C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVer bindingencement 2004 644Vooral in de beginjaren na deintroductie werd de kwaliteit vankrimparme cementgebonden mor-tels in twijfel getrokken. Ook deverschillende methoden vanbeproeving gaven geen duidelijkinzicht in de eigenschappen ervanen de toepassingsgebieden. Uitoogpunt van ondubbelzinnigheiden uniformiteit is in een discus-sienota van Stutech een eersteaanzet gegeven om de relevanteeigenschappen van krimparmecementgebonden mortels met bij-behorende beproevingsmethodenvast te stellen. Dit heeft in 1991geleid tot CUR-Aanbeveling 24`Krimparme cementgebondenmortels', opgesteld door CUR-onderzoekscommissie B39.Ondanks het uitbrengen vanCUR-Aanbeveling 24 en het feitdat deze mortels binnen hetbouwproces veel toegepaste,betrouwbare en beminde produc-ten zijn geworden, bestaat er tochnog veel onbekendheid over.Onbekendheid op het gebied vanonder meer eigenschappen, toe-passingen, mogelijkheden enbeperkingen.Een opvallend voorbeeld hiervanis de toepassing van een krimpar-me cementgebonden mortel alsvoegmortel. De vullingsgraad, deverhouding tussen werkelijkgevuld voegoppervlak en volledigvoegoppervlak van horizontalevoegen in relatie tot de diverse uit-voeringsmethoden, leidt regelma-tig tot discussie. Daarnaast is ookde in bestekken regelmatig toege-paste benaming krimpvrije inplaats van krimparme cementge-bonden mortel een goed voor-beeld van de onduidelijkheid.C l a s s i f i c a t i e sIn CUR-Aanbeveling 24 wordt eenkrimparme cementgebonden mor-tel omschreven als `een fabrieks-matig vervaardigd mengsel,samengesteld uit cement, toeslag-materialen, hulpstoffen, eventueelvulstoffen en een expansiebevor-derende hulpstof waarmee dekrimp in de plastische fase wordtgecompenseerd'. In deAanbeveling wordt onderscheidgemaakt naar:? mortelsoort;? morteltype;? sterkteklasse;? milieuklasse.MortelsoortKrimparme cementgebondenmortels worden op grond van dewijze van aanbrengen ingedeeldin:? gietmortel, die als een vloeibaremortelspecie door gieten ofpompen wordt aangebracht;? troffelmortel, die als half-plasti-sche mortelspecie met behulpvan een troffel of door pompenwordt aangebracht;? ondersabelingsmortel, die alsaardvochtige mortelspecie doorondersabelen wordt aange-bracht.MorteltypeOp grond van de grootste korrelaf-meting van het toeslagmateriaalworden morteltypen onderschei-den in: 0,5 mm, 1 mm, 2 mm, 4mm, 8 mm en 16 mm.SterkteklasseClassificatie heeft plaats op basisvan de karakteristieke morteldruk-sterkte na 7 dagen verharding, uit-gedrukt in een K-waarde. Dit integenstelling tot de B-waarde vanbeton, waarbij na 28 dagen verhar-ding de karakteristieke waardewordt bepaald. Juist de vroegesterkte is bij deze mortels vanbelang, omdat vroege belastbaar-heid in veel situaties van hetbouwproces is vereist. Bepalingvan de druksterkte heeft plaats opprisma's van 40 x 40 x 160 mm3(foto 1).MilieuklasseHet aspect duurzaamheid wordtuitgedrukt door een milieuklasseovereenkomstig NEN 5950. Doorde lage water-cementfactoren vol-doen krimparme cementgebon-den mortels over het algemeenaan de zwaarste milieuklasse,klasse 5d.V o l u m e v e r a n d e r i n g e nZwellingIn CUR-Aanbeveling 24 is sprakevan een expansiebevorderendehulpstof, waarmee de krimp in deplastische fase wordt gecompen-seerd. In een open toepassing,waarbij de mortelspecie aan ??nzijde onbedekt is, zal deze hulpstofvrije zwelling veroorzaken. In een1 |Drukbank voor bepalingdruksterkte en buigtrek-sterkteDe voegmortel: onbekendmaakt....... toch bemind!ing. B. Neppelenbroek, Cugla bv, BredaOm duidelijkheid te verschaffen in de verwarring rond krimparme cementge-bonden mortels, zal in dit artikel worden ingegaan op de eigenschappen, toe-passingsgebieden en andere aspecten bij gebruik ervan. Tevens komt de vul-lingsgraad van horizontale voegen in relatie tot de diverse uitvoeringsmetho-den aan de orde.