BIBLIOTHEEK
Bouwdienst Rijkswaterstaat
Postbus 20.000
3502 L A Utrecht
BIBLIOTHEEK BOUWDIENST RIJKSWATERSTAAT
NR. C&$M.££U
CEMENT - B E N T O N I E T EN
IN
-
DE T O E P A S S I N G
AFDICHTINGSWANDEN
1iteratuurstudie
INTRON-rapportnr.
-
89421
M A T E R I A A L -
E N
M I L I E U
-
O N D E R Z O E K
EN
DE
INTRON
Dr. N o l e n s l a a n 126
6 136 GV
SITTARD
t e l . 04490 - 28888
Rapportnr.
: 89421
Opdrachtnr.
: W28430
Opdrachtgever
:
Rijkswaterstaat
CEMENT-BENTONIET
IN
-
TOEPASSING
AFDICHTINGSWANDEN
1iteratuurstudie
Ir .
-
E . Ons t e n k
f
Uitvoering:
EOn/LDu/RHu
januari
1990
R89421
INHOUDSOPGAVE
biz.
SAMENVATTING
5
1
INLEIDING
10
1.1
Algemeen
10
1.2
Doelstellingen
10
1.3
Opbouw v a n h e t r a p p o r t
11
1 .4
Begeleiding
11
2
BENTONIET
12
2.1
Algemeen
12
2.2
Eigenschappen van bentoniet
15
2.3
B e i n v l o e d i n g v a n de e i g e n s c h a p p e n v a n b e n t o n i e t
17
2.4
Speciale bentoniet
17
3.
CEMENT
18
3. 1
Algemeen
18
3.2
Hydratatie van portlandcementklinker
20
3.3
S t r u c t u u r v a n de c e m e n t s t e e n
21
3.4
Effect
23
4
HET SYSTEEM CEMENT-BENTONIET-WATER
25
4.1
Samenstelling
25
van hoogovenslak
i n cement
4.2
Microstructuur van verhard
4.3
Toevoegingen
cement-bentoniet
27
26
4.4
S p e c i a l e mengsels
30
4.5
V e r o n t r e i n i g d water
31
5
EIGENSCHAPPEN VAN CEMENT -BENTONIETSLURRIES
33
5.1
Algemeen
33
5.2
O n d e r s t e u n i n g v a n de u i t g e g r a v e n
sleuf
34
5.3
De f i l t e r k o e k
34
5.4
Viskositeit
35
5.5
Schuifsterkte
5.6
Stabiliteit
5.7
Verharding
38
5.8
I n v l o e d v a n de r o e r s n e l h e i d
39
'
36
38
1
R89421
biz.
5 .9
Invloed
van het
ceraentgehalte
40
5 . 10
I n v l o e d van h e t type
5 .11
Invloed van het bentonietgehalte
43
5 . 12
Invloed
van het type
bentoniet
44
5 . 13
Invloed
v a n de v e r w e r k i n g s t i j d
44
6
EIGENSCHAPPEN VAN VERHARD CEMENT -BENTONIET
46
6 . 1
Druksterkte
46
Algemeen
46
6
.1.1
6 .1.2
bindmiddel
41
I n v l o e d v a n de v e r w e r k i n g s t i j d
6
.1.3
Invloed van
6
.1.4
Invloed
6
.1.5
49
sedimentatie
van het gehalte
I n v l o e d van het type
50
aan v a s t e
stof
bindmiddel
52
54
6 1.6
Druksterkte-ontwikkeling
56
6 2
Schuifs terkte
58
6
3
Vervormingseigenschappen
58
6
4
Waterdoorlatendheid
60
Algemeen
60
6 4.1
6
4.2
I n v l o e d v a n de v e r w e r k i n g s t i j d
63
6
4.3
Invloed
63
6
4.4
Invloed
van het gehalte
6
4.5
Invloed
van h e t type
6
4.6
Ontwikkeling
6
5
Eros iebestandheid
van
sedimentatie
aan v a s t e
stof
bindmiddel
v a n de
64
66
waterdoorlatendheid
69
70
6 5 . 1 Algemeen
70
6
5.2
Inwendige mechanische
6.
5.3
Inwendige chemische
6.
5.4
erosie
71
erosie
72
Contacterosie
78
6. 5.5
Voegerosie
79
7.
UITVOERINGSASPECTEN VAN
7. 1
Eisen
tingswanden
80
7. 1.1
Suspensie
80
7. 1.2
Verhard
7. 2
Vervaardiging
te s t e l l e n
AFDICHTINGSWANDEN
aan m a t e r i a a l v o o r
afdich-
materiaal
80
v a n de
cement-bentonietsuspensie
7. 2.1
D r o o g mengen
7. 2.2
D r o g e cement mengen met e e n g e r i j p t e
Vooraf dispergeren
7. 2.4
Mengvolgorde
81
81
suspensie
7. 2.3
80
bentoniet81
v a n de c e m e n t
85
86
2
R89421
7. 3
Vervaardiging van
afdichtingswanden
86
7. 3
1
Algemeen
86
7. 3
2
Twee - f a s e n t e c h n i e k
89
7. 3
3
Een-fasetechniek
90
7. 3
4
I n de bodem t r i l l e n v a n e e n p r o f i e l
92
Spreiding
92
7.
4
7. 5
i n e i g e n s c h a p p e n i n de p r a k t i j k
V o o r o n d e r z o e k en k w a l i t e i t s c o n t r o l e
94
7. 5
1
Geschiktheidsonderzoek
94
7. 5
2
Vooronderzoek
7. 5
3
Kwaliteitscontrole
uitgangsmaterialen
95
op h e t w e r k
96
8.
CONCLUSIES
9.
AANBEVELINGEN TEN AANZIEN VAN VERVOLGONDERZOEK 101
10.
LITERATUUR
98
104
3
R89421
VOORWOORD
De ze 1 i t e r a t u u r s t u d i e v o r m t
geinitieerd
het m a t e r i a a l
ervaring
met
inzicht
te verschaffen
cement-bentoniet. In het
cement-bentonietmengsels
eerste instantie
i s men
als injectiemiddel
deze mengsels
systematische
sinds
relatie
s t u d i e i s lange t i j d
de
jaren
heeft
vijftig
geen s p r a k e geweest.
t o t a f d i c h t i n g s w a n d e n op
men
reeds
toen het
(de j a r e n
I n de j a r e n
eigenschappen van
gang.
Vooral
in
zeventig)
een
tachtig
cement-bentoniet
Duitsland
lijkt
in dit
E e n v a n de m e e s t u i t g e b r e i d e s t u d i e s i s g e r a p p o r t e e r d
d o o r M e s e c k ( l i t . 1 7 ) . De
De
buitenland
ook g a a n t o e p a s s e n i n a f d i c h t i n g s w a n d e n . E c h t e r v a n
o p z i c h t toonaangevend.
van deze
i n het n i v e a u van k e n n i s
i s toegepast. Later
komt h e t f u n d a m e n t e l e o n d e r z o e k n a a r de
in
Rijkswaterstaat
o n d e r z o e k n a a r de t o e p a s s i n g v a n c e m e n t - b e n t o n i e t i n
a f d i c h t i n g s w a n d e n en d i e n t
omtrent
de b a s i s v a n e e n d o o r
r e s u l t a t e n van d i t o n d e r z o e k vormen het
raamwerk
literatuurstudie.
i n d i t rapport
uitsluitend
de
e r v a r i n g e n w e e r v a n de b e t r e f f e n d e a u t e u r s en z i j n n i e t
g e v e r i f i e e r d aan
de
praktijkervaringen
mening
de
werkgroep
g e p r e s e n t e e r d e o n d e r z o e k s r e s u l t a t e n geven
i n Nederland
"Cembenton"
die
het
en
geven
onderzoek
b e g e l e i d t . U i t een g l o b a l e v e r g e l i j k i n g
gegevens
en de e e r s t e
onderzoek
heden
komen op
naar
aandacht
werking
voren.
het
Ook
tussen het
op
niet
eerste
gezicht
zullen
i s onvoldoende
cement
op
i n het
en de
de
verzoek
van
t u s s e n de i n de
r e s u l t a t e n van een momenteel
Deze
krijgen.
ook
een
Rijkswaterstaat
literatuur
i n Nederland
aantal
punten
bentoniet
en
vermelde
uitgevoerd
tegenstrijdig-
v e r v o l g o n d e r z o e k dan
duidelijkheid
weer van
ook
de
v e r k r e g e n i n de
i n h o e v e r r e de
nodige
wissel-
eigenschappen
v a n b e i d e a f z o n d e r l i j k v a n i n v l o e d z i j n op de e i g e n s c h a p p e n v a n h e t
mengsel
cement-bentoniet;
en
bentoniet
in
de
met
bepalend
literatuur
name
zijn
niet
cement i n de d i v e r s e
voor
altijd
welke
de
eigenschappen
eigenschappen
duidelijk
onderzoeken
vermeld
gebruikt i s .
4
van
van
het
cement
het mengsel.
welk
type
het
Verder i s
bentoniet
en/of
R89421
SAMENVATTING
In
opdracht
instituut
van Rijkswaterstaat,
voor
materiaal-
Afdeling
Bouwspeurwerk,
e n mi l i e u - o n d e r z o e k
heeft
INTRON,
B.V., e e n l i t e r a t u u r s t u d i e
u i t g e v o e r d n a a r de e i g e n s c h a p p e n , g e d r a g e n t o e p a s s i n g v a n c e m e n t - b e n t o n i e t
in
een waterkerende
afdichtingswand.
Deze
in
h e t kader v a n een door R i j k s w a t e r s t a a t
literatuurstudie
geinitieerd
i s uitgevoerd
onderzoek
naar het
gedrag van cement-bentoniet.
Bentoniet
i s een p l a s t i s c h e k l e i
kleimineraal montmorilloniet
sterk
t e kunnen
kationen.
zwelling
hangt
zwellen,
terwijl
loniet
zwellen
Het volume
heeft
d i e voor
bestaat.
a l s gevolg
kan h i e r d o o r
a f v a n h e t type
kation.
Het
aan m o n t m o r i l l o n i e t
eigenschappen
v a n de
De
De mate v a n
Een n a t r i u m b e n t o n i e t
kan s t e r k
zwelt.
Montmoril-
kationen.
Na
+
kan
en omgekeerd.
i n de b e n t o n i e t
bentoniet.
van geabsorbeerde
n i e t of nauwelijks
2 +
u i t het
de e i g e n s c h a p
toenemen.
u i t w i s s e l i n g s c a p a c i t e i tvoor
worden vervangen door C a
gehalte
v a n de h y d r a t a t i e
5 t o t 15 m a a l
gemakkelijk
gedeelte
Dit kleimineraal heeft
een c a l c i u m b e n t o n i e t
een s t e r k e
het grootste
i s dus v a n b e l a n g
eigenschappen
v o o r de
van bentoniet
kunnen
sterk varieren.
Door
de v e r d e l i n g v a n de o p p e r v l a k t e l a d i n g
(negatieve
oppervlaktelading
o r i e n t e r e n de p l a a t j e s z i c h
"kaartenhuis"
en wordt
hoge p o r o s i t e i t ,
zekere
De
structuur
verkregen
verkrijgt
bestaat
leerde hoogovenslak.
vrij
en vormt
zich
duidelijk
gevormd
g e l een
eigenschappen
cement.
dan portlandcement.
u i t portlandcementklinker
en gegranu-
een i n water
komt
kalk
onoplosbare c a l c i u m s i l i c a a t h y d r a a t g e l
De v r i j k o m e n d e k a l k a c t i v e e r t de h y d r a t a t i e v a n
o o k g e l i n de p o r i e n
tussen
de k l i n k e r d e e l t j e s
De p o r i e n s t r u c t u u r v a n de g e v o r m d e c e m e n t s t e e n h a n g t a f v a n
de w a t e r c e m e n t f a c t o r .
deze
zo'n
B i j de h y d r a t a t i e v a n p o r t l a n d c e m e n t k l i n k e r
s l a k d e e l t j e s , waarbij
precipiteert.
betere
voomamelijk
rondom de k l i n k e r d e e l t j e s .
a l s een
met e e n z e e r
wederom v e r d w i j n t .
e i g e n s c h a p p e n v a n c e m e n t - b e n t o n i e t hangen a f v a n h e t type
Hoogovencement
De
en p o s i t i e v e randen)
i n een n i e t i n beweging z i j n d e s u s p e n s i e
een g e l a c h t i g e
s t e r k t e , die b i j roeren
geeft
is
en o n d e r z i j d e
doch lage p e r m e a b i l i t e i t . H i e r d o o r
Hoogovencement
de
a a n boven-
v a n de m o n t m o r i l l o n i e t p l a a t j e s
B i j e e n hoge w a t e r c e m e n t f a c t o r ( v o o r
i n h e t algemeen
4
a 5) w o r d e n
hoofdzakelijk
cement-bentoniet
capillaire
porien
( g r o o t t e 50 mm t o t 0,1 mm). H e t v o l u m e a a n C S H - g e l i s g e r i n g .
uiteindelijke
s t e r k t e v a n e e n c e m e n t b e n t o n i e t m e n g s e l h a n g t samen met de
w i j z e waarop de C S H - g e l gevormd w o r d t .
5
R89421
In
geval
groei
van
portlandcement
gel
vanuit
van
hoogovencement
de
de
De
v o o r de
is
per
m
kg
3
van
zuivere
hogere a f g i f t e
- een
hogere
viskositeit;
- een
hogere
pH-waarde;
- tijdsafhankelijke
grotere
opzichte
van
d i k t e van
van
de
water
- de
een
ontgraven
in
de
eigenschappen van
de
een
de
i n geval
wordt
het
van
verstoord,
bentonietplaatjes
qua
verkregen.
verwerkbaartypische
hoogovencement
bentonietgehalte
is
en
bepalend
suspensie.
hebben
(geringere
cement-bentoniet-
stabiliteit) ;
eigenschappen;
hebben c e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e s
een
hogere
langere v e r w e r k i n g s t i j d .
cement-bentonietsuspensie
grond
zich
door
bodem
de
(viskositeit
wordt
en
veranderen doordat
suspensie
cement-bentonietslurry
mengintensiteit
150-250 kg
de
filterkoek.
omringende
een
de
filtraatwater
betonspecie
eigenschappen van
van
tussen
bentonietsuspensies
rheologische
w a t e r c e m e n t f a c t o r en
het
Vooral
v e r w e r k i n g s e i g e n s c h a p p e n van
- een
deel
minder
is kritisch
natriumbentoniet,
mengsel.
hogere d i c h t h e i d ;
De
ruimten
terwijl
door
en b e w e e g t z i c h b i n n e n z e e r nauwe g r e n z e n . E e n
30-40
- een
Ten
v o r m t i n de
veel
cement-bentonietmengsels
van
water
Ten
opzichte
slurries:
- een
verstoort,
"kaartenhuis"-structuur
en s t a b i l i t e i t
samenstelling
9 0 0 - 9 5 0 kg
bentoniet-"kaartenhuis"
v e e l h o m o g e n e r e en m e c h a n i s c h s t e r k e r e m a t r i x w o r d t
samenstelling
heid
het
klinkerdeeltjes
d o o r d a t de C S H - g e l z i c h ook
w a a r d o o r een
wordt
mengt en
geperst.
Daarnaast
beinvloed
vloeigrens
een
deel
worden
een
van
de
door:
nemen
toe
met
hogere
mengintensiteit);
- het
cementgehalte
- het
type
bindmiddel
het type b e n t o n i e t
Ca-bentoniet
en
- het
( d i t heeft
duur van
(hoogovencement g e e f t
de
invloed);
gunstigste
gevoeliger voor veranderingen
verwerkingsperiode
bentonietgehalte
toenemend
geringe
eigenschappen);
( i n h e t a l g e m e e n z i j n de e i g e n s c h a p p e n met
(Na-bentoniet)
de
s l e c h t s een
(vloeigrens
bentonietgehalte).
6
dan
en
i n combinatie
stabiliteit
met
nemen
geactiveerde
i n samenstelling
Ca-bentoniet;
sterk
toe
met
R89421
Van
h e t v e r h a r d e c e m e n t - b e n t o n i e t z i j n de d r u k s t e r k t e en
de
belangrijkste
hangen van
De
volgende factoren
tijdstip
- het
een
de
eigenschappen.
waarop het
hydraulische
plaats vindt
hoe
en
waterdoorlatendheid
de
ontwikkeling
en
de
g r o t e r het
voor het
grootte
eerst
van
v e r h a n g des
de
te
wordt
blootgesteld
gradient
lager
(hoe
i s de
eerder
Langere
perioden
van
stilstand
aan
dit
eindsterkte);
- de v e r w e r k i n g s t i j d ( g r o t e i n v l o e d b i j p o r t l a n d c e m e n t , g e r i n g e
hoogovencement).
ervan
af:
materiaal
gradient
en
druksterkte
invloed b i j
g e d u r e n d e de
verwerking
d i e n e n te worden vermeden;
- de
w a t e r c e m e n t f a c t o r (hoe
- het
cementgehalte;
• het
type bindmiddel
gehalte
- het
en
grote
h o g e r d e z e i s , des
en h e t
m a a l f i j n h e i d de
type b e n t o n i e t
(met
effect
verharde
van
uitzakken
onvoldoende
Cement-bentoniet
i n het
stelling,
een
de
de
Ca-bentoniet).
op
te
(Na-bentoniet) gaat
de
zijn
eigenschappen
en
van
het
a l l e e n merkbaar
bij
zich
schijnbaar
maar kan
plastisch.
De
a f h a n k e l i j k van
stuik bij
de
breuk
mengselsamen-
van
c e m e n t - b e n t o n i e t hangt van
materiaal
gradient
(hoe
voor het
eerder
eerst
de
wordt
volgende
factoren
blootgesteld
d i t p l a a t s v i n d t , des
te
hoger
aan
is
permeabiliteit) ;
- een
lange
rustperiode
gedurende
hogere w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
- cementgehalte
-
slak-
15%.
waarop het
hydraulische
met
gering
hoog
druksterkte);
suspensie
blijkt
a l g e m e e n 1 a 2%,
oplopen tot >
tijdstip
de
h o o g o v e n c e m e n t en
Ca-bentoniet
d o o r dan
druksterkte);
stabiliteit.
gedraagt
De w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
af :
- het
van
cement-bentoniet
m e n g s e l s met
bedraagt
langer
(met
grootste
geactiveerde
druksterkte-ontwikkeling
Het
slakgehalte
t e l a g e r i s de
de
verwerking
tot gevolg
kan
met
Ca-bentoniet
een
hebben;
( v o o r a l i n c o m b i n a t i e met
Ca-bentoniet);
bentonietgehalte;
- de
- het
mate v a n
type
beste
- de
b i j m e n g i n g van
bindmiddel
grond
(het
(hoogovencement
resultaat is variabel);
en
een
grote
m a a l f i j n h e i d geven
het
resultaat);
ouderdom van
o u d e r d o m ; na
70
het
materiaal
a 100
(de
doorlatendheid
d a g e n neemt de
7
neemt a f met
doorlatendheid
toenemende
n i e t meer a f ) .
R89421
Een
afdichtingswand
van
cement-bentoniet
v o l g e n d e vormen kunnen o n d e r s c h e i d e n
i s onderhevig
aan
erosie.
De
worden:
1. M e c h a n i s c h e e r o s i e
- inwendige e r o s i e (het u i t s p o e l e n van f i j n m a t e r i a a l ) ,
- c o n t a c t e r o s i e ( h e t u i t de wand b r e k e n v a n s t u k j e s m a t e r i a a l ) ,
- voegerosie
2.
( u i t s p o e l e n v a n zwakke p l e k k e n
a a n de o n d e r z i j d e ) .
Chemische e r o s i e ( o p l o s s e n van m a t e r i a a l ) .
De m a t e en s n e l h e i d v a n e r o d e r e n
hangt a f van:
- de g r o o t t e v a n h e t v e r h a n g ;
- het begin
en d u u r v a n de
- de a g r e s s i v i t e i t
stroming;
van het grondwater;
- de s a m e n s t e l l i n g en m e c h a n i s c h e e i g e n s c h a p p e n v a n h e t
- het type
- de f i l t e r s t a b i l i t e i t
In
cement-bentoniet;
cement;
grofkorrelige
geconstateerd
v a n de o m r i n g e n d e
bodems
worden
grond.
k a n een toenemende
b i j hogere
inwendige
gradienten;
mechanische
i n fijnkorrelige
erosie
grond
i s de
i n v l o e d v a n h e t verhang g e r i n g e r . Chemische e r o s i e kan inwendige mechanische
erosie
i n de h a n d
werken.
Het mengen v a n e e n c e m e n t - b e n t o n i e t s l u r r y
plaatsvinden.
1.
d r o o g mengen v a n cement en b e n t o n i e t
kan volgens
diverse principes
( e v e n t u e e l e e n p r e - m i x ) en v e r v o l -
gens d i t b i j h e t aanmaakwater v o e g e n ;
2.
d r o g e cement mengen met g e r i j p t e
3.
cementslurry
mengen met e e n g e r i j p t e
Methode 3 l i j k t
teit
de b e s t e
van het mengsel.
wordt
worden
i s d a t de b e n t o n i e t
Rijping
v a n de
t e mengen i s e e n v o o r w a a r d e v o o r
cement-bentonietmengsel.
te
bentonietsuspensie.
r e s u l t a t e n t e g e v e n , vanwege een g r o t e r e homogeniVan b e l a n g
i n h e t aanmaakwater.
met cement
bentonietsuspensie;
toegevoegd
goed
gedispergeerd
bentonietslurry alvorens
h e t goed
deze
f u n c t i o n e r e n v a n een
B i j h e t mengen d i e n t cement a a n de b e n t o n i e t s l u r r y
en n i e t
andersom
(N.B.:
d i t geldt
niet
voor
pre-mix
meestal
plaats
mengsels).
Vervaardiging
volgens
zowel
van
afdichtingswanden
vindt
het een-faseprincipe. H i e r b i j
a l s s t e u n v l o e i s t o f b i j het graven
waaruit
de
wand
waarbij
de
opeenvolgende
w o r d e n de p a n e l e n
gevormd
1, 3, 5
wordt.
De
panelen
wand
de
v a n de
wordt
stapsgewijs
uitgegraven.
8
tegenwoordig
fungeert
cement-bentonietslurry
sleuf,
a l s het materiaal
paneelsgewijs
worden
uitgegraven,
uitgegraven.
Eerst
R89421
Na h e t v o l d o e n d e o p s t i j v e n v a n h e t c e m e n t - b e n t o n i e t w o r d e n de t u s s e n l i g g e n d e
panelen
algemeen
het
2, 4,
6
u i t g e g r a v e n . De
een g r o t e
spreiding
gerealiseerde
i n eigenschappen.
algemeen w a t e r d o o r l a t e n d h e d e n g e r e a l i s e e r d
verbetering
h i e r v a n met e e n f a k t o r
wand
I n de
van 10"
v e r t o o n t i n het
praktijk
7
t o t 1 0 " ' m/s.
combinaties
worden,
in
onderzoeksresultaten niet a l t i j d
van v e r s c h i l l e n d e
komen
veel
onverwachte
cementsoorten
resultaten
te verklaren.
cement,
bentoniet,
fysische
chemische
eigenschappen,
eigenschappen,
permeabiliteit,
duurzaamheid.
9
behandeld
V o o r a l wanneer
en b e n t o n i e t t y p e n o n d e r z o c h t
naar voren. Dientengevolge
d i t r a p p o r t a a n b e v e l i n g e n opgenomen v o o r v e r d e r
Trefwoorden:
Een
10 w o r d t m o g e l i j k g e a c h t .
O f s c h o o n r e e d s v e l e f a c e t t e n v a n c e m e n t - b e n t o n i e t i n de l i t e r a t u u r
worden, z i j n
worden i n
onderzoek.
zijn
R89421
1.
INLEIDING
1.1.
Algemeen
Meer
en
meer
neigt
men
b i j de
bouw v a n
wegen n a a r
een
verdiepte aanleg,
w a a r b i j h e t v i a d u c t z i c h t e r h o o g t e v a n h e t m a a i v e l d b e v i n d t . Om t o e s t r o m i n g
van het omringende grondwater
nodig.
Hierbij
onder
bakconstructie,
betonnen
latende
met
kan
t e g e n t e g a a n i s een w a t e r k e r e n d e
andere
of a f s c h e r m i n g door
a f d i c h t i n g s w a n d e n bestaande
goed
b l e e k qua
te
bestaat
sterkte
voldoen.
afdichtingswanden
(o.a.
aan
Een
u i t een
een
middel
van
recente
slecht
nodige
op
opgedaan
D i t type
afdich-
waterdrukken
d i t gebied
cement-bentoniet.
Met
t o t op h e d e n e c h t e r w e i n i g e r v a r i n g .
dure)
waterdoor-
ervaring
bentonietslurry.
ontwikkeling
constructie
(relatief
en e r o s i e b e s t a n d h e i d b i j h o g e r e
te v e r v a a r d i g e n van
i n Nederland
is
deze
d i t materiaal
In het
buitenland
W e s t - D u i t s l a n d en de V e r e n i g d e S t a t e n ) h e b b e n r e e d s e e n a a n t a l p r o e f -
p r o j e c t e n en o n d e r z o e k e n
p l a a t s g e v o n d e n , doch deze hebben v o o r z o v e r bekend
nog
vast omlijnde technologie.
niet
geleid
onderzoekers
t o t een
richtlijnen
o p g e s t e l d met
van a f d i c h t i n g s w a n d e n van
In
opdracht
lnstituut
van
voor
Rijkswaterstaat,
materiaal-
in
een
waterkerende
in
het
kader
gedrag
van
van
en
zijn
door
ontwerp
Afdeling
door
Bouwspeurwerk,
m i l i e u - o n d e r z o e k B.V. , e e n
gedrag
en t o e p a s s i n g v a n
a f d i c h t i n g s w a n d . Deze
een
Wel
betrekking tot
sommige
en
aanleg
cement-bentoniet.
u i t g e v o e r d n a a r de e i g e n s c h a p p e n ,
1.2.
worden
a f d i c h t i n g s w a n d e n . I n h e t v e r l e d e n i s de
tingswanden
niet
gedacht
Rijkswaterstaat
INTRON,
cement-bentoniet
literatuurstudie
geinitieerd
heeft
literatuurstudie
i s uitgevoerd
onderzoek
naar
het
i n kennis
met
cement-bentoniet.
Doelstellingen
Deze l i t e r a t u u r s t u d i e
1. I n z i c h t
te
betrekking
2. De
h e e f t de v o l g e n d e
verkrijgen
i n het
doelstellingen:
n i v e a u van
en
de
leemten
t o t cement-bentoniet.
eigenschappen
van
cement-bentoniet
en
de
wijze
waarop
deze
zijn
te
be'invloeden te o m s c h r i j v e n .
3. De u i t v o e r i n g s t e c h n i s c h e a s p e c t e n b i j de v e r w e r k i n g v a n
4.
i n een a f d i c h t i n g s w a n d na
te
De
( l e v e n s d u u r ) van
duurzaamheidsaspecten
cement-bentoniet
gaan.
inventariseren.
10
een
cement - b e n t o n i e t w a n d
te
R89421
1.3.
Opbouw v a n h e t r a p p o r t
Alvorens
i n t e g a a n op c e m e n t - b e n t o n i e t
mineralogische
werking
en chemische
v a n cement
vervolgens
wordt
i s b e g o n n e n met i n h o o f d s t u k
eigenschappen
i n hoofdstuk
v a n b e n t o n i e t weer
3
ingegaan
op h e t g e b r u i k v a n v e r s c h i l l e n d e
van
verse,
een
nog
niet
verharde
h o o f d s t u k 5 weergegeven. H i e r b i j
teit,
verwerkbaarheid
eigenschappen
van
behandeld.
verhard
nader
en
cement-bentoniet,
toevoegingen.
de
Hoofdstuk
samenstelling
6 gaat
a l s druksterkte,
op
i n op de
orde.
In hoofdstuk
7 ten slotte
voren
gebracht,
zoals
komt
wordt
worden
de
in
stabilidiverse
eigenschappen
waterdoorlatendheid
Ook de b e s t a n d h e i d i n e e n a g r e s s i e f m i l i e u
worden
De
eigenschappen
erosiegevoeligheid.
en
komt a a n de
u i t v o e r i n g s t e c h n i s c h e zaken
naar
e i s e n t e n a a n z i e n v a n h e t p r o d u c t , a a n l e g v a n de a f -
d i c h t i n g s w a n d , m e n g i n g v a n de s u s p e n s i e en de
1.4.
De
cement-bentonietsuspensie
van
4
a a n b o d en
worden aspecten a l s v i s k o s i t e i t ,
invloed
toegelicht.
t e geven.
In hoofdstuk
de s a m e n s t e l l i n g v a n c e m e n t - b e n t o n i e t m e n g s e l s
2 de
kwaliteitscontrole.
Begeleiding
De
literatuurstudie
nemen de v o l g e n d e
wordt
personen
b e g e l e i d door
deel:
P. B o o n e ,
R.G.A. de
Jong,
A. de K o n i n g ,
H.M. K r i k h a a r ,
G.J.
Speets,
S. de V i s s e r ,
J.
de V r i e s ,
G.M.
Wolsink.
11
de w e r k g r o e p
"Cembenton".
Hieraan
R89421
2.
BENTONIET
2.1.
Algemeen
Bij
chemische
verwering
van
gesteenten
treden
reacties
op
tussen
de
in
h e t g e s t e e n t e a a n w e z i g e m i n e r a l e n en v a n b u i t e n a f h i e r o p i n w e r k e n d e a g e n t i a ,
zoals
water,
chemische
vorm van
van
de
koolzuur,
reacties
nieuwe
humuszuren
worden nieuwe
mineralen,
belangrijkste
In p r i n c i p e
groepen, welke
kationen
kleine
plaatvormige
kristalstructuur
1.
gedeeltelijk
zijn
atomen,
(<2
(1:1
octaedervormig
a l s ionen
en
i n opgeloste
worden
deze
zijn
al
de
i n de
vorm.
