10 jaar na instorten galerijvloer Antillenflat Analyse van resultaten onderzoek woongebouwen 1 In mei 2011 stortte een uitkragende galerijvloer van de Antillenflat in Leeuwarden in 1 30? CEMENT 5 20 21 Naar aanleiding van het incident in Leeuwarden en de uitkomsten van het technisch onderzoek, heeft het ministerie van Binnenlandse Zaken, in overleg met diverse par- tijen, in 2012 een CUR-publicatie opgesteld. Het betreft de CUR-publicatie 248 ? Onderzoek naar en beoordeling van de constructieve veiligheid van uitkragende betonnen vloeren van galerijflats. In deze publicatie is een onderzoeksprotocol be- schreven dat is opgesteld door een team van deskundigen van Platform Constructieve Veiligheid, Rijkswaterstaat, ABT, SGS INTRON, Adviesbureau Hageman, EconStruct en Nebest. Dit protocol is mede gebaseerd op ervaringen uit onderzoeken aan de Antillen- flat en 11 andere geselecteerde woongebou- wen in Leeuwarden. Stappenplan Uit het onderzoek bij de Antillenflat kwam naar voren dat de uitkragende galerijvloer is bezweken door een combinatie van te laag liggende bovenwapening, hogere belasting op de galerijvloer en corrosie aan de wapening door ingedrongen chloriden (dooizouten e.d.). Om deze reden omvatten de voorgestelde onderzoeken uit het onderzoeksprotocol de volgende stappen: Stap 1: Verkennend onderzoek vloercon- structie en belastingen Stap 2: Aanvullend onderzoek naar de wapening Stap 3: Constructieve beoordeling Stap 4: Destructief onderzoek naar moge- lijke corrosie aan wapening Stap 5: Aanvullende constructieve beoor- deling Het volledige stappenplan staat in de publicatie van dit artikel op Cementonline.nl. Herziene uitgave en onderzoeks- verplichting Na de eerste ervaringen en uitkomsten van onderzoeken, verscheen er in 2014 een nieu- we uitgave van CUR-publicatie 248. In deze tweede herziene uitgave wordt nadrukkelij- ker onderscheid gemaakt tussen uitkragen- de vloeren aan de galerij- en balkonzijde. Ook zijn nuanceringen aangebracht in het onderzoek naar chloridengehalten (die een minder omvangrijk destructief onderzoek mogelijk maken) en de mogelijke maatrege- len naar aanleiding van een onderzoek en beoordeling zijn benoemd. Iets later besloot het ministerie van BZK een onderzoeksverplichting in te stel - len. Sinds 1 januari 2016 is het wettelijk ver- plicht dat eigenaren, van gebouwen gebouwd v oor 1975, uitkragende betonnen galerij- of balkonvloeren laten controleren op con - structieve veiligheid. De onderzoeksverplich- ting is opgenomen in het nieuwe hoofdstuk 5a, artik el 5.11 'onderzoeksverplichting zorg - plicht'. Voor 1 juli 2017 moest het onderzoek v oor alle galerijflats zijn uitgevoerd. Afstudeeronderzoek Na het verschijnen van de CUR-publicatie zijn verschillende gebouweigenaren in Nederland voortvarend aan de slag gegaan om de uit- kragende (galerij)vloeren van honderden woongebouwen in Nederland te laten onder- zoeken. Ingenieurs- en adviesbureau Nebest onderzocht maar liefst 552 woongebouwen (fig. 3). Brandon van Ostaden, student MARINUS POELERT Senior adviseurNebest B.V. ING. WOUTER VAN DEN BERG Specialist duurzaamheid en innovatieNebest B.V. BRANDON VAN OSTADEN ZVIT 1) 1) Tijdens het schrijven van dit artikel was Brandon van Ostaden student Technische Informatica aan de Avans Hogeschool auteurs In mei 2011 bezweek een uitkragende galerijvloer van de Antillenflat in Leeuwarden (foto 1). Nadien zijn bij honderden woongebouwen in Nederland uit