O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVoor schr if tencement 2005 4 67Een alkali-silicareactie (ASR) inbeton is de reactie van bepaalde,reactief silica bevattende bestand-delen van het toeslagmateriaalmet alkali?n in het poriewater vanbeton. Dit leidt tot de vorming vangelvormige reactieproducten.Deze gelachtige reactieproductenzwellen door opname van porie-water, waardoor inwendige drukin het beton ontstaat. De scheurenontstaan door ASR leiden aan hetbetonoppervlak vaak tot een cra-quel?achtig patroon, waarbij in descheuren witachtige productenzichtbaar zijn. Uiteindelijk ont-staan scheuren die de mechani-sche eigenschappen kunnen be?n-vloeden, waaronder de ??nassigetreksterkte. Dit kan een ongunsti-ge invloed hebben op het gedragen het draagvermogen van de con-structie.Het is dan ook van groot belangASR tijdig te onderkennen en deconstructieve gevolgen ervan in teschatten. Met dit doel is CUR-Aanbeveling 102 "Inspecteren enbeoordelen van betonconstructieswaarin ASR wordt vermoed of isvastgesteld" opgesteld. DeAanbeveling is op hoofdlijnen inte delen in een deel waarin wordtingegaan op de inspectie en hetonderzoek van betonconstructies;een ander deel is gewijd aanrekenregels, waarmee een con-structieve toets mogelijk is. Dezerekenregels zijn deels gebaseerdop laboratoriumexperimenten.Het is om deze reden dat degehanteerde rekenregels alleenvoor specifieke constructies enonder bepaalde voorwaardenmogen worden toegepast.O p z e t o n d e r z o e kGetracht is aard en omvang vanhet onderzoek in een aantal stap-pen te beschrijven. Welke stappenToelichting bij CUR-Aanbeveling 102Beoordeling ASR-schadeir. C.A. van der Steen, TechnoConsult B.V./secretaris CUR-onderzoekcom-missie C106De aanwezigheid van ASR kan grote gevolgen hebben voor de constructieveveiligheid van een betonconstructie. Zozeer zelfs dat sloop soms het enige isdat rest. Onderkennen van de aanwezigheid van ASR en het vaststellen van deschadelijkheid daarvan, is dan ook van groot belang. Om opdrachtgevers eenhandvat te geven bij het voorschrijven van onderzoek, adviesbureaus voor hetuitvoeren van onderzoek en constructiebureaus voor het toetsen van con-structies met ASR, is als redactionele bijlage bij het vorige nummer vanCement CUR-Aanbeveling 102 verschenen.1 |Ruim zeventig jaar oudeschutsluis bijKornwerderzand; aantas-ting door ASR ?n sulfatenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVoor schr if tenmoeten worden genomen, hangtaf van de vraagstelling (zie tabel 1in de Aanbeveling). In de praktijkzal een keuze mede wordenbepaald door de overlast en hinderdie gepaard gaat met de monster-name als ook de omvang van deconstructie. Zo zal bij relatief klei-ne constructies ? bijvoorbeeld eenbetonnen brug over een sloot -enkel de indicatie dat sprake isvan ASR voldoende kunnen zijn.Kosten van meer onderzoekwegen dan niet op tegen vervan-ging. Bij grootschalige construc-ties ligt dit natuurlijk anders.De CUR-Aanbeveling maaktonderscheid in vier klassen.Ori?nterende inspectie (klasse I)Dit is een inspectie met het doeleen beeld te krijgen of er sprake isvan ASR of dat de vastgesteldescheuren naar verwachting eenandere oorzaak hebben. Bij dezeori?nterende inspectie moet bij-voorbeeld worden nagegaan of ersprake is van een craquel? scheur-patroon, al dan niet met eenbepaalde voorkeursrichting.Belangrijk is ook na te gaan of ditpatroon lokaal voorkomt of overhet gehele oppervlak. Aandachtverdienen ook aspecten die wijzenop vormveranderingen van deconstructie, zoals aanlopen vaneen dek. De ori?nterende inspec-tie is puur visueel gericht.Technisch onderzoek (klasse II)Bij deze volgende stap wordt over-gegaan tot monstername. In hetbijzonder het nemen van boorker-nen