\037
\037\036\037\036\037\035
7
\037\037\036\037\035
\037
\016\030\r\032\f\025\013\032\031\n\032\f
\037\037\037
I
met passie
v \037\037\036\035\034\034\033\035\032
\020\033\035\021
\037\036\035\034\037\033\032\031\034\030
\032\035\024\034\037\023\013
\034
\007\025\037\n\035
\035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017
\035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\
\037\003
\024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013
\032\035\022\005\037\t
\032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\
\017
\033\026
\036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013
\n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034
\025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035
\037
\037\036\035\034
\032\031\030\027\036\034\030\026
\037\036\035\036\034\033
\037 \036\035\035\034\037\033\032\035\032\037\030 \037\013\013\013
partners
CEMENT 7 2023 ?1
2? CEMENT 7 20 23
26 In vloed kruip op autogene
krimp
W at als autogene krimp deels uit
kruip bestaat?
36 Onderwaterbeton:
v
erbeteren van ontwerpeffi-
ciënt
ie door parametrisatie
O nderzoek naar het effect van ont-
we
rpparameters en de toegevoegde
waar
de van staalvezelwapening in
onderwaterbetonvloeren.
Artikelen
6 W alking columns en vinnen
in const
ructie Q Residences
Niet allee n de gevel is bijzonder, ook
de uitgekie
nde constructie spreekt
t
ot de verbeelding.
14 Onderz oek hergebruik
pr
efab beton
M ogelijkheden hergebruik prefab-
bet
onelementen onderzocht in
int
ernationaal project ReCreate.
22 De juist e vragen
I nterview met Constructeur van het
J
aar 2023 Hans de Wit en Koploper
D
uurzaamheid Niki Loonen.
14 36
Foto voorpagina:?Q Residences in Amsterdam, foto: Bart van Hoek i.o.v. Imd Raadgevende Ingenieurs
COLOFON
Cement, vakblad over betonconstructies, is hét
vakblad van en voor constructeurs en verschijnt
8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel
van het kennisplatform Cement, een uitgave
van Aeneas Media bv in opdracht van het
Cement&BetonCentrum.
Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8,
Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch
T 073 205 10 10, www.aeneas.nl
Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd-
redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk,
ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy
Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs
Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter),
ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir.
Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel
Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest,
ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen,
ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der
Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick
Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël
Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom,
dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte
Uitgever/vakredacteur ir. Jacques Linssen
j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22
Planning en coördinatie Hanneke Schaap
h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19
Eindredactie Hanneke Schaap
Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven
Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch
Media/advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl,
T 073 205 10 23
Klantenservice klantenservice@aeneas.nl
T 073 205 10 10
Website www.cementonline.nl
Overname artikelen Overname van artikelen en
illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke
toestemming.
Lidmaatschappen 2023 Kijk voor meer
informatie over onze lidmaatschappen op
www.cementonline.nl/lidworden of neem
contact op via abonnementen@aeneas.nl of
073 205 10 10.
Voorwaarden Je vindt onze algemene voor-
waarden op www.cementonline.nl/algemene-
publicatievoorwaarden Hoewel de grootst
mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van
het blad, zijn redactie en uitgever van Cement
niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke
aard ook, van handelingen en/of beslissingen
gebaseerd op de informatie in deze uitgave.
Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt
beeldmateriaal worden achterhaald. Belang
-
hebbenden kunnen cont
act opnemen met de
uitgever.
ISSN 0008-8811
Inhoud
Vakblad over betonconstructies
CEMENT 7 2023 ?3
In een van onze laatste redactie-
vergaderingen ging het over de
populariteit van het vak con-
structeur. Een lezer maakte zich
hier zorgen om, aangezien er
minder instroom is en er meer
constructeurs stoppen met het
vak. Meer dan genoeg reden
om ambassadeurs van het
constructeursvak in dit nummer
het woord te geven. Construc-
teur van het jaar Hans de Wit
en koploper duurzaamheid
Niki Loonen vertellen over de
uitdagingen in de bouw voor
constructeurs.
Dat het constructeursvak heel
breed en uitdagend is blijkt
weer eens uit de grote variëteit
van artikelen in dit nummer.
Laat ik inzoomen op de reken-
rubriek, waarin veel energie
wordt gestoken. Niet alleen door
de opstellers van de rekenvoor-
beelden, maar ook door de
soms wel vijf verschillende
experts die een artikel reviewen
en er de tijd voor nemen om
verkeerde aannamen eruit te
halen, en de juiste nuanceringen
Instroom en uitstroom
aan te brengen. Het hele proces
is daarmee een bewijs van
ontzettend veel liefde voor het
vak van constructeur.
In deze 75ste jaargang laat ik
in mijn hoofdredactioneel
anderen aan het woord. Dit
keer Ashleigh Groos, een expo-
nent van de nieuwe instroom:
"Het vakblad Cement heb ik
leren kennen door mijn studie,
Civiele Techniek aan de Haagse
Hogeschool. Tijdens deze studie
werd door docenten geadvi-
seerd een studentenlicentie aan
te vragen. Dit heb ik destijds
gedaan, maar weinig tijd geno-
men om het daadwerkelijk in
zijn geheel door te nemen. Tot
ik tijdens mijn afstuderen ge-
vraagd werd of mijn afstudeer-
onderwerp niet interessant zou
zijn voor een artikel in Cement.
En zo geschiedde! Het is mooi
dat Cement deze kans biedt
aan beginnende constructeurs.
Ik vind het blad een goede
manier van kennis delen over
beton. Er worden onderwerpen
aangesneden waar ik zelf niet
bij stil sta of nog niets van wist.
Het is een leerzaam blad dat
zeker nu in mijn aandachtsveld
blijft!".
Ik heb hier niets aan toe te
voegen.
Max Hendriks
Voor reacties: cement@aeneas.nl
50
En verder
5 R ekenen aan een iconisch
casinogebouw
Gesponsor d artikel van Buildsoft.
5 Q uickScan voor snel inzicht
in cir
culaire mogelijkheden
Gesponsor d artikel van Nebest.
34 M ijn koffer staat gepakt
Column M aya Sule.
44 R ekenen in de praktijk 23:
Opdrijv
en kelder
W aar moet je rekening mee houden
bij ee
n opdrijfberekening?
50 In het w erk gestort
theatergordijn
D e Swiss Life Arena in Zürich heeft
de gr
ootste aaneengesloten zicht-
bet
ongevel van Europa.
4? CEMENT 7 20 23
auteurs
ir. Tana Bakal RC
IMd Raadgevende Ingenieurs p. 6 ? 13
ir. Maartje Dijk
Witteveen + Bos p. 44 ? 49 ir. Pim Peters RO
IMd Raadgevende Ingenieurs p. 6 ? 13
ing. Niki Loonen ABT bv
p. 22 ? 25
ir. Thijs Lambrechts
T U/e
p. 14 ? 20 ir. Maya Sule
Rijkswaterstaat GPO p. 34 - 35
prof.ir. Simon Wijte
TU/e en Adviesbureau Hageman p. 14 ? 20
prof.dr.ir. Klaas van Breugel
TU Delft, fac. CiTG
p. 26 ? 31
ir. Kirsten Hannema
Freelance architectuurjournalist
p. 50 ? 55
ir. Pim van Starrenburg
BAM Infra Nederland
p. 36 ? 42
ir. Jacques Linssen
Redactie Cement / Aeneas Media
p. 22 ? 25 ir. Marcel Vullings
TNO
p. 14 ? 20
ir. Hans de Wit
Royal HaskoningDHV / Tunnel
Engineering Consultants (TEC)
p. 22 ? 25
Aan dit nummer van Cement werkten mee:
CEMENT 7 2023 ?5
gesponsorde berichten
Bouwmaterialen worden
steeds schaarser en duurder.
Als we onze Rijksbrede doelstel-
ling 'Nederland circulair in 2050'
willen bereiken, moet er iets
veranderen in de manier waarop
we met gebouwen en de beschik -
bare voorraad aan materialen
omgaan. Hergebruik van gehele
gebouwen of onderdelen daar-
van speelt in deze circulaire
transitie een fundamentele rol.
Maar hoe kom je als gebouw- beheerder erachter welke kansen
voor hergebruik van gebouwen
er zijn? Hoe voorkomen we grote
investeringen in onderzoek
zonder dat er enig zicht is op
hergebruikpotentie? Om gebouw-
beheerders hierbij te kunnen
helpen, lanceerden Nebest,
Planalogic, IMd Raadgevende
Ingenieurs, IDDS, Markus BV en
Building Changes op donderdag
28 september de QuickScan
Circulaire Bouwstromen.
QuickScan
voor snel inzicht in circulaire mogelijkheden
In Middelkerke in België
wordt de laatste hand ge-
legd aan een nieuw iconisch
casinogebouw.