de periode van voor 1975 de uitkragende galerijen en/of balkonvloeren onderzocht en indien noodzakelijk versterkt. Wat hebben de vele onderzoeken en de diverse uitkomsten ons de afgelopen 10 jaar geleerd? CEMENT 5 2021 ?31 229; 41% 158; 29% 165; 30% balkon galerij beide Technische Informatica aan de Avans H ogeschool, analyseerde als onderdeel van zijn a fstuderen de bevindingen uit deze vele onderzoek en. Hieronder worden voor v erschillende onderdelen de resultaten van dat onderzoek besproken. Noodzaak onderzoek balkon- vloeren Over galerijvloeren is de CUR-publicatie ondubbelzinnig; die moeten altijd worden onderzocht. De publicatie gaf echter ruimte voor interpretatie over de noodzaak van onderzoek aan uitkragende balkonvloeren. Reden hiervoor was het lagere risicoprofiel van deze vloeren, gezien het vaak minder intensieve gebruik ten opzichte van galerij- vloeren en hiermee de kans op strooizouten. In mei 2016 wordt opheldering gegeven door de opstellers van de CUR-publicatie waarin de onderzoeksplicht voor balkonvloeren nader is gespecificeerd. Op basis hiervan zijn vier categorieën te onderscheiden: 1 Onderzoekv erplichting bij galerijflats met uitkragende galerijvloeren. 2 Onderzoekverplichting (artikel 2.4) bij gale- rijflats* met uitkragende balkonvloeren die: direct aan de kustlijn liggen (tot 10 km uit de kust); groter zijn dan de galerijvloeren (afwijkende afmetingen en met name groter); onderzocht moeten worden wanneer de galerijvloeren niet voldoen. 3 Zorgplicht en aan te be velen ook te onder- zoeken (geen verplichting): uitkragende vloeren portiekflats/laag- bouw** direct aan de kustlijn (tot 10 km uit de kust); uitkragende vloeren portiekflats/laag- bouw** met uitkraging groter dan 1,0 m en langer dan 3 m; 2 De bezweken plaat van de Antillenflat 3 Verdeling onderzochte woongebouwen met uitkragende balkon- en/of galerijvloeren ONDERZOEKSOPZET Brandon van Ostaden studeerde in 2020 af aan de Avans Hogeschool in de studierichting Technische Informatica. Als afstudeeropdracht analyseerde hij de CUR 248-onderzoeken aan 552 woongebouwen die Nebest de afgelo- pen jaren onderzocht. Hierbij stond de volgende hoofdvraag centraal: 'In hoeverre kan software geschreven worden om op een efficiënte manier alle CUR-publicatie 248-onderzoeken binnen Nebest te ontsluiten uit documenten geproduceerd door middel van de Microsoft Office-suite en te analyseren voor publicatiedoeleinden?' Voor zijn onderzoek maakte hij gebruik van een combinatie aan systemen: Spacy, Python en Power Bi om data snel en adequaat te kunnen analyseren. De resultaten zijn handmatig gecontroleerd. - Spacy: Artificial intelligence technieken om verbanden tussen woorden en samenstelling van teksten te kunnen analyseren. - Python: programmeertaal waarmee data uit individuele rapporten is gehaald en de elementen uit Spacy worden aan- gesproken. - Power Bi: visualisatie van verzamelde data en resultaten. 2 3 32? CEMENT 5 20 21 uitkragende vloeren die permanent zwaar zijn belast, b.v. gemetselde of betonnen borstwering. 