Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Beton en mortel zijn van heel groot belang in de bouw. De dag van vandaag wordt steeds meer gebruik gemaakt van alternatieve bindmiddelen, zoals hoogovenslak, omdat de cementindustrie bij de productie van Portlandklinker een van de meest vervuilende industrieën is op vlak van koolstofdioxide-uitstoot (CO2-uitstoot). Bij de productie van hoogovenslak is er geen bijkomende CO2-uitstoot aangezien het een bijproduct is uit de staalindustrie. Ook worden vaak verschillende water/bindmiddelfactoren (W/B-factoren) gebruikt, afhankelijk van de sterkteklasse van het referentiebeton, de hoeveelheid aanmaakwater en de omgevingsklasse waaraan moet voldaan worden (NBN B15-001:2018). Bovendien kan er gekozen worden uit een brede waaier aan type granulaten waaruit het inert skelet met verschillende combinaties kan opgebouwd worden. In het kader van deze masterproef worden beton- en equivalente mortelmengsels met alternatieve bindmiddelen, variërende W/B-factoren en variërend inert skelet, met 2 verschillende nabehandelingsmethodes, onderzocht op hun carbonatatiesnelheid, waarbij bijkomend de correlatie tussen mortel en beton onderzocht wordt. Carbonatatie is een aantastingsmechanisme waarbij CO2, afkomstig uit de atmosfeer, in het beton of mortel binnendringt en reageert met de calciumhoudende fasen. Door deze reactie verlaagt de alkaliteit, wat resulteert in een daling van de pH-waarde. Betonnen constructies worden vaak binnenin gewapend met wapeningsstaal. Dat wapeningsstaal wordt beschermd door een passiveringslaag bestaande uit een dun laagje oxide op het staaloppervlak. Door deze pH-daling, afkomstig van carbonatatie, zal de passiveringslaag zijn beschermend karakter verliezen, waardoor corrosie van het wapeningsstaal mogelijk wordt. Staalcorrosie leidt tot volumetoename, wat voor spanningen en scheuren kan zorgen binnenin de constructie. Deze thesis beschrijft het carbonatatieproces in cementachtig materiaal. In het kader van het experimenteel onderzoek werd met 6 verschillende beton- en mortelmengsels gewerkt. Als referentiemengsel werd vanuit een mengsel met 40m% hoogovenslak (S) en 60m% Portlandcement (PC), een W/B-factor van 0,50 en een inert skelet van kalksteen vertrokken. Vervolgens werden 2 mengsels gebaseerd op een variatie in bindmiddel, namelijk 100m%PC enerzijds en 70m%S met 30m%PC anderzijds, aangemaakt. Het vierde en vijfde mengsel kregen een hogere W/B-factor, namelijk 0,55 en 0,60. Tenslotte was het zesde mengsel een variatie in inert skelet, nu met gerolde granulaten (riviergrind) in plaats van gebroken granulaten (kalksteen). Er werd per mengsel ook steeds de vergelijking gemaakt tussen 2 nabehandelingstechnieken, namelijk klimaatkast en waterbad. Per mengsel werd een equivalent mortelmengsel vervaardigd, berekend volgens de methode ‘mortier du béton équivalent’ (MBE) (Schwartzentruber & Catherine, 2000). Voor elk mengsel werden, naast de carbonatatieproeven, ook drukproeven en porositeitsproeven uitgevoerd. De carbonatatiediepte werd na 4, 8 en 13 weken bepaald met behulp van de pH-indicator fenolftaleïne. Deze kleurt donkerpaars bij een pH-waarde > 10,5 en blijft kleurloos bij een pH-waarde < 9, wat wijst op carbonatatie. Tussen deze 2 pH-waardes is er een overgangszone van kleurloos naar lichtpaars, en van lichtpaars naar donkerpaars (magenta).

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Voor de (rest)levensduurvoorspelling van betonnen constructies wordt momenteel uitgegaan van één primordiaal degradatiemechanisme, bijvoorbeeld carbonatatie of chloride-aantasting. Naar deze afzonderlijke aantastingsmechanismen is al veelvuldig onderzoek gedaan en hun impact op constructies is in grote mate gekend. In de praktijk zullen echter meerdere degradatiemechanismen tegelijk een constructie aantasten. Voor constructies buiten waarbij natte en droge periodes elkaar afwisselen gecombineerd met chlorides (bv. in kustgebieden, bruggen en tunnels enz.), zal zowel carbonatatie als chloride-indringing voorkomen. In welke mate beide aantastingsmechanismen elkaar beïnvloeden, is minder goed gekend. Eén van de voornaamste invloedsparameters die hierbij moet beschouwd worden, is het bindmiddeltype. Typisch wordt in de literatuur en praktijk zuiver portlandcement als referentie gebruikt, echter wordt in een Belgische context vastgesteld dat er meer mengcementen gebruikt worden. In deze thesis wordt daarom gewerkt met de alternatieve bindmiddelen (Supplementary Cementitious Materials = SCM) gemalen gegranuleerde hoogovenslak en vliegas als partiële vervangers voor portlandcement. Wanneer portlandcement geproduceerd wordt, komt er een zeer grote hoeveelheid CO2 vrij en door zijn frequent gebruik overal ter wereld is het één van de grootste bronnen van CO2-uitstoot. Een oplossing voor het reduceren van deze uitstoot is bij het vervaardigen van betonmengsels portlandcement deels te vervangen door alternatieve bindmiddelen. Eén van de grootste problemen bij deze oplossing is dat het effect van deze alternatieve bindmiddelen op de weerstand tegen