Er gaat steeds meer aandacht uit naar autogene krimp van beton. Dit fenomeen speelt met name bij betonmengsels met een lage water-cementfactor een grote rol. Vanuit materiaalkundig oogpunt zijn de aard en grootte van autogene krimp echter nog steeds aanleiding voor discussie en onderzoek. En voor de constructeur zijn er nog vragen over de wijze waarop autogene krimp in berekeningen moet worden meegenomen. Kruip blijkt hierbij niet te onderschatten.
Sinds hogesterktebeton op steeds
grotere schaal wordt toegepast,
is autogene krimp van beton een
onderwerp van discussie.
Niet dat
men vóór die tijd niet wist van het bestaan
van autogene krimp, maar het fenomeen
werd verwaarloosbaar klein geacht. Voor
uitdrogingkrimp lag dat anders. In beton-
voorschriften is uitvoerig beschreven hoe
uitdrogingskrimp kan worden bepaald als
functie van de mengselsamenstelling van
het beton, de afmetingen van een betonele-
ment en de omgevingscondities. Voor de grootte van de uitdrogings-
krimp speelt met name de water-cement-
factor (wcf ) een grote rol. Hoe lager de
water-cementfactor, hoe kleiner de uitdro-
gingskrimp. Een lage water-cementfactor
resulteert ook in een hogere sterkte en lagere
porositeit van het beton. Dat laatste komt
vooral de levensduur ten goede. Maar de prijs die voor al deze voordelen van hoge-
sterktebeton moet worden betaald, is een
grote autogene krimp. Hierdoor worden be-
tonmengsels scheurgevoelig, met name in
de verhardingsfase. Verwaarlozen van de
autogene krimp kan dan ook niet langer. Re-
cente versies van betonvoorschriften geven
ook waarden voor de autogene krimp. Nu is
het meestal zo dat voorschriften rekenregels
bevatten die gebaseerd zijn op algemeen
aanvaarde, geconsolideerde kennis. Maar in
alle eerlijkheid moet worden gezegd dat de
kennis over autogene krimp het stadium
van geconsolideerde kennis nog niet heeft
bereikt. Vanuit materiaalkundig oogpunt be-
staan er vragen over de aard en grootte van
autogene krimp. En voor de constructeur
zijn er vragen over de wijze waarop autoge-
ne krimp in berekeningen moet worden
meegenomen. In dit artikel wordt nader op
deze vragen ingegaan.
PROF.DR.IR. KLAAS
VAN BREUGEL
TU Delft, fac. CiTG auteur
Invloed kruip op
autogene krimp
Er gaat steeds meer aandacht uit naar autogene krimp van beton. Dit fenomeen speelt met
name bij betonmengsels met een lage water-cementfactor een grote rol. Vanuit
materiaalkundig oogpunt zijn de aard en grootte van autogene krimp echter nog steeds
aanleiding voor discussie en onderzoek. En voor de constructeur zijn er nog vragen over de wijze waarop autogene krimp in berekeningen moet worden meegenomen. Kruip blijkt hierbij niet te onderschatten.
Wat als autogene krimp deels uit kruip bestaat?
26? CEMENT 7 20 23
Autogene krimp: het fenomeen
Autogene krimp is een vorm van krimp die
plaatsvindt in verhardende cementsteen
zonder dat daarbij vochtuitwisseling met de
omgeving plaatsvindt. Daarin onderscheidt
autogene krimp zich van uitdrogingskrimp.
Bij uitdrogingskrimp staat het uitdrogende
beton vocht af aan de omgeving. Als gevolg
daarvan daalt de relatieve vochtigheid in het
poriesysteem van de cementsteen. Bij auto-
gene krimp is ook sprake van een daling van
de relatieve vochtigheid in het poriesysteem,
maar deze daling is nu het gevolg van ver-
bruik van water voor de reactie van het ce-
ment met water, ofwel het hydratatieproces.De reactieproducten hebben een klei-
ner volume dan het gezamenlijke volume
van het cement en het water waaruit de re-
actieproducten zijn ontstaan. Deze volume-
afname wordt chemische krimp genoemd.
