De vervangings- en renovatieopgave in de Nederlandse bouw is immens. Maar welke betonconstructies moeten nu daadwerkelijk worden vervangen? En welke kunnen met onderhoud toch nog langer in stand worden gehouden? Voor bijna alle beheerders bieden visuele inspecties de basis voor het in kaart brengen van de toestand van betonconstructies. Maar niet in alle gevallen levert een visuele inspectie voldoende informatie op. Soms is het bepalen van een schadeoorzaak en -prognose noodzakelijk om een onderhoudsstrategie te bepalen, of zijn er gebreken dieper in de constructie aanwezig die aan het oppervlak niet zichtbaar zijn. Hier kunnen aanvullende onderzoekstechnieken een uitkomst bieden.
Onderzoeks -
techniek
en
betonconstructies
Drie cases waarin onderzoekstechnieken zijn gebruikt om
benodigde informatie te achterhalen
1 Voorzichtig aanboren van voorspankanaal voor endoscopische onderzoek
1
30? CEMENT 1 20 24
Voor het bepalen van de staat van
het beton of het vaststellen van
schades zijn er twee categorieën
onderzoekstechnieken: niet-de-
structieve en destructieve.
Enkele
voorbeelden van niet-destructieve onder-
zoekstechnieken zijn: dekkingsmetingen,
radaronderzoek en ultrasoononderzoek.
Voorbeelden van destructieve onderzoeks-
technieken zijn: vrijmaken wapening, kern-
boringen (al dan niet voor laboratoriumon-
derzoeken), hechtsterktemetingen, poten-
tiaalmetingen, carbonatatiedieptemetingen
en chloridegehalte bepalingen. In dit artikel zoomen we in op drie
verschillende cases, waar een of meer on-
derzoekstechnieken zijn gebruikt om de
benodigde informatie te achterhalen. Soms
leidt dit tot verrassende conclusies.
Onderzoek carbonatatie
Een groot deel van wapeningscorrosie in
beton wordt veroorzaakt doordat carbona-
tatie is gevorderd tot in de wapeningszone.
We spreken hier over door carbonatatie
geïnitieerde wapeningscorrosie. Juiste informatie over de carbonatatie-
diepte in relatie tot de ligging van de wape-
ning is dus van belang om uitspraken te
kunnen doen over schade-oorzaken of het
risico op toekomstige schades.
Meetprincipe? Carbonatatie van beton kan
eenvoudig worden gemeten door het beton
op een vers breukvlak te besproeien met een
indicatorvloeistof, te weten fenolftaleïne.
Deze kleurloze vloeistof wordt paars bij een
pH > 10. Bij een pH < 8,2 blijft deze kleurloos.
Door de afstand te meten vanaf het beton-
oppervlak tot aan het paars gekleurde beton,
wordt de carbonatatiediepte bepaald (volgens
NEN-EN 14630:2006 [1]). Het verse breukvlak wordt bij voorkeur
verkregen door een kern met een diameter
van 50 mm of meer uit het beton te boren en
deze vervolgens over de lengte-as te breken.
Direct na het breken van de kern wordt het
breukvlak besproeid met fenolftaleïne, waar-
na binnen een halve minuut de carbo-nata-
tiediepte moet worden gemeten (fig. 2). Ook
kan in het werk een vers breukvlak worden
gecreëerd door het uitbreken van het beton
tussen drie kleine boorgaten (Ø10-15 mm)
(fig. 3 en foto 4) . De carbonatatie moet dan
uiteraard op de breukvlakken worden be-
paald en niet in de boorgaten.
