C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gInfras tr uc tuurcement 2006 548Het betreffende kunstwerk, ookwel bekend onder de naam `DiveUnder', maakt het mogelijk dat dehsl ongelijkvloers de (verlegde)Havenspoorlijn kruist. Tijdens debouw van de Dive Under moest deHavenspoorlijn in dienst blijven.Om het kruisende gedeelte van deDive Under onder de Havenspoorlijn te kunnen bouwen zijn hulpbruggen in het spoor ingebracht.Deze hulpbruggen zijn gefundeerdop stalen buispalen. Vervolgens isonder deze hulpbruggen het kunstwerk in een bemalen bouwkuipgebouwd (foto 1).Gedurende de bouwperiode stakende stalen buispalen dus door devloer en het dak van het kunstwerkheen. Voor het storten van de vloeren het dak zijn rondom de stalenbuispalen vierkante geprofileerdesparingen als bekisting aangebracht. Na de bouw van de DiveUnder, het verwijderen van dehulpbruggen en het afbranden vande stalen buispalen, moesten dezestien sparingen in de vloer en hetdak nog met beton worden gevuld.C o n s e q u e n t i e s s p a r i n g e nDe detaillering van de sparingenwas ondergebracht bij de aannemerscombinatie. De sparingenhadden afmetingen van 800 x800 mm2en varieerden ter plaatsevan de vloer en het dek in hoogtevan 800 tot 1000 mm.ConstructiefIn de eindsituatie zouden destalen palen ter hoogte van onderkant vloer worden afgebrand en nahet volstorten van de sparingenmoesten de stalen buispalen alsdefinitieve funderingselementenmee gaan functioneren. De sparingen in het dak hadden eveneens een dragende functie(treinbelasting) en moesten ookmet beton worden gevuld.De aannemerscombinatie kooservoor geen stekverbinding tussenhet `oude' en het nieuwe beton aante brengen. Nadeel hiervan wasdat optredende krimpspanningenniet door de stekwapening zoudenworden beheerst. Uit oogpunt vankrachtsoverdracht waren de zijkanten van de sparingen wel vanribbels voorzien. Deze werdenverkregen door om de stalenbuispalen een dunwandige stalenribbelbekisting aan te brengen(foto 2).WaterdichtheidOp de sparingen in de vloer stondaan de onderzijde een druk van7 m waterkolom. De aannemersKrimpcompenserend beton ofnog beter...... zwelbeton?W. de Moor, Movares Nederland BV*)Bij werkzaamheden voor de hsl te Barendrecht moest een aantal tijdelijke,voor hulpconstructies aangebrachte sparingen door de vloer en het dak vaneen tunnel, met beton worden gedicht. Om de constructieve werking en dewaterdichtheid van deze afdichting voldoende te kunnen garanderen, was hetvoorkomen van krimp een belangrijk uitgangspunt. Dit leidde uiteindelijk totde ontwikkeling van een `zwelbeton'.*)Auteur is werkzaam bij Movares (vhHolland Railconsult) en was ten tijde van deuitvoering werkzaam bij de Project Organisatie Betuweroute.1 |Onder de hulpbruggenwordt de Dive Undergebouwd. De sparingenin de vloer zijn om veilig-heidsredenen afgedekt2 |Dunwandige stalen, vanribbels voorziene sparin-gen fungeren als bekis-ting rondom de stalenbuispalen3 |Proefopstelling op hetwerk: stalen buispalenen betonbalkjesC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gInfras tr uc tuurcement 2006 5 49combinatie had geen maatregelenvoorzien om lekkage ten gevolgevan deze waterdruk te voorkomen.O p l o s s i n g s r i c h t i n gErvaringen van de betrokken partijen met betrekking tot het probleem leverden het volgende op:? krimpcompenserende hulpstoffen reageren veelal met de vrijekalk uit het cement; bij portlandcement daarom effectiever