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVer bindingencement 2004 6 45gesloten toepassing, waarbij demortelspecie rondom is opgeslotenen niet of slechts langs een smallerand kan zwellen, zal de hulpstofaanleiding geven tot drukopbouw.Om de drukopbouw te beheersenen/of de zwelling alleen in deplastische fase te laten plaatsheb-ben, moet deze aan een aantaleisen voldoen. Door de eisen inCUR-Aanbeveling 24 wordt voor-komen dat de zwelling al is opge-treden voordat de mortelspecie opzijn definitieve plaats is aange-bracht. De zwelling moet liggentussen 0,1% (V/V) en 2,0% (V/V)(foto 2).KrimpBij zwelling wordt gesproken overeen volumevermeerdering, bijkrimp is sprake van volumever-mindering. De krimp wordt ver-oorzaakt door de omzetting vancement en water in cementsteenen door uitdroging en dient vol-gens NEN 3534 te wordenbepaald, met daaraan verbondenmaximale waarden na 7 dagen.Vanwege het feit dat deze mortels,evenals elke (beton)mortel samen-gesteld uit cement en water, uit-eindelijk krimp kan vertonen,mag niet worden gesproken wor-den over krimpvrije mortels. Degemiddelde krimp na 7 dagen vanbijvoorbeeld een gietmortel metsterkteklasse K 70 is kleiner dan0,80 mm/m.KwaliteitDe behoefte aan regelgeving isontstaan vanuit de markt alsgevolg van misverstanden over enproblemen met cementgebondenmortels. Voorbeelden van onge-controleerde en onbeheerste volu-meveranderingen, zowel in devorm van zwelling als van krimp,kwamen regelmatig voor. MetCUR-Aanbeveling 24 ontstondvoor alle betrokkenen duidelijk-heid over de eigenschappen en debeproevingsmethoden van demortels, zowel in de plastische alsin de verharde fase.Duidelijkheid voor de construc-teurs over de wijze van voorschrij-ven, duidelijkheid voor de gebrui-kers over de wijze van verwerken,duidelijkheid voor de producentenover de wijze van produceren enkeuren van de mortels. De keu-ringscriteria zijn vastgesteld en dewijze van beproeven is aangege-ven. Vanwege de nauwkeurigheidwaarmee dient te worden gewerkt,kan de uitvoering van beproevin-gen alleen plaatshebben in goedgeoutilleerde laboratoria.Op basis van CUR-Aanbeveling24 worden door de StichtingBMC KOMO-Betonverenigingproductcertificaten verleend.Hiermee behoren producent-/producteigenverklaringen tot hetverleden.ToepassingenAfhankelijk van de toepassingmoet worden vastgelegd welkeeisen ten aanzien van de classifi-caties van toepassing zijn. Hetontwerp, de uitvoeringstechniekenen de omstandigheden van deconstructie bepalen de te specifi-ceren gegevens. De specificatiemoet minimaal bestaan uit mor-telsoort, morteltype, sterkteklasseen milieuklasse.De toepassingen zijn veelzijdig,zoals:? ondergieten, ondersabelen,onderpompen van prefabbetonelementen of staalcon-structies;? aangieten of volpompen van ver-ticale voegen tussen prefabbetonelementen;? aangieten van gains;? ondergieten, onderpompen vanmachinefundaties;? vullen van spankanalen of koel-leidingen;? uitvoeren van diverse betonrepa-raties;? aangieten van voegovergangen;? uitvoeren van vloerreparaties;? volgieten van stalen kolommenten behoeve van brandveilig-heid.Nieuwe ontwikkelingenTen gevolge van ontwikkelingenop het gebied van de morteltech-nologie zijn in de loop der jarende toepassingen talrijker gewor-den. Enkele voorbeelden van dezeontwikkelingen zijn sterkteont-wikkeling en consistentie.Sterkteontwikkeling? `Vroege' sterkteontwikkelingVroege sterkte is voor krimparmecementgebonden mortels eenbelangrijke eigenschap.Druksterkten na ??n dag van45 N/mm2en zelfs hoger, bij tem-peraturen van 20 C zijn heelgewoon. Inmiddels zijn K-waar-den van 60 N/mm2en hoger meerregel dan uitzondering. En de ont-wikkelingen staan niet stil: sindsenkele jaren zijn producenten instaat mortels te vervaardigenwaarmee reeds na twee uur druk-sterkten ruim boven 10 N/mm2worden bereikt.? Lage temperaturenOndanks veranderingen van hetklimaat in Nederland, de wintersworden warmer en de zomers nat-ter, wordt bouwend Nederlandnog regelmatig geconfronteerdmet temperaturen beneden 0 C.Bij extreem koude weersomstan-digheden worden de bouwwerk- 2 |ZwelmetingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVer bindingencement 2004 646zaamheden stopgezet. Tijdenswisselende omstandigheden (over-dag rond vriespunt en `s nachtsvorst) dienen maatregelen te wor-den getroffen ter voorkoming vanbevriezing of het niet hechten aande ondergrond. Uiteraard zal desterkteontwikkeling van de gang-bare mortels bij deze lage tempe-raturen aanzienlijk langzamerplaatshebben. Mortels met zeervroege sterkteontwikkeling, ookbij lage temperaturen, bieden demogelijkheid om stagnatie van hetbouwproces te voorkomen.ConsistentieDe consistentie van giet-, troffel-en ondersabelingsmortels wordtbepaald met de vloei- en spreid-maat voor morteltypes 4 mm enmet de schud-, zet- en verdich-tingsmaat voor morteltypes 8mm.? Zeer hoge verwerkbaarheid(injectiemortels)Als gevolg van nieuwe ontwikke-lingen is de meetmethode met devloeigoot (foto 3) niet altijd toerei-kend. Zo is in het geval van `kant-en-klare' injectiemortels voor hetvullen van spankanalen de bepa-ling van de vloeimaat met devloeigoot niet geschikt, daar der-gelijke mortels de grootst meetba-re vloeimaat overschrijden. Indeze gevallen wordt de verwerk-baarheid bepaald met een trechter,waarmee de doorlooptijd wordtbepaald. Door deze zeer hoge ver-werkbaarheid, zonder dat dit tenkoste gaat van de stabiliteit, kun-nen spankanalen en koelleidingenmoeiteloos worden volgepompt enis napersen niet nodig.? TixotropieDoor de sterk verbeterde tixotropeeigenschappen van een aantalmortels worden de toepassingsge-bieden talrijker. Deze ontwikke-ling heeft het volpompen vanhorizontale en verticale construc-tieve voegen met een troffelmortelmogelijk gemaakt. In de introduc-tie is reeds aangegeven welkevoordelen deze mortels bieden bijtoepassing in verticale voegen.Tevens heeft het ertoe geleid dathet plaatsen van prefab betonele-menten in een speciebed op eenverantwoorde manier kan wordenuitgevoerd. Deze ontwikkelingheeft echter de gehele markt nogniet bereikt, getuige de vaak optre-dende discussie over de reductie-factor vanwege de vullingsgraadconform de VBC, behorend bijdeze uitvoeringsmethode.D i s c u s s i eBij toepassing van krimparmecementgebonden mortels in hori-zontale voegen onder prefabbetonelementen bestaat discussieover de reductiefactor in verbandmet de vullingsgraad bij de diverseuitvoeringsmethoden. De discus-sie ontstaat vooral door verschillentussen voorschrift en praktijk.VoorschriftIn VBC-artikel 9.17.3 is in derekenwaarde voor de sterkte vande mortelvoegverbindingen eenreductiefactor opgenomen, afhan-kelijk van de wijze van aanbren-gen van de mortel in de horizon-tale voeg. Deze reductiefactorbedraagt:? 0,9 bij aangieten van hetelement;? 0,7 bij ondersabelen van hetelement;? 0,3 bij plaatsen van het elementin een speciebed.Bij dit theoretisch model wordtervan uitgegaan dat de vullings-graad (verhouding tussen werke-lijk gevuld voegoppervlak en volle-dig voegoppervlak) van de voeg inhet geval van ondergieten hethoogst is. In het geval van onder-sabelen en zeker in het geval vanplaatsen in een speciebed wordtverondersteld dat er in grote matelucht wordt ingesloten. De onbe-kendheid over de resultaten vande diverse uitvoeringsmethodenleidt tot hoge veiligheidsfactoren,die het product onbemind kunnenmaken.PraktijkEr bestaan vijf uitvoeringsmetho-den voor het vullen van horizonta-le voegen onder prefab betonele-menten:1. Ondergieten vanuit gains ofdoor middel van een zogenoem-3 |Vloeigoot ter bepalingvan de vloeimaat4 |Hurks Beton verpomptCuglaton