Betondekking? Tezamen met het bepalen
van de carbonatatiediepte moet altijd de
betondekking op de buitenste wapening
worden bepaald. Dit kan met behulp van een
dekkingsmeter (foto 5). Zonder informatie
over de betondekking heeft meting van
EDWARD ERMENS
Senior Specialist Betononderzoek Nebest
ING. REMCO VAN OSCH
Specialist
Niet-destructief
Betononderzoek Nebest
auteurs
De vervangings- en renovatieopgave in de Nederlandse bouw is immens. Maar welke
betonconstructies moeten nu daadwerkelijk worden vervangen? En welke kunnen met
onderhoud toch nog langer in stand worden gehouden? Voor bijna alle beheerders bieden
visuele inspecties de basis voor het in kaart brengen van de toestand van betonconstructies. Maar niet in alle gevallen levert een visuele inspectie voldoende informatie op. Soms is het bepalen van een schadeoorzaak en -prognose noodzakelijk om een onderhoud\
sstrategie te bepalen, of zijn er gebreken dieper in de constructie aanwezig die aan het oppervlak niet zichtbaar zijn. Hier kunnen aanvullende onderzoekstechnieken een uitkomst bieden.
CEMENT 1 2024 ?31
Boorgat
Ø 10 -15 mm
Beton uitbreken en breukvlakken besproeien
met fenolftaleïne
Betonoppervlak
2 Meting carbonatatie op boorkernen?3 Principe carbonatatiemeting in het werk
4 Carbonatatiemeting in het werk?5 Meting betondekking
CARBONATATIE
Carbonatatie is een chemische reactie
in het beton waarbij koolstofdioxide uit
de lucht (CO?) reageert met calcium-
hydroxide (Ca(OH)?, dat is opgelost in
het poriewater van de cementsteen, tot
calciumcarbonaat (CaCO?) en water. De
reactie verloopt als volgt:
CO? + Ca2? + 2OH
?? CaCO? + H?O
De hydroxide-ionen (OH ?-ionen), die
verantwoordelijk zijn voor de hoge
pH-waarde van beton, worden hierbij
omgezet, waardoor de pH-waarde
daalt. De oorspronkelijke pH-waarde
wordt verlaagd van circa 12-14 tot < 8,5.
Bij een pH > 10-11 vormt zich een passi-
veringslaagje op de wapening waardoor
wapening ongevoelig wordt voor corro-
sie, zelfs bij voldoende aanwezigheid van
vocht en zuurstof. Bij een pH < 8,0-8,5
wordt dit passiveringslaagje aangetast
en zal wapening, bij voldoende aanwe-
zigheid van vocht en zuurstof, gaan cor-
roderen.
Bij een pH < 8,0-8,5 spreken we van
gecarbonateerd beton, bij een pH > 10 is
sprake van niet-gecarbonateerd beton.
2
3
4
5
32? CEMENT 1 20 24
de carbonatatiediepte weinig zin: pas wan-
neer de carbonatatie de wapening heeft
bereikt kan corrosie zich gaan ontwikkelen.
Volgens CUR-Aanbeveling 72:2011 [2] kan
voor die dekkingsmeting worden volstaan
met zes meetwaardes per meetlocatie. Door
de resultaten van de carbonatatie- en dek-
kingsmetingen te combineren, kan met be-
hulp van statistiek een inschatting worden
gemaakt bij welk percentage van het beton-
oppervlak de carbonatatie de wapening zal
hebben bereikt. Wanneer men de resterende periode
wil bepalen totdat de carbonatatie de wape-
ning heeft bereikt, moeten volgens
CUR-Aanbeveling 121:2018 [3] per meetloca-
tie 12 betondekkingen te worden bepaald. Met behulp van de formule X = A · ?t
kan dan vervolgens per meetlocatie het aan-
tal jaren worden berekend totdat de carbo-
natatie de wapening heeft bereikt. Hierin is
X de carbonatatiediepte (mm) op tijdstip t
( jaar); A (mm/?jaar) is een empirisch be-
paalde grootheid afhankelijk van de diffusie-
weerstand van de cementsteen en de tijd (zie
bijlage B in [3]). Met deze berekening is het
mogelijk om voor een constructie de onder-
grens te bepalen van het tijdstip waarop zich
door carbonatatie geïnitieerde wapenings-
corrosie gaat ontwikkelen. Case: Corridor Zee-Zevenaar? Vanwege een
aantal oppervlakkige schade-indicaties, die
eerder waren waargenomen bij visuele in -
specties, is in 2020 door ProRail aan Nebest
opdracht verstrekt voor het uitvoeren van
nader onderzoek naar de restlevensduur van
77 kunstwerken in de corridor Zee-Zevenaar
(eerder bekend als de Betuweroute) (foto 6).