Een
zogenaamde
hydroxyl(OH")-
Ze v o r m e n
gelang
uiterst
naar
hun
groepen:
kleimineralen),
omringd
omringd
van
gedeeltelijk
Ca, Fe) b e v a t t e n .
/im)
i n twee
elk tetraedervormig
elk
gevolge
d i e kunnen o n t s t a a n
( v o o r a l K, Mg,
onderverdeeld
Ten
h e t a l u m i n i u m s i l i c a t e n met
kristallen
Twee-lagen-kleimineralen
Si-atomen,
zuurstof.
v e r b i n d i n g e n gevormd;
verbindingen
kleimineralen.
en
door
door
opgebouwd
O-atomen,
O-atomen
meest bekende t w e e - l a g e n - k l e i m i n e r a a l i s k a o l i n i e t
en
u i t een
en
een
laag
laag A l -
OH-groepen.
(zie figuur
Het
1).
O oxygens # hydroxyls • a l u m i n u m s o * silicons
Figuur
1. S c h e m a t i s c h e w e e r g a v e v a n de
2. Drie-lagen-kleimineralen
een
(2:1 k l e i m i n e r a l e n ) ,
l a a g A l - o c t a e d e r s met
atomen
Al);
kunnen
de
ten
elementen, mits
(bijvoorbeeld
mineralen
dele
Al-atomen
de
Mg
a a n w e e r s z i j d e een
vervangen
kunnen
ionen
en
soms
Fe) .
Een
van
de
waarbij
( l i t . 30).
i n b e g i n s e l opgebouwd u i t
laag S i - t e t r a e d e r s .
door
andere
worden
atomen
vervangen
door
a l te v e e l i n g r o o t t e van
( z i e figuur 2).
12
worden
geheel
er n i e t
is montmorilloniet,
v e r v a n g e n d o o r Mg
s t r u c t u u r van k a o l i n i e t
De S i (meestal
andere
verschillen
belangrijkste
drie-lagen-klei-
een
de
deel
van
Al-atomen
is
R89421
exchangeable cations
nH 0
2
Ooxygens • hydroxyls •aluminum, iron, magnesium
o • silicon, occasionally aluminum
Figuur
2.
S c h e m a t i s c h e weergave van
(lit.
de
s t r u c t u u r van
montmorilloniet
30).
V o l l e d i g h e i d s h a l v e w o r d e n h i e r ook de v i e r - l a g e n - k l e i m i n e r a l e n , b i j v o o r b e e l d
c h l o r i e t , genoemd. De twee - l a g e n - k l e i m i n e r a l e n z i j n t y p e r e n d v o o r r e g e n r i j k e
tropische
en
subtropische
voortgeschreden
verwering.
omzetting
en
snel
metaalionen
vlug
door
klimaten
D o o r de
de
afgevoerd.
De
langer
Montmorilloniet
feit
door
dat
in
van
regenval
worden
een
de
de
verder
chemische
vrijkomende
omstandigheden, w a a r b i j het
t w e e w a a r d i g Mg
aantal
(isomorfe
negatieve
Deze n e g a t i e v e
kationen,
kation
contact
spreekt
blijven
komt o v e r w e g e n d v o o r
met
gevormd
verwerings-
vrijkomende
i n semi-aride
driewaardig
Al
i s . A l g e m e e n neemt men
het
per
eenheid
klimaten
dat
men
van
niet.
In aanwezigheid
teren
waardoor
de
Na
of
afstand
het
vervangen
oppervlak
van
is
de
oppervlakte)
afneemt
met
kleideeltje.
Ca.
a d s o r p t i e van
A f h a n k e l i j k van
natriummontmorilloniet
van
( l i t . 31).
a a n d a t de l a d i n g s d i c h t h e i d
van
l a d i n g w o r d t g e c o m p e n s e e r d d o o r de
vooral
metaalionen.
gedeeltelijk
s u b s t i t u t i e ) maakt
ladingen
toenemende a f m e t i n g e n van
bare
gevolg
d r i e - l a g e n - k l e i m i n e r a l e n worden
i n montmorilloniet
p l a a t j e s n e g a t i e f geladen
(het
het
l a n g z a m e r v e r l o o p t en d o o r de g e r i n g e r e d o o r s p o e l i n g de z i c h v o r m e n d e
kleimineralen
Het
zijn
overvloedige
o n d e r g e m a t i g d - h u m i d e en s e m i - a r i d e
proces
en
hoge t e m p e r a t u u r v e r l o o p t
dan
het
wel
water hebben deze k a t i o n e n
tussen
klei) .
13
de
plaatjes
type
uitwissel-
geadsorbeerd
calciummontmorillode
toeneemt
neiging
te hydra -
(zwellen
van
de
R89421
De
z w e l l i n g hangt
de
l a d i n g en a f m e t i n g e n v a n
De
kleinste
bi-,
of
kationen
trilaag
immersie
mono-,
of
een
monolaag
Na*)
kunnen
een
om
de
volledig
kationen
kationen
of
-ionen
(Rb
bilaag
+
Na -ionen
(de
figuur
plaatjes
2).
(K
is
en
Ca
Cs )
geen
een
200°C.
100
tot
reversibel
niet
N.b.:
zolang
De
volledig
zwellen
wateradsorptie,
al
zwellende
Bentoniet
is
een
voomamelijk
ontstaan
d o o r de
montmorilloniet
en
het
tot
algemeen
de
verwering
bestaat
ook
gebruikte
kunnen
alleen
sprake
komt
vooral
schappen van
het
van
in
kwarts,
glimmer,
het
meest
bentoniet
voorkomens
een
leveren
van
Ca-bentoniet
de
voor
Griekenland,
K o n i n k r i j k en
i n het
echter
algemeen
Voor zover
alleen
voor toepassing
vastgelegd.
naar API
i n suspensies
Voor t o e p a s s i n g
Specification
klei-
s l e c h t s een
13A
met
hoge
30
organische
en
32).
plastische
a s s e n en
kleien
die
Bentoniet
is
t u f f e n en
kalk,
( l i t . 17
en
bevat
pyriet,
18).
naast
kaolien.
Overeenkomstig
natriumbentoniet
van
oudere
(zwellende
en
en
jonger
de
eigen-
en m e t a m o r f o s e
veranderd
( l i t . 30).
Hongarije,
Italie,
West-Duitsland)
Polen,
ontgonnen
Ca-bentoniet.
De
Roemenie,
bentoniet-
Verenigde
Staten
Na-bentoniet.
worden omgezet
4127
eisen
t e n behoeve van
bentoniet
"Oil-well
14
zijn
i n Na-bentoniet
(geac-
32).
i n DIN
van
Krijtouderdom
gesteenten
diagenese
een
gemakkelijk
( l i t . 17
zijn
laagpakketten
Ca-montmorilloniet
22,
voor
i n gesteenten
compactie,
tiveerde Ca-bentoniet)
bekend
eigenschap
individuele
contact
17,
b e l a n g r i j k s t e v i n d p l a a t s e n van
kan
is
(niet-zwellende bentoniet . " f u l l e r ' s earth").
a f z e t t i n g e n . In
door
(Cyprus,
Verenigd
Na*
zwelling, is in principe
veldspaat,
vulkanisch materiaal
i n marine
Europa
van
naar
kleiplaatje-kation-
alle
bij
term
vulkanische
w a a r d o o r d e z e n a g e n o e g n i e t meer z w e l t
Spanje,
meer
hang
van
kleimineraal montmorilloniet.
b e n t o n i e t ) en c a l c i u m b e n t o n i e t
dan
bij
vormen
sterkere
verdwijnt.
de b e n a m i n g v a n m o n t m o r i l l o n i e t o n d e r s c h e i d t men
Bentoniet
2 +
verdwijnt b i j temperaturen
g l y c o l ) ( l i t . 2,
u i t het
ook
dus
mono-,
om
zwellen.
(alcohol,
r e s t e n van
en
kristalwater
eigenschap
bestaan
van
)
hydratatie-energie
geadsorbeerde waterlaag
niet
polaire vloeistoffen
illiet
het
De
of n a u w e l i j k s
de
een
vormen
+
en
aldus
+
z i c h a l s o n a f h a n k e l i j k e d e e l t j e s gedragen b l i j k t
van
zijn
+
electrostatische aantrekking
Echter
te z i j n .
De
vocht
kleiplaatjes
t e o v e r w i n n e n ) h e e f t N a - m o n t m o r i 1 l o n i e t de
uitzondering
en
maar v o o r a l
toenemend
de
grotere
mono-,
2 +
Ca
met
tussen
grootste
Aangezien
dan
klei,
t e k u n n e n z w e l l e n d o o r de a d s o r p t i e v a n w a t e r t u s s e n de
(zie
kan
en
de
de
uitwisselbare kationen.
zwellen;
Bij
zwellen.
groot
kleiplaatje
de
+
te
vormen.
vertonen
voldoende
l a d i n g s d i c h t h e i d van
watermoleculen
b i l a a g en
macroscopisch
hydratatie
de
(Li
van
macroscopisch
een
sterk
af van
de
ten
aanzien
van
c o n s t r u c t i e van
i n boorspoelingen
bentoniet
diepwanden
wordt
d r i l l i n g - f l u i d materials".
verwezen
R89421
2.2.
Eigenschappen van bentoniet
B e n t o n i e t h e e f t de v o l g e n d e
1.
I n water
vallen,
fijn
heeft Na-bentoniet
waardoor
verdeelde
positieve
in
op
de e i g e n s c h a p
Door
de p l a a t j e s
Door
de
en w o r d t
porositeit.
tussen
( l i t . 2, 18 en 3 2 ) :
te zwellen c q . u i telkaar te
een g e l , o f een s u s p e n s i e
plaatjes.
lading
"kaartenhuis"
hoge
eigenschappen
de
randen
orienteren
een g e l a c h t i g e
schudden,
een v i s k e u z e v l o e i s t o f
(thixotrope
i n rust
de
plaatjes
laag.
Om
2.
de
structuur
de zogenaamde
ionen
uitwisselingscapaciteit.
over
i n Ca-montmori1loniet
adsorptievermogen
het
verbreken
best
natuurlijke
veerde
Na-bentoniet
Ca-bentoniet
De w a t e r h o u d e n d e
Zo
gaat
en v i c e
a l s een
bindingen
overgaat
h e e f t een
na v e r s t o r i n g
en i s de v i s k o s i t e i t
schuifspanning
De
adsorberen
Na-montmorilloniet
versa. Na-bentoniet
B a s i s c h reagerende
weerstand
i s i n principe
en h e e f t e e n
gemakkelijk
h e e f t een b e t e r
stoffen
capaciteit
ionenwisseling
groter
dan d i e v a n een g e a c t i -
van Na-bentoniet
F i g u u r 3. W a t e r o p n a m e v a n b e n t o n i e t ( l i t . 1 7 ) .
van
een
( l i t . 38).
bedraagt
toenemen.
>600 %m/m
en d i e v a n C a - b e n t o n i e t
(zie figuur 3).
15
worden
tegen
k a n b e n t o n i e t 5 t o t 15 m a a l i n v o l u m e
t i v e e r d e C a - b e n t o n i e t 300 a 4 0 0 %m/m)
%m/m
Hierdoor
i s een m i n i m a l e
(kunstmatige Na-bentoniet)
D o o r de opname v a n w a t e r
de z w a k k e
hoge v i s k o s i t e i t ;
en m o l e c u l e n
dan C a - b e n t o n i e t .
geadsorbeerd.
zeer
vloeigrens.
B e n t o n i e t k a n i n hoge mate
grote
3.
te
zich
w a a r d o o r de g e l w e e r
v a n de s t r u c t u u r v e r d w i j n t de opgebouwde s t a b i l i t e i t
benodigd,
van
v e r k r e g e n met e e n z e e r
worden
eigenschap).
een r e l a t i e f
wordt
o p p e r v l a k t e l a d i n g en e e n
structuur
of t r i l l e n
gemakkelijk verbroken
bentonietsuspensie
verkregen
negatieve
(geac-
100 a 150
R89421
De
uitgeoefende
mate v a n
4.
zweldruk
i s r e c h t e v e n r e d i g met
z w e l l i n g h a n g t samen met
Ten
gevolge
van
een
van
deze
hoger
s a m e n s t e l l i n g van
volumevermeerdering
bentonietmassa
bentoniet
de
af. In het
(circa
3 - 10"
1
de v e r z a d i g i n g s g r a a d .
neemt
de
a l g e m e e n i s de
1
m/s)
dan
het
water.
waterdoorlatendheid
permeabiliteit
die
De
van
van
Na-bentoniet
Ca(niet
meetbaar).
De
permeabiliteit
en k a n
5.
De
neemt t o e
hoger z i j n voor
zuurgraad
(pH)
zout
van
een
d o o r de
bentonietsuspensie
8,5
Ca-bentoniet
De
7.
toe
met
het
8 (amfoteer k a r a k t e r ) .
Bentoniet
kan
Het
grote
snel
door
toe
de
specifiek
van
bentoniet
s t e r k v a r i e r e n en k a n
activering.
De
stabiel
met
nevenproduct
carbonaat
lijken.
Het
is variabel
oplosbaarheid
3,
maar
ook
werking
van
en
het
b i j een
optreden
pH
als
verschillende vindplaatsen
verkrijgt
de
pas
u i t w i s s e l i n g van
na
toevoeging
natriumcarbonaat
aanzienlijke
2
betrof
en
kunnen
deels
L i t e r a t u u r 44
3
de
hier
bij
van
onderzoek
Naar a a n l e i d i n g van
dat
het
sommige
verharden
cement-bentonietsuspensies
dat
naar
de
16
met
de
type
het
i n cement.
hiervan i s
benodigde
vooralsnog
activering
van
Ca-
bentonietsoorten
als
hoeveelheden
bijmenging
gloeiverlies
bentoniet
calcium-
van
CaC0
3
kan
bemoei-
van
cement -
d i t onderzoek
(soda
tegenwerken of
l i t e r a t u u r 43
mate
Ca-ionen
cement de
de
de
activering
r e s u l t a t e n van
kan
en
i s na
onderzoeksresultaten
activeringsmiddel in
D i t i s echter i n tegenspraak
van
sterk wisselende
g e e f t aan
interpretatie
een
van
oorzaak
te v e r k l a r e n ( l i t . 17). A l s gevolg
Na C0
geschikt als katalysator
gewonnen C a - b e n t o n i e t
bentonietmengsels.
deren.
milieu
v e r d e r worden b e i n v l o e d door het
geconcludeerd
van
De
bentoniet
a f k o m s t i g van
ten o p z i c h t e van
ontstaan.
en o v e r t o l l i g
zuur
l a g e r dan
( c e m e n t s t a b i e l e b e n t o n i e t ) . De
eenduidig
bentoniet
pH
maakt
i n Griekenland
bentonietsuspensie
eigenschappen
i n een
cohesie-verhogende
oppervlak
kan
niet
7,5
een k a t a l y s a t o r .
eigenschappen van
bijzonder
sterk
water.
bedraagt:
magnesium.
b i j een
zoet
bijvoorbeeld b i j pelletiseren.
van
De
aan
h o g e r dan
of a l s d r a g e r
De
gehalte
neemt
voor
materiaal
9,5
-
montmorilloniet
aluminium
"bindmiddel",
8.
van
organisch
- 7
6,5
oplosbaarheid
neemt
-
4
Ca-bentoniet
6.
met
o f v e r o n t r e i n i g d w a t e r dan
Na-bentoniet
geactiveerde
interactie
Na C0 )
2
zelfs
( z i e paragraaf
3
is
het
verhin4.3).
R89421
H e t g l o e i v e r l i e s b i j 1050°C k a n e e n a a n w i j z i n g v o r m e n o m t r e n t de h o e v e e l h e i d
carbonaat
2.3.
( s o d a ) i n de b e n t o n i e t
Beinvloeding van
de e i g e n s c h a p p e n v a n
Omgevingscondities
(lit.
kunnen
de
bentoniet
eigenschappen
van
bentoniet
beinvloeden
1 en 1 8 ) :
+
z u u r m i l i e u w o r d e n de K - ,
1. I n e e n
en de A l
poreus
3 +
-,
Fe
wordt
2 +
2 +
-
en M g - i o n e n
en de
klei
Na*-
en C a
2 +
-ionen
vervangen door
worden u i t g e l o o g d waardoor
chemisch
v e r m o g e n en de p e r m e a b i l i t e i t
2.
( l i t . 44).
actiever.
A l d u s worden het
waarbij
uit,
het
Na
zodat
vervangen
een
meer
wordt
open
+
structuur
adsorptie-
verhoogd.
I n een k a l k r i j k m i l i e u kan een s n e l l e k a t i o n e n u i t w i s s e l i n g
+
de
H
door
2
Ca *
structuur
en
v l o k k e n de
ontstaat
en
de
plaatsvinden,
kleimineralen
permeabiliteit
toeneemt.
3. De
4.
a a n w e z i g h e i d van o p l o s b a r e z o u t e n kan het wateropneemvermogen van
bentoniet
verminderen.
Verhoging
van
60°C i s de
2.4.
Speciale
de
temperatuur
kan
het
zwelproces versnellen.
s n e l h e i d van het zwelproces maximaal
Bij circa
( l i t . 3).
bentoniet
T e n b e h o e v e v a n de v e r v a a r d i g i n g v a n c e m e n t - b e n t o n i e t m e n g s e l s z i j n
bentonieten
Deze z i j n
ontwikkeld
onder
- Cebo C S .
- T i x o t o n CV
(Cebo
15
die
stabiel
- FTP
Ben
125
blijven
onder
t o e v o e g i n g van
speciale
cement.
a n d e r e v e r k r i j g b a a r o n d e r de v o l g e n d e merknamen ( l i t . 1 0 ) :
Holland
(Sudchemie
B.V.,
AG,
Heemstede) ,
Miinchen) ,
- A k t i v - B e n t o n i t - C T ( E r b s l o h & Co,
- Slurry
de
(Volclay
Giesenheim),
International),
3 (Ceca).
17
R89421
3.
CEMENT
3.1.
Algemeen
Cement
is
w a t e r een
deel
een
hydraulisch
waterbestendige
van
cement
vervaardigd
is
1450°C. H i e r b i j
1.
inhoudt
dat
mengsel van
door
reactie
met
b e l a n g r i j k bestand-
Portlandcementklinker
wordt
v o o m a m e l i j k k a l k s t e e n en k l e i ( l e i s t e e n )
temperatuur die g e l e i d e l i j k wordt opgevoerd t o t ongeveer
worden
de
k l i n k e r m i n e r a l e n gevormd.
De
samenstelling
van
i s weergegeven i n t a b e l I.
portlandcementklinker
Tabel
wat
portlandcementklinker.
d o o r een
te b r a n d e n b i j een
bindmiddel,
v e r b i n d i n g w o r d t gevormd. Een
Samenstelling
van
portlandcementklinker
klinkermineraal
( l i t . 17).
formule
tricalciumsilicaat
(C S)
dicalciumsilicaat
(C S)
tricalciumaluminaat
(C A)
tetracalciumaluminaatf e r r i e t (C AF)
vrije
CaO
vrije
MgO
gemiddeld gehalte
(%
m/m)
3CaO-Si0
2CaO-Si0
3CaO.Al 0
4CaO'A1.0, . F e , 0 ,
3
60
15
8
11
2
2
2
3
2
3
4
Door
het
en/of
fijnmalen
anhydriet
van
als
gemalen
driet,
waarbij
is
de
een
cement
massaverhouding
is.
Poederkoolvliegas
steenkool
i s een
dat
tegenwoordigheid
wil
van
zeggen
water
en
hoogovenslak
meest t o e g e p a s t e
Hoogovenslak
smelt
Hoogovenslak
eigenschappen
Een
5%
portlandcement
bestaat
u i t een
en
m/m
gips
verkregen.
homogeen
gips
mengsel
en/of
anhy-
v l i e g a s : ( k l i n k e r + v l i e g a s ) ongeveer
dat
dat
vrijkomt
b i j de
stof
met
b i j normale
kalk,
waarbij
0,25
verbranding
elektriciteitscentrales.
deze
reageert
u i t een
worden
ongeveer
Deze
stof
temperatuur
hydraulische
in
ver-
worden gevormd.
klinker,
de
dat
gestookte
Hoogovencement b e s t a a t
van
met
poederkoolvliegas
restproduct
i n poederkool
puzzolaan;
bindingen
portlandcementklinker
portlandcementklinker,
van
is
1
1
b i n d t i j d r e g e l a a r , wordt
Portlandvliegascement
van
CaO
MgO
massaverhouding
i s een
gegranuleerd
afkomstig
is
homogeen m e n g s e l v a n g e m a l e n
gips
van
de
en/of
anhydriet,
s l a k : ( k l i n k e r + s l a k ) 0,65
product
een
dat
bereiding
l a t e n t - h y d r a u l i s c h ; dat
door
waarbij
alkalische
vrijkomt
van
wil
activator
in
a 0,80
b i j het
ruwijzer
zeggen
portlandcementde
dat
in
de
Nederland
bedraagt.
afschrikken
een
hoogoven.
hydraulische
(bijvoorbeeld kalk)
moeten
"opgewekt".
i n d r u k van
de
chemische s a m e n s t e l l i n g van
18
cementen g e e f t
tabel
2.
R89421
Tabel
2. C h e m i s c h e s a m e n s t e l l i n g
cement
(% m/m)
( l i t . 17).
T a b e l 2a.
component
Duitse
cement
Portland
pc-klinker
hoogovenslak
vliegas
gips
96
CaO
Si0
A1 0
Fe 0
Mn 0
MgO
so
2
2
3
2
3
2
3
+ Ti0
2
3
Tabel
hoogoven
-
16-60
36-80
-
hoogoven
96
portlandvliegas
17-31
65-80
66-86
-
-
-
4
4
4
4
10-30
4
64
20
5
2,5
0,1
1,5
2,5
53
25
9
1.6
0,5
3,5
2,5
63
23
5
3
43
28
13
2
-
47
28
11
4
-
1,5
3
-
10
2,5
1,5
3
permetaal
(LK)
puzzolaanportland
2b.
Belgische
port land
pc-klinker
hoogovenslak
vliegas
gips
maalfijnheid
soort
Portland
cement
-
component
De
Nederlandse
cement.
fijner
zijn
i n dezelfde
normsterkte
i s dan
hoogoven
(HL)
96
36-61
35-60
11-36
60-85
4
4
4
van
Een
weer
hoogoven
(HK)
cement
cement
C-cement
is fijner
fijner
dan
t e geven ( l i t . 17).
19
5-20
4
de
cementklasse
e e n B-cement
Hoogovencement
gemalen
76-91
4
i s v e r s c h i l l e n d voor
een A-cement.
klasse
< 11
85-100
dan
en
d a t op
en
zijn
het
beurt
portlandvliegascement
portlandcement
om
dezelfde
R89421
3.2.
H y d r a t a t i e van portlandcementklinker
D o o r de r e a c t i e
Hierbij
zijn
met w a t e r w o r d e n de k l i n k e r m i n e r a l e n o m g e z e t
drie
fasen te onderscheiden
1. T r i c a l c i u m a l u m i n a a t
veroorzaakt
(C A) reageert
( l i t . 17, 45 e n 4 7 ) :
a l s eerste
3
e e n o p s t i j v e n v a n de
specie.
zeer
en/of
aluminaat
dat
op
anhydriet
het
oppervlak
verdere
het
de
reaktieve
met
(trisulfaat
waardoor
opstijven.
cementdeeltjes
opgelost
ettringiet)
als
o n t s t a a t e e n membraan d a t v e r t r a g e n d
de
hydratatie
resulteert
naalden
w e r k t op
rekristalliseert
3
hetgeen
=
en
van gips
kalk,
h y d r a t a t i e v a n h e t C A . Na v e r l o o p v a n t i j d
ettringiet
vinden,
van
Hierdoor
met w a t e r
vroegtijdig
reageert
en w a t e r t o t c a l c i u m s u l f o - a l u m i n a a t
kristalliseert.
de
(calciumsulfaat)
snel
Met h e t t o e v o e g e n
v o o r k o m t men e e n t e s n e l l e h y d r a t a t i e e n d a a r d o o r
Gips
i n hydraten.
v a n h e t cement
voortgang
i n h e t o p s t i j v e n en h e t a f b i n d e n
kan
v a n de
specie.
2.
Door
hydratatie
van C S
3
calciumsilicaathydraat
de
met w a t e r
gevulde
en
C S
2
(CSH).
ruimte
De
treedt
fijne
tussen
verharding
lange
de k o r r e l s
op
onder
CSH-naalden
en vormen
vorming
overbruggen
een verweven
netwerk.
3.
Door
verdergaande
naaldvormige
toename
alkalien
CSH-structuren
i n sterkte
o p . De
worden
langzaam
b i j de
nagenoeg o n o p l o s b a a r
opgevuld
komt
treedt
Totaal
een
v a n cement
ongeveer
k a n cement
1
/«
verdere
van het
kg k a l k
vrij
en b i j g e v o l g
ongeveer
1000 t o e .
korte
vrijkomende
Het s p e c i f i e k o p p e r v l a k
w e e r g e g e v e n i n f i g u u r 4.
20
met
e e n hoge a l k a l i t e i t
v a n h y d r a t a t i e met o n g e v e e r e e n f a c t o r
en a n d e r i s s c h e m a t i s c h
en
porien
i s i n het sterk alkalische m i l i e u
op de p o r i e w a n d .
z i j n massa a a n w a t e r c h e m i s c h b i n d e n .
Een
resterende
hydratatie
(pH = 1 3 ) . P e r k g k l i n k e r
uitkristalliseert
gevolge
de
(met name NaOH e n KOH) v e r o o r z a k e n
poriewater
die
hydratatie
26% v a n
neemt t e n
R89421
HVORATATIQNSSTUFEN
f- II. -J
(IL
HYORATATIONSZEIT
LABILES GEFUGE
PLASTISCH
Figuur
4.
GRUNOGEEUGE
S c h e m a t i s c h e w e e r g a v e v a n de h y d r a t a t i e v a n
De m a a l f i j n h e i d v a n p o r t l a n d c e m e n t k l i n k e r
snelheid.
Een
omdat met
(in
bepaalde
voortgang
om
een
een
groter
de
v e r h a r d i n g s t i j d van
een g r o f
Naast het s o o r t
7
tussen
de
d o o r een
kan
echter
v a n de
dagen
i s het
gemalen
van
tijd
effect
tijd
na
verhardings-
aanvangssterkte
verloop
wordt
van
de
tijd
s t e r k a f . De
de
heeft
afnemen.
maalfijnheid
cement i s ( n a g e n o e g )
tot
gevormd
d i e water nodig
te bereiken)
van
( l i t . 17).
Tot
zeer
e i n d s t e r k t e van
gelijk.
cementsteen
cement i s de w a t e r c e m e n t f a c t o r
c e m e n t ) m a a t g e v e n d v o o r de
van
hogere
g e l het cementoppervlak
en e e n f i j n
S t r u c t u u r v a n de
Verhoging
Hierdoor
m a a r neemt na v e r l o o p
gemalen
een
c e m e n t o p p e r v l a k meer c e m e n t g e l
tijdsduur).
door
cement
i s v a n i n v l o e d op de
maalfijnheid heeft
v a n de h y d r a t a t i e ( d i e a f h a n g t
via diffusie
uitgesproken,
3.3
grotere
gevolg,
een
STABILES GEFUGE
ERST4RRT
de
hoeveelheid
cementdeeltjes.
(de m a s s a v e r h o u d i n g
s t r u c t u u r en e i g e n s c h a p p e n v a n
I n de
water
resulteert
cementlijm
waterlaag.
21
in
i s ieder
een
de
water:
cementsteen.
grotere
cementdeeltje
afstand
omhuld
R89421
In
deze
In
de
w a t e r l a a g g r o e i e n de h y d r a t a t i e p r o d u k t e n
cementsteen
- plaatjes
tjes,
van
komt
een
( t o b e r m o r i e t ) met
(de g r o o t t e
te weten
t o t 50 nm)
van
onderlinge
komt o n g e v e e r
de
van
gelporien
chemisch
o v e r e e n met
- a a n h e t o p p e r v l a k v a n de g e l p l a a t j e s
105°C
verdampt
knooppunten;
o v e r e e n met
u i t w e n d i g e d o o r de v e r h a r d e c e m e n t s t e e n
bij
vormen.
de
grootte
van
geldeel-
d i e o n t s t a a n door v o l u m e c o n t r a c t i e t e n gevolge
morfologische omzetting
het volume
cementgel
kan het v o l g e n d e worden o n d e r s c h e i d e n ( l i t . 4 8 ) :
v a n CSH
- gelporien
d i e de
(ongeveer
gebonden
ongeveer
ingenomen
water.
Globaal
10 a 2 0 % v a n
het
volume;
f y s i s c h gebonden a d s o r p t i e w a t e r dat
15%
van
de
cementmassa
bij
mm)
d i e h e t g e v o l g z i j n van een
volledige
hydratatie);
- capillaire
water;
- luchtholten
- vrij
niet
De
(50 nm
(> 0,1
t o t 0,1
i n de p o r i e n en t u s s e n de p l a a t j e s .
g e r e a g e e r d h e e f t , o f w a t e r d a t de
v a n de
overmaat
mm);
water aanwezig
verdeling
factor
porien
porien
hangt
af van
structuur
de
Het
i s water
dat
i s binnengedrongen.
cementsoort
en de
watercement-
( z i e figuur 5).
WASSERZEMENTWERT
F i g u u r 5.
w/z
(-]
I n v l o e d v a n de w a t e r c e m e n t f a c t o r op de v e r d e l i n g v a n de
lende p o r i e n
i n cementsteen
22
( l i t . 17).
verschil-
R89421
3.4.