Op een twee
verdiepingen hoge sokkel, waarin
onder meer het casino is gehuis-
vest, staan zes verdiepingen van
het torengebouw. Het is vooral
deze boldervormige bovenbouw
die van een afstand de aandacht
trekt. Voor de uitwerking van het
constructief ontwerp is gekozen
voor een pragmatische mix van
2D- en 3D-rekenmodellen in func -
tie van de grote constructieve
vragen. "Geheel in lijn met het constructief traject dat we bij
aanvang van dit project hadden
uitgestippeld, hebben we met de
Diamonds rekensoftware van
BuildSoft afzonderlijke 3D-moe-
dermodellen gebouwd voor het
torengebouw, de sokkel en de
parkeerkelder, waar nodig aan-
gevuld met afgeleide 2D-reken-
modellen. Dankzij de vele handi-
ge hulpmiddelen die Diamonds
biedt, konden de modellen vlot
worden opgebouwd", aldus pro-
jectingenieur Bruno De Maegd
van het Belgische Cobe.
Rekenen aan een
iconisch casinogebouw
WWW.CEMENTONLINE.NL
/CASINOMIDDELKERKE
Meer over het casinogebouw in Middelkerke en
hoe Cobe het rekenprogramma Diamonds
van Buildsoft heeft ingezet bij het constructief
ontwerp, staat in het volledige artikel op
www.cementonline.nl/casinomiddelkerke .
WWW.CEMENTONLINE.NL
/QUICKSCAN
Meer over de mogelijkheden van de QuickScan
Circulaire Bouwstromen staat in het volledige
artikel op www.cementonline.nl/quickscan.
Thijs Noordhoek peilt wat het
publiek al aan hergebruik doet
1 Woontoren Quartz, foto: Bart van Hoek
1
6? CEMENT 7 20 23
Q Residences ligt op de hoek van
de Buitenveldertselaan en de Van
Nijenrodelaan in Amsterdam.
Het
project is opgebouwd uit twee woonblokken:
Qube en Quartz (foto 2, fig. 3). Qube (de
low-rise) biedt met 30,5 m en 10 bouwlagen
ruimte aan 80 appartementen (10 woon-
units per laag). Quartz (de high-rise) is met
73 m en 24 bouwlagen aanzienlijk hoger en
bestaat uit 168 appartementen (foto 1, fig. 4).
Op de begane grond en eerste verdieping
bevinden zich commerciële ruimtes, fiet-
senstallingen en ruime entreelobbies. De
woningen voor sociale en middeldure huur
beginnen vanaf de tweede verdieping. Beide
woonblokken staan op een tweelaagse on-
dergrondse parkeergarage. Aan de afwer-
king van het maaiveld op het parkeerdek is
veel aandacht besteed. Het ontwerp van het
buitengebied is van de hand van Piet Ould-
hof, bekend van de High Line in New York. Met deze mix aan functies, het gebruik van
de openbare ruimte, het markante ontwerp
en hoge esthetische kwaliteit van de gevels,
draagt Q Residences bij aan de stedelijke
ontwikkeling van Buitenveldert.
Hoofddraagconstructie Qube
Woonblok Qube heeft een oppervlak van
cir
ca 24 x 35,8 m 2 en een hoogte van 30,5 m.
De toren is uitgevoerd in wanden-breedplaat
met vloeren van 250 mm dik bij een over-
spanning van 6,80 m. De wanden zijn ook
250 mm dik. In het midden van de platte-
grond bevindt zich een centrale kern voor
liften, trappen en installaties (fig. 3). Deze
kern waarborgt de stabiliteit. Op de eerste verdieping is deels een
vide gesitueerd (fig. 5). De vide kan in de toe-
komst worden dichtgezet; in de belastingen
is dit meegenomen.
IR. TANA BAKAL RC
Projectleider
IMd Raadgevende Ingenieurs
IR. PIM PETERS RO Raadgevend ingenieur IMd Raadgevende Ingenieursauteurs
Walking columns en
vinnen sieren
constructie woongebouw
Het nieuwe woningbouwproject Q Residences in Amsterdam Buitenveldert heeft een
iconische uitstraling. Niet alleen de gevel is bijzonder, ook de uitgekiende constructie spreekt tot de verbeelding. Niet in de laatste plaats door de uitkragende ronde vloervelden waardoor open hoeken zijn ontstaan, de technische uitwerking van de prefab-betonnen balkons en vinnen, alsook de afstemming van een van de twee woongebouwen op de parkeerkelder
door zogenoemde 'walking columns'.
Woningbouwproject Q Residences in Amsterdam heeft iconische uitstraling
CEMENT 7 2023 ?7
2 Woningbouwproject Q Residences in Amsterdam, foto: Bart van Hoek
3 Plattegrond van (a) de low-rise, Qube en (b) de high-rise, Quart, bron: Rijnboutt 4 Model van de twee torens van Q Residences
PROJECTGEGEVENS
project
Q Residences
opdrachtgever
Neoo / Kroonenberg architect
Studio Gang en Rijnboutt
constructeur
IMd Raadgevende Ingenieurs
aannemer
J.P. van Eesteren leverancier
prefab beton Decomo
2
3
4
a b
8? CEMENT 7 20
23
uitkraging vierendeelligger
Voor de constructie van dit woonblok is ge-
kozen voor vier draaglijnen met wanden in
langsrichting. Deze wanden liggen in de zelf-
de lijn als de kolommen in de parkeergarage,
waardoor geen overdrachtsconstructie
nodig is. De binnenste twee draaglijnen gaan
over van gesloten wanden op de woonlagen,
naar kolommen vanaf de eerste verdieping
naar onderen toe. Vanuit het ontwerp zijn
openingen in de wanden nodig, waardoor ze
over een relatief grote afstand uitkragen ten
opzichte van de ondergelegen kolommen
(fig. 5). Om dit op te lossen zijn deze per
verdieping via lateien gekoppeld aan het
middendeel van de wand.
De draaglijnen in de gevels bestaan uit
betonnen penanten. Deze zijn niet overal af-
gesteund op de kolommen in de onderbouw.
Ter plaatse van de begane grond en eerste
verdieping is daarom een betonnen vieren-
deelconstructie opgenomen.
Rondom de toren bevinden zich balkons. In
de gevels bevinden zich ter plaatse van de
balkons stalen kolommen. Deze kolommen
zijn niet ontworpen om de balkons te dra-
gen, maar zijn enkel toegepast om de ver-
vorming van de vloeren te beperken. De
balkons kragen uit en zijn door middel van
isokorven aan de vloeren bevestigd. De posi-
tie van de bevestigingen en de deling van de
balkons is in het voortraject vastgelegd. Op de balkons staan lokaal metselwerkwanden.
Deze dragen af op de balkonplaten, maar
zijn niet dragend.
Hoofddraagconstructie Quartz
Woonblok Quartz heeft een oppervlak van
circa 20 x 35 m 2 en een hoogte van 73,2 m.
Opvallend zijn de golvende balkons rondom
met verticale vinnen. Het betonskelet, uitge-
voerd in tunnelgietbouw, bestaat uit beton-
wanden (d = 250 mm) en betonvloeren (d =
300 mm). De vloeroverspanningen zijn 8,3 m
en 9,0 m (fig. 8).
De woontoren bestaat uit vijf draaglijnen in
dwarsrichting. In het midden bevindt zich
een centrale kern voor liften, trappen en
installaties. Deze stabiliteitskern verzorgt
de stabiliteit voor wind evenwijdig aan de
letterassen. De drie bouwmuren op de cijfer-
assen verzorgen de stabiliteit in de andere
richting (fig. 6). Met de vloerdikte van 300 mm was het
mogelijk om de dragende penanten uit de
hoeken van het gebouw te plaatsen en zo
open ronde hoeken te creëren, rekening
houdend met de diepe zware uitkragende
balkons die eraan opgehangen moesten
worden (foto 7). De gevels bestaan uit drie penanten
die de vloeren en balkons dragen. De breedte
van de penanten is uiteraard afgestemd op
de gevelindeling, maar ook op de parkeer-
5 Doorsnedes Qube, ter plaatse van (a) de middelste stramienen en (b) de gevel
De midden -
wanden in Qube
kragen door
openingen uit
en zijn daarom
opgehangen aan
lateien
a b
5
CEMENT 7 2023 ?9
6
Om de dragende
penanten voor
Quartz af te
stemmen op de
rijweg in de
parkeerkelder
zijn zogenoemde
walking columns
geïntroduceerd
6 Typische plattegrond Quartz met stabiliteitswanden
7 De dragende penanten in Quartz zijn uit de hoeken geplaatst waardoor open ronde hoeken zijn gecreëerd
vakken in de kelder. De dikte van de penan -
ten varieert over de hoogte van 400 mm tot
250 mm, zodat deze over de volle hoogte van
het gebouw dezelfde breedte konden houden.
Walking columns
Uitdaging voor Quartz was om de dragende
penanten zonder aantasting van het gevel -
beeld af te stemmen op de rijweg in de par-
keerkelder, die zich exact onder de penaten
be
vindt. Hiervoor zijn in een van de gevels zo -
genoemde walking columns
geïntroduceerd,
die een A-portaal vormen van de onderste kel -
derverdieping tot de tweede verdiepingsvloer
(
foto 9, fig. 10). Hiermee worden de grote
krachten van het woonblok afgedragen naar
de fundering. Er is gekozen voor een staalcon -
structie in de vorm van HD-kolommen.
