutzuur (HCL): deze methode bestaat uit de ontbinding van de cementpasta aangehecht aan de steendeeltjes door het gerecycleerde granulaat in een oplossing van zoutzuur onder te dompelen. Het probleem is dat het niet kan gebruikt worden als het natuurlijke granulaat kalksteen bevat, omdat het zuur ook dit soort natuurlijk granulaat aantast;
- productie van een nieuw beton: deze methode bestaat uit de productie van een nieuw beton dat met gerecycleerde granulaten en nieuw gekleurd cement wordt gemaakt, zodat de morteloppervlakte kan bepaald worden door de verschillende kleur van het natuurlijke granulaat met de aanhechtende cementinhoud en de nieuwe mortel;
- thermische behandeling: deze methode is ontwikkeld door Universidad Politenica de Barcelona, en bestaat uit een behandeling met inbegrip van het doorweken en drogen van het granulaat.
De studie over de aanhechtende mortelhoeveelheid werd uitgevoerd door het CEDEX (Central Laboratorio de Estructuras y Materiales) in Spanje. Hiervoor werd gebruik gemaakt van de laatste methode, aangezien deze methode op alle granulaten kan toegepast worden, eenvoudiger uit te voeren is en een nauwkeuriger resultaat geeft.
Uit deze proef werd gevonden dat de grootte van het granulaat de belangrijkste factor is die de aanhechtende mortelhoeveelheid bepaalt. De aanhechtende
aanhechtende mortel
natuurlijk granulaat + aanhechtende mortel
natuurlijk granulaat
mortelhoeveelheid is over het algemeen hoger bij de fijnere granulaten. De aanhechtende mortel heeft een ongunstige invloed op de eigenschappen van gerecycleerde granulaten, aangezien de mortel een poreus materiaal is, een lagere dichtheid en een hogere absorptie heeft.
De factor die hoofdzakelijk invloed heeft op de hoeveelheid aanhechtende mortel is de korrelmaat. De mortelhoeveelheid in aanhechting is over het algemeen groter voor de fijne fractie dan voor de grove fractie. In Figuur 15 wordt de mortelhoeveelheid weergegeven van gerecycleerde granulaten. De fijne fractie 4/8 mm had een mortelhoeveelheid tussen 33 % en 55 %, terwijl de grove fractie een mortelhoeveelheid van 23 % tot 44 % heeft.
Figuur 15: Aanhechtende mortelhoeveelheid.
De aanhechtende mortelhoeveelheid kan een nadelige invloed hebben op bepaalde granulaateigenschappen, onder andere op de dichtheid, de absorptie, de verbrijzelingsweerstand en de sulfaathoeveelheid. Deze eigenschappen werden dan ook geanalyseerd in functie van de mortelhoeveelheid, welke verder in dit hoofdstuk nog uitvoerig aan bod komen.
V.2.2 Dichtheid
Zoals eerder vermeld, is een eerste factor die invloed heeft op de dichtheid van het granulaat de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. Figuur 16 en Figuur 17 tonen het verband tussen de aangehechte mortelhoeveelheid en de dichtheid. De correlaties tonen aan dat hoe hoger de mortelhoeveelheid, hoe lager de dichtheid is. Het snijpunt van de correlaties met de as van de coördinaten (x = 0) geeft de gemiddelde waarde van de specifieke dichtheid en de verzadigde oppervlaktedroge dichtheid van de natuurlijke granulaten. Op dezelfde manier wordt door het snijpunt van de correlaties met de as van de coördinaten (x = 100), de gemiddelde waarde van de absolute dichtheid en de verzadigde oppervlaktedroge dichtheid van een normale mortel.
Figuur 16: Verband tussen
mortelhoeveelheid en volumieke massa.
Figuur 17: Verband tussen mortelhoeveelheid en verzadigde oppervlaktedroge volumieke massa.
Ook het vervangingspercentage van natuurlijke in gerecycleerde granulaten is een factor die de dichtheid van het granulaatmengsel beïnvloedt. Het CEDEX heeft dit aangetoond door de dichtheid te bepalen van granulaatmengsels waarvan 0 %, 10 %, 30 %, 40 % en 100 % van de natuurlijke granulaten werden vervangen door gerecycleerde granulaten. In Figuur 18 worden de specifieke volumieke massa’s weergegeven. Op deze grafiek is duidelijk waar te nemen dat de volumieke massa daalt naarmate het aandeel gerecycleerde granulaten stijgt.
Figuur 18: Specifieke volumemassa’s in functie van de substitutieverhoudingen.
V.2.3 Waterabsorptie
Een belangrijke factor die de waterabsorptie beïnvloedt is de mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. Figuur 19 geeft de relatie tussen de hoeveelheid mortel in aanhechting en de waterabsorptie van gerecycleerde granulaten. Hij toont aan dat bij verhoging van de mortelhoeveelheid de waterabsorptie ook stijgt. De spreiding van de resultaten wijst erop dat de waterabsorptie van gerecycleerde granulaten ook door andere factoren wordt beïnvloed.
Figuur 19: Verband tussen absorptie en mortierinhoud.
Ook het vervangingspercentage van natuurlijke in gerecycleerde granulaten is een factor die de waterabsorptie van het granulaatmengsel beïnvloedt. Het CEDEX heeft hiervoor de waterabsorptie bepaald van granulaatmengsels waarvan 0 %, 10 %, 30 %, 40 % en 100 % van de natuurlijke granulaten werden vervangen door gerecycleerde granulaten. In Figuur 20 wordt de waterabsorptie weergegeven. Hier is het duidelijk dat de waterabsorptie van de granulaten stijgt naarmate het percentage gerecycleerde granulaten in het granulaatmengsel stijgt.
Figuur 20: Waterabsorptie met veranderlijke percentages gerecycleerde granulaten.
V.2.4 Los Angeles
De Los Angeles-waarde wordt beïnvloed door de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. In de test voor de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles wordt de mortel in aanhechting verwijderd, naast de verbrijzeling die door het natuurlijk granulaat wordt opgelopen. Om deze reden zouden beide eigenschappen met elkaar in verband moeten worden gebracht. Figuur 21 toont aan dat wanneer de mortierinhoud in aanhechting hoog is, dat de Los Angeles coëfficiënt ook hoog zal zijn.
Absorption (%)
Figuur 21: Verband tussen de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles en de mortelhoeveelheid.
In overeenstemming met de Spaanse specificaties (die gebruikt werden bij het uitvoeren van de proeven) zou de verbrijzelingsweerstand van Los Angeles lager moeten zijn dan 40 %. De steekproeven met een aanhechtende mortelhoeveelheid lager dan 44 % voldoen aan deze grens, zoals aangeduid wordt op Figuur 21.
V.2.5 Sulfaatgehalte
Het sulfaatgehalte van gerecycleerde granulaten wordt beïnvloed door de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het CEDEX heeft hier onderzoek naar gedaan. De gerecycleerde granulaten kunnen een hoger sulfaatgehalte hebben door de sulfaatsamenstelling van het cement in de mortel in aanhechting.
Figuur 22 toont aan dat een hogere mortelhoeveelheid een hoger sulfaatgehalte tot gevolg zou hebben.
Figuur 22: Verband tussen sulfaatgehalte en mortelhoeveelheid.
V.2.6 Alkali gehalte
Het alkaligehalte van gerecycleerde granulaten wordt beïnvloed door de aanhechtende mortelhoeveelheid. Het International RILEM Conference heeft
hier onderzoek naar gedaan, maar deze testen waren nog niet beëindigd toen het artikel geschreven werd.