themaDe schimmige wereld van de regelgeving1201234themaDe schimmigewereld van deregelgevingRegelgeving is erop gericht ??nduidig te zijn. Soms blijkt datniet het geval te zijn en zijn er verschillen in vergelijkbaresituaties. Een toelichting van de achtergronden in regelgevingkan opheldering geven.1De levensduur van betonconstructies wordt voornamelijkbepaald door de levensduur van de wapening. Wanneer dewapening begint de corroderen, komt het einde van de levens-duur in zicht. De dekking vormt als het ware de barri?re tussende omgeving en de wapening en beschermt daarmee de wape-ning tegen corrosie. De levensduur van de betonconstructiehangt daarmee af van de dikte en de dichtheid van de dekking.Bij een dekking met voldoende dikte en een goede dichtheidkan de vereiste levensduur worden gerealiseerd.De VBC, Eurocode 2 en CUR-Leidraad 1 vergelekenDe schimmige wereld van de regelgeving 12012 351 Welke milieuklasse is opdeze constructie vantoepassing?Voor het verkrijgen van een goede dichtheid in de dekking isde mengselsamenstelling en de uitvoering van belang. De diktevan de dekking wordt vastgelegd door de constructeur in deontwerpfase. Op deze keuze wordt ingegaan in dit artikel.Dikte van de dekkingDe dikte van de dekking wordt in een relatief vroeg stadiumvastgelegd door de constructeur. De dekking is namelijk vanbelang voor het berekenen van de wapening. Bij het vaststellenvan de dekking spelen twee aspecten een rol: het constructieveen, zoals eerder aangegeven, dat van duurzaamheid.Vanuit constructief oogpunt moet de dekking voldoende zijnom de aanhechtkrachten uit de wapeningsstaaf over tedragen naar het beton. Deze afstand is gerelateerd aan destaafdiameter. Daarnaast is de dikte van de dekking afhanke-lijk van de gewenste duurzaamheid van de betonconstructie.De dekking vormt de bescherming van de wapening enafhankelijk van de omgevingsomstandigheden (meer ofminder agressief qua indringing van CO2en of chloriden) iseen zekere dikte van de dekking gewenst. Zeker in de infra-structuur blijkt dat de gewenste dikte van de dekking vanuithet oogpunt van duurzaamheid veelal hoger is dan die vanuitconstructief oogpunt.In dit artikel komt de regelgeving aan de orde die kan wordengehanteerd bij het bepalen van de dikte van de dekking vanuitduurzaamheidsoogpunt. Centraal staat de vraag welke dekkingnoodzakelijk is bij een levensduur van 100 jaar.RegelgevingOp dit moment is er diverse regelgeving beschikbaar voor hetbepalen van de dikte van de dekking. In het kader van ditartikel is een vergelijking gemaakt tussen:? VBCDe VBC, NEN 6720 [1], is reeds vele jaren de norm die viahet Bouwbesluit is aangewezen voor het berekenen vanconstructies.? Eurocode 2Vanaf 1 april 2012 wordt naar verwachting Eurocode 2 viahet Bouwbesluit aangewezen als norm voor het berekenenvan constructies. Eurocode 2 bestaat uit twee componenten:NEN-EN 1992-1-1 [2], die in geheel Europa van kracht is, ende bijbehorende nationale bijlage (NB) [3] voor Nederland.In NEN-EN 1992-1-1 zijn niet alle parameters vastgelegd.Een deel van de parameters wordt per land ingevuld. Degeldende waarden voor deze parameters worden in de natio-nale bijlage vastgelegd.? CUR-Leidraad 1Eind jaren negentig van de vorige eeuw is in Europeesverband in het project DuraCrete[4] een methodiek ontwik-keld voor het ontwerpen op