Tiksomortelonder prefab betonele-menten op het werkWartburgcollege teRotterdam5 |Lichten van element direct na onderpom-pen ter bevestiging van de kwaliteit vande vullingsgraadC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVer bindingende `brievenbus'-constructie overde volledige lengte aan ??nzijde van de voeg. In beidegevallen moet er een bekistingworden geplaatst. Deze kanbestaan uit een houten bekis-ting, waardoor de volledigedoorsnede wordt benut of uiteen schuimband, waardoor eengedeelte van de doorsnedeonbenut blijft.2. Ondersabelen, waarbij een vol-doende sterke ruggesteun moetworden aangebracht om deondersabelingsmortel voldoen-de te kunnen verdichten.3. Onderpompen met een troffel-mortel, waarbij een goede rug-gesteun benodigd is. In ditgeval wordt gebruikgemaaktvan de goede tixotrope eigen-schappen van de mortel (foto's4 en 5).4. Injecteren van de voeg met eengietmortel, waarbij evenals bijhet ondergieten een voldoendesterke bekisting nodig is.Indien van onderaf wordt ge?n-jecteerd, wordt veronderstelddat de lucht door de gains kanontsnappen.5. Plaatsen van de prefab-beton-elementen in een speciebedvan halfplastische mortel (foto6). De mortelspecie moet metenige overhoogte worden aan-gebracht en tevens moet er vol-doende aandacht wordenbesteed aan het plaatsen enstellen van de elementen (in??n keer stellen) en het plaat-sen van de stelblokjes. Voordeze toepassing is het nietnodig een bekisting aan tebrengen.Inmiddels krijgt deze laatste uit-voeringsmethode de overhand.Tabel 1 vermeldt hiervan enkelerecente voorbeelden.Bij de uitvoeringsmethoden 1, 2, 3en 5 worden de gains in een laterefase aangegoten (foto 8).De discussie ontstaat door ver-schillen tussen voorschrift enpraktijk:? voor de uitvoeringsmethoden`injecteren' en `onderpompenmet een halfplastische mortel'worden in de VBC geen reduc-tiefactoren gegeven;? uit de VBC blijkt dat bij `plaat-sen in een speciebed' de reduc-tie ten gevolge van een lage vul-lingsgraad het grootst is(reductiefactor 0,3). In dit gevalvinden voorschrift en praktijkelkaar niet, daar ten gevolge vande eerder beschreven ontwikke-lingen op het gebied van ver-werkbaarheid (sterk verhoogdetixotropie), bij juiste uitvoeringgrote vraagtekens geplaatstkunnen worden bij de reductie-factor van 0,3. Ook uit ervarin-gen met het lichten van elemen-ten ter controle van devullingsgraad blijkt dat dezereductiefactor de werkelijkheidniet benadert.T e n s l o t t eDe uitvoeringsmethode `plaatsenin een speciebed' wordt momen-teel bij de montage van prefabbeton het meest toegepast, veelalna overleg met de verantwoordelij-ke constructeur. In een aantal situ-aties is het nodig ter controle eenelement te lichten. Naast de onbe-kendheid met krimparme cement-gebonden mortels bestaat er ookover de diverse uitvoeringsmetho-den de nodige onbekendheid.Met dit artikel is een aanzet gege-ven om de verwarring rond dezemortels te laten verdwijnen. Laatdit artikel de verantwoordelijkenaanzetten om ook de verwarringrond de diverse uitvoeringsmetho-den in relatie tot de vullingsgraadweg te nemen. De auteur is gaar-ne bereid het voortouw te nemenom te werken van `onbekend...toch bemind' naar `bekend enbemind'! cement 2004 6 47Tabel 1 | Voorbeelden van projecten volgens methode 5werk locatie aannemer montage prefabCap Gemini Nieuwegein BAM Utiliteitsbouw Grote Projecten Vrolijks LeerdamWaterstadtoren Rotterdam Boele & van Eesteren/Stam - de Koning Mammoet betonmontageCarr? Zwolle Wessels Rijssen W. van der MeijdenVeranda Rotterdam Heijmans IBC Bouw Euromontage DordrechtT-gebouw Universiteit Rotterdam J.P. van Eesteren J.P. van EesterenKroonveste Arnhem Aan de Stegge SamoncoUitbreiding ziekenhuis Den Haag Dura Vermeer Westo Prefab BetonsystemenStationstoren Tilburg Bontebal Gejamont6 |Plaatsen in een speciebed7 |Achteraf aangieten gains