ing.P.de Vries, Cementfabriek Umuiden (CEMIJ) bvIn de Wet Bodembescherming wordt het belang van een gezonde bodem omschreven. Ar-tikel 14 van deze wet, het zogenoemde 'zorgplichtartikel', verplicht een ieder die weet ofkan vermoeden dat door zijn activiteiten de bodem kan worden verontreinigd, maatrege-len te treffen om deze verontreinigingen en de gevolgen daarvan te beperken.Zo'n maatregel is het aanbrengen van vloeistofdichte vloeren. De auteur van dit artikelschetst het belang van het materiaal beton bij deze ontwerpeis en beschrijft de voorwaar-den waaraan moet worden voldaan.VLOEISTOFDICHTEBETONVLOEREN(1) Verschil in porositeit door meer/minderwaterMilieubescherming, in het bijzonder de bo-dembescherming, is in de achter ons liggen-de jaren een begrip geworden waar niemandmeerom heen kan. De hoofddoelstellingvanhet bodembeschermingsbeleid luidt:'Het tot stand brengen van een algemeen be-schermingsniveau, gericht op het behoudvan de eigenschappen van de bodem.'Het bedrijfsleven krijgt in toenemende matete maken met voorschriften die een vloei-stofdichte bodemafsluiting vereisen. In hetgeval van bedrijfsvloeren speelt vloeistof-dicht beton een belangrijke rol.Wat is vloeistofdicht?Simpelweg wordt met een vloeistofdichtebetonvloer een betonvloer bedoeld, die ver-hindert dat vloeistoffen, door de vloer heen,in de bodem terecht kunnen komen. Om devloeistofdichtheid van een materiaal echtereenduidigte kunnen beoordelen.zal moetenworden vastgelegd:? met welke methode de vloeistofdichtheidwordt bepaald;? aan welke waarden moet worden voldaan.Eisen ten aanzien van de vloeistofdichtheidkunnen worden vastgelegd in vergunningen,richtlijnen en de Algemene Maatregelen vanBestuur, die gebaseerd zijn op de al eerdergenoemde Wet Bodembescherming, de WetVerontreiniging Oppervlaktewater en denieuwe Wet Milieubeheer.Later in dit artikel zal verder worden inge-gaan op de regelgeving die in Nederland is/wordt ontwikkeld aangaande de vloeistof-dichtheid van beton.Beton is waterdicht!Voordat vragen over vloeistofdichtheid kun-nen worden beantwoord, is het wellicht ver-helderend eerst iets dieper in te gaan op dewaterdichtheid van het materiaal beton.Beton is een heterogeen materiaal en in hetalgemeen voor het grootste gedeelte opge-bouwd uit steenachtig toeslagmateriaal, ce-ment en water. Met name dit water speelteen belangrijke rol bij de vraag of een beton-constructie waterdicht mag worden ge-noemd. Cement en water vormen samen detweecomponentenlijm, die de steenachtigetoeslagmaterialen aan elkaar moet binden.Het water is echter niet alleen benodigd voorde reactie met het cement, het wordt tevensgebruikt, maar ook misbruikt, om de ver-werkbaarheid van de betonspecie aan tepassen aan de wensen van de bouwvakkers,die de betonspecie moeten verwerken.Het cement kan echter maar een beperktehoeveelheid water chemisch en fysisch aanzich binden. Het restant van het water, datdus niet door het cement wordt gebonden,blijft in pori?n in het beton achter. Verhogingvan de hoeveelheid aanmaakwater, bete-kent dus meer pori?n.Deze pori?n, de capillaire pori?n genoemd,zijn mede bepalend voor het vocht- of vloei-stoftransport door het beton heen. Het aan-tal en de afmetingen van deze capillaire po-ri?n zijn sterk afhankelijk van de verhoudingtussen de hoeveelheid water in de beton-specie en de hoeveelheid cement, beter be-kend als de water-cementfactor. Een hogewater-cementfactor leidt tot een meer per-meabele cementsteen, een lage water-ce-mentfactor daarentegen uit