4 Alg emene zorgplicht; geen onderzoekver- plichting, wel te allen tijde een wettelijke zorgplicht. Hierbij is aangegeven dat onder een galerijflat wordt verstaan een (flat)gebouw waarin zich twee of meer galerijen boven elkaar bevinden. Onder laagbouw wordt verstaan woongebouw/ woning van twee woonlagen met slechts één galerij- of balkonvloer. Resultaten afstudeeronderzoek? De resulta- ten uit het afstudeeronderzoek laten een ander beeld zien met betrekking tot de noodzaak van onderzoek aan balkonvloeren. Van de in totaal 229 onderzochte woonge- bouwen met enkel balkonvloeren bleken er circa 48 niet te voldoen voor de korte termijn (afkeurniveau conform NEN 8700 voor be- staande bouw) en 61 voor de langere termijn (verbouwniveau). Daarnaast werden bij 38 van de onderzochte woongebouwen met balkonvloeren waar ook chlorideonderzoek werd uitgevoerd chloridegehaltes > 0,4% m/m ten opzichte van de cementmassa aange- troffen. Wapeningsconfiguratie Volgens CUR-publicatie 248 moeten vooraf- gaand aan de metingen, een onderzoek op locatie, een archiefonderzoek en dossierstu- die worden uitgevoerd, met name naar de opgegeven wapening en staalkwaliteit van de wapening in de uitkragende vloeren. Resultaten afstudeeronderzoek? Uit het af- studeeronderzoek kwam naar voren dat het per gemeente verschilt welke informatie er wel of niet beschikbaar is. Wel zijn bij woning - corporaties vaak nog stukken aanwezig, be- halve bij woningbouwverenigingen die zijn samengegaan waar tijdens fusie archief- stukken verdwenen zijn. Uit de door Nebest uitgevoerde onder- zoeken op locatie kwam naar voren dat de bovenwapening veelal laag in de vaak dunne constructievloer ligt, zoals ook al was De resultaten uit het afstudeer - onderzoek laten een ander beeld zien met betrekking tot de noodzaak van onderzoek aan balkonvloeren 4 6 5 4 Onderstempelde balkonvloeren 5, 6 (Put)corrosie op de wapening CEMENT 5 2021 ?33 geconstateerd bij de Antilllenflat. Dit gold met name bij dunne uitkragende vloeren, gerealiseerd begin jaren zestig, met losse staven en enkel bovenwapening, dus zonder onderwapening. Regelmatig werden deze vloeren afgekeurd. Er werd niet voldaan aan het gewenste verbouwniveau en ook niet aan het wettelijk vereiste afkeurniveau. Een van de oorzaken is dat ten tijde van de bouw van de vloeren alleen werd gerekend met een vlaklast van 3,0 kN/m². Conform CUR-publicatie 248 moet voor de beoordeling van de uitkragende vloeren, naast een lagere vlaklast (2,0 of 2,5 kN/m²), worden gerekend met een puntlast van 3,0 kN en een lijnlast van 5,0 kN/m' op 0,1 m van de vrije rand. Uit de controleberekeningen volgde vaak dat werd voldaan aan de lagere vlaklast, maar dat niet werd voldaan aan de opgelegde punt- en/ of lijnlast. Uit verschillende gesprekken kwam naar voren dat meerdere, vaak ervaren construc- teurs moeite hadden uitkragende vloeren hierop af te keuren. De vloeilijnentheorie, waarbij de punt- en lijnlasten worden ver- spreid via de verdeelwapening, bood vaak nog een uitkomst waarbij de uitkragende vloeren wel voldeden. Ook rekenen met een hogere staalspanning en/of hogere beton- druksterkte, op basis van uitgevoerde trek- en drukproeven, leidde vaak tot goedkeu- ring. Ingedrongen chloriden Het onderzoek naar aanleiding van het inci- dent bij de Antillenflat liet zien dat een com- binatie van scheuren in de kritische zone v an de uitkragende vloer en het van buitenaf indringen van chloriden (dooizouten e.d.), waardoor (put)corrosie op de wapening ont - staat, een onveilige situatie kan veroorzaken. In dit geval moet de constructeur, conform stap 3.3 uit het stappenplan, bij uit- kragende galerijvloeren rekenen met een theoretische gereduceerde wapeningdoor- snede. Veelal voldoet de uitkragende con- structie hierbij niet. De volgende stap is onderzoek naar het chloridegehalte in het