levensduur van betonconstruc-ties op basis van prestaties en betrouwbaarheid. Deze metho-diek is in andere projecten verder ontwikkeld en bijvoorbeeldvastgelegd in de Model Code for Service Life Design [5].Het model om de indringing van chloriden in beton teberekenen, vormt een onderdeel van deze methodiek. Naaraanleiding van de ervaringen op een aantal projecten isbinnen CUR-verband een leidraad opgesteld om op ??ndui-dige manier gebruik te kunnen maken van dit model in deNederlandse situatie. In mei 2009 is CUR-Leidraad 1 [6]ge?ntroduceerd.In de genoemde regelgeving is de ontwikkeling van het onder-werp levensduur in de afgelopen jaren goed zichtbaar:? In de VBC is geen levensduur aangegeven. Wel wordt eenreferentieperiode van 50 jaar genoemd, die voornamelijkbetrekking heeft op belastingen.? Eurocode 2 kent het onderwerp levensduur / duurzaamheidals apart hoofdstuk. Hierin is aangegeven dat er rekeningmoet worden gehouden met de omgevingsomstandighedenen de daaruit volgende effecten (= degradatie).? CUR-Leidraad 1 is volledig gebaseerd op het onderwerplevensduur. Het betreft een modelmatige aanpak voor debepaling van de chloride-indringing in beton waarin diverseaspecten, die van invloed zijn, worden meegenomen. Hetmodel kent verscheidene parameters, onder andere: dekking,mengselsamenstelling, omgeving en nabehandeling.Aan de hand van twee voorbeelden wordt voor de genoemderegelgeving aangegeven welke dekking op de wapening beno-digd is voor het ontwerpen op 100 jaar levensduur.Voorbeeld 1In het eerste voorbeeld gaat het om het bepalen van de dekkingvan een betonconstructie die gesitueerd is langs de weg; denkaan een wand van een tunnel (foto 1). De wand is niet voorge-spannen, het gaat om de dekking op het betonstaal. Gezien deomgeving waarin de wand is geplaatst, kan worden uitgegaanvan een milieuklasse XD3 (blootgesteld aan chloriden afkom-stig van dooizouten en in een wisselend nat / droog milieu).ir. Jeannette Bouwmeester ? van den BosBAM Infraconsult / TU DelftthemaDe schimmige wereld van de regelgeving1201236tolerantiegemiddeldedekkingCUR-Leidraad VBC Eurocode 2CnomCminCdev2Voorbeeld 1b wanneer uitgegaan wordt van beton op basis vanhoogovencementHoogovencement is in Nederland het meest gebruikelijke cement,zeker bij ter plaatse gestort beton in de infrastructuur vanwege debetere bestandheid tegen ASR en chloride-indringing.Voor het bepalen van de dekking wordt gebruikgemaakt vantabel 1.2 van de CUR-Leidraad (tabel 3). Dat houdt in dat ermoet worden uitgegaan van een nabehandeling van drie dagenbij milieuklasse XD en een initieel chloridegehalte van demengselsamenstelling van maximaal 0,10%.In deze tabel is de dekking naast de cementkeuze afhankelijkvan de maximale DRCM-waarde. De DRCM-waarde is maat voorde weerstand tegen chloridemigratie van het betonmengsel enwordt bepaald met een laboratoriumproef volgens NT Build492 [7]. In de vergelijking is uitgegaan van gangbare DRCM-waarden: voor voorbeeld 1a (portlandcement) van 12 ? 10-12m2/s en voor voorbeeld 1b (hoogovencement) van 4 ? 