I ISCHADE IBOUWSCHADE TER LERING 11ir.P.de Jong, Adviesbureau irJG.Hageman, RijswijkNa een algemene ori?ntatie met betrekking tot schadetypen wordt in dezeaflevering meer diepgaand op een aantal specifieke gevallen ingegaan.Na het constateren van de schadeverschijnselen dienen eerst de oorzaken te wordenopgespoord. De omvang van de schade kan zodanig zijn dat er een onderzoek nodigis om een verantwoord hersteladvies te kunnen geven.Brandschade ,-------------------, brandduurenz. (fig. 4}.Bij twijfels zal eenBrandschade (foto 1-3) hoort eigenlijk trekproef op enkele staven uitkomstniet in deze serie thuis. Brand is immers bieden.niet het gevolg van bouwfouten. Het repareren van een brandschade ge-De schade aan betonconstructies is in schiedtmeestal metbehulpvan spuitbe-het algemeen beperkt en valt dus te re- ton, al ofnietvoorzien vanwapening enpareren. Meestal kan voor een verant- aangevuld met plaatselijke reparaties.woord hersteladvies worden volstaanmet een observatie. BetonschadeIn de eerste plaats wordt de brandhaard Betonschade kwam medio de jarengelokaliseerd en wordt nagegaan of er tachtig als de zogenaamde betonrot-instortingsgevaar bestaat. Zonodig affaire in het nieuws. Er ontstond eenmoet de constructie worden onder- soort schrikeffect dat leidde tot veelstempeld. Vervolgens wordt getracht aandachtvoorde duurzaamheidvanbe-een voorlopige indruk te krijgen van tonconstructies in de open lucht. Bui-onderdelen die nog gerepareerd kun- tenbeton bleek kwetsbaar. Maar echtnen worden c.q. onderdelen die moeten nieuws was dat niet.worden gesloopt. Voor de bepaling van De oorzaak was dan ook niet te wijtende veiligheid en de wijze waarop moet aan onvoldoende kennis, maar aan non-worden gerepareerd zullen de scheuren, chalance, ofwel gebrek aan aandacht bijlosse schollen en andere gebreken moe- ontwerp en uitvoering.ten worden geregistreerd. Belangrijk is Hetvoorkomenvanbetonschadevereistook of de constructie gewapend is met geeningrijpende maatregelen. Iets meerbeton- en!ofvoorspanstaal. zorg bij ontwerp en uitvoering is vol-Bij een hersteladvies is de vraag of er doende.sprake is van een teruggang in de sterkte Op de chemische en fysische processenvan de wapening van essentieel belang. die tot corrosie leiden wordt hier nietDit moet worden beoordeeld op basis nader ingegaan. De laatste jaren zijnvan de inbranddiepte van het beton, de 1 - - - - - - - - - - - - - - - - 1 hierover in Cementverschillende artike-dekking, de plaatsvandebrandhaard, de len gepubliceerd.2 Gescheurde vloerplaten en gescheurd metselwerk alsgevolg van brand263 Brandschade aan onderzijde vloerCement 1992 nr. 34 Observatie bij brandschadeAls betonschade optreedt betreft datmeestal balkons en beton in gevels (fotobrandhaard lokaliseren 5:"6). De meest voorkomende verschijn-selen bij betonschade zijn weergegeveninstortingsgevaar beoordelen in figuur 7. Het overzicht spreekt voorbepalen of onderstempeling nodig is zich. Het gaat om wapeningscorrosie enindruk opdoen inzake reparatie en sloop de mogelijke oorzaken en gevolgenscheuren vaststellen (bij steunpunten en in velden, in daarvan. Regelmatig komt het voor datdwarskrachtgebieden, afschuifscheuren in kolommen) er reparaties worden uitgevoerd zonderdoorsnedevermindering bepalen (kloppen met hamer) dat een serieus onderzoek naar de. I b 111 oorzaak is ingesteld. Het alleen maarvervormingen go aa vastste en reparerenvanzichbareschadeplekkenisaantasting wapening nagaan echter lang niet altijd voldoende. Zekerinbranddiepte bepalen (cilinders, akoestisch, losse delen bijjongebouwwerkenkanhetcarbona-verwijderen) tatieproces nog verder gaan en voorstaalsoort wapening vaststellen nieuwe schade zorgen.gebreken op tekening zetten Zowel bij de advisering als de uitvoeringI - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - l vanreparatiesworden nogal eens fouten5-6 Betonschade aan gevelkolom en balkonrandgemaakt. Maar betonreparatie is eenbetrekkelijk jong vak. Voor een goedf - - - - - - - - - - - - - - - - , - - - - - - - - - - - - - - - - 1 advies is een gedegen kennis van deschadeprocessen en vooral ook van deeigenschappenvan de materialen nodig.Vooral door de CURwordt hieraanveelaandacht besteed door middel vanstudies en het uitbrengen van rapportenen aanbevelingen.Bij een schadeanalyse komen in hetalgemeen de volgende aspecten aan deorde (fig. 8j.