Effect
van hoogovenslak
Hoogovenslak
aan
de
wordt
i n cement
gebruikt
CaO
+ MgO
voldoet
de
chemische
samenstelling
2
(NEN
3 5 5 0 ) . De
(slakkenzand)
toegepast.
gekristalliseerde
cementindustrie
reactiviteit
Met
indien
+ A1,0,
—
> 1
Si0
In
i n cement
formule
water
reactie
alleen
i s dusdanig
hangen
van
hydratatie
de
is
4 5 ) . De
verhardt
m o g e l i j k wanneer
i n gegranuleerde
ze
niet
reactief
en
kristallisatiegraad
gegranuleerde
traag
De
onbruikbaar
i s dus
dat
vorming
van
hoogovenslak
een
van
alkaliniteit
s n e l maar door
op
h y d r a u l i s c h bindmiddel
van
het
D i t proces
poriewater.
blijkt
In
wezen
met
deze i e t s
gellaag
water
de
oppervlak
wordt
al
snel
een
van calciumhydroxide
vergelijkbaar
met
maar
niet
is
de
zeer
de
kan
slechts
sterk
af te
verloopt
de p r e c i p i t a t i e v a n c a l c i u m s i l i c a a t -
het
i n aanwezigheid
reactie
voor
weliswaar,
de
en c a l c i u m dichte
rondom h e t s l a k d e e l t j e g e v o r m d d i e v e r d e r e t o e t r e d i n g v a n w a t e r
Echter
slak.
e e n maat v o o r
calciumsilicaathydraatgel
het g l a s wordt afgebroken.
aluminaathydraat
( g l a s a c h t i g e ) vorm
slak.
gesproken.
worden
wordt
De g l a s f a s e v o r m t h e t r e a k t i e v e d e e l v a n de
vorm
(lit.
v a n de
slak
laag
bemoeilijkt.
( o f a n d e r e s t e r k e b a s e n ) i s de
d i e van portlandcement,
z i j het dat
t r a g e r v e r l o o p t . I n b a s i s c h m i l i e u n a m e l i j k l o s t de
ondoorlatende
r o n d de k o r r e l s op w a a r d o o r v e r d e r e a f b r a a k v a n de g l a s f a s e m o g e l i j k
is.
De
verharding
van
hoogovencement
tussen
twee
reacties:
klinker
en
het h i e r b i j
kant
de
door
hydratatie
trager
van
ene
met
portlandcement.
tussen
d i t ook, maar d a a r n a a s t
calciumsilicaatdeeltjes.
geactiveerde
en h e t a l u m i n a a t e n s i l i c a a t
de
portlandcement-
en
aan
langzamer
de
andere
verlopende
hoogovencement
i n eindsterkte.
wat
De
portlandcement
c a l c i u m h y d r o x i d e . Het
gebruik
de p l a a t s w a a r de r e a c t i e p r o d u c t e n
groeit
de
wisselwerking
t o t een d i c h t e r e p o r i e n s t r u c t u u r dan
de
CSH-gel
cementdeeltjes.
i n de
nabijheid
van
B i j hoogovencement
p r e c i p i t e r e n na v e r l o o p v a n t i j d
en c a l c i u m a l u m i n a a t h y d r a a t
D i t komt d o o r d a t
de
i s g e r i n g e r dan d i e v a n
uiteindelijk
niet
van
calciumhydroxide,
D i t h a n g t samen met
en
af
h y d r a t a t i e van
minder v r i j
B i j portlandcement
klinkerdeeltje
gebeurt
leidt
ook
e r i s e c h t e r geen v e r s c h i l
van hoogovencement
hoogovencement
worden.
van
dan
I n het algemeen v e r h a r d t
het v e r h a r d i n g s p r o d u c t bevat
gevormd
kant
calciumhydroxide
hoogovenslak.
van
een
de
vrijkomen
dan p o r t l a n d c e m e n t ;
hydratatiewarmte
en
het
aan
hangt
ook
i n de p o r i e n t u s s e n de
h e t c a l c i u m ( a f k o m s t i g v a n de
cement-
klinkerdeeltjes)
( a f k o m s t i g v a n de s l a k d e e l t j e s ) e l k a a r " h a l v e r -
wege" t e g e n k o m e n e n n e e r s l a a n ( l i t .
23
45 en 4 6 ) .
R89421
Dit
is geillustreerd
i n figuur
6.
Hydralation
p r o d u c t s ol
clinker with
water
Non - s e a l i n g
p r e c i p i t a t e of
Ca(0HI
2
i m p e r m e a b l e p r e c i p i t a t e of c a l c i u m
s i l i c a t e - a n d calcium alummatehydrates Ipozzolanic reaction)
Hydralation products
\
of clinker w i l h
Hydralation products
water
of s l a g with w a t e r
F i g u u r 6. H y d r a t a t i e
van portlandcement
24
en h o o g o v e n c e m e n t
( l i t .
46).
R89421
HET SYSTEEM CEMENT-BENTONIET-WATER
Samenstelling
Ter
verbetering
v a n de m e c h a n i s c h e
e r o s i e van een b e n t o n i e t g e l
i n de r e g e l
cement wordt
en wordt
e n de w e e r s t a n d
tegen
waarvoor
toegepast.
De o p t i m a l e s a m e n s t e l l i n g
nauwe g r e n z e n
eigenschappen
k a n e e n b i n d m i d d e l worden toegevoegd,
van een c e m e n t - b e n t o n i e t s l u r r yv a l t
voor
ieder
laboratoriumonderzoek bepaald
(lit.
bouwproject
vooraf door
binnen
zeer
m i d d e l v a n een
17). Een v o o r b e e l d i s gegeven i n
f i g u u r 7.
STABILE 5USPEKSI0HEK
•NSTABILE SUSPgWSJONFM
MINER ALISCHE
DICHTWANOMASSEN
FASTEN
-ZEMEHT%
Figuur
7. S c h e m a t i s c h e
weergave
v a n de m o g e l i j k e
cement-bentonietsuspensie
Uit
figuur
wordt;
7 volgt
dat b i j teveel
b i j t e w e i n i g cement
(lit.
van een
6 en 1 7 ) .
cement
z a l geen
samenstelling
e n b e n t o n i e t de s l u r r y
opstijven
(verharden)
te
dik
plaatsvinden
en b i j t e w e i n i g b e n t o n i e t z a l de s l u r r y u i t z a k k e n . T y p i s c h e s a m e n s t e l l i n g e n
zijn:
b e n t o n i e t 4 0 - 1 0 0 kg/m
cement
water
8 0 - 3 5 0 kg/m
een C a - b e n t o n i e t
hoog
cementgehalte
verharden vaak
(lit.
6)
3
30- 40 kg/m
150-250 kg/m
8 5 0 - 9 5 0 kg/m
Voor
3
3
niet
hoger
gewenst
10 e n 3 7 )
3
d a n 100 kg/m
aangezien
bros gedraagt en h i e r d o o r n i e t
25
(lit.
3
9 0 0 - 9 4 0 kg/m
i s een g e h a l t e
i s vaak
3
3
normaal. Een
het materiaal
plastisch
z i c h na
kan vervormen.
R89421
Een
o v e r z i c h t v a n de o n t w i k k e l i n g v a n de s a m e n s t e l l i n g v a n
bentonietsuspensies
i s g e g e v e n i n t a b e l 3. De e e r s t e e r v a r i n g e n met d i t t y p e
m a t e r i a a l hebben g e l e i d
en
het gebruik
t o t de o n t w i k k e l i n g v a n c e m e n t s t a b i e l e r e
van u i t s l u i t e n d
hoogovencement. Ten o p z i c h t e
cement g e e f t h o o g o v e n c e m e n t g u n s t i g e r e
betere
duurzaamheid
i n vervuild
De i n t a b e l 3 w e e r g e g e v e n
a l i e n met de zogenaamde e e n - f a s e t e c h n i e k
stuk
7) .
Voorbeelden
( l i t . 17).
v a n de
samenstelling
j aar
1977
watercementfactor
water:vaste-stof
v o l u m i e k e massa
hoogovencement
Het
te verwerken
van
1980
(zie
1982
40
(-)
(-)
(kg/m )
36
40
150
200
160
170
934
861
919
867
3
(overige niet
4,3
2,2
1248
hoofd-
1986
187
200
6,2
4,9
1124
mengsels
cement-bentonietsusp
1987
(kg/ar?T^^.
natriumbentoniet
calciumbentoniet
cement
minerale vulstof
hulpstoffen
water
bentoniet
van portland-
e i g e n s c h a p p e n a a n h e t m e n g s e l en e e n
water.
zijn
component
cement-
4,6
3,9
1155
1
2
8
306
184
35
200"
200
200*
3
814
920
856
3
5,4
4,4
4,6
4,9
2,3
1,6
3,9
2 ,1
1237
1315
1155
1256
bekend)
l u c h t g e h a l t e v a n c e m e n t - b e n t o n i e t b e d r a a g t m a x i m a a l 0,5 %V/V ( l i t . 1 7 ) .
M i c r o s t r u c t u u r van verhard
cement-bentoniet
Het v e r s c h i l i n d r u k s t e r k t e t u s s e n e e n c e m e n t - b e n t o n i e t m e n g s e l met p o r t l a n d cement
van
e n e e n met
het skelet
resultaten
van
hoogovencement
van het verharde
van een f r a n s
cement-bentoniet
ontstaat,
poreus
vermeld.
compacte
geval
bij
structuur
franse
cement
een g e h a l t e
ontwikkelde,
Met
goed
CLK
beton.
(80% hoogovenslak
3
plaatvormige
ontstaat
Met
en 13%
worden
de
korrelskelet
(franse
cement
naaldvormige
v a n 400
kg/m
CPJ)
m i n o f meer
s t r u c t u r e n van
3
ontstaat
hoogovencement,
in
een
dit
portlandcementklinker)
een v e z e l i g e m a t r i x
gelstructuren.
26
43
van het
een o n r e g e l m a t i g ,
gehalte
v e r g e l i j k b a a r met
samen met de opbouw
In literatuur
portlandcement
ontwikkelde
b i j een
andere
de opbouw
v a n 200 k g / m ,
v a n 200 k g / m ,
veelal
naar
3
van r e l a t i e f
calciumsilicaathydraatgel;
onder
materiaal.
onderzoek
b i j een g e h a l t e
netwerk
hangt
met
slecht
R89421
Het
verschil
door
een
in
skeletstructuur
verschil
i n de
wordt
hoeveelheid
hydratatie
van
portlandcement
komt
neerslaat.
Dit
kalk
zeker
CSH-gel
zou
omsloten
en
ontstaat
de
op
structuren.
geringe
zich
richt
blijft,
een
veel
van
deze
wijze
compleet
Bij
de
naar
en e e n
min
een
kalk
van
kalk.
structuur
dat
aanvulling
dat
agglomeratie
van
vertakt
van
netwerk
hoogovencement
gevolg
de
de
die
een
slechts
dan
een
CSH-gel
ook
plaatvormig
v e r k l a r i n g van
g e d r a g w o r d t i n f e i t e a l g e g e v e n i n h o o f d s t u k 3.
CSH-
intact
skeletstructuur verkregen
en h e e f t
deze
er
langwerpige
vorming van
bentonietskelet,
worden
verstoord;
ontstaat
i s dat
opbouw v a n
op
de
de
3)
wordt
het
Bij
u i t ruimtegebrek
Het
van
veroorzaakt
( z i e hoofdstuk
van
o f meer c o n t i n u e
een
vrij
43
poriewater.
bentonietskelet
CSH-gel i s g e l i j k m a t i g v e r d e e l d
grondslag
i n het
bindvermogen
het
hydratatie
vrije
de
literatuur
kalk
waardoor b e n t o n i e t d e e l t j e s
structuur
hoeveelheid
w o r d t . De
De
heeft
bevorderen
volgens
vrije
het
aanzien.
precipitatie-
B i j portlandcement
ontstaan
de h y d r a t a t i e p r o d u c t e n
rondom de k l i n k e r d e e l t j e s , t e r w i j l b i j h o o g o v e n c e m e n t
de h y d r a t a t i e p r o d u c t e n
tussen
een
veel
homogenere
Dit
impliceert
dat
de k l i n k e r - en s l a k d e e l t j e s n e e r s l a a n
ruimtelijke verdeling
een
hoger
gehalte
van
aan
de
CSH-gel wordt
slak
een
waardoor
verkregen.
homogenere
structuur
oplevert.
Het
verschil
in
de
wijze
mede b e p a l e n d v o o r de
factor
van
skelet
dat
bestaat
regelmatig
het
u i t onregelmatig
i s zwakker
netwerk
k n o p e n en
stijve
In
is
van
s k e l e t . Vanwege een
2
een
gegroepeerde
een
skelet
43
bepalend
de
molaire
voor
o n g e v e e r g e l i j k aan
de
kan
In
d o o r de
vrije
s i l i c i u m o x i d e te v e r g r o t e n
hoeverre
b i n a t i e s van
het
min
of
meer
(hoogovencement)
bovenstaande
van
tussen
met
kalk
(lit.
beeld
te
dan
wel
de
de
en
Door
vorming
voorkomen.
hoeveelheid
43).
algemeen
w i l l e k e u r i g e c e m e n t e n en
men
bentonietskelet
binden,
kalk
precipitatie.
1 ( m o l / m o l ) t e maken k a n
n a a l d v o r m i g e s t r u c t u r e n en de v e r s t o r i n g v a n
actief
Een
gelstructuren
u i t een
verhouding
wijze
Dit
bereiken
structuur.
langwerpige
gelstructuren
is
hoge w a t e r c e m e n t -
poreuze
opgebouwd
van
men
precipiteert
(honingraatstructuur).
literatuur
(CaO/Si0 )
deze v e r h o u d i n g
dan
ontstaat
plaatvormige
membranen
volgens
siliciumoxide
4.3.
s t e r k t e van
calciumsilicaathydraat
cement-bentonietmengsels
(portlandcement)
wezen
waarop
geldig
bentonietsoorten
is
voor
diverse
is niet
com-
bekend.
Toevoegingen
Als
toevoeging
minerale
aan
een
v u l s t o f f e n en
cement-bentonietsuspensie
hulpstoffen,
toegepast.
27
die
ook
i n de
komen
in
aanmerking
betontechnologie
worden
R89421
Minerale
vulstoffen
Minerale
vulstoffen
hebben
t o t doel
gedeeltelijke
(bijvoorbeeld kalksteenmeel,
het aandeel
vervanging
aan v a s t e
v a n cement
cement d o o r v l i e g a s i s e e n l a n g e r e
van
het mengsel
effect
kan h i e r b i j
op de r h e o l o g i s c h e
doorlatendheid
agressieve
een
chemicalien
te verhogen.
verwerkingstijd mogelijk;
s t e r k worden v e r t r a a g d .
m a t e r i a a l , maar
verbeteren
en v l i e g a s )
of worden a l s
( l i t . 17). B i j vervanging
heeft
slurry
weinig
e n de w a t e r -
k a n de b e s t a n d h e i d
( l i t . 6 ) . De w e r k i n g
van
het o p s t i j v e n
Vliegas
e i g e n s c h a p p e n v a n de v e r s e
van het verharde
activator,
stof
ingezet
kwartsmeel
tegen
van v l i e g a s i s v i a
b i j v o o r b e e l d NaOH, t e s t u r e n .
Hulpstoffen
Zoals
door
i n de v o r i g e
het binden
worden
beinvloed.
(bi)carbonaat
neerslaat
paragraaf
van v r i j e
i s opgemerkt
kalk
Het binden
(soda).
van v r i j e
Hierdoor
vormt
CSH-gel
wordt
ingebouwd
(weinig
methode
niet
economisch
gezien
voor
hoogovencement
nadeel
v a n deze
negatief
effect
daarentegen
methode
heeft
kalk
ontstaat
en k l e i n e k r i s t a l l e n
vrije
kalk).
de g r o t e
i s deze
i s dat te v e e l
vrij
3
2
(N.b. een z e k e r e
bonaat i s g e i l l u s t r e e r d
28
methode
natrium-
d a n w e l i n de
portlandcement
i s deze
kalk
die vrijkomt;
bijzonder
g e s c h i k t . Het
kan worden
gevormd
wat e e n
D i t kan ondervangen worden
door
Hierbij
NaOH
slechts half
hoeveelheid
Het e f f e c t
i n f i g u u r 8.
Voor
met
d a t i n de p o r i e n
kalk),
hoeveelheid
NaOH
op de d r u k s t e r k t e .
van hoogovenslak).
kan geschieden
calciumcarbonaat
(NaHCOj) t e g e b r u i k e n .
dan b i j Na C0 .
van a c t i e f s i l i c i u m o x i d e
(bij veel vrije
natriumbicarbonaat
activering
k a n de w i j z e v a n k r i s t a l l i s a t i e
of het toevoegen
NaOH
van toevoeging
zoveel
i s nodig
v o o r de
van natriumbicar-
R89421
F i g u u r 8. E f f e c t
van
bentoniet
Toevoeging
guhr,
effectief,
vindt.
siliciumoxide
de
reactie
druksterkte
( l i t .
met
van
hoogovencement
minder
cement-
43).
diatomeenaarde,
p o r t l a n d c e m e n t a l s met
i s weergeven i n f i g u u r
1oo
3
per m )
(bijvoorbeeld
e t c . ) i s z o w e l met
z i j h e t d a t de
Het e f f e c t
op
( 2 0 0 k g CLK en 35 kg CV15
van a c t i e f
silicafume,
natriumbicarbonaat
kiesel-
hoogovencement
snel
plaats-
9.
:so
KIESELGUHR
F i g u u r 9. E f f e c t
van
kieselguhr
op
( 2 0 0 k g C P J en 35 kg CV15
29
de
druksterkte
3
per m )
van
( l i t . 43).
cement-bentoniet
R89421
Onder o m s t a n d i g h e d e n w a a r b i j
bemoeilijkt
kunnen
aan
verwerkbaarheid
kan
worden
(lit.
geregeld
de
met
het
grondwater
slurry
behulp
17).
Door
de
stabilisatie
van
vertragers
het
zeer
hoge
veel
instantie
aan
h u l p s t o f benodigd
het
cement met
d i t m e n g s e l de
Een
gemengd
d e e l van
w o r d t na
(lit.
een
korte
specifieke
- natrium(bi)carbonaat
i n hard
van
hoge
de
het
van
door i n eerste
te bevochtigen
cement i n w e r k t )
c e m e n t p a p met
de
toe
en
te
bentoniet-
(soda),
ter
(lit.
28):
bevordering
van
de
wateropname
door
water;
- natriumcarboxymethylcellulose,
geval
tijd
oppervlak
worden waardoor
ondervangen
d e z e op
De
6).
aantal typische hulpstoffen zijn
bentoniet
i s te
slurry
en p l a s t i f i c e e r m i d d e l e n
het mengwater v o o r
h u l p s t o f (voor zover
voegen. Vervolgens
slurry
een
i s . Dit
de
toegevoegd.
bentoniet z u l l e n h u l p s t o f f e n ten dele hierdoor geadsorbeerd
relatief
van
s c h u t c o l l o i d e n worden
verhoogt
z o u t c o n c e n t r a t i e s en
de
viskositeit
vermindert
de
en
gelering
afgifte
van
in
filtraat-
water;
- fosfaat,
bindt
calcium-ionen
kleideeltjes,
o e f e n e n een
verlaagt
vertragende
- gesulfoneerde
gelering
en
de
en
pH
zorgt
en
werking
voor
een
vermindert
u i t op
betere
de
dispersie
viskositeit.
de v e r h a r d i n g v a n
van
de
Fosfaten
cement;
l i g n i n e , v e r t r a a g t en d i s p e r g e e r t , v e r l a a g t de
viskositeit,
filterverlies.
Water
De
samenstelling
van
het
water
i s van
belang
i n verband
met
de
werking
van het b e n t o n i e t d i e door bepaalde e l e c t r o l y t e n s t e r k kan worden b e i n v l o e d .
In
ieder
bepaald
4.4.
geval
(lit.
zouden
de
pH,
hardheid
en
geleidbaarheid
moeten
worden
17).
S p e c i a l e mengsels
Door d i v e r s e
fabrikanten zijn
o n t w i k k e l d op
b a s i s van
A.G.,
Deze
Ennigerloh)
(lit.
pre-mix mengsels
droog voorgemengde
20)
zijn
en S o l i d u r ( D y k e r h o f f
een
recente
deerde l i t e r a t u u r nagenoeg geen m e l d i n g
zijn
de
tionele
eigenschappen van
cement
cement-bentonietmengsels
s p e c i a l e c e m e n t e n . Te noemen z i j n D i W a - m i x
AG,
Mainz)
o n t w i k k e l i n g waarvan
30
i n de
i s gemaakt. Voor z o v e r t e
d e z e m e n g s e l s v e r g e l i j k b a a r met
-bentonietmengsels.
(lit.
(Anelyse
21).
bestu-
beoordelen
d i e van
conven-
R89421
Verontreinigd
water
Verontreinigingen
van
een c e m e n t - b e n t o n i e t s l u r r y
pH-verlaging
Het
i n h e t aanmaak-
effect
of grondwater
beinvloeden.
kunnen
de
eigenschappen
I n het algemeen g e l d t dat een
(verzuring) schadelijk i s .
van bepaalde
zouten
cement-bentoniet
op
de d r u k s t e r k t e
van
verhard
van
Na S04 h e e f t een d u i d e l i j k p o s i t i e f
van
enkele
waterdoorlatendheid
i s g e l 1 l u s t r e e r d i n f i g u u r 10. H e t
2
zouten
en
effect
3 7 ) . De
(lit.
t e n a a n z i e n v a n b e n t o n i e t , cement
toevoegen
agressiviteit
en c e m e n t - b e n t o n i e t
is
g e g e v e n i n f i g u u r 11.
•
klmisl
0.1 M g S
0.01 C a C ° t •
*2
1
0.1 M
110
•
•
- 0.1 Cc, f h
0.011 •iaQ
0.01 N a C I
41
0.1 Nc Cl
0.1 Mc S O i
~-—^
•Q
4i
•
0.1 Nc Cl
•aoul a S 0
a
2
if)
o
o
3
Q
VIC
0.1 N a S 0
2
(
t
0.01 Na C I
•
700
800
900
1000
1100
0.1 Na->S0,
• *
1200
Druckfestigkeit
Figuur
10. I n v l o e d
en
IkNIm^l
v a n v e r s c h i l l e n d e z o u t c o n c e n t r a t i e s op de
waterdoorlatendheid
200 k g cement
van cement-bentoniet
3
e n 918 k g w a t e r p e r m )
31
( 3 7 kg
(lit. 37).
druksterkte
bentoniet,
R89421
**i r t t i
Ml
'•(••tl
und
Pant
M,SO.
••
• •
OicM««ndadtttn
ft«nl«n(t
o
Nttriuatwlfdt
Ct Cl
CalciuacMmd
N« Cl
,
u
o
o
o
o
1 s >r H K M I C id
Figuur
w,f>, •1
l
« "
d>«>r**l ••tar*
11. A g r e s s i e v e w e r k i n g v a n z o u t e n
32
d>«f*f MMM
( l i t . 16).
R89421
5.
EIGENSCHAPPEN VAN
5.1.
Algemeen
Ten
CEMENT-BENTONIETSLURRIES
o p z i c h t e van
bentonietslurries
- een hogere
dichtheid
- een h o g e r e
afgifte
(een hoger
van
- een hogere
viskositeit,
pH-waarde,
- een
Ten
tijdsafhankelijke
g r o t e r e d i k t e van
o p z i c h t van
- een
hogere
- een
langere
Verder
ze
blootgesteld
d i e van
beton.
gevolg
van
van
aan
graven,
De
dat
tevens
verdikking
kunnen
maximaal
significante
zo
i n de
10%
i s . De
een
deel
van
het
i s veel
de
verandert;
grond
de
t o t nu
eigenschappen
toenemen dat
dan
zich
met
de
en
de
dichtheid
uitpersen
bewerk-
of v e r v u i l d
i n verwerkbaarheid van
een
literatuur
niet
grond-
i s gebleken
t o e bekende o n d e r z o e k s r e s u l t a t e n geven
t e n o p z i c h t e van
volgens
een
geringer
door het
komen. U i t e r v a r i n g
dat
geen
een v e r o n t r e i n i g d e
schone s l u r r y
v a n de v e r s e c e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e
zijn
bentoniet
graafwerkzaamheden
v e r o n t r e i n i g d e grond
terecht
a f w i j k i n g e n te z i e n
worden b e p a a l d
(lit.
27).
d i e i n het algemeen
17:
dichtheid,
- schuifsterkte
(vloeigrens),
stabiliteit.
Deze e i g e n s c h a p p e n
veelal
(RP
1988).
zijn
de u i t l o o p t i j d
Standard Procedure
90
sterk
1 7 ) . Ook
cement-bentonietsuspensie
13B
kan
een v e r l a g i n g v a n de w a t e r c e m e n t f a c t o r
kan
suspensie
-
en
nemen t o e . D i t w o r d t mede i n de h a n d g e w e r k t
water
-
water
cement-bentoniet
eigenschappen
(lit.
De
stromend
vermengt
van
meer m o g e l i j k z i j n
dit
( i n het algemeen 3 a 6 ) ,
d r u k s t e r k t e van
daardoor
filterwater,
stelligt.
De
het
die
viskositeit
cement-bentonietsuspensies
verwerkingstijd.
aangaan.
suspensie
eigenschappen,
filterkoek.
b e t o n s p e c i e hebben
binding
Als
de
rheologische
watercementfactor
zijn
cement-bentonietsuspensies
filtraatwater,
- een hogere
- sterker
hebben
g e h a l t e aan v a s t e s t o f ) ,
13B) ,
te
DIN
12th
4127.
Als aanvulling
u i t de M a r s h - t r e c h t e r g e m e t e n ("Recommended
for Field Testing Drilling
In l i t e r a t u u r
s dient
te bepalen volgens
edition,
American
33
Practice
F l u i d s " , recommended p r a c t i c e
Petroleum
Institute,
7 i s aangegeven dat deze u i t l o o p t i j d
bedragen.
wordt
Washington,
n i e t meer
dan
R89421
5.2.
O n d e r s t e u n i n g v a n de u i t g e g r a v e n s l e u f
De
slurry
i n de
uitgegraven
sleuf
sleuf
heeft
onder
t e bewaren.
Het
andere
tot doel
effect
v a n de
de
stabiliteit
steunvloeistof
van
de
i s i n deze
tweeledig:
- h e t v e r h o g e n v a n de
- tegengaan
De
de
v a n de s l e u f w a n d ,
van m a t e r i a a l v e r l i e s
w e r k i n g van
druk
stabiliteit
i n de
een
sleuf
steunvloeistof
groter
steunvloeistof
u i t de v e r t i c a l e
dient
b e r u s t op h e t g e g e v e n
te z i j n
dan
de
in
i n de
de
1. I n
filterkoek
koek
grond dringen.
bodemmateriaal
de
omringende
bodem
door
van het omringende
i s een
a l s een
de
de
zonder
werking van
dichtheid,
- de
stabiliteit
Om
i n beperkte
vloeistofdruk
plaats:
steundruk door
de
vorming
o v e r g e b r a c h t . Deze
van
filter-
de
slurry
een
o v e r een
filterkoek
i n de
zekere
gevormd
s u s p e n s i e op h e t
diepte
wordt;
de
korrelskelet
de
b e i d e mechanismen
(onvolledige
filterkoek
mogelijk.
steunvloeistof
zijn
de
volgende
eigenschappen
van
s u s p e n s i e i n de o m r i n g e n d e
met
betrekking
bodem k a n
t o t ontmenging
indringen,
( l i t . 17).
filterkoek
Door
de
slurry
grotere
i n de
filter
membraanachtige
zuivere
hydrostatische
omringende
dat
de k l e i p l a a t j e s
Bij
dat
de
dat
schuifsterkte,
- de
een
slechts
17).
bodemmateriaal overgebracht.
c o m b i n a t i e van
- de mate w a a r i n de
De
b o d e m d r u k en
s u s p e n s i e van b e l a n g :
- de
5.3.
de s l u r r y
sleuf
vloeistof-
membraan.
dringt
schuifkrachten
en een b e p e r k t e i n d r i n g i n g ) ook
Voor
de
de
( l i t . 1 en
overbrengen van
wordt
soort
bodemmateriaal
steundruk wordt
Uiteraard
Het
t e g e n de wand de v a n de
f u n g e e r t i n deze
In grofkorrelig
in
omringende
n a a r de bodem v i n d t v o l g e n s twee m e c h a n i s m e n
fijnkorrelig
een
2.
omringende
sleuf
dat
g e r i n g e s c h u i f s p a n n i n g e n k a n opnemen
e e n v o l d o e n d e t e g e n d r u k t e k u n n e n l e v e r e n mag
mate
wanden.
de
druk
i n de
bodem g e p e r s t . De
vaste deeltjes
i n de
sleuf
dan
bodem k a n
slurry
van
vast
materiaal,
bentonietsuspensiesz i j n
liteitscoefficient
v a n de
filterkoek
34
de
bodem w o r d t
hierbij
tegenhoudt.
v l a k t e g e n e l k a a r g e d r u k t en o n t s t a a t
laag
i n de
genaamd
d i k t e n g e m e t e n v a n 6 cm.
bedraagt ongeveer
optreden a l s
Hierbij
worden
e r t e g e n de wand
filterkoek
10"
9
de
De
m/s.
een
( l i t . 3).
permeabi-
R89421
D o o r sommige o n d e r z o e k e r s
l a t e n d h e i d van
van
de
een
filterkoek
cement-bentoniet
van
water
verharding
(lit.
te
kan
d i t een
permeabiliteit
dan
het
5.4.
ander
rest
filterkoek
dikke
van
de
waterdoor-
doorlatendheid
een
filterkoek
w a a r d o o r meer
de
vervanging
hebben
de
van
cement
bepalende f a c t o r wordt
door
de
ook
filtraat-
bijvoorbeeld
invloed
fijnheid
i s , w a a r d o o r de
(lit.
lagere
Inten-
beperkte
samen met
of meer g e l i j k
Na
filterkoek
i s de a f g i f t e v a n
s l e c h t s een
verlies
een
b i j zuivere bentonietsuspensies.
cementtype
bij
ontstaat.
filterkoek
wand, o f s c h o o n
D i t hangt w a a r s c h i j n l i j k
de
van
de
de
filterkoek
aangezien
B i j cement-bentoniet
c e m e n t - b e n t o n i e t m e n g s e l s min
de
een
zijn
gedeeltelijke
een
filterverlies.
alle
van
of
de
permeabiliteit
zodat
t e s t u r e n dan
menging,
De
voordeel
zijn.
b e p a l i n g van
r e k e n i n g t e h o u d e n met
b i j zuivere bentoniet
verwachten,
heeft
water m o e i l i j k e r
sievere
17).
i s h o g e r dan
is
m i n d e r p l a s t i s c h kan
vliegas,
i s v o o r g e s t e l d b i j de
afdichtingswand
die
op
voor
porositeit
23).