Onderdeel van dit onderzoek was het bepa-
len van het risico op door carbonatatie
geïnitieerde wapeningscorrosie in de toe-
komst, door middel van het bepalen van de
resterende duur van de initiatiefase (het
totaal aantal jaren totdat carbonatatie de
wapening heeft bereikt). Hiervoor zijn verspreid over de kunst-
werken op de meest risicovolle, dan wel meest
carbonatatiegevoelige locaties in totaal 324
betonkernen geboord. Hiervan is de carbo-
natatiediepte bepaald, gecombineerd met
dekkingsmetingen. Vervolgens is per boor-
kern met behulp van eerdergenoemde for-
mule berekend wat de resterende periode
is totdat de carbonatatie de wapening zal
bereiken. Hieruit bleek dat, ook bij de meest
conservatieve benadering, bij meer dan 90%
van de meetlocaties de carbonatatie pas na
82 jaar of meer de wapening zou gaan berei-
ken (ten tijde van het onderzoek bedroeg de
leeftijd van nagenoeg alle kunstwerken
6 Kunstwerk in corridor Zee-Zevenaar
Informatie over
de carbonatatie-
diepte is van
belang om
uitspraken te
kunnen doen
over het risico
op toekomstige
schades
6
CEMENT 1 2024 ?33
18 jaar). Sterker nog, bij meer dan 85% van
de meetlocaties bleek deze periode zelfs 100
jaar of (veel) meer te bedragen.Mede op basis van deze (conservatieve)
berekeningen en de aanvullende onderzoeks-
resultaten, is geconcludeerd dat binnen de
resterende periode van de ontwerplevens-
duur (nog circa 80 jaar) slechts zeer lokaal
sprake zal zijn van de ontwikkeling van car-
bonatatie geïnitieerde wapeningscorrosie.
Belangrijkste gevolgtrekking hieruit was dat
binnen de ontwerplevensduur van de kunst-
werken geen rekening hoeft te worden ge-
houden met grootschalige onderhoudsmaat-
regelen, ondanks de eerdergenoemde
oppervlakkige schade-indicaties.
Potentiaalmetingen
(halfcelmetingen)
Potentiaalmetingen, ook wel halfcelmetingen
genoemd, worden toegepast wanneer men
corrosie-activiteit van de wapening wil op-
sporen, nog voordat deze daadwerkelijk
heeft geleid tot betonschades. Met de meet-
methode kan in een relatief kort tijdbestek,
op een nagenoeg non-destructieve wijze, veel
inzicht worden gekregen in de corrosie-acti-
viteit in een constructie(deel). Deze techniek
is gebaseerd op het meten van de spannings-
verschillen (potentiaalverschillen of potenti-
alen) die ontstaan bij actieve corrosie. Corrosie is een elektrochemisch pro-
ces, waarbij potentiaalverschillen ontstaan
door de 'uitwisseling' van geladen deeltjes
tussen een anode en kathode (fig. 7), waarbij
zich aan de anodezijde daadwerkelijk corro-
7
Met potentiaal -
metingen kan
in een relatief
kort tijdbestek
inzicht worden
gekregen in
de corrosie-
activiteit
7 Schematische weergave corrosieproces
8 Meetprincipe potentiaalmeting
8
sie ontwikkelt. Deze potentialen zijn meet-
baar en kunnen met behulp van potentiaal-
metingen worden gemeten. Op plaatsen waar
een lage potentiaal (meer negatieve poten-
tiaal) wordt gemeten, kan dan sprake zijn van
