C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gNiet-des tr uc tief onder zoekcement 2001 530Er bestaat een groot aantal niet-destructieve onderzoektechnie-ken voor betonconstructies. Eendeel daarvan wordt door adviseursvoor onderhoud en reparatie bijnadagelijks gebruikt. Ze zijn zo voorde hand liggend, dat ze vaak in ditsoort opsommingen worden ver-geten. Dit zijn de visuele inspec-tie, het afkloppen en de dekkings-meter. Ook de terugslaghamer enultrasoon onderzoek worden vaaktoegepast. Andere techniekenzoals radiografie (metingen metstralingsbronnen), thermografieen potentiaalmetingen wordenminder toegepast, maar de tech-niek is vertrouwd. Radar, Impactecho en RIMT zijn technieken dierelatief nieuw zijn voor het mate-riaal beton. Deze techniekenworden in andere bedrijfstakkenreeds lang en op grote schaal toe-gepast. De mogelijkheden voorbeton zijn echter nog niet volledigbekend.In dit artikel komen de verschil-lende methoden aan de orde enwordt aangegeven waar de metho-den geschikt voor zijn en hoe verhet met de ontwikkeling staat.V i s u e l e i n s p e c t i eDeze inspectiemethode wordtveruit het meest gebruikt. Hetenige hulpmiddel is het oog,waarbij soms verrekijkers voorinspecties op grote afstandenworden gebruikt en loupjes voorhet beoordelen van scheuren. Demethode geeft slechts informatieover het oppervlak van hetgebouw en zal ook in de 21steeeuw belangrijk blijven en weinigwijzigen. Het vastleggen van degegevens zal wel wijzigen,doordatdigitalefoto'senvideohetveel eenvoudiger maken beeldenvast te leggen, te bewaren en teontsluiten. Dit blijkt al duidelijkuit de wijze van rapporteren.Technieken die ontwikkeld zijnvoor rioolinspecties zoals video-robots, worden ook ingezet ingebouwen, bijvoorbeeld voor deinspectie van moeilijk bereikbareKwaaitaal-vloeren. Door verklei-ningvandeapparatuurwordendemogelijkheden groter.Naast een visuele inspectie zijnvrijwel altijd aanvullende inspec-ties noodzakelijk om de aard ende grootte van de gebreken tekunnen bepalen.A f k l o p p e nHet afkloppen van een betonop-pervlak met een hamer of hetslepen van een ketting over eenvloer geeft veel informatie overhet niet zichtbare beton directonder het oppervlak.Delaminaties en plaatselijke kwa-liteitsveranderingen zijn duide-lijk hoorbaar. Het is echter eenmethode die moeilijk reprodu-ceerbaar is en geen kwalitatieveinformatie geeft. Omdat het eeneenvoudige methode is, kan snelveel informatie worden verza-meld.De Impact Echo-methode ishiervan afgeleid en heeft de resul-taten reproduceerbaar gemaakt.M e t e n v a n d e d e k k i n gEen dekkingsmeter meet de ver-storingen van een opgewekt elek-tromagnetisch veld. Deze versto-ringen worden veroorzaakt doorstalen onderdelen in het beton.De dekkingsmeter bewerkt demeetgegevens zodanig, dat dedekking op de wapening kanworden afgelezen. Voor de duur-zaamheid van het beton is hetbelangrijk de dekking op de bui-tenste laag wapening te weten.Met een dekkingsmeter kan ookde ligging en de kenmiddellijnvan wapeningstaven worden be-paald. Dit is echter een zeer om-slachtig en onnauwkeurig werk.Door de ontwikkeling van han-teerbare computers en de beno-digde software zijn er nu dek-kingsmeters die over een grotergebied de ligging en kenmiddel-lijn van en de dekking op wape-ningsstaal kunnen vastleggen enals tekening kunnen presenteren.Dit kan zeer nuttig zijn voor hetbepalen van de opbouw van bij-voorbeeld knooppunten of indiener wordt getwijfeld