kubusdruksterkte

De kubusdruksterkte is de druksterkte van beton na 28 dagen verharding.
De kubusdruksterkte wordt meestal beproefd aan de hand van kubusvormige proefstukken met een ribbe van 150 mm door ze in een drukbank te belasten totdat ze bezwijken; het is dus een beproeving van het verharde beton na minimaal 28 dagen. 

De kubusdruksterkte is de uitgeoefde kracht bij bezwijken gedeeld door het oppervlak van bovenvlak van de kubus. Bijvoorbeeld bezwijkkracht is 795 kN en ribbe is 150 mm, dan is de kubusdruksterkte in dit proefgeval: f_c = (795*1000) / (150*150) = 35,3 N/mm2 (de c is van cube; ooit ook geschreven als f 'c; de apostrof wordt er in dit verband niet meer bij geschreven).

Omgevingsverschijnselen e.d.: 
- temperatuur 20 graden C +/- 2 graden
- relatieve vochtigheid >= 90% dus behoorlijk vochtig (uit de waterbak of klimaatkamer en afgedroogd met een doek)
- de bezwijkbelasting wordt bepaald op 10 kN nauwkeurig 
- de drukbank mag een digitale of analoge uitlezing hebben
- de afwijking van de drukbank mag voor externe verificatielaboratoria 1% zijn en voor interne controles 3%
- vóór de bezwijkproef wordt de volumieke massa van het proefstuk bepaald.

De karakteristieke kubusdruksterkte was oorspronkelijk de druksterkte van tenminste 95% van alle gemeten kubussen van een bepaalde partij beton. NEN-EN 206 noemt een aantal criteria. Er zijn verschillende mogelijkheden om van de gemiddelde kubusdruksterkte naar de karakteristieke kubusdruksterkte te komen.

Bepaling of voldaan wordt aan de vereiste druksterkte (keuringscriteria voor kubusdruksterkte)
- Volgens NEN-EN 206-1 wordt of werd de vereiste druksterkte van beton gecontroleerd door de kubusdruksterkte van 15 proefkubussen te bepalen. Het uit de resultaten berekende gemiddelde (fcm) moet tenminste 1,48 maal de uit dezelfde resultaten berekende standaardafwijking (σ) boven de vereiste karakteristieke druksterkte (fck) liggen. Dat wil zeggen:  fcm >= fck + 1,48 * σ [N/mm2 ofwel MPa]. 
(De kubusdruksterkte wordt ook geschreven als fck:cube en de cilinderdruksterkte fck:cil of fck:cyl. Zonder extra aanduiding is meestal sprake van de kubusdruksterkte.)
Voor de bepaling of beoordeling wordt zowel naar de productiewijze gekeken (family concept). Er zijn in beide omgevingen twee criteria waaraan de gemiddelde kubusdruksterkte fcm moet voldoen; aan beide criteria moet worden voldaan:

- Aan de hand van de excentriciteit u (de factor van de goedkeurkans; zie de grafiek onderaan) wordt de karakteristieke kubusdruksterkte bepaald met de formule: 
fck = fcm - u * σ [N/mm2]
waarbij 
fck = de karakteristieke kubusdruksterkte
fcm = de gemiddelde kubusdruksterkte
u = de excentriciteit
σ = standaardafwijking.
Het aantal proefkubussen is afhankelijk van de cementklasse en de partijgrootte per stortdag.

- Voor gangbare betonsamenstellingen is de betonsterkte aan de hand van de watercementfactor (wcf) redelijk te voorspellen (De Betonpocket van Betonhuis):

f_cm,cube(n) = a*N_n + b/wcf - c

waarbij:
f_cm,cube(n) = de gemiddelde kubusdruksterkte na n dagen verharding

N_n = de normsterkte van het gebruikte cement na n dagen

a, b en c zijn coëfficiënten waarvan de grootte bepaald wordt door de gebruikte grondstoffen in het beton:

- De sterkteklasse wordt bepaald door de kubusdruksterkte. Bijvoorbeeld C25/30 correspondeert met een gemiddelde cilinderdruksterkte van 25 N/mm2 en een gemiddelde kubusdruksterkte van 30 N/mm2; zie eventueel bij sterkteklasse.

voorbeeld van een apparaat om de kubusdruksterkte van een proefstuk te bepalen en wat er op het moment van bezwijken meestal plaatsvindt; de wrijving tussen drukplaten en blok beton houdt het blok vast waardoor in eerste instantie het beton afspringt aan de zijkanten (okays enterprises, betoncentrale eemsmond):

voorbeeld van een mal om de proefkubussen in te maken (okays enterprises):

omrekentabel riblengte kubussen en belastingstempo van de proef; klik voor groter (de betonpocket van betonhuis):

relatie watercementfactor (wcf) en 28-daagse kubusdruksterkte voor 2 cementsoorten; let op: het luchtgehalte is van invloed op de betonsterkte; reken op 5% sterkteverlies per ingebrachte % lucht t.o.v. het referentie luchtgehalte (de betonpocket van betonhuis):

bepaling van de excentriciteit u uit de keuringskarakteristiek voor de keuringseis van nen-en 206-1 voor series van 15 kubussen; klik voor groter (keuringskarakteristiek: x15 - 1,48.σ >= f 'ck; bron de betonpocket van betonhuis):

NEN-EN 206 is sinds 2017 "NEN-EN 206+NEN 8005:2017 nl".
Het vervaardigen en bewaren geschiedt volgens NEN-EN 12930-2, het meten na 28 dagen volgens 12930-3 terwijl de eisen aan de drukbank vermeld zijn in 12930-4.

Zie ook sterkte, sterkteklasse.

Eng. cube compressive strength (met dank aan Ralph Houston)