Kubusdruksterkte

Betekenis

De kubusdruksterkte is de druksterkte van verharde betonproefstukken na minimaal 28 dagen en wordt bepaald als de kracht bij bezwijken gedeeld door het oppervlak van het bovenvlak van de kubus. De beproeving gebeurt gewoonlijk op kubusvormige proefstukken met een ribbe van 150 mm die in een drukbank worden belast totdat ze bezwijken; de uitkomst wordt uitgedrukt in N/mm2 (MPa).

Toepassing

De kubusdruksterkte wordt toegepast bij:

• het controleren of beton voldoet aan de vereiste druksterkte.
• het vastleggen van de sterkteklasse van beton (bijvoorbeeld C25/30 waarbij de kubusgemiddelde 30 N/mm2 is).
• kwaliteitsbeoordeling van productieloten volgens productiewijze (regelmatig of af en toe).
• omrekenen en vergelijken met cilinderdruksterkte (aanduidingen fck:cube en fck:cil of fck:cyl).

Aandachtspunten

• Gebruik kubusproefstukken met een ribbe van 150 mm tenzij anders gespecificeerd.
• Houd de omgevingstemperatuur rond 20 °C ± 2 °C en de relatieve vochtigheid ≥ 90% tijdens de nabehandeling/test.
• Bepaal de volumieke massa van het proefstuk vóór de bezwijkproef.
• Meet de bezwijkbelasting met een nauwkeurigheid van 10 kN; drukbanken mogen analoog of digitaal zijn.
• Houd rekening met de afwijking van de drukbank: maximaal 1% voor externe verificatielaboratoria en 3% voor interne controles.
• Rekening houden met luchtgehalte: ongeveer 5% sterkteverlies per ingebrachte procentlucht ten opzichte van het referentiegehalte.

Eisen / regelgeving

• Voor de beoordeling van vereiste druksterkte volgens NEN‑EN 206‑1 gelden criteria op basis van het aantal proefkubussen en de berekende gemiddelde kubusdruksterkte fcm en standaardafwijking σ:
  • Productie "regelmatig": 15 kubussen; criterium 1: fcm ≥ fck + 1,48·σ; criterium 2: individuele kubusdruksterkte fci ≥ fck − 4.
  • Productie "af en toe": 3 kubussen; criterium 1: fcm ≥ fck + 4; criterium 2: fci ≥ fck − 4.
• Bepaling van de karakteristieke kubusdruksterkte kan via fck = fcm − u·σ, waarbij u de excentriciteit is en σ de standaardafwijking.
• Het aantal proefkubussen kan afhankelijk zijn van cementklasse en partijgrootte per stortdag.

Uitvoering

• Giet kubusvormige proefstukken in mallen (ribbe meestal 150 mm), behandel en laat minstens 28 dagen verharding plaatsvinden.
• Voer de bezwijkproef uit in een drukbank en registreer de maximale kracht tot bezwijken; noteer tevens de volumieke massa vooraf.
• Houd rekening met wrijving tussen drukplaten en beton die lokaal afschilfering kan veroorzaken bij het bezwijken.

Afmetingen / berekening

• Bereken de kubusdruksterkte met fc = F / A, waarbij F de bezwijkkracht in N is en A het oppervlak van het bovenvlak in mm2.
• Voorbeeld: bij een bezwijkkracht van 795 kN en een ribbe van 150 mm geldt
  • fc = (795 · 1000) / (150 · 150) = 35,3 N/mm2.

Relatie met water‑cementfactor en voorspelling van sterkte

• Voor gangbare betonsamenstellingen kan de gemiddelde kubusdruksterkte na n dagen redelijk worden voorspeld met:
  • fcm,cube(n) = a·Nn + b/wcf − c
  • waarbij Nn de normsterkte van het cement na n dagen is en a, b, c coëfficiënten afhankelijk van gebruikte grondstoffen.
• Voorbeelden van coëfficiënten per cementsoort:
  • CEM I en CEM II/B‑V: a = 0,85; b = 33; c = 62
  • CEM III/A: a = 0,8; b = 25; c = 45
  • CEM III/B: a = 0,75; b = 18; c = 30