- Het door observatie in kaart brengenvan de schade.- Vaststellen van de relatie tussenbetondekking en carbonatatiediepte.Dit gebeurt altijd steekproefsgewijze.De grootte van de steekproef zalafhangen van de zichtbare schade.Zonodig kan het onderzoek in tweedeinstantie worden uitgebreid, bijvoor-beeld om een betereindrukvande scha-deomvang te krijgen.f------------------L----------------1 - Zekerheidshalve wordt een aantalchloridemonsters genomen en in hetlaboratorium geanalyseerd.7 Verschijnselen bij betonschadescheuren ten gevolge van roestende wapeninglosse betonschollenafgedrukte dekkingroestende wapening door onvoldoende dekkingroestende wapening door onvoldoende verdichtingroestende wapening door lekkende scheurenbruine vlekken door roestende wapeningslecht uitgevoerde reparaties- Bij wapeningscorrosiewordtgetracht,eventueel na het weghakken van losseschollen, een indruk te krijgen van demate van corrosie.- Van belang is tevens na te gaan ofhetbetreffende onderdeel al of niet aanvocht wordt blootgesteld.In het verleden werd veiligheidshalvehet uitgangspunt gehanteerd dat schadeonvermijdelijk is wanneer de carbona-1---------------------------------1 tatie tot aan ofvoorbij de wapening was8 Onderzoek betonschade voortgeschreden. Het idee bestond dat1-------------------------------1 in beton altijd voldoende vochtobservatie en aantekeningen van zichtbare schade aanwezig is om het corrosieproces temeting van de betondekking initi?ren en te onderhouden. Laterbepaling van de carbonatatiediepte (ter plaatse) bleek steeds meer dat dit in werke-bepaling van het chloridegehalte (met stofmonsters) lijkheid meestalwel meevalt. In overwe-bepaling van de doorsnedevermindering wapening gend droge omstandigheden is desituatie inzake vochttoetreding nagaan carbonatatiesnelheid weliswaar groot,maar is de kans op corrosie klein.leeftijd constructie nagaan In overwegend vochtige constructie-functie wapening nagaan (constructief of niet) delen is de kans op corrosie eveneensCement 1992 nr. 3 27niet groot, omdat hier de carbonatatietraag verloopt.ISCHADE9 Gebreken aan balkons en galerijenHet meest kritisch zijn daarom de situa- betonschade door te kleine dekkingtieswaarbij sterkevochtfluctuatieskun- onvoldoende dekking bij waterholnen optreden. Dit is te vergelijken met te grote dekking biJ' uitkragende balkonsde splashzone bij offshore-constructiesen dergelijke. scheuren bij uitkragende balkons- Een belangrijk gegeven is ook de leef- lekkages door scheuren, stalagtietentijd van de constructie. chloridetoevoegingMeestal zal de carbonatatie bij een ge- afboeren consolesbouw van enkele tientallen jaren oud onthechting dekvloerennauwelijks meer toenemen. Maatrege- onvoldoende afschotlen om dat proces afte remmen zijn dan db' .niet nodig. Bij jongere gebouwen kan te grote oor Ulgmghet aanbrengen van een koolzuurrem- erosie van oppervlaktemende coatingwel een effectieve maat- roestende balkonhekken en ankersregel zijn. roestende hemelwaterafvoer- Bij sterkewapeningscorrosieishetvan verstopte hemelwaterafvoerbelang te weten ofhet al ofniet gaat om slechte dilatatievoegenwapening die van belang is voor het afbladderende coatingdraagvermogen. Zonodig moet eencontroleberekening worden uitge- mos- en algvormingvoerd. ~----------------------------------------------------~- Bij het onderzoek naar betonschade Algemeenbij balkons en galerijen wordt meestal scheuren door krimp en temperatuurook aandacht besteed aan andere scha- scheuren door zettingdeverschijnselen. Uit figuur 9 blijkt dat scheuren door hei- en verkeerstrillingendie zeer veelvuldig kunnen zijn. onvoldoende hechtsterkte- Een specifiek probleem bij balkonstreedt op als de dekking te groot is, het-geen in een volgende aflevering naderwordt behandeld.ScheurvormingIn de eerste aflevering