I IMATERIALEN IDUURZAAMHEID IRICHTLIJNEN VOOR DUURZAMEMESTSILO'SHANDLEIDING BOUWTECHNISCHE RICHTLIJNENMESTOPSLAG GEPRESENTEERDDe k0111ende jaren zullen er vele duizenden 111estsUo's worden gebouwd. Wettelijke111aatregelen ter beperking van de 111?lieuoverlast veroorzaakt door111estoverschotten, noodzaken de boeren tot invensteren in 111estopslag. Een grotebouwstroo111 is op gang' geko111en, 111et volop kansen voor beton. Deze bouwstroo111is voor een deel geregle111enteerd, nu onlangs de bouwtechnische richtlijnen voor111estbassins zijn gepubliceerd.Mestoverschotten in de inten-sieveveehouderij vormen eengroot milieuprobleem. Alsmaatregel heeft de Nederlandse over-heid bepaald dat met ingang van 1988 inbepaalde perioden (met name bij vorsten sneeuw) geen dierlijke mest magworden uitgereden. Als gevolg daarvanzal op veel veehouderijen in aanvullen-de mestopslagcapaciteit moeten wor-den voorzien. Inmiddels is een grotebouwactiviteitop ditgebied op gang ge-komen, die ongetwijfeld nog in omvangzal toenemen. Volgens een schattingzullen er nog 30.000 tot 60.000 silo's ge-bouwd moeten worden!Zo'n hausse van kleinschalige bouw-projecten op uiteenlopende lokatiesdraagt risico's in zich ten aanzien van dekwaliteit. In de praktijk zijn inmiddelstalrijke schadegevallen geconstateerd,bij zowel houten, stalen als betonnenmestsilo's.Eris behoefte aan eensysteemvan duidelijke kwaliteitseisen en kwali-teitscontrole., Hetis vanuit de zorgvoor het milieuvanbelang dat de bouw van voldoendemestbassins niet wordt vertraagd doorlangdurige procedures, zoals die bij toe-passing van de Hinderwet gebruikelijkzijn. Daarom is een wettelijk kader ge-cre?erd dat aan de diverse belangen te-gemoet komt.Het Besluit Mestbassins Hinderwet datvorig voorjaar werd bekendgemaakt,bepaalt datvoor een mestbassinvoor hetbewaren van dunne mest, onder bepaal-de voorwaarden, geen hinderwetver-gunning nodig is. Het Besluit is alleenvan toepassing op bassins die niet zijngelegen onder een gebouw (stal). Beper-kende voorwaarden hebben betrekkingop degroottevanhetbassin, de minima-Ie afstand tot woningen en tot gebieden54die gevoelig zijn voor verzuring van de Agressiviteit van mest voor betonbodem. Deze voorwaarden zijn dan nog De BRM heeft een algemeen, richting-weer afhankelijk gesteld van het feit of gevend karakter en geeft geen gedetail-er wel of geen afdekking op het bassin leerde voorschriften ten aanzien van dekomt. Voor technische eisenverwijsthet toe te passen bouwmaterialen.Wel geeftBesluit naar de Bouwtechnische Rich- de BRM omtrent de agressiviteit vanlijnen Mestbassins (BRM); de BRM is mest voor beton aan dat - in termenvaneen gezamenlijke publikatie van de Mi- de VBT 1986 - voor gesloten silo's mi-nisteries van Landbouw en Visserij en lieuklasse sd (zeer sterk agressief) vanvan Volksgezondheid, Ruimtelijke Or- toepassing is en voor open silo's milieu-dening en Milieuhygi?ne. klasse Sa (matig agressief). Toegenomenervaring met de aanwezigheid vanBRM verlangt 20 jaar technische agressieve stoffen in mest en inzicht inlevensduur de aantastingsmechanismen leert echterDe BRM onderscheidt foliebassins en dat voor open silo's milieuklasse sbsiloconstructies van beton, staal, houten moet worden aangehouden. De ver-metselwerk. De belangrijkste eis die de wachting is dat de BRM op dit puntoverheid - vanwege de zorg voor het spoedig zal worden aangepast.milieu - in de BRM stelt, is dat een lek- Bovendien zijn er goede redenen omvrije opslag is gewaarborgd. Mestsilo's aan te nemen dat over enkele jaren allevan beton, staal, hout of metselwerk silo's gesloten moeten worden. Er be-moeten gedurende 20jaar aan de eis van .