om hierop polarisatie- enfluorescentiemicroscopie uit tecement 2005 4682, 3 | Spuisluizen bijKornwerderzand; ookruim zeventig jaar oudO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVoor schr if tenvoeren. Ook moet bij dit onder-zoek het scheurpatroon meernauwkeurig worden vastgelegd.Tevens heeft in dit technischonderzoek een eerste constructie-ve toets plaats. Getoetst moet wor-den of de gemeten treksterkte vankernen voldoet aan het zogenoem-de lage treksterktecriterium. Ditcriterium houdt in:fbm,ref< 0,7(1,00 + 0,05f?cc,ontw)waarin:fbm.refis de gemiddelde ??nas-sige treksterkte bepaaldop basis van proefstuk-ken;f?cc,ontwis de tijdens het ontwerpaangehouden gemiddel-de kubusdruksterkte.De factor 1,00 wijkt af van die inde VBC en geeft een betere bena-dering van de splijttreksterkte alsdeze wordt afgeleid van de druk-sterkte. In de VBC is voor 1,05gekozen om precies uit te komenop de waarden voor fb. De factor0,7 in bovenstaande toets komtmaar toevallig overeen met die uitde VBC.Gericht onderzoek (klasse III)De volgende klasse van onderzoekbetreft feitelijk meer monsternamein de vorm van boorkernen om opbasis daarvan een beter, meerbetrouwbaar beeld te krijgen vanmateriaaleigenschappen. Hetvormt de opmaat voor het con-structief onderzoek. Ook moet hetgericht onderzoek duidelijk makenwelke beheersmaatregelen geno-men kunnen of moeten worden.Constructief onderzoek (klasse IV)Het constructief onderzoek zelf isverdeeld in drie subklassen. Peroplopende klasse worden de bere-keningen steeds complexer. Bijeen klasse IVA is sprake van een`handmatige' controle op dwars-kracht in maatgevende doorsne-den. De meest uitgebreide klasseis IVC, waarbij het gaat om eenconstructieve toets van de geheleconstructie.In het stroomschema zoals opge-nomen in figuur 1 van de Aan-beveling zijn de diverse stappenin samenhang weergegeven.R a p p o r t a g eEvenals bij het onderzoek zelf, isook de rapportage in een aantalklassen opgedeeld. Onderscheidenworden:? klasse A: rapportage van degegevens;? klasse B: rapportage van degegevens en te nemen maatre-gelen;? klasse C: rapportage van degegevens en te nemen beheers-maatregelen.Het verschil tussen te nemenmaatregelen en te nemenbeheersmaatregelen is gelegen inhet feit dat bij maatregelen meerwordt gedacht aan directe voorzie-ningen die nodig zijn. Gedachtkan worden aan ondersteuning,aslastbeperking of zelf afsluiten.Bij beheersmaatregelen moetmeer worden gedacht aan maatre-gelen om de ontwikkeling vanschade te volgen, te vertragen danwel te stoppen. De Aanbevelinggeeft in een tabel enige richtingaan mogelijke beheersmaatrege-len.U i t e e n v o l g t a n d e rDe indeling in klassen van zowelonderzoek als rapportage bewijstzijn nut voor opdrachtgevers.Door simpelweg ??n of meer klas-sen onderzoek en een klasse rap-portage voor te schrijven, samenmet een verwijzing naar de CUR-Aanbeveling, ligt voor het onder-zoeksbureau vast wat er gedaanmoet worden. Een beperkt aantalaspecten zal nog aanvullend over-eengekomen moeten worden. Hetis dit aspect dat de Aanbevelingalleen hierom al tot een dank- enbruikbaar document maakt.C o n s t r u c t i e v e t o e t sDe commissie die de Aanbevelingheeft opgesteld, is vele jaren actiefgeweest. Niet zozeer was dit nodigom de indelingen voor onderzoeken rapportage vast te stellen. Veelmeer heeft de discussie gewoedover de constructieve toets en dedaarbij te hanteren rekenregels.Uiteindelijk heeft dit geleid tot devolgende grondslagen in geval vantoetsing op dwarskracht.? hanteren van 8.2.1, respectieve-lijk 8.2.2 van NEN 6720, waarbijwordt uitgegaan van een gemid-delde treksterkte van proefstuk-ken (zie formule hiervoor);? onder voorwaarden mogen deexperimenteel bepaalde reken-regels