van deze serie isSpecifiekscheuren bij lateienscheuren op hoeken door zonbestralingbezwijken kopgevels door windzuiginguitknikken door verhindering temperatuurvervorminguitvoerig ingegaan op de typen scheur- 1--------------------------------------------------------1vorming.Schade in metselwerkScheurvorming als gevolg van ongelijkmatige opwanning12 Gevolg van windzuiging op een slecht verankerde gevel28 Cement 1992 nr. 313-14 Zettingschade tekent zich afin sierpleisterwerk en gevelinklinking door bemaling ontstaat als gevolg van een afnemendenegatieve kleef door bemaling waterspanning en daardoor een toene-onvoldoende verdichting ondergrond mende korrelspanning. Door bemalinghei- en verkeerstrillingen en de daarmee gepaard gaande zettingontgraving naast oude panden van de grond kan ook negatieve kleefbijfunderingspalen worden ontwikkeld.zetting door ophogingen Bij funderingen op staal en bij bijvoor-sloop belendingen beeld niet-vrijdragende bedrijfsvloerenverlaging grondwaterstand kunnen verschillen in zettingen ont-te slappe damwand in bouwputten staan als er onvoldoende aandachtverschil in funderingstypen wordtbesteed aan de verdichting van demislukte grondinjectie ondergrond.} - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I Schadetengevolgevanhei-enverkeers-15 Oorzaken van zettingschade~----------------------------~Bij het onderzoek naar de oorzaak vanscheuren is het vooral van belang na tegaanofnogeen toenamevan scheurvor-ming te verwachten is.Bij scheuren ten gevolge van krimpbe-lemmering - en dat zijn de meest voor-komende - kan een kunstharsinjectieeen goede maatregel zijn, althans indiende krimp is uitgewerkt.Bij steeds terug-kerende temperatuurwisselingen ofnog niet uitgewerkte uitdrogingskrimpis hetgevenvaneengoede oplossingveelmoeilijker.Schade in metselwerkOok bij schade in metselwerk is scheur-vorming het meest voorkomende ver-schijnsel. De oorzaken zijn velerlei(fig. JO).Naast boosdoeners als krimp- en tem-peratuurbelemmering treedt veel scha-de op door belendende bouwwerk-zaamheden waarbij zettingen en trillin-gen kunnen optreden.Bij het ontwerpen van combinaties vanbetonenmetselwerkdientmen bedachtte zijn op hetverschil in uitzettingsco?f-fici?nt enkrimpmaat.Bij betonzijnbei-Cement 1992 nr. 3de groothedenaanzienlijkgroter danbijmetselwerk. Een aantal schades is hier-nit te verklaren. Door krimp van lateienkunnenin het metselwerktrek-, schuif-en buigscheuren ontstaan. Een klassiekgeval is ook de scheurvorming op hoe-ken door opwarmingvan eenvan de ge-vels ofhet dak (foto 11).Bij het bezwijken van kopgevels doorwindzuiging is er iets mis met de detail-lering van of het aantal spouwankers(foto 12).Uitbollen ofuitknikken van gevels kanvoorkomen indien het metselwerk testrak is opgesloten tussen de betonnenvloerranden. Dit was vooral in de tijddat aan koudebruggen nauwelijks aan-dacht werd besteed een veel voorko-mende constructie.ZettingschadeDeze treedt meestal op in oude panden.De schadeverschijnselen bestaan uitverzakkingen en ernstige scheurvor-ming (foto 13-14). De belangrijkste oor-zaken zijn aangegeven in figuur 15.Een van de meest voorkomende oorza-ken is de inklinking door bemaling dietrillingen zal meestal beperktblijven totscheurvorming. Toch komen ook welzettingen voor.Een belangrijke bronvan schade is gele-gen in ontgravingen en danvooral naastoude panden. Hierbij worden nogaleens te veel risico's genomen. Ook in-dien wel preventieve maatregelen wor-den getroffen, kan het mis gaan. Dehulpconstructies die in dit verbandworden toegepast zijn ontworpen opsterkte. Destijfheidis danveelal nog on-voldoende. Daardoor wordt wel instor-tingvoorkomen, maar de schade tenge-volge van de vervormingen kan dan nogaanzienlijk zijn.Schade door zettingen heeft altijd temaken met spanningsveranderingen inde grond. Zo kan bij een ophoging naasteengebouwde grondspanning onderdefundering van dat gebouw zodanig toe-nemen dat zettingen ontstaan.Bij sloop van belendingen ontstaat despanningsverandering bijvoorbeelddoor het wegvallen van horizontalesteundruk.Klassiek is ook de horizontale