In het streven naar duurzamer gebruik van beton blijkt een verras- sende oplossing te liggen in een al lang bekend fenomeen: de door- gaande sterkteontwikkeling. Beton blijft na 28 dagen, het standaard- moment waarop de druksterkte wordt vastgesteld, vaak nog maandenlang ? en soms zelfs jaren ? sterker worden. Door deze eigen- schap beter te benutten, kan er slanker en duurzamer ontworpen wor- den, met minder materiaal en een lagere milieubelasting als resultaat. Maar waarom gebeurt dat dan nog zo weinig? En hoe zorgen we dat we die extra sterkte op een verantwoorde manier kunnen inzetten? 10 VAKBLAD 2 2025 BETON WORDT STERKER Beton is een materiaal dat zich in de tijd blijft ontwikkelen. Na het mengen van cement, zand, grind en water begint het verhardings- proces: de hydratatie van het cement. Deze reactie zorgt ervoor dat het beton in de eerste dagen snel in sterkte toeneemt. Maar het stopt daar niet. Ook na de klassieke 28 dagen, het standaardmoment waarop de druksterkte wordt bepaald, blijft beton, weliswaar steeds langzamer, sterker worden. In vrijwel alle constructieve berekeningen gebruiken we de sterkteklasse als uitgangs- punt. De sterkteklasse van het beton (zoals C30/37) vormt de basis voor het bepalen van Doorgaande sterkteontwikkeling BENUT DE KRACHT VAN TIJD Auteur Jeannette van den Bos, Rijkswaterstaat BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 10BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 10 16-05-2025 12:4716-05-2025 12:47 11 VAKBLAD 2 2025 de rekenwaarden in de Eurocode (NEN-EN 1992). De sterkteklasse en daarmee de con- structieve berekeningen worden bepaald door de karakteristieke druksterkte van beton. Deze wordt volgens NEN-EN 206 en NEN-EN 1992 bepaald op 28 dagen ouderdom. Het moment van 28 dagen is historisch gegroeid en biedt in veel gevallen een goede balans tus- sen praktische haalbaarheid en zekerheid: het beton heeft dan voldoende sterkte ontwikkeld om met betrouwbare toleranties te meten en in de meeste projecten wordt het materiaal rond die tijd ook daadwerkelijk belast. Echter, in andere gevallen ? denk aan infra- structurele werken zoals tunnels of viaducten, funderingen of kelders die pas maanden na aanleg worden belast ? zou het prima zijn om op een later tijdstip dan 28 dagen de gevraagde sterkte te hebben. KANSEN VOOR VERDUURZAMING De snelheid en mate van die sterkteontwikke- ling hangen onder andere af van de cement- soort. Bij portlandcement (CEM I) vlakt de groei relatief snel af. Maar bij cementen met trage hydratatiereacties, zoals hoogovence- ment (CEM III/B) of portlandvliegascement (CEM II/B-V), is de sterktegroei vergeleken met portlandcement fors. In sommige gevallen wordt zelfs meer dan een verdubbeling van de druksterkte waargenomen, vergeleken met de druksterkte op 28 dagen. Kiezen voor beton met dergelijke cementsoorten leidt tot beton met een langere en forsere doorgaande sterk- teontwikkeling (?g. 2). Door bewust gebruik te maken van deze door- gaande sterkteontwikkeling, ontstaat de mogelijkheid om beton e!ciënter te ontwer - pen. In plaats van te dimensioneren op basis van de 28-dagensterkte, zouden we kunnen rekenen met een sterkte die op een later moment optreedt. Dit zou in theorie leiden tot materiaalbesparing en daarmee ook tot een lagere milieubelasting. En laten dit nu juist de cementsoorten zijn die vanwege het lagere percentage portlandklinker een kleinere CO"-footprint hebben. Hierdoor is het vanuit het oogpunt van verduurzamen extra aantrekkelijk is om de doorgaande sterkteont- wikkeling mee te nemen in het ontwerp. KANTTEKENING Toch is er een belangrijke kanttekening. De norm NEN-EN 1992-1-1 (Eurocode 2), die de bepalingen voor betonconstructies vastlegt, stelt expliciet dat de druksterkte op 28 dagen bepaald moet worden. En geeft zelfs aan dat bij een bepaling van de druksterkte bij een ouder- dom van meer dan 28 dagen een reductie, de k t -factor, in rekening gebracht moet worden. Waarom is dit het geval? Dit heeft te maken met e#ecten van langdurige belasting op beton, het zogenaamde Rüsch- e#ect, zie kader. Voor langdurige belastingen moet een reductiefactor op de druksterkte in rekening worden gebracht, omdat beton onder 2 Druksterkteontwikkeling van verschillende cementsoorten over de tijd 1 