Deze chemische krimp manifesteert zich in
de vroege fase van het verhardingsproces
als een volumeafname van de verse, nog
plastische cementsteen. Met voortschrijden
van het hydratatieproces wordt langzaam
een microstructuur opgebouwd. Naarmate
de microstructuur sterker en stijver wordt,
zal deze zich verzetten tegen volumeafname
door chemische krimp. Vanaf dat moment
manifesteert de chemische krimp zich als
lege poriën in de cementsteen en droogt het
beton langzaam uit. Het nog aanwezige wa-
ter trekt zich terug in de kleine poriën van
de cementsteen, terwijl de grote poriën
langzaam leeg raken en de relatieve vochtig-
heid (RV) in de poriën steeds verder daalt.
Een willekeurige fase in het verhardingspro-
ces is schematisch weergegeven in figuur 1.
Bij daling van de relatieve vochtigheid in het
poriesysteem wordt een mechanisme in wer -
king gezet dat leidt tot autogene krimp. Dit
mechanisme behelst het ontstaan en toene -
men van capillaire spanning (
?cap) in het po-
riewater. In feite is dit hetzelfde mechanisme
dat v
erantwoordelijk is voor uitdrogings -
krimp. Het verschil met uitdrogingskrimp is
dat daarbij een uitdr
ogingsfront zich vanaf
het betonoppervlak langzaam naar binnen
beweegt, terwijl bij autogene krimp de uitdro -
ging gelijkmatig over de hele betondoorsnede
optr
eedt. Een ander verschil tussen autogene krimp en uitdrogingskrimp betreft de snel
-
heid waarmee het uitdrogingsproces plaats -
vindt. Afhankelijk van de grootte van de door -
snede van een betonelement, kan een
uitdr
ogingsproces jaren duren en vindt het
uitdrogen plaats in het zo goed als volledig
verharde materiaal. Bij autogene krimp,
daarentegen, is het uitdrogingsproces direct
gekoppeld aan het verhardingsproces. Als het
verhardingsproces stopt of uiterst langzaam
verloopt, dan zal verdere daling van de RV
door zelfuitdroging verwaarloosbaar klein
worden of volledig tot stilstand komen.
Het krimpmechanisme nader
beschouwd
Het poriesysteem van cementsteen kunnen
wij ons voorstellen als een netwerk van
onderling verbonden uiterst dunne buisjes
(
fig. 1). Water dat zich in dit porienetwerk
bevindt zal zich terugtrekken in de kleinste
poriën. Op het scheidings
vlak tussen lege en
met water gevulde poriën vormt zich een me -
niscus. In een evenwichtstoestand is er een
v
aste relatie tussen de relatieve vochtigheid in
de lege poriën, de oppervlaktespanning van
het water
?, de poriediameter D van de groot-
ste nog met water gevulde porie en de span -
ning in het capillaire poriewater
?cap. Voor de
capillaire spanning geldt bij benadering:
apc D =
() () ()
() w ap
el
S 12 1
3
c S
E K ??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() ()
()
()
1.\b5 n
d \f1 t t w
t t
c ??
??= + ????
??
??
??
(1)
In de gr
ondmechanica wordt een dergelijke
capillaire spanning ook wel zuigspanning
genoemd. Bij voortschrijden
van de hydrata -
tie neemt de hoeveelheid water in het porie-
systeem af, daalt de relatieve vochtigheid,
1
1 Schematische weergave van uitdrogend capillair porienetwerk in verhardende cementsteen. Water trekt zich terug in kleine capillaire poriën.
water-cement mengsel: t = 0
volledig verzadigd: S
w = 1 poriestructuur: t > 0
verzadigingsgraad: S w < 1
CEMENT
7 2023 ?27
trekt het nog aanwezige water zich verder
terug in de kleinere poriën en neemt de ca-
pillaire spanning in het poriewater toe. Door
de zuigspanning in het capillaire water
wordt de ruimtelijke microstructuur waarin
het water zich bevindt onder druk gezet. On-
der invloed van de opgewekte drukspanning
zal het microstructuurskelet willen krimpen.