danbij hoogovencement;? de effectiviteit van krimpcompenserende hulpstoffen is afhankelijk van de (specie)temperatuur. Hoe lager de temperatuur, hoe minder effectief; hoehoger de temperatuur, hoe effectiever. Om een hogere specietemperatuur te verkrijgen werddaarom aan alle te beproevenmengsels een hoeveelheid CEMI 52,5R toegevoegd;? bij aardvochtige betonmengselszijn krimpcompenserende hulpstoffen effectiever dan bij meervloeibare betonmengsels.Voor de betonsamenstelling werduitgegaan van sterkteklasseC28/35 (B 35), milieuklasse XA2(5b), consistentiegebied S3 (cg 3)en grindkorrelgroep 432.BeproevingenOm het krimpcompenserendegedrag c.q. zwelvermogen van hetbeton te kunnen bepalen is eenpraktisch proefprogrammaopgezet. Beproevingen zijn uitgevoerd in het laboratorium en ophet werk (foto 3).Op de bouwplaats werd elk betonmengsel in een 1200 mm hogestalen buis ?457 mm gestort(foto 4). De buizen werden in tweelagen gevuld en elke laag werdmet een trilnaald verdicht. Detemperatuurontwikkeling werdgemeten en de krimp werd visueelbeoordeeld.Van elke mengsel werd ook eenbalkje gestort met afmetingen van150 x 150 x 600 mm3. Daags nahet storten gingen deze balkjesnaar het laboratorium voor krimpmetingen (foto 5).ResultaatDe beproevingen lieten zien datkrimpcompenserende stoffen hetmeest effectief zijn op cementenmet als basis portlandcementklinker (tabel 1, 2). Op basis van dewaarnemingen uit het laboratorium leken de betonmengsels E enF het beste te presteren.Voor het vullen van de sparingenTabel 1 | Overzicht beproefde betonmengselscodering cementtype plastificeerder toevoegingbeton- basis overig (naftaleen)mengselA CEM III/B 42,5 80 kg CEM I 52,5R ja geenB CEM III/B 42,5 80 kg CEM I 52,5R geen combinatie zwelmiddel en plastificeerder (1%)C CEM III/B 42,5 80 kg CEM I 52,5R ja combinatie zwelmiddel + krimpreduceerder(0,5% resp. 2%)D CEM II/B-V 32,5R 60 kg CEM I 52,5R ja geenE CEM II/B-V 32,5R 60 kg CEM I 52,5R geen combinatie zwelmiddel en plastificeerder (1%)F CEM II/B-V 32,5R 60 kg CEM I 52,5R ja combinatie zwelmiddel + krimpreduceerder(0,5% resp. 2%)Tabel 2 | Overzicht resultaten beproefde betonmengselscodering resultatenbeton- laboratorium bouwplaatsmengselA ? komt los van de mal (geen meting) ? neiging tot nazakking van de betonspecie? mengsel A sneller los dan mengsel B ? visueel geen krimp geconstateerdB ? komt los van de mal (geen meting) ? door de toevoeging van zwelmiddel en plastificeer-? mengsel B minder snel los dan mengsel A der (gecombineerd middel in poedervorm) eenhogere verwerkbaarheid verkregen dan de overigesamenstellingen? visueel geen krimp geconstateerdC ? komt los van de mal ? visueel geen krimp geconstateerd? gemeten krimp 0,25D ? komt los van de mal (geen meting) ? neiging tot nazakking van de betonspecie? minder krimp dan mengsel A ? visueel geen krimp geconstateerdE ? visueel geen krimp ? door de toevoeging van zwelmiddel en plastificeer-der (gecombineerd middel in poedervorm) eenhogere verwerkbaarheid verkregen dan de overigesamenstellingen? visueel geen krimp geconstateerdF ? visueel geen krimp ? visueel geen krimp geconstateerddruksterkte ? door toevoeging van de zwelmiddelen ontstaan geen significante verschillen in druksterkte.? combinatie CEM III/B met CEM I (mengsel A, B, C) geeft een hogere druksterkte dan de combinatieCEM II met CEM I (mengsel D, E, F).4 |Met (zwel)beton gevuldestalen buizen, voormeten temperatuuront-wikkeling