Door de scheefstand van de benen van
het A-portaal en de asymmetrische belastin-
gen uit de bovenliggende penanten ontstaan
spatkrachten. Deze spatkrachten worden via
de vloeren naar de stabiliteitswanden geleid.
Hiervoor is voldoende wapening opgenomen
in de betreffende verdiepingsvloeren. Tussen
de benen zijn stalen koppelbalken in de vloer
opgenomen (fig. 10). In de andere gevel lopen de penanten
door tot de kelderwand (fig. 8).
Bouwput
Voor de realisatie van de tweelaagse kelder
is in het bouwteam veel afstemming geweest
tussen het constructief ontwerp en de uit- voeringsmethodiek. Verschillende alterna
-
tieven zijn de revue gepasseerd. Vanwege
risicobeheersing en bouwkosten is gekozen
voor een volledig gesloten bouwkuip door
middel van bodeminjectie. Vanwege de be-
nodigde poeren onder de hoogbouw is de
ontgravingsdiepte bepaald op NAP -10,4 m
en vanuit evenwichtsbeschouwing was een
waterafsluitende laag nodig op NAP -18,0 m.
Om de kosten van de bouwput te beperken
zijn de damwanden na gereed komen van de
begane grond direct verwijderd. Hiervoor
moest bij de fundering rekening worden ge-
houden met de opwaartse waterdruk terwijl
het gebouwgewicht nog niet aanwezig was. Rondom de hoogbouw was een stort-
strook voorzien in keldervloer, kelderwan-
den en kelderdek. Deze is na de realisatie
van de ruwbouw van het gebouw aangestort.
Hiermee kon scheurvorming in de kelder-
wanden worden voorkomen.
Fundering
De fundering van de laagbouw is vrij traditi-
oneel door palen, funderingspoeren en bal-
ken gerealiseerd. Bij de hoogbouw is gekeken naar het
toepassen van een paal-plaatfundering
(fig. 14). Hier is een betonnen funderings-
plaat van 1,5 m dikte toegepast die bij de
kern is verdikt naar 2,0 m. De volledige plaat is uitgevoerd in
beton sterkteklasse C50/60 en is gewapend
met een combinatie van traditionele
7
10? CEMENT 7 20 23
8 Doorsnede gevels Quartz
9 Stalen walking columns vormen een A-portaal
10 Overzicht A-portaal
9 10
8
CEMENT 7 2023 ?11
wapening en staalvezels. Deze zijn voorna-
melijk toegepast om de scheurwijdte in
het beton te beheersen. De plaat is in SCIA
berekend. In het model zijn naast de plaat
ook de kelderwanden gemodelleerd, voor
het bepalen van de buigwapening en om
een dwarskrachttoets te kunnen doen
(fig. 15). Bij de uitwerking van de plaat hebben
de geotechnische adviseurs allen geadvi-
seerd de beddingsconstante gelijk te stellen
aan 0,00 MN/m². De grondopbouw was na-
melijk niet geschikt om uit te gaan van
draagkracht afvoeren via de fundering op
staal. Alle belastingen worden uiteindelijk
dus volledig opgenomen door de funderings-
palen. Er is dus geen sprake van een paal-
plaatfundering, maar een plaat op palen. In
het rekenmodel zijn dan ook de langduren-
de (permanent etc.) en kortdurende (wind)
belastingen gecombineerd. Wanneer het
maximale draagvermogen van een paal wordt bereikt, zal de plaat alleen zorgen
voor de herverdeling. De verhoogde belas-
ting op een paal zal zorgen voor een lagere
veerstijfheid van die specifieke paal waar-
door herverdeling van belastingen plaats
kan vinden. In het rekenmodel zijn de veer-
stijfheden van de palen lokaal gereduceerd
om de herverdeling te simuleren.
Balkons met vinnen
Rondom de gehele vloerrand van Quartz be-
vinden zich beeldbepalende balkons, samen
met betonnen vinnen. Deze vinnen dragen
de balkonplaten en worden met stalen op-
leghandjes aan de vloeren en wanden ge-
koppeld (fig. 16 en 17).
Bij de ronde gevels zijn de prefab bal-
kons uitkragend met de vloer verbonden.
Hier is een koppelsysteem (iTens van Norm-
teq) toegepast. Bij dit systeem wordt het
balkon achteraf tegen de reeds gestorte
vloer gespannen met voorspankabels, die
11 Detail aansluiting A-portaal op penant / tweede verdieping?12 Detail aansluiting A-portaal op eerste verdieping 13 Detail aansluiting A-portaal op fundering?14 Paal-plaatfundering hoogbouw, met dikte van de keldervloer
13
11
14
12
12? CEMENT 7 20 23
uit balkonplaten steken. In de vloer wordt
hiertoe een tapse sparing gemaakt en aan
de vloerrand een inkassing. Aan het balkon
is een nok gemaakt waar de voorspanstren-
gen uitsteken. Deze nok valt in de inkassing
van de vloer. De ruimte tussen de tapse
vloersparing en de nok wordt aangegoten
met vezelversterkte gietmortel.Dankzij dit systeem konden de balkons
achteraf worden verankerd en waren ze geen
onderdeel van de ruwbouw. Het systeem
zorgt er bovendien voor dat de vervormings-
verschillen zoveel mogelijk worden beperkt,
zodat het lijnenspel van de balkons in de
gevelaanzichten doorloopt. De dikte van de
balkons is vanwege esthetische redenen zo
dun mogelijk gehouden en afgestemd op het
koppelsysteem. Van de maatgevende verdiepingsvloer
is een ontwerpberekening gemaakt om de
vervorming te bepalen. De vervorming ont-
staat voornamelijk door het eigengewicht van de vloeren. Om de vervormingen te
minimaliseren moest de vloer tijdens de
uitvoering van een toog te worden voorzien.
Tot slot
Het ontwerp kende een aantal uitdagingen,
waaronder de tweelaagse bouwput, de ver-
schillende functies die boven elkaar gesitu-
eerd zijn, de grote uitkragende balkons met
vinnen, tot en met de walking columns.
Deze zijn in goede samenwerking binnen
het bouwteam opgelost. Ten eerste door het
integraal afstemmen van het bouwkundige,
constructieve en installatietechnische ont-
werp in een BIM-omgeving. Daarnaast is al
vroeg in het ontwerp overleg geweest met de
belangrijke leveranciers over uitvoerings-
mogelijkheden en bouwkosten. Naast goede
samenwerking tussen alle partijen en begrip
voor elkaars problemen was een meeden-
kende en creatieve houding van de con-
structeur onontbeerlijk.
15 3D-model van de plaat en kelderwanden
16 Drie typen aansluitingen van de vinnen: tegen een wand, aan een vloer en haaks op een wand
17 Detaillering bevestiging vinnen
15
17
16
CEMENT 7 2023 ?13
Onderzoek
hergebruik
prefab beton
In internationaal project ReCreate worden mogelijkheden
onderzocht van hergebruik van prefab-betonelementen
1 Kanaalplaten die uit het Prinsenhofgebouw zijn gehesen
1
14? CEMENT 7 20 23
Betonconstructies zijn vaak veel
langer in staat om de constructie-
ve veiligheid te borgen dan dat het
gebouw waarin ze zijn gebruikt,
in stand wordt gehouden [1].
Binnen
een gebouw zijn betonconstructies zeer
durable (zie kader). Gelet op een wenselijk
sus
tainable gebruik van grondstoffen, is het
noodzakelijk om bij nieuw te vervaardigen
gebouwen zo veel als mogelijk gebruik te
maken van reeds beschikbare constructies
en constructieve elementen. Activiteiten op
dit vlak vinden op veel fronten plaats, zie
bijvoorbeeld [2], CB'23 en de werkgroep
Hergebruik van constructieve elementen
van NEN.
Door een samenwerking van vier uni -
versiteiten, uit Finland, Zweden, Duitsland en
N
ederland, en daarbij aangesloten commer -
ciële partners, wordt in het door de EU ge -
subsidieerde Horizon 2020 project ReCreate,
onderzoek
uitgevoerd naar de mogelijkheden
van het hergebruiken van geprefabriceerde
betonelementen in nieuwe constructies (zie
https://recreate-project.eu/). De universitei -
ten zijn Tampere University uit Finland,
KTH uit Z
weden, Brandenburgische Tech -
nischhe Universität uit Duitsland en de
T
echnische Universiteit Eindhoven (TU/e).
Naast de TU/e zijn in Nederland ook TNO,
IMd Raadgevend Ingenieurs, VBI en demon-
tagebedrijf Lagemaat Circulair bij dit onder-
zoeksproject aangesloten. Doel van het project is om het herge-
bruik van prefab-betonelementen te promo- ten en hierbij over een breedspectrum,
zo
wel
technisch inhoudelijk als maatschappelijk,
te trachten nuttige kennis te vergaren en
beschikbaar te maken.
Structuur van het project
De activiteiten in het project zijn onderver-
deeld in verschillende werkpakketen (WP).
Deze werkpakketen richten zich op de tech-
nisch inhoudelijke achtergronden (WP1 t/m
WP5), maar ook op andere relevante zaken
zoals milieuaspecten (WP6), bedrijfsmatige
aspecten (WP7) en maatschappelijke vraag-
stukken (WP8). Tot slot wordt communicatie
rondom het project gecoördineerd in WP9
en wordt het projectmanagement gestuurd
vanuit WP10 (fig. 2). Naast het uit te voeren onderzoek
worden in de vier landen ook pilotprojecten
(modelprojecten) uitgevoerd. Hierbij worden
prefab-betonconstructies gedemonteerd en
(een deel van) de daarbij verkregen elemen-
ten vervolgens toegepast in een nieuw te
vervaardigen constructie. In Nederland
wordt het proefproject uitgevoerd door
Lagemaat Circulair. Zij hebben in het afgelo-
pen jaar het Prinsenhofkantoor van de pro-
vincie Gelderland in Arnhem gedemonteerd.
De daaruit gewonnen prefab-betonelemen-
ten zijn opgeslagen bij hun werf in Heerde.
Deze elementen zullen worden gebruikt
voor de nieuwbouw van hun eigen kennis-
centrum, dat op dit moment door cepezed
wordt ontworpen en waarvoor IMd het con-
structief ontwerp maakt. PROF.IR. SIMON WIJTE
TU/e en Adviesbureau Hageman
IR. MARCEL VULLINGS
TNO
IR. THIJS
LAMBRECHTS
T U /e
auteurs
Er vindt op diverse terreinen, nationaal en internationaal, onderzoek plaats naar de
mogelijkheden om bestaande betonnen elementen te hergebruiken en toepassing ervan op te schalen. Zo is er ReCreate, een vierjarige internationaal project waarin onderzoek wordt gedaan en kennis wordt uitgewisseld over het hergebruik van prefab-betonconstructies.
CEMENT 7 2023 ?15
WP10 Projectmanagement, technische en wetenschappelijke coördinatie en ethiek
WP1 Inventarisatie van prefab -betonnen bouwsystemen
WP6 Potentie van energiebesparing
en behalen van klimaatdoelstellingen
WP7 Exploratie, ontwikkeling van
businessmodellen en cases
WP8 Sociale acceptatie en
beleidsmatige randvoorwaarden
WP9 Kennisdeling en -verspreiding, training en communicatie
WP2 Deconstructie WP3 Screening, logistiek en verwerking WP4 Kwaliteitscontrole en bewaking WP5 Ontwerp en vervaardiging
ReCreate pilotprojecten in Finland,
Zweden, Duitsland en Nederland
Technisch inhoudelijke onderzoek
Werkpakket 1 richt zich op het beschrijven
van de prefab systemen die in de verschil-
lende landen worden gebruikt. In Nederland
is er slechts beperkt sprake van alles omvat-
tende prefab systemen die op een nagenoeg
identieke wijze in meerdere gebouwen zijn
toegepast. In andere landen, en vooral die in
het voormalige Oostblok, is dit wel het geval.
Daar zijn met name woongebouwen gebouwd
waarin identieke prefab-betonnen elementen
zijn toegepast. Het doel van werkpakket 1 is
om veel van deze systemen beschreven te
krijgen. Hierbij wordt ook gekeken buiten de
vier participerende landen.
De demontage van constructies opge-
bouwd uit prefab-betonelementen wordt
beschouwd in werkpakket 2. Hierbij wordt
gekeken naar methoden van demontage,
maar ook naar de voorbereiding van het
demontageproces.
BIM-model? Bij de voorbereiding van het
demontageproces is het van belang alle be-
schikbare informatie over de elementen te
verzamelen en te koppelen aan het betref-
fende element. Hiervoor moet een marke-
ring op het element worden aangebracht.
Op het moment dat het element is gedemon- teerd, is namelijk niet meer eenduidig vast
te stellen welke element het is. De voorberei-
ding van het demontageproces en het kop-
pelen van gegevens aan de elementen is
bijvoorbeeld goed mogelijk door van de con-
structie van het te demonteren gebouw een
BIM-model te maken [3]. In dit BIM-model
kan alle relevante data worden verzameld
en op een digitale wijze worden verbonden
met het fysieke element en zijn markering.
Het gecreëerde BIM-model kan bijvoorbeeld
worden geverifieerd door dit te vergelijken
met een puntenwolk (pointcloud) die via een
3D-imagescan is vervaardigd (fig. 3). Het
BIM-model kan vervolgens ook worden ge-
bruikt om het overleg over de wijze van de-
monteren en volgorde tussen constructeur
en demontagebedrijf te ondersteunen, en
voor de medewerkers van het demontage-
bedrijf inzichtelijk te maken.
Labelen? Zoals gesteld is de koppeling tus-
sen het fysieke element en de beschikbare
data essentieel om het element zijn con-
structieve en financiële waarde te laten be-
houden. Om deze koppeling te behouden
moeten de elementen worden gelabeld. Dit
kan op verschillende manieren. In werkpak-
ket 3 worden deze verschillende technieken
2 Opzet ReCreate-onderzoek
DUURZAAM / DURABLE /
SUSTAINABLE
In het Nederlands wordt het begrip duur-
zaam zowel gebruikt om aan te geven
dat iets voldoende lang in staat is om
zijn functie te vervullen (durable), als om
aan te geven dat om een verstandige
wijze met grondstoffen, vervuiling en CO?-
uitstoot wordt omgegaan (sustainable).
Om het onderscheid tussen beide bete-
kenissen duidelijk aan te geven, worden
in dit artikel de begrippen durable en
sustainable gebruikt in plaats van het
begrip duurzaam.
2
16? CEMENT 7 20 23
beschouwd. Dit varieert van een label met
een handgeschreven identificatie, vastge-
schoten aan het element, tot en met een
chip die in het element wordt aangebracht
en die met een device, zoals een scanner of
een smartphone die nabij het element wordt
gehouden, kan worden uitgelezen. Daarnaast
worden in werkpakket 3 zaken als logistiek,
beoordeling van gedemonteerde elementen
en herstel van beschadigingen beschouwd.
Eigenschappen? In werkpakket 4 wordt
nader gekeken naar de eigenschappen van
het element. Daarbij is met name de be-
trouwbaarheid van deze eigenschappen van
belang. In dat kader zal er een groot onder-
scheid zijn tussen elementen waarvan de
ontwerpgegevens, zoals wapeningstekenin -
gen en eventueel berekeningen, beschik -
baar zijn en elementen waarvan in het ge-
heel geen informatie bekend is. In het
eerste geval kan worden volstaan met een
beperkte verificatie van de beschikbare ge-
gevens, terwijl in het tweede geval veel on -
derzoek benodigd is. Daarbij is het ook van
belang in welke mate de bevindingen op
basis van een enkel element ook kunnen
worden toegeschreven aan een ander ele-
ment uit hetzelfde gebouw. Hierbij is het eenduidig en effectief labelen van de ele-
menten essentieel.
Ontwerp nieuwe constructie? Als al deze
gegevens bekend zijn, kan de focus worden
verlegd naar het ontwerpen van de nieuw te
vervaardigen constructie. In werkpakket 5
wordt vanuit verschillende disciplines naar
het ontwerp gekeken. Bijvoorbeeld door na
te gaan hoe zo effectief mogelijk gebruik kan
worden gemaakt van beschikbare prefab
elementen. Het architectonisch ontwerp
wordt in die zin, gelijk als bij het hergebruik
van een constructie als geheel, beïnvloed
door de afmetingen van de beschikbare ele-
menten. Binnen het ReCreate-project wordt
gewerkt aan een applicatie waarmee, op
basis van een database waarin beschikbare
elementen zijn beschreven, een architect en
constructeur kunnen worden geholpen om
te komen tot een ontwerp, waarin zo opti-
maal mogelijk gebruik wordt gemaakt van
beschikbare, bestaande prefab-betonele-
menten. Optimaal kan zijn op basis van kos-
ten, milieu-impact, constructieve veiligheid
of een combinatie van deze aspecten. Een tweede aspect waarnaar wordt
gekeken, is de wijze waarop bestaande ele-
menten met elkaar kunnen worden ver-
3 Pointcloud van het Prinsenhofgebouw
De onzekerheden
over de construc-
tieve weerstand
van de elementen
is anders dan in
een nieuwbouw-
situatie
3
CEMENT 7 2023 ?17
De partiële
factoren, waar-
mee de reken -
waarde van de
weerstand van
de elementen
moet worden
bepaald, zouden
moeten worden
aangepast
bonden, zodat voldoende constructieve sa-
menhang in de constructie wordt verkregen.
Het is hierbij haast evident dat wordt ge-
streefd deze verbindingen eenvoudig de-
monteerbaar te maken, zodat een volgend
hergebruik eenvoudiger wordt. Hoewel am-
bitieus, zou een soort van standaardisering
hier ideaal zijn.