een corrosiehaard. Bij de metingen wordt ge-
meten met een meetelektrode met een vaste
eigen potentiaal, een zogenaamde referentie-
elektrode (ook wel halfcel genoemd). In Nederland wordt hier doorgaans
een zogenaamde koper/kopersulfaat-meet-
elektrode voor gebruikt. De meetelektrode
wordt op het betonoppervlak geplaatst en is
verbonden aan de '+' van een spanningsme-
ter (voltmeter). Deze meter is bij potentiaal -
metingen doorgaans voorzien van een data -
logfunctie. De '-' van de voltmeter wordt met
een speciale klem direct verbonden aan de
wapening. Hiertoe moet een stukje wape-
ning van enkele centimeters worden vrijge-
maakt. Met de meetelektrode wordt het be-
tonoppervlak afgetast in een vooraf bepaald
raster. Hierbij wordt dan het potentiaal van
de wapening gemeten (in mV) ten opzichte
van het vaste potentiaal van de meetelektrode
(koper/kopersulfaat-elektrode (CSE)). Het
meetprincipe is weergegeven in figuur 8. In
deze figuur zijn ook de equipotentiaallijnen
(in mV/CSE) zichtbaar, die het 'spannings-
verloop' ter plaatse van een corrosiehaard/
-cel weergeven. Als de (negatieve) spanning onder een
bepaalde waarde komt, is er sprake van
actieve wapeningscorrosie. Volgens ASTM
C876-22b [4] gelden de volgende criteria
(gemeten ten opzichte van een CSE):
34? CEMENT 1 20 24
> -200 mV: meer dan 90% waarschijnlijk
geen actieve corrosie tijdens meting;
tussen -350 mV en -200 mV: de aanwezig-
heid van actieve corrosie tijdens de meting
is onzeker;
< -350 mV: meer dan 90% waarschijnlijk
actieve corrosie tijdens meting.
Verificatiemetingen? Bovengenoemde waar-
des worden door veel factoren beïnvloed,
zoals hoogte en kwaliteit van de betondek -
king, temperatuur, vochtgehalte van het be-
ton en chlorides in de betondekking. Het is
dan ook van belang om op zijn minst één -
maal per constructiedeel de gemeten waar-
des te verifiëren. Dit kan door bij een maat-
gevende potentiaalwaarde (meestal één van
de lagere meetwaardes, in het algemeen bij
een waarde van circa -250 mV of lager) de
wapening op die meetlocatie vrij te maken
en te beoordelen in hoeverre sprake is van
wapenings
corrosie.
Indien sprake is van duidelijk ver-
schillende expositie-omstandigheden bij
een constructie, is het doorgaans nodig om
meerdere verificaties uit te voeren of de
metingen te scheiden per expositie-omstan -
digheid. Aldus kan per situatie worden vast-
gesteld vanaf welke potentiaalwaarde reke-
ning gehouden moet worden met wapenings-
corrosie bij de onderhavige constructie.
9 Verificatie potentiaalmeting; matige tot sterke wapeningscorrosie bij een meetwaarde van -544 mV
SCHADE BIJ CORROSIE
TRADITIONELE WAPENING
Veel voorkomende schades aan
betonconstructies zijn in een
relatief vroeg stadium vast te
stellen. Bij betonschades als
gevolg van corrosie aan traditi-
onele wapening, ontstaan
betonschollen aan het opper-
vlak. Deze ontstaan omdat het
corrosieproduct in volume tot
wel 10 keer zo groot kan zijn als
het oorspronkelijke staalvolume.