zich in een dich-te, nagenoeg impermeabele cementsteen(fig. 1)74Daarnaast spelen de ouderdom, hydratatie-graad en cementsoort een belangrijke rol bijhet dichtgroeien van het capillaire pori?nsys-teem. Als gevolg van het hydratatieproceszal in de loop van de tijd steeds meer waterworden gebonden en neemt het volume aancementgel toe. De doorlaatbaarheid neemtdan steeds verder af.De permeabiliteit van het beton wordt ookbepaald door de gebruikte cementsoort.Vooral de cementsteen van hoogovence-ment heeft een fijnere pori?nstructuur dande portlandcementsteen, waardoor hettransport van water of andere vloeistoffenaanzienlijk wordt belemmerd. Een soortge-lijk effect wordt waargenomen bij de toepas-sing van fijne puzzolanen in een cement-steen van portlandcement. Genoemd kun-nen worden hetgebruik van vliegas en micro-silica (silicafume).De waterdoorlaatbaarheid van beton wordtuitgedrukt in een permeabiliteitsco?ffici?ntof K-waarde. De K-waarde van beton is naastde water-cementfactor vooral afhankelijkvan de hydratatiegraad.Bij een K-waarde van ongeveer 10"12m/s,een wanddikte van 200 mm en een water-druk van 2 m, betekent dit een doorgelatenhoeveelheid water van minder dan 0,5 l/m2per jaar (fig. 2 en 3).Dit is niet veel; er verdwijnt wel water, maarde doorgelaten hoeveelheden zijn zo klein,dat in de praktijk helemaal geen doorlek-kend water wordt waargenomen. Het waterisal uit de pori?n verdampt, voordat het als vrijwater naar buiten zou kunnen treden. Hetbetonoppervlak zal zelfs niet vochtig aan-voelen.Reeds in 1954 publiceerde Powers in het'Journal of the American Institute' het ver-band tussen de water-cementfactor en depermeabiliteit van de cementsteen voor wa-ter. In de nu achter ons liggende veertig jaaris de geldigheid van deze grafiek keer opkeer bewezen (fig. 4).(4) Grafiek van T.C.PowersDe belangrijke conclusie die uit deze relatiemag worden getrokken, is dat bij een water-cementfactor kleiner dan 0,45 de permeabi-liteit voor water tot bijna nul wordt geredu-ceerd. De reden hiervoor is het sterk reduce-ren van de capillaire pori?n. Een waterdichtbeton wordt derhalve verkregen doorgebruikte maken van zo weinig mogelijk aanmaak-water. Uiteraard is ook de verdichting van debetonspecie een bijzonder belangrijke para-meter voor de vloeistofdichtheid van beton.Ten aanzien van de verwerkbaarheid mogengeen concessies worden gedaan. Waterre-ducerende hulpstoffen als plastificeerdersof superplastificeerders zijn, uiteraard af-hankelijk van de verwerkingsmethode, danook vaak onmisbaar.Indringgedrag van vloeistoffenBodemsanering vraagt om betonvloeren diemoeten voorkomen, dat vervuilende vloei-stoffen in ons leefmilieu terecht komen. Hetaantal Produkten, datgevaarvoor debodemkan opleveren, is echterenorm divers. NaastProdukten die vrij kunnen komen in de che-mische industrie, kunnen we bijvoorbeeldook denken aan de agrarische sector en deolie-industrie. Belangrijke toepassingenvoor vloeistofdichte betonvloeren zijn vloe-ren (of verhardingen) bij benzinestations,garagebedrijven, busstations en autowrak-kenopslagplaatsen.Hierbij gaat het niet meer om de dichtheidvoor water, maar om de dichtheid voor eenverscheidenheid aan verbindingen, die veel-al een andere viscositeit, oppervlaktespan-ning en molecuulgewicht hebben dan water.Dit kan betekenen dat het indringgedrag ineen poreus systeem van deze vloeistoffenanders is dan van water.Indringing in de pori?n, onder druk of doorcapillaire opzuiging, is alleen mogelijk wan-neer het water uit de pori?n