Het beoordelen van de constructieve be-
trouwbaarheid van de nieuw constructie,
met (deels) bestaande elementen, is een vol-
gend aspect waarnaar moet worden geke-
ken. De onzekerheden over de constructieve
weerstand van de elementen is anders dan
in een nieuwbouwsituatie. De geometrische
afmetingen zijn met een grotere betrouw-
baarheid bekend. De betrouwbaarheid van
de toegekende materiaaleigenschappen kan
hoger of lager zijn dan het geval is bij een
nieuw ontwerp. De grote onbekende kan de
hoeveelheid wapening zijn. Als de oorspron-
kelijke ontwerptekeningen niet bekend zijn,
moet onderzoek naar de aanwezige wape-
ning worden uitgevoerd. Als dit wordt ge-
daan met niet-destructieve methoden, kan
de betrouwbaarheid van de verkregen gege-
vens beperkt zijn [5]. Dit alles maakt dat de
partiële factoren, waarmee de rekenwaarde
van de weerstand van de elementen moet
worden bepaald, zouden moeten worden
aangepast. In het kader van het project
wordt onderzoek uitgevoerd naar de mate
waarin de betrouwbaarheid van de diverse
variabelen afwijkt van de nieuwbouwsitua-
tie, en hoe dit in de partiële factoren zou
moeten worden verwerkt.
Onderzoek naar maatschappelijke
randvoorwaarden en consequen-
ties
Natuurlijk moet worden aangetoond dat het
hergebruik van elementen, ook als het gehele
proces van demontage, transport, eventuele
reparaties en tussenopslag wordt beschouwd,
voor het milieu een betere oplossing is dan
het vervaardigen van gehele
nieu
we beton-
constructies. Voor deze onderbouwing worden
in
WP6 levenscyclusanalyses (LCA) gemaakt,
waarin het gehele proces wordt beschouwd.
Op basis hiervan kan het nut van het herge -
bruik worden onderbouwd. Toekomstige optimalisaties van het hergebruikproces
k
unnen eveneens op basis van deze LCA-be -
schouwingen worden uitgewerkt.
Het ReCreate-project wil de ontwikke-
ling versnellen van een winstgevend bedrijfs-
model voor hergebruikte prefab-betonele-
menten. In WP7 wordt gewerkt aan het
verkrijgen van inzicht in de economische
levensvatbaarheid en het marktpotentieel
van secundaire betonnen elementen, door
de ontwikkeling van businessmodellen, han-
dels-, logistieke aspecten en innovatieve
nieuwe diensten en platforms. Om een winstgevend bedrijfsmodel
mogelijk te maken, moet er sprake zijn van
sociale acceptatie van hergebruik van pre-
fab-betonelementen en dienen wettelijke be-
lemmeringen te worden wegnomen. Om vol -
doende inzicht te krijgen in deze zaken,
wordt in WP8 onderzoek uitgevoerd naar de
manier waarop binnen de betrokken landen
wettelijke barrières kunnen worden vermin-
derd en het draagvlak voor toepassing kan
worden vergroot.
Pilotproject
In de vier landen wordt een pilotproject uit-
gevoerd om ervaring op te doen met het
hergebruik van prefab-betonelementen.
Beter is om te stellen dat in ieder land twee
projecten worden uitgevoerd, namelijk één
waar een bestaande constructie, die op de
nominatie stond om te worden gesloopt,
wordt gedemonteerd, en een tweede, waar
een nieuwe constructie wordt vervaardigd
met gebruik van uit het eerste project ver-
kregen elementen. De pilotprojecten worden
in het ReCreate-project gebruikt om data te
verkrijgen voor het uit te voeren onderzoek
en om meer ervaring op te doen met diverse
relevante processen bij het hergebruik. Daar
waar mogelijk worden nieuwe ontwikkelin-
gen toegepast zowel bij het demonteren, als
bij eventueel herstel en het monteren van de
nieuw te creëren constructie.
Demontage Prinsenhof? In Nederland is
Lagemaat Circulair een zogenaamde indus-
trial partner in het project. Het bedrijf is
betrokken bij de twee Nederlandse pilotpro-
jecten. Het heeft de demontage van het
Prinsenhofgebouw in Arnhem uitgevoerd
18? CEMENT 7 20 23
[4]. Hierbij zijn veel prefab elementen ge-
wonnen. Denk alleen al aan circa 6 km leng-
te aan kanaalplaten. De kanaalplaatvloeren
zijn in het project voorzien van een gewa-
pende druklaag. Tijdens de demontage is
vastgesteld dat in de uitvoering de langsvoe-
gen en de druklagen tegelijkertijd zijn gestort
met een relatief goed beton. Er is gekozen
de elementen ter plaatse van de langsvoegen
door te zagen. Omdat dit niet over de gehele
dikte van de vloer mogelijk was, is vervol-
gens het laatste deel van de verbinding los-
gemaakt door de op te hijsen kanaalplaat ter
plaatse van de vrije rand iets te liften met
twee vijzels. Daarbij breekt het onderste
deel van de gevulde langsvoeg en komt de
kanaalplaat vrij (foto 1). De kanaalplaat en
de daarin verbonden gewapende druklaag
kunnen dan worden afgevoerd. Omdat de langsvoegen gevuld zijn met een relatief goed
beton, is er geen sprake van onthechting van
het beton in de langsvoegen en hebben de
resterende kanaalplaten nu een enigszins
rechte zijkant.
De dragende gevelelementen zijn sand-
wichelementen met een betonnen buiten-
schil, een isolatielaag en het constructieve,
betonnen binnenblad. Aan de binnenzijde
van het binnenblad is een oplegnok aanwe-
zig voor de oplegging van de kanaalplaten.
Door Lagemaat is gekozen om ook de voegen
bij de dragende gevelelementen los te zagen.
Dit betreft zowel verticale voegen als de ho-
rizontale voegen (foto 4). Een deel van de kanaalplaten is herge-
bruikt bij de nieuwbouw van een sporthal
aan de Middachtensingel in Arnhem. De
resterende elementen zijn afgevoerd naar
4
4 Doorzagen van de horizontale voeg onder een wandelement
In Nederland
zijn de twee
pilotprojecten de
demontage van
het Prinsenhof -
gebouw in
Arnhem en de
bouw van een
multifunctioneel
gebouw in
Heerde
CEMENT 7 2023 ?19
Heerde (foto 5). In opdracht van Lagemaat
Circulair heeft cepezed een ontwerp ge-
maakt van een multifunctioneel gebouw,
waarin onder andere kantoren en een ken-
niscentrum worden gehuisvest. In het laag-
bouwdeel van dit gebouw zal veel gebruik
worden gemaakt van hergebruikte stalen
constructie-elementen. Het acht bouwlagen
hoge hoogbouwdeel wordt gemaakt met de
betonelementen die uit het Prinsenhofge-
bouw gekomen zijn. Hierbij worden zowel de
kanaalplaten als de dragende gevelelemen-
ten gebruikt. IMd Raadgevend Ingenieurs is
voor dit project de verantwoordelijk con-
structeur. Bij het constructief ontwerp van
het gebouw gelden een aantal specifieke as-
pecten voor het hergebruik van bestaande
prefab-betonelementen. Hierbij kan worden
gedacht aan de betrouwbaarheid van de ge-
ometrische en materiaaleigenschappen en
de wijze van verbinden van de verschillende
elementen. Dit bijvoorbeeld om de schijf-
werking van de vloeren te waarborgen.
Detailonderwerpen
In het kader van ReCreate worden binnen
de TU/e diverse onderzoeken uitgevoerd.
Hierbij wordt samengewerkt de Nederlandse en buitenlandse partners in het project. On-
derwerpen die aan de orde komen zijn: de
betrouwbaarheid van nieuw vervaardigde
constructies waarin gebruik wordt gemaakt
van hergebruikte prefab betonelementen,
de wijze waarop bestaande prefab-beton
-
constructies kunnen worden gedemonteerd
en hoe de elementen vervolgens weer con-
structief met elkaar kunnen worden ver-
bonden. Daarnaast wordt ook gezocht naar
een manier waarop het ontwerpen van een
gebouw, met gebruikmaking van beschikba-
re bestaande prefab-betonelementen, kan
worden ondersteund. De gedachte hierbij is
dat er een database komt, waarin beschik-
bare elementen zijn beschreven, en een
applicatie wordt gemaakt, die snel aangeeft
welke elementen beschikbaar zijn om vloe-
ren en wanden van bepaalde afmetingen te
vervaardigen.
Resultaten
Het onderzoek binnen het ReCreate-project
zal zeker tot in 2025 doorlopen. Tot die tijd
zullen regelmatig resultaten van deelonder-
zoeken beschikbaar komen. Getracht zal
worden deze resultaten met enige regelmaat
in Cement te publiceren.
LITERATUUR
1?Brand, S., How buildings learn, 1994.
2?Vergoossen, R, Eck, G. en Jilissen, D.,
Hergebruik prefab T-liggers (2) -
Demonteren en aanpassing liggers
voor toepassing in nieuw viaduct.
Cement 2022/8.
3?Vullings, M.W.F., Wijte, S.N.M.,
Huuhka, S.,Guidelines for a BIM-aided
pre-deconstruction audit. The ReCreate
project, 2022.