Het is deze krimp die, per definitie, autogene
krimp wordt genoemd.
Hoe groot deze autogene krimp is hangt
af van de weerstand die de microstructuur
tegen de drijvende krimpkracht kan mobili -
seren. Deze weerstand wordt bepaald door
de elasticiteitsmodulus
van de cementsteen
E(
?) op het tijdstip dat de capillaire spanning
op de microstructuur aangrijpt.
De grootte van de drijvende kracht die
tot autogene krimp leidt, wordt, naast de ca-
pillaire spanning
?cap, ook bepaald door de
verzadingsgraad S
w(?) van de cementsteen.
Bentz et al. (1998) stellen voor om de resulte-
rende krimprek
?el(?) te berekenen met de
formule:
apc D =
() () () ()
w ap
el
S 12 1
3
c S E K
??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() ()
()
()
1.\b5 n
d \f1 t t w
t t
c ??
??= + ????
??
??
??
(2)
w
aarin
v de Poisson constante is en K s de
bulk modulus van het microstructuurskelet
(zie ook Lu [1]). De verzadigingsgraad
S
w(?), de capillaire
spanning
?cap(?) en de elasticiteitsmodulus
E(
?) zijn functies van de hydratatiegraad ?.
Dit betekent dat bij voortschrijden van het
hydratatieproces de berekening van de
krimprek
?el(?) stapsgewijs moet plaatsvin-
den met steeds aangepaste waarden voor de
grootheden in formule (2). Schematisch is
dit rekenproces weergegeven in figuur 2. De berekening begint met het bepalen
van het verloop van het hydratatieproces. In
het schema wordt hiervoor het numerieke
simulatieprogramma HYMOSTRUC gebruikt.
Met dit programma worden de hydratie-
graad
? en de verzadingsgraad S w(?) bere-
kend. De relatieve vochtigheid en de capil -
laire spanning kunnen daarna worden
bepaald als functie van de hydratatiegraad
(Van Breugel [9]; Peng [7]), respectievelijk
met formule (1). De E-modulus in formule
(2) kan worden berekend als functie van de
druksterke (indien bekend uit metingen) of
als functie van de hydratatiegraad.
Het schema van figuur 2 is door Lu [1] ge-
bruikt voor het bepalen van de autogene
krimp van verschillende betonmengsels.
Het eindresultaat van een van zijn bereke-
ningen is weergegeven in figuur 2f, links
onder in het schema. Het betreft de autogene
2 Rekenschema voor bepalen capillaire spanning ? cap(a). Hydratatieproces berekend met simulatieprogramma
HYMOSTRUC (2a). Autogene krimp in 2f betreft mengsel van Zhang et al [10]
In de praktijk
blijkt dat nadat
het hydratatie-
proces is gestopt,
de autogene
krimp toch
toeneemt
2
28? CEMENT 7 20 23
-160
-140 -120
-100-80
-60 -40 -20 0
0
714 2128
autogene krimp [?]
tijd [dagen]
o?o?r??}Pv}???Z?]vlP
D???r??}Pv}???Z?]vlP
o??]?Z vo
??}Pv l?]u?
l??]?vo
??}Pvl?]u?
?lv ??}Pv l?]u?
Pu?v ??}Pv l?]u?
krimp van een betonmengsel met wcf = 0,3
en een volumeaandeel aan toeslagmateriaal
van 71%. Behalve de krimp, berekend met
formule (2), is in figuur 2f ook de autogene
krimp weergegeven gemeten door Zhang et
al. [10]. Duidelijk is dat de berekende krimp-
rek de gemeten autogene krimp ver onder-
schat. De reden voor deze onderschatting is
het verschijnsel kruip.
