We kennen allemaal de gedaante van beton in de gebouwde omgeving. Beton zie je overal om je heen: bruggen, tunnels, bestrating, pijlers van de stormvloedkering, wegversperring, gevels, kolommen en liggers. Daarnaast wordt beton ook heel vaak op minder zichtbare plekken toegepast zoals funderingen van gebouwen, constructieve vloeren, de drijvende bak van een woonark en de riolering.
Maar wat is beton nu eigenlijk? In feite bestaat beton uit een steenachtige lijm dat een matrix van toeslagmaterialen opvult en verlijmd. Toeslagmaterialen zijn korrelvormige materialen in verschillende korrelgroottes, zoals bijvoorbeeld zand en grind. Afhankelijk van de verhoudingen ontstaan verschillende eigenschappen voor zowel het verse als het verharde beton, die ook nog eens beïnvloed kunnen worden door zogenaamde hulpstoffen.
1-2-3 beton en de basisverhouding
De basis verhouding van de bestanddelen van beton is 1 (volume)deel cement op 2 delen zand en 3 delen grind. Aangelengd met (niet te veel!) water vormt dit een stevige grijze stroperige massa, die in een vormende bekisting of mal na enkele uren begint op te stijven en na enkele dagen een behoorlijke sterkte heeft. In feite is deze eenvoudige formule de basis voor de samenstelling van beton.
Maar hoe eenvoudig dit ook klinkt, afhankelijk van de gewenste materiaaleigenschappen van beton, kan er eindeloos gevarieerd worden in de samenstelling; de meeste betonmortel leveranciers hebben zeker 100 standaard recepten liggen die regelmatig gebruikt worden en het totaal aantal recepten kan makkelijk meer dan 1000 bedragen.
Eigenschappen op maat van beton en mortel
Bij de meeste andere bouwmaterialen wordt een type hout of staal van een bepaalde kwaliteit voorgeschreven en aangebracht. Bij beton kan door de samenstelling van het mengsel al een grote variatie aan gewenste eigenschappen beïnvloed worden. Daarnaast spelen de uitvoering, de omstandigheden van het storten van beton en de nabehandeling daarvan een grote rol in de eindkwaliteit van het verharde product. Daarnaast bepaalt de samenstelling van een mengsel niet alleen de eigenschappen van het verharde product, ook de eigenschappen van het halffabricaat, het verse beton (betonmortel) worden hierdoor beïnvloed.
Betonmortel centraal
Een betonmortelcentrale mengt de verschillende bestanddelen van beton. De hoeveelheden worden zorgvuldig afgemeten. Omdat de bulk bestaat uit zand en grind, liggen betonmortelcentrales vaak naast water, omdat zand en grind meestal bij rivieren gewonnen wordt en transport over water efficiënter en duurzamer is dan over de weg. Een betonmortelcentrale levert verse beton (betonspecie), die binnen een bepaalde tijd van leverancier naar de bouwplaats gebracht moet worden, anders begint het verhardingsproces al voordat de betonmortel in de vormgevende bekisting zit. Het is van belang dat de mortel onderweg in beweging blijft, omdat de beweging ervoor zorgt dat er geen ontmenging plaatsvindt.
Prefab betonfabrieken beschikken over een eigen (vaak kleinere) betonmortelcentrale, zij liggen ook bij voorkeur langs een vaarweg.
Kwaliteit en normen voor beton
Om de kwaliteit van beton te borgen zijn er verschillende normen die vastleggen hoe die kwaliteit in stand gehouden kan worden. Als eerste wordt er al in de ontwerpfase een indeling gemaakt in zogenaamde milieuklassen gebaseerd op de omgeving (milieu) waarin het toegepaste beton terecht komt. Aan zee, met de mogelijke indringing van chloriden bijvoorbeeld, dient er een andere kwaliteit beton toegepast te worden dan beton dat alleen blootgesteld wordt aan het interieur van een gebouw. De kwaliteit van beton wordt ook vaak afgemeten aan de sterkte van het beton. Maar ook het hele proces van vervaardigen en verwerken van beton is in verschillende certificaten vastgelegd.