--________________een lekvrije opslagvoldoen.De eis dat de mestsilo gedurende 20jaaraan de voorschriften blijft voldoen, be-tekent dat een concrete eis wordt gesteldaan de technische levensduur van deconstructie.Mest bevat agressieve stoffen. Opgesla-gen dunne mest veroorzaakt aantastingvan alle traditionele bouwmaterialen.Teneinde aan de eis van 20 jaar lekvrijeopslag te voldoen, is een zorgvuldig af-gewogen constructiefen materiaalkun-dig ontwerp noodzakelijk. Dat houdt indat aan beton voor mestopslag hogekwaliteitseisen moeten worden gesteld.Voor het bouwen van een mestsilo kanniet eenzelfde beton worden toegepastzoals die in eenwillekeurige andere toe-passing in de landbouw wel toereikendzou zijn. De mengselsamenstelling vanbeton voor mestsilo's, alsook de verwer-king en de nabehandeling ervan,verdie-nen specifieke aandacht.Cement 1988 nr. 10staat een toenemende druk (politiek enmaatschappelijk) om strengere milieu-beschermende maatregelen door tevoeren. Daarom is het verstandig ookvoor nieuw te bouwen open silo's nu aluit te gaan van milieuklasse sd.Een uitzondering kan misschien ge-maaktwordenvoorsilo's waardrijvendeafdekkingen worden toegepast. Milieu-hygi?nisch is dan wel sprake van een ge-sloten bassin, maar betontechnologischis dat 'open', omdat het gevaar van aan-tasting sterk samenhangt met het al ofniet ventileren van de ruimte boven demestspiegel.De milieuklassen sb en sd betekenenvolgens de VBT 1986 een maximalewa-ter-cementfactor van 0,50 (voor openmestsilo's) resp. 0,45 (voor gesloten si-lo's).Gezien de relatie tussen water-cement-factor en sterkte, betekent dit dat menvoorhet constructiefontwerp kan reke-nen met ten minste sterkteklasse B 25voor open constructies en B 35 voor ge-sloten constructies.Handleiding BouwtechnischeRichtlijnen gepresenteerdZoals gezegd worden in de BRM geengedetailleerde voorwaarden ten aanzienvan het ontwerp en de toe te passen ma-terialen gegeven. Welke criteria heeftmen dan om vast te stellen of een con-structie aan de eis van 20 jaar lekvrijeopslag zal voldoen?Om hierin te voorzien heeft het Insti-tuut voor Mechanisatie, Arbeid en Ge-bouwen (IMAG) in samenwerking metde CUR een 'Handleiding voor deBouwtechnische Richtlijnen Mestbas-sins' opgesteld. Deze HandleidingCement 1988 nr. 10(HBRM) is 23 juni jl. gepresenteerd opeen bijeenkomst in Breda, georgani-seerd door de Nederlandse VerenigingTechniek in de Landbouw, in samen-werking met het IMAG en de CUR.Deze handleiding bestaat uit drie delen,te wetenA. Ontwerp, berekening en uitvoeringB. Specificaties bouwmaterialenC. Specificaties foliesOntwerp en berekeningEr zijn argumenten om voor mestsilo'sgenoegen te nemen met een lagere con-structieve veiligheid dan in de bouw-voorschriften is vastgelegd. Twintigjaartechnische levensduur is aanzienlijkminder dan bijvoorbeeld de levens-duurverwachting van 50 jaar die voorgebouwen doorgaans in acht wordt ge-nomen. Bovendien is een mestsilo eenrelatief eenvoudige constructie, metoverzichtelijke belastingsituaties.Ten einde mestsilo's niet duurder te ma-ken dan nodig is, zijn in deel A van deHBRM aangepaste belastingcombina-ties en belastingfactoren gegeven. Voorbeton mogen bovendien de toelaatbarescheurwijdten van de VB 1974/1984met 1,5 worden vermenigvuldigd.Specificaties bouwmaterialenGezien de agressiviteit