Berekening warmte- en sterkteontwikkeling van verhardend beton

Als hulpmiddel voor de betontechnoloog is door het Cement&BetonCentrum een Android app ontwikkeld om snel en eenvoudig onder meer de temperatuur- en sterkte-ontwikkeling van verhardend beton te voorspellen.

De app kan niet alleen een indicatie geven van de temperatuurontwikkeling, het temperatuurverschil over de doorsnede (temperatuurgradiënt) en de sterkte-ontwikkeling, maar kan ook worden gebruikt om een indicatie te krijgen van het risico op scheurvorming. Het programma kan daarbij ook helpen bij het bepalen van het juiste tijdstip van ontkisten.

De app, genaamd “Mass Concrete” is zoals de naam al aangeeft oorspronkelijk gemaakt voor berekeningen aan zware betonconstructies, maar kan ook worden gebruikt voor dunne constructiedelen. Met het programma kunnen eenvoudig de volgende eigenschappen van verhardend beton worden bepaald:

• Warmteontwikkeling
• Sterkte-ontwikkeling (met en zonder ijkgrafiek en ook voor gestookte en koude gietbouw)
• Optimaal tijdstip van ontkisten (op basis van risico op scheurvorming en op basis van nabehandelingsduur)
• Risico op scheurvorming
• Indien scheurvorming optreedt: scheurwijdte op korte en langere termijn

Bij eerste gebruik oogt het programma wat complex door de vele parameters die ingevuld kunnen worden. Bij alle parameters staat echter een standaard waarde ingevuld die in de meeste gevallen gebruikt kan worden. Uiteraard moeten de belangrijkste parameters waar nodig wel worden aangepast, zoals de omgevingstemperatuur, het type bekisting, de dikte van de constructie en het type bindmiddel. Voor dikkere constructies is ook het bindmiddelgehalte van belang. Een adiabaat is niet noodzakelijk maar kan bij zware betonconstructies wel de nauwkeurigheid van de berekeningen verbeteren.

In de eerste rekenstap wordt de warmteontwikkeling bepaald. De resultaten worden zowel in tabelvorm als in een grafiek weergegeven en kunnen naar Excel worden geëxporteerd. Vervolgens kan de sterkte-ontwikkeling worden bepaald. Deze wordt berekend op basis van de temperatuurontwikkeling, het type bindmiddel en de sterkteklasse van het beton. De cumulatieve gewogen rijpheid wordt ook als functie van de tijd weergegeven, zodat met een actuele ijkgrafiek een betere inschatting van de sterkte-ontwikkeling kan worden verkregen.

Na de berekening van de warmteontwikkeling kan ook het risico op scheurvorming worden berekend. Vervolgens kunnen voor verschillende situaties de te verwachten scheurwijdtes op korte en lange termijn worden berekend.

De warmteontwikkeling wordt berekend met een eenvoudige eindige elementen methode. De berekeningen zijn grotendeels gebaseerd op CIRIA C660 en Eurocode 2. De app is niet bedoeld om professionele software te vervangen, maar kan bij correct gebruik snel een goede eerste indicatie geven van de diverse eigenschappen van verhardend beton.

De app is geschreven voor Android telefoons en tablets. De app kan via een emulator ook worden gebruikt op een pc. De app kan worden gedownload vanaf Google Play: Mass Concrete

* De rekentool is ontwikkeld voor gebruik op mobiel, maar in principe ook op een pc mogelijk via een plugin (o.a. BlueStacks).