Milieuwinst bij uitgestelde betonverharding
In de zoektocht naar duurzamer beton is uitgestelde verharding van 28 naar 91 dagen een overwogen strategie. Het Betonakkoord beschouwt dit als een handelingsperspectief om de CO₂-belasting van beton te verminderen. Hoe werkt uitgestelde verharding?
Vaak wordt met ‘druksterkte’ na 28 dagen verharding de eindsterkte bedoeld. Maar is dit echt het moment waarop de druksterkte stopt met toenemen? Het korte antwoord is: nee. De druksterkte kan afhankelijk van samenstelling en omstandigheden nog jaren toenemen, zij het geleidelijk. Beton heeft dus in positieve zin de tijd aan zijn zijde. (Lees meer over de druksterkte op deze kennispagina).
Milieuwinst van 28 naar 91 dagen
Om de milieuvoordelen van uitgestelde verharding te beoordelen, is een berekening uitgevoerd met de ontwerptool Groen Beton. Uit deze berekening blijkt dat de MilieuKostenIndicator (MKI) met ongeveer 3% daalt als gevolg van de uitgestelde druksterkteontwikkeling. Deze daling is volledig toe te schrijven aan de bijdrage uit de grondstoffen (zie figuur 2, hieronder). De afname van de MKI wordt bepaald door de vermindering van het bindmiddel, gecompenseerd door de noodzakelijke volumetrische aanvulling tot opnieuw 1000 L uit het toeslagmateriaal. Deze maatregel heeft geen invloed op de logistieke en productieprocessen. Een gedetailleerde onderverdeling van alle elf milieueffecten is te vinden in tabel 1 (zie feitenblad). De milieuwinst is in dit voorbeeld dus relatief beperkt. Het is belangrijk op te merken dat bij beton met een hogere sterkteklasse, wat vaak een groter aandeel portlandcement impliceert, uitgestelde verharding iets meer milieuvoordeel oplevert. Dit geldt echter in relatieve zin. Absoluut gezien kan een hogere sterkteklasse, door het hogere bindmiddelgehalte, vaak juist een negatieve invloed hebben op het milieuprofiel.
Doorgroeisterkte beton
Bij uitgestelde verharding stopt de druksterkteontwikkeling na 28 dagen niet. Mits goed na behandeld – dit is een essentiële randvoorwaarde – kan de druksterkte tussen 28 en 91 dagen nog met 15 tot 20% toenemen, afhankelijk van het bindmiddeltype, (het type cement al dan niet in combinatie met een puzzolane vulstof). We kunnen met een lagere WCF (watercementfactor) en/of WBF (waterbindmiddelfactor) een snellere verharding realiseren met minder bindmiddel, hiervoor geldt dat de milieuklasse in combinatie met het minimum cementgehalte bepalend blijft.
Knelpunten uitgestelde verharding
De haalbaarheid van uitgestelde verharding hangt sterk af van de planning. Is er voldoende tijd voor de constructie om geleidelijk de gewenste sterkteklasse te bereiken, rekening houdend met eventuele vervolgwerkzaamheden? Een potentieel obstakel kan ook voortkomen uit de maximale water-bindmiddelfactor die wordt bepaald door de vastgestelde milieuklasse. Als deze factor lager is dan strikt noodzakelijk voor de beoogde sterkteklasse (wat kan leiden tot een hogere sterkte dan beoogd bij handhaving van dezelfde cementsterkteklasse), heeft uitgestelde verharding geen zin. In dit geval staat de milieuklasse boven de sterkteklasse.
Soms kan de milieuklasse echter versoepeld worden als de dekking vergroot kan worden; dit moet worden beoordeeld door de constructeur. Het is belangrijk op te merken dat uitgestelde sterkteprestaties, volgens normatieve criteria, worden beschouwd als afwijkingen van conformiteitscriteria voor gestandaardiseerde sterkteklassen (NEN-EN 206-1 art. 5.5.1.2), wat resulteert in onder andere een 'boete' in de vorm van een opgelegde sterktereductie van 15%. Raadpleeg hiervoor Eurocode 2 art. 3.1.2.