van de opgesla-gen mest, moet aantasting van hetbouwmateriaal als een belangrijkeroor-zaak van schade worden bezien daneventuele overbelasting. De schadege-vallen die tot nu toe bekend zijn gewor-den, hebben vrijwel allemaal te makenmet aantasting van het bouwmateriaal,onjuiste detaillering en!of fouten in deuitvoering.Terwijl de belastingvoorschriften duskonden worden versoepeld, was extraaandachtnodigvoorhetformulerenvankwaliteitseisen voor de bouwmateria-len.De specificaties voor beton zullen hier-na worden toegelicht. Eerst is het op z'nplaats het milieu in mestsilo's wat naderte beschouwen.DrijfmestMest bestaat uit droge stof (faecali?n,stalstrooisel en voederresten) en vloeis-tof (urine, spoel-, hemel- en morswa-ter). Het droge-stofgehalte van mest isafhankelijk van onder andere de dier-soort en de bedrijfsvoering. Wordt demest gescheiden opgeslagen, danspreekt men van vaste mest en gier. Omtechnische en economische redenenwordt in de intensieve veehouderijthans devoorkeur gegeven aan gemeng-de opslag. De stallen kunnen dan ont-mest worden door schoonspuiten metwater onder hoge druk. Hierbij ontstaatde zogenaamde drijfmest. Deze mest is,bij een droge-stofgehalte van maximaal15%nogverpompbaar,watnoodzakelijkis voor het transport en de verwerking.SamenstellingTabel 1 geeft een indicatie van de sa-menstelling van drijfmest. Opvallend isde grote spreiding in de concentratiesvan de verschillende stoffen. In de eersteplaats is de diersoort bepalend (pluim-vee, runderen of varkens). Daarnaast isde bedrijfsvoering van invloed op de sa-menstelling; ook blijken er regionaleverschillen te zijn. Ook de ouderdomvan de mest heeft een belangrijke in-vloed.Tijdens de opslag van mest vindt er na-melijk vergisting plaats, dat wil zeggenDe bouwstroom voor mestopslag biedt volop kansen voor beton, zowel ter plaatsegestort als geprefabriceerd55IMATERIALENafbraak van organische verbindingen.Enkele belangrijke tussen- en restpro-dukten zijn vetzuren, alcoholen, ami-nen, ammonium, zwavelhoudende ver-bindingen, koolzuur en methaan.Hetvergistingsproces wordt sterk be?n-vloed doorde samenstelling vandeversemest, de temperatuur, de turbulentie ofberoering van de mest en de verblijftijdin de s?o.Verse mest heeft een pH van 7 tot 9; eenvrij neutrale waarde dus. Ten gevolgevan devergistingzalde pH dalen. Naeenverblijftijd van enkele maanden zal depH ongeveer 5 kunnen bedragen.Drijfmestblijktdus betontechnologischgezien een agressieve vloeistofte zijn.Samenstelling van de lucht boven de mest-spiegelUit de opgeslagen dunne mest ver-vluchtigen diverse stoffen, zoals zwavel-waterstof (H2S), kooldioxyde (C02),ammoniak (NH3) en methaan (CH4) endiverse zwavelverbindingen. Indien desilo is afgedekt, zal de concentTatie vandeze gassenin de ruimte boven de mest-spiegel toenemen.Ineen gesloten mestbassinbestaater eenniet-geventileerde, vochtige ruimte bo-ven de mestspiegel. Aantasting van be-ton ontstaat doordat de gevaarlijkecomponenten uit de lucht boven demestspiegel oplossen in het condenswa-ter dat in zo'n vochtige ruimte altijd welaanwezig is op de wanden en de onder-zijde van het dek. In deze vochtige laagleven diverse bacteri?nsoorten, die zichvoeden met bijvoorbeeld ammoniak enkoolzuur. Dankzij de activiteit van dezebacteri?nwordt zwavelwaterstofomge-zet in het gevaarlijke zwavelzuur. Eenindicatie van de zwavelwaterstof-concentratie in de ruimte boven demestspiegel is gegeven in tabel 2.Uit praktijkonderzoek is gebleken datschades