I I IBETONTECHNOLOGIE IHECHTING VAN JONG BETONAAN OUD BETONprof.drJ.Bijen, Technische Universiteit Delft, faculteit Civiele Techniek, sectie Materiaalkundedr.ir.P.E.Roelfstra en dr.ir.T.Salet, Intron Structural and Materials Engineering BV, HoutenEen duurzame hechting van jong beton aan oud beton is van toenemend belang,zowel voor nieuwe als voor bestaande constructies die op duurzame wijze moetenworden hersteld. Gebleken is dat er een gebrek aan kennis is omtrent het gedrag vanjong beton met betrekking tot de sterkte-ontwikkeling, temperatuur- envochtbeweging, chemische krimp en tijdsafhankelijke vervormingen (kruip enrelaxatie). Dit gebrek aan kennis heeft er nogal eens toe geleid dat beton tochonthecht ofscheurt. Ook bestaat de mogelijkheid dat er, om scheurvorming tevermijden, te vergaande maatregelen worden getroffen, waardoor onnodigmeerkosten ontstaan.Bij nieuwe betonconstructieswordt in toenemende mate be-? ton zonder scheuren gevraagd.Dit betreft zowel de stortvoegen, dievaak als 'grote scheuren' functionerenen een gemakkelijke entree bieden aanagressieve stoffen, als scheuren in hetjonge beton als gevolg van tempe-ratuurbeweging, chemische krimp eridergelijke, die door het onderliggendeoudere beton worden verhinderd. Be-kende constructies waaraan zware eisenmet betrekking tot de scheurvormingzijn gesteld in verband met de duur-zaamheid, zijn de St0rebaelt-bruggen.Bij vloeistofhoudende of-werende con-structies zoals tunnels, waarbij devloeistofdichtheid uitsluitend van hetbeton afhangt, is het vermijden vanscheuren al langer een vereiste. In hetkader van de bodembescherming zijndaar de laatste jaren de vloeistofdichtevloeren bijgekomen.Betonreparatie is in de laatste decenniabinnen de betonwereld een specialebranche geworden, die zich ontwikkel-de toen bleek dat het materiaal betonniet zo onderhoudsloos was als altijdwas gedacht en niet straffeloos toelaatdat de in normen en bestekken gesteldeeisen worden genegeerd. Aanvankelijkwaren er voor reparatie van beton geennormen en richtlijnen, de laatste jarenzijnCUR-aanbevelingenverschenen. Inveel landen is echter geen volledig pak-ket normen voor de reparatie van betonbeschikbaar.Een belangrijk onderdeel van een suc-cesvolle reparatie is een duurzame76hechtingvande reparatiematerialenaanhet aanwezige beton. De verschillendemechanismen die de duurzaamheid vande hechting be?nvloeden zijn wel be-kend, maar het relatieve belang ervannieten er is geen alles omvattend reken-model beschikbaar. Het mag dan ookgeenverbazing wekken dat er in een pe-riode van snelle marktontwikkelingmet achterblijvende kennisontwikke-ling, wel eens wat fout ging. Niet zeldenkwamen de problemen voort uit het te-kort aan hechting van het reparatie-materiaal aan het onderliggende oudebeton.Zo bleek in 1984 uit een veldonderzoekin Nederland, dat een aanzienlijk deelvan nieuw aangebrachte vloeren op be-staande balkonplaten binnen enkeleja-ren in een aanzienlijke mate onthech-tingvertoonde. Ditbetrofzowelvloerengebaseerd op polymeren als op cement-basis [1]. Kennelijk ook tot verrassingvande betonreparatiebedrijven,wantzijhadden zelf de verschillende projectennaar voren gebracht.Een deel van de problemen is mogelijkvoortgekomen uit gebrek aan kwali-teitszorg. Inmiddels is dit laatste, ookdoor middelvancertificatie conform deErkenningsregeling Betonreparatiebe-drijven, aanzienlijk verbeterd.Dit onderwerp staat in dit artikel echterniet centraal,wel hetkennisveld metbe-trekking tot de hechting van het nieuweaanhetoude beton. Deverschillende in-vloedsfactoren worden besproken; eni-ge ontwikkelingen worden aangegevenmet betrekking tot de modellering enhet op basis daarvan ontwerpen vancomputerprogramma's. Hiermee kun-nen de constructeur en de reparatie-adviseur komen tot een duurzame repa-ratie ten aanzienvan de hechting en kande gevoeligheid voor de verschillendeinvloedsfactoren worden ingeschat.Factoren die de hechtingbe?nvloedenIn het algemeen blijktde binding tussenoud beton enjong beton, ofhet nujongcement- of polymeergebonden betonbetreft, niet te zijn gebaseerd op chemi-sche binding, maar op een combinatievan verschillende fYsische krachten. Ditzijn met name de Van derWaals-krach-ten, de mechanische 'interlocking' enmisschien ook in enige mate waterstof-brugvorming. Voor jong beton op ce-mentbasis zijn ook capillaire krachtenvan belang.De eerste voorwaarde waaraan moetworden voldaan om tot hechting te ko-men, is dat het hechtmiddel in staatmoetzijn het oppervlak, in dit geval dusvan het oude beton, te bevochtigen. Inhet geval van eenjong cementbeton opeen oud cementbeton is dat in het alge-meen geen probleem. De oppervlakte-energieen van het oude en hetjonge be-ton zijn gelijk. Dat betekent dat er eenkleinecontacthoek aanwezig zal zijn.Voor een optimale bevochtiging is eenoppervlaktespanning van het hecht-middelvereist, gelijkaanoflagerdandievan de ondergrond, maarvoor een opti-male hechtenergie moet de oppervlak-te-energie van het hechtmiddel in hetalgemeen wat hoger zijn dan van hetjonge beton.Cement 1993 nr. 111 Effect van zowel de mate vanwateropzuiging van steen,weergegeven met het Hallergetal, alsvan het luchtgehalte op de hechtsterkteat van metselmortel [5)B =baksteenK=kalkzandsteen0,6-+---~----------~--N 0,4 +--+~~L.;=-"LC:::::::::~:2::S~~~~~-_E~ 0,3+-_-~-_~~0>-"~_~eL!;L------=:~~~"';;;"'~~~~~_ _zl:) 0,2 -+-~~--------- """",,,-=~,...;t