Viskositeit
De
viskositeit
in drie
fasen
1. M e t e e n
van
(lit.
na
van
van
het
culatie).
De
r a k e n met
Hierop
volgend
deels
omgezet
deeltjes
proces
de
zich
een
toe.
aan
de
bentonietsuspensie
D i t wordt v e r o o r z a a k t
chemische
reactie
van
het
b e n t o n i e t d e e l t j e s en
gelijktijdig
uit,
de
waarbij
neemt
de
d o o r de
hydra-
bentoniet
(floc-
positief
de
geladen
cementdee1tjes
kleideeltjes .
neemt
in
ten
gevolge
vervanging
van
van
waardoor
de
gevolg
verdergaande
cementdeeltjes
positieve
i s dat
de
hydratatie
neemt de v i s k o s i t e i t
35
het
mengen
Na-ionen wordt
calciumbentoniet
de
i n en
cement
suspensie
doordat
a f g e s c h e r m d . Het
Door
van
vlokken
E n e r z i j d s door
anderzijds
3.
de
ontwikkelt
23):
negatief geladen
bedekt
af.
en
cement en
cementdeeltjes
2.
cement-natriumbentonietsuspensie
17
toevoeging
viskositeit
tatie
een
6,
dat
minder
volledig
lading
van
suspensie
van
het
weer toe
de
viskositeit
het
natriumbentoniet
water
kan
overdekt
de
weer
opnemen
zijn
met
cementdeeltjes
en
kleiwordt
meer v l o e i b a a r w o r d t .
cement
zet
het
( z i e f i g u u r 12).
verhardings-
R89421
-
65
i
8
OO
I
55 I
H
\ i
UJI
QO
\
lENTZUGi
•<3 -»
OHNE R U H R E H ^ /
Jl.
m RLiHREM
1
|
uw
0
i
10
15
20
1
7
2
ZEIT [min]
Figuur
12. O n t w i k k e l i n g
(lit.
De
van
v a n de v i s k o s i t e i t
treedt
3
I
ZEIT [h]
v a n een
cement-bentonietmengse1
17).
v e r d i k k i n g van het mengsel
kalk.
1
j
Dit i s geillustreerd
een s t e r k e
i s te sturen
i n figuur
door middel
13. B i j 1 a
toename v a n de v i s k o s i t e i t
van het toevoegen
2 kg
op a l s g e v o l g
kalk
per
m
3
van gelvorming
( l i t . 43).
SECONOES
-oj
a:
Figuur
13. I n v l o e d v a n h e t k a l k g e h a l t e op de v i s k o s i t e i t v a n e e n b e n t o n i e t slurry
( l i t . 43).
36
R89421
5.5.
Schuifsterkte
In
paragraaf
afneemt
reeds
0,1
aangegeven
dat
de
aangegeven
v e r l i e s van
dat
v e r w e r k b a a r h e i d van
f i l t e r w a t e r en
A l s g r e n s v o o r de v e r w e r k b a a r h e i d w o r d t
van
uit
is
a l s g e v o l g van
teriaal.
grens)
5.1
a
2
aangegeven
omringende
maatgevende k o r r e l g r o o t t e .
m a t e r i a a l wordt
een
17).
t e worden
de
bodemmateriaal,
bodemma-
hand
maar
(vloei-
literatuur
i s om
de
r e k e n i n g h o u d e n d met
slurry
schuifsterkte
aan
1
schuifsterkte
van
de
de
maximale
hand
van
dat 25% van het
een
wordt
materiaalverlies
s l u r r y qua
aan
H i e r b i j i s het voldoende
vastgehouden,
opname v a n
In
benodigd
Hiervoor behoeft
gedimensioneerd
i n het
(lit.
schuifsterkte
t e voorkomen.
niet
korrelgrootte
kN/m
een m i n i m a l e
wanden
(vloeigrens)
0,15
de
de
een
fijnste
zekere v e i l i g h e i d s -
marge.
Ondanks een h o g e v i s k o s i t e i t
relatief
laag waardoor
beperkt
i s en
i s de s t e r k t e v a n e e n c e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e
de m a x i m a l e k o r r e l g r o o t t e
vergelijkbaar
i s met
of
zelfs
d i e kan worden
kleiner
i s dan
vastgehouden
die
bij
een
b e n t o n i e t s u s p e n s i e . De toename v a n de s c h u i f s t e r k t e v a n de c e m e n t - b e n t o n i e t suspensie
dele
i n de
tijd
a g g l o m e r a t i e van
de h y d r a t a t i e v a n
De
i s minder
vloeigrens
de
dan
b e n t o n i e t s u s p e n s i e doordat
k l e i d e e l t j e s o p t r e e d t onder
invloed
cement v r i j k o m e n d e c a l c i u m i o n e n ( l i t .
i n afhankelijkheid
gegeven i n f i g u u r
b i j een
van
het
cement-
en
van
ten
de b i j
6).
bentonietgehalte is
14.
BEZOGENE NORMERTE
FUESSGRENZE «i%
[H],
400
300
200
100
0
50
XX)
200
250
300
3S0
ZEMENTGEHAIT [kg/m^l
Figuur
14. V l o e i g r e n s
cement-bentoniet
m e e r d op 0%
is
Opgemerkt
hierbij
wordt
t o e n e e m t met
een
dat
Verder
dat
i s de
de
hoger
v a n de s c h u i f s t e r k t e
c e m e n t . De
gesteld
op
(geactiveerde
v l o e i g r e n s van
100%
(lit.
schuifsterkte
van
bentonietgehalte.
en h e t
schuifsterkte
Ca-bentoniet)
de m e n g s e l s
met
0%
genorcement
24).
een
Het
zuivere bentonietsuspensie
verband
t u s s e n het
logaritme
l o g a r i t m e van het b e n t o n i e t g e h a l t e i s
lineair.
afhankelijk
betekent
van
b e n t o n i e t e n d i e qua e i g e n s c h a p p e n g e v o e l i g
d e r i n g e n , v o o r t o e p a s s i n g i n de p r a k t i j k n i e t
37
de
temperatuur.
Dit
z i j n voor temperatuursverangewenst z i j n
(lit.
1).
R89421
5.6.
Stabiliteit
In
de
periode
en h e t
Hierdoor
lijk
t u s s e n het gereed
begin
van
het
neemt h e t
toe.
Ook
komen v a n
een p a n e e l
verhardingsproces
zakt het
c e m e n t g e h a l t e i n de
s l e u f van
kan
door
sedimentatie
aan
de
van
de
afdichtingswand
cement v o o r
een
deel u i t .
boven naar onder g e l e i d e bovenzijde
een
laag
water
worden gevormd.
De
g r o o t t e van
het
sedimentatievolume
neemt e c h t e r a f b i j e e n
1%
b i j een
geacht
door
van
De
het
toevoegen
fijn
materiaal
hebben.
gevolg
vervangen
en
hoog
dan
50%
traag
invloed
kan
een
uur).
Als
kan
van
het
van
de
op
ontoelaatbare
fijne
cement
maximum
3 a 4%;
de
z a l een
het
van
het
m a t e r i a a l bindende
de
stabiliteit
filtraatwater.
te
5.7.
zijn
dan
90
tot
worden
eigenschappen te b e z i t t e n
dient
een
anders
de
cement
kan
niet
verharding
kan
synarese
zwaartekracht
(het
en
het
Dit verschijnsel
inklinken
uitdrijven
i s bekend van
van
van
de
met
meer
bijzonder
structuur
water)
zuivere
onder
ontmenging
tot
bentonietsuspensies
d i t b i j cement-bentonietsuspensies
optreedt
b e k e n d . G e z i e n de v e r h a r d i n g v a n d e z e l a a t s t g e n o e m d e i s s y n a r e s e
De
te
( l i t . 23).
1); i n hoeverre
bentoniet niet
toevoegen
viskositeit
Poederkoolvliegas
omdat
3%
gestuurd
meer
cement d i e n e n
p o e d e r k o o l v l i e g a s ) , of
vervangen,
ongeveer
worden
zonder
toename
d e e l van
grootte
t o e l a a t b a a r wordt
onder andere
materiaal. Echter
hoogovenslak,
hebben.
(lit.
fijn
3
ontmenging
s l a k g e h a l t e te worden toegepast.
sedimentatie
gevolg
van
d i t geval
zal verlopen
Naast
mate v a n
d i e n t het
(gegranuleerde
een
In
geschat
toenemende v e r w e r k i n g s t i j d ( e e n v o l u m e v a n
v e r w e r k i n g s t i j d van
( l i t . 17).
wordt
is
niet
b i j cement-
waarschijnlijk.
wordt
beoordeeld
Ervaringsgewijs
cm
3
aan
dient
de
hand
de
d i t volgens
( g e m e t e n b i j 7 b a r na
7,5
hoeveelheid
literatuur
uitgeperst
7
niet
meer
minuut).
Verharding
Duits
dat
onderzoek
de
volgens
naar het
verharding
van
de m e t h o d e v a n
is
na 43
t o t 60
uur.
De
warmte-ontwikkeling
verhardingsgedrag
cement-bentonietmengsels
Vicat,
van
significant
het
cement-bentoniet
(het
Meseck v i n d t h i e r v o o r r e s p e c t i e v e l i j k
gedurende
het
cementgehalte
op
CV
het
( l i t . 17).
38
verharden
15)
van
geeft
opstijven),
17 t o t 44 u u r na m e n g i n g a a n v a n g t en
mengsel ( g e a c t i v e e r d e Ca-bentoniet
invloed
van
een
is geillustreerd
temperatuursverloop
2 en
aan
bepaald
beeindigd
7 dagen.
cement-bentonieti n f i g u u r 15.
i s gering,
De
doch
R89421
Figuur
15. T e m p e r a t u u r o n t w i k k e l i n g
bentoniet)
5.8.
I n v l o e d van
de
(lit.
van
cement-bentoniet
( g e a c t i v e e r d e Ca-
17).
roersnelheid
Het
t y p e m e n g e r en d a a r m e e de m e n g e n e r g i e i s v a n i n v l o e d op de
van
de
suspensie.
laboratorium
veerde
tabel
De
invloed
onderzocht
Ca-bentoniet
(CV
3 ) . Deze i n v l o e d
voor
van
een
15) met
de
roersnelheid
(mengenergie)
Ca-bentoniet
(Calcigel
hoogovencement
(mengsel
i s gegeven i n f i g u u r
39
16.
eigenschappen
A)
en
i s i n het
een
2 en 3 v a n
geacti1987
in
R89421
60-1
o NAB - MISCHUHG£N
• CAB -H1SCHUNGEN
MISCHOAUER
S mm
z
50sLLJ
U30-
—i
1
1
1000
1200 1.00
1600
RUHRGESCHWINOIGKEIT [ U / m i n ]
0
200
uOO
600
800
0
200
100
600
1
800
80-
ENZE
604020si
0-
1
1200
1000
r
H00
1600
RUHRGESCHWIN0IGKEI1 [ U / m i n ]
H0--
ABGA
f [cm
E ~
120-
£
100-
CO
3
80-
1
60-
—'
10-600
800
1000
1200
U00
1600
RUHRGESCHWINOIGKEIT [U/min.]
Figuur
16.
Eigenschappen
de
Bij
en
een
van
roersnelheid
grotere
toe
en
teit
5.9.
dan
h e t m e n g s e l met
I n v l o e d van het
De
invloed
van
functie
van
m e n g i n g ) nemen de
stabiliteit
iets
af.
Het
viskositeit
mengsel
met
( N a - b e n t o n i e t ) i s g e v o e l i g e r v o o r de m e n g i n t e n s i ( l i t . 17).
cementgehalte
het
cementgehalte
direct
gegeven. U i t f i g u u r
17
- de m e n g s e l s met
en
de
Ca-bentoniet
bentonietsuspensies
stabieler
(intensievere
neemt
geactiveerde Ca-bentoniet
als
( l i t . 17).
roersnelheid
schuif sterkte
cement-bentonietsuspensies
na
op
aanmaak
i s het volgende
de
en
eigenschappen
na
af te
1 uur
bentoniet Calcigel
een
hogere
A;
40
verse
is i n figuur
cement17
weer-
leiden:
g e a c t i v e e r d e C a - b e n t o n i e t CV
hebben
van
15
schuifsterkte
(Na-bentoniet) z i j n
dan
de
mengsels
met
iets
Ca-
R89421
| C48 200 kg/m
^ 120
5
100
§
80
co
60
1
NAB
35 k g / m '
J
•S-STUMOF
0-STUH0EK
1-STUtOE
1.0
"
20
B
J
"
a-STUN0EH
150
175
200
225
ZEMENTGEHALT [kg/m3]
— 80
Ej
ac
60
1-S1UN0E
NAB
0-5IUN0EH
ou
£
(.0
OC
CO
oo
OO
20
3
175
150
-
200
225
ZEMENTGEHALT [ k g / m ]
180
1-S1UN0E
CAB
S
120
0 -STUWDEW
CD
1-STUH0E
18 NAB
oO
3
0ST UM0EH
60
150
Figuur
17.
Eigenschappen
van
- met
met
een
het
g e a c t i v e e r d e Ca
bentoniet
met
(CS)
enigszins
een
geconstateerd
schuifsterkte
cement-bentonietsuspensies
wordt
als
functie
het
mengsel
( l i t . 17).
neemt
(Na-bentoniet)
wordt
Ca-bentoniet
verse
cementgehalte
neemt
cementgehalte
van
200
225
ZEMENTGEHALT [kg/m^]
cementgehalte
toenemend
Ca-bentoniet
- de
175
de
viskositeit
van
e n i g s z i n s a f ; d i e van
toe.
toename
Voor
van
een
de
andere
het mengsel
geactiveerde
viskositeit
bij
een
met
Ca-
hoger
( l i t . 5);
g r o t e r met
toenemend
i s h i e r v o o r g e v o e l i g e r dan
cementgehalte.
h e t m e n g s e l met
Het
mengsel
geactiveerde
C a - b e n t o n i e t . L i t e r a t u u r 5 g e e f t een g r o t e r e g e v o e l i g h e i d v a n g e a c t i v e e r d e
Ca-bentoniet
- de
t e z i e n b i j toename v a n
stabiliteit
aanmaak
is
afgenomen;
de
die
meer c o n s t a n t
neemt
iets
stabiliteit
van
het
af
met
van
het
m e n g s e l met
gebleven.
41
het
cementgehalte
toenemend
mengsel
( l i t . 5);
cementgehalte.
met
Ca-bentoniet
geactiveerde Ca-bentoniet
Een
uur
na
duidelijk
i s min
of
R89421
De w a a r g e n o m e n e f f e c t e n
steld,
voor
5.10.
zodat
de e i g e n s c h a p p e n
type
i n het algemeen
bindmiddel
een v e r s e s u s p e n s i e
—
minder b e l a n g r i j k i s
v a n de v e r s e c e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e
( l i t .
17).
bindmiddel
heeft
een d u i d e l i j k e
invloed
op de e i g e n s c h a p p e n
van
( z i e f i g u u r 18).
150
FlUGASCHE2 ^ H E I ,
3AMMER
HOZLNWHS
TRASSKAIK
IRASSHOCHOfENSCHLACKE
OAMMER
HOZLMWHS
TRASSKALK
Z E M £ i n
18. I n v l o e d
1RASS-H0Z
'
RUGASDC-
Figuur
g e r i n g en soms o o k t e g e n g e -
g e s t e l d mag w o r d e n d a t h e t c e m e n t g e h a l t e
I n v l o e d van het type
Het
zijn
van het bindmiddel
cement-bentonietsuspensie
42
op
de
TRASS-HOZ
TRASSKOCH OfENSCHACKE
eigenschappen
v a n een
verse
( g e a c t i v e e r d e Ca-bentoniet) ( l i t . 17).
R89421
Direct
na
vervaardiging
verschillen
tussen
de
verschillen
treden
op
een
minimale
HS)
bevestigt
(0
na
een
verandering
hierbij
s l e c h t s van g e r i n g e
uur)
van
verschillende
de
mengsels
bindmiddelen
rustperiode
gunstige
slechts
meest
Hoogovencement
eigenschappen.
geringe
constateren.
(1 u u r ) . H e t
i n eigenschappen.
zijn
zijn
te
De
Grote
gunstig i s
(HOZ
35
L
NW
maalfijnheid is
i n v l o e d ( z i e f i g u u r 19).
~ 120
E
• CAB-MISCH JNG 200/200
100
OD
•<s
CD
>
>
NAB-MISCH LING 35/200
80
»
oo
co
5
•'
'
60
to
/.OOO
.500 5000
5500
6000
6500
7000
MAHLFEINHEIT [cm*/g]
Figuur
19. I n v l o e d
van
de
maalfijnheid
op
hoogovencement-bentonietsuspensie
5.11.
Invloed van het
bentonietgehalte
De
het
invloed
verse
van
suspensie
bentoniet)
van
gehalte
cement
is geillustreerd
aan
en
bentoniet
een
stabiliteit
van
een
verse
( l i t . 17).
op
de
geactiveerde
i n f i g u u r 20.
43
de
eigenschappen
van
calciumbentoniet
een
(Na-
R89421
Figuur
20.
Invloed
van
het
bentonietgehalte
cement-bentonietsuspensie
Uit
f i g u u r 20
blijkt
eigenschappen
nemen t o e
5.12.
het
Gebleken
is
2.4)
gunstig
een
I n v l o e d van
De
tijd
gehouden
suspensie.
een
dat
In
de
suspensie.
de
zogenaamde
aan
De
eigenschappen
van
dat
de
grote
van
een
i n v l o e d i s op
s c h u i f s t e r k t e en
bentoniet
normaal
verse
t e n o p z i c h t e van
de
stabiliteit
( l i t . 17).
"cementstabiele"
eigenschappen
de
van
bentoniet
r e s u l t a a t o p l e v e r t en
verschillen
i n de
(zie
handel
paragraaf
verkrijg-
cement-bentonietsuspensie,
elkaar vertonen
( l i t . 17).
de v e r w e r k i n g s t i j d
gedurende
welk
de
(verwerkingstijd)
Door
Meseck
rustperiode
en d a t
verse
bentoniet
zijn
regelmatig
t o t r o e r e n met
is
bentonietgehalte
type
qua
geringe
het
hoger gehalte
dat
merken
slechts
een
b i j een
I n v l o e d van
bare
5.13.
van
dat
op
( l i t . 17).
600
cement-bentonietsuspensie
is
van
proeven
werd
afgewisseld
eigenschappen
waarbij
door
beweging
van
gedurende
roeren.
de
wordt
Hieruit
24
de
uur
bleek
roersnelheid gering
i n v l o e d s t e r k toeneemt.
r o e r e n met
44
de
i n v l o e d van
i s h e t m e c h a n i s m e waarmee de
b e w e g i n g ) v e r g e l i j k b a a r met
op
uitgevoerd
t o e r e n / m i n u u t de
b i j h o g e r e s n e l h e d e n de
praktijk
invloed
in
een
s l u r r y wordt geroerd
laag t o e r e n t a l .
(grijper-
R89421
Bij
een
langer i n t e r v a l
t u s s e n de
r o e r p e r i o d e n i s de s t a b i l i t e i t
e e n s u s p e n s i e op b a s i s v a n C a - b e n t o n i e t
Ca-bentoniet
(Na-bentoniet)
n i e t meer v a n
2
a
3
uur
invloed.
(circa
maximaal;
instantie
de
stabiliteit
juist
16 u u r ) i s de d u u r v a n de r u s t p e r i o d e
B i j Ca-bentoniet
stabiliteit
de
g e r i n g e r ; b i j een g e a c t i v e e r d e
i s i n eerste
h o g e r , maar na e e n z e k e r e t i j d
van
i s na e e n v e r w e r k i n g s t i j d
b i j het
verder
van
van
de
ver-
werkingstijd
neemt de s t a b i l i t e i t
Ca-bentoniet
( N a - b e n t o n i e t ) w o r d t p a s na 6 a 8 u u r e e n m a x i m a l e
stabiliteit
bereikt
b i j het
nauwelijks
die
verder
geleidelijk
toenemen
toenemen
van
af. B i j geactiveerde
de
verwerkingstijd
afneemt.
De
viskositeit
v a n de
de v e r w e r k i n g s t i j d ,
De
schuifsterkte
rustperiode
hoger
suspensie verandert
z o w e l b i j Na-
van
een
dan
b i j een
geactiveerde
Ca-bentoniet
rustperiode
op
de
n a u w e l i j k s b i j h e t toenemen
van
a l s Ca-bentoniet.
suspensie
met
langer
Ca-bentoniet
interval
(Na-bentoniet)
schuifsterkte
i s de
vooral
i s b i j een
t u s s e n de
invloed
bij
kortere
roerperioden. B i j
v a n de
duur van
de
kortere verwerkingstijden
m e r k b a a r , maar v e r d w i j n t b i j l a n g e r e v e r w e r k i n g s t i j d e n .
Bij
e e n l a n g e r e v e r w e r k i n g s p e r i o d e neemt de s c h u i f s t e r k t e v a n e e n
met
geactiveerde Ca-bentoniet
(Na-bentoniet)
af;
met
de
Ca-bentoniet
constant.
veerde
In het
Ca-bentoniet
verwerkingsperiode
de
activering
praktijk
gering
i s de
en
blijft
algemeen
grootte
gesteld
(Na-bentoniet)
dan
een
tijd
kan
een m e n g s e l
groter
dat
een
v o o r a l i n de
van
worden
de
dat
gevoeliger
met
van
schuifsterkte
is
voor
45
de
duur
D i t hangt
i n rust
sterk
ongeveer
met
Na-bentoniet.
cement - b e n t o n i e t - m e n g s e l
( l i t . 17).
beginfase
een mengsel
Ca-bentoniet.
zwelvermogen
suspensie
geactivan
samen
N.b.
is
in
de
met
de
meestal
R89421
6.
EIGENSCHAPPEN VAN VERHARD
6.1.
Druksterkte
6.1.1.
Algemeen
Als
e i s voor
druksterkte
De
cement-bentonietmengsels wordt
i n h e t algemeen een u n i a x i a l e
a a n g e h o u d e n v a n m i n i m a a l 300 kN/m
spreiding
Hierbij
CEMENT-BENTONIET
i n 28-daagse
druksterkte
na 28 d a g e n
i s relatief
wordt opgemerkt d a t n i e t d u i d e l i j k
veroorzaakt
2
groot
i s of een d e e l
i s d o o r v e r s c h i l l e n d e c e m e n t e n met e l k a a r
verharden.
( z i e figuur 21).
v a n de s p r e i d i n g
te vergelijken ( l i t .
17) .
WASSERZEMEN1WERT w / z [ - ]
Figuur
21. D r u k s t e r k t e
als
na 28 d a g e n v e r h a r d e n v a n c e m e n t - b e n t o n i e t m e n g s e l s
f u n c t i e v a n de w a t e r c e m e n t f a c t o r
Gebleken
i s dat doorstroming
metingen
nauwelijks
(lit.
welk
17). Echter
tijdstip
gradient
materiaal
des
het materiaal
wordt
heeft
van grote
( z i e figuur
te lager
effect
van proefstukken
22
op
invloed
de
op de
2 3 ) . Hoe
eerder
i s de e i n d s t e r k t e
aan doorstroming
( l i t .
46
8).
17).
waterdoorlatendheidsvan het
sterkte-ontwikkeling
wordt
en
bij
druksterkte
doorstroomd
blootgesteld
( l i t .
en o n d e r w e l k e
i n de
materiaal
i s vanaf
hydraulische
v e r h a r d i n g s f ase
en hoe g r o t e r
het
het verhang
R89421
c
Endfestiqkeit (T08"Exie-Wed) ohne Ourt^trbmung
2 8
—
Figuur
22. E f f e c t
56Tagt
Begmn der Durchstromung mit
emem Gradienten i noch n-lagen
van het t i j d s t i p
van het begin
e i n d s t e r k t e van cement-bentoniet
20
30
—
tO
50
van doorstroming
op de
(lit. 8).
60
70
• P r o b e n a l t e r in T a g e n
Figuur
2 3 . D r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g a l s f u n c t i e v a n de h y d r a u l i s c h e
(lit. 8).
47
gradient
R89421
In
figuur
24 i s de d r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g
van cement-bentoniet
met e e n
l a a g c e m e n t g e h a l t e w e e r g e g e v e n t e n o p z i c h t e v a n de d r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g
in
onbelaste
toestand
(=100%).
Figuur
25 t o o n t
hetzelfde
voor
e e n hoog
cementgehalte.
Fgstiqkeit d e r unbeeinflunten M i s c r u n g
~~Il>
20
—
Figuur
30
tO
24. D r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g
cementgehalte
50
SO
Protoenalter i n T a g e n —
van
cement-bentoniet
a l s f u n c t i e van het verhang
v a n de met h e t c e m e n t - b e n t o n i e t i n c o n t a c t
met
e n de
een
laag
korrelopbouw
z i j n d e grond ( l i t . 8 ) .
Festigkeit d e r unbeeinfluflten Mischung
•tl455kN/m2 I
•0
20
3D
40
50
50
P r o b e n a l t e r in T a g e n
F i g u u r 25
Druksterkte-ontwikkeling
cementgehalte
a l s functie
van
cement-bentoniet
van het verhang
met
e n de
een
hoog
korrelopbouw
v a n de met h e t c e m e n t - b e n t o n i e t i n c o n t a c t z i j n d e g r o n d ( l i t . 8 ) .
48
R89421
In
fijnkorrelige
grond
de d r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g m i n d e r
dan
i n e e n g r o f k o r r e l i g e bodem,
een
gunstige
uitwerking
grond wordt m i n d e r
6.1.2.
wordt
Invloed
Bij
van de
langere
cement
de
terwijl
niet
Ca-bentoniet
Het
cementgehalte
van
mengsels
van
de
neemt
of
b i j mengsels
nauwelijks
(Na-bentoniet)
v a n d i e met
is hierbij
enigszins
van
de
hoogoven-
mengsels
gunstiger
invloed.
i s daarentegen
een s n e l l e r e h y d r a t a t i e
B i j een v e r w e r k i n g s t i j d v a n 3 a 4
b i j langere
basis
a f , waarbij
een
n i e t van wezenlijke
v e r w e r k i n g s t i j d vanwege
op
met
gedrag
Ca-bentoniet.
op b a s i s v a n p o r t l a n d c e m e n t
T
i n deze
en g r o f k o r r e l i g e
verwerkingstijd
ten opzichte
optimaal;
cementgehalte
i n een f i j n -
groot).
druksterkte
hoogovencement.
een hoger
(het v e r s c h i l
verwerkingstijden
geactiveerde
vertonen
heeft
verstoord
t i j d e n neemt de d r u k s t e r k t e
De
druksterkte
sterk afhankelijk
ten opzichte
u u r i s de
van
druksterkte
snel af ( z i e f i g u u r 26).
2 0 0
VERARBEITUNGSZEIT [ h ]
Figuur
Groot
Een
26. D r u k s t e r k t e
i s de
langere
invloed
a l s f u n c t i e v a n de v e r w e r k i n g s t i j d ( l i t .
v a n de
rustperiode
duur
v a n de r u s t p e r i o d e
r e s u l t e e r t i n een l a g e r e
27) .
49
tussen
druksterkte
17).
roerperioden.
( z i e figuur
R89421
~
uoo
E
W
1200
tut *
i.
_
^jwm_^LZi—
o
—
1000
—
to
SOO
,
700/200 - S/SS _
n
i
•
i
_ J5/2M - t / K
35/200 - 5/55
EOO
«^ ^
100
200
KAB-MISCHIMG 35/200
CAB-MISCHUNO 200/200
RUHRlTERVnUE 5/15
5/55
2
I
6
!
10
12
U
'
'
16
H
'
1
—
20
22
21
VERARBEITUNGSZEIT [h]
Figuur
27. D r u k s t e r k t e
terval
Dit
de
betekent
aanleg
van
cement-bentoniet
d a t i n de p r a k t i j k
van een s l e u f
6.1.3. Invloed
Door
van
(Na-bentoniet)
perioden
t e worden
gevoeliger
(lit.
a l s functie
van het
t o t 24 u u r ( l i t .
van s t i l s t a n d
vermeden.
roerin-
17).
gedurende
Suspensies
d a n d i e op b a s i s v a n
op
basis
geactiveerde
17).
sedimentatie
sedimentatie
druksterkte
langere
dienen
Ca-bentoniet z i j n hiervoor
Ca-bentoniet
is
van
b i j een v e r w e r k i n g s t i j d
kan
de
i n het bovenste
weergegeven
cement
voor
deel
lager
i n f i g u u r 28.