Metselspecie en metselspecie-verhouding
Metselspecie is een specie (een plastisch, nog niet hard geworden materiaal) die voor het metselen wordt gebruikt en tegenwoordig hoofdzakelijk bestaat uit zand, cement (bindmiddel) en water. Soms zijn of worden hulpstoffen toegevoegd, bijvoorbeeld luchtbelvormer om de verwerkbaarheid van de specie te vergroten. Soms is kalk toegevoegd, een bindmiddel vergelijkbaar met cement, om het vocht uit de specie langzamer in de zuigende steen te laten trekken (de specie droogt niet te snel op, waardoor hij beter kan uitharden). Metselspecie is nodig om stenen of blokken aaneen te kunnen hechten tot één muur en om eventuele openingen te vullen tussen de stenen of blokken. Metselspecie moet dus, zeker als hij uitgehard is, goed hechten aan steen of blok.
De algemene verhouding van metselspecie is 1 deel cement op 3 delen zand (metselzand, korrelgroep 0-2, dus korrels van 0,063 tot en met 2 mm). Sommige metselaars prefereren een vettere specie (verhouding 1 cement op 2,5 zand) of juist een schralere (1 op 3,5). Metselmortel kwaliteiten zijn meestal M5, M10 of M15 [aanduiding in N/mm2].
Bij de metselmortelspecificaties behoort ook de mate van wateropname van de baksteen: IW1 t/m IW4, zie bij initiële wateropzuiging en eventueel bij hallergetal en baksteenspecificaties. Een paar opmerkingen over metselspecie: aangeraden wordt gebruik te maken van fabrieksmatig metselspecie of metselcement (droog) voor het specifieke werk en dit te kopen bij een leverancier met een snelle omloop, zodat de bestanddelen altijd vers zijn; prefab metselcement is in vele soorten verkrijgbaar en van constante kwaliteit; bij metselcement dienen nog zand en water toegevoegd te worden, bij metselspecie hoort dat alleen water te zijn; altijd geldt: volg de adviezen op van de producent van de metselcement.
Bij bijvoorbeeld metselcement Heidelberg Cement MC 12,5 is al enig kalksteenmeel en luchtbelvormer toegevoegd; alleen zand en water toevoegen. Werk niet bij vorst en niet bij een omgevingstemperatuur van meer dan 30 graden C; bij voorkeur wordt gemetseld bij een temperatuur van tussen +5 en +25 graden C. (noodcases vorstmortel mogelijk bij temperaturen boven 0°C). De verhouding cement en zand is mede afhankelijk van de hardheid van de steen; hoeveelheid water: te natte specie geeft drijvend metselwerk; te droge specie kan hechtingsproblemen geven; een hardere steen neemt minder snel water op en heeft daarom een wat drogere, stuggere specie nodig, dus wat minder water toevoegen.
Metselspecie met kalk wordt meestal toegepast bij zuigende stenen; metselspecie met uitsluitend kalk als bindmiddel (dus geen cement) wordt kalkmortel genoemd; metselspecie zonder kalk wordt meestal toegepast bij niet-zuigende stenen. Te weinig cement geeft een poreuze, onsamenhangende specie; te veel cement laat de specie krimpen en verkleint de hechting tussen specie en steen. Bij te droge stenen hecht de specie slecht; bij te natte stenen loopt de specie weg. Betonstenen en niet-zuigende bakstenen hebben een geringe stapelhoogte; droge, sterk zuigende metselstenen moeten circa 24 uur voor verwerking bevochtigen.
De hardheid van de uitgeharde metselspecie is o.m. afhankelijk van de hoeveelheid cement in de specie; bijvoorbeeld een gemiddelde druksterkte van 20 N/mm2 wordt met een verhouding van 1 deel cement op 3 delen zand bereikt (zie afbeelding verderop).
Werkwijze en menging
- Meng eerst de droge delen (cement, zand, eventueel kalk e.d.).
- Gebruik altijd gewoon leidingwater (zonder chloor); doe eerst driekwart van het water in de molen of kuip en daarna de droge mortel.