Met andere woorden: corrode-
rende wapening zet uit en drukt
de betondekking eraf. Hierdoor
kunnen vaak nog tijdig maatre -
gelen worden genomen om
betonconstructies in stand te
houden. Daarnaast ligt bij veel
constructies de hoofdwape-
ning niet in de eerste laag ten
opzichte van het oppervlak,
waardoor de constructieve ver-
zwakking van de constructie
door lokale en beperkte diame-
terafname van de eerste wape-
ningslaag vaak nog beperkt en
beheersbaar is.
Een voorbeeld van een verificatie is weerge-
geven in foto 9.
Case parkeergarage Rotterdam? De vloeren
van een parkeergarage onder een voormalig
kantoorpand in het centrum van Rotterdam
vertoonden lokaal enkele schades met afge-
drukt beton. Het pand was aangekocht door
een projectontwikkelaar, die het geheel wilde
gaan herbestemmen als high-end apparte-
mentencomplex. Uiteraard paste hierbij geen
parkeergarage met schades. Voorafgaand aan de grootschalige re-
novatie van het complex was goed inzicht in
de onderhoudstoestand van de parkeerga-
rage gewenst, om de aard en omvang van de
benodigde onderhoudsmaatregelen te kun-
nen bepalen. Naast de gebruikelijke onder-
zoeken naar de oorzaken van de al waarge-
nomen schades (dekkingsmetingen, carbo-
natatie, chloridegehaltes in de vloeren) zijn
hier ook potentiaalmetingen uitgevoerd. Van -
wege de aanwezigheid van enkele schades in
de vloeren en de wetenschap dat de vloeren
al circa 40 jaar waren blootgesteld aan dooi-
zouten die met de auto's naar binnen waren
gereden, bestond het vermoeden dat het
corrosieprobleem in de vloeren mogelijk
veel ernstiger was dan het zich liet aanzien.
Potentiaalmetingen kunnen in een dergelijke
situatie relatief snel uitsluitsel geven over
9
CEMENT 1 2024 ?35
de aanwezigheid van wapeningscorrosie in
het gehele vloeroppervlak (ruim 1400 m²,
verdeeld over drie split-level parkeerlagen).
Binnen één dag zijn de betreffende parkeer-
vloeren volledig gemeten in een raster van
200 x 200 mm². De metingen zijn uitgevoerd
met een zogenoemde wielelektrode, waarbij
de meetelektrode is opgenomen in een meet-
wiel (foto 10). Deze wielelektrode wordt over
het te onderzoeken oppervlak gerold en meet
per vooraf ingestelde meetafstand automa -
tisch de potentiaalwaarde; in dit geval één
meting per 200 mm. In totaal dus bijna
30.000 metingen in één dag! Met behulp van de datalogfunctie in
de apparatuur is uit de meetresultaten een
zogenaamde kleurenkaart gegenereerd en
vervolgens geplot in een tekening van het onderzochte vloeroppervlak (fig. 11). Hier-
mee is in één oogopslag duidelijk waar de
zones met corrosie-activiteit zich bevinden
(in dit geval bij meetwaardes < -375 mV, dit
zijn in de plot de gele, oranje, rode en paarse
vlakken).
In deze situatie hebben de potentiaal-
metingen snel duidelijkheid gegeven over de
omvang van de wapeningscorrosie in de
vloer. Deze was zeker omvangrijker dan al-
leen de corrosie ter plaatse van de enkele
schades die zichtbaar waren in de vloer,
maar eveneens werd duidelijk dat het zeker
geen generiek probleem was. Dit is belang-
rijke informatie gebleken voor het bepalen
van de meest economische en technisch
juiste herstel- en onderhoudsmaatregelen.
Vanwege de chloridenproblematiek is onder
Met ultrasoon -
onderzoek
|kunnen holtes
worden
opgespoord in
voorspankana -
len en daarmee
een potentieel
risico op
corrosie
11
10
10 Potentiaalmeting met wielelektrode
11 Kleurenkaart vloerdeel parkeergarage 36? CEMENT 1 20 24
andere geadviseerd om de parkeerdekken
te voorzien van kathodische bescherming,
maar mede door de potentiaalmetingen kon
het oppervlak met kathodische bescherming
aanzienlijk worden beperkt.