50
een
deel
uitzakken
waardoor
i s dan i n h e t o n d e r s t e
de
deel. D i t
R89421
ORUCKFESTIGKEIT q
200
100
[kN/mM
g
600
1000
3
FEUCHTOICHTE
1200
1,100
1,150
1,200
[t/m ]
1,250
1,300
0•
O
a
I
1
I
•
A
2B-TACE-WERTE
SAB - M ISC HUNG EM
O
l
'
\
o
o
A
35/175
35/200
35/225
t
o
q
\
A
\
\
ORUCKFESTIGKEIT q
200
0 i
100
I
600
900
1000
•
\
I
\
sterkte
Mengsels
vooral
met
m e n g s e l s met
Het
effect
mengsels
In
met
de
I
na
dagen a l s f u n c t i e van
i n v l o e d van
geactiveerde
uitzakken
met
zijn
onvoldoende
55
een
van
lager
enigszins
Ca-bentoniet
druksterkte
d i t verband wordt
trechter minimaal
I
28
b i j mengsels
de
1300
I
Ca-bentoniet
op
1,250
1
\
Druksterkte
dat
1.200
O A
28-lAGE-WERTE
UI-HISCHUNGEN
o 200/150
• 200/175
A 2Q0/2X
blijkt
1,150
A
O
Het
100
\
a
\
28.
1200
[t/m ]
A
\
o
3
FEUCHTOICHTE
1
1
>
Figuur
[kN/m2]
u
is
echter
s dient
een
te bedragen
51
diepte
cementdeeltjes
cementgehalte
gevoeliger
voor
( l i t . 17).
op
naar
de
druk-
voren
komt.
sedimentatie
dan
a l l e e n merkbaar
bij
(Na-bentoniet).
in principe
suspensie-eigenschappen
aangegeven dat
de
uitlooptijd
( l i t . 17).
(instabiele
g e m e t e n met
mengsels).
de
Marsh-
R89421
6.1.4. Invloed
De
van
het
gehalte
watercementfactor
is
weergegeven i n f i g u u r
Figuur
De
29.
Invloed
geeft
op
druksterkte
de
Hiermee
de
g r o t e r dan
van
lange
de
i s een
relatief
6 de h y d r a t a t i e v a n
noemenswaardige
is.
Bij
een
eigenschappen
keuze
van
(lit.
44).
De
(en
de
druksterkte.
van
i n v l o e d van het cementgehalte
de
Dit
is
cement
en
de
i s dat
wordt
voor
dan
ook
druksterkte
hangt
onder
Literatuur
bepaling
van
methode b e s c h i k b a a r
eigenschappen
b i j een
het
en
meer
te
duurzame
is
verwachten
verwacht
weloverwogen
op de d r u k s t e r k t e
het
watercementfactor
derhalve
een
44
voor
28 d a g e n z o v e r g e v o r d e r d
i n eigenschappen
zijn
dient
op
bindmiddel.
fysische
cement r e e d s na
52
hoeveelheden
k a n w o r d e n v i a de
watercementfactor
watercementfactor
het
eenvoudige
van
verbetering
onvoldoende
de
waterondoorlatendheid)
termijn. Vastgesteld
hoge
de
de w a t e r c e m e n t f a c t o r )
ontwikkeling
geen
zo
op
tussen
hydratatiegraad
dat
fysische
verhouding
m e t h o d e waarmee d e z e g e s c h a t
beoordeling
gedrag
de
28).
met
invloed
29.
van
van
stof
grote
(lit.
gloeiverlies.
de
van
(een g e d e e l d door
samen
een
vaste
water
ontwikkeling
andere
aan
dat
de
a f d i c h t i n g . De
te
geschieden
i s i n f i g u u r 30
gegeven.
R89421
2500
CNI
E
—
2000
o
co
C_3
ZEMENTGEHALT
Figuur
In
150
30.
Druksterkte
literatuur
naar
gevolg
heeft.
bentoniet
Figuur
250
8 wordt
kg/m
Het
3
3
[kg/m ]
a l s f u n c t i e van het cementgehalte
aangegeven
(65%)
een
d a t e e n toename v a n h e t c e m e n t g e h a l t e
toename
gecombineerde
effect
is i n figuur
31
weergegeven.
31. D r u k s t e r k t e
na
28
en b e n t o n i e t g e h a l t e
( l i t . 17).
i n druksterkte
van
het
met
aandeel
aan
dagen v e r h a r d e n a l s f u n c t i e
( l i t . 17).
53
circa
150%
cement
van
het
en
van
tot
aan
cement
R89421
Uit
figuur
31 v o l g t
slechts
Ten
gevolge van h e t graven kan bodemmateriaal
bentonietsuspensie.
in
De
een g e r i n g e
invloed
invloed van het bentonietgehalte.
z i c h v e r m e n g e n met de cement-
h i e r v a n op de d r u k s t e r k t e i s g e i l l u s t r e e r d
f i g u u r 32.
F i g u u r 32. D r u k s t e r k t e a l s f u n c t i e v a n h e t z a n d g e h a l t e
Het
toevoegen
van
geactiveerde
mengsels
op
v a n zand
a a n de
Ca-bentoniet
basis
suspensie
heeft
(Na-bentoniet)
van Ca-bentoniet
(hoger
voor
geen
( l i t . 17).
de m e n g s e l s
effect,
aandeel
terwijl
aan v a s t e
hogere d r u k s t e r k t e wordt g e c o n s t a t e e r d b i j toenemend z a n d g e h a l t e
6.1.5. Invloed
van het
Aangezien
type
door
invloed
op
het bindmiddel.
de
b i j de
stof)
een
( l i t . 17).
bindmiddel
het cement-bentoniet
bepaald
op b a s i s
druksterkte
c e m e n t e n w o r d e n de h o o g s t e
geen
Het
van
korrelskelet
type
bezit,
bindmiddel
54
de
sterkte
i s dan ook v a n
cement-bentonietmengseIs.
druksterkten gerealiseerd
wordt
Met
grote
hoogoven-
( z i e figuur 33).
R89421
19
56
ZEIT I T A G E ]
F i g u u r 33. D r u k s t e r k t e
van
cement•natriumbentoniet
typen bindmiddel
Het
slakgehalte
druksterkte,
Deze
lagere
invloed
neemt
de
toe
verschillende
( l i t . 17).
i n hoogovencement
waarbij
voor
oefent
druksterkte
met
de
een
toeneemt
grote
b i j een
verhardingsduur.
invloed
hoger
D i t hangt
r e a c t i e s n e l h e i d v a n de s l a k . D i t i s w e e r g e g e v e n
u i t op
de
slakgehalte.
samen
met
de
i n f i g u u r 34.
1500
N A B - MISCHUNG
35/200
PROBENALTER:
• Utj>28a>5Sd,«md
/
CO
1000
/
^
X
A
/
500
1
/
i
V
y
r
•m
im***^
mm
0
20
30
1.0
50
60
70
80
90
100
HiiTTENSANO - ANTEIL [ % ]
Figuur
34. I n v l o e d
van
het
slakgehalte
s t e r k t e van cement-bentoniet
55
van
hoogovencement
( l i t . 17).
op
de
druk-
R89421
De
invloed
treerd.
(lit.
De
v a n de m a a l f i j n h e i d
invloed
v a n de m a a l f i j n h e i d
1 7 ) . Deze i n v l o e d
cementdeeltjes
op de d r u k s t e r k t e
i n de
neemt
i s i n f i g u u r 35
a f met
toenemende
geillusouderdom
k a n h e t g e v o l g z i j n v a n de b e t e r e v e r d e l i n g
v a n de
cement-bentonietmassa.
E
•
0»
^
•
A
1500
CO
y'
-
<
•
cn
cc
y
0
1000
>
^y
-
x
WW
o
o
y
500
NAB-MISCHUNG
35/200
PR08EN ALTER:
-
oUd.«28d.*56d.»112d
—
3000
t
(.000
i
5000
5000
i
7000
MAHLFEINHE1T
Figuur
35. I n v l o e d
van
druksterkte
6.1.6.
de
(lit.
maalfijnheid
i
8000
9000
[cmVg]
van
een
hoogovencement
op
de
17).
Druksterkte-ontwikkeling
De
begindruksterkte
b e n a d e r i n g mag
van cement-bentoniet
i s weergegeven i n f i g u u r
36. B i j
worden u i t g e g a a n v a n een l i n e a i r e t i j d s a f h a n k e l i j k h e i d .
De d r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g
op de l a n g e t e r m i j n
56
is i n figuur
37 g e g e v e n .
R89421
ZEIT
F i g u u r 36.
Begindruksterkte
(lit.
van
een
mengsel
met
[TAGE]
geactiveerde
Ca-bentoniet
17).
0 -!
0
1
28
1
56
1
8u
s
112
1
HQ
1
168
1
196
22t
ZEIT [TAGE]
Figuur
37. D r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g
cement-bentoniet
(lit.
17).
Er i s een d u i d e l i j k v e r s c h i l i n d r u k s t e r k t e - o n t w i k k e l i n g t u s s e n
en
geactiveerde
neemt
de
duidelijk
Ca-bentoniet
druksterkte
toe,
terwijl
m i n d e r e mate toeneemt
b i j toenemende
van
mengsels
de
druksterkte
(lit.
17).
57
met
van
ouderdom.
geactiveerde
Na
Ca-bentoniet
circa
28
dagen
Ca-bentoniet
cement-Ca-bentonietmengseIs
nog
in
i
R89421
Als
vuistregel
k a n men
hoogovencement
en w a t e r
de
heeft bereikt
eindsterkte
aanhouden
d a t een mengsel
na 60 d a g e n
(lit.
verharden
van n a t r i u m b e n t o n i e t ,
onder
water
6.2.
oefenen
druksterkte,
echter uitdrogen dient
t o t op
80% van
8).
De v e r h a r d i n g s c o n d i t i e s ( o n d e r w a t e r , i n a f g e s l o t e n h o u d e r s
vochtigheid)
circa
zekere
hoogte
geen
grote
t e worden voorkomen
en 98% r e l a t i e v e
invloed
(lit.
u i t op de
17).
Schuifsterkte
De
schuifsterkte
mengsels
wordt
uitgedrukt
i n cohesie
met g e a c t i v e e r d e C a - b e n t o n i e t
zijn
en een w r i j v i n g s h o e k .
na 28 d a g e n v e r h a r d e n
Voor
waarden
v o o r de w r i j v i n g s h o e k g e v o n d e n v a n <p'=25 - 33° e n v o o r de c o h e s i e
c'=140
en
2
-190 kN/m ;
2
c'=170
toe
voor
- 240 kN/m .
kg/m
ouderdom
3
2
(kN/m )
C)
c'
<P'
( z i e t a b e l 4) ( l i t .
de w a a r d e n <p'=26
- 39°
17).
v a n e e n m e n g s e l met 200 kg/m
geactiveerde Ca-bentoniet
(dagen)
zijn
De c o h e s i e e n w r i j v i n g s h o e k nemen i n h e t a l g e m e e n
met t o e n e m e n d e o u d e r d o m
T a b e l 4. S c h u i f s t e r k t e
6.3.
Ca-bentonietmengsels
14
28
56
140
29
152
34
166
38
3
hoogovencement
en 35
( l i t . 17)
Vervormingseigenschappen
De v e r v o r m i n g
(stuik)
2%
drukproef), waarbij
(uniaxiale
b i j breuk
een g e r i n g e r e v e r v o r m i n g
duidelijk
invloed
vastgesteld
van
van cement-bentoniet
Ca-bentonietmengsels
kunnen ondergaan
bedraagt
(meer
circa
vast
d a n de N a - b e n t o n i e t m e n g s e I s .
v a n de v e r h a r d i n g s d u u r
op de
stuik
b i j breuk
1 a
stof)
Een
i s niet
( l i t . 1 7 ) . Wel v a n g r o t e i n v l o e d op de v e r v o r m i n g i s de s n e l h e i d
belasten:
een s n e l l e
belasting
laat
een g e r i n g e r e d e f o r m a t i e t o e ( l i t .
42) .
Wel
hangt
de v e r v o r m i n g a f v a n de k w a l i t e i t
bij
een b e t e r e
literatuur
opnemen
menging
6 wordt
(5%) zonder
scheurvorming
i s het materiaal
v a n de m e n g i n g v a n h e t c e m e n t ;
minder
aangegeven d a t c e m e n t - b e n t o n i e t
t e scheuren.
mogelijk zijn
Zelfs
( l i t . 23). In
g r o t e vervormingen kan
vervormingen
(zie figuur 38).
58
plastisch
>15% z o u d e n
zonder
R89421
I 40
2 8 - d a y trional compr«ssiv« jrrom ot foiiura. f, %
F i g u u r 38. De
stuik
bentoniet
De
b i j breuk
(lit.
van
grootte.
elasticiteitsmodulus
-
125
UU
100
Voor
t o t de
druksterkte
van
cement-
28).
e l a s t i c i t e i t s m o d u l i van
orde
in relatie
Na-
en
Ca-bentonietmengsels
geactiveerde Ca-bentoniet
i n figuur
39
zijn
van
dezelfde
(Na-bentoniet)
is
de
(gebaseerd
op
weergegeven.
i
i
75
-i
l
50
25
NATfllUHBENTOMII: 3S k g / m ^ |
175
200
225
ZEMENTGEHALT [ k g / m * ]
Figuur
39
Elasticiteitsmodulus
eenassige
drukproef)
verhardingsduur
Opgemerkt
wordt
dat
de
(lit.
van
cement-bentonietmengsel
als
functie
van
het
cementgehalte
en
de
17).
elasticiteitsmodulus
spanningsafhankelijk i s .
59
b i j een
triaxiale
drukproef
R89421
Uit
is
c o n s o l i d a t i e p r o e v e n op v e r h a r d e
bij
een b e p a a l d e
na o n g e v e e r
6.4.
6.4.1.
cement-bentoniet
g e b l e k e n d a t g e d u r e n d e de e e r s t e m i n u u t
b e l a s t i n g wordt
100 m i n u t e n
circa
gerealiseerd
de e i n d w a a r d e
(ouderdom
28 d a g e n )
8 0 % v a n de t o t a l e
e n d a t i n de m e e s t e
reeds b e r e i k t
is ( l i t .
zetting
gevallen
17).
Waterdoorlatendheid
Algemeen
In
grofkorrelig
stromen.
In
afmetingen
op
materiaal
(zand,
fijnkorrelig
v a n de p o r i e n
grind)
materiaal
treden
gecompliceerde
t u s s e n h e t p o r i e w a t e r en de k o r r e l s .
dipool-dipoolwisselwerkingen
een
kan water
vrij
door
ten gevolge
van
electrostatische
Ook
de
de
porien
geringe
wisselwerkingen
spelen v.d. Waalskrachten
r o l . D i t i s schematisch
en
weergegeven i n
f i g u u r 40.
3.FREIES WASSER
(EFFEKTIVER PORURAUM)
2
PESTSTOfF
' A'-2&h
/l'Mx\WP-
2. SCHWER BEWEGLICHES WASSER
GEBUNOENES WASSER
- •
FESTSTOFF
I .V *
2000
2000
SPANNUNG
[MN/mM
SPANNUNG
[MN/m ]
2
ENTFERNUNG
[Aim]
F i g u u r 40. W i s s e l w e r k i n g t u s s e n v a s t e
korrels
I n met
komen :
water
- Geabsorbeerd
- Gebonden
een d i k t e
Vrij
en v l o e i b a r e
fase van water
rondom
( l i t . 17) .
verzadigde,
fijnkorrelige
grond
kan water
a l s volgt
voor-
water;
water
(een door
van ongeveer
poriewater
adhesie
0,5 um, n i e t
(kan onder
vastgehouden
invloed
worden).
60
laag
watermoleculen
met
verplaatsbaar) ;
van
een
drukverschil
verplaatst
R89421
De
mate
van
doorlatendheid
van
een m a t e r i a a l
wordt
gekarakteriseerd
de h a n d v a n de p e r m e a b i l i t e i t s c o e f f i c i e n t k. Deze w a a r d e s t e l t de
voor tussen
de f i l t e r s n e l h e i d
v ( d e g e m i d d e l d e s n e l h e i d waarmee
d o o r h e t m a t e r i a a l s t r o o m t ) en de d r u k g r a d i e n t
i (wet v a n
aan
verhouding
e e n medium
Darcy):
v=k-(i-i„),
hierin
is i
0
de
filtersnelheden,
aanvangsgradient.
i s het l i n e a i r e
B i j geringe
verband niet
drukgradienten,
c q .
lage
geldig ( z i efiguur 41).
100
150
HYDR. GEFALLE i [-]
F i g u u r 41. I n v l o e d
van
de
heidscoefficient
Voor
slecht
i=30
of hoger
17,
( l i t .
stroming
het verband
tussen
op
terwijl
v
waterdoorlatend-
i s b i j een g r a d i e n t
en i a l s l i n e a i r
i n de p o r i e n
b i j hoge
de
17).
gradienten
de
van
t e beschouwen ( l i t .
l a m i n a i r . B i j lage
p l a a t s a l s gevolg van d i f f u s i e , waarbij
r o l spelen,
wordt v e r s t o o r d
gradient
cement-bentonietmengsels
35 en 38) e n i s de s t r o m i n g
vindt
een
doorlatende
hydraulische
gradienten
moleculaire
stroming
krachten
door t u r b u l e n t i e
( z i efiguur 42).
DurcM*M*gk*ttsto««vi«rt,
Figuur
42. S t r o m i n g
gradient
van
poriewater
( l i t .
35).
61
onder
invloed
van
een
hydraulische
R89421
Naast
de
hydraulische
gradient
en
de
permeabiliteitscoefficient
hangt
de
f l l t e r s n e l h e i d v v e r d e r a f v a n de d i c h t h e i d en v i s k o s i t e i t v a n de
vloeistof,
t e m p e r a t u u r en v e r z a d i g i n g s g r a a d
( l i t . 16).
Het
tijdstip
belast,
is
waarop
van
het
invloed
van
het
materiaal
met
op
de
doorstroomde m a t e r i a a l
een
hydraulische
uiteindelijke
gradient
waterdoorlatendheid
m a t e r i a a l . Hoe
l a n g e r h e t m a t e r i a a l g e d u r e n d e de v e r h a r d i n g s p e r i o d e
blijft,
l a g e r i s de
des
voeren
te
op
tijdige
v e r s t o r i n g van
belasting
grootte
van
paragraaf
gevolg
de
p e r m e a b i l i t e i t ( z i e f i g u u r 43).
de
waarbij
opbouw v a n
kanaaltjes
hydraulische
6.5.2.).
Een
gradient
hoge
de
i s van
gradient
kan
worden
van
(lit.
bij
hogere
te
vroeg-
17).
Ook
de
en
57,
i n v l o e d ( z i e f i g u u r 56
een
dat
onbelast
Dit i s terug
cementgelstructuur
gevormd
wordt
p e r m e a b i l i t e i t tot
hebben.
~
1x10
ZEIT [TAGE]
Figuur
43.
Waterdoorlatendheid
het
De
aanbevelingen
stellen
een
maximaal
een
tijdstip
van
in
1 • 10
_
8
m/s.
f u n c t i e van
w a a r o p de m e t i n g
het
het
als
V o o r de
duur
i s aangevangen
Arbeitsausschusses
laboratorium
de
gemeten
doorlatendheid
van
de
meting
( l i t . 17).
Ufereinfassungen
(EAU,
een
afdichtingswand
f a c t o r 10 h o g e r e w a t e r d o o r l a t e n d h e i d s c o e f f i c i e n t v e r w a c h t ( 1 • 1 0 "
Ter
vergelijking
cement)
1 - 10"
1 2
teit.
hebben
dat
voor
permeabiliteitscoefficienten
m/s
Een
mengsel
z i j gegeven
( l i t . 17).
toename
een
van
afname
van
De
de
steundruk
steundruk
de
bentoniet
worden
i s ook
van
40
62
uit
gevonden
de
van
i n v l o e d op
200
een
kPa
handel
van
tot
p e r m e a b i l i t e i t met
( l i t . 6).
1985)
permeabiliteitscoefficient
van
en
kan
factor
1-10"
de
van
wordt
7
m/s).
(zonder
1 1
tot
permeabilib i j een
5
tot
zwak
gevolg
R89421
6.4.2. Invloed
De
van de
duur
verwerkingstijd
v a n de
rustperiode
m e n g s e l s op b a s i s
latendheid,
geactiveerde
beinvloed
van Ca-bentoniet
waarbij
doorlatendheid.
tussen
De
een
langere
het roeren
duidelijk
Ca-bentoniet
v a n i n v l o e d op de w a t e r d o o r -
rustperiode
waterdoordoorlatendheid
(Na-bentoniet)
i s b i j cement-bentonietresulteert
van
wordt
d o o r de d u u r v a n de r u s t p e r i o d e
i n een
mengsels
slechts
op
grotere
basis
i n geringe
van
mate
(zie figuur 44).
M8-MISCHUK
Cie-HISCKUK
3V20Q
200/2 08
VERARBEITUNGSZEIT [h]
Figuur
44. P e r m e a b i l i t e i t s c o e f f i c i e n t
van
volgt
u i t figuur
effect
heeft
op
af
44
d a t de
B i j Ca-bentonietmengsels
Het
geen
ten dele
uitzakken
effect
Alleen
doorlatendheid
als functie
slechts
met
een
gering
geactiveerd
t o t 6 a 8 u u r de
een l a n g e r e
( l i t . 17).
Ca-
doorlatendheid
verwerkingsduur
heeft
( l i t . 17).
sedimentatie
duidelijk
mengsels.
verharden
van mengsels
neemt
verwerkingsduur;
g e e n e f f e c t m e e r op de d o o r l a t e n d h e i d
van
dagen
verwerkingstijd
de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
b i j een toenemende
6.4.3. Invloed
28
de v e r w e r k i n g s t i j d en de d u u r v a n de r u s t p e r i o d e
Verder
bentoniet.
na
van cementdeeltjes
op
de
b i j een l a a g
( z i e ook p a r a g r a a f
waterdoorlatendheid
cementgehalte
63
(lit.
heeft
cement-bentoniet-
kan een zekere
n a a r beneden t o e worden g e c o n s t a t e e r d
45.
van
5.1.3)
afname v a n de
17). Z i e f i g u u r
R89421
•URCHLASSIGKEITSBEIWERT k [m/s]
IxKT
1
H
1
'
1 11
1x10'
1x10'
' I •!
—1
1
!
!
' I • • "I
1
lilO
1
1
\
/
| \ >)f
/
/
...
\\ (
28-IAGE-WERTE
UB-MISCHUHCEN
• 35/175
" 35/200
* 35/225
OURCHLASSIGKEITSBEIWERT k[m/s]
1x10'
1x10 •
1x10 '
IxW *
\\
/
I
\ //
/
/
2B-U0E-WEHTE
CA8-HISCNUWEN
• 200/150
= 200/175
"200/200
A
—
F i g u u r 4 5 . P e r m e a b i l i t e i t s c o e f f i c i e n t na
van
Invloed
van het gehalte
De i n v l o e d
met
de d i e p t e
dagen
verharden
aan vaste
en neemt
Ca-bentoniet
a l s functie
17).
stof
v a n h e t c e m e n t g e h a l t e op de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
geactiveerde
groter
(lit.
28
gering;
b i j Ca-bentoniet
t o e b i j toenemende o u d e r d o m
i s b i j mengsels
i s de
invloed
( z i efiguur 46).
—. 1x10 '
I-CA8
200 k q / m i |
1 . MAB
35 k q / m i 1
1x10''
li (/
11 •
r
Ik ti
CO
£
^^^^^^^^^^^^
', Ud
wo'
-n ,
56 d
OO
oo
^
1x10
s
1
lxlO-' 150
175
200
225
ZEMENTGEHALT
F i g u u r 46. I n v l o e d
van het cementgehalte
( l i t . 17).
64
[kg/m*]
op de p e r m e a b i l i t e i t s c o e f f i c i e n t
R89421
Het
gecombineerde
latendheid
gehalte
effect
is ge'illustreerd
beinvloeden
de
toenemend g e h a l t e
Figuur
47.
van
het
en
aan
illustreert
van
geven.
B i j mengsels
is
invloed
werken
(lit.
w i j t e n aan
(lit.
grond
op
minder
17).
na
bijmengen
doorlatendheid
de
cement en
en
bentonietgehalte
Zowel het
28
van
dagen
Deze
s c h e u r t j e s op
en
toename
het
verharden
tijdens
afname
geactiveerde
duidelijk
in
65
als
door-
bentoniet-
functie
het
graven
kan
een
van
neemt
van
het
de
water-
Ca-bentoniet
blijkt
de
op
doorlatendheid
Ca-bentoniet
te
veel
aan
waterdoorlatendheid
contactvlak tussen
23).
als
waterdoorlatendheid
B i j m e n g s e l s met
duidelijke
b a s i s van
cement-
de
( l i t . 17).
grond
f i g u u r 48.
een
De
op
bentoniet.
bentonietgehalte
het
bijmengen
cement-
i n f i g u u r 47.
Waterdoorlatendheid
cement-
effect
het
waterdoorlatendheid.
a f met
Het
van
zandkorrels
te
(Na-bentoniet)
grond
is
en
averechts
mogelijk
te
cementsteen
R89421
150
200
SAN0GEHAL1 [ k g / m i ]
F i g u u r 48. W a t e r d o o r l a t e n d h e i d
zandgehalte
6.4.5. Invloed
De
van het
geringste
type
( l i t .
van
cement-bentoniet
van het
17).
bindmiddel
waterdoorlatendheid
van cement-bentoniet
met
hoogovencement, w a a r b i j
een hoger a a n d e e l
van
de d o o r l a t e n d h e i d g e e f t
( z i e f i g u u r 49 en 5 0 ) .
-
a l s functie
wordt g e r e a l i s e e r d
aan s l a k een g e r i n g e
toename
5x10"
NAB-MISCHUNG 35/200
EINBAUALTER
2B TAGE
!
tliSMAU
7
5: hio" CQ
CO
5
5x10-'
CO
CO
MOT
1
5x10'
9
^- !
IRiSSMU/KJllEISillll
II I, I,
1xl0
'HSmm 11
H
28
35
12
19
56
ZEIT [Toge]
F i g u u r 49. D o o r l a t e n d h e i d
van cement-bentoniet
( l i t . 17).
66
voor
diverse
bindmiddelen
R89421
Opgemerkt
valt
wordt
voor
de
Zementwerke
Aangezien
van
beide
beide
hier
dat
een g r o o t
verschil
h o o g o v e n c e m e n t e n HOZ
Alsen-Breitenburg)
de
cementen
goede
mengsels g e l i j k
35
en
m a a l f i j n h e i d , het
i n doorlatendheid
L
NW
werk
HS
II
van
werk
(Aquadur van
s l a k g e h a l t e e n de
overeenkomst vertonen
te
I
constateren
(Aquafirm
Dyckerhoff
van
AG).
chemische s a m e n s t e l l i n g
en
de
samenstelling
van
i s m o e t e n n o g a n d e r e f a c t o r e n e e n r o l s p e l e n d a n de
genoemde. M o g e l i j k d a t de r e a c t i v i t e i t
v a n de
i n de cement
verwerkte
s l a k een r o l s p e e l t .
•—•
i_m
1x10
o
E
"7
co
co
CO
1x10'
r
yr
4
|
HAB-MISCHUNO
35/200
EINSAUALTCR
MVOR CEF4LLE :
1x10
9.
20
30
40
I
50
60
I
I
70
80
28 TAGE
i =30
I
90
100
HiiTTENSAND -GEHALT ["/•]
Figuur
50. I n v l o e d
van
het
slakgehalte
van
d o o r l a t e n d h e i d van cement-bentoniet
De
maalfijnheid
bentoniet)
van
bentoniet.
Een
ficient
van
het
grotere
cement
invloed
is
op
de
67
op
de
water-
( l i t . 17).
b i j geactiveerde
Ca-bentoniet
waterdoorlatendheid
grotere maalfijnheid geeft
( z i e f i g u u r 51).
hoogovencement
dan
(Na-
b i j Ca-
een l a g e r e p e r m e a b i l i t e i t s c o e f -
R89421
—
!
—
o NAB-MISCHUNG
35/200
a CAB-MISCHUNG 200/200
EINBAUALTER
28 TAGE
HYOR. CEFALLE
i ; 50
I
I
•
]
\ 0
oo
oo
-! 1x10 "
rt
;
!
A
1x10 - 9 .
3000
1.000
5000
6000
7000
8000
MAHLFEINHEIT
Figuur
51. I n v l o e d
v a n de
maalfijnheid
het vervaardigen
wikkeld.
heid
5%
hiervan
zijn
zijn
op
de
waterdoor
17).
speciale
de h o o g o v e n c e m e n t e n
cementen
Aquadur
ont-
508 ( e n
AG, d a t e e n s l a k g e h a l t e h e e f t v a n 9 0 % en e e n m a a l f i j n -
2
v a n 450 m /kg,
waaraan
(lit.
van cement-bentoniet
Een v o o r b e e l d
510) v a n D y c k e r h o f f
[cmtyg]
v a n h e t cement
l a t e n d h e i d van cement-bentoniet
Voor
9000
amorfe
en A q u a d u r
kiezelzuur
509 ( e n 5 1 1 ) d a t b e s t a a t
i s toegevoegd.
Het g u n s t i g e
u i t Aquadur
effect
k i e z e l z u u r h e e f t op de d o o r l a t e n d h e i d i s w e e r g e g e v e n i n f i g u u r
508
d a t de
52 ( z i e o o k
paragraaf 4.3).
1 7 1x10"'
fi
CO
E1NBAUALTER.
25 TAGE
HYQRAUlISCJTES CEFALLE U M
ZEMENTS0RTE:
o AQUADUR 506 oAQUAOUR 510
• AQUADUR 509 • AQUADUR 511
E
0
O Q „
•
*
1x10
C3
CO
,
0
'
L
1
'
.0
1x10"
Q
I
U U
• o
O
O
<'
a •
a
i—
o—9—
• 1 _
•
1
•I
•
•
| NAB-MISCHUNG 3S/200 1
J
1x10'
28
12
35
1.9
56
ZEIT | TAGE ]
F i g u u r 52. I n v l o e d
van
gemodificeerde
hoogovencement
latendheid van cement-bentoniet
68
(lit.
17).
op
de
waterdoor-
R89421
6.4.6. Ontwikkeling
De
van de
waterdoorlatendheid
waterdoorlatendheid
nemende
ouderdom.
bentoniet)
blijft
meer c o n s t a n t ;
figuur
Met
van cement-bentoniet
hoogovencement
en
neemt
geactiveerde
n a o n g e v e e r 70 d a g e n v e r h a r d e n
met C a - b e n t o n i e t
wordt d i t b e r e i k t
Ca-bentoniet
toe(Na-
na c i r c a
100 d a g e n ( z i e
53) .
F i g u u r 53. O n t w i k k e l i n g v a n de d o o r l a t e n d h e i d
De afname
v a n de p e r m e a b i l i t e i t
samenstelling,
i n de t i j d
doch v e r s c h i l l e n d e
[TAGE]
( l i t . 17).
v a n m e n g s e l s met
s o o r t e n cement
vergelijkbare
en b e n t o n i e t , i s
geillus-
i n f i g u u r 54.
i
i
i
i
i
i
i
i
i
0
14
26
42
56
70
84
98
112
ZEIT
Figuur
a f met
de d o o r l a t e n d h e i d m i n o f
ZEIT
treerd
duidelijk
54. O n t w i k k e l i n g
bentoniet
i n de t i j d
v a n de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
naar d i v e r s e onderzoekers
69
[TAGE]
( l i t . 17).
v a n cement-
R89421
6.5.
6.5.1.
Erosiebestandheid
Algemeen
Ten
gevolge van stromend
wand
en
eroderen,
afgevoerd.
vergroting
b o d e m w a t e r k a n h e t m a t e r i a a l v a n de
d a t w i l zeggen
Inwendige
dat d e e l t j e s
erosie
v a n de p o r o s i t e i t
afdichtings-
u i t de wand w o r d e n
(het u i t s p o e l e n van
en w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
fijne
losgemaakt
delen)
t o t gevolg.
heeft
Contact-
erosie
( h e t u i t de wand b r e k e n v a n s t u k j e s m a t e r i a a l )
leidt
dieper
i n de wand o p t r e d e n d e a f b r o k k e l i n g . Voegerosie
t r e e d t op b i j zwakke
plekken
treerd
t o t een steeds
a a n de o n d e r z i j d e v a n de wand. Deze v o r m e n v a n e r o s i e z i j n
geillus-
i n f i g u u r 55.
INNERE EROSION
KONTAKTEROSION
FUGENEROSION
Figuur
55. S c h e m a t i s c h e
weergave
van e r o s i e van een a f d i c h t i n g s w a n d ( l i t .
17).
Naast
bovengenoemde m e c h a n i s c h e
de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
Het
effect
e r o s i e kan ook h e t o p l o s s e n
d o e n t o e n e m e n (chemische
en s n e l h e i d v a n h e t e r o s i e p r o c e s h a n g t
erosie).
a f v a n ( l i t . 8 en 17)
- de g r o o t t e v a n de h y d r a u l i s c h e g r a d i e n t ,
- begin
en d u u r v a n de
stroming,
- chemisch gedrag van het grondwater,
- s a m e n s t e l l i n g en m e c h a n i s c h e
- geologische
e i g e n s c h a p p e n v a n de wand.
- en h y d r o g e o l o g i s c h e
70
van materiaal
randvoorwaarden.
R89421
6.5.2. Inwendige
Ten
mechanische
gevolge
van uitvoeringsfouten
inhomogeniteiten
stroomsnelheid
materiaal.
ontstaan
op
samen met
worden
In
de
hoger
u i t de m a t r i x
i n de wand
s t r o o m t . De
a l s i n het
worden
intacte
losgemaakt
en
van
korte
meetperiode
(1 j a a r ) .
gebruikt.
gemeten d a t door
stroomt. B i j e r o s i e
Voor
B i j deze
h e t m e t e n v a n de
t e s t wordt
een p r o e f s t u k
z a l het debiet
b i j een
met e e n k a n a a l
i n de t i j d
groter
(toenemende d i a m e t e r v a n h e t k a n a a l ) ( l i t . 1 7 ) .
8 i s e e n d u i d e l i j k e a f h a n k e l i j k h e i d v a n de
valt
v a n de k o r r e l o p b o u w v a n de a a n g r e n z e n d e
vooral
constateren
b i j een g r o f k o r r e l i g e
b i j hogere
van f i j n
van het aangrenzende
3
gehalte
(250 kg/m )
verhang
niet
In
i s wezenlijk
deeltjes
het debiet
doorsnede
uitspoeling
verloop
plaatsen
i s de p i n h o l e - t e s t
verhang
literatuur
57
waar h e t w a t e r b i j v o o r k e u r doorheen
kunnen
relatief
geconstateerd
en
kunnen
i s door Meseck n i e t v a s t g e s t e l d ; d i t hangt w a a r s c h i j n l i j k
erosiebestandheid
1 mm
of schuifbelastingen
E e n i n v l o e d v a n h e t c e m e n t g e h a l t e op de e r o s i e b e s t a n d h e i d
gangbare mengsels
van
deze
Hierdoor
weggevoerd.
constant
erosie
van
van t i j d
hoeverre
contacterosie
gradienten
materiaal.
bodemmateriaal
n i e t van invloed.
gebleken;
sprake
i s niet
i s van
i s de
bodem
mechanische
inwendige
te
door
de
korrelopbouw
B i j een hoog
de
grootte
b i j een g r o f k o r r e l i g e
56
erosie
permeabiliteit)
verhang
i s b i j een f i j n k o r r e l i g e
invloed
In figuur
een toenemende
(toenemende
B i j een l a a g
b i j hoge g r a d i e n t e n
hier
bodem
erosiebestandheid
grond.
bodem
cementvan het
k a n na
e r o s i e worden v a s t g e s t e l d .
mechanische
erosie
dan w e l
duidelijk.
a
W
Z
U
3
30
56
50
75
SO
X)
90
so "
— P r o b e n a l t e r in Tboen —
Figuur
56. O n t w i k k e l i n g
met
een laag
fijnkorrelig
van
de
waterdoorlatendheid
cementgehalte
filtermateriaal
71
van
cement-bentoniet
a l s f u n c t i e van het verhang
( l i t . 8).
b i j een
R89421
Figuur
57. O n t w i k k e l i n g
met
Inwendige
chemische
Ten
van chemische
een
cement-bentoniet
van het verhang
b i j een
( l i t . 8).
calciumhydroxide
reacties
kan het calciumhydroxide
uitgespoeld.
a l s functie
van
erosie
van
bentoniet
waterdoorlatendheid
filtermateriaal
Uitspoeling
gevolge
de
een laag cementgehalte
grofkorrelig
6.5.3.
van
Ten
gevolge
tussen
h e t bodemwater
v a n de c e m e n t s t e e n
van het u i t s p o e l e n
en h e t cement-
oplossen
en w o r d e n
van calciumhydroxide
d e e l v a n h e t c a l c i u m s i l i c a a t h y d r a a t omgezet
wordt
i n k i e z e l z u u r en c a l c i u m -
hydroxide :
CSH«Si0 +2Ca(0H) .
2
Door S t r o b l
schatten
2
wordt
a a n g e g e v e n d a t de b e s t a n d h e i d
i s u i t de
oorspronkelijk
verhouding
calciumgehalte
tussen
(de
gegeven.
72
chemische
het uitgespoelde
zogenaamde
c e m e n t - b e n t o n i e t m e n g s e l met g e a c t i v e e r d e
tegen
calcium
uitspoelfactor).
Ca-bentoniet
erosie te
i s deze
en h e t
Voor
een
i n f i g u u r 58
R89421
13
13
L
t - U
12
i
11
1
!
0
7
H
21
28
35
1.2
19
56
11
63
70
i
i
i
i
l
10
0
12000
12
11.
16
18
20
22
12000
I •
10000
OO
=1.
-mmm
12
i
I
A
A
3000
\\\
6000
i
I
i
\
! NAB-MISCHUNG 35/200
| HYOR. CEFALLE
i = 50
A
A
L
NA8-MISCHUNG 35/200
HYOR GEFALLE i = 50
8000
I
I
1.000
1
1000
6000
*
_ -.
4000
*
i***»J
16
18
20
22
13
20
22
0
2000
i
!
i
1
0
7
U
21
28
L — H—
i
U
35
i
— I —
1.9
56
1
2000
<
;
0
0
63
1
70
2
4
6
8
10
12
14
140
120 -1EINBAUALTER • 16
•Hd,*28d
—
>
100
80
mi
_, -—
60
40
.'
co
CO
o
=3
C J «t
20
0
K
21
28
35
42
49
56
63
70
0
!
4
1)
8
10
12
ZEIT [ T A G E ]
Figuur
58.
pH,
geleidbaarheid
nietmengsel
De
meetresultaten
waarde
en
verloop
in
de
van
tijd.
uitspoeling
meer
tijd
De
verhardingsduur
i s van
hangt
samen met
calcium
chemisch
waterdoorlatendheid
geven
het
minder
de
van
grote
aan
dat
het
i n eerste
water
poriewater
op
dat
en
door
de
mate van
b i j toenemende
dat
het
ten
cement-bento-
instantie
hoog
gevolge
materiaal
de
zijn,
calciumionen
cement-bentoniet
feit
gebonden
een
( l i t . 17).
u i t s p o e l i n g van
invloed
het
wordt
Ca-bentoniet
uitgewisselde
a f n e m e n . Ook
begint)
Dit
c a l c i u m u i t s p o e l i n g van
58
van
16
WASSERMENGE [I]
geactiveerde
figuur
geleidbaarheid
na
calcium.
in
met
en
14
pHdoch
neemt
(tijdstip
af
waarop
uitspoeling
van
verhardingsduur
van
stroomt
een
lagere
(figuur
58
rechts).
De
u i t s p o e l i n g van
gradient.
De
uitspoeling.
van
zijn
de
dan
neemt
m a a l f i j n h e i d van
De
cement
10%
calcium
de
u i t s p o e l i n g van
( l i t . 17)
en
mag
sterk
toe
cement h e e f t
calcium
n i e t na
( l i t . 16).
73
bij
een
geen
neemt a f met
180
dagen
hogere
i n v l o e d op
toenemend
doorstromen
hydraulische
de
calcium-
slakgehalte
niet
hoger
R89421
In
literatuur
2
i s aangegeven
e r o s i e w a n n e e r de e e n a s s i g e
een
veiligheidsfactor
Chemische
Een
d a t een a f d i c h t i n g s w a n d
druksterkte minimaal
2 de h y d r a u l i s c h e g r a d i e n t n i e t
aantasting
in een agressief
bestand
350 kN/m
2
is
bedraagt
tegen
en b i j
h o g e r i s d a n 30.
milieu
v e r a l g e m e n i s e r i n g v a n h e t p r o b l e e m v a n c h e m i s c h e a a n t a s t i n g v a n cement-
b e n t o n i e t i n een a g r e s s i e f m i l i e u i s n i e t m o g e l i j k . H i e r v o o r i s h e t probleem
te
complex v a n aard.
geval apart
Derhalve
dient
t e worden onderzocht
de c h e m i s c h e
bestendigheid
( l i t . 27).
Volgens l i t e r a t u u r
8 k u n n e n s u l f a t e n de m i c r o s t r u c t u u r v a n cement
en a a n l e i d i n g z i j n
t o t een g e r i n g e v e r h o g i n g
volgens
12 s u l f a t e n j u i s t
literatuur
beinvloeden,
gips.
rol
waarschijnlijk
Mogelijk dat h i e r b i j
speelt:
terwijl
een g e r i n g e
b i j veel
v a n de v o r m i n g
de h o e v e e l h e i d
hoeveelheid
en
gips
aantasten
v a n de p e r m e a b i l i t e i t ,
de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
a l s gevolg
ettringiet
b i j ieder
terwijl
positief
zouden
van e t t r i n g i e t
en
gevormde e t t r i n g i e t
en g i p s e e n
de
verminderen,
kan
doorlatendheid
microscheuren
ontstaan.
Het
type
cement i s v a n i n v l o e d op de s u l f a a t b e s t e n d i g h e i d ( l i t . 2 8 ) .
I n v l o e d v a n de c o n c e n t r a t i e
De i n v l o e d v a n de c o n c e n t r a t i e v a n z o u t e n
op de e i g e n s c h a p p e n v a n v e r h a r d
cement-bentoniet
toegelicht
werking
sterk
van
wordt
i n literatuur
ammoniumchloride
kan a a n t a s t e n .
Hierbij
(NH C1)
4
vervangt
27
waarvan
a a n de
bekend
h e t ammonium
^ lx10"
2 WO"
59 t o o n t h e t
7
!
L
1
1
RNcCt • 20 000 m g / l
8
,
9
% ixin
j
•
—
—f——
1
r—-°—I
,
°
NH C l =
t
1
INQ-8ENT0NI1/H0Z35L
| tn
3S/200 k g / m i
•ii.
I
I
H
I
I
1
1
*
1
i
I
28
56
F i g u u r 59. P e r m e a b i l i t e i t v a n c e m e n t - b e n t o n i e t
chloride
r
API!A OEST
iji
1
100 m g / l
!
1x10
1x10
Figuur
beton
i n het
waterdoorlatendheid.
LU
t 2
v a n de
i s dat het
de c a l c i u m i o n e n
c a l c i u m s i l i c a a t h y d r a a t w a a r d o o r de s t r u c t u u r v e r z w a k t .
e f f e c t v a n a m m o n i u m c h l o r i d e op de
hand
( l i t . 27).
74
I
70
84 98
PR0BENALTER [d]
b i j a a n t a s t i n g d o o r ammonium-
R89421
Bij
een lage c o n c e n t r a t i e (1000 mg/l NH C1) i s geen v e r s c h i l
ten
opzichte
van gedestilleerd
nauwkeurigheid) .
significant
en
te constateren
4
niet
contact
water
B i j e e n hoge
(het v e r s c h i l
concentratie
hogere waterdoorlatendheid
vast
(20000
druksterkte.
een a g r e s s i e v e
oplossing
de meeti s een
4
d i e constant
gedurende
dan h e e f t
binnen
mg/l NH C1)
te stellen
t o e n e e m t . Wanneer h e t c e m e n t - b e n t o n i e t
i s met
valt
d i t gevolgen
D e z e neemt a f met t o e n e m e n d e c o n c e n t r a t i e
blijft
de v e r h a r d i n g i n
voor
de
(zie figuur 60).
PROBENALTER [ d ]
Figuur
60. D r u k s t e r k t e
chloride
Uit
van cement-bentoniet
( l i t . 27).
h e t v o o r a f g a a n d e v o l g t d a t de c h e m i s c h e b e s t e n d i g h e i d
milieu
afhangt
Alleen
cement-bentoniet
is
b i j a a n t a s t i n g d o o r ammonium-
v a n de c o n c e n t r a t i e v a n de z o u t e n
waarschijnlijk
Bestandheid
Zuren
tasten
zuren
de
en
tegen anorganische
Literatuur
n a a r de b e s t a n d h e i d
zoutoplossingen
8
m/s
( l i t . 16).
aan
27
en
veroorzaken
geeft
van cement-bentoniet
de
desintegratie
r e s u l t a t e n v a n een
i n een s t e r k zuur,
van het
onderzoek
dan w e l s t e r k
b a s i s c h m i l i e u ( z i e f i g u u r 61 e n 62) . De i n v l o e d v a n de v o l g e n d e
op
( l i t . 27).
logen
cementsteen
cement-bentoniet.
i n het water
met e e n w a t e r d o o r l a t e n d h e i d s c o e f f i c i e n t <10'
bestand
tegen
i n een a g r e s s i e f
oplossingen
de p e r m e a b i l i t e i t i s n a g e g a a n :
- gedestilleerd
- anorganische
- organisch
water
loog
zuur
- anorganisch
(pH 7 , 6 ) ,
( 5 % oplossing van natronloog,
pH=13,9),
( 5 % o p l o s s i n g v a n a z i j n z u u r en p r o p i o n z u u r
zuur
( 5 % oplossing van zoutzuur,
1:1:1, p H = 0 , 2 ) .
75
zwavelzuur
1:1, pH=2,2),
en s a l p e t e r z u u r
R89421
118
U8
178
PROBENALTER [ d ]
Figuur
61. I n v l o e d
van
zuren
bentoniet
met
HOZ
en
loog
op
de
p e r m e a b i l i t e i t van
cement
35 L ( l i t . 2 7 ) .
PROBENALTER [ d ]
Figuur
62. I n v l o e d
bentoniet
halte)
In
op
een s t e r k zuur
basis
bentoniet
van
niet
zuren
met
HOZ
en
loog
35 L HS
op
de
p e r m e a b i l i t e i t van
( h o o g o v e n c e m e n t met
een hoog
cementslakge-
( l i t . 27).
o f b a s i s c h m i l i e u i s de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
Ca-bentoniet
(Na-bentoniet).
permeabiliteit.
is
van
lager
dan
Cement met
d i e op
basis
van
van mengsels
geactiveerde
e e n hoog s l a k g e h a l t e g e e f t
E e n toename v a n de d o o r l a t e n d h e i d
a l s gevolg
een
Ca-
lagere
van a a n t a s t i n g
w a a r g e n o m e n ( l i t . 2 7 ) . L i t e r a t u u r 24 g e e f t a a n d a t i n e e n a g r e s s i e f
m i l i e u cement-bentoniet
zich
beter
76
g e d r a a g t d a n cement
alleen.
R89421
Bestandheid
Over
de
tegen organische verontreinigingen
invloed
d o o r s t r o m i n g met
ongeveer
waarvan
10
van
zo
hoog
zijn
a a n m a a k w a t e r met
beinvloeding
te
zien
van
het
wordt
neerslaan
dat
van
Beoordeling
in
de
van
te
de
kan
(m/m)
is
fenol
was
en
weinig
bekend.Bij
permeabiliteitscoefficient
Onderzoek
druksterkte
aan
cement-bentoniet
verontreinigd,
permeabiliteit
gaf
ten
geen
opzichte
suspensie ( l i t . 27).
permeabiliteit
sterk
stoffen
kan
i n het
afnemen
bodemwater
a l s gevolg
van
(bijvoorbeeld b i j
( l i t . 10, 35 en 3 8 ) .
(chemische)
testen
praktijk
5%
colloidale
een v u i l s t o r t p l a a t s )
materiaal
de
z o u de
( l i t . 16).
de
van een n i e t v e r o n t r e i n i g d e
Opgemerkt
verontreinigingen
organische vloeistoffen
maal
het
organische
duurzaamheid
b i j concentraties
worden
die
verwacht
kan
een
plaats
vinden
veelvoud
( l i t . 16).
door
het
van
wat
bedragen
Bestaat
het
risico
van
c h e m i s c h e a a n t a s t i n g dan z o u h e t b e n t o n i e t g e h a l t e d i e n e n t e w o r d e n v e r h o o g d ,
aangezien
bentoniet
de
permeabiliteit
vermindert
tegen chemische
aantasting
dan cement
( l i t . 6).
Een
chemische
erosie
zijn
gevolg
bentoniet
van
toegankelijker
wordt
kan
gemaakt
en de
bestandheid hiertegen
afneemt.
tegen
inwendige mechanische
erosie,
van
bepaalde
mechanisch
Weiss
voor
Zo
van
matrix
inwendige
kan
een
maar kan
b e s t a n d d e l e n na v e r l o o p
de
meer
resistent
van
reeds
cement-
mechanische
v e r s mengsel
b i j een
erosie
bestand
t e n g e v o l g e van
tijd
het
is
zijn
het o p l o s s e n
lager
verhang
eroderen ( l i t . 34).
geeft
een
afdichtingswand
formule
met
voor
betrekking
m a g n e s i u m en s u l f a a t
het
schatten
t o t de
t = p-[0,63
de
levensduur
door k o o l z u u r .
van
2
-z
- s-(0,63-y)]-
,
+ 1,55-n + 2,31-m)
levensduur ( s ) ,
p = aandeel uitgespoeld
0,63= m a s s a - a a n d e e l
CaO
a a n CaO
(p < 0 , 2 ) ,
i n portlandcement,
s = massa-aandeel
a a n h o o g o v e n s l a k i n de g e b r u i k t e
Y — massa-aandeel
a a n CaO
d = dikte
i n de
cement,
hoogovenslak,
v a n de a f d i c h t i n g s w a n d (m),
z = c e m e n t g e h a l t e van het c e m e n t - b e n t o n i e t
k = permeabiliteitscoefficient
h = verschil
3
(kg/m ),
(m/s),
i n w a t e r h o o g t e v o o r en a c h t e r de wand
3
c = concentratie
aan k o o l z u u r C 0
n = concentratie
a a n ammonium N H
m = concentratie
aan magnesium M g
77
(kg/m ),
2
+
4
2 +
3
(kg/m ),
3
(kg/m ).
(m),
een
ammonium,
( l i t . 49):
k-h-(0,64-c
t =
van
aantasting
d
waarin
dat
en
R89421
6.5.4.
Contacteros ie
Treedt
c o n t a c t e r o s i e op d a n i s de op e e n b o d e m d e e l t j e w e r k e n d e
kracht
groter
Davidenkoff
dan
de
i s een
treksterkte
(hechtsterkte)
vergelijking
voor c o n t a c t e r o s i e langs
afgeleid
een v e r t i c a l e
op
waarmee
stromings-
een b r e u k v l a k .
de
wand k a n w o r d e n
Door
veiligheidsfactor
berekend:
15-c,
F =
}
waarin
5 0
F =
c
y
veiligheidsfactor,
=
0
D
'Vw '
5 0
treksterkte,
= maatgevende k o r r e l d i a m e t e r
= dichtheid
w
i
= hydraulische
Volgens
bovenstaande
van
treksterkte
de
diameter
van
de
(mediane
waarde),
water,
gradient.
formule
i s de v e i l i g h e i d s f a c t o r
( c q . druksterkte)
aangrenzende
lineair
van het wandmateriaal,
bodemdeeltjes
en
de
afhankelijk
de
hydraulische
korrelgradient
( l i t . 17).
300
It
2 0 0
X CJl
o ~
•
5
•
3
Fein Mittelsond
100
30
70
G r a d i e n t i (11
Z
*
300
dto=:25fnm
—
o ?
2
JC
u
Zf
100
G r a d i e n t i [ 11
Figuur
63. E r o s i e b e s t a n d h e i d
grenst
(filterstabiliteit)
aan een f i l t e r m a t e r i a a l
78
van cement-bentoniet dat
( l i t . 8).
R89421
U i t l a b o r a t o r i u m p r o e v e n met
bentonietmengsel
na
circa
g r a d i e n t e n t o t i = 2 0 0 i s b i j e e n g a n g b a a r cement 1 j a a r geen c o n t a c t e r o s i e ( u i t b r e k e n van
materiaal) vastgesteld ( l i t .
6.5.5.
korrel-
17).
Voegerosie
Voegerosie
ontstaat
treerde
nolle
dit
erosie".
van
De
door
en
er
tussen
de
een
lokaal
vindt
een
ruimten
eenmaal
uitgespoeld
(lit.
plaats
waterstroming
ontstaan
Vindt
vindt
als gevolg
waar
plaats
de
vormt
water
kan
tegen
34).
79
de
omringende
plaats
resulteren
meegesleurde
de
grondmassa
Door een
in
b i j voorkeur
dit
stromingsdruk
zich
en
verandering
het
dan
wand
hoge s t r o o m s n e l h e i d .
korrelopbouw.
door
in
en
geconcen-
heen
Er
stroomt.
"terugschrijdende
fijnere
s t r o o m r i c h t i n g i n een
delen
worden
erosiekanaal
R89421
7.
UITVOERINGSASPECTEN VAN AFDICHTINGSWANDEN
7.1.
Eisen t e s t e l l e n aan m a t e r i a a l voor afdichtingswanden
7.1.1.
Suspensie
A a n de s t e u n v l o e i s t o f
en 4 0 ) :
1. e e n
worden
de v o l g e n d e
cement-bentonietsuspensie
dient
eisen
gesteld
( l i t . 1 7 , 2 4 , 37
vergelijkbare
eigenschappen
te
h e b b e n met e e n b e n t o n i e t s u s p e n s i e d i e v o l d o e t a a n D I N 4 1 2 6 :
de
eigenschappen
van
een
zuivere
b e n t o n i e t s u s p e n s i e mogen
t o e v o e g i n g v a n cement n i e t w e z e n l i j k
verslechteren,
- de s u s p e n s i e moet e e n d u i d e l i j k e v l o e i g r e n s
bezitten,
- de s u s p e n s i e moet op de s l e u f w a n d e n e e n f i l t e r k o e k
- geringe indringing
en t i j d e n s
4.
7.1.2.
opstijven
optreden.
Verhard
mag n i e t
zijn,
t e hoog
het graven snel
v a n de cement
d i t w i l zeggen
de s u s p e n s i e mag n i e t
zijn;
moet v e r p o m p b a a r
mag n i e t
voor
materiaal
worden
streven
omringende
3.
beeindiging
van het graafwerk
i s naar
een s t e r k t e
v a n de o m r i n g e n d e
een lage
eisen
gesteld
( l i t . 9, 17
i n v e r b a n d met e r o s i e b e s t a n d h e i d ;
d i e minimaal g e l i j k
i s aan d i e van het
bodemmateriaal;
een e l a s t i c i t e i t s m o d u l u s
die
zijn
stromen;
de v o l g e n d e
1. e e n minimum w a a r d e v o o r de d r u k s t e r k t e
2.
de s l u r r y
u i t de g r i j p e r
materiaal
Aan h e t v e r h a r d e
en 2 4 ) :
te
vormen.
v a n de s u s p e n s i e i n de bodem;
2. de s u s p e n s i e moet s t a b i e l
uitzakken
(ontmengen);
3. de v i s k o s i t e i t
door
welke
maximaal
10 m a a l
zo g r o o t
is
dan
grond;
w a t e r d o o r l a t e n d h e i d welk
bodemwater n i e t
5 a
door
n e g a t i e f mag v e r a n d e r e n ;
80
de
bodemgesteldheid
of het
R89421
4. e e n d u u r z a a m
plastisch
gedrag
om o n d e r
belasting
s c h e u r v r i j t e kunnen
vervormen;
5.
bestand
tegen
plekken,
de
7.2.
erosie:
wand w o r d e n
De
stromend
niet
g r o n d w a t e r mogen e v e n t u e l e
vergroten
cement-bentonietsuspensie
mengen
bentoniet
e n h e t cement w o r d e n
samen ( a l s m i x o f v l a k na e l k a a r ) met
h e t a a n m a a k w a t e r gemengd. B i j e e n n i e t - c e m e n t s t a b i e l e b e n t o n i e t
op
deze
manier
dispersie
meer
van
cement
de
b i j de h y d r a t a t i e v a n cement
de
a l s een
toegepast,
de
zwakke
e n mogen g e e n d e e l t j e s u i t
getrokken.
V e r v a a r d i g i n g v a n de
7.2.1. Droog
door
of k a n a a l t j e s , zich
b e n t o n i e t d e e l t j e s en
inerte
zullen
(lit.
vulstof.
fungeert
Tenzij
een
hoog
vrijgekomen
calciumionen
het bentoniet
niet
veel
bentonietgehalte
wordt
de e i g e n s c h a p p e n v a n h e t m e n g s e l g e d o m i n e e r d w o r d e n
2 3 ) . S p e c i a l e m e n g s e l s met c e m e n t s t a b i e l e
vaak a l s pre-mix
verhinderen
(droog
bentoniet
door
worden
gemengd met c e m e n t ) met w a t e r a a n g e m a a k t e n d i r e c t
verwerkt.
7.2.2. Droge
cement mengen
De m e e s t
gebruikelijke
nietsuspensie
pensie.
met
een gerijpte
methode v o o r
bentonietsuspensie
h e t v e r k r i j g e n v a n een cement-bento-
i s de cement t o e t e v o e g e n a a n e e n g e r i j p t e
Een s c h e m a t i s c h e
bentonietsuspensie
bentonietsus-
weergave van een m e n g i n s t a l l a t i e voor
e e n cement-
i s g e g e v e n i n f i g u u r 64.
QENTONIT
ZEMENT
F UL LSTOFFE
mm,
Figuur
64. S c h e m a t i s c h e
weergave
bentonietsuspensies
van
een
( l i t . 17).
81
menginstallatie
voor
cement
R89421
De
suspensie
1. M e n g i n g
wordt
wordt
van
i n drie
stappen
bentoniet
toegevoegd;
het
met
samengesteld
water,
mengen k a n
waarbij
zowel
(lit.
de
17):
bentoniet
aan
het
water
continu als discontinu plaats-
vinden :
- continu
door
dispergeren.
haalbaar.
de
bentoniet
Een
Door
door
capaciteit
middel
bentonietsuspensie
van
kan
middel
van
20
continue
de
van
hoge
3
m /uur
meting
schuifkrachten
i s met
van
doseerinstallatie
de
dit
type
menger
d i c h t h e i d van
automatisch
te
de
worden
gestuurd,
Bentonitbehalter
Zellenrad sch I eu s e —
^
Wasserzugabe
Suspension
Supraton-Maschine
F i g u u r 65.
Bentoniet
discontinu
door
rond
te
bevinden
in
pompen
de
dispergeren
bentoniet
tot
zich
geen
(centrifugaalpompen
f i g u u r 66.