worden toegepast voor deopneembare schuifspanning;? er mag in elk geval geen grotererekenwaarde worden gehan-teerd dan bepaalde berekendewaarde.Een aantal aandachtspunten heefteen rol gespeeld. Als voorbeeldworden enkele daarvan genoemd.Op de eerste plaats is het belang-rijk te constateren dat een lagetreksterkte niet per definitie uniekis voor constructies met ASR. Ookbij niet door ASR aangetaste con-structies blijkt soms sprake te zijnvan een lage-treksterkteprobleem[1]. De Aanbeveling richt zich ech-ter op alleen de combinatie ASRen lage treksterkte.Het bepalen van de treksterkte iseen beproeving die, vergelekenmet bijvoorbeeld de druksterkte,een relatief grote spreiding kent.Zelfs indien veel proeven metelkaar in verband werden gebracht,bleek de relatie beperkt. Een opti-mum moest worden gezocht tus-sen het aantal proeven en het inrekening brengen van spreiding.Uiteindelijk is er, op basis van zeerveel proefnemingen uit diverseconstructies, gekozen voor eenopgelegde standaardafwijking omuit de treksterkteresultaten eenrepresentatieve waarde te herlei-den. In de Aanbeveling is dan ookde hiernavolgende formule opge-nomen voor de representatievegemiddelde ??nassige treksterktefbm,ref. De waarde van 0,75 is daarbijhet product van de opgelegde stan-daardafwijking van 0,45 en de`k-waarde' 1,64 behorende bij een5% overschrijdingswaarde.cement 2005 4 69O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eVoor schr if ten0,75fbm,ref= fbm(n) - ______nEen van de rekenmethoden dieworden beschreven, is gebaseerdop onderzoek gedaan door de TU-Delft op proefstukken afkomstiguit een kunstwerk met ASR [2].Daarbij is een specifiek bezwijkpa-troon vastgesteld. Ook bleek spra-ke van een duidelijke anisotropiein ??nassige treksterkte. Toestaanvan de rekenregels gebaseerd opdit onderzoek, moest dan ook aanvoorwaarden worden gekoppeld.Meer concreet mag deze rekenre-gel alleen worden toegepast:? bij plaatvormige constructiesmet een dikte van ten minste400 mm;? als er wapening in twee richtin-gen (in het vlak) is toegepast;? als de schade door ASR heeftgeleid tot horizontale scheuren(delaminatie evenwijdig aan hetplaatvlak);? als hierdoor sprake is van`anisotropie' in de ??nassigetreksterkte.Om de rekenregels toe te mogenpassen moet eigenlijk dus wordengetoetst of er sprake is van eenanisotropie in ??nassige treksterk-te. Dit vereist aanvullende kernbo-ringen en onderzoeken. Omdatdan kernen moeten wordengeboord in het vlak van een plaat,is dit geen eenvoudige opgave. Nade nodige discussie is uiteindelijkbesloten niet verplicht voor teschrijven dat ook in de andere rich-ting moet worden getoetst op ??n-assige treksterkte. Het mag duswel, maar is niet `verplicht'. Eenrol heeft daarbij gespeeld dat ergeen rekenregels beschikbaar zijnin de Aanbeveling indien de trek-sterkte in beide richtingen `laag' isals gevolg van ASR. De ene onze-kerheid wordt dan slechts door deandere ingewisseld.Ondanks de beperkingen ten aan-zien van de constructieve toets,vormt de Aanbeveling een goedhulpmiddel om ASR te onderken-nen en de schadelijke gevolgenervan in te schatten. L i t e r a t u u r1. Siemes, A.J.M., Onverwachtlage treksterkte in betoncon-structies. Cement 2002, nr. 7.2. Uijl, J.A. den, en Kaptijn, N.Afschuifdraagvermogen vanplaatbruggen aangetast doorASR. Cement 2001, nr. 5.cement 2005 4704, 5 | Haukesschutsluis, eenvoormalige zeesluisgelegen aan hetAmstelmeer (NH). ASRheeft de constructie inzoverre ondermijnd datde constructieve veilig-heid eigenlijk nietmeer gewaarborgd is.Na het schutten van desluis zet de sluiswach-ter de kolk direct weervol om de druk van dewanden af te halen.Inmiddels wordt openige afstand een nieu-we sluis gebouwdfoto's: Peter de Vries/ENCI