10-12m2/s.Met deze aannamen van de DRCM-waarden wordt de dikte vande dekking bepaald: in voorbeeld 1a (portlandcement) komt dedikte van de dekking op 50 mm en in voorbeeld 1b (hoogoven-cement) komt de dikte van de dekking op 40 mm.UitvoeringstolerantieDe wapening wordt in de constructie geplaatst met een zekeretolerantie. Deze tolerantie heeft invloed op de dikte van dedekking. Het blijkt dat er met deze uitvoeringstolerantieverschillend wordt omgegaan.In de VBC en de CUR-Leidraad wordt uitgegaan van eengemiddelde dekking. De uitvoeringstolerantie is de spreidingvan de wapening rond deze waarde (fig. 2).Eurocode 2 hanteert een andere aanpak [8]. Voor de bepalingvan de dikte van de dekking van de betonconstructie moet deuitvoeringstolerantie (cdev) worden opgeteld bij de dekking diein dit geval benodigd is voor duurzaamheid (fig. 2). De waardevoor de uitvoeringstolerantie is gegeven in de NB 2011 enbedraagt 5 mm. De dikte van de dekking volgens Eurocode 2wordt op deze wijze: cnom= cmin+ cdev= 50 + 5 = 55 mm.VBCAls eerste wordt voor het bepalen van de dekking uitgegaanvan de VBC. In tabel 44 van de VBC (tabel 1) staat de beton-dekking aangegeven afhankelijk van milieuklasse en onderdeel.Bij een wand en milieuklasse XD3 is een dekking van minimaal30 mm voorgeschreven.Eurocode 2Voor dezelfde situatie wordt de dekking bepaald op basis vanEurocode 2. De tabel met de minimale dekkingseisen die inNederland van kracht zijn, is te vinden in tabel 4.4N van denationale bijlage (tabel 2). De dekking is hierbij afhankelijk vanmilieuklasse en constructieklasse. Uit tabel 4.3N (NB 2011)blijkt dat de standaard constructieklasse S4 vanwege degevraagde ontwerplevensduur van 100 jaar met 2 klassen moetworden verhoogd naar S6. Uit tabel 4.4N (tabel 2) blijkt dat deminimale dekkingseis voor deze wand 50 mm bedraagt. Letwel: in de tabel wordt de waarde voor cmin,durgegeven. Deze isniet gelijk aan cnom, de dekking die moet worden toegepast. Ditkomt verderop in het artikel aan de orde.CUR-Leidraad 1Ten slotte wordt de dekking voor voorbeeld 1 vastgesteld opbasis van CUR-Leidraad 1. Hier blijkt dat naast de gegevens vande locatie van de wand extra gegevens noodzakelijk zijn. Hetvoorbeeld wordt voor dit geval uitgebreid met twee mogelijkhe-den.Voorbeeld 1a wanneer uitgegaan wordt van beton op basis vanportlandcementPortlandcement is in Nederland niet gebruikelijk voor terplaatse gestort beton, maar in de rest van de wereld is dit hetmeest gebruikte cement.Tabel 2 Waarden van de minimale dekkingseisen, cmin,dur, met betrekking tot duurzaamheid voor beton-staal (= tabel 4.4N uit NB 2011)omgevingseisen voor cmin,dur[mm]constructieklasse milieuklasseX0 XC1 XC2/3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3S1 10 10 10 15 20 25 25S2 10 10 15 20 25 30 30S3 10 10 20 25 30 35 35S4 10 15 25 30 35 40 40S5 15 20 30 35 40 45 45S6 20 25 35 40 45 50 50Tabel 1 Betondekking in mm (= tabel 44 uit VBC)milieuklasse betondekking c [mm]plaat, wand balk, poer, console kolomX0 - - -XC1 30XC2 t/m XC425 30 35XF1 en XF3XD1 t/m XD330 35 40XS1 t/m XS3XF2 en XF4XA1 t/m XA3De schimmige wereld van de regelgeving 12012 372 Uitvoeringstolerantie3 Haringvlietsluizen, eenconstructie waar milieu-klasse XS3 van toepassingis (voorbeeld 1)Wanneer gebruik wordt gemaakt van tabel 1.2 (tabel 3) en deeerder aangegeven gangbare DRCM-waarden leidt dit tot devolgende dekkingen:? Voorbeeld 2a: bij milieuklasse XS3 en beton op basis vanportlandcement blijkt dat een DRCM-waarde van 12 ? 