Het kruipaandeel in autogene
krimp
In het voorgaande is ervan uitgegaan dat de
grootheden, die bepalend zijn voor de ont-
wikkeling van de autogene krimp, functies
zijn van de hydratatiegraad. Dit impliceert
dat, als het hydratatieproces stopt, de auto-
gene krimp ook niet verder zal toenemen.
In de praktijk blijkt echter keer op keer dat
ook nadat het hydratatieproces (zo goed als)
gestopt is, de autogene krimp toch toeneemt.
De oorzaak hiervan is kruip. Kruip is ook
de reden dat al in de vroege fase van de ver-
harding de 'elastische' krimp, berekend met
formule (2), de gemeten autogene krimp
onderschat. Al in de jaren 40 van de vorige
eeuw wees Davis [3] erop dat een gemeten
krimprek ook een kruipaandeel bevat. In
de jaren 60 en 90 kwamen Powers [4] en
Person [5] tot eenzelfde conclusie. Dit mag
ons eigenlijk niet verbazen. Immers, elk
materiaal dat door een belasting onder
spanning wordt gebracht, zal, naast een
elastische vervorming, ook een tijdsafhan-
kelijke (kruip)vervorming ondergaan. In een stapsgewijs rekenproces laat het
kruipaandeel ?
?cr(t,?), dat hoort bij een elas-
tisch krimpincrement ?
?el(?) , zich bereke-
nen met de formule (zie ook [1]):
apc D =
() () ()
() w ap
el
S 12 1
3
c S
E K ??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() ()
()
()
1.\b5 n
d \f1 t t w
t t
c ??
??= + ????
??
??
??
(3)
w
aarin
?(( t, ?) de kruipfactor is.
Voor verhardend beton kan een kruipfactor
worden toegepast, waarin het effect van het
verhardingsproces op de grootte van de
kruip wordt meegenomen [8]:
apc D =
() () ()
() w ap
el
S 12 1
3
c S
E K ??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() () ()
() 1.\b5 n
d \f1 t t w t t c ??
??= + ????
??
???? (4)
w
aarin
?(?) en ?(t) staan voor de hydrata-
tiegraad op het tijdstip
? waarop het elasti-
sche rekincrement ontstaat en
?(t) de hy-
dratatiegraad op het tijdstip t waarop men
de kruiprek wil weten. De factoren d en n
zijn constanten, waarvoor bij benadering
geldt d = 0,35 en n = 0,3.
Met formule (4) is het kruipaandeel van de
autogene krimp berekend van het in figuur
2f beschouwde mengsel. Figuur 3 toont het
resultaat. Het totaal van het elastische aan-
deel en het kruipaandeel van de autogene
krimp komt heel goed overeen met de
g
eme-
ten autogene krimp. Voor het beschouwde
mengsel is het kruipaandeel van de autogene
krimp nauwelijks kleiner dan het elastische
aandeel. Vergelijkbaar goede resultaten vond
Lu voor betonmengsels met hoogoven-
3
3 Gemeten en berekende autogene krimp van Portlandcement beton. Water-cement factor 0,3. Volumeaandeel toeslag: 71%.
Metingen: Zhang et al. [10] (Naar Lu [1])
Het verhinderde
kruipaandeel
van de autogene
krimp zal geen
spanningen
genereren
CEMENT 7 2023 ?29
4
4 Vervorming van een cilinderwand belast door de voorspanbelasting bij een glijdende en een monoliete wand-vloerverbinding
cement met wcf 0,44 en 0,5. Bij deze laatste
mengsels bleek het kruipaandeel van de
autogene krimp groter dan het elastische
aandeel. Voor polymeerbeton vond Li [2] een
kruipaandeel van de autogene krimp van wel
twee keer zo groot als het elastische aandeel.