over de toege-paste wapening.De apparatuur is echter voorals-nog kostbaar en daardoor weinigbeschikbaarenkanhelaasnognietalles zichtbaar maken. Indien destaven te dicht bij elkaar liggen ofeen te grote dekking hebben, zijnnauwkeurige metingen nietmogelijk. Daarnaast wordenmetingen in gebouwen vaak over-schaduwddooranderstalendelen.M a g n e t i c M a s s P r o b eOp basis van dezelfde technologieals de dekkingsmeter is de Mag-Niet-destructief onderzoekaan gebouwenir. M. Swinkels, INTRON, VABORBeheerders van gebouwen en adviseurs van betononderhoud zijn altijd opzoek naar nieuwe methoden om goedkoop, snel, effici?nt, betrouwbaar, niet-destructief en zonder overlast de conditie van gebouwen en betonconstruc-ties vast te leggen. Hierbij - en vooral bij monumenten - is het van belang,voorafgaand aan een renovatie of herstel, zo veel mogelijk informatie te ver-garen met zo min mogelijk beschadigingen aan het gebouw en overlast voorgebruikers of bewoners. Niet-destructief onderzoek (NDO) biedt hiervoor veelmogelijkheden.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gNiet-des tr uc tief onder zoekcement 2001 5 31netic Mass Probe ontwikkeld. Ditapparaatkanvastleggenofdehoe-veelheden staal veranderen. Zokan er bijvoorbeeld corrosie vanstalen balken in een metselwerk-gevel mee worden onderzocht.Nader destructief onderzoek blijftnoodzakelijk, omdat het signaalook kan veranderen doordat deafstand tot het staal wijzigt.Deze technologie is nog moeilijkinterpreteerbaar maar geeft mo-gelijkheden voor de toekomst, bij-voorbeeld voor het vaststellen vanafname van de staaldoorsnededoor putcorrosie.M e t i n g e n m e t b e h u l p v a nd e t e r u g s l a g h a m e rIn een terugslaghamer (ook welSchmidthamer genoemd) wordteenstalencilindertegendebeton-huidgeschotenenwordtgemetenhoe ver deze terugspringt. Dit iseen indicatie voor de betonsterktevan de buitenste betonlaag. Demeting is sterk afhankelijk van destaat van het oppervlak en geefteengrotespreiding.Omdieredenmoeten veel metingen wordenuitgevoerd.Indien de metingen niet gerela-teerd kunnen worden aan eendestructief bepaalde druksterkte,moet de hamer geijkt worden metbehulp van veel betonkubussenper betonsoort. In de praktijkhebben alleen prefabfabrieken enbetoncentrales hamers die op dejuiste wijze zijn geijkt. Dooranderen kan de hamer goedgebruikt worden om kwaliteit tevergelijken of om het aantaldestructieve monsters te beper-ken.Er is er ook een terugslaghamerontwikkeld voor de bepaling vande hardheid van voegen in met-selwerk.U l t r a s o o n o n d e r z o e kUltrasone meettechnieken wor-den reeds veel toegepast om debetonkwaliteittebepalen.Bijdezemeting wordt een geluidsgolf inhet beton gebracht. Aan de handvan de looptijd van een golf dooreen constructie van bekendeafmetingenwordtdegolfsnelheidvan ultrasoon geluid in het betonbepaald. De snelheid in beton iseenmaatvoordedruksterkte.Omkwalitatieve uitspraken te doenmoet de ultrasoonmeting gecom-bineerd worden met een destruc-tieve bepaling van de druksterkte.Indien de geluidsnelheid bekendis, kan de dikte van een onderdeelworden bepaald, maar kan ookeen veranderende druksterkteworden opgespoord. Dit zijn vrijeenvoudige toepassingen.Daarnaast is het mogelijk gebre-ken of inhomogeniteiten in con-structies aan te tonen doordat zijreflectiesvangolvenveroorzaken.Ook is het in sommige situatiesmogelijk het verschil tussengevulde en niet gevulde voor-spankanalen zichtbaar te