beton en dan met name ter hoogte van de wapening, waarbij kan worden beoordeeld of er een mogelijke kans is op chloridegeïni- tieerde wapeningcorrosie. Aan de hand van een kernboring Ø50 mm schuin in de kim van de constructie, tussen de wapening door, wordt van de uitgenomen kern in het laboratorium het chlorideprofiel bepaald en wordt visueel beoordeeld of een scheur aan- wezig is. De in de NEN-EN-206-1 gestelde grens- waarde voor het maximaal toegestane per- centage chloriden in nieuw beton ligt op 0,4% m/m (ten opzichte van de cementmas- sa). Bij chloridegehaltes van circa 0,4% tot 1,0% m/m, ter plaatse van de wapening, is er een verhoogd risico op het ontstaan van chloridegeïnitieerde wapeningscorrosie. Het daadwerkelijk optreden van corrosie wordt voor een deel bepaald door andere factoren, zoals de kwaliteit van de betondekking, het carbonatatiefront in het beton en voldoende vocht en zuurstof. Bij chloridegehaltes van meer dan 1,0% m/m ter plaatse van de Uit de onder- zoeken kwam naar voren dat de bovenwape- ning veelal laag in de dunne constructievloer ligt 7 7 Geografisch weergave aangetroffen chloridegehaltes 34? CEMENT 5 20 21 243116193 0 50 100 150 200 250 300 Voldoen Voldoen niet Onbekend 187 168197 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 Voldoen Voldoen niet Onbekend Wanneer verhoogde chloride waarden zijn aangetroffen, maar geen noemenswaar- dige corrosie aanwezig is, is het van belang de constructie in de toekomst te blijven monitoren wapening is het ? op termijn ? ontstaan van chloridegeïnitieerde wapeningscorrosie aannemelijk. Is het chloridegehalte ter hoogte van de wapening hoger dan 0,4% m/m, dan is de volgende stap uit het protocol onderzoek naar mogelijke corrosieactiviteit aan de wa- pening, aan de hand van potentiaalmetingen over een groter gebied. Hierbij wordt contact gemaakt met de wapening en wordt met een referentie-elektrode het potentiaalverschil gemeten tussen de wapening en de referentie- elektrode. Sterk negatieve potentialen duiden hierbij op een grote waarschijnlijkheid van corrosieactiviteit. Minder negatieve poten- tialen duiden op een lage waarschijnlijkheid van corrosie. Om hier meer duidelijkheid over te verkrijgen wordt op enkele locaties, aan de hand van de potentiaalverschillen, de wapening vrijgemaakt om visueel te beoordelen of er daadwerkelijk corrosie aanwezig is, met mogelijke staalafname tot gevolg. Resultaten afstudeeronderzoek? In het la- boratorium van Nebest zijn voor onderzoek bij uitkragende vloeren vele chlorideprofie- len bepaald. Opvallend is dat de resultaten per onderzochte vloer vaak verschillen bij één en hetzelfde woongebouw. Deze ver- schillen betreffen met name de ingedrongen chloriden, ontstaan door een gebrekkige afwerking op de vloer, strooigedrag (dooi- zout) en gebruik van chloorhoudende schoonmaakmiddelen door bewoners en/of beheerders. Uit de vele potentiaalmetingen is gebleken dat, ondanks verhoogde chloride- waarden, het aantal gecorrodeerde wape- ningstaven vaak beperkt is en zich veelal rond de hemelwaterafvoeren concentreert. De vaak lagere ligging van de wapening heeft er hierbij voor gezorgd dat er voldoende be- tondekking op de wapening aanwezig is. Het percentage vocht rond de wapening was hierbij vaak beperkt en het alkalische be- schermende milieu nog aanwezig. Opvallend is dat bij uitkragende vloe- ren, met onder- en bovenwapening die reken - kundig veelal voldeden, vaker