gecombineerde aantasting van chloride-indringing en carbonatatie nog niet goed gekend is. Het is van belang dat het al dan niet gecombineerde effect van deze mechanismen bekend is wanneer men onderzoek wil doen naar de stabiliteit van betonwapening aangezien deze mechanismen ervoor zorgen dat het wapeningsstaal wordt aangetast. Deze thesis focust op de invloed van chloride-indringing op de weerstand tegen carbonatatie. Eerst werden de betonnen proefstukken onderworpen aan diffusie, namelijk de versnelde chloride-indringingsmethode van 30 dagen (NT BUILD 443, 1995-11). Hierbij werden de proefstukken in een zoutwaterbad geplaatst door 165 ± 1 g NaCl per dm³ NaCl toe te voegen per dm³ gedemineraliseerd water. Om de impact te analyseren werden ook nog referentieproefstukken aangemaakt die 30 dagen geconditioneerd werden in een gedemineraliseerd waterbad. Daarna werd een deel van deze proefstukken, zowel uit het zoutwater als gedemineraliseerd waterbad, onderworpen aan een versneld carbonatatieproces waarbij de proefstukken in een carbonatatiekast geplaatst werden die een milieu met 1% CO2 nabootst. Als algemene conclusie kan gesteld worden dat carbonatatie aanzienlijk trager zal verlopen na chloride-indringing. De chlorides zorgen voor een verkleining van de poriën waardoor de porositeit van het beton afneemt en de weerstand tegen carbonatatie stijgt. De doelstelling van deze thesis is om aan de hand van een literatuurstudie en experimenteel onderzoek op betonnen proefstukken een inschatting te maken van de impact van chloride-indringing op de weerstand tegen carbonatatie in beton met SCM’s. De resultaten van het onderzoek kunnen als basis dienen voor het bijsturen van de huidige degradatiemodellen om zo tot een betrouwbare levensduurvoorspelling te komen.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

In deze thesis werd onderzocht hoe de verwerkbaarheid van vezelversterkte en gepolierde betonvloeren in industriële toepassingen op een meer accurate manier gemeten en beoordeeld kan worden. In deze toepassing wordt vezelbeton, met staalvezellengte van 60 mm en diameter van 0,75 mm, gebruikt in combinatie met een wapeningsnet (typisch 7/7/100/100) om op die manier een vloer te kunnen uitvoeren zonder uitzettingsvoegen. Het ontwerpen van een testopstelling, die bruikbaar is binnen een laboratoriumomgeving om de verwerkbaarheid te evalueren, is een belangrijke stap in de richting van het oplossen van enkele vezelbeton gerelateerde problemen die zich voordoen. Gedurende de thesis is er een proefprocedure opgebouwd waarbij verschillende betonsamenstellingen onderzocht werden met een zelf ontworpen vezelbeton stortsimulatie box (VSSB). Deze testopstelling werd ontworpen om het gedrag van vezelbeton tijdens het storten te simuleren en te onderzoeken. De VSSB bestaat uit twee boxen die boven elkaar geplaatst worden. De bovenste box fungeert als een trechter waarlangs het beton kan doorstromen naar de onderste box die vervolgens ontworpen is om een vloeropbouw uit de praktijk na te bootsen. De VSSB is aanpasbaar waarbij verschillende parameters zoals valhoogte, trechteropening en het eventuele trillen van het beton kunnen gevarieerd worden. Verschillende betonsamenstellingen kunnen worden getest met de VSSB waarbij volgende resultaten opgemeten worden: uitvloeiing onderaan (UO), uitvloeiing bovenaan (UB), hoogte op het net (HN (+)) en uitvloeiing onder het net (HN (-)). Tot slot werden er enkele druk- en krimpproeven uitgevoerd. Om de VSSB te testen, werden tal van samenstellingen aangemaakt waarna deze samenstellingen beoordeeld werden. . De beoordeelde samenstellingen hadden steeds een andere opbouw qua hoeveelheid staalvezels (0 kg/m³, 15 kg/m³, 20 kg/m³ en 25 kg/m³), hoeveelheid cement, cementtype en hoeveelheid gebruikte granulaten. Aan de hand van de VSSB is gebleken dat het toevoegen van staalvezels een negatief effect had op de verwerkbaarheid van de betonsamenstelling. Zo zorgt een toenemende dosering aan vezels voor een afname in de verwerkbaarheid wat ook werd bevestigd in de literatuurstudie. Echter is er momenteel nog geen methode beschreven die toelaat de verwerkbaarheid te testen op een manier gelijkend op die van de VSSB. Ook is er vastgesteld dat de resultaten bekomen met de slump en flow soms een verkeerde beoordeling geven over de verwerkbaarheid en consistentie van het betonmengsel. Op basis van het experimenteel werk uitgevoerd in deze thesis met de VSSB (valhoogte 45 cm) kon een richtgebied opgesteld worden waaraan een betonmengsel moet voldoen om als een verwerkbaar mengsel gekwalificeerd te worden (Tabel 1-1). Het gebied is gekozen voor een valhoogte van 45 cm omdat er is aangetoond dat bij een stijgende valhoogte de kans op het vaststellen van holtes kleiner is. De druk- als krimpproeven gaven afwijkende resultaten. Deze afwijking zal te wijten zijn aan het feit dat er een ander CEM I, CEM III en superplastificeerder gebruikt werd in het labo. Tabel 1-1: Totaal gebied VSSB met valhoogte 45 cm Opmeting Valhoogte 45 cm UO [cm] 44,0 - 63,5 UB [cm] 0,0 – 17,0 HN (+ -) [cm] -4,5 – 4,5