is verdampt dooruitdroging van het beton.Het gaat hier om gedeeltelijk droge pori?n,omdat het uitdrogingsproces van de dieperin het beton gelegen pori?n bijzonder lang-zaam gaat De snelheid van uitdrogen wordtuiteraard mede bepaald door de afmetingvan de kleinste porie. Wanneer een dicht po-ri?nsysteem aanwezig is, waarbij de pori?nook nog (gedeeltelijk) met water zijn gevuld,kunnen zelfs vloeistoffen met een lage visco-siteit maar moeilijk binnendringen.In hoeverre het indringgedrag van een vloei-stof inderdaad afwijkend is ten opzichte vanwater, kan alleen in een vergelijkend onder-zoek worden aangetoond.Uit bestudering van buitenlandse literatuurblijkt, dat voornamelijkin Duitsland sprake isvan enig onderzoek in deze richting [1]. Deverschillende Duitse onderzoekingen zijnveelal gebaseerd op een vloeistofdruk van1400 mm en een beproevingsduur van72 uur. Deze proefopzet is afkomstig van gel-dende richtlijnen voor betonconstructies(wanden rondom opslagtanks) die in gevalvan calamiteiten het milieu tegen vervuilen-de vloeistoffen moeten beschermen.75Toch laten de gevonden proefresultaten vande verschillende onderzoeken zich moeilijkvergelijken, omdat de proefomstandighe-den, de mengselsamenstelling, de conditio-nering van de proefstukken en de gebruiktevloeistoffen vaak verschillend waren. Wel isaangetoond, dat de indringdiepte van vloei-stoffen in beton ten gevolge van een geringevloeistofdruk, min of meer gelijk is aan de in-dringdiepte ten gevolge van capillaire opzui-ging.Een dergelijke conclusie kan ook getrokkenworden uit het onderzoek dat door CEMIJ isuitgevoerd naar de vloeistofdichtheid vanbeton [2]. ??n van de Duitse onderzoekengeeft aan dat er een aantoonbaar verschil isin indringdiepte tussen vloeistoffen, die zichlaten mengen met water (in water oplos-baar) en vloeistoffen die zich niet met waterlaten mengen (niet in water oplosbaar). Delaatste categorie dringt dieper door in beton.Bovendien is er een vrijwel lineair verbandaangetoond tussen de indringdiepte vaneen vloeistof in beton en de dynamische vis-cositeit. Naast al deze bevindingen blijktook, dat de wijze waarop in Nederland devloeistofdichtheid van beton wordt onder-zocht, nogal afwijkt van de onderzoeken diein Duitsland op dit gebied zijn uitgevoerd. .Regelgeving voor vloeistofdicht betonDe continue vraag vanuit de markt naarvloeistofdicht beton, betekent dus eengroeiende behoefte aan regelgeving. Als be-proevingsmethode is in Nederland gekozenvoor de waterindringingsproef volgens ISO/DIS 7031 (fig. 5).Op de proefstukken wordt 28 dagen na hetvervaardigen gedurende 48 uur een vloei-stofdruk van 1 bar uitgeoefend. De drukwordt vervolgensopgevoerdnaar3bargedu-rende de volgende 24 uur en naar 7 bar ge-durende de daaropvolgende 24 uur. Na hetbe?indigen van de proef wordt het proefstukonmiddellijk gespleten en de maximale in-dringdiepte vastgesteld.Op zichzelf is beproeven tot een druk van 7bar een redelijk zware test, maar wanneerhet beton volgens deze methodiek voldoet,is de kans dat het in de praktijk fout zal gaan,zeer gering.Vloeren samengesteld uitprefab betonelementenVoor ??n branche zijn, op basis van deze be-proevingsmethodiek, eisen vastgelegd inbeoordelingsrichtlijnen. Het gaat hier om detoepassing van verhardingsconstructies(betonvloeren), die vloeistofdicht mogenworden genoemd voor motorbrandstoffenen smeermiddelen.Voortkomend uit de traditioneel toegepasteelementenverharding bij benzinestations,leeft binnen de betonwarenindustrie al jarende vraag naar