Figuur 2: Om de milieuvoordelen van uitgestelde verharding te beoordelen, is een berekening uitgevoerd met de ontwerptool Groen Beton. Uit deze berekening blijkt dat de MilieuKostenIndicator (MKI) met ongeveer 3% daalt als gevolg van de uitgestelde druksterkteontwikkeling. Deze daling is volledig toe te schrijven aan de bijdrage uit de grondstoffen. Bron: Betoniek Vakblad 2/2015
Eerst de betonsamenstelling daarna MKI
Het valt op dat tegenwoordig vaak eerst de MilieuKostenIndicator (MKI) als uitgangspunt wordt genomen, voordat er naar de betonsamenstelling wordt gekeken. Dit is een verkeerde volgorde en kan uiteindelijk een negatief effect hebben op de levensduur van de betonconstructie. Een andere overweging die we moeten maken, is het niet onnodig verzwaren van de totale betonconstructie. Is een hogere milieuklasse altijd noodzakelijk? In de meeste gevallen is de milieubelasting met name van toepassing op de buitenste schil. Het is een optie om bijvoorbeeld de kern of ondervloer in een lichtere milieuklasse uit te voeren, waardoor aanzienlijke milieuvoordelen behaald kunnen worden.
Ontwerptool Groen Beton
Met de ontwerptool Groen Beton kun je de milieuaspecten van beton op een relatief eenvoudige manier kwantificeren. Deze tool houdt rekening met grondstoffen, het transport van deze grondstoffen, fabrieksprocessen, het transport van betonmortel of betonelementen naar de bouwplaats, de constructiefase en de sloop. Als output genereert de tool een tabel met elf milieuaspecten, zoals gespecificeerd in NEN-EN 15804 en in de bepalingsmethode van de Nationale Milieu Database (NMD). Om deze aspecten onderling te kunnen vergelijken, is de MilieuKostenIndicator (MKI) geïntegreerd. In de MKI worden de eerder genoemde milieuaspecten als het ware vertaald naar gekapitaliseerde waarden. Aan elk milieuaspect is een fictief bedrag per eenheid van milieu-impact gekoppeld. Wanneer deze bedragen worden gesommeerd, ontstaat een milieuprofiel bestaande uit één getal, dat aangeeft welk bedrag nodig zou zijn om deze effecten daadwerkelijk te compenseren. Klik hier voor meer informatie over de ontwerptool Groen Beton
CUR-Aanbeveling 122
De CUR-Aanbeveling 122 behandelt het ontwerpen en vervaardigen van betonconstructies met gebruikmaking van de doorgaande sterkteontwikkeling van beton, die plaatsvindt na de gebruikelijke 28-daagse sterkte. Deze aanbeveling is van toepassing op gewapende betonconstructies die zijn ontworpen volgens NEN-EN 1992-1-1 en worden vervaardigd met beton dat voldoet aan NEN-EN 206 en NEN 8005. Hoewel doorgaande sterkteontwikkeling in principe bij alle bouwwerken kan worden toegepast, zijn er specifieke toepassingsgebieden waarin het meer voor de hand ligt, zoals constructies met massabeton en situaties waarbij de druksterkte van beton slechts gedeeltelijk wordt benut. Sommige toepassingsgebieden vereisen extra aandacht, zoals bij pons in puntvormig ondersteunde vloeren of wanneer er zorgen zijn over de verwachte levensduur.Voor constructies die significant belast worden door normaalkracht, zoals kolommen, wanden in hoogbouw en voorgespannen liggers, wordt het gebruik van doorgaande sterkteontwikkeling afgeraden. Bij beton in een vochtige omgeving, met een water-bindmiddelfactor (wbf) van ≥ 0,50 en een klinkergehalte van het bindmiddel < 25% (m/m), kan het gebruik van doorgaande sterkteontwikkeling mogelijk leiden tot een beperking van de levensduur. Dergelijke mengsels zijn gevoeliger voor carbonatie.
Overleg Betoncentrale
Om de voordelen van sterkteontwikkeling op 91 dagen te benutten, dient de betonmortelleverancier tijdig middels beproeving aan te tonen wat de winst kan zijn. De bij Betonhuis aangesloten betoncentrales kunnen advies geven. De opdrachtgever moet bereid zijn op deze resultaten te vertrouwen en zelf, buiten de knellende normen, verantwoordelijkheid nemen voor de betonconstructie. Dit artikel verscheen eerder in Betoniek Vakblad 2 / 2015. In 2023 is de inhoud herzien door de werkgroep Betontechnologie van Betonhuis.