maken,maar de resultaten hiervan zijnnog moeilijk interpreteerbaar.Doordat ook de grindkorrels degeluidsgolven reflecteren, is deinterpretatie zeer moeilijk enafhankelijk van de juiste signaal-bewerkingstechnieken. Het blijktook dat ultrasoon onderzoekmoeilijk toepasbaar is voor hetnormale grove toeslagmateriaalin beton. Het onderscheidendevermogen is bij geringere korrel-doorsnede (< 16 mm) groter.R a d i o g r a f i eMet behulp van stralingsbronnen(radioactieve bronnen of R?nt-genbronnen) is het goed mogelijkholtes en stalen onderdelen inbeton te signaleren. De methodewordt wel toegepast om te beoor-delen waar sparingen mogenworden aangebracht.De normaal hiervoor gebruiktetechnieken zijn echter veelal teomslachtig en vragen te langebelichtingstijden om op groteschaal te worden toegepast.In andere Europese landenworden veel krachtiger stralings-bronnen gebruikt, die het moge-lijk maken om snel te werken ende beelden te bewerken. Hiermeekunnen bijvoorbeeld voorspan-kanalen worden gecontroleerd.Deze methoden zijn meer ge-schikt voor viaducten en bruggen.Door de gezondheidsrisico'sworden ze in Nederland nietgebruikt.T h e r m o g r a f i eMet thermografie wordt de tem-peratuur van het oppervlak vaneen gebouw gemeten. Bouwfysicigebruikendemethodevaakomdeisolatie van gebouwen te beoor-delen. De temperatuur hangtonder meer af van de warmtege-leidingseigenschappen van mate-rialen en eventuele afwijkingen.Schade in gevels kan verschillenin de isolatie veroorzaken, die bijMet behulp van ultrasonemetingen of radar kan wor-den beoordeeld of ook nietzichtbare grindnesten engebreken in deze construc-tie aanwezig zijnSchade in vloeren metvloerverwarming en gebre-ken aan gevelelementenkunnen worden onderzochtmet thermografieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gNiet-des tr uc tief onder zoekcement 2001 532een voldoende groot tempera-tuurverschil tussen binnen enbuiten (meer dan 10 ?C) zichtbaarzijn. Ook is het goed mogelijk eendetaillering te beoordelen of bijoudere gebouwen verschillendmateriaalgebruik of vocht op tesporen, door verschil in thermi-sche eigenschappen.Ter plaatse van delaminaties vanbeton zal de warmteafdracht naarde ondergrond bij opwarming ofafkoeling anders zijn, hetgeenverschillen in oppervlaktetempe-ratuur tot gevolg heeft. Overdagkunnen temperatuurverschillenin het oppervlak ontstaan van 1,5tot 4,5 ?C, `s nachts van 0,3 tot1,5 ?C. Deze verschillen zijn goedte meten, aangezien infrarood-camera's verschillen tot 0,1 ?C nogkunnen registreren. Met thermo-grafie is het niet mogelijk dediepte en de aard van de gebrekenaan te geven. Het kan echter welaangeven waar nader onderzoeknoodzakelijk is. De interpretatievan de gegevens is redelijk een-voudig.P o t e n t i a a l m e t i n gDoor de corrosiepotentiaal van dewapening te meten, kan wordenonderzocht of de wapening corro-deert, terwijl het betonoppervlaknog intact is. Hiertoe wordt eenreferentie?lectrode (halfcel) elek-trisch verbonden met het wape-ningstaal, waarna de halfcel viaeen waterverzadigde spons op hetbeton wordt geplaatst. Een tus-sengeschakelde universeelmetergeeft dan de potentiaal weer.In Amerikaanse normen wordendrie gebieden aangegeven: ??nmet lage waarden waar corrosiekan optreden, ??n met gemid-delde waarden waar niet duidelijkis of er sprake kan zijn van corro-sieen??nmethogewaardenwaargeen corrosie kan optreden. Doorhet gebruik van hoogovencementkunnen In Nederland de grenzenanders