10-12m2/sniet in de tabel is opgenomen. Een dekking van 60 mm is nietvoldoende voor de gevraagde levensduur van 100 jaar in dezeomstandigheden. De dekking die wel voldoet, moet wordenberekend via de formule die in de CUR-Leidraad deel 2 isgegeven.? Voorbeeld 2b: bij milieuklasse XS3 en beton op basis vanhoogovencement blijkt een DRCM-waarde van 4 ? 10-12m2/s teleiden tot een dikte van de dekking van 55 mm.ResultaatDe resulterende dekking vanuit duurzaamheidsoogpunt voorvoorbeeld 2 is in tabel 5 weergegeven.SamenvattendUit de resultaten blijkt in voorbeeld 1 een grote spreiding: debenodigde dekking varieert van 30 mm tot 55 mm. Bij voor-beeld 2 blijkt een nog grotere spreiding dan in voorbeeld 1: debenodigde dekking varieert van 30 mm tot buiten de tabel(meer dan 60 mm). De spreiding neemt af door het buitenbeschouwing laten van de lage waarde van 30 mm vanuit deResultaatDe resulterende dekking vanuit duurzaamheidsoogpunt voorde diverse regelgeving is in tabel 4 weergegeven.Voorbeeld 2In dit voorbeeld verandert de bron van de chloride-indringing.De chloriden zijn afkomstig uit zeewater, bijvoorbeeld eenkademuur aan zee. Ook nu is de wand niet voorgespannen, hetgaat om de dekking op het betonstaal. Gezien de omgevingwaarin de wand is geplaatst, kan worden uitgegaan van eenmilieuklasse XS3 (blootgesteld aan chloriden afkomstig vanzeewater en in een getijdezone).VBCVoor het bepalen van de dikte van de dekking volgens de VBCverandert dit weinig. In tabel 44 (tabel 1) staat voor een wanden milieuklasse XS3 een dekking van minimaal 30 mm voorge-schreven.Eurocode 2Ook de bepaling van de dekking op basis van Eurocode 2 leidttot weinig verschillen. Uit tabel 4.4N (tabel 2) blijkt dat deminimale dekkingseis voor deze wand met milieuklasse XS3 eneen ontwerplevensduur van 100 jaar (constructieklasse S6)50 mm bedraagt.Bij deze waarde moet nog de uitvoeringstolerantie van 5 mmworden opgeteld, wat leidt tot een dikte van de dekking van55 mm.CUR-Leidraad 1De grootste wijzigingen treden op bij het bepalen van dedekking op basis van CUR-Leidraad 1. De twee varianten,beton op basis van portlandcement en hoogovencement,blijven gehandhaafd.Tabel 3 Maximale DRCM-waarde op 28 dagen voor een ontwerplevensduur van 100 jaar (= tabel 1.2 uitCUR-Leidraad 1)gemiddeldebetondekking(mm)maximale waarde van DRCM(10-12m2/s) op 28 dagen ouderdombetonstaalvoorspanstaalCEM l CEM l + lll25-50% slakCEM lll50-80% slakCEM ll/B-VCEM l + 20-30%vliegasXD1, XD2,XD3, XS1XS2,XS3XD1, XD2,XD3, XS1XS2,XS3XD1, XD2,XD3, XS1XS2,XS3XD1, XD2,XD3, XS1XS2,XS335 45 3,0 1,5 2,0 1,0 2,0 1,0 6,5 5,540 50 5,5 2,0 4,0 1,5 4,0 1,5 12 1045 55 8,5 3,5 6,0 2,5 6,0 2,5 18 1550 60 12 5,0 9,0 3,5 8,5 3,5 26 2255 65 17 7,0 12 5,0 12 5,0 36 3060 70 22 9,0 16 6,5 15 6,5 47 39Tabel 4 Dikte van de dekking op betonstaalbij milieuklasse XD3 en 100 jaarVBC 30 mmEurocode 2 55 mmCUR-Leidraad, CEM I 50 mmCUR-Leidraad, CEM III/B 40 mmTabel 5 Dikte van de dekking op betonstaalbij milieuklasse XS3 en 100 jaarVBC 30 mmEurocode 2 55 mmCUR-Leidraad 1, CEM I buiten tabelCUR-Leidraad 1, CEM III/B 55 mm3De schimmige wereld van de regelgeving1201238thema4 Tunnel Rodenrijse Vaart iseen constructie waarmilieuklasse XD3 vantoepassing is (voorbeeld 2)gemaakt. Maar hier is nog niet veel ervaring mee. Dat maaktdat we het model weloverwogen en met zekere terughoudend-heid moeten toepassen.Tot slotDe dikte van de dekking is een belangrijke parameter voor delevensduur