Cement en het gebruik van hulpstoffen

Kenden we vroeger zes cementsoorten, inmiddels is er mede door de Europese integratie sprake van 37 verschillende soorten cement. Die zijn overigens niet allemaal grijs. Beton kennen we sinds het Romeinse tijdperk en is uitgegroeid tot een echte wetenschap. Door toevoeging van hulpstoffen kunnen we cement allerlei extra eigenschappen geven.

Belangrijke begrippen

Als we naar de werking van cement in een beton- of terrazzomengsel kijken, denken we aan verwerkbaarheid, mengbaarheid, transporteerbaarheid, vloeigedrag, stabiliteit, verdichtbaarheid, afwerkbaarheid en de groene sterkte.

Water-Cement

In de plastische fase vormen cement en water een cementpasta. De cement en het water hebben invloed op de verwerkbaarheid van de specie. In de verharde fase hebben ze invloed op de sterkteontwikkeling en duurzaamheid. De verhouding water-cement wordt de water-cement-factor genoemd. Een hogere water-cementfactor geeft een langzamere sterkteontwikkeling, een lagere eindsterkte, grotere poriën en een slechtere duurzaamheid. Gebroken kalksteen heeft een grotere waterbehoefte dan relatief rond grind.

Definitie van cement: Een fijn gemalen hydraulische materiaal dat na mengen met water een min of meer plastische massa vormt, die zowel onder water als in de lucht verhardt en daartoe geschikte materialen aaneen kan kitten tot een ook in water stabiele massa.

Verwerkbaarheid

De verwerkbaarheid van de specie kan worden beïnvloed door:

de cementhoeveelheid: afhankelijk van fijnheid en soort;
het watergehalte: te meten met behulp van de verdichtingsmaat, zetmaat en schudmaat;
hulpstoffen: afhankelijk van de hoeveelheid en de specifieke werking;
het toeslagmateriaal: hierbij te denken aan vorm, korrelverdeling en oppervlaktestructuur.

Hulpstoffen

Hulpstoffen kunnen de verwerkbaarheid en/of luchtgehalte van de specie wijzigen. Ze beïnvloeden de binding en verharding en verhogen de weerstand tegen waterindringing. Plastificeerders verlagen de oppervlaktespanning van het water (net als zeep). In de specie zorgen ze voor tragere binding en extra luchtgehalte. Dat zijn vaak positieve eigenschappen, maar die breken op bij de verharde beton. Hierdoor zorgen ze voor een lagere beginsterkte en door inbreng van extra lucht hebben ze een negatief effect op de eindsterkte.

Definitie van hulpstoffen: Een stof die tijdens het mengen van betonspecie wordt toegevoegd in hoeveelheden kleiner dan 5% ten opzichte van de cementmassa, met als doel één of meer eigenschappen van de specie of het verharde product te beïnvloeden.

Superplastificeerders

Dan zijn er ook nog superplastificeerders. Die werken door onderlinge sterkere afstoting van geladen deeltjes. In de specie hebben ze bij hoge dosering een tragere binding. De stabiliteit van het mengsel gaat omlaag (bleeding). Het verharde beton heeft dan wel een lagere beginsterkte, maar de eindsterkte wordt hoger. Bij ontmenging hebben superplastificeerders een negatief effect op de toplaag. De dosering moet dan ook binnen de perken blijven.

Luchtbelvormers

Luchtbelvormers veroorzaken een groot aantal kleine luchtbellen die ook na het verdichten en verharden gelijkmatig in het beton verdeeld blijven. Ze hebben een diameter van 0,5 tot 0,02 mm. De werking berust op (statisch geladen) oppervlak-actieve stoffen. De luchtbelvormer heeft onder meer als doel de beton vorst-/dooibestendig te maken en ze bevorderen de waterdichtheid. Daarnaast wordt de samenhang van de specie verbeterd, omdat de luchtbelvormers zich gedragen als fijn materiaal. De verwerkbaarheid wordt verbeterd, omdat ze zich gedragen als “kogellagers”.