liggen. Ook de vochtsitu-atieheeftinvloedopdehoogtevande metingen. Hiermee worden demetingen moeilijk interpreteer-baar en tevens vatbaar voor mani-pulaties. Destructieve verificatieszijn derhalve altijd noodzakelijk.De metingen kunnen door eengeautomatiseerde datacollectieen het gebruik van potentiaal-meetwielen redelijk snel wordenuitgevoerd.R a d a rDeze methode, ook wel grondra-dar of impulsradar genoemd, isgebaseerd op de reflecties vanelektromagnetische golven doorverschillende lagen en disconti-nu?teiten in het beton. Hierbijzijn de elektromagnetische eigen-schappen van het materiaal vanbelang. De verschillen wordenonder meer veroorzaakt door ver-schillen in chloridegehalte, vocht-gehalte, pori?n en luchtbellen.Op staal reflecteren radargolvenvolledig. De voortplantingssnel-heid van de golven in beton kansterkverschillen.Daaromkaneendieptebepaling problemen ople-veren en zijn destructieve ijkin-gen vaak noodzakelijk.Radar wordt al op grote schaal toe-gepast om de asfaltdikte in wegenen de restdikte van riolen tebepalen. Het kan met namegeschikt zijn voor het opsporenvan hoge chloridegehalten, grind-nesten, de ligging van de boven-ste wapeningslaag en verstorin-genindeondergrondvanvloeren.In de Verenigde Staten wordt veelonderzoek gedaan naar automati-sche gegevensverwerking van demetingen. De toepasbaarheid vande radartechniek is afhankelijkvan het succes van dit onderzoek.De interpretatie van situaties dieniet standaard zijn, zoals vaak ingebouwen voorkomt, vergt veelervaring, die in Nederland nau-welijks aanwezig is.I m p a c t E c h oDe Impact Echo-methode is geba-seerd op een drukgolf in het betonten gevolge van de impact van eengestandaardiseerd hamertje.Deze golf reflecteert op holtes enopdebegrenzingenvanhetproef-stuk, maar ook op scheuren, de-laminaties, grindnesten en ont-hechtingen. Aan de hand van defrequentie van de terugkaatsendegolven kan de ligging en de aardvan de gebreken worden bepaald.Voor veel standaardsituaties zijnmeetprotocollen opgesteld en issoftware samengesteld om deresultaten te interpreteren. Metdeze methode is het ook mogelijksystemen uit verschillende lagenzoals vloeren in combinatie metdekvloeren en ondergrond, tebekijken. Ook is het in bepaaldesituaties mogelijk de vulling vanvoorspankanalen te controleren.Hier is echter nog veel onderzoekvoor nodig.De protocollen zijn opgesteldvoor niet al te complexe stan-daardsituaties. Het interpreterenvan de signalen vereist veel erva-ring. De ervaring met dit systeemis in Nederland gering.R I M TRIMT staat voor Reflectometri-sche Impulse MeasurementTechnic. Bij deze techniek wordteen elektrische golf door eenkabel gestuurd. Aan de hand vanreflecties van deze golf kunnenuitspraken over eventuele defec-ten worden gedaan en over delocaties ervan. De methode wordtop grote schaal toegepast voor deinspectie van coaxkabels in detelecommunicatie. De techniek isdoor Zwitsers en Italianen aan-gepast om de conditie van voor-spanstrengen te controleren. InNederland is hier in het verledeneen aantal teleurstellendeproeven mee gedaan op voor-spanning in bruggen en viaduc-ten. In de proefsituaties wassprake van voorspanning om-geven door grout in stalen omhul-lingen. Het lijkt erop dat de toe-passing voor strengen zonderaanhechting in kunststofbuizenRadarbeeld van een vloermet wapeningC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gNiet-des tr uc tief onder zoekcement 2001 5 33hoopvoller is. Deze situatie lijktook meer op coax-kabels. InCanada wordt RIMT veelvuldigtoegepast voor parkeergarages endergelijke. Er is echter nog veelonderzoek nodig voordat dit eeneenvoudig in te zetten techniek is.Destructieve controles van deresultaten blijven noodzakelijk.C o n c l u s i eAan veel methoden wordt inter-nationaal onderzoek verricht omde toepasbaarheid beter en een-voudiger te maken. Vaak zijn zevoor standaardsituaties goed toe-pasbaar, maar zijn afwijkendesituaties die bij gebouwen vaakvoorkomen, moeilijker toeganke-lijk. Voor vrijwel elke NDO-tech-niek zijn verificaties noodzake-lijk.De moeilijkheid van NDO ligt inde juiste keuze van een methodeuit de vele mogelijkheden en hetmaken van combinaties van demethoden. Geen van de metho-den is een wondermiddel en alge-meen toepasbaar. Adviseurs diemethoden als zodanig presente-ren, moeten gewantrouwd wor-den. Ze zijn er ook de schuld vandat deze methoden vaak in eenkwaad daglicht staan. Als eenwondermiddel eenmaal mislukt,krijgt het niet snel een tweedekans.De toekomst is aan apparaten diegebruikmaken van de genoemdetechnieken of combinaties ervan,maar die geschikt zijn gemaaktvoor ??n specifieke toepassing endie een zeer eenvoudige interpre-tatie mogelijk maken. Elders indit nummer wordt ingegaan optoepassing van ultrasone golvenvoor het bepalen van de hechtingvan reparaties. A m s t e l s t a t i o nHet Amstelstation in Amsterdam is een van de hoogtepunten van deNederlandse stationsarchitectuur. Het werd gebouwd in 1939 en is sinds-dien vrijwel ongewijzigd in gebruik geweest.Het station bestaat uit een met beton omhulde staalconstructie, die isingevuld met metselwerk en glas. Bij de voorbereiding van de renovatiewaren rond de staal/betonkolomen veel scheuren zichtbaar en bleek inde dakrand veel beton te zijn afge-drukt. Door de monumentalestatus van het station was uitge-breid destructief onderzoek nietacceptabel. Met behulp van niet-destructieve onderzoeksmethodenis de omvang van de schade vast-gesteld.K o l o m m e nBij het onderzoek aan de kolommen werd radar toegepast om de exactelocatie en de ori?ntatie van de stalen kolommen vast te leggen. Toen diebekend waren kon met de Magnetic Mass Probe worden vastgesteld ofplaatselijk de staaldoorsnede was gewijzigd, wat kan wijzen op corrosie.Bij destructieve verificaties bleek ditinderdaad het geval te zijn.Onderzoek met behulp van ultra-sone golven bleek niet mogelijkdoor de slechte hechting tussenbeton en metselwerk.Veel schade aan de kolommen wasveroorzaakt door een verkleinde ofafwezige betondekking op de sta-len profielen.D a k r a n d e nDe dakranden vertonen plaatselijk afgedrukte betonschollen en roestendewapening. Met behulp van potentiaalmetingen is onderzocht of ook opplekken waar geen schade zichtbaar was, ernstige corrosie aanwezig was.Dit bleek niet het geval. Hoewel alle staven bij destructief onderzoek lichtecorrosiesporen blijken te vertonen, is de corrosieactiviteit op plekken meteen lage potentiaal laag.Door deze combinatie van visueleinspectie, potentiaalmetingen endestructief onderzoek werd de hoe-veelheid schade in de dakrandnauwkeurig vastgelegd en werdaangetoond dat volstaan kon wor-den met herstel van de dakrandenin plaats van vervangen.In een volgend nummer vanCement zal uitgebreid aandachtworden besteed aan de renovatievan dit station en aan de voorberei-dingen.Onderzoek dakrand metpotentiaalmetingMetingen met behulp vande Magnetic Mass ProbeHet Amstelstation