- Voeg tijdens het mengen zoveel water toe dat een goed verwerkbare specie ontstaat; voeg in de eerste minuten het water niet te snel toe; vaak zal ca. 3 à 4 liter water op 25 kg metselspecie volstaan; reken voor machinaal mengen ca. 3 minuten en voor handmatig ca. 5 minuten.
- Voordat je gaat metselen, doe de 1-minuut-proef om het goede vochtgehalte van de stenen te controleren.
- Metselspecie moet binnen 2 uur na het aanmaken verwerkt worden.
- Metsel bij voorkeur vol-en-zat; denk aan dilatatievoegen, open stootvoegen en spouwankers.
- Metselspecie die op het zichtbare deel van de stenen is gekomen, moet verwijderd worden; bij geglazuurde stenen direct de metselspecie verwijderen.
Attentiepunten na het metselen: dek het metselwerk af met waterdichte folie (minimaal 48 uur bedekt houden) om ontmengen en uitslag te voorkomen; bevochtig de zuigende stenen de volgende dag alvast nat.
Zelf mengen en prefab opties
Aangeraden wordt gebruik te maken van prefab metselcement voor het specifieke werk. Fabrieksmatig geproduceerde metselspecie moet voldoen aan NEN-EN 998-2, Specificaties voor mortels voor metselwerk - Deel 2: Mortels voor metselwerk.
Documentatie metselspecie (metselmortel) algemeen: Metselwerk, algemene en technische informatie, Verwerkingsadviezen metselmortel, Verbruikstabel metselmortel, voegmortel e.d. De Betonpocket van Betonhuis. Documentatie specifieke metselspecies: MC 12,5 varianten, Beamix, Remix, Sakrete, Knauf en meer.
P.S.: Voegspecie (voegmortel) heeft vaak een verhouding van 1 deel cement op 4 delen zand, soms wordt 1 deel cement, 3 delen zand en 0,5 deel kalk gebruikt. Bij monumenten wordt vaak kalkmortel toegepast omdat een cementen bindmiddel meestal te hard is voor oudere stenen.
Zelf cement maken is een klus die vaak voorkomt bij kleinere bouwprojecten; cement vormt samen met zand en water de basis voor mortel en beton. Let op: zelf cement maken is mogelijk voor kleine klussen, maar niet aanbevolen voor grote of duurzame projecten. Onze specialisatie ligt bij het realiseren van hoogwaardige betonvloeren.
Praktische samenvattingstips
- Werk altijd met schone materialen en volg de producentennormen voor metselcement en metselspecie.
- Bij vorst of extreme temperaturen niet mappen; bij koude omstandigheden kan vorstmortel nodig zijn.
- Voeg kalk of cement afhangend van de steen en gewenste eigenschappen toe; kies de juiste stolling en wateropname.
- Bevochtig zuigende stenen ruim voor het metselen en controleer vochtgehalte met de 1-minuut-proef.
Wat is het verschil tussen cement en beton? (De meesten hebben het fout!)
Verhoudingen in praktijk toepassen en tabellen
Een voorbeeldtabel met gemiddelde sterktes suggereert: 1 deel cement op 3 delen zand levert circa 20 N/mm2 compressieve sterkte onder ideale omstandigheden. Houd rekening met waterhuishouding en de aanwezigheid van grind bij betonmengsels.
| Toeslagmateriaal | Verhouding | Toepassing | Notities |
|---|---|---|---|
| Cement | 1 deel | Mortel en beton | Standaard bindmiddel |
| Zand | 3 delen | Mortel voor metselwerk | Korrelgroep 0-2 |
| Water | 1 (variabel) | Activering | Toevoegen tot juiste consistentie |
| Grind | 3 delen | Beton | Voor sterkte en structurele eigenschappen |
Op de volgende plaatsen wordt beton the big picture duidelijk: funderingen, constructieve vloeren, betonnen elementen in infrastructuur en verdeelde druk. Deze toepassing vereist precieze controle van samenstelling, verwerkbaarheid en curing. Het juiste beeld van beton is dat het een samengestelde matrix is die afhankelijk van verhoudingen en behandeling een grote variatie aan eigenschappen kan leveren.
tags: #betonblokken #metselen #hoeveel #cement