De
en
capaciteit
(lit.
het
water
klonters
en
van
36).
82
36).
i n een
bentoniet
reservoir
i n de
chargegewijs
suspensie
meer
s t e r k e t u r b u l e n t i e ) . D i t i s weergegeven
d i t type
menger
i s beperkt
(lit.
19
en
R89421
Bentonilzugabe
Wasserzugabe
L7
V
Tnchter
Umwalzpumpe
Figuur
Hoe
66. B e n t o n i e t
beter
mengen d o o r r o n d p o m p e n ( l i t .
de b e n t o n i e t
verloopt
gedispergeerd
het zwelproces.
Onder
36)
i s , des t e s n e l l e r
gedispergeerd
wordt
en i n t e n s i e v e r
verstaan
i n d i v i d u e l e b e n t o n i e t d e e l t j e s v a ne l k a a r z i j n . Een o p t i m a a l
bentoniet
i s van belang
benodigde
eerste
gehalte
stap
waardoor
de d u b b e l e
h e t volume
stap wordt
de e i g e n s c h a p p e n
(lit.
hoeveelheid
Voor
een goed
tijd
8 a 12 u r e n .
bentoniet
gedispergeerde
A l naar
v a n de s u s p e n s i e
kan worden
D i t vindt
bentoniet
gelang
en
Dit
onvoldoende
zullen
langer
te laten
bentoniet
of nauwelijks
bentoniet
zwellen
resulteert
(lit.
worden
b i j de
te dispergeren,
beperkt;
plaats
de s o o r t
samengeklonterde k l e i d e e l t j e s
kan n i e t
en h e t
b i j de d e r d e
i n een aparte
b e d r a a g t de h i e r v o o r
meer o f m i n d e r
gedispergeerde
slurry
bestaat
(lit. 4).
bentoniet
door
worden
tank.
benodigde
de e i g e n -
de t e m p e r a t u u r e n e i g e n -
schappen v a n h e t aanmaakwater en h e t mengproces
Een
v a n de
i n water
water toegevoegd
v a n de b e n t o n i e t .
gedispergeerde
3 ) . De m o g e l i j k h e i d
v a n de z w e l t a n k
dan h e t resterende
2. H e t z w e l l e n
schappen
voor
aan bentoniet
d a t de
beinvloed.
z a l slechts
i n geringe
gecompenseerd
3 ) . Een onvoldoende
t e n dele
zwellen
mate u i t e e n
door
de
wateropname
vallen.
bentoniet
d o o r de
i n minder s t a b i e l e mengsels, een lagere d r u k s t e r k t e
en e e n h o g e r e w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
83
(lit.
6 en 23)
R89421
3.
Toevoeging
van
omgekeerd).
menger,
in
cement
Dit
of
door
slurry
eventuele
geschiedt
middel
ontwikkeling.
cement de
en
De
kans
zo
m e n g e r ; na
i n het
van
de
enkele
is
o n w a a r s c h i j n l i j k dat
bestaat
dat
in
van
bentonietsuspensie
de
malen
per
de
te
dag
graven
direct
in
werkende
na
het
deze n i e t kan
wordt
vervolgens
sleuf.
met
in
bentoniet.
een
en
het
verse
gecontroleerd.
Een
continue
een
dwang-
toevoegen
zijn
van
de
worden g e c i r c u l e e r d
5.4).
gedispergeerd
Deze
voorraadtank
Steekproefsgewijs
(niet
mengers
volledig
bedekt
daaruit
chargegewijs
Continu
cementdeeltjes
te v e r k l e i n e n ( l i t . 23).
wordt
slurry
de
het
suspensie
de
d i t ( z i e paragraaf
doordat
verse
dat
aan
minuten verdwijnt
moeilijk
De
cement
algemeen
rondpompen.
snel opstijft
in
additieven
worden
Het
raken
klonters
gepompt
de
en
zijn
van
eigenschappen
cement-bentonietmengse1
kwaliteitsbewaking
meerdere
is
tot
op
heden n i e t v e r w e z e n l i j k t .
Uit
onderzoeken
van
de
17).
is
suspensie
Het
67.
van
Effect
basistypen
b e r e i d i n g van
1.
2.
de
een
i s gebleken
mate w o r d e n b e i n v l o e d
lage-
en
een
dat
door het
hoge-toeren mixer
de
eigenschappen
mengproces ( l i t .
op
de
druksterkte
geillustreerd.
van
bentoniet
Drie
bentonietsuspensies
i n grote
effect
i n f i g u u r 67
Figuur
aan
de
mengintensiteit
op
de
druksterkte
van
cement-
( l i t . 6) .
menger,
slurry
alleen
of
gecombineerd,
worden
gebruikt
bij
de
( l i t . 28):
Venturimenger
Colloidaalmenger
3.
Dwangmenge r
De
venturimenger
wordt
gebruikt
b i j de
bereiding
Hierbij
w o r d t w a t e r o n d e r hoge d r u k i n een
drukval
ontstaat.
84
van
de
bentonietslurry.
v e n t u r i b u i s gepompt w a a r b i j
een
R89421
Ten
gevolge
verkregen
Vanwege
van
de
d r u k v a l wordt
mengsel
de
wordt
in
een
k o r t s t o n d i g e menging
voordeel
van
gemengd.
Na
dit
type
rijping
colloidaal-
menger
van
bentoniet
de
tank
bentoniet
een
sterk
geleidelijk
slurry
aan
en
en
worden
Vooraf
het
cement
het
het
toegevoegd.
rondgepompt.
benodigd.
kunnen
Het
worden
gewoonlijk
Vanwege
Na
Het
de
een
in
een
centifugaal-
bentoniet
intensieve
wordt
menging
zekere mengtijd
zowel
(lit.
een
door
de
wordt
continu als
cement
c e m e n t aan
de
bentonietslurry
de
t e mengen,
bereiding
van
of,
de
worden.
Een
wordt
toegevoegd
watercementfactor
kan
van
0,5
het
cement
geeft
een
t e s n e l u i t z a k t . Het v o o r d e e l van deze methode t e n o p z i c h t e
toevoegen
meer
van
cement
homogene
eigenschappen
effectiever
bij
mate
28).
de
een
i n beperkte
bentonietslurry
venturimenger,
van
droog
en
t e mengen m a t e r i a a l s l e c h t s
cement
met
gedispergeerd
mechanische
een
slurry
rondgepompt.
bentoniet snel.
het
combinatie
mengsel dat n i e t
van
de
t a n k gepompt. C o l l o i d a a l m e n g e r s k u n n e n
dispergeren
water
water
g e b r u i k t om
in
Voordat
in
het
versnijden
bentonietslurry
7.2.3.
hoeveelheden
Het
werken.
Dwangmengers
meestal
hierin
e e n hoge s n e l h e i d d o o r e e n
versnijdende werking
h y d r a t e e r t de
i n een
discontinu
en
gezogen.
hydratatietijd
grote
wordt
systeem
o f dwangmenger g e p o m p t .
dispergeert
de
lange
dat
I n c o 1 l o i d a a l m e n g e r s w o r d t w a t e r met
pomp met
opgeslagen
i s een
is
i n het
gebruik
zijn
veel
betere v e r d e l i n g van
cement-bentonietsuspensie,
v e r b e t e r e n . De
van
een
het
cement
waardoor
d r u k s t e r k t e i s hoger,
en
deels
doordat
ook
deels
het
de
door
cementklonters,
d i e a l s s c h e u r i n i t i a t o r f u n g e r e n , nagenoeg o n t b r e k e n . Het v e r h a r d e m a t e r i a a l
reageert minder
plastisch
(zie figuur
85
68)
(lit.
23).
R89421
Figuur
68. V e r v o r m i n g v a n c e m e n t - b e n t o n i e t
en e e n c e m e n t s l u r r y
7.2.4.
b i j toevoeging
van droge
cement
a a n de b e n t o n i e t s l u r r y ( l i t . 2 3 ) .
Mengvolgorde
De
volgorde
De j u i s t e
v a n h e t mengen v a n cement
wijze geschiedt
Omgekeerd
zou het
stijf
en b e n t o n i e t
i s van groot
d o o r h e t cement a a n de b e n t o n i e t
worden
van h e t mengsel
direct
belang.
t o e t e voegen.
na
het
contact
t u s s e n cement en b e n t o n i e t t e d r a s t i s c h v e r l o p e n w a a r d o o r de m e n g e r v o l l e d i g
geblokkeerd
Aangezien
mogelijke
raakt.
een
lage
doorlatendheid
7.3.1.
nagestreefd
v e r d e l i n g v a n h e t cement g e w e n s t .
w a t e r d i s p e r g e r e n en e e n z e e r
7.3.
wordt
Vervaardiging van
i s e e n z o homogeen
D i t betekent
i n t e n s i e v e menging toepassen
cement v o o r a f i n
( l i t . 23).
afdichtingswanden
Algemeen
Voor
het u i t g r a v e n van sleuven
apparaten
hiervan
en
technieken
voor
ontwikkeld.
i s gegeven i n f i g u u r 69.
86
afdichtingswanden
zijn verschillende
E e n o v e r z i c h t v a n de b e l a n g r i j k s t e n
R89421
Figuur
69. O v e r z i c h t
van
Het
graven
past,
van
de
b e l a n g r i j k s t e technieken
afdichtingswanden
van
een
sleuf,
zoals
(lit.
ook
worden
- met
diepte
en
vormgeving
i n de
kunnen
het
uitgraven
17).
b i e d t een a a n t a l b e l a n g r i j k e v o o r d e l e n
- dikte,
voor
aan
diepwandtechniek
wordt
toege-
o m s t a n d i g h e d e n en
wensen
(lit.
de
17):
aangepast;
speciale
apparatuur
i s de
techniek
ook
b i j een
geringe
werkhoogte
inzetbaar;
- door
c o n t r o l e van het uitgegraven
de t e v e r v a a r d i g e n
afdichtingswand
bodemmateriaal
kan worden nagegaan of
e e n a f s l u i t e n d e l a a g i n de
ondergrond
daadwerkelijk doorsnijdt;
- de
wand
beton,
- met
kan
van
worden
alle
soorten
minerale
materialen,
van
vastgesteld
tot
vervaardigd;
s p e c i a l e m e e t a p p a r a t u u r k a n de p o s i t i e v a n de p a n e l e n
worden
bentoniet
e n k a n de mate v a n o v e r l a p v a n twee p a n e l e n
precies
a a n de
onderzijde
gecontroleerd;
- geprefabriceerde
onderdelen
k u n n e n i n de wand w o r d e n
87
worden
aangebracht.
R89421
De
inbouw van
een
a f d i c h t i n g s w a n d k a n op d r i e m a n i e r e n
1.
Twee-fasentechniek,
plaats
vinden:
2. E e n - f a s e t e c h n i e k ,
3.
I n de
Voor
bodem t r i l l e n
de
vervaardiging
tegenwoordig
wordt
meer
en m e e r
de
praktijk
seerd
goed
dan
door
door
het
van
Ten
tot
grinden
panelen
aan
diepte
in
het
doet
wordt
het
20
en
Opgemerkt
wordt
vermeden,
omdat de
en
dat
inspoeling
t o t dm's
geen
benodigd
extra
de
in
de
slurry
zanden
zijn.
verbruikt,
en
Ten
terwijl
o n d e r z i j d e 2 0 - 3 0 % meer
diep ( l i t .
probleem
tenzij
percentage
van
omringende
door
grond
cazeer
i s vanwege h e t hoge v o c h t -
te verwachten
op
maximaal
60
zal waarschijnlijk
hoge
water
d i e de w e r k i n g v a n
de
15).
cement - b e n t o n i e t w a n d e n
m.
constructies
gecreeerde
grond
specificaties
t e n a a n z i e n van
bentonietwand
zijn
De
(lit.
de
28.
van
wordt
geschat
v o o r de
op
levensduur
15).
grijper
voor
de
dienen
te
instabiliteit
bewerkstelligen
uitvoering
gegeven i n l i t e r a t u u r
88
l e v e n s d u u r wordt
onderdoen
onderdruk
kunnen
de
kunnen worden t o e g e p a s t
niet
t r e k s n e l h e d e n van
hierbij
optreden.
4 ) . Onder het m a a i v e l d
aangezien
de
t o c h u i t d r o g e n dan
van g r o t e r e c i v i e l t e c h n i s c h e
wand
15-20%
dichte
bovenzijde scheurvorming
vastgehouden,
6 en
geschat
jaar
de
cement-bentoniet
(lit.
t o t waarop
algemeen
meer dan
het
t e n d e l e w o r d e n gecompen-
slurry
en
en
g r o t e r v o l u m e aan
In normale
meer
wordt
water
3 6 ) . L i t e r a t u u r 37 noemt een
aan
algemeen
het m a t e r i a a l
krimp van
wand t e n i e t
De
50%
sleufwanden
r e i k e n e n k e l e em's
krachten
i s . Zou
gehalte
de
(lit.
u i t d r o g e n kan
u i t d r o g e n i n het
droog
reeds
grond.
t e worden v e r v a a r d i g d
van
s u s p e n s i e een
10). D i t kan
wordt
twee-fasenprocede
( l i t . 17).
uitdrijven
ontgraven
kan
ontgraven
van
Deze s c h e u r e n
pillaire
het
70%.
gevolge
vormt
het
(lit.
de
s u s p e n s i e kan worden benodigd
v a n 30
cement-bentoniet
w a n n e e r wanden d i e n e n
ontgraven
o v e r l a p van
teveel
van
een-faseprocede;
e e n d e e l v a n de
wordt
de
het
een hoog a a n d e e l aan v a s t e s t o f
b i j m e n g i n g van
van
afdichtingswanden
van
i s a l s gevolg
gegradeerde
gevolge
profiel.
toegepast
bodem i n d r i n g e n v a n
benodigd
een
van
uitgegaan
v a n m a t e r i a l e n met
In
van
(lit.
a a n l e g van
15).
een
worden
van
de
Nadere
cement-
R89421
7.3.2.
Twee-fasentechniek
De
twee-fasentechniek
voor
het
vervaardigen
d e z e l f d e a l s d i e i n de d i e p w a n d t e c h n i e k .
graafwerk
en
om
worden geleidewanden
i n s t o r t e n van
s l e u f w o r d t met
(zie
figuur
F i g u u r 70.
v e r v a a r d i g d voor
bovenrand
van
de
Twee-fasetechniek
de
voor
het
vervaardigen
graafwerkzaamheden
wordt
de
wordt
het
sleuf
gebracht,
verdringt.
i s aan
Hierbij
d i t heeft
verwachting
wand
als
5
m/s.
De
gevolg
uiteinde
dat
de
de
De
praktijk
Nadelen
van
twee-fasentechniek
- voor
v e r d r i n g i n g van
voldoende
van
grijper
t e gaan.
De
afdichtingswanden
groot
de
van
de
om
het
panelen
het
de
paneel
permeabiliteit
ook
door
wandmateriaal
het
een
voegen
van
i n b e p e r k t e mate t e
ben-
volgens
voegbuis
ontstaan.
deze voegen
b i j de
een
de
bentonietslurry
afdichtend effect
lekkage
gede
kleiner
van
voegen tegen
een
te
voldoen.
zijn:
bentonietsuspensie
verschil
ondersteund
waarbij
tussen
maatregelen
slechts
wand
eigenlijke
v o e g e n kunnen dan
verminderen.
g a a n b l e k e n i n de
een
het
i s u i t g e s p r o k e n dat
1-10"
sterk
tegen
de
17).
i n de
dan
s t u r e n van
sleuf
is
eigenlijke
70).
toniets l u r r y . Vervolgens
is
het
te graven
contractor-methode
plaatst.
afdichtingswanden
speciaal materieel (grijper, beitel) deelsgewijs uitgegraven
(lit.
Gedurende
de
van
V o o r de a a n v a n g v a n h e t
in
door
dichtheid
het
tussen
wandmateriaal
beide
is
materialen
benodigd;
- f o u t e n i n de wand z i j n m o g e l i j k , m a a r k u n n e n a c h t e r a f n i e t w o r d e n o n t d e k t .
Een
voordeel
betreft
de
van
de
keuze van
twee-fasentechniek
het w a n d m a t e r i a a l
89
is
de
( l i t . 17
grote
en
24).
flexibiliteit
wat
R89421
7.3.3.
Een-fasetechniek
Ook b i j de e e n - f a s e t e c h n i e k
procede
de s l e u f
z i j het dat t e r ondersteuning
suspensie
wordt
gebruikt
voegbuizen
worden
bentoniet
i s tevens
het
wordt
blijft
i n plaats
gebruikt
i n de
gegraven volgens
v a n de s l e u f
een
cement-bentoniet-
v a n e e n b e n t o n i e t s l u r r y en d a t g e e n
aan h e t u i t e i n d e van een p a n e e l .
h e t m a t e r i a a l w a a r v a n de a f d i c h t i n g s w a n d
sleuf
h e t diepwand-
en v e r h a r d
langzaam.
Figuur
71
Het
cement-
i s opgebouwd;
illustreert
deze
techniek.
Figuur
71. E e n - f a s e t e c h n i e k
voor
het vervaardigen
van
afdichtingswanden
( l i t . 17).
Uit
grondmechanische
- en
bouwtechnische
a l g e m e e n i n d e l e n met b e p e r k t e
door
de
breedte
panelen
e n z
van
het
-
mengsel)
i s de
wordt
l e n g t e v e r v a a r d i g d . De l e n g t e w o r d t
bepaald
tevens
( 2 , 5 t o t 4,2 m) . De
uitgegraven,
waarbij
opeenvolgende
e e r s t de p a n e l e n
cement-bentonietmassa
aanwezige
v a n de
panelen
eerste
wegsnijdt.
bentonietsuspensie
v i n d t een zekere
serie
I , 3, 5,
panelen
opgesteven
de g r i j p e r
Door h e t p r o f i e l
en
de
v a n de
o n d e r l i n g . Doordat
nog n i e t
i s voltooid,
( l i t . 4, 17, 24 en 3 7 ) .
vermenging p l a a t s tussen
en h e t b o d e m m a t e r i a a l .
90
waarbij
t u s s e n de p a n e l e n
e e n goede h e c h t i n g v e r k r e g e n
het graafwerk
voldoende
enz. u i t g e g r a v e n ,
o n t s t a a t een goede v e r t a n d i n g
verhardingsproces
Tijdens
i n het
2, 4, 6,
r a n d e n v a n de r e e d s
het
wordt
w o r d e n v e r v a a r d i g d . Na 48 u u r ( a f h a n k e l i j k v a n de e i g e n s c h a p p e n
w o r d e n de p a n e l e n
grijper
e e n wand
van het g r a a f w e r k t u i g
worden s t a p s g e w i j s
gronden
de cement -
R89421
De v o o r d e l e n v a n h e t e e n - f a s e p r o c e d e
- voegen,
niet
zoals
voor;
deze
er
optreden
ontstaat
zijn
(lit.
4, 10, 17 en 3 7 ) :
b i j het twee-fasenprocede,
een
doorgaande,
homogene
i s continue
uitgraving
komen
en
nagenoeg
voegloze
af-
dichtingswand;
- snellere voortgang
v a n het werk;
- economisch;
- b i j wanddiepten
tot circa
dieplepel,waardoor
die
door een s n e l l e
aansluiting
zou
de
grijper
Figuur
- na
(lit.
situ
kan
- aanpassing
zeer
de o n d o o r l a t e n d e
economisch
laag
wordt
m o g e l i j k met e e n
( z i e figuur
i s . Verwacht wordt
i n de bodem meer
controlemogelijkheden
k a n s op
lekkage
met e e n d i e p l e p e l
v a n een paneel
de
suspensie
(lit.
17).
kunnen nog c o n s t r u c t i e v e - o f a f d i c h t e n d e
ingebouwd;
met
andere
minerale
materialen
(vulstof,
c e m e n t ) w o r d e n gemengd;
v a n de wand
mogelijk
- t o t op z e k e r e
- zeer geringe
indien
qua a f m e t i n g e n
de o m s t a n d i g h e d e n
en s a m e n s t e l l i n g v a n h e t mengsel
of l o c a l e
hoogte bestand
tegen mechanische
waterdoorlatendheid;
- geringe hydraulische gradienten;
- niet
d a t de
op de d i e p t e v a n
bodemeigenschappen d i t
verlangen;
g e v o e l i g voor v e r o u d e r i n g s v e r s c h i j n s e l e n ;
- bestand
72) en
15) ;
(damwanden) w o r d e n
bentoniet,
wand v e r k r e g e n
g e v e n vanwege m i n d e r
realisatie
- in
voortgang
72. E e n - f a s e p r o c e d e
elementen
is
met
kunnen
12 m
een v o e g l o z e
tegen
vervuild
grondwater.
91
beschadiging;
R89421
In de bodem
Voor
trillen
h e t maken
ontgraven,
van een
van
dunwandige
maar w o r d t
van
injectiebuizen,
van
slurry,
profiel
afdichtingsschermen
een h u l p p r o f i e l
met
t o t de g e w e n s t e
getrokken
diepte
profiel
een c e m e n t - b e n t o n i e t s l u r r y . E r z i j n
van
het type
bodemmateriaal
grofkorrelige
bodem
rondom h e t p r o f i e l
profiel
2.
sluit
de
ontstane
zand,
grind,
g e v u l d met s l u r r y .
zich
weer
gevolg
een
zekere
gegeven
kan
Om
worden
de
porien
of g e d e e l t e l i j k .
de
niet
massa
i n de
Hiervoor i s
gewenst.
porien
stabiliteit
hoge v o l u m i e k e
dringen
v a n de
sleuf
en
te
massa t e worden
(>1400 k g / m ) .
van v a r i a t i e s
spreiding
i n figuur
73.
en
i n de
verband
praktijk
i n de u i t v o e r i n g
op
i n de
figuur
zandgehalte
vastgesteld
en m e n g s e l s a m e n s t e l l i n g
eigenschappen.
I n deze
u i t 175 kg C a - b e n t o n i e t ,
sterkte
slurry
d i e n t e e n s l u r r y met r e l a t i e f
waterdoorlatendheid
geen
de
te blijven.
i n eigenschappen
Als
opgevuld
3
toegepast
Spreiding
bodem
open
wordt
wordt
T i j d e n s h e t omhoog h a l e n v a n h e t
geheel
fijnkorrelige
sleuf
en v o o r z i e n
het u i t t r e d e n
Vervolgens
direct
stenen)
In
de
dikte
niet
( l i t . 11):
(grof
sleuf
ruimte
grond
twee u i t v o e r i n g s w i j z e n a f h a n k e l i j k
d u n v l o e i b a r e s l u r r y met e e n l a g e v o l u m i e k e
garanderen
m
de
een
dient
3
waarbij
de
voor
i n de bodem g e t r i l d .
het
In
de g e w e n s t e
met a a n de o n d e r z i j d e e e n o p e n i n g
met
1.
wordt
i s de
Een p r a k t i j k v o o r b e e l d i s
spreiding
weergegeven.
het
zandgehalte
of waterdoorlatendheid a n d e r z i j d s .
92
i n druksterkte,
Het mengsel
175 kg h o o g o v e n c e m e n t
tussen
treedt
bestond
en 879 kg w a t e r .
enerzijds
en
de
per
Er i s
druk-
R89421
- 7 " 25-r
,
<I
n = 5t
X-- 779 kN/m?
s = 177 kN/mJ
20151050500
0
1000
1500
ORUCKFESTIGKEIT q „ [ k N / m * ]
HL
i
20 -r
15-
i—j
1050-1x10
1x10"'
1x10"
DURCHLASSIGKEITSBEIWERT
20
1x10"'
k[ m / s ]
30
40
S A N D G E H A L T [Gew.-7o]
F i g u u r 73. S p r e i d i n g
van
Bij
i n druksterkte, waterdoorlatendheid
cement-bentoniet
( l i t .
i s echter groot
93
zandgehalte
17).
e e n t o e n e m e n d e d r u k s t e r k t e w o r d t e e n afname v a n de
g e v o n d e n De b a n d b r e e d t e
en
( z i efiguur
waterdoorlatendheid
74) ( l i t .
17).
R89421
E
I
ft
1250 •
a
•
CJ"
t=
a •
1000
•
S3
i
*
a
a
•
u
>
i
\t
. -.'
a
•
i
1
a
PROBEHAL TER 28 TAGE
x
°
WANOI ROBEN
•
MISCH .RPROBEN
i
a
<
•
IxltJ'
1x10''
DURCHLASSIGKEITSBEIWERT [ m / s ]
F i g u u r 74. D r u k s t e r k t e e n w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
Literatuur
15 g e e f t
de
realiseerbare
op
10"
6
t o t 10"
realiseerbaar.
latendheid
de
beste
permeabiliteit
9
17).
weer v a n een enquete
waaruit
bleek dat
v a n een cement-bentonietwand wordt
m/s. V a n de o n d e r v r a a g d e n
acht
90% een waarde
geschat
van 10"
7
G e m i d d e l d genomen v e r w a c h t men i n de p r a k t i j k e e n w a t e r d o o r -
van 10"
7
t o t 10"
technische middelen
met e e n f a c t o r
7.5.
de r e s u l t a t e n
(lit.
10 h a a l b a a r
8
m/s. E c h t e r o n d e r o p t i m a l e
wordt
o m s t a n d i g h e d e n en
e e n v e r b e t e r i n g v a n de
permeabiliteit
geacht.
V o o r o n d e r z o e k en k w a l i t e i t s c o n t r o l e
7.5.1. Geschiktheidsonderzoek
uitgangsmaterialen
I n h e t a l g e m e e n b e s t a a t e e n m e n g s e l v o o r e e n a f d i c h t i n g s w a n d u i t de v o l g e n d e
materialen:
- bentoniet,
- cement,
- minerale
vulstoffen,
- water,
- eventueel
Voor
hulpstoffen.
het geschiktheidsonderzoek
literatuur
17 de v o l g e n d e
v a n deze
eigenschappen
94
uitgangsstoffen
te bepalen:
zijn
volgens
R89421
Bentoniet
- eigenschappen
o v e r e e n k o m s t i g DIN 4 1 2 7 ,
- wateropname v o l g e n s
Enslin/Neff,
- g e h a l t e aan m o n t m o r i l l o n i e t .
Cement
- eigenschappen
Minerale
o v e r e e n k o m s t i g DIN 1164 (NEN 3 5 5 0 ) .
vulstoffen
- grondmechanische,
vliegas
geldt
c q . mineralogische, beschrijving
(voor
poederkool-
CUR a a n b e v e l i n g 1 2 ) ,
- korrelverdeling
en k o r r e l v o r m .
Wa ter
- e i g e n s c h a p p e n v o l g e n s DIN 4030 (NEN 5 9 9 6 ) .
Hulpstoff en
- aard van het m a t e r i a a l ,
- dichtheid,
-
certificaat.
Deze opsomming v a n t e b e p a l e n e i g e n s c h a p p e n
Zo
z a l voor
speciale
behoeft niet
c e m e n t e n en p r e - m i x m e n g s e l s
volledig
een aangepast
te z i j n .
geschikt-
heidsonderzoek gelden.
7.5.2.
Vooronderzoek
In
het vooronderzoek
cement-bentoniet
worden
de
samenstelling
en
eigenschappen
van het
bepaald.
De v e r s e s u s p e n s i e d i e n t v o l g e n s
literatuur
17 t e w o r d e n o n d e r z o c h t op:
- dichtheid,
- uitlooptijd
u i t de M a r s h - t r e c h t e r ,
- a f g i f t e van f i l t r a a t w a t e r ,
- schuifsterkte
- duur
(vloeigrens),
v a n de v e r w e r k b a a r h e i d en h e t e f f e c t
eigenschappen
( h e t gedurende
8 a
v a n de v e r w e r k i n g s t i j d
12 u u r om
de
genoemde e i g e n s c h a p p e n , w a a r b i j s t e e d s 5 m i n u t e n
met
15 m i n u t e n
- druksterkte
verwerkbaarheid
worden
dagen
onder
druksterkte
2 u u r meten
van
boven-
r o e r e n wordt
afgewisseld
rust).
en w a t e r d o o r l a t e n d h e i d . A a n s l u i t e n d
verharden
op de
aan deze
b e p a l i n g v a n de
p r o e f s t u k k e n v e r v a a r d i g d d i e na
water
( v o l g e n s DIN
b i j 18±2°C
18136).
95
worden
onderzocht
14,
op
28
en
56
eenassige
R89421
Na 28 e n 56 d a g e n v e r h a r d e n
heid
bepaald
w o r d t v a n de p r o e f s t u k k e n de w a t e r d o o r l a t e n d -
b i j een h y d r a u l i s c h e
gradient
b e p a l i n g moet z o l a n g w o r d e n d o o r g e z e t ,
waarde
wordt
inschatten
verkregen.
Kwaliteitscontrole
op het
De k w a l i t e i t s c o n t r o l e
- de a a n g e l e v e r d e
het gedrag
permeabiliteits-
op de
lange
termijn
werk
omvat de v o l g e n d e
onderdelen:
uitgangsmaterialen,
cement-bentonietsuspensie,
cement-bentoniet.
Een o v e r z i c h t v a n de h i e r v o o r b e n o d i g d e m o n s t e r s
F i g u u r 75. O v e r z i c h t m o n s t e r n a m e
( l i t . 17).
96
constante
t e kunnen
v a n de wand
( l i t . 17).
de b e n t o n i e t s u s p e n s i e en de v e r s e
- het verharde
De
k u n n e n p r o e v e n w o r d e n g e d a a n met h e t t e r p l e k k e
voorkomende bodemwater
7.5.3.
Om
i=30.
t o t d a t e e n m i n o f meer
i s i n f i g u u r 75.
R89421
De v o l g e n d e m o n s t e r s
d i e n e n t e worden o n d e r z o c h t
( z i e ook f i g u u r 75):
1. W a t e r .
2. a B e n t o n i e t .
b
Cement.
c
Vulstof.