4?Knuiman, M., Snoek, R., Hergebruik
kanaalplaten: meer dan een technische
uitdaging - Hoogwaardig hergebruik
kanaalplaten belangrijk criterium bij
circulaire delven Prinsenhof A, april 2021.
5?Selek, I., Wijte, S., Swinkels, M.,
Reliability on non-destructive testing
methods by detecting the presence of
reinforcement in existing concrete
structures. Proceedings of the 2017 fib
Symposium Maastricht, 2017. 5 Tasveld met prefab-betonelementen uit het Prinsenhofgebouw
5
20? CEMENT 7 20 23
HRC Europe NL BV
8211 AD Lelystad
+31 320 727030
info@hrc-europe.com
HRC T-headwapening
?? robuust en flexibel ontwerp
?? BIM tools
?? korte verankering
?? ultieme capaciteit
?? snelle installatie
www.hrc-europe.nl
CB-reeks
Meer informatie of direct bestellen? Ga naar de shop op boekenbeton.nl
Wil jij je kennis verbreden over beton?
Wil jij je kennis verbreden over beton, van het materiaal
tot aan de betonconstructie? Dan is de CB-reeks iets
voor jou! De boeken gaan in op constructie, uitvoering,
betontechnologie en duurzaamheid.
De CB-reeks bestaat uit:
Basiskennis Beton (CB1)
Constructieleer Gewapend Beton (CB2)
Constructieleer Voorgespannen Beton (CB3)
Ontwerpen in Gewapend Beton (CB4)
Praktische Betonkennis (CB5)
1
2
3
4
5
De juiste vragen
Volgens de Constructeur van het Jaar 2023 (1)
1 Constructeur van het Jaar Hans de Wit (rechts) en Koploper Duurzaamheid Niki Loonen (links) bij de uitreiking op de Dag van de Constructeur, foto: René van den Burg
1
22? CEMENT 7 20 23
Beide heren noemden het thema
innovaties in de bouw als belang-
rijk aandachtspunt voor construc-
teurs.
Niet vreemd als je hun staat van
dienst bekijkt. De rol van de constructeur op
dit gebied wordt volgens hen nog wel eens
onderschat, ook door de beroepsgroep zelf.
Maar constructieve kennis is essentieel om
in te schatten wat wel en niet verantwoord
is. Loonen: "Je moet met een brede blik kij-
ken naar een innovatief product of nieuwe
toeppassing. Daarbij moet je je altijd realise-
ren dat je niet weet wat je niet weet." Vrij
snel komt de breedplaatproblematiek ter
sprake, in Loonens ogen een treffend voor-
beeld. Jarenlang werden breedplaatvloeren
toegepast in vloeren die in twee richtingen
dragen, op een manier waarvoor de vloeren
eigenlijk niet waren bedoeld. In de detaille-
ring is al die tijd onvoldoende rekening ge-
houden met de afwijkende krachtswerking,
waardoor de detaillering vaak niet voldeed.
"Wij hebben daarbij met zijn allen onvol-
doende opgelet, er was sprake van een tun-
nelvisie. Daarvan moeten we leren. Dat we
aandacht moeten besteden aan verificatie
en validatie bij nieuwe toepassingen. Dat geldt
bijvoorbeeld ook bij recentere innovaties als
basaltwapening of geopolymeerbeton."
Regelgeving: kans of belemmering
Constructeurs moeten niet alleen kritisch
zijn, er zou juist ook een stimulerende kracht van hun uit moeten gaan. Ze hebben immers
een goed overzicht en denken in oplossingen.
Wel kan regelgeving nog wel eens belemme-
rend werken. De Wit: "De focus vanuit regel
-
geving ligt heel erg op constructieve veilig -
heid, zeker in de woning- en utiliteitsbouw.
Terecht natuurlijk, veiligheid is essentieel.
Maar er zijn manieren om die veiligheid te
waarborgen, zonder te zeer vast te houden
aan de norm". Loonen aanvullend: "We rich -
ten ons vaak te veel op het zetten van vinkjes
zonder het einddoel voor ogen te hebben. Die
cultuur is funest voor innovaties." Als voorbeeld wijst Loonen op de ROK,
de Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken van
Rijkswaterstaat: "Rijkswaterstaat sluit het
gebruik van het rekenen met 3D-eindige-ele-
mentenmodellen uit. Zo wordt bijvoorbeeld
boogwerking in een constructie genegeerd.
Dat leidt vaak tot onnodig zwaar gedimensi-
oneerde constructies." Iets vergelijkbaars
lijkt het geval bij de ontwikkeling van Euro-
pese normen. De Wit: "Je ziet het bij de ont-
wikkeling van de nieuwe Eurocodes. Om één
norm te krijgen, is consensus nodig. Dat re-
sulteert geregeld in een bovengrens, zodat
niemand van de lidstaten bezwaar maakt.
Daarbij speelt ook dat conservatieve landen
vaak het meeste te zeggen hebben."
Maatschappelijk verantwoordelijk
Van het onderwerp van innovaties is het een
kleine stap naar CO?, een andere grote
IR. JACQUES LINSSEN
Redactie Cement / Aeneas Media auteur
Op 1 juni 2023, op de Dag van de Constructeur, werd Hans de Wit van TEC uitgeroepen tot
Constructeur van het Jaar. Een prestigieuze onderscheiding, waarmee hij een jaar lang
optreedt als ambassadeur van het constructeursvak. Bij diezelfde gelegenheid kreeg Niki
Loonen van ABT een eervolle vermelding als 'koploper duurzaamheid'. We vroegen beiden wat in hun ogen de belangrijkste uitdagingen zijn in de bouw, voor constructeurs in het bijzonder.
CEMENT 7 2023 ?23
uitdaging waar constructeurs zich meer
mee zouden mogen bemoeien. In 2030 moet
de uitstoot met 55% zijn teruggedrongen ten
opzichte van 1990. Om dat waar te maken
zijn innovaties keihard nodig. Loonen: "Dit
probleem wordt nog steeds onderschat. Het
probleem is echt enorm. Er sterven mensen
door de CO?-uitstoot, dat realiseert niet ie-
dereen zich. Maatschappelijk gezien heeft
de bouw een grote verantwoordelijkheid.
Maar ook juridisch zou dit nog wel eens
groot kunnen worden. Want wat als organi-
saties rechtszaken gaan aanspannen tegen
bouwplannen. Je ziet wat procederen op het
gebied van stikstof heeft gedaan." Er moet
volgens Loonen dan ook snel een eis komen
ten aanzien van de materiaalgebonden CO?-
emissies. Die moet voor gebouwen worden
beperkt tot bijvoorbeeld maximaal 250 kg
CO?-eq./m². De constructeur heeft voldoende in
zijn gereedschapskist om het verschil te
kunnen maken. Loonen: "Probeer slimmer
en zuiniger te ontwerpen. Als ik een gebouw
zie met kolommen op de bovenste verdie-
ping in dezelfde doorsnede als de onderste,
vraag ik me af: waarom? Door aan dat soort
dingen meer aandacht te besteden, kan op
een vrij eenvoudige manier materiaal wor-
den bespaard." Om zuiniger te bouwen moeten we ook meer
kijken naar bestaande constructies. Daar
kunnen we volgens De Wit meer van leren.
"Neem de Limfjordstunnel. Ondanks wat
schades, presteert die na al die jaren nog
steeds prima. We kunnen veel leren van hoe
corrosie van wapening zich al dan niet ont-
wikkelt. Die informatie zou je kunnen ge-
bruiken bij andere constructies, wat de CO?-
footprint zeker ten goede zou kunnen komen.
Misschien moeten we wel wat coulanter zijn,
daar waar dat aantoonbaar kan."
Ook ten aanzien van levensduur moe-
ten we ons afvragen of we op de goede weg
zijn. De Wit: "In sommige projecten wordt nu
al een levensuur van 150 jaar geëist. Dat heeft
zijn weerslag op het gebruik van materialen.
Maar zo ver kunnen we helemaal niet in de
toekomst kijken. Wie zegt mij dat constructies
tegen die tijd om andere redenen niet meer
voldoen aan het doel waarvoor ze zijn gerea -
liseerd, of simpelweg niet meer nodig zijn?"
Het zijn ingewikkelde dilemma's: nu bouwen
met overcapaciteit zodat de toekomstwaarde
wordt vergroot, of juist zuinig bouwen om op
korte termijn de CO?-uitstoot te reduceren.
De Wit: "Dit soort vragen zijn niet eenvoudig
te beantwoorden, maar we moeten ze wel be-
spreekbaar maken. En een goed advies van
ons als ingenieurs is daarbij essentieel."
2 Eerste stort voor de Femernbelttunnel, die wordt gebouwd met de zinktunneltechniek, bij uitstek het specialisme van Hans de Wit, foto: Femern A/S
"We richten ons
vaak te veel op
het zetten van
vinkjes zonder
het einddoel
voor ogen te
hebben. Die
cultuur is funest
voor innovaties"
WIE IS HANS DE WIT?
Hans de Wit is managing director van
Tunnel Engineering Consultants (TEC),
een samenwerkingsverband tussen
Royal HaskoningDHV en Witteveen+Bos.