uitbui-ging van damwanden ofandere grond-kerende schermen. Er is maar weinigvervorming van zo'n scherm nodig om29scheuren in belendende panden te in-troduceren.Een andere bekende bron van schade ishet toepassen van verschillende funde-ringstypen, bijvoorbeeld op staal en oppalen.Als laatste een specifiek geval: om degrond onder een pand te stabiliserenwerd grondinjectie toegepast. Hetgrootste deel van het ge?njecteerde ma-teriaal verdween echter in een rioleringzonder dat dit werd opgemerkt.Ten slotte een algemene vraag. Hoe zouhet komen dat dit type schade zoveelvoorkomt, terwijl de risico's toch be-kend verondersteld mogenworden. Hetkan zijn dat hierbij de verhouding tus-sen preventiekosten en faalkosten mee-speelt.De preventiekosten ter verminderingvan risico's zijn inhet algemeen zo hoog,dat men geneigd is het falen voor lieftenemen. Dat het lang niet altijd mis gaat,speelt hierbij natuurlijk een belangrijkerol.Uiteraard spelen ook nonchalance enonkunde mee.BedrijfsvloerenBedrijfsvloeren kunnen zowel op palenals op zand gefundeerd zijn.Infiguur 16 zijndebelangrijksteschade-verschijnselen weergegeven.Veel schade is terug te voeren op onvol-doende aandacht bij het ontwerp. Hetkomt regelmatig voor dat de eisen nietgeformuleerdworden endat er geenbe-stek is en ook geen berekening.Het gevolg daarvan is dat na het optre-den van schade uitgebreide discussiesontstaan over de vraag waaraan de vloerhad moeten voldoen.De meest voorkomende schade zijnkrimpscheuren. In debetonwereldis het16ISCHADESchade aan bedrijfsvloerenscheuren door krimpbelemmeringscheuren door krimp- en temperatuurgradi?ntenscheuren door belastingenschade door extreme weersomstandigheden tijdens ofdirect na storten (vorst, regen, droge wind, temperatuurval)zettingen en scheuren door onvoldoende verdichtingkapot gereden randen en voegenslechte oppervlakte door:- bleeding- onvoldoende nabehandeling- craquel? (foto 17)- putjes e.d.onthechting dekvloeren (foto 18)onvoldoende sterkte dekvloerenvochtproblemenonvoldoende vlakonvoldoende afschothoogteverschillen ter plaatse van voegennog steeds niet ongebruikelijk om het 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1krimpprobleem te lijf te gaan door hettoepassen van een zogenaamd krimp-netje. De hierbij toegepaste hoeveelheidwapening is echter meestal veel te ge-ring omeenredelijke scheurverdelingteverkrijgen. De belemmeringvan dever-vorming wordt meestal onderschat, ze-ker in gevallenwaarbij devloer op palenwordt gefundeerd.In principe is het mogelijk dit probleemop te lossen door het toepassen vanvoorspanning. Daarbij wordt dan nogaleens vergeten dat diezelfde belemme-ring ervoor zorgt dat de voorspanninggeheel ofgedeeltelijk in de ondergrondofde palen verdwijnt en dus niet aan devloer ten goede komt. Wanneer daarbijvoorspanning zonder aanhechtingwordt toegepast en er bovendien geenbijlegwapening wordt aangebracht, is er3018 Onvoldoende aanhechting dekvloer van een bedrijfsvloerCement 1992 nr. 319 Chlorideschadechloride-bronnen- toevoegingen bij produktie- indringing in marine omgevingschadegevallen- Monolietvloeren toevoeging- segmentvloeren toevoeging- constructies in of aan zee indringingreparatiemethodenernstige gevallen- strippenmethode- voorspanning- houten of stalen balken- vervangen wapeningminder ernstige gevallen- afremmen, dechloreren- observerengeen enkele scheurverdeling mogelijken kunnen wijde scheuren ontstaan.Het toepassen van voegen op voldoendkleine afstand kan een goede maatregelzijn.Bedachtmoetechterwordendatbijkrimp- en temperatuurgradi?nten voe-gen op zeer korte afstand nodig kunnenzijn.Het maken van een goede bedrijfsvloeris lastig, vooral omdat het garanderenvan een scheurvrije vloer niet mogelijkis, althans niet tegen redelijke kosten.Bij op zand gefundeerde vloeren wordteen berekening dikwijls achterwege ge-laten met het idee dat zo'n vloer tochoveral draagt. Het gevolg daarvan is datte grote scheuren kunnen ontstaan tengevolge van belastingen. Hiermee kanook een onvoldoende verdichting vande ondergrond samenhangen.Bij het storten van een vloer in