Het proces start bij de menger. Twee batches zijn nodig voor een zuivere vergelijking. De ene mortel bestaat uit louter referentiecement, terwijl in de tweede partij een vastgesteld gewichtspercentage van dat cement is vervangen door de reactieve vulstof. Denk aan poederkoolvliegas of silica fume. De specie gaat in stalen mallen. Hieruit ontstaan prisma’s van exact 40 x 40 x 160 millimeter.
Conditionering is essentieel. De proefstukken verblijven in een klimaatkast of onder water bij een constante temperatuur van 20 graden Celsius om voortijdige uitdroging te voorkomen. De klok tikt. Na vaste periodes, meestal 28 of 90 dagen, vindt de destructieve beproeving plaats op een drukbank. De machine perst de blokjes tot ze bezwijken. Men registreert de maximale last. Door de gemiddelde druksterkte van de testmortel te delen door die van de referentiemortel, komt de activiteitenindex tot stand. Een ratio uitgedrukt in procenten. Het is een technisch traject waarbij elke afwijking in temperatuur de uitkomst direct vertroebelt.
Niet elke vulstof reageert hetzelfde. De activiteitenindex wordt daarom strikt gecategoriseerd naar het type materiaal dat men onderzoekt. Bij poederkoolvliegas (conform NEN-EN 450-1) is de index de standaardmaatstaf voor puzzolane activiteit. Hierbij kijkt men kritisch naar de bijdrage op de lange termijn. Silicastof (silica fume) kent een eigen regime onder NEN-EN 13263-1. Vanwege de extreme fijnheid en hoge reactiviteit van silica liggen de indexwaarden hier vaak significant hoger dan bij vliegas. Het is een ander beestje. Dan is er nog metakaolien of gecalcineerde klei. Elk materiaal heeft een eigen referentiekader. Een index van 75% voor vliegas betekent iets heel anders voor de duurzaamheid dan een vergelijkbare waarde voor een trage hydraulische toeslag.
Tijd is de grote scheidsrechter in de betonchemie. In de praktijk onderscheiden we de 28-daagse en de 90-daagse activiteitenindex. De 28-daagse test is de standaard. Het geeft een snelle indicatie. Maar voor materialen met een trage reactie, zoals bepaalde vliegassen, is die vroege meting vaak onvoldoende representatief voor de uiteindelijke sterkteontwikkeling. De puzzolane reactie komt immers pas goed op gang wanneer er voldoende calciumhydroxide is vrijgekomen bij de hydratatie van de portlandcementklinker. Daarom hanteert de industrie de 90-daagse index als de definitieve graadmeter voor de werkelijke potentie. Het is een kwestie van geduld. Soms is een materiaal na vier weken nog een 'luie' vuller, om na drie maanden alsnog een krachtig bindmiddel te blijken.
Pas op voor begripsverwarring. De activiteitenindex is een laboratoriumwaarde, een percentage verkregen uit gestandaardiseerde mortelprisma's. Het is een intrinsieke materiaaleigenschap onder ideale omstandigheden. De k-factor (efficiëntiefactor) is echter het instrument van de betontechnoloog in de mengselberekening. De k-factor vertaalt die index naar de praktijk van het betonrecept. Waar de index simpelweg een ratio is, bepaalt de k-factor hoeveel kilogram cement je daadwerkelijk mag vervangen door een kilogram vulstof in je water-cementfactorberekening. De index is de basis; de k-factor is de toepassing. Wie deze twee verwisselt, maakt kapitale fouten in de sterkteklasse-berekening van de constructie.
Normen bepalen de grens. Zonder getal geen garantie. Voor poederkoolvliegas dicteert de Europese norm NEN-EN 450-1 de harde spelregels voor de activiteitenindex. Het is de drempelwaarde voor acceptatie. De wetgever verlangt dat bouwmaterialen veilig en voorspelbaar presteren, wat via het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) indirect terugslaat op de toegepaste normen in de betonindustrie. Bij silicastof geldt NEN-EN 13263-1 als leidraad. De index is daar geen vrijblijvende suggestie maar een dwingende eis voor het verkrijgen van een CE-markering.
Beproeven gebeurt strikt volgens NEN-EN 196-1. Waarom? Omdat uniformiteit in de druksterktemeting essentieel is om appels met appels te kunnen vergelijken in een markt waar grondstoffen grensoverschrijdend worden verhandeld. De normering stelt heldere grenzen; vliegas moet na 28 dagen vaak een index van minstens 75% halen, terwijl na 90 dagen de 85% aangetikt dient te worden. Haalt een partij dat niet? Dan degradeert de vulstof juridisch en technisch gezien tot een inerte vulstof. Een dure zandvervanger zonder enige constructieve meerwaarde in de k-factor berekening. NEN-EN 206 en de Nederlandse aanvulling NEN 8005 vormen hierbij de overkoepelende kaders waarin het gebruik van deze indexwaarden is vastgelegd voor de uiteindelijke betonmortelproductie en de certificering door instanties zoals Kiwa of KOMO.
Vroeger was cement de onbetwiste koning. Portlandcement vormde de enige basis voor sterkte. Na de Tweede Wereldoorlog veranderde het speelveld door de enorme vlucht van de zware industrie. Kolencentrales produceerden bergen poederkoolvliegas. Afval of grondstof? Die vraag dwong tot onderzoek. In de jaren '50 en '60 van de vorige eeuw begon de betonsector voorzichtig te experimenteren met deze reststromen. Het was pionieren. Men zag dat de vliegas reageerde met de kalk die vrijkwam bij de hydratatie van cement, maar een eenduidige meetlat ontbrak. De behoefte aan een objectief getal om de 'puzzolane potentie' uit te drukken werd urgenter naarmate de milieuwetgeving strenger werd.
De techniek verschoof van nattevingerwerk naar harde chemie. In de jaren '70, gestuwd door de oliecrisis en de zoektocht naar energiezuinigere bouwmethoden, zocht de wetenschap naar een gestandaardiseerde vergelijking. Hoe presteert een mengsel met 'vervuiling' ten opzichte van het zuivere referentiemateriaal? Dit leidde tot de formulering van de activiteitenindex zoals we die nu kennen. Geen complexe theoretische formules, maar een praktische drukproef. Mortelprisma's van 40 bij 40 millimeter werden de universele taal. De introductie van silica fume in de jaren '80, een bijproduct uit de Noorse ferrosiliciumindustrie, versterkte de noodzaak voor deze index alleen maar. Silica was immers vele malen reactiever dan vliegas. Het indexcijfer werd de scheidsrechter tussen een passieve vulstof en een actief bindmiddel.
Met de harmonisatie van de Europese normen aan het eind van de 20e eeuw kreeg de activiteitenindex een officieel wettelijk kader. Wat begon als een methode om industriële bijproducten nuttig toe te passen, is nu een hoeksteen van de circulaire betontechnologie. De focus verschoof van puur kostenbesparing naar CO2-reductie. De index bewijst nu dat duurzaamheid en constructieve veiligheid hand in hand gaan. Zonder deze historische ontwikkeling van meetmethodieken zouden moderne betonrecepten met een lage milieu-impact simpelweg niet gecertificeerd kunnen worden.