een vloeistofdichte elemen-tenverharding. Een inventarisatie heeft ge-leerd, dat jaarlijks ruim ??n miljoen liter mo-torbrandstof door morsen verloren gaat tij-dens het tanken. Een belangrijk deel hiervanzal door verdamping wel verdwijnen, maar erzal ook een deel in de ondergrond terechtko-men.Het verrast dan ook niet, datjuist vanuit dezebranche het voortouw is genomen bij de ont-wikkeling van regelgeving. In een AlgemeneMaatregel van Bestuur wordt voorgeschre-ven dat een vloeistofdichte afdichting dooreen gecertificeerd bedrijf met gecertificeer-de materialen moet worden aangelegd.Het KIWA heeft nu voor het toepassen vaneen vloeistofdichte elementenverhardingeen aantal beoordelingsrichtlijnen opge-steld. Deze beoordelingsrichtlijnen vertalende eisen, indirect afkomstig vanuit de WetMilieubeheer, naar praktijkrichtlijnen.Voor de prefab betonelementen zijn van toe-passing:? BRL 233-01, hierin staan eisen die wor-den gesteld aan bestratingselementenvan beton die vloeistofdicht zijn voor mo-torbrandstoffen en smeermiddelen;? BRL 781-01, hierin staan eisen voor de af-dichtingvan de voegen tussen de genoem-de elementen;? BRL 234-01, die de aanleg behandelt vandeze verhardingsconstructies.Vloeren van ter plaatse gestort betonEvenals voor de prefab betonelementengeldt hier dat de regelgeving zich tot nu toebeperkt heeft tot verhardingsconstructies. (betonvloeren), die vloeistofdicht moetenzijn voor motorbrandstoffen en smeermid-delen. Evenals voor de elementenverhardin-gen geldt hier de Algemene Maatregel vanBestuur, die een gecertificeerde verharding(betonvloer) vereist.Door de Stichting BMC zijn inmiddels eisengeformuleerd voor de vervaardiging van eenvloeistofdichte betonmortel (Stichting BMCis de certificerende instelling voor ondermeerde betonmortel, die doorbetoncentra-leswordtgeleverd). Via een aanvulling op hetTechnisch Reglement voor de certificeringvan betonmortel, wordt aangegeven onderwelke voorwaarden betonspecie bestemdvoor vloeistofdicht beton kan worden gecer-tificeerd.De betonmortel moet voldoen aan sterk-teklasse 35, milieuklasse 3 met een maxi-male water-cementfactor van 0,45, en aaneen maximale indringing van 50 mm, over-eenkomstig de ISO/DIS 7031 waterindrin-gingsproef. In de praktijk blijkt de eis voor demaximale indringing metgrootgemakte wor-den gehaald.Reeds 85 betoncentrales zijn in het bezit vanhet certificaat voor de leverantie van vloei-stofdichte betonmortel.Een certificaat voor vloeistofdichte beton-mortel alleen maakt echter nog geen vloei-stofdichte betonvloer. De dichtheid van inhet werk gestort beton wordt zowel door deconstructeur, als de betontechnoloog, maarzeker ook door de uitvoering bepaald.Een goed ontwerp betekent dat de vloeistof-dichte verharding (betonvloer) tijdens de ge-bruiksfase vrij blijft van doorgaande scheur-vorming. Over het ontwerp van die verschil-lende vloersystemen en het voorkomen vanongewenste scheuren, heeft u in de voor-gaande artikelen voldoende kunnen lezen.(5) Schematische weergave vloeistofindringing76BeoordelingsrichtlijnVoor de 'Aanleg van vloeistofdichte verhar-dingsconstructies uitgevoerd in ter plaatsegestort beton' heeft een KIWA-commissieonder voorzitterschap van het CROW in deafgelopen maanden een beoordelingsricht-lijn opgesteld. De commissie heeft zijn werk-zaamheden inmiddels be?indigd en eenconceptontwerp ter beoordeling voorgelegdaan een College van Deskundigen.Verwacht wordt dat deze Beoordelingsricht-lijn begin 1994 definitief geldend wordt ver-klaard, waarna