De Wit heeft meegewerkt aan een groot
scala aan toonaangevende projecten,
alle met grote maatschappelijke rele-
vantie. Bekende voorbeelden zijn de
Hongkong-Zhuhai-Macau-brug/tunnel,
de langste zeebrug ter wereld, de Noord/
Zuidlijn in Amsterdam en ? momenteel
in uitvoering ? de Femernbelttunnel,
tussen Denemarken en Duitsland. Deze
laatste wordt de langste tunnel die is
gebouwd met de zinktunneltechniek,
bij uitstek het specialisme van De Wit.
Namens TEC gaat De Wit zich de
komende tijd inzetten voor een groot
renovatieprogramma van zeven
Zuid-Hollandse tunnels. De Wit is een
graag geziene spreker op internationale
congressen en doceert aan de TU Delft
en internationaal..
2
24? CEMENT 7 20 23
Serie columns
Over de rol van de constructeur bij deze uit-
dagingen zijn De Wit en Loonen het wel
eens. Die is groter dan vaak wordt aangeno-
men. De beroepsgroep zou die rol steviger
moeten pakken. Om te beginnen dingen in
twijfel durven trekken en de juiste vragen
stellen. En als het nodig is ook op de rem
trappen, een streep durven trekken. Uiter-
aard is de constructeur niet de enige die
zich moet bekommeren om deze uitdaging.
Het zijn stuk voor stuk ketenvraagstukken.
Ook de opdrachtgever moet zich thema's als
innovatie en CO? aantrekken. Het begint im-
mers al bij de juiste uitvraag.
Het zijn onderwerpen die De Wit en Loonen
aan het hart gaan. Dat geldt voor meer the-
ma's. Denk aan samenwerking, kwaliteit,
digitalisering, creativiteit en veiligheid. Beide
heren zijn daar nog lang niet over uitgepraat.
Graag doen ze daar het komende jaar hun
zeg je over, als ambassadeurs van het vak.
Ook in Cement: vanaf komend nummer star-
ten we met een serie columns onder de titel
'Volgens de Constructeur van het Jaar'.
3 Niki Loonen was nauw betrokken bij de ontwikkeling van een CO 2-vriendelijk hybride betonmengsel voor Voorbij Prefab,
foto: Voorbij Prefab
3
CONSTRUCTEUR VAN HET JAAR
Meer over de verkiezing Constructeur
van het jaar, die plaatsvond tijdens de
Dag van de Constructeur op 1 juni 2023,
staat in het bericht Hans de Wit gekozen
tot Constructeur van het Jaar 2023.
NIKI LOONEN
Hoewel hij er wel voor is opge-
leid, is Niki Loonen geen typi-
sche constructeur; hij is eigenlijk
nooit als constructief ontwerper
betrokken bij projecten. Wel
houdt hij zich binnen ABT als
senior adviseur veel bezig met
het materiaal beton, specifiek
met de fenomenen krimp en
scheurvorming. Zowel om scha-
des te voorkomen als om scha-
des de beoordelen. Dit speelt
onder meer bij bedrijfsvloeren.
Ook heeft Loonen in de afgelo-
pen jaren veel kennis opge-
bouwd over de interactie tussen
de ondergrond en een gebouw.
Op het gebied van duurzaam-
heid is Loonen zeer actief. Zo
was hij nauw betrokken bij de
ontwikkeling van een CO?-
vriendelijk hybride betonmeng-
sel voor Voorbij Prefab.
En als docent bij de Betonver-
eniging draagt hij zijn kennis
over duurzaamheid over aan
anderen.
"Misschien
moeten we wel
wat coulanter
zijn, daar waar
dat aantoon-
baar kan"
CEMENT 7 2023 ?25
Sinds hogesterktebeton op steeds
grotere schaal wordt toegepast,
is autogene krimp van beton een
onderwerp van discussie.
Niet dat
men vóór die tijd niet wist van het bestaan
van autogene krimp, maar het fenomeen
werd verwaarloosbaar klein geacht. Voor
uitdrogingkrimp lag dat anders. In beton-
voorschriften is uitvoerig beschreven hoe
uitdrogingskrimp kan worden bepaald als
functie van de mengselsamenstelling van
het beton, de afmetingen van een betonele-
ment en de omgevingscondities. Voor de grootte van de uitdrogings-
krimp speelt met name de water-cement-
factor (wcf ) een grote rol. Hoe lager de
water-cementfactor, hoe kleiner de uitdro-
gingskrimp. Een lage water-cementfactor
resulteert ook in een hogere sterkte en lagere
porositeit van het beton. Dat laatste komt
vooral de levensduur ten goede. Maar de prijs die voor al deze voordelen van hoge-
sterktebeton moet worden betaald, is een
grote autogene krimp. Hierdoor worden be-
tonmengsels scheurgevoelig, met name in
de verhardingsfase. Verwaarlozen van de
autogene krimp kan dan ook niet langer. Re-
cente versies van betonvoorschriften geven
ook waarden voor de autogene krimp. Nu is
het meestal zo dat voorschriften rekenregels
bevatten die gebaseerd zijn op algemeen
aanvaarde, geconsolideerde kennis. Maar in
alle eerlijkheid moet worden gezegd dat de
kennis over autogene krimp het stadium
van geconsolideerde kennis nog niet heeft
bereikt. Vanuit materiaalkundig oogpunt be-
staan er vragen over de aard en grootte van
autogene krimp. En voor de constructeur
zijn er vragen over de wijze waarop autoge-
ne krimp in berekeningen moet worden
meegenomen. In dit artikel wordt nader op
deze vragen ingegaan.
PROF.DR.IR. KLAAS
VAN BREUGEL
TU Delft, fac. CiTG auteur
Invloed kruip op
autogene krimp
Er gaat steeds meer aandacht uit naar autogene krimp van beton. Dit fenomeen speelt met
name bij betonmengsels met een lage water-cementfactor een grote rol. Vanuit
materiaalkundig oogpunt zijn de aard en grootte van autogene krimp echter nog steeds
aanleiding voor discussie en onderzoek. En voor de constructeur zijn er nog vragen over de wijze waarop autogene krimp in berekeningen moet worden meegenomen. Kruip blijkt hierbij niet te onderschatten.
Wat als autogene krimp deels uit kruip bestaat?
26? CEMENT 7 20 23
Autogene krimp: het fenomeen
Autogene krimp is een vorm van krimp die
plaatsvindt in verhardende cementsteen
zonder dat daarbij vochtuitwisseling met de
omgeving plaatsvindt. Daarin onderscheidt
autogene krimp zich van uitdrogingskrimp.
Bij uitdrogingskrimp staat het uitdrogende
beton vocht af aan de omgeving. Als gevolg
daarvan daalt de relatieve vochtigheid in het
poriesysteem van de cementsteen. Bij auto-
gene krimp is ook sprake van een daling van
de relatieve vochtigheid in het poriesysteem,
maar deze daling is nu het gevolg van ver-
bruik van water voor de reactie van het ce-
ment met water, ofwel het hydratatieproces.De reactieproducten hebben een klei-
ner volume dan het gezamenlijke volume
van het cement en het water waaruit de re-
actieproducten zijn ontstaan. Deze volume-
afname wordt chemische krimp genoemd.
Deze chemische krimp manifesteert zich in
de vroege fase van het verhardingsproces
als een volumeafname van de verse, nog
plastische cementsteen. Met voortschrijden
van het hydratatieproces wordt langzaam
een microstructuur opgebouwd. Naarmate
de microstructuur sterker en stijver wordt,
zal deze zich verzetten tegen volumeafname
door chemische krimp. Vanaf dat moment
manifesteert de chemische krimp zich als
lege poriën in de cementsteen en droogt het
beton langzaam uit. Het nog aanwezige wa-
ter trekt zich terug in de kleine poriën van
de cementsteen, terwijl de grote poriën
langzaam leeg raken en de relatieve vochtig-
heid (RV) in de poriën steeds verder daalt.
Een willekeurige fase in het verhardingspro-
ces is schematisch weergegeven in figuur 1.
Bij daling van de relatieve vochtigheid in het
poriesysteem wordt een mechanisme in wer -
king gezet dat leidt tot autogene krimp. Dit
mechanisme behelst het ontstaan en toene -
men van capillaire spanning (
?cap) in het po-
riewater. In feite is dit hetzelfde mechanisme
dat v
erantwoordelijk is voor uitdrogings -
krimp. Het verschil met uitdrogingskrimp is
dat daarbij een uitdr
ogingsfront zich vanaf
het betonoppervlak langzaam naar binnen
beweegt, terwijl bij autogene krimp de uitdro -
ging gelijkmatig over de hele betondoorsnede
optr
eedt. Een ander verschil tussen autogene krimp en uitdrogingskrimp betreft de snel
-
heid waarmee het uitdrogingsproces plaats -
vindt. Afhankelijk van de grootte van de door -
snede van een betonelement, kan een
uitdr
ogingsproces jaren duren en vindt het
uitdrogen plaats in het zo goed als volledig
verharde materiaal. Bij autogene krimp,
daarentegen, is het uitdrogingsproces direct
gekoppeld aan het verhardingsproces. Als het
verhardingsproces stopt of uiterst langzaam
verloopt, dan zal verdere daling van de RV
door zelfuitdroging verwaarloosbaar klein
worden of volledig tot stilstand komen.