Als de gemeten autogene krimp van een be-
tonmengsel voor een aanzienlijk deel uit
kruip bestaat, dan rijst de vraag hoe een
constructeur met autogene krimp moet re-
kenen. Dezelfde vraag zal een constructeur
ook hebben bij autogene krimpwaarden
die in betonvoorschriften worden genoemd
(EuroCode, ASTM, BS, Japanse Concrete
Code). Ook dan is het van belang om te we-
ten of deze waarden alleen het elastische
aandeel van de autogene krimp betreffen of
dat ze ook een kruipaandeel bevatten. En als
dat laatste het geval is, dan is de volgende
vraag hoe een constructeur daarmee in een
concreet geval moet rekenen.
Effect van langzaam opgelegde
kruipvervorming op krachtsver-
deling
Voor het antwoord op de vraag hoe te reke-
nen met het kruipaandeel van autogene
krimp, maken we een uitstapje naar het ge-
drag van een voorgespannen cilindervormig
betonnen reservoir. De constructie is sche-
matisch weergegeven in figuur 4. Door de
naar binnen gerichte voorspanbelasting zal
de cilinderwand naar binnen verplaatsen.
Stel dat de maximale verplaatsing onderin de wand
w
0 mm bedraagt (fig. 4b). Als de
wand glijdend op de bodemplaat rust, dan
kan deze verplaatsing vrij optreden. Omdat
de voorspanbelasting permanent aanwezig
is, zal de verplaatsing onderin de wand door
kruip toenemen met een bedrag ?w =
? · w 0,
waarbij
? de kruipfactor is. De totale ver-
plaatsing van de wand op tijdstip t
? is dan
opgebouwd uit het elastische aandeel w
0 en
het kruipaandeel ?w =
? · w 0.
Het bovenstaande geldt voor een glij-
dende wand-vloerverbinding. Als de wand
monoliet met de vloer is verbonden, dan
wordt deze ter plaatse van de aansluiting
met de bodemplaat verhinderd om naar
binnen te verplaatsen. De wand vervormt
dan als weergegeven in figuur 4c. In de
wand-vloerverbinding ontstaan een dwars-
kracht en een moment. In figuur 4d is het
inklemmingsmoment M aangegeven (dwars-
kracht hier weg gelaten). Stel dat het mo-
ment, dat nodig is om de verplaatsing w
0
tussen wand en bodemplaat op te heffen, de
waarde M(w
0) heeft. De vraag is nu wat het
effect is van kruip van de wand onder de
aanwezige voorspanbelasting op de grootte
van het inklemmingsmoment. Eenvoudig-
heidshalve gaan wij ervan uit dat de aanwe-
zige voorspanbelasting permanent aanwezig
is. De redenering is nu als volgt. Als de wand
niet door kruip verder naar binnen zou ver-
plaatsen, dan zou het moment M(w
0) als ge-
volg van relaxatie afnemen tot de waarde:
M
rel = M(w 0) · e -?. Als onder invloed van kruip
de wand vrij zou verplaatsen, dan zou de
Het is
geruststellend
te weten dat een
aanzienlijk
aandeel van
een gemeten
autogene krimp
uit kruip bestaat
30? CEMENT 7 20 23
verplaatsing onderin de wand toenemen met
?w =
? · w 0. Als deze verplaatsing onmiddel-
lijk zou optreden, dan zou dat een moment
opleveren van M(?w) = M(
? · w 0) = ? · M(w 0).
Omdat de verplaatsing niet onmiddellijk op-
treedt maar langzaam aangroeit, wordt het
moment M(?w) door relaxatie gereduceerd
met een factor (1 ? e
-?)/?. Van het moment
M(?w) =
? · M(w 0) blijft dan na reductie met
de factor (1 ? e-?)/? nog over: ?M = ? · M(w 0) ·
(1 ? e -?)/? = M(w 0) · (1 ? e -?). Het resulterende
moment M
res is dan:
M
res = M rel + ?M = M(w 0) · e -? + M(w 0) · (1 ? e -?) =
M(w
0).
