Overlaging brugdekken5201262OverlagingbrugdekkenOp de Nederlandse snelwegen moeten verschillendebrugconstructies worden aangepast aan de hogerebelastingen als gevolg van het toenemende verkeervan zware voertuigen. Dit gebeurt enerzijds door hetaanbrengen van een betonnen overlaging op hetbrugdek en anderzijds door de verbetering van debestaande brugconstructies. In dit artikel worden deuitgevoerde betontechnische maatregelenbeschreven voor het aanbrengen van een betonnenoverlaging voor de Hollandse Brug en de Muiderbrug.1Hollandse brug en Muiderbrug versterkt bij rijdend verkeerOverlaging brugdekken 52012 637,91532282703240501001502002503003504000 - 0,5 h 0 - 1 d 0 - 2 d 0 - 3 d 0 - 7 dtijdhydratatiewarmte[J/g]325135881070204060801001201 2 2 streefwaarde 7 28tijd [d]druksterkte[N/mm2]585570550545535 5355105205305405505605705805900 15 30 60 90 120tijd [min]schudmaat[mm]1 Voor de Hollandse Brug werd circa 2000 m3beton geleverdtot aan de stortplaats2 Ontwikkeling van de hydratatiewarmte van Variodur 50 bij deHollandse brug3 Chronologische ontwikkeling van de druksterkte4 Chronologische ontwikkeling van de schudmaatBij zowel de Hollandse Brug als de Muiderbrug werden door debijzondere randvoorwaarden hoge eisen gesteld aan de samenstelling, de levering en de verwerking van de betonmortel.Hollandse BrugDe Hollandse Brug is de brug in de A6 die Amsterdam metAlmere verbindt. De oorspronkelijke constructie zou optermijn niet meer bestand zijn geweest tegen de hoge verkeersbelastingen. Door twijfels over de staat van de brug moest hij in2007 zelfs worden afgesloten voor het vrachtverkeer.Hierop besloot de opdrachtgever Rijkswaterstaat (RWS) debrugplaat van de 350 m lange staalbetonbrug met nieuwerijstroken en een wegdek van meer dan 10 000 m2volledig tevernieuwen. Het rijverkeer van auto's mocht tijdens de bouwniet worden onderbroken.De verbetering voorzag in een 17 cm dikke betonplaat op debestaande brugconstructie. Op de plaat is een laag van 8 mmepoxyhars aangebracht als bijkomende oppervlakbescherming.Bij beide bruggen bood een speciaal cement de oplossing.Eisen aan het betonDoor de opdrachtgever werden de volgende eisen gesteld aanhet beton:? druksterkteklasse C55/67;? milieuklasse XC4, XD3, XF4;? consistentieklasse F4;? verwerkbaarheidstijd twee uur met schudmaat tussen450 mm en 550 mm;? na 48 uur 50% van de eindsterkte ( 35 N/mm2);? cement met een aandeel hoogovenslak 50 m%;? verkrijgen van krimparme verstijving en uitharding;? bepaling van de ontwikkeling van de dynamische Emodulustot een monsterouderdom van 91 dagen.Betonsamenstelling en bepaling van de eigenschappenDe opdrachtgever koos voor het cementtype Variodur 50. Ditbindmiddel had zich bewezen in succesvolle voorafgaandeproeven in het Wilhelm Dyckerhoff Instituut en in aanvullendeproeven op grote schaal bij Dyckerhoff Basal in Almere. Hetbetreft een hoogwaardig bindmiddel op basis van portlandklinker en hoogovenslak, verkregen door gescheiden vermaling, met een geoptimaliseerde korrelopbouw. Bij de keuze vande cementsoort was de gelijkmatige hydratatiewarmteontwikkeling een beslissend criterium (fig. 2).Met een cementnormdruksterkte van 76 N/mm2na 28 dagenwas te verwachten dat ook bij een aandeel hoogovenslak 50 m% de gevraagde druksterkteklasse C55/67 van het betonzeker zou worden gehaald. Dit bleek in de praktijk inderdaadhet geval. Met een betondruksterkte van 51 N/mm2na tweedagen (48 uur) werd ook de streefwaarde van 35 N/mm2duidelijk overschreden (fig. 3). Vertragingen in het verloop van debouwwerkzaamheden traden zodoende niet op.Ook wat betreft de overige eigenschappen waren de resultatenpositief:? De gevraagde consistentieklasse F4 werd na 30 minutenrijtijd ook bij hogere temperaturen tot aan het einde van deverwerking behouden (fig. 4).Dipl.-ing. Werner SchultzDyckerhoff AG234Overlaging brugdekken52012641715230601002003004000 7 14 21 28PL1PL2PL3PL4PL5gemiddelde waardevorst-dooicycli [d]massaverlies[g/m2]565 Slijtage van de Hollandse Brug bij vorst-dooicycli, getest met de CDF-methode6 Het beton voor de Hollandse Brug werd vanuit de mixer direct voor de spreid-machine gestort, horizontaal verdeeld, met de ingebouwde trilinrichting verdichten aansluitend met automatische walsen bewerkt tot een afgewerkt oppervlakverd. Het beton werd vanuit de mixer direct voor de spreidmachine gestort, horizontaal verdeeld, met de ingebouwdetrilinrichting verdicht en aansluitend met automatische walsenbewerkt tot een