Opsporen holle ruimten in
voorspankanalen met ultrasoon-
onderz
oek
Voorspanning in beton kan op verschillende
manieren worden aangebracht. Een veel
voorkomende wijze is voorspanning met
nagerekt staal. Hierbij wordt de betoncon-
structie voorzien van voorspankanalen met
daarin hoogwaardig voorspanstaal. Nadat
het beton is gestort en een vooraf bepaalde
druksterkte heeft bereikt, wordt het staal op
spanning gebracht met behulp van vijzels.
Om het hoogwaardige (en voor corrosie ge-
voelige) staal te beschermen, worden de
holle ruimten in de kanalen nadien gevuld
met een cementgebonden injectiemortel
(injectiegrout).
Door verschillende uitvoeringsrisico's
tijdens het injecteren, kan het voorkomen
dat de voorspankanalen onvoldoende zijn
gevuld, waardoor holtes (al dan niet gevuld
met water) achterblijven rondom het
v
oor-
spanstaal. De verwerkbaarheid van de injec-
tiegrout is hierbij een belangrijk aandachts-
punt. De voorspankanalen met nagerekt
staal
worden vaak in parabolische verlopen
aangebracht voor een goede werking van de
voorspanwapening. Hierdoor ontstaan extra
risico's op holle ruimten. Water kan in het
laagste punt blijven staan of injectiegrout
kan nazakken, waardoor in de hoogste delen van de kanalen holle ruimte achterblijven
(fig. 12).
Waar bij traditionele wapening corrosie vaak
al snel zichtbaar wordt (zie kader 'Schade
bij traditionele wapening'), is dat bij voor-
spankanalen niet het geval. Er is voldoende
ruimte om een corrosieproduct te kunnen
ontwikkelen, zonder dat dit leidt tot zichtbare
schades aan de buitenzijde van de construc-
tie. Schade zal in bijna alle gevallen pas zicht-
baar worden als sprake is van significante
materiaalafname van het voorspanstaal en
de constructie tekenen van bezwijken gaat
vertonen. Omdat het voorspanstaal onder
hoge spanning staat, zal bij beperkte diame-
terafname al insnoering of breuk van de
voorspanstaaf of -draad kunnen ontstaan.
Veel eerder dan bij traditionele wapening.
Constructief gezien is dit een groot risico.
Hieruit volgt dat voor de instandhou-
ding van betonconstructies met nagerekte
voorspanning in kanalen met injectiegrout,
het uitvoeren van uitsluitend visuele inspec-
ties onvoldoende is. Ultrasoononderzoek
kan hier een uitkomst bieden in het opspo-
ren van deze holtes, die een groot risico zijn
voor het ontstaan van corrosie aan het voor-
spanstaal.
Meetprincipe? Ultrasone pulse echo is een
meettechniek die geschikt is voor het uitvoe-
ren van eenzijdige metingen van betoncon-
structies, waarmee op niet-destructieve
wijze onder andere holtes kunnen worden
gedetecteerd. In figuur 13 is een schematische
weergave getoond van het meetprincipe.
12
12 Principe van geknikt voorspanverloop met risicovolle locaties op holtes CEMENT 1 2024 ?37
De meetapparatuur bevat meerdere trans-
ducers, die zowel zenden als ontvangen.