Wij zien dus dat het resulterende inklem-
mingsmoment M
res gelijk is aan het oor-
spronkelijke moment M(w
0). Voor het bepa-
len van het inklemmingsmoment M
res hoeft
het effect van kruip niet in rekening te wor-
den gebracht!
Voor wie vertrouwd is met dit type
vraagstukken, is dit geen onverwacht resul -
taat. Van dit resultaat wordt nu dankbaar ge-
bruikgemaakt voor het beantwoorden van de
vr
aag wat wij aan moeten met het kruipaan -
deel van autogene krimp. Wij beschouwen
daarv
oor de microstructuur van verhardend
cementsteen als een constructief systeem,
dat permanent onder druk verkeert als
g
evolg van de capillaire spanning in het
porie
water. Het capillaire water speelt hier
dezelfde rol als de voorspanbelasting op de
cilinderwand. Omdat de capillaire spanning
permanent aanwezig is en de microstruc -
tuur daardoor permanent onder druk staat,
ontstaat er
naast een elastische vervorming
ook een tijdafhankelijke (kruip-)vervorming.
Als de cementsteen, c.q. het beton, wordt
verhinderd om te vervormen, dan zal alleen
het elastisch deel van de autogene krimp
aanleiding geven tot spanningen. Het verhin -
derde kruipaandeel van de autogene krimp
zal g
een spanningen genereren. Als het
kruip
aandeel ong
eveer 50% van de gemeten
autogene krimp uitmaakt, dan kan dat dus
een halvering van de berekende spanningen
opleveren! Het is dus echt wel nuttig om te
weten dat een gemeten autogene krimp voor
een aanzienlijk deel uit kruip kan bestaan.
Hoe verder?
In zekere zin is het geruststellend om te
weten dat een aanzienlijk aandeel van een
gemeten autogene krimp uit kruip bestaat.
Maar daarmee zijn niet alle vragen rond
autogene krimp opgelost. De eerste vraag
is natuurlijk of voor alle betonmengsels
het kruipaandeel even groot is. Dat is niet
zo. Soms is het kruipaandeel kleiner dan
het elastische aandeel, maar soms ook
groter. Zonder duidelijkheid hierover blijft
het voor de constructeur gissen wat hij
moet doen. Deze onduidelijkheid geldt zo-
wel autogene krimpcurven die hem door
een laboratorium worden aangereikt, als
die welke in betonvoorschriften worden
voorgeschreven. In dit artikel is aangegeven dat het
mogelijk is om met behulp van numerieke
modellen onderscheid te maken tussen het
elastische en het tijdsafhankelijke aandeel
van autogene krimp. Nu dit tot de mogelijk-
heden behoort kan gericht onderzoek wor-
den verricht naar, bijvoorbeeld, een catego-
risering van betonmengsels met specifieke
autogene krimpkarakteristieken. Naar ver-
wachting zijn met name cementsoort en
water-cementfactor belangrijke parameters
voor deze categorisering. Een ander punt van aandacht betreft
het meten van de autogene krimp zelf. Voor-
al in de heel vroege fase van het verhardings-
proces is het meten van autogene krimp
niet eenvoudig. Dat sommige betonmengsels
in de vroege fase van de verharding zwelling
vertonen, is daarbij een extra compliceren-
de factor. Daar staat wel tegenover dat auto-
gene krimp in de heel vroege fase, wanneer
de stijfheid van het mengsel nog gering is,
geen grote spanningen oplevert. Tegen die
achtergrond is het de vraag of het zinvol is
om daar op dit moment veel aandacht aan
te besteden. Systematisch onderzoek naar
de grootte van het kruipaandeel in autogene
krimp, met name in de latere fase van de
verharding, zou prioritiet moeten krijgen.