3. B e n t o n i e t s u s p e n s i e ( m o n s t e r
t e nemen d i r e c t
na h e t
4. C e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e
i n de
5. C e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e
a a n h e t e i n d v a n de
6. C e m e n t - b e n t o n i e t s u s p e n s i e
onder
De
de
monsters
schappen
van
mengen).
menger.
u i t de
sleuf
toevoerleiding.
(onderzijde,
midden
en
2
m
suspensiespiegel).
5 en
6 dienen
verhard
worden
u i t g e v o e r d op
worden
afgeraden
t e worden g e b r u i k t
cement-bentoniet.
de
wand.
i n verband
wand a l s v a n de m o n s t e r s .
met
Proeven
pompproeven v e r d i e n e n i n d i t v e r b a n d
97
b e p a l i n g v a n de e i g e n -
A a n v u l l e n d kunnen
i n de
verstoring
Het a a n l e g g e n
voor
van
eigenlijke
zowel
(lit.
proeven
afdichtingswand
het m a t e r i a a l
van een t e s t w a n d
de v o o r k e u r
in situ
i n de
en h e t h o u d e n v a n
17).
R89421
CONCLUSIES
N a a r a a n l e i d i n g v a n de l i t e r a t u u r s t u d i e
volgende c o n c l u s i e s worden getrokken:
van
1.
gedeelte
Bentoniet
bestaat
montmorilloniet.
zwellen
mate
grootste
D i t kleimineraal heeft
a l s gevolg
zwellen,
v a n de
heeft
kan g e m a k k e l i j k
Het
gehalte
de
eigenschappen
hydratatie
een
u i t het
de e i g e n s c h a p
Ca-bentoniet
kation.
niet
sterk
of
aan m o n t m o r i l l o n i e t
van
de
2 +
De
kationen.
nauwelijks
voor
De
kan
zwelt.
kationen.
en o m g e k e e r d .
i n de b e n t o n i e t
bentoniet.
de
t e kunnen
Een N a - b e n t o n i e t
een s t e r k e u i t w i s s e l i n g s c a p a c i t e i t
worden vervangen door C a
kunnen
kleimineraal
van geabsorbeerde
af van het type
terwijl
Montmorilloniet
+
het
van z w e l l i n g hangt
sterk
Na
voor
cement-bentoniet
i s dus v a n b e l a n g
eigenschappen
van
voor
bentoniet
kunnen s t e r k v a r i e r e n .
2.
De
samenstelling
baarheid
3.
en s t a b i l i t e i t
Ten o p z i c h t e
slurries
van cement-bentonietmengsels
en beweegt z i c h b i n n e n z e e r
van zuivere
de v o l g e n d e
is kritisch
bentonietsuspensies
nauwe
hebben
qua v e r w e r k grenzen.
cement-bentoniet-
eigenschappen:
- een hogere d i c h t h e i d ;
- een hogere a f g i f t e v a n f i l t r a a t w a t e r
- een hogere v i s k o s i t e i t ;
- een hogere
(geringere
stabiliteit);
pH-waarde;
- tijdsafhankelijke
- een g r o t e r e
rheologische
d i k t e v a n de
De
eigenschappen
door:
van verse
- mengintensiteit
eigenschappen;
filterkoek.
cement-bentonietslurries
(viskositeit
en
vloeigrens
worden
nemen
toe
beinvloed
met
hogere
mengintensiteit) ;
- cementgehalte
(heeft
s l e c h t s een g e r i n g e
invloed);
het type b i n d m i d d e l
( h o o g o v e n c e m e n t g e e f t de g u n s t i g s t e
het
( i n het algemeen z i j n
type
veerde
bentoniet
Ca-bentoniet
samenstelling
de e i g e n s c h a p p e n met g e a c t i -
gevoeliger
voor
e n de d u u r v a n de v e r w e r k i n g s p e r i o d e
met
Ca-bentoniet);
het
bentonietgehalte
toenemend
(Na-bentoniet)
(vloeigrens
bentonietgehalte).
98
eigenschappen);
en s t a b i l i t e i t
veranderingen
dan i n
nemen
in
combinatie
sterk
t o e met
R89421
5.
De
druksterkte
en
de
ontwikkeling
e r v a n hangen van
de
volgende
factoren
af:
- tijdstip
waarop
het
materiaal
een
hydraulische
gradient
dit
plaats
en
vindt
hoe
en
voor
de
groter
het
eerst
grootte
het
van
verhang
wordt
de
des
blootgesteld
gradient
(hoe
te
i s de
lager
aan
eerder
eind-
sterkte);
- verwerkingstijd
bij
(grote
hoogovencement).
verwerking
invloed
Langere
halte
- het
de
de
slakgehalte
type bentoniet
(met
druksterkte-ontwikkeling
langer
bedraagt
1 a
i n het
algemeen
oplopen tot
waterdoorlatendheid
- tijdstip
gedurende
t e l a g e r i s de
de
druksterkte);
h o o g o v e n c e m e n t en h o o g
van
Ca-bentoniet
d o o r dan
schijnbaar
2%,
maar
slakge-
gradient
met
(Na-bentoniet)
gaat
Ca-bentoniet).
plastisch.
kan
De
stuik
a f h a n k e l i j k van
b i j breuk
de
mengsel-
>15%.
cement-bentoniet hangt af
waarop het m a t e r i a a l v o o r het
hydraulische
de
(met
geactiveerde
zich
(hoe
eerder
van:
e e r s t w o r d t b l o o t g e s t e l d aan
d i t plaats
vindt,
des
te
een
hoger
is
permeabiliteit);
- een
lange
een
rustperiode
gedurende
hogere w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
- cementgehalte
-
stilstand
invloed
druksterkte);
Cement-bentoniet gedraagt
De
van
h o g e r d e z e i s , des
en h e t
hoogste
samenstelling,
7.
perioden
geringe
cementgehalte;
- type bindmiddel
6.
portlandcement,
d i e n e n te worden vermeden;
- w a t e r c e m e n t f a c t o r (hoe
-
bij
de
verwerking
tot gevolg
( v o o r a l i n c o m b i n a t i e met
kan
met
Ca-bentoniet
hebben;
Ca-bentoniet);
bentonietgehalte;
- de m a t e v a n
b i j m e n g i n g van
- type bindmiddel
beste
- de
grond
(het
( h o o g o v e n c e m e n t en
een
resultaat is variabel) ;
grotere
m a a l f i j n h e i d geven
het
resultaat);
ouderdom van
het
mende o u d e r d o m ;
materiaal
na
70
a
100
(de
doorlatendheid
d a g e n neemt
de
neemt a f met
doorlatendheid
niet
toenemeer
af) .
8.
E r o s i e van
- de
cement-bentoniet
grootte
- begin
en
van
het
duur van
is afhankelijk
van:
verhang;
de
- agressiviteit
van
- samenstelling
en m e c h a n i s c h e e i g e n s c h a p p e n v a n
- type
het
stroming;
grondwater;
cement;
- filterstabiliteit
van
de
omringende
99
grond.
het
cement-bentoniet;
R89421
9. H e t
b i j elkaar
cementslurry
bentoniet
h e t goed
mengen
niet
van een a p a r t
de b e s t e
dient
alvorens
cement
andersom.
aan
wordt
deze
functioneren
gemengde
resultaten
goed g e d i s p e r g e e r d
bentonietslurry
voor
voegen
lijkt
met
van
de
i n h e t aanmaakwater.
cement
een
t e mengen
en e e n
i s d a t de
R i j p i n g v a n de
i s een voorwaarde
cement - b e n t o n i e t m e n g s e l .
bentonietslurry
N.b.: d i t g e l d t
bentoniets l u r r y
t e geven. Van b e l a n g
t e worden
B i j het
toegevoegd
en
n i e t voor pre-mix mengsels.
10. I n de p r a k t i j k w o r d e n i n h e t a l g e m e e n d o o r l a t e n d h e d e n g e r e a l i s e e r d v a n
10
t o t 1 0 ~ m/s. E e n v e r b e t e r i n g
h i e r v a n met e e n f a k t o r 10 w o r d t
moge1ijk geacht.
9
100
R89421
AANBEVELINGEN TEN AANZIEN VAN VERVOLGONDERZOEK
O f s c h o o n de l i t e r a t u u r op v e e l p u n t e n de e i g e n s c h a p p e n v a n c e m e n t - b e n t o n i e t
diepgaand
weergeeft
zijn
voor
zover
voor
de N e d e r l a n d s e
er
e n met name de i n v l o e d
bekend
een a a n t a l
markt,
van vele
eigenschappen,
onvoldoende
a a n b e v e l i n g e n g e d a a n met b e t r e k k i n g
factoren
omschrijft,
met name b i j
onderzocht.
toepassing
Dientengevolge
t o t aandachtspunten
worden
b i j toekomstig
onderzoek:
1. A a n g e z i e n
bentoniet
i n combinatie
met v e r s c h i l l e n d e
cementen
sterk
uiteenlopende eigenschappen geeft aan eencement-bentonietmengsel
zaak
na t e g a a n
cement
bepalend
mengsel.
Te
noemen
bestanddelen
de
welke
zijn
zijn
v a n de b e n t o n i e t e n v a n
de e i g e n s c h a p p e n
het gehalte
het
van het cement-bentoniet-
aan m o n t m o r i l l o n i e t ,
bepaalde
i n de b e n t o n i e t d i e de v e r h a r d i n g v a n cement b e ' i n v l o e d e n ,
hoeveelheid overgebleven
name
de z e t a p o t e n t i a a l
ionensamenstelling
te
karakteristieken
voor
i s het
activator
e.d. B i j
v a n de d e e l t j e s
van het water.
h e t cement
s p e e l t met
m o g e l i j k een r o l , alsmede
V o o r g e s t e l d wordt
om d e z e
de
grootheden
meten.
2. H e t e f f e c t d a t cement op b e n t o n i e t u i t o e f e n t m a a k t d a t de p e r m e a b i l i t e i t
gebonden
i s aan een zekere ondergrens.
7
Algemeen wordt
8
teitscoeff icient
v a n 1 0 " a 1 0 " m/s h a a l b a a r g e a c h t .
toevoeging
bepaalde
verlaagd,
van
bijvoorbeeld
tomeenaarde,
hulpstoffen
de
e.d.) ( l i t . 1 9 ) ,
I n hoeverre
doorlatendheid
door t o e v o e g i n g v a n a c t i e f
silicafume,
een p e r m e a b i l i kan
door
worden
siliciumoxide (dia-
dient
nader
t e worden
onder-
zocht .
3. D o o r P o r t i e r
van
( l i t . 43) i s een aanzet gegeven v o o r een model t e n a a n z i e n
de s k e l e t s t r u c t u u r
hydratatieproducten
het
van
van cement-bentoniet
e n de p r e c i p i t a t i e
v a n cement. G e z i e n h e t b e l a n g v a n deze
begrijpen van het verhardingsgedrag, sterkte
cement-bentoniet
gedrag
soorten
van diverse
i s verder
pisch/micro-analytisch
met de
structuur
(SEM/EDAX)
en chemisch
onderzoek
verschaffen.
101
studie
voor
en w a t e r d o o r l a t e n d h e i d
onderzoek
combinaties van v e r s c h i l l e n d e
k a n samenhangen
mineralogisch
fundamenteel
v a n de
gewenst. Het
cement-en
bentoniet-
van het skelet.
Microsco-
onderzoek
i n combinatie
k a n i n deze
de n o d i g e
met e e n
inzichten
R89421
De t r e n d
i n m e n g s e l s a m e n s t e l l i n g i s t e zoeken naar mengsels
hoog m o g e l i j k e d i c h t h e i d
zijn.
Te z o e k e n
voeren,
i s naar mogelijkheden het gehalte
bijvoorbeeld
met e e n z o
d i e t o c h met de e e n - f a s e n t e c h n i e k v e r w e r k b a a r
aan v a s t e stof
door Ca-bentoniet t o e t e passen
i n plaats
op t e
v a n Na-
bentoniet .
Ook
n a d e r o n d e r z o e k n a a r de t o e p a s b a a r h e i d v a n v u l s t o f f e n ,
poederkoolvliegas,
i s gewenst.
waterdoorlatendheid
vulstof
Op
verdient
zich
door
M e t name v e r b e t e r i n g
middel
i s h e t mechanisme
indruk
van mechanische
de
lijker
t e o m s c h r i j v e n i s . Nu s t o e l t
ervaring
heden
erosie
een
en
geschikte
goed
verklaarbaar,
te zoeken
moei-
de k e n n i s o m t r e n t e r o s i e g r o t e n d e e l s
en l a b o r a t o r i u m p r o e v e n . Het l i j k t
literatuur
van
i s verkregen dat o n t w e r p t e c h n i s c h d i t probleem
b i j het mengselontwerp
ontwerpparameter
In
het gebruik
van druksterkte
aandacht.
echter
op
van
bijvoorbeeld
w e n s e l i j k naar
mogelijk-
o o k de e r o s i e g e v o e l i g h e i d a l s
t e kunnen h a n t e r e n .
29 w o r d e n
de
eerste
resultaten
v a n een onderzoek
aan
cement-bentoniet gepresenteerd. H i e r i n z i j n combinaties van v e r s c h i l l e n d e
cementen
en b e n t o n i e t e n o n d e r z o c h t . G e z i e n
gesteld
lijkt
bentoniet
het
nader
i n deze
te bepalen
gewenst
en d e z e
de
(reactiviteit)
cement v e r w e r k t e s l a k z o u meer i n z i c h t
b e s t a a t nog t e w e i n i g
stabiele
spelen
bentoniet.
inzicht
Het nader
b i j de s t a b i l i t e i t
v a n cement de s t a b i l i t e i t
vragen
i n de e v a l u a t i e
name de m i n e r a l o g i s c h e s a m e n s t e l l i n g
Er
de v e l e
eigenschappen
kunnen
d i e worden
van
cement
t e b e t r e k k e n . Met
v a n de i n h o o g o v e n -
verschaffen.
i n de w e r k i n g v a n zogenaamde
onderzoeken
v a n de f a c t o r e n
van een N a - b e n t o n i e t en welke
beinvloeden l i j k t
en
cement-
d i e een r o l
eigenschappen
dan ook w e n s e l i j k .
N a d e r o n d e r z o e k n a a r h e t e f f e c t v a n de f i l t e r k o e k op de w a t e r d o o r l a t e n d h e i d v a n de wand l i j k t
zinvol
g e z i e n d e z e , a f h a n k e l i j k v a n de w a n d d i k t e
en g r o n d s o o r t 10 a 3 0 % v a n de w a n d d i k t e k a n i n n e m e n .
gedrag
het
v a n de f i l t e r k o e k
(geringe
plasticiteit)
Ook h e t m e c h a n i s c h e
verdient
aandacht
met
o o g op s c h e u r v o r m i n g .
Nadere
afbakening
bestandheid
tegen
van
de
chemische
mengseleigenschappen
erosie
i s nodig.
Nu
met
betrekking
heerst
nog
te
tot
veel
o n d u i d e l i j k h e i d o v e r de d u u r z a a m h e i d v a n c e m e n t - b e n t o n i e t i n e e n c h e m i s c h
agressief
milieu.
102
R89421
Onderzoek
iteit)
n a a r de s p r e i d i n g
in relatie
omstandigheden
hydraulische
de
i n eigenschappen
t o t mengtechniek,
( d r u k s t e r k t e en p e r m e a b i l -
verwerkingsduur, geohydrologische
( s n e l h e i d v a n b e l a s t e n v a n h e t c e m e n t - b e n t o n i e t met
gradient) l i j k t
t o e p a s s i n g van
g e w e n s t om
cement-bentoniet.
103
tot richtlijnen
een
t e komen v o o r
R89421
LITERATUUR
1.
W e i s s , F.,
3 / 1 9 6 9 , p.
2.
Carl,
" S i c h e r h e i t s f r a g e n b e i d e r S c h l i t z w a n d b a u w e i s e " , T i e f b a u BG
46-56.
L.,
Strobl,
T.,
"Dichtungswande
S u s p e n s i o n " , W a s s e r w i r t s c h a f t 66/9,
3.
Mobius,
C.H.,
Prufung",
p.
4.
"Bentonit-Suspensionen -
Osterreichische
aus
1976,
p.
einer
Zement-Bentonit-
246-?
Eigenschaften, Herstellung
Ingenieur Z e i t s c h r i f t ,
20
Jg/Heft
3,
und
1977,
73-82.
Meseck,
H.,
Ruppert,
schlitzwanden
im
F.R.,
Simons,
H.,
"Herstellung
Einphasenverfahren",
Tiefbau
von
8/79,
Dichtungs-
1979
(Sonder-
druck).
5.
M e s e c k , H.,
S i m o n s . H.,
Zement-Suspensionen",
6.
" A b s c h l u s s b e r i c h t liber d i e P r u f u n g von
Technische
Universitat
f u r G r u n d b a u und
Bodenmechanik, Braunschweig,
Jefferis,
"Bentonite-Cement
S.A.,
Slurries
Proceedings of the 10th i n t e r n a t i o n a l
foundation engineering,
7.
1980.
for Hydraulic
c o n f e r e n c e on
1981,
p.
Lehrstuhl
soil
Cut-Offs",
mechanics
and
435-440.
G e i l , M. , S c h n e l l , W. , " P r u f u n g v o n B e n t o n i t - S u s p e n s i o n e n und
Bentonit-
Zement-Suspensionen",
Lehrstuhl
f u r G r u n d b a u und
8.
Stockholm,
Bentonit-
Braunschweig,
Diillmann,
H.,
Universitat
Bodenmechanik, Braunschweig,
Heitfeld,
unterschiedlicher
Deutsche
Technische
K.H.
1982.
"Erosionsbestandigkeit
Zusammensetzung",
Gesellschaft
Braunschweig,
f u r E r d - und
Baugrundtagung
G r u n d b a u e.V.,
von
1982
Dichtwanden
Braunschweig,
Essen,
1983,
p.
317-
336.
9.
Buysere,
singen
-
G.
In
de,
de
Wouden,
grond
A.
van
gevormde
P T / C i v i e l e T e c h n i e k 3 7 , n r . 4,
10. G e i l ,
en
M.,
Meseck,
eigenschappen
T e c h n i e k 37,
H.,
-
n r . 5,
der,
1982,
J a n s e n , H.L.,
Waterkerende
1982,
p.
p.
wanden
en
en
toepas-
schermen
1",
9-15.
"Ontwikkeling, kwaliteitscontrole
wanden
29-34.
104
" U i t v o e r i n g s w i j zen
waterkerende
en
schermen
2",
PT/Civiele
R89421
11. N i j k a m p , H . J . , H u i d e n , E . J . , "Bouw v a n
-
Waterkerend
12, 1982,
p.
12. W e s t s t r a t e ,
scherm
isoleert
rioolwaterzuiveringsinstallatie
bouwput",
PT/Civiele
T e c h n i e k 37,
nr.
11-15.
F.A.,
Loxham, M.,
S c h o t t i n g , R . J . , "The
use of
cement/ben-
t o n i t e s c r e e n s f o r p o l l u t i o n c o n t r o l " , p r e p r i n t 4 t h European Conference
on E n v i r o n m e n t a l P o l l u t i o n ,
13. B r i c e ,
G.J.,
d e s i g n and
Proc.
J.C,
de, E l z e n ,
potash
1, 1984,
"Risico-analyse
isolatie
61/65,
evaporation
wall",
8738,
185-205.
" I n de g r o n d g e v o r m d e wanden
b i j bodemverontreiniging
Ministerie
system:
paper
VROM,
en
19-23.
- Expertgesprekken" ,
Staatuitgeverij,
's-Graven-
1986.
16. B e i n e ,
40 N r .
17. M e s e c k ,
R.A.,
Geil,
1/2,
1986, p.
H.,
M.,
"Dichtsysteme f u r d i e A l t l a s t e n s a n i e r u n g " ,
Mitteilung
18. S t a p e l , E . E . ,
des
Instituts
f u r Grundbau
Schmidt,
D i e n s t Weg-
R. , " U i t v o e r i n g
rond het E M K - t e r r e i n " , Land + Water-nu,
"DiWa-mix k a n t - e n - k l a a r
prufungen
Bodenmechanik,
Tech-
1987.
" B e n t o n i e t , een l i t e r a t u u r s a m e n v a t t i n g " , s t u d i e u i t g e v o e r d
19. V e r s t e e g h , C ,
21. H o r n , A.,
und
Dichtwandmas-
B r a u n s c h w e i g , H e f t Nr. 25, B r a u n s c h w e i g ,
i n opdracht van R i j k s w a t e r s t a a t
Water-nu,
S+T
7-14.
"Mechanische E i g e n s c h a f t e n von m i n e r a l i s c h e n
nische U n i v e r s i t a t
20.
solar
76, p.
L.W.A. v a n d e n ,
Bodembescherming
sen",
"Arab
i n de m i l i e u t e c h n i e k " , L a n d + W a t e r - n u , n r . 5, 1985, p.
schermen
hagen,
1983.
o f a n o v e l membrane c u t - o f f
I n s t n C i v . Engrs, Part
14. B u y s e r e , G.
15.
Woodward,
development
London,
en W a t e r b o u w k u n d e ,
van
de
n r . 10,
1988.
bentoniet-cementwand
1988, p.
39-45.
p r o d u k t v o o r b e n t o n i e t - c e m e n t - w a n d e n " , Land
n r . 12, 1988, p.
+
77.
" D i c h t u n g s - S c h l i t z w a n d an d e r S t a u s t u f e G a m b s h e i m - E i g n u n g s mit
Solidur
Miinchen, I n s t i t u t
22. S c h o o n h e y d t ,
Na-B,
Nr.
f u r Bodenmechanik
R.A.,
Het I n g e n i e u r s b l a d ,
"Klei
274",
und G r u n d b a u ,
en k l e i m i n e r a l e n :
1, 1989, p.
105
Universitat
23-31.
der
Bundeswehr
N e u b i b e r g , 1989.
e i g e n s c h a p p e n en
gebruik",
R89421
23. J e f f e n s ,
Grouting
p.
S.A., " E f f e c t s
of m i x i n g on b e n t o n i t e s l u r r i e s
25. H e m s c h e m e i e r ,
Koln",
F.,
"Fertigteil-Schlitzwande
Beton-Informationen,
beim
B a u d e r U-Bahn i n
B e t o n - I n f o r m a t i o n e n , B e t o n - V e r l a g , H e f t 3, 1 9 8 1 , p. 3 7 - 3 8 .
"Bentoniet
B.V.
- De o p l o s s i n g
voor
uw m i l i e u p r o b l e e m " , I n f o Cebo H o l l a n d
27. M e s e c k , H., H e r m a n n s , R., " B e s t a n d i g k e i t m i n e r a l i s c h e r
gegeniiber S i c k e r w a s s e r n aus A l t l a s t e n ,
28.
and G r o u t s ,
62-76.
24. M e s e c k , H. , " T e c h n o l o g i e d e r D i c h t w a n d m a s s e n " ,
B e t o n - V e r l a g GmbH, H e f t 3, 1 9 8 1 , p. 3 1 - 3 6 .
26.
and g r o u t s " ,
i n geotechnical engineering - Bentonite Slurries
"Cement-Bentonite
Slurry
Trench
Dichtwandmassen
", ?, p. 6 0 1 - 6 1 2 .
Cutoff W a l l s " , Concrete
information,
P o r t l a n d Cement A s s o c i a t i o n , 1984.
29.
Jong,
R.G.A.
de, "Eerste
globale vergelijking
sels",
Mos G r o n d m e c h a n i c a o p d r a c h t
bentoniet
cementmeng-
223589, Rhoon, 1989.
30.
L a p e d e s , D.N., " M c G r a w - H i l l E n c y c l o p e d i a o f t h e G e o l o g i c a l
M c G r a w - H i l l Book Company, 1978.
Sciences",
31.
Pannekoek, A . J . ,
1973 .
Groningen,
32.
H a r b e n , P.W., B a t e s , R.L., " G e o l o g y
I n c . , New Y o r k , 1984.
33.
G a n d a i s , M. , D e l m a s , F., " H i g h p e n e t r a t i o n C3S b e n t o n i t e - c e m e n t
for
finely
Tunnels
34.
"Algemene G e o l o g i e " , T j e e n k
fissured
and porous
J . , Ruppert,
tungswanden", T i e f b a u , Heft
35.
Simons,
und
H., G e i l ,
Sanierung
Deutsche
rock", Proceedings
F.R.,
Gesellschaft
Bulletin
grouts
o f 'Foundations and
1 9 8 7 , p. 2 9 - 3 3 .
"Zur E r o s i o n s b e s t a n d i g k e i t von Dich-
1 1 , 1 9 8 2 , p. 6 6 7 - 6 7 1 .
M. , H a n s e l ,
alter
B.V.,
of the Nonmetallics",Metal
- 8 7 ' , V o l u m e 2, U n i v e r s i t y o f L o n d o n ,
Karstedt,
Willink
W. , " T o n i g e
Deponien",
Stoffe
zur Dichtung
neuer
1982
Braunschweig,
f u r E r d - u n d G r u n d b a u e.V., E s s e n ,
1 9 8 3 , p. 279-
316.
106
Baugrundtagung
R89421
36.
F r a n k , A.,
-sohlen,
"Ausfiihrung von D i c h t u n g s s c h l i t z w a n d e n " , Dichtungswande
Mitteilung
Technische
p.
37.
Lehrstuhls
fur
Braunschweig,
Grundbau
Heft
Nr.
und
8,
Bodenmechanik,
Braunschweig,
1982,
95-111.
Geil,
M.,
" E n t w i c k l u n g und
Uberwachung",
fur
Grundbau
H e f t Nr.
38.
des
Universitat
und
8,
E i g e n s c h a f t e n von
Dichtungswande
und
und
Bodenmechanik,
Braunschweig,
1982,
H a n s e l , W. , " E n t w i c k l u n g und
Technische
p.
fur
Grundbau
8,
und
1982,
ihre
Lehrstuhls
Braunschweig,
113-144.
B a s i s a b d i c h t u n g e n und
und - s o h l e n , M i t t e i l u n g des
Bodenmechanik,
Braunschweig,
des
Universitat
E i g e n s c h a f t e n von
i h r e Uberwachung", Dichtungswande
H e f t Nr.
D i c h t w a n d m a s s e n und
-sohlen, M i t t e i l u n g
Technische
p.
Universitat
Lehrstuhls
Braunschweig,
145-185.
39. K i r s c h , K. , " A b d i c h t u n g m i t t e l s I n j e k t i o n e n - H e r s t e l l u n g v o n D i c h t u n g s s o h l e n f u r Baugruben",
40.
Geil.,
M.,
"Entwicklung
deren Uberwachung
41. Doscher,
H.-D.,
anstalt
42.
T i e f b a u 24 N r .
und
S+T
35 N r .
Suspensionswand",
P.,
Habib,
P.,
"Coulis
et
9,
1977,
Betons
Etanches", Proceedings 9th I n t e r n a t i o n a l
Portier,
J.-L.,
Nouvelles
"Le
comportement r e e l
applications",
Annales
e t des T r a v a u x P u b l i c s no. 4 2 3 ,
44.
W e i c h e r t , H.J.,
Bedeutung
fur
teilungsblatt
"Kenngrossen
de
275-282.
Dichtwandmassen
1981,
p.
p.
Plastiques
des
p.
coulis
l'Institut
6-22.
der
E i g e n s c h a f t e n von
der
Bundesanstalt
Coupures
Mechanics
and
89-92.
de
bentonite-ciment —
Technique
du
1984,
Batiment
p.
Bentonit-Zement-Suspensionen
die
Bundes-
pour
Soil
S o l s e t F o n d a t i o n s 186,
von
und
9-21.
Conference
F o u n d a t i o n E n g i n e e r i n g , V o l u m e 1, T o k i o , 1977,
43.
p.
Mitteilungsblatt
f u r Wasserbau Nr. 41, K a r l s r u h e ,
Dupeuble,
1982,
E i g e n s c h a f t e n von
i n der P r a x i s " ,
"Die
5,
17-35.
und
ihre
Dichtungswandmaterialien", Mit-
fur
Wasserbau
Nr.
62,
Karlsruhe,
1988.
45.
Czernin,
W. ,
Nederlands
46.
Bijen.
beton",
J.,
"Cementchemie
voor
de
Cement E n c i - C e m i j - R o b u r N.V.,
Fraay,
lezing
A.,
"Puzzolane
89004 9 m e i
1989,
107
bouwwereld" , V e r k o o p a s s o c i a t i e
Amsterdam,
werking
van
1968.
poederkoolvliegas in
K l e i / g l a s / k e r a m i e k n r . 6,
1989.
R89421
"Cement
(1) Algemene b e g r i p p e n , b e s t a n d d e l e n , f a b r i k a g e " ,
V e r b o n d d e r C e m e n t n i j v e r h e i d v.z.w., B r u s s e l ,
"Cement
(2)
Hydratatie,
eigenschappen",
C e m e n t n i j v e r h e i d v.z.w., B r u s s e l ,
Bulletin
1,
1985.
Bulletin
2,
Verbond
der
1985.
W e i s s , F., " A b s c h a t z u n g d e r L e b e n s d a u e r v o n D i c h t u n g s w a n d e n i n b e t o n a n greifenden
Tiefbau",
Wassern",
Fachtagung
1981.
108
Essen
"Bentonite
im E r d - und
spezial

Lijst

Stertekt TD Technische eigenschappen

Klik hier: Brochure Nederlands

Technische gegevens Aslon® EPDM tegel

Fiche N° 2

TOELICHTING VOOR DE ATTESTGEBRUIKER BRL 1802 d.d. 25

Po l y A d m i x

Memento

TP 510 - TP 190 Flämisch.cdr

Technische bepalingen leveren en afhalen van beton