de openlucht of onder een overkapping ont-staan problemen bij plotselinge weers-f - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I veranderingen, zoals invallende vorst,zware regenval, een harde drogewind ofeen sterke temperatuurdaling.De overige punten die in figuur 16 wor-den vermeld, spreken voor zich.Hetlaatste punt heeft betrekkingop eenspecifiek geval van een voorgespannenvloer op palen. Ter plaatse van een dila-tatievoegwas een uitkragend deel opge-legd op een ander vloerdeel. Als gevolgvan de voorspanning ontstond een op-buiging van het uitkragende deel endaardoor een hoogteverschil bij devoegovergang. Door het aanbrengenvan geboorde ankers werden beidevloereinden weer op elkaar gedrukt.ChlorideschadeDit is een specifieke vorm van beton-schade, waarbij dewapeningwordt aan-getast doorchloridein hetbeton (fig. 19J.1-------------------------------1 In de jaren zeventig werd door veel fa-brikanten een chloridehoudende ver-Cement 1992 nr. 3hardingsversneller toegepast. In eenaantal gevallen zijn ontoelaatbaar hogepercentages toegevoegd. Voor zover be-kend wordt dit type verhardingsver-sneller nu niet meer toegepast, althansde voorschriftenstaan het niet meer toe.Het meest bekende schadegeval betrofde zogenaamde Monolietaffaire. Dehierbij betrokken breedplaatvloerenwerden voornamelijk toegepast in dewoningbouw. Omdat de te hoge dose-ring chloride ongeveer tweejaar lang istoegepast, was de schadeomvang erggroot.20-21 Chlorideschade aanbegane-grondvloerboven kruipruimte31ISCHADE22 Vervangen van wapening door gecoat betonstaal bij chlorideschadeBij het uitbrengen van adviezen werdoverleg gepleegd met de speciaal inge-stelde 'Werkgroep Monoliet'.In de ernstigste gevallenwerd ervan uit-gegaan dat de wapening in de platenvolledig zou doorroesten. De functievan de onderwapening moest dan wor-den overgenomen door aan te brengenstalen strippen ofvoorspankabels.Bij minder ernstige schade werd vol-staan met het aanbrengen van een coa-ting in vochtige ruimtes zoals badka-mers en keukens. Verder werd de scha-deontwikkeling gevolgd door middelvan periodieke observatie. In veel geval-len bleek de schadetoename nogal meete vallen.Een tweede schadecategorie van chlori-dedosering is de schade met segment-vloeren. Dit zijn vloerelementen meteen boogvormige doorsnede die vooralwerdentoegepastinbegane-grondvloe-ren.Vooral bij scholen komt dit euvel veelvoor.De schade door corrosie blijkt bij dezeelementen veel ernstiger dan bij de eer-der genoemde breedplaatvloeren. Vooreen deel kan dit worden toegeschrevenaan de langere periode tussen produktieen onderzoek. De belangrijkste oorzaakis echter het verschil in klimaat. Als ge-volg van de vochtige kruipruimte ver-loopt de corrosie veel sneller dan bij deMonolietplaten die vooral in verdie-pingsvloeren werden toegepast. Hetkomtregelmatigvoordatde staveninderibben dusdanig zijn aangetast, dat devolledige dekking er overde totale leng-te is afgedrukt (foto 20-21).Het onderzoek bij deze schade bestaat32uit het nemen van chloridemonsters enhet in kaart brengen van de ernst en deomvangvande schadeenvande schade-gebieden.Zo'n onderzoek in een kruipruimte isgeen prelje.Er is nauwelijks bewegings-ruimte, er moet letterlijk worden ge-kropen. Hetis ervies, donker envochtig.Bij de meesteonderzoekenzijnten min-ste twee dagen observatie nodig om eengoed beeld van het geheel te verkrijgen.In het algemeen is de aantasting zo ern-stig dat versterking van grote delen vande vloer noodzakelijk is. Een aantal ma-len is geadviseerd om de vloerele-menten te ondersteunendoor hardhou-ten balken. Dit bleekin de meeste situa-ties, vergeleken met andere methodeszoalsvoorspanning, stalenbalkenofslo-pen en vervangen, verreweg de goed-koopste oplossing te zijn.Schade door indringing van chloride isminder gemakkelijk te voorkomen. Demeest geschikte maatregel is het toepas-sen van een grote betondekking en vanbeton met een grote dichtheid.Een methode die bij ernstige chloride-schade een aantal malen is toegepast ishetvervangenvandewapening doorge-coat betonstaal (foto 22).Cement 1992 nr. 3