Het krimpmechanisme nader
beschouwd
Het poriesysteem van cementsteen kunnen
wij ons voorstellen als een netwerk van
onderling verbonden uiterst dunne buisjes
(
fig. 1). Water dat zich in dit porienetwerk
bevindt zal zich terugtrekken in de kleinste
poriën. Op het scheidings
vlak tussen lege en
met water gevulde poriën vormt zich een me -
niscus. In een evenwichtstoestand is er een
v
aste relatie tussen de relatieve vochtigheid in
de lege poriën, de oppervlaktespanning van
het water
?, de poriediameter D van de groot-
ste nog met water gevulde porie en de span -
ning in het capillaire poriewater
?cap. Voor de
capillaire spanning geldt bij benadering:
apc D =
() () ()
() w ap
el
S 12 1
3
c S
E K ??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() ()
()
()
1.\b5 n
d \f1 t t w
t t
c ??
??= + ????
??
??
??
(1)
In de gr
ondmechanica wordt een dergelijke
capillaire spanning ook wel zuigspanning
genoemd. Bij voortschrijden
van de hydrata -
tie neemt de hoeveelheid water in het porie-
systeem af, daalt de relatieve vochtigheid,
1
1 Schematische weergave van uitdrogend capillair porienetwerk in verhardende cementsteen. Water trekt zich terug in kleine capillaire poriën.
water-cement mengsel: t = 0
volledig verzadigd: S
w = 1 poriestructuur: t > 0
verzadigingsgraad: S w < 1
CEMENT
7 2023 ?27
trekt het nog aanwezige water zich verder
terug in de kleinere poriën en neemt de ca-
pillaire spanning in het poriewater toe. Door
de zuigspanning in het capillaire water
wordt de ruimtelijke microstructuur waarin
het water zich bevindt onder druk gezet. On-
der invloed van de opgewekte drukspanning
zal het microstructuurskelet willen krimpen.
Het is deze krimp die, per definitie, autogene
krimp wordt genoemd.
Hoe groot deze autogene krimp is hangt
af van de weerstand die de microstructuur
tegen de drijvende krimpkracht kan mobili -
seren. Deze weerstand wordt bepaald door
de elasticiteitsmodulus
van de cementsteen
E(
?) op het tijdstip dat de capillaire spanning
op de microstructuur aangrijpt.
De grootte van de drijvende kracht die
tot autogene krimp leidt, wordt, naast de ca-
pillaire spanning
?cap, ook bepaald door de
verzadingsgraad S
w(?) van de cementsteen.
Bentz et al. (1998) stellen voor om de resulte-
rende krimprek
?el(?) te berekenen met de
formule:
apc D =
() () () ()
w ap
el
S 12 1
3
c S E K
??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() ()
()
()
1.\b5 n
d \f1 t t w
t t
c ??
??= + ????
??
??
??
(2)
w
aarin
v de Poisson constante is en K s de
bulk modulus van het microstructuurskelet
(zie ook Lu [1]). De verzadigingsgraad
S
w(?), de capillaire
spanning
?cap(?) en de elasticiteitsmodulus
E(
?) zijn functies van de hydratatiegraad ?.
Dit betekent dat bij voortschrijden van het
hydratatieproces de berekening van de
krimprek
?el(?) stapsgewijs moet plaatsvin-
den met steeds aangepaste waarden voor de
grootheden in formule (2). Schematisch is
dit rekenproces weergegeven in figuur 2. De berekening begint met het bepalen
van het verloop van het hydratatieproces. In
het schema wordt hiervoor het numerieke
simulatieprogramma HYMOSTRUC gebruikt.
Met dit programma worden de hydratie-
graad
? en de verzadingsgraad S w(?) bere-
kend. De relatieve vochtigheid en de capil -
laire spanning kunnen daarna worden
bepaald als functie van de hydratatiegraad
(Van Breugel [9]; Peng [7]), respectievelijk
met formule (1). De E-modulus in formule
(2) kan worden berekend als functie van de
druksterke (indien bekend uit metingen) of
als functie van de hydratatiegraad.
Het schema van figuur 2 is door Lu [1] ge-
bruikt voor het bepalen van de autogene
krimp van verschillende betonmengsels.
Het eindresultaat van een van zijn bereke-
ningen is weergegeven in figuur 2f, links
onder in het schema. Het betreft de autogene
2 Rekenschema voor bepalen capillaire spanning ? cap(a). Hydratatieproces berekend met simulatieprogramma
HYMOSTRUC (2a). Autogene krimp in 2f betreft mengsel van Zhang et al [10]
In de praktijk
blijkt dat nadat
het hydratatie-
proces is gestopt,
de autogene
krimp toch
toeneemt
2
28? CEMENT 7 20 23
-160
-140 -120
-100-80
-60 -40 -20 0
0
714 2128
autogene krimp [?]
tijd [dagen]
o?o?r??}Pv}???Z?]vlP
D???r??}Pv}???Z?]vlP
o??]?Z vo
??}Pv l?]u?
l??]?vo
??}Pvl?]u?
?lv ??}Pv l?]u?
Pu?v ??}Pv l?]u?
krimp van een betonmengsel met wcf = 0,3
en een volumeaandeel aan toeslagmateriaal
van 71%. Behalve de krimp, berekend met
formule (2), is in figuur 2f ook de autogene
krimp weergegeven gemeten door Zhang et
al. [10]. Duidelijk is dat de berekende krimp-
rek de gemeten autogene krimp ver onder-
schat. De reden voor deze onderschatting is
het verschijnsel kruip.
Het kruipaandeel in autogene
krimp
In het voorgaande is ervan uitgegaan dat de
grootheden, die bepalend zijn voor de ont-
wikkeling van de autogene krimp, functies
zijn van de hydratatiegraad. Dit impliceert
dat, als het hydratatieproces stopt, de auto-
gene krimp ook niet verder zal toenemen.
In de praktijk blijkt echter keer op keer dat
ook nadat het hydratatieproces (zo goed als)
gestopt is, de autogene krimp toch toeneemt.
De oorzaak hiervan is kruip. Kruip is ook
de reden dat al in de vroege fase van de ver-
harding de 'elastische' krimp, berekend met
formule (2), de gemeten autogene krimp
onderschat. Al in de jaren 40 van de vorige
eeuw wees Davis [3] erop dat een gemeten
krimprek ook een kruipaandeel bevat. In
de jaren 60 en 90 kwamen Powers [4] en
Person [5] tot eenzelfde conclusie. Dit mag
ons eigenlijk niet verbazen. Immers, elk
materiaal dat door een belasting onder
spanning wordt gebracht, zal, naast een
elastische vervorming, ook een tijdsafhan-
kelijke (kruip)vervorming ondergaan. In een stapsgewijs rekenproces laat het
kruipaandeel ?
?cr(t,?), dat hoort bij een elas-
tisch krimpincrement ?
?el(?) , zich bereke-
nen met de formule (zie ook [1]):
apc D =
() () ()
() w ap
el
S 12 1
3
c S
E K ??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() ()
()
()
1.\b5 n
d \f1 t t w
t t
c ??
??= + ????
??
??
??
(3)
w
aarin
?(( t, ?) de kruipfactor is.
Voor verhardend beton kan een kruipfactor
worden toegepast, waarin het effect van het
verhardingsproces op de grootte van de
kruip wordt meegenomen [8]:
apc D =
() () ()
() w ap
el
S 12 1
3
c S
E K ??
= ??????
( ) () ( ) cr el \f\f t t =
() ()
() () ()
() 1.\b5 n
d \f1 t t w t t c ??
??= + ????
??
???? (4)
w
aarin
?(?) en ?(t) staan voor de hydrata-
tiegraad op het tijdstip
? waarop het elasti-
sche rekincrement ontstaat en
?(t) de hy-
dratatiegraad op het tijdstip t waarop men
de kruiprek wil weten. De factoren d en n
zijn constanten, waarvoor bij benadering
geldt d = 0,35 en n = 0,3.
Met formule (4) is het kruipaandeel van de
autogene krimp berekend van het in figuur
2f beschouwde mengsel. Figuur 3 toont het
resultaat. Het totaal van het elastische aan-
deel en het kruipaandeel van de autogene
krimp komt heel goed overeen met de
g
eme-
ten autogene krimp. Voor het beschouwde
mengsel is het kruipaandeel van de autogene
krimp nauwelijks kleiner dan het elastische
aandeel. Vergelijkbaar goede resultaten vond
Lu voor betonmengsels met hoogoven-
3
3 Gemeten en berekende autogene krimp van Portlandcement beton. Water-cement factor 0,3. Volumeaandeel toeslag: 71%.
Metingen: Zhang et al. [10] (Naar Lu [1])
Het verhinderde
kruipaandeel
van de autogene
krimp zal geen
spanningen
genereren
CEMENT 7 2023 ?29
4
4 Vervorming van een cilinderwand belast door de voorspanbelasti
Reacties