Vanaf het betonoppervlak worden ultrasone
pulsen de doorsnede ingestuurd, waarbij de
terugkerende echo's worden geregistreerd. Een ultrasoon signaal (een golfvormig
signaal) kan zich goed voortplanten in vaste
materialen zoals beton en staal, maar voor-
planting door lucht is niet mogelijk, waar-
door 100% weerkaatsing plaatsvindt. Ultrasoon betekent hoogfrequent en
een hogere frequentie geeft een kleinere golf -
lengte. Dit stelt ons in staat relatief kleine
holtes in kaart te brengen. Over het algemeen
kunnen we stellen dat als de holte niet kan
worden gevonden, deze waarschijnlijk te
klein is om significante invloed te hebben op
het functioneren van het constructieonder-
deel. De meettechniek op zichzelf geeft geen
absolute antwoorden. Uit de metingen volgt
meestal een van de resultaten zoals in figuur
14 tot 16 weergegeven. Deze vormen de basis
voor interpretatie van de metingen. Indien verstoringen in het signaal
worden waargenomen die verdacht zijn, is
aanvullend destructief onderzoek wenselijk om de omvang en soort holtes vast te stellen.
Hiervoor wordt meestal endoscopie (onder-
zoek met een kleine camera die in een (te
boren) gaatje wordt geschoven) of boorker-
nenonderzoek uitgevoerd.
Werkwijze beoordelen voorspankanalen
Door een combinatie van meettechnieken
kan de vullingsgraad worden bepaald en de
staat van het voorspanstaal worden beoor-
deeld.
Stap 1: Lokaliseren voorspankanalen
Het is belangrijk de exacte locatie van een
voorspankanaal te bepalen, voordat deze
kan worden doorgemeten met ultrasoon.
Maatvoering op basis van oude tekeningen
is vaak niet nauwkeurig genoeg. Met behulp
van een betonradar kan de locatie van het
voorspankanaal met voldoende nauwkeu-
righeid worden bepaald (foto 17).
Stap 2: Uitvoeren ultrasoonmetingen
Ter plaatse van het voorspankanaal wordt
de doorsnede doorgemeten met behulp van
ultrasone pulse echo. Metingen worden uit-
13 Schematische weergave meetprincipe pulse echo?14 Meting met zuivere reflectie van wapening (omcirkeld) en
onderzijde plaat (omkaderd). Geen onvolkomenheden te verwachten op basis van meting
15 'Drukke' meting met veel verstoringen. Meestal een indicatie van matige betonkwaliteit en aanwezigheid van holtes
16 Meting met wegvallen van signaal, zonder reflectie tegen achterzijde van plaat. Meestal een indicatie van aanwezigheid van holtes
13
14 15 16
38? CEMENT 1 20 24
gevoerd in zogenaamde lijnscans. Hierbij
wordt het apparaat over de lengte van het
voorspankanaal op een vaste tussenstand
steeds opnieuw tegen het betonoppervlak
gedrukt. Vervolgens worden alle individuele
meetpunten softwarematig aan elkaar ge-
plakt tot een lijnscan (foto 18).
Stap 3: Destructieve verificaties
Ter plaatse van verdachte locaties wordt de
vullingsgraad en staat van het voorspanstaal
nader destructief beoordeeld. Het maken van
kijkvensters door middel van hoge-druk-
waterslopen, gevolgd door het openmaken
van het voorspankanaal geeft de meest
nauwkeurige informatie. Voor beperkter de-
structief onderzoek wordt endoscopie toege-
past (foto 1). Destructieve verificaties kun-
nen ook gemaakt worden op locaties waar
de meting niet verdacht is, ter bevestiging
en kalibratie van een goede meting.
Case kokerbrug met voorspankanalen? Voor
het uitvoeren van een constructieve her -
beoor
deling voor de aanpassing van een
k
okerbrug met een overspanning van 150 m
uit de jaren 80, is het noodzakelijk de staat
van de voorspanning in kaart te brengen.
17 Voorspanverloop gedetecteerd met betonradar
18 Voorspankanalen doormeten met ultrasone pulse echo
17
18
CEMENT 1 2024 ?39
LITERATUUR
1?NEN-EN 14630:2006 - Producten en
systemen voor de bescherming en
reparatie van betonconstructies -
Beproevingsmethoden - Bepaling van
de carbonatatiediepte van verhard
beton d.m.v. de phenolphthaleïne-
methode.