van de betonconstructie. Regelgeving waarin dedikte van de dekking wordt voorgeschreven is echter niet altijd??nduidig. Daarbij is het goed te beseffen dat toelichting van deachtergrond van de regelgeving hier een verklaring voor kangeven. Wel is duidelijk dat levensduur een thema is voor eengoede betonconstructie en ook binnen de regelgeving steedsmeer naar voren komt. Normen zijn hierbij een vastlegging vande ervaring tot nu toe. In de verdere ontwikkeling van ditthema kan de CUR-Leidraad een belangrijke rol spelen. VBC. In deze norm staan nog geen expliciete eisen met betrek-king tot dekking in relatie tot levensduur.Wat blijft is het verschil tussen Eurocode 2 en CUR-Leidraad 1.In voorbeeld 1 (milieuklasse XD3) leidt het gebruik van deCUR-Leidraad tot lagere dekkingen, terwijl de situatie in voor-beeld 2 (milieuklasse XS3) leidt tot hogere dekkingen. Dit leidttot de vraag: is de Eurocode 2 onjuist of geeft CUR-Leidraad 1een verkeerd beeld?OverwegingenOm deze vraag te beantwoorden als eerste wat overwegingen:? In Eurocode 2 is de invloed van het cementtype op de beton-eigenschappen niet meegenomen. Eurocode 2 is, als Europesenorm, gebaseerd op beton op basis van portlandcement,aangezien dit het meest gebruikte cement in Europa is.? Voor CUR-Leidraad 1 geldt dat deze gebaseerd is op een modelvoor de indringing van chloriden. In dit model wordt deinvloed van het cementtype op de betoneigenschappen welmeegenomen, naast de andere aspecten zoals dekking en nabe-handeling. Dit biedt de ruimte voor het maken van afwegingen.? De andere benadering van de uitvoeringstolerantie in Euro-code 2 leidt tot verschillen, maar is niet de verklaring van hetverschil tussen Eurocode 2 en CUR-Leidraad 1.Kan nu op basis van deze overwegingen worden gesteld dat eenkeuze voor Eurocode 2 op dit gebied onjuist is? Dat zeker niet.Wel is het goed aandacht te hebben voor de beperking van dezenorm door de ori?ntatie op beton met portlandcement, waar inNederland veel beton op hoogovencement wordt toegepast.Is de toepassing van CUR-Leidraad 1 voor de bepaling van dedikte van de dekking vanuit duurzaamheidsoogpunt beter? Inieder geval maakt het model duidelijk dat er diverse invloeds-factoren zijn op de levensduur en een afweging kan worden Literatuur1 NEN 6720:1995,`Voorschriften Beton - TGB1990 ? Constructieve eisen en rekenmetho-den (VBC 1995)', NEN, Delft.2 NEN-EN 1992-1-1,`Eurocode 2: Ontwerp enberekening van betonconstructies - Deel 1-1:Algemene regels en regels voorgebouwen',NEN, Delft.3 NB 2011,`Nationale bijlage bij NEN-EN 1992-1-1+C2 Eurocode 2: Ontwerp en berekening vanbetonconstructies - Deel 1-1: Algemene regelsen regels voorgebouwen', NEN, Delft.4 DuraCrete,`Final Technical Report R17', Docu-ment BE95-1347/R17, The European Union?BriteEuRam III, Probabilistic Performancebased Durability Design of Concrete Structures.5 fib Bulletin no. 34,`Model Code for Service LifeDesign', f?d?ration internationale du b?ton(fib), Zwitserland.6 CUR-Leidraad 1,`Duurzaamheid van construc-tief beton met betrekking tot chloride-ge?niti-eerde wapeningscorrosie'. CUR, Gouda.7 NT Build 492,`Concrete, Mortar and Cement-based repair materials: Chloride MigrationCoefficient from non-steady-state migrationexperiments'. Nordtest Finland.8 NEN-EN 13670,`Het vervaardigen van beton-constructies', NEN, Delft.4