Opzwellen van zand – Oorzaak, tests en belang

Opzwellen van fijn toeslagmateriaal of zand is het verschijnsel dat het zandvolume toeneemt als gevolg van de toename van het vochtgehalte. Dit artikel beschrijft de procedure en het belang van het bepalen van de bulk van fijne toeslagmaterialen.

Oorzaken van het bulken van zand

Het vochtgehalte in het zand maakt dunne films rond zanddeeltjes. Vandaar, elk deeltje oefent druk uit. Zo bewegen zij zich van elkaar weg veroorzakend verhoging van volume. De opbolling van de aggregaten is afhankelijk van twee factoren:

1. De fijnheid van de aggregaten
2. Vochtpercentage

Zoals in figuur-1 hieronder is te zien, neemt de opbolling van het zand toe met de toename van het vochtgehalte. Dit gebeurt tot een grens waarboven elke toevoeging van vocht het volume doet afnemen.

Een volledig verzadigd fijn toeslagmateriaal vertoont geen opbolling. De opbollingssnelheid is omgekeerd evenredig met de grootte van de aggregaten. Vandaar dat fijne aggregaten meer opzwellen dan grove aggregaten.

Bepaling van de opzwelling van zand

Het apparaat en de procedure om het opzwellingspercentage van fijne aggregaten te bepalen, worden hieronder beschreven.

Laboratoriumtest voor het opbollen van zand

Apparatuur

1. Maatcilinder van 250 ml
2. Weegschaal
3. Fijn toeslagmateriaal

Procedure

1. Neem 500 gram fijn toeslagmateriaal over gedroogd bij een temperatuur van 100 tot 110 graden Celsius gedurende 24 ± 0,5 uur. Dit gewicht wordt gemeten als W1
2. Het afgekoelde zand wordt in een luchtdichte bak genomen. Dit gewicht wordt gemeten als W2.
3. Het watergehalte van het monster wordt berekend als

Wc = (W1-W2)x 100/W1 Eq.1

1. In een pan wordt 250 gram zand genomen
2. Hieraan wordt 2% gewichtspercenten water toegevoegd. Dit wordt goed gemengd
3. Het mengsel wordt in een cilinder van 250 ml gegoten. Dit wordt geconsolideerd door te schudden
4. Het oppervlak wordt geëgaliseerd. De aflezing wordt gemeten als Y1.
5. De proef wordt herhaald voor de resterende hoeveelheid zand voor 2% water per gewicht elke keer. De metingen worden verricht als Y2, Y3…..etc totdat een afnemende aflezing van het volume wordt waargenomen.
6. Na dit niveau wordt 4% water toegevoegd en de proef wordt voortgezet totdat het monster volledig verzadigd is.
7. Aan het standaardmonster in de maatcilinder wordt ongeveer 50 ml watererts toegevoegd en het monster wordt goed geroerd.
8. (xi) Noteer het oppervlak van het overstroomde zand (Y ml).

Calculaties

Percentage opzwelling van zand = (Y1-Y)x100/Y

Resultaten

Een grafiek wordt uitgezet met het percentage watergehalte langs de X-as en het percentage opzwelling langs de y-as. Uit de grafiek worden de volgende resultaten verkregen:

1. % van de opzwelling =
2. % van het watergehalte bij maximale opzwelling=
3. % van het watergehalte wanneer de opzwelling nul is=
4. % van de opzwelling voor het aanvankelijke watergehalte (W) van het monster =

Veldtest voor het opzwellen van zand

Veldtest test bepaalt de noodzakelijke aanpassing die nodig is voor het opbollen van fijn toeslagmateriaal

Apparatuur

1. 250 ml maatcilinder
2. Fijn toeslagmateriaal

Procedure

1. Giet het zand in een maatcilinder van 250 ml tot aan het 200 ml-merk.
2. Vul de cilinder met water en roer goed (er moet voldoende water worden gegoten om het zand volledig onder te dompelen en men kan zien dat het zandoppervlak nu onder het oorspronkelijke niveau ligt)
3. Met aan het zandoppervlak de waarde aflezen (Y ml)

Berekeningen

Percentage opbolling van zand = x100

Resultaat

Percentage opbolling van veldmonster=

Belang van het bepalen van het opbollingspercentage

Onrealistisch volume wordt getoond door fijn toeslagmateriaal als gevolg van opbolling. Wanneer het beton het proportioneren moet worden uitgevoerd, zijn de zand het opbulken kwesties een zorg. Als het effect van opbolling niet goed wordt bestudeerd, zal het ontworpen beton een onvoldoende hoeveelheid zand bevatten, wat resulteert in een ruw mengsel. Het opbollen van zand zal de opbrengst van beton beïnvloeden voor een gegeven cementgehalte.