2?CUR-Aanbeveling 72:2011 - Inspectie
en onderzoek van betonconstructies.
3?CUR-Aanbeveling 121:2018 - Bepaling
ondergrens verwachte restlevensduur
van bestaande gewapende beton-
constructies - Methode voor het bepalen
van het einde van de initiatiefase bij
bestaande civiele betonconstructies.
4?ASTM C876-22b ? Standard Test
Method for Corrosion Potentials of
Uncoated Reinforcing Steel in Concrete.
Het voorspansysteem bestaat uit kanalen
met nagerekt voorspanstaal (strengen), die
nadien zijn gevuld met injectiegrout. De beoordelend constructeur heeft op
basis van een theoretische voorstudie be-
paald welke kabels in de koker risicovol zijn
en onderzocht moeten worden. In het totale
onderzoek is tevens de actuele voorspan-
ning gemeten met behulp van de zogenoem-
de kruisboogmethode. Daar gaan we in dit
artikel niet op in, maar we zoomen uitslui-
tend in op het opsporen van holtes en slecht
gevulde delen van de voorspankanalen op
basis van de methode zoals omschreven
onder het kopje 'Werkwijze beoordelen
voorspankanalen'. De ultrasoonmetingen toonden diverse
indicaties op de aanwezigheid van holtes in
de voorspankanalen. Uit het endoscopisch
onderzoek blijkt dat op enkele locaties klein-
schalige holtes zijn aangetroffen en ten min-
ste op één locatie het voorspankanaal nau-
welijks gevuld is met injectiegrout (foto 19),
terwijl aan het oppervlak van het beton geen
gebreken zijn waar te nemen. Het uitgevoer-
de onderzoek is gebaseerd op een beperkte
steekproef, waarbij minder dan 1% van alle
voorspankanalen is onderzocht. Zelfs op
basis van deze zeer beperkte steekproef zijn
enkele holtes en constructieve risico's vast-
gesteld. Is dit een 'gelukstreffer' of zal aan-
vullend onderzoek aantonen dat er sprake is
van een generiek probleem? De eerste resul-
taten worden op dit moment verwerkt in de
constructieve beoordeling. Daarna wordt
besloten welke vervolgstappen noodzakelijk
zijn.
Ultrasoononderzoek lijkt op dit moment de
enige praktisch toepasbare methode waar-
mee op een snelle en nauwkeurige wijze
holtes in voorspankanalen kunnen worden
opgespoord.
Verrassingen
Diverse onderzoekstechnieken, hetzij de-
structief, hetzij niet-destructief, kunnen za
-
ken aan het licht brengen die met een visuele
inspectie niet waarneembaar zijn. Zo kan het
zijn dat een brug er aan het oppervlak zo
goed als puntgaaf uit ziet, terwijl onderhuids
schades aanwezig zijn die veel impact kunnen
hebben op de kwaliteit en het restlevensduur
van het object. Door voldoende aandacht te
besteden aan onderzoek, kunnen vervelende
verrassingen worden voorkomen.
19
19 Endoscopie, holte in voorspankanaal 40? CEMENT 1 20 24
Voor het bepalen van de staat van het beton of het vaststellen van schades zijn er twee categorieën onderzoekstechnieken: niet-destructieve en destructieve. Enkele voorbeelden van niet-destructieve onderzoekstechnieken zijn: dekkingsmetingen, radaronderzoek en ultrasoononderzoek. Voorbeelden van destructieve onderzoekstechnieken zijn: vrijmaken wapening, kernboringen (al dan niet voor laboratoriumonderzoeken), hechtsterktemetingen, potentiaalmetingen, carbonatatiedieptemetingen en chloridegehalte bepalingen.
In dit artikel zoomen we in op drie verschillende cases, waar een of meer onderzoekstechnieken zijn gebruikt om de benodigde informatie te achterhalen. Soms leidt dit tot verrassende conclusies.
Reacties