Tijdens de bouw van het nieuwe Julianaplein in Groningen is het verkeersknooppunt volledig heringericht tot een ongelijkvloerse kruising, waarbij onderdoorgangen en verbindingsbogen zijn aangelegd om de doorstroming te verbeteren en verkeerslichten te elimineren. Het benutten van de doorgaande sterkteontwikkeling kan een optie zijn voor bijvoorbeeld de wanden van de onderdoorgangen. (foto: Rijkswaterstaat) BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 11BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 11 16-05-2025 12:4716-05-2025 12:47 12 VAKBLAD 2 2025 deze lange duur belasting bij een lagere 'druk- sterkte' bezwijkt dan in een kortdurende (28-daagse) sterkte proef. In de norm is de keuze gemaakt om het Rüsch- e#ect niet expliciet mee te nemen (de factor voor de langetermijne#ecten op de druksterkte is op 1 gesteld). De onderbouwing hiervoor is dat een belangrijk deel van het negatieve e#ect van de langdurige belasting wordt gecompen- seerd door de positieve bijdrage van de door- gaande sterkte-ontwikkeling. Het is daarom dat de druksterkte wordt bepaald bij een ouderdom van 28 dagen. Wordt de druksterkte bepaald na 28 dagen, dan zal die waarde voor de berekening, vermenigvul- digd moeten worden met een k t -factor van 0,85. Zo wordt een bu#er ingebouwd om het e#ect van langdurige belasting af te dekken. Anders gezegd: een deel van de sterktetoename die je als constructeur denkt te kunnen benut- ten, is al stilzwijgend meegerekend in de norm. Alleen het deel dat boven die 15% uitstijgt is beschikbaar als extra sterkte voor het ontwerp. PRAKTIJKTOEPASSING: VAN THEORIE NAAR PRAKTIJK Om de doorgaande sterkteontwikkeling ver- antwoord toe te passen, verscheen daarom in 2018 de CUR-Aanbeveling 122. Deze Aanbeve- ling beschrijft hoe doorgaande sterkteontwik- keling meegenomen kan worden in het ont- werp, de betonkwaliteit en in de uitvoering. Daarbij zijn drie punten van belang. Laten we aan de hand van een voorbeeld, een wand in een onderdoorgang gebouwd in een bouwkuip, deze drie punten toelichten. Het begint met de beoordeling of het ontwerp en de uitvoering toelaten dat de druksterkte op een later tijdstip wordt bereikt. In ons voorbeeld geeft de planning aan dat de onderdoorgang een jaar na het storten in gebruik genomen wordt. Het benutten van de doorgaande sterk- teontwikkeling lijkt een goede optie. Deze wordt gekozen en verwerkt in het ontwerp. Dit resulteert in een aangepaste rekenwaarde van de betondruksterkte en daaraan gerelateerde materiaaleigenschappen. CUR Aanbeveling 122 geeft hiervoor richtlijnen. Vanuit het ontwerp volgt een speci?catie van de sterkteklasse (op 28 dagen) en een karakteristieke druksterkte op latere ouderdom (56, 91 of 182 dagen). De ontwerper geeft ook aan dat er een eis aan de druksterkte is op het moment van het aanvullen van de grond achter de wand. Met de speci?catie komt de volgende stap: het ontwerp van de betonsamenstelling. Hierbij is de sterkteontwikkeling in de tijd van groot belang, denk hierbij aan een geschiktheidson- derzoek waarbij de druksterkte bij diverse tijd- stippen wordt bepaald. Het mengselontwerp wordt geoptimaliseerd op de langdurige sterk- teontwikkeling (56, 91 of 182 dagen) vanwege de gevraagde karakteristieke druksterkte op 3 De bouw van de 154m hoge Cooltoren in Rotterdam, wat een opvallende toevoeging is aan de skyline van de stad. Het benutten van de doorgaande sterkteontwikkeling kan een optie zijn voor bijvoorbeeld de bouw van de stabiliteitskern. (foto: Jan van Helleman / www.nieuws.top010.nl) BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 12BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 12 16-05-2025 12:4716-05-2025 12:47 13 VAKBLAD 2 2025 REGELGEVING CUR-AANBEVELING 122 Om het benutten van doorgaande sterkteontwikkeling mogelijk te maken, verscheen in enkele jaren geleden CUR-Aanbeveling 122 'Ontwerpen en vervaardigen van betonconstructies met gebruikma- king van de doorgaande sterkteontwikkeling van beton'. Deze aanbeveling bevat concrete aanpassin- gen op drie vlakken: ? Ontwerp (NEN-EN 1992-1-1): aangepaste rekenwaarden van de betondruksterkte en aanwijzin- gen voor het gebruik hiervan in de relevante paragrafen voor druksterkte, treksterkte en andere materiaaleigenschappen. ? Technologie (NEN-EN 206): aanvullende eisen voor de conformiteitscontrole inclusief de bepaling van de karakteristieke cilinderdruksterkte na 56, 91 of zelfs 182 dagen verharding. ? Uitvoering (NEN-EN 13760): speci?eke aandachtspunten voor nabehandeling en temperatuursinvloeden. NB NEN-EN 1992-1-1:2024 In de update van de nationale bijlage van NEN-EN 1992-1-1 is de aanpak van CUR Aanbeveling 122, voor wat betreft het ontwerp, overgenomen als normatief in bijlage NB.A. RÜSCH-EFFECT ? EFFECTEN VAN LANGDURIGE BELASTING [1] Een bekend onderzoeksprogramma dat zich richtte op de e!ecten van langdurige belasting was dat van Rüsch [1960]. Hij voerde proeven uit met betonnen prisma's, die hij belastte tot een bepaalde fractie van de druksterkte op korte termijn: vervolgens werd de belasting gedurende een lange peri- ode constant gehouden. Als de belasting op lange termijn hoger was dan ongeveer 80% van de draag- kracht op korte termijn, trad na een bepaalde periode bezwijken op. Figuur 4 toont Rüsch's schemati- sche weergave van betonspanningen als functie van de toegepaste spanningen voor verschillende belastingtijden. Zoals te zien is in de ?guur: Hoe langer de belastingstijd, hoe dichter de uiteindelijke sterkte de lange- termijnwaarde 80% benadert. De proeven uitgevoerd door Rüsch waren beperkt tot beton met een kubussterkte van ongeveer 60MPa. Proeven door Walraven en Han met beton met kubussterktes tot 100 MPa toonden aan dat het gedrag bij langdurige belasting voor beton met hoge sterkte vergelijkbaar is met dat van conventioneel beton. latere ouderdom en de daarbij behorende sterkteklasse op 28 dagen. Gebruikmaken van de doorgaande sterkteontwikkeling betekent dat op een eerder tijdstip een lagere sterkte aanwezig kan zijn. Denk hierbij aan de belas- ting in de bouwfase: het aanvullen de grond achter de wand. Het is goed om te checken of deze actie op de geplande tijd kan plaatsvin- den. Zeker als de uitvoering in een winterperi- ode plaatsvindt kan het langer duren dan ver- wacht voordat de gewenste sterkte is bereikt. Tot slot zal de gevraagde betonkwaliteit tijdens de realisatie aangetoond moeten worden via de conformiteitscontrole. Hiervoor zijn voor de sterkteklasse de gebruikelijke betonkubussen op 28 dagen noodzakelijk. Daarnaast zijn voor de karakteristieke druksterkte op latere ouderdom extra betonkubussen noodzakelijk. In CUR-Aan- beveling 122 worden hiervoor richtlijnen gege- ven. Voor de uitvoering is het goed om te weten dat in de CUR-Aanbeveling de eis ten aanzien van de nabehandeling bij het benutten van de doorgaande sterkteontwikkeling is uitgebreid: beton moet worden nabehandeld tot de beton- druksterkte in het oppervlak tenminste 70% van de 28-daagse betondruksterkte en 50% van de karakteristieke druksterkte op latere ouderdom bedraagt. Vanwege de druksterkte-eis in de bouwfase kan het van belang zijn om het berei- ken van de druksterkte in het werk vast te stel- len. Met een rijpheidsgra?ek en het meten van de sterkteontwikkeling in het beton kan te vroeg belasten ondervangen worden. CONCLUSIE: BENUT DE TIJD ? EN DE STERKTE Het benutten van de doorgaande sterkteontwik- keling biedt een interessante mogelijkheid om beton te verduurzamen. Door ?exibeler om te gaan met het tijdstip van sterktebepaling ? én door onze ontwerppraktijk hierop aan te passen ? kunnen we e!ciënter en duurzamer bouwen. De regelgeving is hiervoor gereed, dankzij nieuwe richtlijnen zoals CUR-Aanbeveling 122 en de recente normaanpassing in de nationale bijlage bij NEN-EN 1992:2024. Wel vraagt het benutten van de doorgaande sterkteontwikke- ling om een integrale aanpak: vanaf de ontwerp- fase kiezen voor deze benadering én nauw samenwerken met producent en uitvoerder. Beton geeft ons tijd. Het is tijd dat wij die ook gaan gebruiken. Literatuur 1 Commentary EuroCode2, European Concrete Platform ASBL, rev. A 2017. 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 012345678 m fc ?c [?] t= ' t=2min 20min 100min failure under constant load 3days 70day s instantaneous strain ma x s tr ain 4 Spanning-rek relaties voor verschillende tijdsduren van axiale drukbelastingen (Rüsch, 1960) BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 13BV 02-2025_Doorgaande sterkteontwikkeling.indd 13 16-05-2025 12:4716-05-2025 12:47