afgewerkt oppervlak (foto 6).MuiderbrugDe Muiderbrug is een brug over het AmsterdamRijnkanaal ophet traject van de A1. De brug met stalen draagbalken werd in dejaren zeventig gebouwd en heeft een overspanning van 300 m.Net als de Hollandse Brug moest ook de Muiderbrug wordenversterkt om de toenemende verkeersbelastingen van het zwarewegtransport te kunnen opnemen. De uitbreiding van de? De vorstdooiweerstand werd bepaald met de CDFmethode.De resultaten van de proeven tonen eenduidig het lagemassaverlies aan (fig. 5).? De gemeten krimpwaarden bij 91 dagen lagen tussen0,33 mm/m en 0,37 mm/m bij een temperatuur van 20 ?C en65% relatieve luchtvochtigheid.? De Emoduli kwamen overeen met 46 000 tot 47 000 N/mm2,de gangbare waarden voor beton van deze sterkteklasse.UitvoeringVoor de vernieuwing van de brugdek werd de bouwplaatsvolledig overdekt (foto 1). Op het rechterdeel van de brug rijdthet autoverkeer. In totaal is 2000 m3beton op het werk geleOverlaging brugdekken 52012 6538791081311400204060801001201401601 2 7 28 56druksterkte[N/mm2]tijd [d]14,714,215,114,913,613,81414,214,414,614,81515,2balk 1 balk 2 balk 3 balk 4buigtreksterkte[N/mm2]7 87 Chronologische ontwikkeling van de druksterkte bij de Muiderbrug8 Buigtreksterkte na 28 dagenOmdat er voor de controle van de autogene krimp geeneenduidige proefvoorschriften bestaan, werd een proefopstelling met een dubbellaagse omhulling van aluminiumbutylrubber plus een PP folie gekozen, om vochtigheidsverliezen naar de omgeving te voorkomen.UitvoeringDe logistieke eisen aan het betontransport tot op de plaats vanstorten vormden een bijzondere uitdaging. Vanwege derijstrookbreedte konden de mixers immers niet tot de stortplaats rijden en het beton met 75 kg staalvezels per m3kon nietbedrijfszeker over een afstand van 300 m worden verpompt.Daarom besloot de aannemer het transport van het beton viarails uit te voeren.De betonmortel werd op de brug voor de overdekte bouwplaatsvan de betonmixer overgeladen in een spoorvoertuig en zo totaan de stortlocatie gereden. Vervolgens werd de betonmortelvia het spoorvoertuig voor een spreidmachine gestort, horizontaal verdeeld, met de ingebouwde trilinrichting verdicht enaansluitend met automatische walsrollen afgewerkt.De staalvezels werden via een externe eenheid gravimetrischgedoseerd en pneumatisch rechtstreeks opgevoerd tot in destationaire mixer. De doseereenheid was via een interface metde mixersturing verbonden. Het opvragen gebeurde via demengmeester.Via controleprintouts kon zodoende op elk ogenblik de exactedosering van de staalvezels worden gedocumenteerd. binnenscheepvaart maakte bovendien een verhoging van de brugnoodzakelijk. Een volledige afsluiting van de brug was niettoegestaan; het autoverkeer moest in stand worden gehouden.Eisen aan het betonDoor RWS werden de volgende eisen gesteld aan het beton enzijn eigenschappen:? druksterkteklasse C90/105;? staalvezels 75 kg/m3;? volumieke massa maximaal 2500 kg/m3;? chloridemigratieco?ffici?nt 2 x 1012m2/s;? Emodulus na 28 dagen 50 000 N/mm2? 10%;? buigtreksterkte na 28 dagen gemiddeld 10 N/mm2;? autogene krimp na 90 dagen < 0,3;? totale krimpmaat na 90 dagen < 0,45.Betonsamenstelling en bepaling van de eigenschappenVanwege de positieve ervaringen bij de verbetering van deHollandse Brug werd bij de Muiderbrug een zelfde bindmiddelconcept aangeboden. Anders dan bij de Hollandse Brugkon, door een andere vereiste betonsterkteklasse, nu eencement met een slakaandeel van 30 m% worden gebruikt. Deleverancier koos voor Variodur 30, dat na 28 dagen een normdruksterkte van 79 N/mm2bereikt. Als staalvezel werd derechte DG 12,5/0,4 N met normale sterkte gebruikt.Zowel de druksterkteklasse C90/105 als de streefwaarde van debuigtreksterkte van gemiddeld 10 N/mm2na 28 dagen werd bijalle proeven bereikt (fig. 7 en 8).RWS vroeg een chloridemigratiecoeffici?nt Dcivan maximaal2 x 1012m2/s, hetgeen door een instituut in Nederland moestworden gecontroleerd. Proeven in het Wilhelm DyckerhoffInstituut op vergelijkbare betonsoorten met Variodur leverdenchloridemigratieco?ffici?nten op van 0,663 x 1012m2/s na35 dagen en 0,493 x 1012m2/s na 90 dagen. Hiermee werd dusaan de eis van RWS voldaan. Deze getallen weerspiegelen demet de ouderdom van het beton toenemende dichterebetontextuur; een positieve eigenschap van beton op basis vancement met hoogovenslak.CementonlineZie ook de overige artikelen in de dossiers`Hollandse Brug'en`Muiderbrug'opwww.cementonline.nl