Kennisplatform over betonconstructies

Waterdichtheid beton een utopie?
Eddy van Caulil

di 26 februari 2019

Zoals aangegeven in mijn bijdrage 'Hoe robuust ontwerpt u?' van 4 mei 2017, maak ik voor het vinden van inspiratie voor het schrijven van blogs gebruik van een zelf opgesteld lijstje, gebaseerd op mijn ervaringen sinds 1990. Hierop staan constructieve onderwerpen die, vanwege de complexiteit van de materie of het domweg ontbreken van kennis, vaak tot discussie leiden. Een van deze onderwerpen is de waterdichtheid van ondergrondse betonconstructies.

In de praktijk merk ik dat het voor de meeste constructeurs in de utiliteitsbouw lastig is, om opdrachtgevers op een juiste en bouwkostenefficiënte wijze te adviseren over de gewenste waterdichtheid van ondergronds te ontwerpen constructies. Dit omdat voor het samenstellen van een optimale matrix van ontwerpkeuzen en uitvoeringsmaatregelen voor de borging van de waterdichtheid, de input vanuit de uitvoering noodzakelijk is. Bij de binnen de utiliteitsbouw gangbare UAV-contracten, met een scherpe demarcatie tussen de ontwerp- en uitvoeringsverantwoordelijkheid, is dit nagenoeg onmogelijk. Dit leidt vaak tot niet direct voor de opdrachtgever zichtbare kostenverhogingen door voorgeschreven, niet volledig afgestemde uitvoeringsmethodieken, ingecalculeerde risicotoeslagen door aannemers of later noodzakelijke herstelwerkzaamheden.

Met het toenemen van de verdichting van steden en daarmee gepaard gaande groei van het ondergronds bouwen, worden steeds meer functies ondergronds ondergebracht. Waar in het verleden in het algemeen enkel infrastructurele werken en parkeergarages ondergronds gerealiseerd werden, creëren we tegenwoordig ruimte onder het maaiveld die toegankelijk is voor mensen en functioneel gebruikt wordt als bijvoorbeeld archief, bioscoop of museum. Met deze ontwikkeling in de utiliteitsbouw neemt het belang van de waterdichtheid van constructies en de daaraan gekoppelde verantwoordelijkheden en financiële risico’s toe. Om dit beheersbaar te houden, dient naar mijn mening de kennis over waterdichtheid van betonnen constructies beter ingebed te worden in ondergrondse ontwerpen.

"Er is veel onduidelijkheid en/of onwetendheid over de waterdichtheid van betonnen constructies"

Ik merk dat er veel onduidelijkheid en/of onwetendheid is over de waterdichtheid van betonnen constructies. Voor elektronica herkennen de meesten van ons wel een IP-score, waarmee de mate van waterdichtheid wordt aangegeven en is genormeerd. Voor betonconstructies is het bestaan van de NEN-EN 1992-3 echter minder bekend. Hierin zijn classificaties van waterdichtheid van beton opgenomen variërend van dichtheidsklasse 0 t/m 3. In deze norm zijn tevens randvoorwaarden opgenomen om de beschreven dichtheidsklassen te kunnen realiseren.

In principe is beton een poreus materiaal dat zelfs bij een goede verdichting voor 10 tot 15% uit poriën bestaat. De capillaire poriën in het beton bepalen de mate waarin water door het beton kan stromen. Op basis van de formule van Darcy, is vast te stellen dat de stroomsnelheid van het water door het beton recht evenredig is met zowel de permeabiliteit van het beton, als de aanwezige verhouding tussen het drukverschil van het water gedeeld door de dikte van het beton. In het algemeen kan gesteld worden dat de waterstroom door het beton zo beperkt is, dat deze kleiner is dan de hoeveelheid water welke aan de droge zijde verdampt. Dit leidt niet tot zichtbaar vocht, maar heeft wel beperkt invloed op de luchtvochtigheid in de ondergrondse ruimten.

Lekkages in betonnen constructies worden veroorzaakt door de aanwezigheid van watervoerende scheuren in het beton. Dit zijn buigscheuren waarbij de drukzone onvoldoende groot is om de waterstroming tegen te houden, of krimpscheuren die te groot zijn om door selfhealing dicht te kunnen groeien. Selfhealing is het fenomeen van een voortgaande hydratatie, gecombineerd met de sedimentatie van vaste deeltjes vanuit het water in de scheur van het beton en het afzetten van kalk en/of zwelling van de cementsteen.

Bij de uitvoering van mijn laatste ontwerp van een waterdichte betonnen constructie, wordt gebruikgemaakt van een extra herstellend mechanisme van het beton ten gevolge van het toevoegen van bacteriën. Deze bacteriën worden met calciumlactaat als voeding in een coating ingepakt en aan het betonmengsel toegevoegd. Als een scheur in het beton ontstaat, breekt de coating open. Het water is dan de katalysator voor de bacteriën om tot leven te komen. De bacteriën zetten de voeding vervolgens om in kalksteen, waarmee de scheur dichtgroeit. Door het toepassen van bacteriën kunnen grotere krimpscheuren worden toegestaan met behoud van de waterdichtheid van het beton.

Hiermee hoop ik bijdrage te leveren aan de ontwikkeling van kennis voor het kostenefficiënt ontwerpen van waterdichte ondergrondse betonnen constructies.

Reacties

ing. J. de Wit - Vulkan-Europe bv 02 maart 2019 13:17

De grootste bedreiging van gewapend beton is corrosie van de wapening. Daarom probeer ik wapening van basaltvezel staven bij deskundigen onder de aandacht te brengen. Basaltvezel wapening bestaat uit 100% basalt steen maar niet in gekristalliseerde vorm maar met amorfe structuur , Doordat deze wapening niet corrodeert is een corrosie dekking niet meer aan de orde . .Verder is de basaltvezel wapening 2 x sterker dan staal en 4 x zo licht. Geheel recyclebaar dus voldoet ook aan de huidige milieu eisen . kortom een product om eens wat meer aandacht aan te schenken .

Copyright 2019 Aeneas Media

Win een Google Home starterkit!

Cement is jarig! We bestaan 70 jaar en daarom gaan wij op zoek naar de Slimste Cement lezer. Doe mee vanaf ronde 1 en maak kans op een Google Home + Philips Hue kit. 

Doe de quiz

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren