VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 3 2020 18 m diep in hartje stad TERUGWINNEN CEMENT UIT BETON  WEERSTAND POEDERKOOLVLIEGASBETON  INGELIJMDE WAPENING  RECYCLINGGR ANUL A AT BV-2020_Cover.indd 1 21-09-20 08:56 Omdat wij die partners zo belangrijk vinden, krijgen zij een aantal aantrekkelijke voordelen, zoals een aanzienlijke korting op de licenties, zichtbaarheid online en in het vakblad. Heb je ook interesse om partner te worden, neem dan contact op met Marjolein Heijmans via m.heijmans@aeneas.nl of 073-2051015. Kennisdeling via Betoniek, dankzij onze partners Met het delen van kennis draagt Betoniek al sinds 1970 bij aan een goede kwaliteit van de bouw in Nederland. Dit doen we met behulp van onze partners, die net als wij het belang van kennis inzien. 2 VAKBL AD 3 2020 02-Partnerpagina.indd 2 21-09-20 09:10 Circus Maximus Circus Maximus was de eerste gelijkenis die in mij opkwam toen ik het bijzondere ontwerp van de parkeergarage onder de Garenmarkt in Leiden zag. Ondertussen - ruim 5 jaar later - is het samen met haar zusje op de Lammermarkt een mooi ontvangspunt geworden voor de gemotoriseerde bezoekers van de stad. Dat Circus Maximus is zelf gelijk een mooi voor- beeld dat circulair denken en hergebruik van (bouw) materialen zo oud is als de weg naar... Rome. Ook het Circus Maximus viel ten prooi aan een activiteit die tegenwoordig urban mining wordt genoemd. Samen met dit legendarische stadion veranderde vele monumenten tot een publieke bouwsto enhandel.Recycling en upcycling, het is van alle tijden en zolang er maar een noodzaak is (of grote armoede) dan wordt de mens inventief en verandert afval in grondstof. In deze a evering van ons Vakblad worden we helemaal bijgepraat over een aantal ontwikkelin- gen in dit circus van hergebruik. Terugwinnen van cement en het gebruik van poederkoolvliegas (zolang we nog kolen stoken) en de vele uitda- gende aspecten, kansen en risico's van de toepas- sing van betongranulaat komen uitgebreid aan de orde. Ik wens jullie veel leesplezier en kijk samen met jullie uit naar de beton-arena van ons (online) Beton Event in november van dit jaar. Hans Kooijman Hoofdredacteur Betoniek Vakblad Voor reacties: hanskooijman@betoniek.nl18 M DIEP IN HARTJE STAD Inhoud, vorm en diepte waren grote uitdagin- gen bij de uitvoering van de parkeergarage Garenmarkt in Leiden. 4 WEERSTAND TEGEN CHLORIDE-INDRINGING VAN POEDERKOOLVLIEGASBETON Onderzoek naar de invloed van ouderdom van poederkoolvliegasbeton op de chloridemigratiecoë ciënt. 10 MEER INZICHT IN INGELIJMDE WAPENING Hoe diep moet een wapeningsstaaf worden ingelijmd? Stubeco herziet studierapport 'ingelijmde staven als stekwapening'. 16 RECYCLINGSGR ANUL A AT: EEN BETROUWBARE GRONDSTOF Beton wordt in Nederland al decennialang gerecycled. Tegenwoordig is ook de economi- sche noodzaak steeds groter. De recycling- sector hecht veel belang aan kwaliteit. 22 TERUGWINNEN VAN CEMENT UIT BETON We kunnen bijna alles recyclen, maar hoe zit dat met cement? Kunnen we cement of een cementver vanger uit beton halen? 28 OK TOBER 2020 JA ARGANG 8 EN VERDER PARTNERPAGINA 2 ONLINE EN SERVICE 35 VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 3 2020 18 m diep in hartje stad TERUGWINNEN CEMENT UIT BETON  WEERSTAND POEDERKOOLVLIEGASBETON  INGELIJMDE WAPENING  RECYCLINGGR ANUL A AT Foto voorpagina: Garenmarkt Leiden, foto: Buro JP via Besix 3 VAKBL AD 3 2020 INHOUD BV-2020_Column-inhoud.indd 3 21-09-20 10:46 1 Parkeergarage met hoog afwerkingsniveau, foto: Daisy Komen via Besix LIGGING, VORM EN DIEPTE GROTE UITDAGINGEN BIJ UIT VOERING PARKEERGAR AGE GARENMARK T IN LEIDEN 18 m diep in hartje stad In Leiden is recent een prachtige parkeergarage onder de Garenmarkt afgerond. Vijf lagen diep, aan de rand van het historische centrum op een bijzonder krappe locatie. Veel aandacht ging uit naar robuustheid tijdens de bouwfase. 4 VAKBL AD 3 2020 Auteur Tim van den Berg, Combinatie Parkeergarage Leiden (Dura Vermeer en BESIX) ? Jacques Linssen, Redactie Betoniek/ Aeneas Media BV-2020-3_Garenmarkt.indd 4 21-09-20 10:53 PROJECTGEGEVENS project Parkeergarage Garenmarkt, Leiden opdrachtgever Gemeente Leiden opdrachtnemer Combinatie Parkeergarages Leiden (Dura Vermeer en BESIX) contractvorm Design, Build & Maintain-contract grond en duikwerk Van Werven betonmortel Cementbouw staalvezels Bekaert vrieswerk Züblin prefab beton Holcon kanaalplaatvloeren Dycore montage prefab vloeren Kuijpers Uitvoering & Advies diepwanden Franki Grondtechnieken GEWI-palen Jetmix Funderingstechniek stalen stempelraam Marsé Montage architect Studio VVKH constructieadvies Besix Engineering Department I WSP | Lievense geotechnisch advies Dura Vermeer (2 e lijns: CRUX Engineering) 2 e lijns kwaliteitscontrole BouwAd adviesgroep D e gemeente Leiden is veel gelegen aan een goede bereikbaarheid en vol- doende parkeergelegenheid in de stad. Om die reden zijn er recent twee onder- grondse parkeergarages gebouwd aan de rand van het centrum. In 2017 werd de garage onder de Lammermarkt (zie artikel 'Ronde onderwa- terbetonvloer in uitvloering' uit Betoniek 2017- 2) al in gebruik genomen. En sinds februari 2020 is ook de parkeergarage onder de Garen- markt operationeel. Deze vormt daarmee een nieuwe aantrekkelijke entree aan de zuidkant van de stad. De fraaie parkeergarage met een hoog afwerkingsniveau heeft 425 parkeer- plakken (foto 1). Bovenop de garage, op de plek die voorheen vol stond met auto's, verrijst momenteel een autoluw, groen stadsplein, dat ook geschikt is voor evenementen. De parkeergarage is 16 m en 5 lagen diep en moest worden gerealiseerd te midden van his- torische bebouwing. De plattegrond wordt gekenmerkt door twee halve cirkels met daar- tussen een rechthoekig deel (fi g. 2). Deze vorm (ook wel schaatsbaanvorm genoemd) bleek het meest optimaal in relatie tot de ligging van de bestaande bebouwing. Zo maar een greep uit de uitdagingen die hier van het gevolg waren: een waterdichte aansluiting onderwaterbetonvloer, baretten met ingehangen stalen profi elen, een betonnen stempelraam als onderdeel van de permanente dakvloer. 2 Isometrie van de parkeergarage, bron: VVKH Architecten 5 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-3_Garenmarkt.indd 5 21-09-20 10:53 BOUWPUT Om de garage te realiseren is een bouwput gemaakt met diepwanden tot 26 m onder de grond en een onderwaterbetonvloer (OWB- vloer) op een diepte van circa 18 m, als horizon- tale afsluiting aan de onderzijde. De diepwanden z orgen ook in de gebruiksfase voor de wateraf - sluiting en voldoen aan klasse 4 volgens de 'clas - sificering van lekwater ' in het Handboek Diep - wanden. Ter plaatse van de ronde delen zijn de diep wanden 0,8 m dik en opgebouwd uit rechte panelen (van circa 7 m). Ter plaatse van het rechte deel is de diepwand 1,0 m dik. De over - gang tussen het rechte en het ronde deel vroeg om bi jzondere aandacht van de constructeur. Voor een deel blijven de diepwanden op ver - zoek van de architect in het zicht, met name ter plaatse van de entree. Ter plaatse van het par -keergedeelte zijn om esthetische redenen vóór de diepwanden voorzetwanden geplaatst. Na het gereedkomen van de diepwanden, is de grond uit de bouwkuip verwijderd. Om trans - portbewegingen in de binnenstad te vermij- den, is deze grond via persleidingen afgevoerd naar een andere locatie buiten de binnenstad. ONDERWATERBETON Nadat de grond was afgevoerd, de bouwput onder water stond en op de bodem van de bouwput een laag grind was aangebracht, kon met de bouw van de OWB-vloer worden begonnen. Het beton is vanuit twee pompen in een tijdsbestek van 36 uur gestort, circa 300 vrachten van 12 m 3. Het ging in totaal om ruim 3500 m 3 beton. Er is de nodige aandacht uitge - gaan naar het betonmensgel. Met name de verwerkbaarheid van het onderwaterbeton moest goed worden beheerst, zodat naar alle hoeken en rondingen voldoende beton stoomde. Er zijn twee mengsels toegepast, een met staalvezels ter plaatse van de rondingen en een zonder staalvezels in de rechte delen. Op de grens tussen deze delen is een stortaf - zetting gebruikt. Voor de OWB-vloer zijn twee mengsels toegepast, een met staalvezels ter plaatse van de rondingen en een zonder staalvezels in de rechte delen 3 Overzicht bouwplaats, foto: Buro JP via BESIX 6 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-3_Garenmarkt.indd 6 21-09-20 10:53 De continue aanvoer van het beton was erg belangrijk. Hier voor zijn aparte afspraken gemaakt met de gemeente', onder meer om het mogelijk te maken over de busbaan te rijden. Bij de selectie van de betonmortelleverancier was vooral de ligging van de centrale van belang, om risico's op vertragingen in de aan- levering zo veel mogelijk te beperken. Er is geleverd vanuit twee centrales, een in Zoeter- woude-Rijndijk en een in Rotterdam. A ANSLUITING DIEPWANDEN-OWB-VLOER De aansluiting tussen de diepwanden en de OWB-vloer vroeg de nodige aandacht, met name ter plaatse van de halve cirkels. De diep- wand is hier enorm stijf, terwijl de onderwater - betonvloer de neiging heeft te krimpen. Omdat de diepwanden hier niet meegeven, bestaat 4 Aanbrengen betonnen stempelraam, foto: Buro JP via BESIX 5 S talen kolommen ter ondersteuning van het betonnen stempelraam, foto: Buro JP via BESIX 6 S talen stempelraam onder ?2-vloer, foto: buro JP via BESIX 7 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-3_Garenmarkt.indd 7 21-09-20 10:53 hert risico dat deze vloer hier loskomt van de diepwanden, waardoor er een lekkage zou kunnen ontstaan. Om de krimp te beperken is de OWB-vloer uitgevoerd met staalvezelbeton. Daarmee kon het risico echter niet afdoende worden beperkt. Het verlagen van de grond- waterstand was niet mogelijk, vanwege de grote diepte en de invloed daar van op de omliggende bebouwing, en het achteraf injec- teren van de naad werd te risicovol geacht. Daarom is besloten de grond hier tijdelijk te bevriezen. Hiertoe zijn tegen de diepwanden vriesleidingen geplaatst (fi g. #), waardoor pekelwater van ? 38 ºC is rondgepomp. Hier- door vroor de (krimp)naad dicht en kon de bouwput worden leeggepompt zonder risico op lekkages. Voor het beperken van het risico op lekkages is de grond bij de aansluiting tussen de OWB-vloer en de diepwand tijdelijk bevroren Op de OWB-vloer is uiteindelijk in den droge, nadat het water is weggepompt, een construc- tieve vloer gestort, die zorgt voor de defi nitieve waterafdichting. Voor de aansluiting met de diepwand is een nok tegen de diepwand aan- gestort. Voor de bevestiging van deze nok zijn in de diepwanden stekankers ingestort. In de nok zelf is een afdichtingsprofi el gestort voor de aansluiting met de vloer. Hierdoor zorgt krimp van vloer niet direct voor lekkages.STEMPELR A AM Voor een bouwput moeten doorgaans voorzie- ningen worden getro? en om de horizontale krachten uit de bouwpuntwanden als gevolg van water- en gronddruk op te nemen. Meestal gebeurt dat met een stalen stempelraam. Bij de parkeergarage Garenmarkt is er voor geko- zen de bovenste stempeling uit te voeren met een betonnen stempelraam. Dit raamwerk is in de defi nitieve situatie geïntegreerd in het dak van de parkeergarage. Het voordeel van deze werkwijze is dat het stempelraam niet hoeft te worden ontmanteld en afgevoerd, dat er geen overname van krachten nodig is, die de nodige risico's zou opleveren voor de omgeving en dat er een platform kan worden gerealiseerd voor het materieel tijdens de bouwfase. Het betonnen stempelraam is aangebracht nadat de diepwanden en de baretten gereed waren. Het balkrooster is op maaiveldniveau ter plaatse gestort op het zand en met behulp van randbekistingen (foto 4). Op het stempel- raam zijn tijdelijke werkplatforms aangebracht waar vandaan alle werkzaamheden aan de ondergelegen garage zijn uitgevoerd. Daar- door moest het stempelraam behalve de hori- zontale krachten, ook alle verticale belastin- gen uit materieel en materiaal opnemen. Om dat mogelijk te maken zijn ter plaatse van de kruisingen tussen de balken tijdelijke stalen kolommen aangebracht, ondersteund door baretten (foto 5, zie verder onder 'Baretten'). Na de realisatie van de garage is over het beton- nen stempelraam de dakvloer gestort. Dat is gedaan met een soort prefab-betonnen zwa- luwstaartvloer die op de balken is opgelegd en is aangestort met een druklaag. Ten behoeve van de aansluiting met de dakvloer is direct na het gereedkomen van de diepwand een ringbalk op de diepwand gestort. Voor een goede water- dichte aansluiting met deze ringbalk is hier later een rubber afdichtingprofi el op bevestigd. Het betonnen stempelraam was niet voldoende om alle horizontale krachten over de volle hoogte van de bouwput op te nemen. Aanvul- lend was er onder het niveau van ?2-vloer een stalen stempelraam nodig (foto 6). Dit is onder het betonnen stempelraam gemonteerd en aan trekstangen opgehangen aan het betonnen stempelraam. Na uitgraven van de bouwkuip is het stempelraam met behulp van vijzels circa 7 m onder water afgelaten. Hier is het op zijn plaats gehangen, afgesteld en tegen de diep- wanden vastgezet met groutzakken. Het stempelraam kon worden verwijderd op het moment dat de verdiepingsvloeren op ?3 en ?2 waren aangebracht. Dit verwijderen was een uitdaging op zich, onder weer vanwege het enorme gewicht. Het moest door de vides in de ?2-vloer worden afgevoerd. Vanwege de hoge vloerbelasting was het niet mogelijk het stem- pelraam met een heftruck te verwijderen. In plaats daar van zijn de materialen met lucht- kussens via een opening in de vloeren naar buiten gemanoeuvreerd. De stempeling was alleen nodig in het recht- hoekige deel. De ronde diepwandenwaren waren op zichzelf stijf genoeg. Wel was er, ten behoeve van de horizontale stabiliteit van zowel het betonnen als het stalen stempel- raam, een doorkoppeling richting de ronde delen van de diepwanden nodig. VERDIEPINGSVLOEREN De verdiepingsvloeren zijn op een verschillende manier uitgevoerd. Aan de ?1- en de ?4-vloeren waren geen bijzondere eisen gesteld, anders dan het afdragen van de verticale belasting. Deze vloeren zijn uitgevoerd met kanaalplaten, zodat het eigen gewicht kon worden geredu- ceerd. De ?2- en ?3-vloeren hadden wel een functie in de horizontale belastingafdracht; kanaalplaatvloeren volstonden hier daardoor niet. In plaats daar van zijn vloeren toegepast met een prefab onderschil waarop in het werk een betonnen druklaag is gestort, een soort dikke breedplaatvloeren dus. Deze vloeren 7 Trapeziumvormige platen ter plaatse van de rondingen, foto: Buro JP via BESIX 8 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-3_Garenmarkt.indd 8 21-09-20 10:53 werden enkele voordelen gecombineerd: hoge bouwsnelheid, beperkt gewicht tijdens mon- tage, constructieve sterkte van een massieve doorsnede en grote kolomvrije overspannin- gen. Ter plaatse van de rondingen zijn op alle verdiepingen massieve trapeziumvormige pla- ten gebruikt (foto 7). Alle vloeren zijn opgelegd op nokken aan de diepwand (foto 8). De ruimte tussen de vloeren de diepwanden is aangestort om een construc- tieve koppeling mogelijk te maken. De nokken zijn tegen de diepwand aangestort. Ten behoeve van de bevestiging zijn in de diepwan- den waar mogelijk stekkenbakken ingestort, die aan het wapeningsnet voor in de diepwan- den zijn bevestigd. De positionering moest zeer nauwkeurig gebeuren. Voor het bepalen van de juiste hoogte is hier gebruikgemaakt van een maatvoeringsstaaf die met een laser op de juiste hoogte is afgehangen. Het bevesti- gen van de nokken gebeurde meestal vanuit hangbakken. Alleen daar waar de nokken op het niveau van een stempelraam zijn aange - bracht, kon vanuit een platform op het stem- pelraam worden gewerkt. De inhijsen van de vloerplaten, met een gewicht oplopend tot 18 ton, was een uitdaging op zich. Het betonnen stempelraam was immers een lastig obstakel. Daarom moesten de platen schuin naar beneden worden getakeld. BARET TEN Als fundering van de tijdelijke kolommen onder het stalen stempelraam zijn 18 baretten (losse diepwandpanelen, 3,5 x 1,5 m 2) toegepast, onder de onderste vloer. Deze baretten zijn vanaf maaiveld aangebracht, voordat de bouwput is ontgraven. Hierbij is dezelfde tech- niek toegepast als voor de diepwanden. Echter alleen het deel onder de onderste vloer is voorzien van (diepwand)beton. In de baretten zijn stalen kolommen afgehan- gen die zorgden voor de tijdelijke ondersteu- ning van het stempelraam (foto 9). Deze stalen kolommen zijn uiteindelijk geïntegreerd in betonnen kolommen in de garage. De kolommen zijn aan de onderzijde in het verse beton van de baretten ingebracht. Aan de bovenzijde liepen ze door tot iets boven de positie waar uiteindelijk de onderzijde van het betonnen stempelraam kwam. De juiste positionering van de kolommen was niet eenvoudig. Ze moesten zo goed mogelijk in het hart van de baretten terechtkomen en zo recht mogelijk worden gepositioneerd. En dat allemaal terwijl ze aan het zicht waren onttrok - ken. Daartoe is een slim en systeem bedacht met een visdraad en een soort omgekeerd schietlood. Voor het opnemen van de opwaartse belasting zijn vanaf maaiveld 370 GEWI-ankers (Ø76,1, Ø82,5 en Ø101,6 met boorpunten variërend van 300 tot 380 mm) aangebracht onder de OWB- vloer. Het paalpuntniveau varieert van NAP -42,0 tot -51 m. Aan de bovenzijde zijn ze ver - ankerd in de OWB-vloer. CREATIVITEIT De realisatie van de parkeergarage was een flinke klus. Maar dankzij een goede samen- werking en creativiteit in het projectteam is het project veilig en met een goed kwalitatief resultaat afgerond. Er is alles aan gedaan om de overlast voor de omgeving te beperken. En de bewoners hebben er een prachtig groen plein voor teruggekregen! Als fundering van de tijdelijke kolommen onder het stalen stempelraam zijn 18 baretten toegepast 8 Nokken ter plaatse van verdiepingsvloeren op ?1 t/m ?4, foto: Buro JP via BESIX 9 S talen kolommen in de baretten. Bovenzijde van de baretten is verwijderd vóór het aanbrengen van de owb-vloer, foto: Buro JP via BESIX 9 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-3_Garenmarkt.indd 9 21-09-20 10:53 ONDERZOEK NA AR DE INVLOED VAN OUDERDOM VAN POEDERKOOLVLIEGASBETON OP DE CHLORIDEMIGR ATIECOËFFICIËNT Belangrijk aspect bij het beschouwen van de levensduur van beton is de mate waarin het beton weerstand kan bieden tegen de indringing van chloriden, bijvoorbeeld uit zeewater of strooizouten. Die weerstand neemt in de loop van de tijd toe omdat het beton alsmaar dichter wordt. Bekend is dat beton met hoogovencement meer weerstand biedt dan normaal beton. Maar hoe zit dat met beton met poederkoolvliegas? En welke invloed heeft de ouderdom daarop? Weerstand tegen chloride-indringing van poederkoolvliegasbeton I n Nederland wordt al meer dan 25 jaar met succes beton toegepast met lage cementge- halten (beperkt tot 200 kg/m 3) en een hoog aandeel poederkoolvliegas (100 kg/m 3). Hier - bij wordt gebruikgemaakt van het 'concept voor de gelijkwaardige prestatie van beton' in NEN-EN 206 [3]. Hoewel de voordelen van een beton met poederkoolvliegas algemeen bekend zijn, is er reeds enige tijd discussie over de invloed van veroudering [4]. De mate waarin chloriden kunnen indringen in het beton wordt uitgedrukt in de chloridediffu- siecoëfficiënt [1] [2]. Die diffusie is tijdsafhan- kelijk. In welke mate de tijd invloed heeft op de weerstand wordt uitgedrukt in de veroude - ringscoëfficiënt. De chloridediffusiecoëfficiënt is voor beton met poederkoolvliegas initieel (na 28 dagen) veel hoger dan voor beton zon- der poederkoolvliegas. Echter, als gevolg van de puzzolane eigenschappen van poederkool- vliegas, neemt deze diffusie gedurende de tijd sterker af. Anders gezegd: de verouderings - c oëfficiënt van poederkoolvliegasbeton is hoger dan die van beton met hoogovencement of portlandcement. De invloed van de ouderdom op de chloride - diffusiec oëfficiënt wordt doorgaans als volgt uitgedrukt: D t = D 0 (t0/t) n waarin: D t is de chloridediffusiecoëfficiënt op tijdstip t D 0 is de chloridediffusiecoëfficiënt op refe - rentietijdstip t 0 (doorgaans 28 dagen) n is de v erouderingscoëfficiënt In de fib-modelcode voor ontwerpen op levensduur [2] wordt een factor van 0,60 gege - ven voor de verouderingscoëfficiënt n van poe - derkoolvliegasbeton. CUR-Leidraad 1 [5] geeft hogere waarden: 0,70 voor XS3/XD2 en 0,80 voor XS1/XD1/XD3. In recentere literatuur wordt zelfs 0,90 genoemd [6] [7]. Dat de ver - ouderingscoëfficiënt afhangt van de milieu- klasse heeft te maken met het vochtgehalte van het beton in de betreffende milieuklassen. Het chloride transport verloopt trager in beton met een lager vochtgehalte (lagere verzadi- gingsgraad). De grote verschillen in de waarde voor n heb - ben enorme invloed op de berekende levens - duur. Om die reden is een langdurig onderzoek uitgevoerd naar de invloed op de veroude - ringscoëfficiënt van: ? de her komst van poederkoolvliegas; ? her komst en normsterkte van portlandce - ment (dat in de combinatie wordt toegepast). VER ANTWOORDING Dit artikel is een vertaalde bewerking van de paper Ageing coefficient of fly ash concrete voor het 4th International RILEM Conference on Microstructure Related Durability of Cementitious Composites , geschreven door dr. Michel Boutz, dr.ir. Gert van der Wegen (beiden SGS Intron) en ing. Angelo Sarabèr (Vliegasunie). De bewerking is gedaan door ir. Jacques Linssen ( Betoniek /Aeneas Media). Als gevolg van de puzzolane eigenschappen van poeder­ koolvliegas, neemt deze diffusie gedurende de tijd sterker af 10 VAKBL AD 3 2020 Auteur dr. Michel Boutz, SGS Intron BV-2020-2_Poederkoolvliegasbeton.indd 10 21-09-20 12:31 ONDERZOEK Om de chloride diff usie te kunnen bepalen, wordt de chloridemigratiecoëffi ciënt bepaald met een versnelde methode (zie onder ' Test- methoden'). In het onderzoek is een typisch Nederlands portlandcement CEM I 52,5N (in het onderzoek gecodeerd als C1) gecombi- neerd met drie poederkoolvliegassen vanuit verschillende Nederlandse kolencentrales (FA1, FA2 en FA3). Aanvullend is één van de poederkoolvliegassen (FA1) gecombineerd met twee andere cementen CEM I 52,5 met een andere herkomst en een andere normsterkte (C2 en C3). Als referentie (Cref) is een Neder- lands hoogovencement CEM III/B toegepast, dat bekend staat om zijn hoge weerstand tegen chloride-indringing [3]. De chloridemigratiecoëffi ciënt van betonnen proefstukken met deze bindmiddelen zijn onderzocht op verschillende leeftijden, oplo- pend tot 5 jaar. Ook de elektrische weerstand is onderzocht omdat dit ook een beeld geeft van de weerstand tegen chloride-indringing. Om zo goed mogelijk in de buurt van de praktijk omstandigheden te komen, zijn deze proef- stukken na een initiële verharding buiten bewaard (onbeschut) tot het moment van testen. Materialen De chemische samenstelling van de in het onderzoek toegepaste poederkoolvliegassen staat in tabel 1 en de druksterkte van de gebruikte cementen in tabel 2. Cement C2 heeft duidelijk de langzaamste sterkteontwik- keling van de portlandcementen. Als toeslag- materiaal is Nederlands rivierzand (0?4 mm) en grind (4?16 mm) gebruikt. De maximale korrelafmeting is 16 mm om de variatie in de chloridemigratiecoëffi ciënt te beperken. In het beton is lokaal kraanwater gebruikt. Voor de juiste verwerkbaarheid is een super- plasti? ceerder toegevoegd (Tillman ON-S5000). In tabel 3 staan de onderzochte betonsamenstellingen. Alle samenstellingen hebben hetzelfde aandeel bindmiddel (cement + poederkoolvliegas = 360 kg/m 3), dezelfde water-bindmiddelfactor (0,45) en dezelfde dosering superplasti? ceerder. In tabel 4 staan de eigenschappen van de betonspecies. 1 Een electronenmiscroscopisch beeld van poederkoolvliegas, foto: SGS Intron Tabel 1 Chemische samenstelling poederkoolvliegassen [m%] FA1 FA2 FA3 SiO 2 58,6 61 61 Al 2O3 20,7 20,6 21,1 Fe 2O3 7,6 6,8 6,8 CaO 4,5 4,7 3,5 MgO 2 1,8 2,2 Na 2O­eq 2,5 3 2,7 TiO 2 0,88 0,86 0,94 P 2O5 0,55 0,38 0,34 gloeiverlies 2,7 0,72 2 < 45 µm 77,9 79,6 84,8 11 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-2_Poederkoolvliegasbeton.indd 11 21-09-20 12:31 Proefstukken Na 4 minuten mengen, is het beton gestort in mallen van 150 × 150 × 150 mm 3. Ze zijn ver vol- gens bedekt met plastic folie en gedurende 24 uur opgeslagen in een klimaatkast bij 20 °C. Ver volgens zijn de proefstukken ontkist en ondergebracht in een bak met daarin met kalk verzadigd water van 20 °C. Na 7 dagen zijn de proefstukken gewikkeld in een plastic folie (geen verdamping van water) en opgeslagen in een klimaatkast bij 20 °C tot 91 dagen. Op dat moment zijn de folies verwijderd en uiteinde- lijk zijn de proefstukken buiten bewaard (onbeschut) tot het moment van testen. Er zijn een RCM­test, een TEM­test en een 'natuurlijke' diff usietest uitgevoerd TESTMETHODEN De druksterkte van het cement is gemeten vol- gens EN 196-1. De druksterkte van het beton is gemeten volgens EN 12390-3. Om de chloridemigratiecoëffi ciënt van het beton te bepalen, is een RCM-test uitgevoerd (Rapid Chloride Migration) volgens NT Build 492. Dit is een versnelde proef waarmee de zogenoemde D rcm -waarde wordt vastgesteld (zie kader 'RCM-test'). Voor de RCM-test is een cilindrisch proefstuk met een diameter van Ø100 mm en een hoogte van 50 mm gebruikt. Er zijn metingen uitge- voerd aan drie proefstukken per betonsamen- stelling en per leeftijd. Behalve de RCM-test is ook de TEM-test (Two Electrode Method) uitgevoerd zoals omschre- ven in [5]. Hierbij wordt de elektrische weer- stand van de betonnen proefstukken gemeten, die ook een maat is voor de weerstand tegen chloride-indringing. De weerstand is bepaald door stalen platen te klemmen op twee over- liggende malzijden van de kubus met daartus- sen een natte sponsdoek ten behoeve van goed contact. Tussen deze twee elektroden loopt een stroom door het gehele proefstuk (wisselstroom, 1 kHz), waarbij de spanning is gemeten. Op basis hier van is de weerstand berekend. Aanvullend onderzoek is uitgevoerd na 3 jaar verharden om de chloridediff usie vast te stel- len volgens EN 12390-11. Dit voor twee samenstellingen (Cref, C1FA1). Voor elke samenstelling zijn drie kubussen onderge- dompeld in een oplossing met 3% (m/m) NaCl-oplossing (20 °C) gedurende 90 dagen. Na het verwijderen van de kubussen uit de oplossing zijn zeven parallelle lagen van 1,0 mm droog afgeslepen. Het chloridegehalte van elke laag is vastgesteld volgens EN 14629. De non-steady state chloridediff usiecoëffi ci- ent (D nss) is afgeleid uit het gemeten chloride- pro? el met de methode zoals in de norm omschreven. RCM-TEST Bij de RCM­test wordt een proefstuk tussen een chloridevrije en een chloridehoudende alkalische oplossing geplaatst (? g. 2 en 3). Er wordt een spanningsverschil aangebracht tussen twee externe elektroden om het trans­ port van chloride­ionen door het proefstuk te versnellen. Na bepaalde tijd wordt het proef­ stuk gespleten en wordt op basis van een kleurindicator de indringingsdiepte van de vrije chloride­ionen bepaald. De D rcm­waarde wordt bepaald op basis van de gemeten indringingsdiepte, de toegepaste spanning en enkele andere parameters. 2 Schematische weergave RCM-test 3 Opstelling RCM-test Legenda 1. rubberen omhulling 2. chloridevrije oplossing (natriumhydroxide) 3. elektrode 4. proefstuk 5. chloridehoudende oplossing (natriumchloride) 6. kunststofbak 7. kunststofondersteuning 8. kathode 9. elektrische spanning Tabel 2 Druksterkteontwikkeling cementen [MPa] (EN 196-1) CREF C1C2C3 CEM III/B 42,5N CEM I 52,5N CEM I 52,5N CEM I 52,5N ENCI ENCICBR LixheSeibel Erwitte 2 dagen 11,830,123,230 7 dagen 33,347,938,751,1 28 dagen 56,461,85563 Tabel 3 Betonsamenstellingen [kg/m 3] CREF C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 CEM III/B 42.5N 36000000 CEM I 52,5N 0 240 240 240 240 240 poederkoolvliegas 0 120 120 120 120 120 rivierzand 800 793 793 793 793 793 riviergrind 1015 1006 1006 1006 1006 1006 water (eff ectief) 162 162 162 162 162 162 superplasti? ceerder 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Tabel 4 Eigenschappen gebruikte betonspecies CREF C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 zetmaat (mm) 155 150 210 220 65 155 dichtheid (kg/m 3) 2350 2370 2350 2370 2370 2330 luchtgehalte (vol.­%) 22,1 1 11,9 1,9 12 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-2_Poederkoolvliegasbeton.indd 12 21-09-20 12:31 RESULTATEN Druksterkte De ontwikkeling van de druksterkte in de tijd is weergegeven in ? guur 4. Het poederkoolvlie gasbeton laat een minder snelle sterkteont- wikkeling zien dan het referentiemengsel, maar bereikt na 6 maanden hetzelfde niveau. Een meer gedetailleerde blik op ? guur 4 en tabel 2 laat zien dat de sterkteontwikkeling en puzzolane werking vooral afhangen van de herkomst van het portlandcement en minder van de kwaliteit van de poederkoolvliegas. Chloridemigratiecoë? ciënt In tabel 5 staan de waarden van de chloride- migratiecoëffi ciënt D rcm bij een ouderdom tussen de 28 dagen en de 5 jaar. Deze ouderdom is gere- kend vanaf het moment van aanmaken van het beton (zoals gebruikelijk en dus niet vanaf einde nabehandeling). Op 28 dagen is de D rcm van de mengsels met poederkoolvliegas duidelijk hoger dan die van het referentiebeton met CEM III/B (Cref). Na 1 jaar zijn deze waarden echter verge- lijkbaar en na 3 jaar zelfs lager. De D rcm van alle poederkoolvliegasmengsels is na 3 jaar afgeno- men tot circa 0,5 ? 10 -12 m2/s. De D rcm is na 5 jaar bijna identiek aan die na 3 jaar (tabel 5). Na 5 jaar zijn overigens alleen de mengsels C1FA2 en C1FA3 geselecteerd (op de reden waarom wordt in dit artikel verder niet ingegaan). Vanwege de goede correlatie tussen de RCM- en de TEM- test (zie onder 'Relatie tussen RCM en TEM'), kunnen de RCM-waarden ook worden bere- kend vanuit de TEM-waarden. De RCM-waar- den die op deze manier zijn berekend, komen goed overeen met de resultaten na 5 jaar. De stijging van de TEM-waarden van alle poeder- koolvliegasmengsels laat zien dat de chloride- migratie continu blijft dalen, ook na 3 jaar. Elektrische weerstand De ontwikkeling in de tijd van de TEM-waarde van alle mengsels is weergegeven in ? guur 5. Deze waarde neemt toe voor alle mengsels gedurende de volledige periode van 5 jaar. Tot 1 jaar hebben de poederkoolvliegasmengsels minder weerstand dan het referentiemengsel, maar na 3 jaar en langer is de weerstand ver- gelijkbaar of hoger. Relatie tussen RCM en TEM Is ? guur 6 staat de relatie tussen de D rcm en de 1000/TEM van alle afzonderlijke testresulta- ten. De correlatie is heel duidelijk. Het product van de RCM- en de TEM-waarde is constant (K) en kan worden berekend uit de stijging in de trendlijn. De verkregen waarde is gelijk aan 1170 ? 10 -12 ?m 3s-1. Deze waarde komt min of meer overeen met de waarde 1000 ? 10 -12 ?m 3s-1 zoals gerapporteerd in [8] voor beton- mengsels met een water-cementfactor van 0,45 geproduceerd met zes verschillende cementtypen. Verouderingscoë? ciënt Figuur 7 laat de D rcm zien als functie van de tijd in een dubbel logaritmische schaal. Vanuit de helling van de trendlijn wordt de verouderings- Tabel 5 Chloridemigratiecoë? ciënt (×10 -12 m2/s) bij toenemende ouderdom 28 D 91 D 182 D 365 D 3 J 5 J Cref 2,1 1,11,10,9 C1FA1 16,7 42,11,20,5 C1FA2 18 4,62,21,40,40,5 C1FA3 18,3 4,92,81,40,40,4 C2FA1 22,9 63,51,80,4 C3FA1 17,1 63,21,70,5 Tabel 6 Verouderingscoë? ciënt n [?] berekend volgens twee methoden CREF C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 methode 1 0,2 0,80,90,95 0,88 0,82 methode 2 ? 0,73 0,72 0,8 0,83 0,73 4 Ontwikkeling van de kubusdruksterkte in de tijd 5 Ontwikkeling van de TEM-waarde in de tijd 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 28 56 84 112 140 168 Druksterkte (MPa) Ouderdom (dagen) Cref C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 500 1000 15002000 TEM (?m) Ouderdom (dagen) Cref C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 13 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-2_Poederkoolvliegasbeton.indd 13 21-09-20 12:31 coëffi ciënt n berekend (tabel 6, methode 1). Deze n-waarde voor de poederkoolvliegas- mengsels varieert tussen 0,80 en 0,95 en is veel hoger dan die van het referentiemengsel (0,20). Zoals hier voor aangegeven, is het erg moeilijk om de zeer lage waarden voor de RCM van de poederkoolvliegasmengsels vast te stellen na een periode van 3 jaar. Daarom is zoals eerder aangegeven een tweede methode gebruikt om de verouderingscoëffi ciënt voor de poeder- koolvliegasmengsels vast te stellen. In deze methode zijn de RCM-waarden tussen de 3 en de 5 jaar berekend vanuit de TEM-waarden. Hier voor zijn de K-waarden vanuit de RCM- en de TEM-testresultaten tot 1 jaar gebruikt. De n-waarden verkregen uit deze tweede methode variëren tussen 0,72 en 0,83 en zijn dus lager dan verkregen met methode 1 (tabel 6). Deze aangepaste n-waarden komen goed overeen met de waarden zoals genoemd in CUR-Leidraad 1. Chloridedi? usie na 3 jaar De RCM-proeven laten zien dat bij een ouder- dom vanaf 1 jaar het poederkoolvliegasbeton een vergelijkbare of lagere D rcm heeft dan het referentiemengsel. Om dit belangrijke resul- taat te veri? ëren, is besloten de chloridediff u- sie te meten via een proef met onderdompe- ling, zoals beschreven in EN 12390-11. Dit voor het referentiemengsel (Cref) en één poeder- koolvliegasmengsel (C1FA1) bij een ouderdom van 3 jaar. De testresultaten (tabel 7) zijn bijna identiek voor beide mengsels. Dus zowel de versnelde methode (RCM-test) als de 'natuurlijke' methode laat zien dat op hogere leeftijd de weerstand tegen chloride- indringing van poederkoolvliegasbeton verge- lijkbaar of beter is dan beton met CEM III/B. Vergelijking met de praktijk In het onderzoek is de ontwikkeling van D rcm in de tijd gemeten tot 5 jaar. Tussen de 3 en de 5 jaar toont deze D rcm een geringe of geen afname voor poederkoolvliegasbeton. In dezelfde periode neemt de TEM-waarde wel toe, wat overeen zou moeten komen met een verdere afname van de D rcm . Om meer zekerheid te verkrijgen over het lang- termijngedrag, zijn resultaten gebruikt van een onderzoek van een 14 jaar oude snelweg in Nederland [9]. Het hier toegepaste beton bevat 350 kg/m 3 portlandvliegascement en een water-cementfactor van 0,42. Vanuit een cur ve ? t van het chloridepro? el is een waarde van 0,1 ? 10 -12 m2/s voor de diff usiecoëffi ciënt afgeleid [3]. Als deze waarde wordt toegevoegd aan ? guur 4 blijkt dit goed overeen te komen met de trendlijn van de RCM-waarden tot 5 jaar van het poederkoolvliegasbeton. 6 1000/TEM versus RCM voor alle afzonderlijke testresultaten tot 5 jaar 7 D rcm als functie van de tijd (log-schaal) Tabel 7 Chloridedi? usie (D nss) bij een ouderdom van 3 jaar DNSS (×10-12 M 2/S) sample 1 sample 2 sample 3 gemiddeldestandaardafwijking Cref 0,52 0,850,750,710,17 C1FA1 0,63 0,60,750,660,08 0 5 10 15 20 25 0 510 15 20 25 30 1000/TEM (1/? m) RCM-waarde (10 -12 m2/s) Cref C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 trendline y = 0,8529x R2 = 0,976 0,1 1,0 10,0 100,0 10 10010.000 100.000 RCM-waarde (10-12 m 2/s) Ouderdom (dagen) Cref C1FA1 C1FA2 C1FA3 C2FA1 C3FA1 CUR 2000-2 14 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-2_Poederkoolvliegasbeton.indd 14 21-09-20 12:31 BESPREKING VAN RESULTATEN Naar aanleiding van het onderzoek kunnen de volgende conclusies worden getrokken: ? De D rcm van poederkoolvliegasbeton is na 28 dagen veel hoger dan het referentiebeton met CEM III/B. De RCM-waarde na 1 jaar is echter vergelijkbaar en na 3 jaar zelfs lager. ? Zowel de versnelde methode als de natuur- lijke methode laten zien dat de weerstand tegen chloride-indringing van poederkool- vliegasbeton na 3 jaar gelijk of zelfs beter is dan het referentiebeton. ? De kwaliteit van het poederkoolvliegas heeft een beperkt eff ect op de afname van D rcm . ? De waarde van de verouderingscoëffi ciënt varieert tussen 0,72 en 0,83 voor poeder- koolvliegasbeton. Deze waarden komen overeen met de waarden genoemd in [8]. Het gaat hier om een laboratoriumonderzoek dat de potentie aangeeft van het poederkoolvlie- gasbeton, met optimale nabehandeling. In de praktijk is de nabehandeling echter niet zo opti- maal en kan de chloridediff usiecoëffi ciënt een hogere waarde hebben, zowel bij poederkool- vliegasbeton als bij hoogovencementbeton. Liter atuur 1 Duracrete Final Technical Report (2000) Document BE95-1347/R17, The European Union ? Brite EuRam lll, DuraCrete ? Probabilistic performance based durability design of concrete struct ures. 2 Model Code for Ser vice Life Design, CEB-FIP, ? b bulletin 34, 2006. 3 Wegen van der, G., Lichtmann, M. and Polder, R. Beton mit hohem Chlorid-eindringwiderstand. Erfahrungen aus den Niederlanden. Beton 5 (2018) 166-171. 4 Development of guidelines for durability design of reinforced concrete structures, J. Gulikers, RWS, in: proceedings of the conference Ser vice Life Design for Infrastructure, Delft, 2010. 5 Duurzaamheid van constructief beton met betrekking tot chloride-geïnitieerde wapeningscorrosie, CUR-Leidraad 1, 2009. 6 Concrete binder performance evaluation in ser vice life design, J.H.M. Visser & R.B. Polder, pp. 330-340 in ConcreteLife'06, proceedings of the International Rilem-JCI Seminar on Concrete Durability and Ser vice Life Planning (2 006). 7 New perspective of ser vice life prediction of ? y ash concrete, Z. Yu & G. Ye, Construction and Building Materials 48 (2013) 764 -771. 8 Measurements with the Rapid Chloride Migration Test (VC81-99), A. Cheizoo, ENCI, 2007. 9 Duurzaamheid van beton met poederkoolvliegas in de praktijk, CUR-rapport 2000-2, 2000. De RCM­waarde van poederkoolvliegasbeton is na 1 jaar vergelijkbaar met en na 3 jaar zelfs lager dan die van beton met hoogovencement 8 Voorbeeld van de indringing van chloride in beton gemeten met de RCM-methode. Na het splijten van het proefstuk wordt het breukvlak besproeid met zilvernitraat (AgNO3), waarbij het beton met chloride-indringing (vaal)grijs (bovenste deel kern) kleurt. Uit deze indringingsdiepte wordt de chloridemigratiecoeffi cient berekend, ? guur: SGS Intron 15 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-2_Poederkoolvliegasbeton.indd 15 21-09-20 12:31 STUBECO HERZIET STUDIER APPORT 'INGELIJMDE STAVEN ALS STEK WAPENING' Hoe diep moet een wapeningsstaaf worden ingelijmd? Deze vraag wordt vaak gesteld. Maar op voorhand is daar geen zinnig antwoord op te geven; het is van te veel factoren afhankelijk. Over die factoren en over de aspecten waarmee in de uitvoering rekening moet worden gehouden, heeft Stubeco een studierapport gepubliceerd. Meer inzicht in ingelijmde wapening STUDIER APPORT Stubeco heeft begin 2020 het studierapport 'Ingelijmde staven als stekwapening' uitge- bracht. Dit rapport is een herziening van een eerdere versie uit 2003, dat weer een vervolg was op een rapport uit 1986. Er is de laatste tijd veel veranderd op het gebied van normen, voorschriften, toepas- singen en ervaringen met ingelijmde wape- ning. Dat was voor Stubeco aanleiding voor een kritische herziening van het eerder ver- schenen rapport. Het hoofddoel van het nieuwe rapport is het onderwerp weer duide- lijk in kaart te brengen, de laatste stand der techniek en normering te verwerken en de mogelijkheden beter onder de aandacht te brengen. De herziening is uitgevoerd door Studiecel B06-2. Zitting in deze cel hadden: ? Marjan Vos-Pols (Hilti Nederland B.V.) ? voorzitter ? Rob Cornelis (Hakron Nunspeet B.V.) ? mentor vanuit Stubeco ? Fred Gast ? secretaris ? Gerard van den Berg (Mobilis / TBI) ? Nick Nass (Mobilis / TBI) ? Frans Jansen (B+BTec B.V.) ? Fabian de Vos (Hilti Nederland B.V.) Het rapport (? g. 2) is gratis beschikbaar op www.stubeco.nl Ingelijmde staven als stekwapening Studiecel B06 -2 Datum: 29 januari 2020 Status: Definitie f 2 Rapport 'Ingelijmde staven als stekwapening' E r zijn veel situaties denkbaar waarin het wenselijk is stekwapening (wapenings- staven of draadeinden) achteraf in een betonconstructie te boren. Redenen zijn onder meer het wijzigen/uitbreiden van bestaande betonconstructies, het doorkoppelen van wapening ter plaatse van stortnaden, het later aanbrengen van stekken als deze vergeten zijn in te storten en het ver vangen van beschadigde stekken. Voor elke stek wordt een gat in de bestaande betonconstructie geboord. In dit gat wordt een lijmmortel aangebracht waarna de stek in het gat wordt geplaatst. CONSTRUCTIEVE EISEN Stekwapening moet in staat zijn de krachten over te brengen van de nieuwe op de bestaande constructie. Om dat mogelijk te maken, moet de staaf voldoende diep in de betonconstructie worden aangebracht. Hoe diep precies, is van vele factoren afhankelijk. Het is niet mogelijk een standaardmaat, bij- voorbeeld 20× de diameter, aan te geven. Om die maat te kunnen bepalen, is het belangrijk te weten hoe de trekkracht in de constructie wordt opgenomen. Bij een kort anker is dit anders dan bij een langere, ingelijmde wape- ningsstek. Bij een kort anker in een ongewapende con- structie wordt de maximale trekkracht bepaald met de korte-ankertheorie, op basis van NEN- EN 1992-4 [1] (voorheen met CUR-Aanbeveling 25). In deze theorie is de betonkegelbreuk bepa- lend, het bezwijkmechanisme bij een trekbelas- ting, waarbij door de verankering een betonke- gel uit het beton wordt getrokken. Maatgevend zijn vooral randafstanden, veel meer dan de diepte. Het bezwijkmechanisme is bij een gro- tere diepte namelijk exact hetzelfde (fi g. 3). Bij langere ingelijmde stekwapening speelt ook de in het beton aanwezige wapening een rol. De kracht uit de stek kan worden overgedragen op die wapening. De opneembare kracht is daar- door hoger dan volgens de korte-ankertheorie. Als gevolg van deze krachtswerking is vooral de 16 VAKBL AD 3 2020 Auteurs Marjan Vos-Pols, Hilti Nederland ? Jacques Linssen, Redactie Betoniek / Aeneas Media BV-2020-5_Stubeco.indd 16 21-09-20 08:56 1 Ingelijmde wapening, foto: Hilti Nederland Tabel 1 Ontwerpwaarde van de uiterst opneembare aanhechtspanning f bd bij wapeningsstaven tot Ø32 mm [2] BETON-STERK TE- KL ASSE A ANHECHTSPANNING f bd [MPa] C12/15 1,6 C16/20 2 C20/25 2,3 C25/30 2,7 C30/37 3 C35/45 3,4 C40/50 3,7 C45/55 4 C50/60 4,3 overlappingslengte bepalend (fi g. 4). En die is afhankelijk van de uiterst opneembare aan- hechtspanning f bd, die weer afhangt van de staafdiameter en betonsterkteklasse. De hoogte van de aanhechtsterkte moet wor- den bepaald volgens de Europese norm voor verlijmde wapeningsstaven, de TR023 [2]. In [2] is, overeenkomstig Eurocode 2, een tabel opgenomen voor die toelaatbare hechtspan- ning (tabel 1). Leveranciers kunnen via een ETA-certifi caat aantonen dat de geleverde lijm aan die voorwaarde voldoet. Er worden in dit certifi caat overigens ook andere rand- voorwaarden omschreven waaraan een inge- lijmde stekwapening moet voldoen. In feite 3 Het bezwijkmechanisme volgens de korte-ankertheorie is hetzelfde bij grotere en kleinere diepte kan ? als aan de voorwaarden wordt voldaan ? worden gerekend alsof de stek is ingestort. Bij ingelijmde stekwapening is vooral de overlappingslengte bepalend 17 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-5_Stubeco.indd 17 21-09-20 08:57 Overige constructieve invloedsfactoren In het Stubeco-rapport is een nadere toelichting gegeven op deze constructieve onderbouwing. Ook wordt kort ingegaan op andere construc- tieve factoren die een rol spelen bij de maximale belastbaarheid van ingelijmde stekwapening. Genoemd worden temperatuur, vermoeiing, seismische belasting en levensduur. Voor alle boormethoden bestaan er eisen ten aanzien van randafstanden en hart-op-hartafstanden BOREN Om in een bestaande betonconstructie stekwa- pening te kunnen aanbrengen, moeten uiteraard eer st gaten worden geboord. Voor het boren van gaten in beton bestaan drie methoden: ? met behulp van hamerboren; ? met behulp van luchtboren; ? met diamant. Elke methode heeft zijn voor- en nadelen. Zo is diamantboren wat nauwkeuriger. Het risico bij deze methode is echter dat bestaande wape - ning wordt beschadigd, hetgeen bij hamerbo- ren niet het geval is. Voor alle boormethoden bestaan er eisen ten aanzien van randafstan- den en hart-op-hartafstanden (tabel 2). Dit vooral om te voorkomen dat je door scheef - stand uit de dekking loopt of dat andere ankers worden geraakt. Hierbij is het van belang of je met of zonder een boorstandaard werkt. Afzuigen Bij het boren in beton ontstaat stof. Omdat dit problemen met de gezondheid kan veroorza- ken, is het verplicht dit stof af te zuigen. Er zijn eisen geformuleerd ten aanzien van het vrijko- men van kwartsstof (< 0,05 mg/m 3). Voor de afzuiging zijn voor alle boormethoden oplossingen beschikbaar. Zo kan om de boor een kous worden aangebracht aangesloten op een afzuigsysteem (foto 5). Er zijn ook syste - men waarin een afzuigsysteem direct op de boor wordt aangesloten. Het stof wordt zo via gaten in de boor zelf bij de bron afgezogen (fig. 6). Voordeel van dit laatste systeem is dat aparte reiniging van het boorgat niet meer nodig is. Reinigen Voor het reinigen gelden overigens ook afzon- derlijke eisen. Hierbij is het nodig gebruiksin- structies te raadplegen, omdat die instructies per lijmsoort en per leverancier verschillend zijn. Dit is van groot belang, want op basis van deze reinigingsinstructies is de ETA-certifica- tie gehaald. LIJM Er kunnen verschillende soorten lijm worden gebruikt. Hierbij kan onderscheid worden Tabel 2 Eisen t en aanzien van dekking op de boorgaten uit ETA-certificaat van specifieke lijmsoort BOORMETHODE STA AFDIAMETER MINIMUM DEKKING C MIN [MM] ZONDER BOORSTANDA ARD MET BOORSTANDA ARD Hamergeboord gat ? < 2530 + 0,06 × lv ? 2 × ?30 + 0,02 × lv ? 2 × ? ? ? 25 40 + 0,06 × lv ? 2 × ?40 + 0,02 × lv ? 2 × ? Luchtgeboord gat ? < 2550 + 0,08 × lv 50 + 0,02 × lv ? ? 25 60 + 0,08 × lv ? 2 × ?60 + 0,02 × lv ? 2 × ? Dîamantgeboord gat ? < 25altijd met boorstandaard 30 + 0,02 × lv ? 2 × ? ? ? 25 altijd met boorstandaard 40 + 0,02 × lv ? 2 × ? overlappingslengte 4 Bij de lange-ankertheorie is de overlappingslengte bepalend 5 Systeem met kous om de boor ETA Als er geen geharmoniseerde Europese norm beschikbaar is of een product sterk van een norm afwijkt, kunnen fabrikanten vrijwillig kiezen voor CE-markering via een 'European Technical Assess - ment' (ETA). Dit kan worden beschouwd als een Europees attest. Een ETA kan worden aangevraagd bij een Technical Assessment Body (TAB). 18 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-5_Stubeco.indd 18 21-09-20 08:57 gemaakt tussen producten met kunstharsen als bindmiddel en producten met cement als bindmiddel. Tot de eerste groep behoren epoxy's, polyesters, polyurethanen, vinyles- ters en vinylurethanen. Als cementgebonden mortels kennen we traditionele gietmortels en hybride mortels. Deze laatste bevatten naast cement ook chemische componenten. In de ETA staat per lijmsoort wat de mogelijke toepassingen zijn. Zo is de ene lijmsoort geschikt voor diamantboren en de andere niet. Zo is weer een andere lijmsoort wel of niet 7 Injectiepistool, foto:B+Btec l 6 Systeem met afzuiggat in de boor 19 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-5_Stubeco.indd 19 21-09-20 08:57 geschikt voor applicatie onder water. En de ene lijmsoort hardt sneller uit dan de andere. Het is dus van belang te weten wat de eisen zijn en om de productinformatie van de leverancier te raadplegen. In de ETA staat per lijmsoort wat de mogelijke toepassingen zijn Aanbrengen lijm Voor het aanbrengen van de lijm bestaan ver- schillende methoden. Dit kan bijvoorbeeld met injectiedispensers ofwel pistolen, waarin harde of zachte kokers worden geplaatst (fi g. 7). Dit injecteren kan tot grote diepten ? diepte kan wel 2000 mm bedragen. Voor deze grotere diepten moeten verlengslangen worden toe- gepast, waarmee de mortel helemaal achter in het gat wordt aangebracht. Met deze methode wordt luchtinsluiting voorkomen. Het kan nodig zijn een vlotter, een opzetstukje op de verlengslang, te gebruiken om lucht- en waterinsluitingen te voorkomen (fi g. 8). Als de verlengslang op de juiste wijze wordt afgete- kend, kan de juiste hoeveelheid lijm in het boorgat worden geïnjecteerd waarmee ver- spilling wordt voorkomen. Wanneer de marke- ring zichtbaar uit het boorgat is geduwd door de lijm die tegen de vlotter drukt, is dit het teken dat kan worden gestopt met injecteren. 8 Verlengslang met vlotter en markering Lijm kan ook worden aangebracht met glazen capsules (fi g. 9). De capsules worden in het boorgat aangebracht en het anker slaat de capsule stuk, waardoor componenten kunnen mengen. Gietmortels, die bestaan uit een poeder vorm en water, worden op het werk aangemaakt en in de boorgaten gegoten. K WALITEITSBORGING De kwaliteitsborging van ingelijmde stekwa- pening wordt via het ETA-certifi caat van de leveranciers geregeld. Daarnaast wordt ver- wezen naar de Nationale Beoordelingsrichtlijn BRL 0509 [3] voor het proces van verlijming en installeren van de stekken. Als een stek volgens de richtlijnen van het ETA- certifi caat is aangebracht, hoeft deze in prin- cipe niet te worden getest. Hier kan privaat- rechtelijk wel verschillend mee worden omgegaan. Zo staan er in de ROK (Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken) van Rijkswaterstaat strengere eisen ten aanzien van testen. Ook andere organisaties maken nog weleens gebruik van deze eisen uit de ROK. LEVER ANCIERS Elk systeem kent zijn eigen kenmerken en eigenschappen. Denk daarbij aan de samen- stelling van de mortel, de uithardingstijden, de verwerkingsinstructies en de boordiameter. Toch geeft het rapport van Stubeco goed inzicht in de algemene mogelijkheden en aan- dachtspunten van ingelijmde stekwapening. Wel is het, juist door die variëteit aan kenmer- ken, van belang altijd de productinformatie van de leverancier te raadplegen. Literatuur 1 NEN-EN 1992-4:2018 Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies ? Deel 4: Ontwerp en berekening van bevestigingsmiddelen voor gebruik in beton. 2 EOTA TR023 ? A ssessment of post-installed rebar connections. 3 BRL 0509: Het achteraf aanbrengen van constructieve ankers in verharde betonconstructies. lm lv vlotter markering 9 Lijmcapsule, foto:B+Btec 20 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-5_Stubeco.indd 20 21-09-20 08:57 TerLaare_adv_Betoniek_225x297mm.indd 1 16-09-2020 13:11 adv_terLaare.indd 21 21-09-20 09:13 Recyclinggranulaat: een betrouwbare grondstof Beton wordt in Nederland al decennialang gerecycled. Aanvankelijk was het recyclen een oplossing voor het betonafval, maar tegenwoordig is ook de economische noodzaak steeds groter, onder meer dankzij de transitie naar een circulaire economie. Zeker door de toegenomen vraag hecht de recyclingsector veel belang aan een goede kwaliteit. 22 VAKBL AD 3 2020 Auteurs Peter Broere, BRBS Recycling ? Sjoerd Kloetstra, Cementbouw Recycling ? Martin Verweij, Cementbouw BV-2020-6_Granulaat.indd 22 21-09-20 12:30 D e kwaliteit van recyclinggranulaat wordt vaak vergeleken met de kwaliteit van primaire materialen, waarmee de pro- ductiebedrijven al jarenlang er varing hebben. Kwaliteits? uctuaties en verontreinigingen komen ook in primaire materiaalstromen voor (waterabsorptie, schelpen, oerhout, pyriet tot aan vissen in zeegrind), maar men heeft er mee leren werken. Maar er zijn uiteraard ver- schillen. Secundaire toeslagstoff en hebben hun specifi eke eigenschappen en ook hier moet met men mee leren werken. Maar recy- cling is inmiddels wel in staat een consistente kwaliteit te leveren. Het is niet meer dan normaal dat er kritisch naar kwaliteit wordt gekeken Ook bij de recycling staat de kwaliteit van betongranulaat en het daarmee te produceren beton voorop. Jarenlange er varing, technolo- gische kennis en kwaliteitsborging hebben geleid tot het huidige eisenpakket voor recy- clinggranulaten. Wel is recycling en de produc- tie van recyclingbeton een activiteit waarbij met kennis van zaken moet worden gewerkt. Nu de vraag naar hoge percentages betongra- nulaat in beton toeneemt en goed primair materiaal schaarser wordt, worden vaker vraagtekens gezet bij de kwaliteit van betongranulaat (zie ook Betoniek Vakblad 2020/2). Het is niet meer dan normaal dat er kritisch naar kwaliteit wordt gekeken, dat is tenslotte ook bij primaire materialen en pro- ducten het geval. Afhankelijk van de milieuklasse is nu 30% tot 50% vervanging zondermeer mogelijk HISTORIE In de veertig jaar dat BRBS Recycling bestaat, komen discussies over kwaliteit regelmatig terug. Al in de jaren tachtig verschenen de eer- ste CUR-aanbevelingen die het gebruik van recyclinggranulaten (met name beton- en Recyclinggranulaat: een betrouwbare grondstof 1 Recyclinginstallatie, foto: BRBS Beton 23 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-6_Granulaat.indd 23 21-09-20 12:30 menggranulaat) beschreven. Op basis van die aanbevelingen kon zonder verdere aanpassing van de constructieve rekenregels al 20% van het primaire toeslagmateriaal worden ver van- gen. Bij hogere percentages (50% tot 100% ver vanging) moest in de constructieve bereke- ningen rekening worden gehouden met afwij- kende betoneigenschappen (elasticiteitsmo- dulus, krimp en kruip). Nu, veertig jaar en een aantal updates van de normen verder, is dat basisprincipe niet anders. Afhankelijk van de milieuklasse is nu 30% tot 50% ver vanging zondermeer mogelijk (EN 206 / NEN 8005). BRL 2506-1 kent een intensief keuringsregime en een hoge externe auditfrequentie EISEN Naast de normen bestaat er een beoordelings - richtlijn, BRL 2506 [1, 2], die al meer dan twin- tig jaar eisen kent voor recyclinggranulaten als toeslagmateriaal voor beton. Deze eisen zijn in samenwerking met de betonsector opgesteld, gebaseerd op deze jarenlange er varing en NEN- en EN-normen. BRL 2506-1, waarin de eisen zijn opgenomen voor certificatie van meng-, betongranulaat en recyclinggrind voor toepassing in beton, kent een intensief keuringsregime en een hoge externe auditfrequentie. Hierbij kan worden opgemerkt dat een CE- markering met een prestatieverklaring vol- gens EN 12620 geen kwaliteitsgarantie is. Bij CE-markering stelt de producent een presta- tieverklaring op die voor een selectie van ? door de producent gekozen ? eigenschappen aangeeft wat de prestatie van het product is. Dit geeft niet aan wat de geschiktheid is van het product voor een specifieke (beton)toe - passing. Het KOMO-productcertificaat op basis van BRL 2506 borgt de geschiktheid van het materiaal voor de beoogde toepassing en is daarom wél een kwaliteitsgarantie. De veelheid aan relevante normen en stan- daarden maakt het soms ingewikkeld. Een aantal onderwerpen worden nader toegelicht. Hoogwaardige toepassingen Met het eisenpakket uit de normen en certifi- cering zijn met recyclinggranulaten de meeste betonsoorten verantwoord te produceren. In het zeer diverse productenpalet van de beton- industrie zijn er echter ook toepassingen die extra aandacht vereisen als er voor recycling- granulaat wordt gekozen. Denk hierbij aan (zeer-)hogesterktebeton, zelfverdichtend beton, monolietvloeren en zichttoepassingen. Dit betreft maar een klein deel van de totale betonproductie in Nederland. Waterabsorptie en dichtheid Volgens de Europese Bouwproductenverorde - ning (CPR, zie ook artikel 'Gevolgen CPR voor beton' uit Betoniek Vakblad 2013/1) mogen nationale keurmerken niet worden gebruikt om aan te tonen dat aan de CPR is voldaan. Omdat de Europese norm voor enkele eigenschappen 2 Grondstof voor nieuw beton, foto: Cementbouw 24 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-6_Granulaat.indd 24 21-09-20 12:30 geen kwaliteitsklassen kent, moest BRL 2506 terughoudend zijn deze eigenschappen te benoemen, om de schijn van vermenging met de CPR te voorkomen. Het enkel verklaren van de waarde zonder dat deze de geschiktheid van het product aantoont, zou te veel lijken op een ver- klaring volgens de CPR. Voor dichtheid is dit opgelost door een concrete eis in BRL 2506 op te nemen. Voor waterabsorptie was dit niet moge - lijk en daarom is deze eigenschap weggelaten. Het is echter wel informatie die van belang is voor de betontechnoloog. De CE-markering met prestatieverklaring is verplicht en de waarden kunnen via deze ver - klaring worden gecommuniceerd. ASR ASR (alkali-silicareactie of alkali-toeslag- materiaalreactie) vormt een risico onder bepaalde oms tandigheden, bijvoorbeeld in geval van een hoog gehalte oplosbare alka - liën en de toepassing van een ASR-gevoelig t oeslagmateriaal. BRL 2506 gaat er van uit dat de betontechnoloog afweegt of het te ver - vaardigen mengsel in een risicotoepassing v alt, overigens net zoals bij alle mengsels die worden ontworpen. De betontechnoloog kent de toepassing en kan afwegen of ASR een relevant risico is. Als dit het geval is, kan aan - vullend de reactiviteit van de toeslagstoffen w orden beoordeeld of moet voor een andere toeslagstof of een ander bindmiddel worden gekozen. ASR maakt daarom geen deel uit van het eisenpakket van BRL 2506. In de basis geeft het certificaat aan dat recyclinggranu - laat als ASR-verdacht wordt beschouwd. Moment eel wordt er zowel op Europees niveau als binnen Nederland gewerkt aan een eenvoudige test om via een toets op reactivi - teit een betere praktische invulling mogelijk t e maken. Vorst-dooi Schades ten gevolge van vorst-dooiwisselin- gen, al dan niet in combinatie met dooizouten, zijn vooral afhankelijk van de kwaliteit van het betonopper vlak, dus van het bindmiddel en de nabehandeling. Er is onderzoek bekend dat indiceert dat recyclinggranulaten een goede invloed hebben op vorst-dooigedrag [4, 5]. De verklaring is dat de porositeit van de toeslag- materialen ruimte biedt voor expansie van het bevriezende water en opwarmend ijs (ook wat betreft brandwerendheid en geluidwerend- heid zijn er daardoor goede resultaten bekend). NEN 5905 vermeldt geen onderzoek naar vorst-dooi voor recyclinggranulaten. Vorst-dooibestandheid is daarom geen onder - deel van het standaard onderzoekspakket in BRL 2506-1. Lichte bestanddelen en samenstelling De invoering van de CPR (toen nog CPD) heeft geleid tot onduidelijkheid in het eisenpakket voor onderzoek naar de samenstelling en de lichte bestanddelen van recyclinggranulaat. Bij deze onderzoeken wordt vastgesteld uit welke bestanddelen het granulaat is opgebouwd. Dit kunnen betonsoorten zijn, maar ook baksteen- soorten, keramiek, andere steenachtige mate - rialen of niet-steenachtige materialen en ver - ontreinigingen. Of materialen al of niet geschikt zijn voor hergebruik (zowel voor de wegenbouw als voor beton), bleek onvol- doende doordacht te zijn in de producteisen en testmethoden die volgen uit de Europese nor - men. BRBS Recycling heeft dit onderkend en voorstellen gedaan voor verbetering. Helaas zijn dit langdurige trajecten, maar door toe - passingsgerichte vertaling in BRL 2506-1 is dit voorlopig onder vangen. Een voorbeeld zijn de hydraulically bound materials. Deze worden in de internationale context vooral beschouwd als beton, maar in Nederland ook als slakge - bonden materialen of als lichtbeton. Deze materialen worden volgens de Europese nor - men alle toegerekend aan de categorie 'beton' (Rc). De norm zou onderscheid moeten maken in categorieën voor geschiktheid van de soort korrels voor toepassing, maar dat gebeurt onvoldoende. Dit is in BRL 2506 onderkend en daar is een betere vertaling opgenomen van wat er aan bepaalde categorieën kan worden toegerekend. Cementgebruik Een misverstand is dat recyclinggranulaat in beton zou leiden tot meer cementgebruik. Waterabsorptie van het toeslagmateriaal leidt weliswaar tot meer vocht in het mengsel, wat tot meer cement leidt (theorie rond de water- cementfactor (wcf) die iedere betontechno- loog meekrijgt in de opleiding). In de praktijk blijkt dit effect echter mee te vallen en is door toepassing van superplastificeerder geen extra cement nodig. De plastificeerder stuurt de verwerkbaarheid van het mengsel. Het vocht dat is geabsorbeerd blijkt niet dezelfde werking te hebben als extra toegevoegd vocht voor de cementbinding. Daar voor mag worden gecorrigeerd in de wcf. Voordeel van het geab- sorbeerde vocht is dat dit zeer langzaam vrij- komt en juist een gunstige invloed heeft op de toename van de sterkte op langere termijn. Dit effect wordt bijvoorbeeld in geperste beton- waren goed benut. 3 Proefvakken Meijel tot 100% ver vanging zand en grind, foto: Cementbouw 25 VAKBL AD 3 2020 BV-2020-6_Granulaat.indd 25 21-09-20 12:30 Fijne fractie De fijne fracties van de recyclinggranulaten worden weinig in beton toegepast, maar heb- ben veel potentie. Deze stroom voortkomend uit het klassieke breken van beton is daarom ook onderdeel van BRL 2506-1. De fijne fractie kan in theorie bijdragen aan de sterkte van het betonmengsel. Maar praktisch is dit moeilijk te realiseren, bijvoorbeeld doordat het materiaal wordt gewassen. Een ander praktijkprobleem is dat de fijne fractie gemakkelijk verkit en daardoor moeilijk handelbaar is in silo's. Dit is wel oplosbaar maar vergt aanpassingen in het proces of de installaties. Volgens CUR-Aanbe- veling 106 [9] is de fijne fractie van recycling- granulaten wel prima toepasbaar in beton, waarbij moet worden opgemerkt dat opnieuw naar de rekenregels moet worden gekeken. Nieuwe benaderingen van het breekproces, waarbij de oorspronkelijke grondstoffen wor - den teruggewonnen (zand, grind, gehydra- teerd en ongehydrateerd cement), zijn in dit kader interessant. MARK T EN BESCHIKBA ARHEID Een soms gehoorde opmerking is dat recy - clinggranulaat in onvoldoende mate beschik - baar is. Berekend is dat als vrijkomend beton uit sloop, bouw en (mis)productie maximaal wordt ingezet in de betonsector, er dan tussen 5 en 6 Mton betongranulaten per jaar beschik - baar zouden kunnen zijn. Deze vraag is er ech- ter niet. De huidige inzet van betongranulaat in beton bedraagt circa 0,4 Mton en de totale inzet aan secundaire grondstoffen ligt tussen 0,8 en 1 Mton als menggranulaat, ecogranulaat en ballastgrind mee worden gerekend. Ver - wacht wordt wel dat deze hoeveelheid sterk groeit. In principe is er een potentie van jaar - lijks ruim 20 Mton steenachtig productieafval en slooppuin. Er zijn dus voldoende mogelijk - heden om primaire materialen te ver vangen. Een opdrachtgever moet zich daarom niet te snel laten verleiden tot acceptatie van gebruik van primaire materialen wanneer hij zelf recy - clinggranulaat heeft voorgeschreven. MEER EN BETERE RECYCLING Met recycling zijn kosten gemoeid en die zijn momenteel concurrerend met de primaire grondstof grind. Veel steenachtige recyclings - tromen gaan echter naar de wegenbouw die toleranter is voor menggranulaat (dat ook betongranulaat bevat) en waar de vraag groot KENNIS Er is veel kennis beschikbaar over betongra- nulaat en recycling. Deze is te vinden bijvoor - beeld bij BRBS Recycling [6] en haar leden, bij Bouwcirculair [7] en het toeleveringsnetwerk BetonBlijftBeton [8]. In 2019 is in overleg met de betonsector, het Betonhuis, de kennis gebundeld in het informatieblad Richtlijn voor specificaties van recyclinggranulaten voor beton [3]. is. Een mindere beschikbaarheid van grind, zoals nu het geval is, maakt recycling voor beton interessanter en dat geeft weer ruimte voor verdere investeringen. Het recyclingvolume in de betonsector kan eenvoudig omhoog. Dit kan worden bereikt door in slooptenders voor te schrijven dat selectiever moet worden gesloopt en dat het schone beton ter beschikking moet komen voor hergebruik in beton. En geen zuiver betongra- nulaat onder de weg, dat is waardeverlies. Daarmee kan het tekort aan grindwinning in Nederland worden gecompenseerd en wordt een betere invulling gegeven aan hoogwaardig hergebruik en circulaire doelstellingen. De afgelopen jaren zijn er bij leden van BRBS Recycling vele miljoenen geïnvesteerd in capaciteit en procesverbetering ten behoeve van de opwerking van beton-grondstoffen. Dit kon alleen doordat de kwaliteit er van op orde is, en er een goed ondernemingsplan, inclusief goede afzet, tegenover staat. Samenwerking in de keten is daarbij een voorwaarde. Bedrijven die uit oud beton nieuwe grondstof - fen maken, zijn zich zeer bewust van de beno- dig