Immers, in die latere fase is de E-modulus
van het beton groot en zal het elastische deel
van de autogene krimp reden geven tot
krimpspanningen, terwijl het kruipaandeel
niet tot spanningen leidt.
REFERENTIES
1?Lu, T., Autogenous shrinkage of early
age cement paste and mortar. PhD
Thesis, Delft, 2019, p. 151.
2?Li, Z., Autogenous shrinkage of alkali-
activated slag and fly ash materials ?
From mechanisms to mitigating
strategies. PhD Thesis, Delft, 2021, p. 168.
3?Davis, H.E., Autogenous volume
change of concrete. Proc. of ASTM, 40,
1940, pp. 1002-1110.
4?Powers, T.C., Mechanisms of
shrinkage and reversible creep of
hardening cement paste. Proc. Int.
Symp. Structure of concrete and its
behavior under load. Cement &
Concrete Association, London, 1965.
pp. 319-344.
5?Person, B., Creep and shrinkage of
young or mature HPC. Proc. 5th Int.
Symp. on Utilization of high strength/
high performance concrete. Sandefjord,
1999, pp. 1272-1281.
6?Bentz et al., Modelling drying
shrinkage in reconstructed porous
materials: application to porous Vycor
glass. In: Modelling and Simulation in
Materials Science and Engineering,
1998, pp. 211-236.
7?Peng, G., Simulation of hydration and
microstructure development of blended
cement. PhD Thesis, TU Delft, 2018, p. 223.
8?Van Breugel, K., Development of
temperature and properties of concrete
as function of the degree of hydration.
Proc. RILEM Int. Conf. on Concrete of
Early Ages, Paris, 1982, Vol. I, pp.
179-185, Vol. II, pp. 103-108.
9?Van Breugel, K., Simulation of
hydration and formation of structure in
hardening cement-based materials.
PhD Thesis, TU Delft. 1991, p. 304.
10?Zhang, M. et al., Effect of water-to-
cementitious materials ratio and silica
fume on the autogenous shrinkage of
concrete. Cement & Concrete Research
33 (10), 2003, pp. 1687-1694.
CEMENT 7 2023 ?31
Sinds hogesterktebeton op steeds grotere schaal wordt toegepast, is autogene krimp van beton een onderwerp van discussie. Niet dat men vóór die tijd niet van het bestaan van autogene krimp wist, maar het fenomeen werd verwaarloosbaar klein geacht. Voor uitdrogingkrimp lag dat anders. In betonvoorschriften is uitvoerig beschreven hoe uitdrogingskrimp kan worden bepaald als functie van de mengselsamenstelling van het beton, de afmetingen van een betonelement en de omgevingscondities.
Voor de grootte van de uitdrogingskrimp speelt met name de water-cementfactor (wcf) een grote rol. Hoe lager de water-cementfactor, hoe kleiner de uitdrogingskrimp. Een lage water-cementfactor resulteert ook in een hogere sterkte en lagere porositeit van het beton. Dat laatste komt vooral de levensduur ten goede. Maar de prijs die voor al deze voordelen moet worden betaald, is een grote autogene krimp. Hierdoor worden betonmengsels scheurgevoelig, met name in de verhardingsfase. Verwaarlozen van de autogene krimp kan dan ook niet langer. Recente versies van betonvoorschriften geven ook waarden voor de autogene krimp. Nu is het meestal zo dat voorschriften rekenregels bevatten die gebaseerd zijn op algemeen aanvaarde, geconsolideerde kennis. Maar in alle eerlijkheid moet worden gezegd dat de kennis over autogene krimp het stadium van geconsolideerde kennis nog niet bereikt. Vanuit materiaalkundig oogpunt bestaan er vragen over de aard en grootte van autogene krimp. En voor de constructeur zijn er vragen over de wijze waarop autogene krimp in berekeningen moet worden meegenomen. In dit artikel wordt nader op deze vragen ingegaan.
Reacties