bedrijven zich kunnen mel-den om voor het aanleggen van vloeistof-dichte verhardingen gecertificeerd te wor-den.In deze Beoordelingsrichtlijn worden ondermeer de volgende zaken geregeld:? eisen te stellen aan de te gebruiken mate-rialen.Voor zover beschikbaar mogen alleen nogmaterialen worden toegepast, die voorzienzijn van een certificaat;? eisen te stellen aan de verschillende pro-cessen.In dit hoofdstuk worden onder meer zakengeregeld ten aanzien van:? aanbrengen en controleren van de funde-ringen;? uitvoering van het betonwerk;? het zagen van de voegen;? de applicatie van de primer en voegmas-sa.Een apart hoofdstuk geeft de voorwaarden,waaraan het kwaliteitssysteem, dat de on-dernemer tijdens de uitvoering zal moetenhanteren, moet voldoen.Nabehandeling??n aspect uit deze beoordelingsrichtlijnverdient het om er even te worden uitgelicht,omdat die voor een goede prestatie van devloeistofdichte betonvloer van wezenlijk be-lang is. Dit betreft de nabehandeling van debetonspecie.Nabehandeling betekent kortweg: het voor-komen van het verdampen van water uit debetonspecie, nadat deze is verdicht en afge-werkt. Kan de verdamping wel ongehinderdplaatsvinden, dan blijft er aan het oppervlakspoedig weinig water meer over, zo weinigzelfs, dat de reactie tussen cement en waterniet meer kan plaatsvinden. Vroegtijdige uit-droging maakt het beton te allen tijde meerpermeabel. Treedt de snelle uitdroging al inhet plastische stadium op, dan kunnen plas-tische krimpscheuren het gevolg zijn (fig. 6).Speciale aandacht vraagt hier de periodetussen het 'ruw' afwerken van de betonvloe-ren en de eventuele nabewerking door mid-del van vlinderen. Juist in deze periode,waarin het beton nog niet met plastic wordtafgedekt, kunnen plastische krimpscheurenontstaan, die weliswaar door het vlinderenbovenin worden dichtgeschuurd, maar overde rest van de doorsnede latent aanwezigblijven.Bij een goede nabehandeling zorgen we er-voor, dat het water dat bij aanmaak in de be-tonspecie aanwezig was, ook daadwerkelijkin het beton aanwezig blijft. Hiermee cre?renwe optimale omstandigheden, waaronderde cementkorreltjes met het water kunnenreageren onder de vorming van hydraten, dieuiteindelijk tot een water- of vloeistofdichtecementsteen zullen leiden (fig. 7).In de onderhavige BRL worden ten aanzienvan de nabehandeling de volgende puntengenoemd:? het nabehandelen met water is niet toege-staan.Dit is in verband met mogelijke schadedoor vorst;? direct na het afwerken van de betonspeciemoet op het beton een curing compoundworden aangebracht. Daarna moet het be-ton worden afgedekt met folie;? het nabehandelen moet voortduren, tot-dat 70% van de karakteristieke kubusdruk-sterkte is bereikt, danwei overeen periodevan tenminste 7 verhardingsdagen.? ?Tot slotDe regelgeving beperkt zich nog slechts totde vloeistofdichtheid van beton voor motor-brandstoffen en smeermiddelen. Aangege-vem's echter ook, dat de vraag naar vloeistof-dichte betonvloeren voor andere dan dehiergenoemde toepassing met een enormesnelheid op ons afkomt. Dit pleit er voor omop korte termijn te komen tot regelgevingmet daarin een omschrijving van een unifor-me representatieve bepalingsmethode ende daarbij behorende beoordelingscriteriavoor de meest relevante vloeistoffen.Literatuur1. Fehlhaber, Thomas en Hans- Wolf Rein-hardt, Betonbau beim Umgang mit wasser-gef?hrenden Stoffen. Teilbericht2: Transportorganischer und anorganischer Fl?ssigkei-ten und Gasse in Beton.2. Vloeistofdichtheid beton, Beton/ek 9/8.77