aan mestsilo's van beton inhoofdzaak worden veroorzaakt door. zwavelzuuraantasting en in mindere ma-te door sulj?ataantasting. De preciezeaard van dit schademechanisme is onderandere beschreven in BETONlEK 5/1en CUR-rapport 96.Naar duurzame betonnen mestsi-lo'sIn de voorbereidingsfase van de Hand-leidingbij deBRMis eenpraktijkonder-zoek verricht naar de agressiviteit vanmest voor bouwmaterialen. Er is eenaantal mestsilo's ge?nspecteerd vanmeer dan 10jaar oud, waarvan er enkeleernstige aantastingvertoonden en ande-re nog een goede conditie hadden. Bijinspectie zijn visuelewaarnemingen ge-daan en monsters genomen waaraan inhet laboratorium bepalingen zijn ge-56IDUURZAAMHEIDTabel 1Gehalte aan voor beton agressieve stoffen in drijfmest (lIlg/l)runderen kippen varkensMg(MgO) 810-1570 1260 - 2380 640 - 2000cl 1810 - 4180 80 - 3220 640 - 3360N 3800 -7600 5950 - 1575 4320 - 11520S03 2000 - 3000 2000 - 4000 1000 - 2000Tabel 2Concentratie van HzS-gas in een niet-geventileerde rnilIlte boven de lIlestspiegelH2S-concentratie boven mestspiegelrundermest varkensmestgeroerde mestniet-geroerde mest90ppm10-2ppm460 ppm10-2 ppmTabel 3Conclusies uit een praktijkonderzoek naar betonschade in lIlestsilo'sbeton van mestsilo'swaaraan geen schadeis waargenomennog gaafbeton aanmestsilo's waar welschade is waargenomendruksterkteporositeitwaterindringing50 - 80 N/mm211,3 - 15,2% (v/v)7 -25 mm12 -23 N/mm215,1 - 22,3% (v/v)50-75 mmdaan, zowel op betontechnologische alschemisch/fysische eigenschappen.De uitkomsten zijn samengevat in tabel3. Daaruit blijkt dat schade vooral sa-mengaat met permeabel beton. Deduurzaamheid kan kennelijk aanzien-lijk worden verhoogd indien hoge eisenworden gesteld aan de permeabiliteit.Dat betekent in de eerste plaats een lagewater-cementfactor en vervolgens eenvoldoende nabehandeling om een zohoog mogelijke hydratatiegraad te be-reiken. Voorts is ookde gunstige invloedvan hoogovencement op de poriestruc-tuur bekend, indien tenminste een zor-vuldige nabehandeling in acht wordtgenomen.Ondanks zulke maatregelen, zal blijkendat aantasting van het betonoppervlakin het zeer agressieve milieu van geslo-ten mestsilo's onvermijdelijk is. Met hettoepassenvan eenextra grote betondek-king als opofferingsdekking, kan echtereen voldoende levensduur worden be-reikt.Het komt er dus op aan een zodanigdichte betondekking te realiseren dat deaantastingssnelheid laag is. Als daarbijde betondekking voldoende dik is, zul-len betonnen mestsilo's kunnen vol-doen aan het uitgangspunt '20 jaarmestdicht'.Voor alle duidelijkheid: er dient dan welin het ontwerp voor te worden gezorgddat de voegconstructies tussen geprefa-briceerde elementen blijvend dicht zijnen dat geen ontoelaatbare scheurvor-ming optreedt in ter plaatse gestorte si-lo's.In plaats van een extra dekking is er ookde mogelijkheid van een coating als ex-tra bescherming. De praktische waardehiervan moet met de nodige reserveworden bezien. Elk defect in de coatingis al fataal, omdat door de vorming vangips als resultaat van zwavelzuuraantas-ting, de coatingwordtweggedruk enhetgat snel groter zal worden. De coatingzal dus een forse dikte moeten hebbenom voldoende betrouwbaar te zijn. Dekosten hiervan zullen relatiefhoog zijnin vergelijking met hetvergrotenvan debetondekking.Deze aspectenzijn in de Handleiding bijde BRM vertaald in enkele regels voorde praktijk. Voor ter plaatse gestorte si-lo's en voor constructies opgebouwd uitgeprefabriceerde betonelementen gaathet om: cementsoort, waterindringing,betondekking en coating.CementsoortDe Handleiding schrijft - in overeen-stemming met de VBT '86 - een ce-mentsoort met hoge sulfaatbestandheidvoor.Cement 1988 nr. 10Dit zou de keuze tussen hoogovence-ment en C3A-arm portlandcementkunnen openlaten. Gezien de chloride-concentraties in mestbassins, moet detoepassing van C3A-arm portlandce-ment echter beslist worden ontraden.Voor geprefabriceerde betonelementenvoor mestsilo's staat de Handleiding hetgebruik van portlandcement of port-landvliegascement toe. Daaraan is danwel de voorwaarde verbonden dat bij deproduktie geen versnelde verhardingdoor middel van stoom mag wordentoegepast.Een tweede voorwaarde is dat de gepre-fabriceerde elementen bij gebruik vanportlandcement of portlandvliegasce-ment moetenworden nabehandeld tot-dat 75% van de druksterkte na 28 dagenis bereikt. Deze opmerking in de Hand-leiding neemtnatuurlijk nietwegdatbijtoepassing van hoogovencement vol-doende nabehandeling op z'n minst vaneven groot belang is.In wezen is de cementsoort bij het aan-tastingsmechanisme in mestsilo's nietbepalend voor de snelheid van aantas-ting. Bij de aantasting door zwavelzuuris de dichtheid van het beton de belang-rijkste parameter.En een goed dicht be-ton is betontechnologisch gezien net zogoed te maken met portland- of port-landvliegascementals methoogovence-ment. Ditis waarschijnlijk ook de redendatinhetpraktijkonderzoekgeensigni-ficante verschillen in aantasting kondenworden waargenomen tussen silo's methoogovencement en silo's waarvoor be-ton met portlandcement was toegepast.WaterindringingVolgens de Handleiding mag de water-indringing aan de binnenzijde van deconstructie, bepaald volgens DIN 1048,na 28 dagen verharding onder praktijk-omstandigheden, maximaal 30 mm tebedragen. Volgens de Duitse normen isdan sprake van beton dat bestand is te-gen chemicali?n.De waterindringing is een maat voor depermeabiliteit van buitenste laag vanhet beton. De meest gebruikte methodevoor bepaling van de waterindringing isdie volgens de Duitse norm DIN 1048.Deze bepaling kan alleen worden uitge-voerd in een laboratorium. Daartoemoeten uit de constructie, na minstens28 dagen, boorkernen worden geno-men. Dit is geen praktische controle-proef; dat zal duidelijk zijn. Vooraf zalmoeten worden vastgesteld met welkemengselsamenstelling en uitvoerings-methoden aan de eis kan worden vol-daan. In geval van twijfel achterafaan demengselsamenstelling enlofde uitvoe-ring kan op de eis aan de waterindrin-ging worden gecontroleerd.Cement 1988 nr. 10Grotere betondekking ofcoatingDe Handleiding bepaalt dat voor geslo-ten mestsilo's de betondekking aan debinnenzijdevande constructie minstens10 mm meer dient te bedragen dan isvoorgeschrevenin deVB 1974/1984 (art.A-707). Dit betekent voor (de binnen-zijde van) wanden en dek een betondek-king van tenminste 35 mm en voor bal-ken40mm.Als alternatiefvoor de 10 mm extra be-tondekking wordt in de Handleidinghet toepassen van een coating genoemd.De geschiktheid van een coating moetvoorafworden aangetoond. Een coatingwordt als geschikt beschouwd als de dif-fusieweerstand voor waterdamp ten-minste 30 m bedraagt (bepaald volgensDIN 53122). De minimaal benodigdetotale laagdikte van de uitgeharde coa-ting is dus afhankelijk van het type coa-ting. Een eis is evenwel dat minimaal 2lagen moeten worden aangebracht.De dichtheid moet in de praktijk wor-den gecontroleerd metvonkapparatuur.Er mag dan geen doorslag plaatsvinden;plaatsenwaar