en visueelbeoordelen krimp5 |Betonbalkjes 150 x 150 x600 mm3voor krimpme-tingen in het laboratori-umC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gInfras tr uc tuurcement 2006 550in de Dive Under is uiteindelijkgekozen voor betonmengsel E,met een mix van CEM II/BV enCEM I.P r a k t i j k r e s u l t a a tSparingen in het dakAlle zestien daksparingen die metzwelbeton waren gevuld, warenwaterdicht. Lekkage is niet geconstateerd (foto 6). De sparingenworden aan de bovenzijde doorregenwater belast. Gezien degrootte van deze sparingen (800 x800 x 1000 mm) en het ontbrekenvan (stek)wapening tussen oud ennieuw beton, is dit een goed resultaat.Sparingen in de vloerDit resultaat viel tegen. Tegen deonderzijde van de vloer staat eendruk van ruim 7 m waterkolom.Bij circa 90% van de sparingen isin meer of mindere mate lekkagegeconstateerd (foto 7). Of dit tewijten is aan het niet of onvoldoende functioneren van hetzwelbeton is nog maar de vraag.Twee mogelijk andere oorzakenspeelden hierbij een grote rol:? door een onachtzaamheid in deuitvoering liet de reinheid vande stalen sparingen sterk tewensen over. Door het langetijdverschil tussen het plaatsenvan de sparingen en het daadwerkelijk vullen, waren destalen sparingen sterk gecorrodeerd en bovendien voor hetstorten onvoldoende gereinigd(foto 8, 9). Een lekweg is dansnel gecre?erd. Helemaal beterware geweest de corroderendestalen sparingen te verwijderenen rechtstreeks tegen het `oude'beton van de vloer aan testorten;? de meeste sparingen zijn bijlage temperaturen gestort (buitentemperaturen onder nul).Zoals eerder vermeld is de effectiviteit van krimpcompenserende middelen bij lage temperaturen gering.De lekkages zijn gestopt door dezeaan te boren en te injecteren meteen injectievloeistof op basis vanpolyurethaan.ConstructiefMet betrekking tot de constructieve werking van de volgestortesparingen kan worden gesteld dathet zwelbeton functioneert. Erzijn geen problemen geconstateerd.S a m e n v a t t i n gBij speciale toepassingen, zoalshet vullen van sparingen, daarwaar het krimpgedrag van betonvoor vervelende problemen kanzorgen, is het toepassen van zwelbeton zeker een optie. Gesteldkan worden dat zwelbeton zekerpotentie heeft.Het idee is natuurlijk niet nieuw.Bij injectiespecies waarmee voorspankanalen worden ge?njecteerd, worden al lang krimpcompenserende hulpstoffen toegepast. In het materiaal beton is hetechter nieuw. Navolging c.q. vervolgonderzoek verdient zekeraanbeveling.B e t r o k k e n p a r t i j e nCombinatie Dive Under Barendrecht(CDUB), waarin: BouwcombinatieBAM NBM infra + Van Hattum enBlankevoortMebin RotterdamNederlandse Bouwstoffen Combina-tie (NBC)Project Organisatie Betuweroute(PoBr) (omdat de bouwlocatie vandit hslkunstwerk geheel binnenhet sporenknooppunt van de Betuweroute ligt, was er tussen deProjectorganisatie HSLZuid en deprojectorganisatie Betuweroute(PoBr) afgesproken dat dit werkonder directie van de PoBr zouworden uitgevoerd) n6 |Met zwelbeton gevuldesparingen in het dak:geen lekkage geconsta-teerd7 |Met zwelbeton gevuldesparingen in de vloer: bijca. 90% is lekkage gecon-stateerd8, 9 | Door de lange tijds-periode tussen plaat-sen sparingen endaadwerkelijk volstor-ten sparingen metzwelbeton, zijn de sta-len ribbelsparingensterk gecorrodeerd.Door een onachtzaam-heid in de uitvoeringzijn de zijkanten voorhet storten onvol-doende gereinigd.Hierdoor is een lek-weg snel gecre?erd