ir.H.J.C.Oudvoorzitter CUR-VB-commissie C38 'Spannin-gen in betonconstructies dOOT warmteont-wikkeling tijdens het verhardingsproces'Warmteontwikkeling,scheurvorming, koelen*1Verloop van de krimp van een vloer en eenlater daarop gestorte wandtijdverschilkrimp van natl t1 dagenstort vloer.stort wandkrrmpverschllDe optredende spanningen kunnen worden beperkt door gebruik te maken van cernentsoortendie relatief weinig warmte ontwikkelen, door beperking van het cementgehalte of door hetafvoeren van warmte door middel van koelen.Te storten constructiedelen waarin zich zo'n temperatuurontwikkeling manifesteert, kunnendoor reeds eerdergestorten bestaand werkin hun vervormingen aan ??n of meer zijden wordenbelemmerd. Dit leidt tot spanningen met scheurvorming als mogelijk gevolg.Het materiaal beton leent zich bijzonder goed voor toepassingen waarbij hoge eisen wordengesteld aan duurzaamheid en waar sterkte-eigenschappen en bestandheid tegen invloeden vanbuitenafbelangrijke randvoorwaarden zijn bij hetontwerpen de uitvoering. In Nederland-maarook in hetbuitenland-worden veel betonconstructies gebouwd, dieeenblijvendefunctie inhetwater hebben en die dikwijls aan hoge waterdrukken en aan een aggressief milieu zijnblootgesteld.De duurzaamheid en de sterkte van beton worden vooral bepaald door de wijze waarop het in deeerste levensdagen wordtbehandeld. Het onderzoek van de CUR-VB-commissie C38 richt zichvooral op de warmteontwikkeling die optreedt tijdens de verhardingsreactievan cement metwater en de wijze waarop de ontwikkelde warmte kan worden afgevoerd, teneinde scheurvor-ming te voorkomen. De optredende temperatuurverschillen kunnen namelijk leiden tot span-ningen die, wanneer zij de treksterkte van het beton overschrijden, het beton doen scheuren.Vooral bij constructies met forse afmetingen is dit gevaar aanwezig.}stortwandovloertETunnelsIn Nederland liggen vrijwel alle tunnels onder waterwegen. Het merendeel van tunnels, onder-doorgangen, verdiepte wegen en kokers zijn aan grondwaterdrukken blootgesteld. Tot voorkort werden bijna alle tunnels voorzien van een waterdichte bekleding, om zodoende deproblemen van een eventuele lekkage te voorkomen. Het aanbrengen van zo'n bekleding isBouwdok voor de HemspoortunnelHet aanbrengen van een waterdichtebekleding op tunnelelementen is eenkostbare zaaklezing gehouden op de CUR-VB-dag d.d. 29april j.1.te RotterdamCement XXXII (1980) nr. 7 406echter een nauwkeurig en tijdrovend werk, terwijl vaak slechts onder bepaalde weersomstan-digheden gewerkt kan worden; derhalve een dure zaak. Worden ergeen maatregelen getroffenom het ontstaan van scheuren tegen te gaan, dan zijn om de 3 tot 6 meter in de tunnelwandenscheuren te verwachten. Deze scheuren lopen van enige centimeters boven de vloer tot aan hetdak en kunnen een scheurwijdtevan mm bereiken. Zulke scheuren blijken voornamelijk opte treden als gevolg van de wijze van uitvoeren. Gebruikelijk is de vloer, de wanden en hetdakinverschillende fasen na elkaar te storten. Door deze werkwijze ontstaat in de verharding eenfaseverschil, dus ook een faseverschil in de krimp en in hettemperatuurverloop doorvrijkomen-de hydratatiewarmte.Aangezien de constructiedelen star met elkaar zijn verbonden, leiden deze faseverschillen totgrote spanningen, en, zoals gebruikelijkbij spanningen ontstaan scheuren: veel kleine scheu-ren als veel wapening istoegepasten weinig grotescheuren alsweinigwapening istoegepast. Inbeide gevallen is lekkage het gevolg.2Scheurverdeling in een wand t.g.v.verhinderde krimpvervormingIIIIvoor het verkortenFaseverschil in krimpIn figuur 1 is schematisch aangegeven hoe het verloop is van de verhardings- en uitdrogings-krimp in een tunnel, sluis of keldervloeren in een later daarop gestorte wand (uitgaande van deveronderstelling dat de krimp onbelemmerd verloopt).Tussen de wand en de vloer ontstaat dus over een bepaald tijdsinterval een verschil inverkorting; vanwege de hechte verbinding tussen vloer en wand is t.p.v. deze aansluiting deverkorting echter gelijk. Daardoor ontstaan, globaal gesteld, in langsrichting in de wandentrekspanningen en in de vloer drukspanningen.ln figuur 2 is schematisch weergegeven hoe descheurverdeling in de wand is.Faseverschil in temperatuurverloopDoor het vrijkomen vanhydratatiewarmte zal de temperatuur van een pas gestorte wand hogeroplopen dan de temperatuur van de aansluitende vloer en naderhand weer teruglopen tot deomgevingstemperatuur. Vooral in dikke wanden, zoals bij tunnelsen sluizen, is dit verschijnselvan meer belang dan het faseverschil in krimp. In figuur 3 is aangegeven hoe het temperatuur-verloop isin een dikke tunnelwand en een tunnelvloer, vanaf het tijdstip waarop de wand op devloer is gestort. Na het storten stijgt de temperatuur in de wand snel en bereikt waarden totca. 50?C, als gevolg van het chemischeproces. Bij geleidelijke daling van de temperatuurna deverharding zullen, als gevolg van de verhinderde vervorming nabij de vloer, trekspanningen inde wand ontstaan die kunnen oplopen tot de orde van grootte van 5 N/mm2 indien geenscheuren zouden optreden. Globaal kan worden gezegd dat - indien geen bijzondere maatre-gelen worden getroffen - het beton van de vloeren niet scheurt en dat van de later gestortewanden wel.ogeen verbindinghechte verbindingna het verkortenrIIIon belemmerde krimpb, belemmerde krimp50302010/ wand/ vloer