doorslag optreedt, dienente worden opgevuld.De hechtsterkte, bepaald volgens ISO4624, dient tenminste 1 N/mm2te be-dragen.UitvoeringDe Handleiding geeft ten aanzien vande uitvoering geen aanvullende regelsten opzichte van de bestaande voor-schriften.De Handleiding attenteert met nadrukop de noodzaak van verdichting, voor-komen van ontmenging en nabehande-ling. In de praktijk wordt nogal eens dehand gelicht met de vereiste nabehan-delingstijden, die voor duurzame be-tonnen mestsilo'sjuistzobelangrijkzijn.Als concrete eis voor nabehandelingstij-den wordt daarom gesteld dat 'verdam-penvanwater uitvrij aande buitenluchtblootgestelde betonoppervlakken tij-dens de eerste 7 dagen na het stortenmoet worden voorkomen'.Als methode van nabehandelen wordtde voorkeur gegeven aan afdekken meteen dampremmende folie of aanbren-gen van een curing-compound. Ookwandvlakken die na 1 of 2 dagen wor-den ontkist, moeten tegen uitdrogingworden behandeld met een curing-compound.Zorg voor kwaliteitHet realiseren van betonnen bouwwer-ken waaraan hoge kwaliteitseisen wor-den gesteld is op zich niet iets bijzon-ders. Het bijzondere bij de uitvoeringvan betonnen mestsilo's is dat er, in te-genstelling tot andere sectoren in debouw, doorgaans geen onafhankelijketoezichthouder is, die de kwaliteit ge-durende de bouw controleert.Hetkadervan voorschriften voor het opkorte termijnbouwenvanmestbassins isthans compleet. Het Besluit HinderwetMestbassins maakt voor de meeste bas-sins ontheffing van de tijdrovende Hin-derwetprocedures mogelijk. De BRMstelt prestatie-eisen aan de bassins; deHBRM geeft een technische invullingaan deze eisen.Dit verschaft de gemeentelijke instan-ties die bouwvergunning moeten verle-nen weliswaar een instrument in han-den ter toetsing, maar daarmee zijn ze-ker niet alle vragen opgelost. Er blijftnog veel ruimte voor zeer uiteenlopen-de oplossingen. Er zijn thans bijna 100leveranciers bekend die elk hun oplos-sing voor een mestbassin aanprijzen.Ook wanneer wordt voldaan aan van demateriaalspecificaties en berekenings-voorschriften, blijken er nog tal van on-deugdelijke details voor te komen, ter-wijl de kwaliteit van de uitvoering nietbij voorbaat vaststaat. E?n ding is zeker:ook hier is goedkoop vaak duurkoop.De bouwer van een mestsilo moet bij deaanvraag voor bouwvergunning eenschriftelijke verklaring afgeven waarinwordt bevestigd dat aan de bouwtechni-sche richtlijnen wordt voldaan. Gelet opde eis dat de constructie 20 jaar moetvoldoen, wordt hij dus min ofmeer ver-plicht tot het afgeven van een garantie.Op zich is het een goede zaak de verant-woordelijkheid voor bouwwerken teleggen waar deze hoort: bij de bouwer.Maar wat is zo'n verklaring waard als ergeen kwaliteitssysteem is dat het procesvanaf ontwerp tot en met opleveringdekt?Naast het afgeven van zo'n verklaringwordt er gesproken over de mogelijk-heid tot het verstrekken van een ge-schiktheidsverklaring door een certifi-catie-instituut. Het Ministerie vanVROM heeft KIWA verzocht hiervooreen kwaliteitsbeoordelingssysteem opte zetten. Een niet gering project, datongetwijfeld nog veel tijd in beslag zalnemen.De boer zal daar niet op wachten; hijploegt immers voort. ~ij staat voor denoodzaak op korte termijn in mestop-slag te voorzien. Kansen voor beton zijner in deze bouwmarktvolop. Maar er zalwel zorgvuldig mee moeten wordenomgesprongen. Inschakeling van onaf-hankelijke, deskundige bouwbegelei-ding is daarom een uitermate verant-woorde investering.j.H.K?hne57