corrosie is aangetroffen. Recente voorbeelden hebben laten zien dat hierbij de beschermende be- tondekking op de wapening onvoldoende is. Vaak minder dan 15 mm. Dit heeft, wanneer in het verleden de dekvloer of afwerking is vervangen, regelmatig geleid tot het lokaal beschadigen van de betondekking en soms ook de wapening. Dit is visueel veelal direct zichtbaar na het verwijderen van de dek- vloer (afschotlaag). Potentiaalmetingen wor- den daarom bij voorkeur uitgevoerd op het constructiebeton. Daarnaast geldt dat vooraf - gaand aan potentiaalmetingen kunst- 8a 8b 8 Aantal woongebouwen dat wel en niet voldeed voor de korte termijn (a) en langere termijn (b) Referentietermijn 1 jaar Referentietermijn 30 jaar CEMENT 5 2021 ?35 harsgebonden (isolerende) lagen moeten worden verwijderd. Bij de in totaal 552 onderzochte woongebou- wen werd in 176 van de gevallen een verhoogd chloridengehalte aangetroffen boven 0,4% m/m. Bij 46 van de 176 werd ook daadwerke- lijk wapeningscorrosie in de vorm van afname aangetroffen. De kaart in figuur 7 geeft de aangetroffen chloridegehaltes geografisch weer. Herstelmaatregelen en monitoring Wanneer de uitkragende vloeren niet voldoen aan het wettelijk vereiste afkeurniveau of het gewenste verbouwniveau (lange termijn), moeten ze worden vervangen of versterkt. Figuur 8 geeft een overzicht van de in totaal 552 onderzochte woongebouwen, met het aantal woongebouwen dat wel en niet vol- deed voor de korte termijn (afkeurniveau) en langere termijn (verbouwniveau).Voor het constructief herstel van uit- kragende vloeren zijn al diverse methoden ontwikkeld en op de markt gebracht. Wan- neer verhoogde chloridewaarden zijn aan- getroffen, maar geen noemenswaardige corrosie aanwezig is, is het van belang om de betreffende constructie in de toekomst te blijven monitoren. Wanneer corrosie is aan- getroffen aan de wapening, moet deze wor- den gestopt door middel van bijvoorbeeld kathodische bescherming. Onverantwoord De afgelopen 10 jaar zijn er vele honderden galerijflats met uitkragende vloeren onder- zocht, constructief versterkt of rekenkundig goedgekeurd. Ook voor portiekflats met balkonvloeren geldt dat deze te allen tijde moeten voldoen aan de hiervoor vigerende normen. Volgens het Bouwbesluit heeft iedere gebouweigenaar hierbij een 'zorg- plicht', om ervoor zorg te dragen dat als ge- volg van de staat van een bouwwerk, open erf of terrein, geen gevaar voor de gezond- heid of veiligheid ontstaat dan wel voortduurt. Onwetende gebouweigenaren laten beslissen over deze constructief soms moeilijk zicht- bare risico's is volgens de specialisten van Nebest on v erantwoord. De al langer door de onderzoeksraad bepleite APK voor gebou- wen zou hierin uitkomst kunnen bieden. Overigens is de al in ontwikkeling zijnde NTA voor periodiek e keuring constructieve veiligheid vooralsnog vooral gericht op grote publieke gebouwen. Met betrekking tot de kans op het ont- staan en/of de toename van wapeningscor- rosie is periodiek onderzoek en monitoring essentieel. Niet alleen de afwerking (afdich- ting) op de vloer moet hierbij op een hoog niveau worden gehouden, maar ook monito- ring naar mogelijke corrosie en periodieke inspectie naar gebreken moeten worden opgenomen in de MJOP (meerjarenonder- houdsplanning). Bij (verdere) staalafname door corrosie zal de constructieve veiligheid van reeds onderzochte vloeren namelijk alsnog in het geding kunnen komen. 36? CEMENT 5 20 21