Betondekking op basis van Exposure Resistance Class (ERC) Stand van zaken met betrekking tot nieuwe systematiek voor de technische levensduur van betonconstructies 1 Met Exposure Resistance Classes kan voor wat betreft betonsamenstelling nauwkeuriger op omgeving worden ingespeeld 1 Eurocode2 64? CEMENT 4 2024 Al sinds 2010 wordt gewerkt aan een nieuw systeem voor het ont- werpen van betonconstructies op technische levensduur. Dit is een zogenoemde performance based approach, ofwel een benadering die uitgaat van presta - ties. Daarbij wordt de prestatie van een be- tonsamenstelling bepaald met beproevings- methoden en worden er in principe geen eisen gesteld aan water-bindmiddelfactor of bindmiddelsamenstelling. Dit laatste is in het huidige Deemed-to-Satisfy (DtS)-systeem (zie kader 'Wat is Deemed to Satisfy?') wél het geval. De nieuwe systematiek is gebaseerd op Exposure Resistance Classes (ERC), vrij vertaald 'weerstandsklassen'. Er is inmiddels een werkdocument ten be- hoeve van de ERC-systematiek gepubliceerd. Aanvankelijk was het de bedoeling deze in een afzonderlijke norm in de EN 206-serie te publiceren, namelijk als prEN 206-100. Eind december 2023 is de 15e versie van deze prEN 206-100 verschenen. Hierop is veel commentaar binnengekomen, waarop besloten is om aan CEN voor te stellen de werkzaamheden aan een EN-norm te stop- pen en een technisch rapport met richtlij- nen en achtergrondinformatie over ERC op te starten. De belangrijkste redenen: geen overeenstemming over de relatie tussen EN 206-100 en EN 1992-1-1:2023; geen consensus over de conformiteitscri - teria voor de ERC-klassen; gebrek aan nationale ervaring met de rela - tie tussen testresultaten en de prestaties in het werk; twijfels over het effect van ERC op de duurzaamheid (bijvoorbeeld CO2-reductie of circulariteit) van beton. In de vergadering van maart 2024 heeft CEN met het verzoek ingestemd. De werkgroep is inmiddels gestart met het technisch rapport. Uitgangspunt voor dit artikel is de genoem - de versie 15 van prEN 206-100. Inhoudelijk kan er nog veel veranderen. Zo zullen getal - len in tabellen wijzigen, worden uitgebreid of ingeperkt. De tabellen in dit artikel zijn bedoeld ter illustratie. Daarnaast zijn in deze versie van de norm alleen beproevings- methoden en ERC-klassen opgenomen voor carbonatatie en chloride-indringing. De me- thoden voor vorst-dooibestandheid en che- mische aantasting zijn nog in ontwikkeling. Reden voor de nieuwe benadering Ieder land heeft nu een eigen tabel waarin de maximale water-bindmiddelfactor en minimale hoeveelheid bindmiddel per m³ beton wordt voorgeschreven voor een be- paalde milieuklasse. Een belangrijk doel van het invoeren van de Exposure Resistance Classes is een einde te maken aan de ver- ING. NICO VONK Ecocem Benelux B.V. / Voorzitter NEN-normcommissie 353 039 Beton auteur Met de invoering van de nieuwe Eurocodes voor het ontwerpen van betonconstructies komen er ook nieuwe klassen voor de technische levensduur, de zogenoemde Exposure Resistance Classes. Deze klassen kunnen bij het ontwerp van een betonconstructie worden gebruikt om de dikte van de dekking te bepalen bij een bepaalde ontwerplevensduur. Bepalend hierbij is de mate waarin beton weerstand kan bieden tegen carbonatatie, chloride-indringing, vorst-dooischade en chemische aantasting. CEMENT 4 2024 ?65 schillen tussen de diverse landen. In de nieuwe methode moet ook het onderscheid in eigenschappen tussen de verschillende cement- of bindmiddelsamenstellingen be- ter tot uiting komen (zie ook kader 'Cement versus bindmiddel'). Hierbij wordt gebruik - gemaakt van de meest recente kennis over de fysisch-chemische mechanismen die spelen bij technische levensduur. Bijko- mend voordeel is dat ook duurzamere bind - middelen beter op hun prestatie in beton kunnen worden beoordeeld en geclassifi - ceerd. Wat is een Exposure Resistance Class? Een Exposure Resistance Class is een classi - ficatie waarmee wordt aangegeven hoeveel weerstand een betonmengsel kan bieden tegen een schademechanisme. Het idee is dat de constructeur de ERC bij zijn ontwerp gebruikt om de dekking op de wapening vast te stellen. Hiervoor worden tabellen gebruikt. De betonproducent moet vervolgens deze ERC leveren, op basis van testen die bij de betreffende ERC horen. Het uitgangspunt is dat als de constructie op de juiste manier wordt uitgevoerd, volgens EN 13670, de kans groot is dat de technische levensduur daad - werkelijk wordt gehaald. Elke weerstandsklasse is gekoppeld aan een aantastingsmechanisme: XRC voor carbonatatie (tabel 1), XRDS voor chloride- indringing (tabel 2), XRF voor vorst-dooi en XRA voor chemische aantasting (voor XRF en XRA zijn tabellen nog in ontwikkeling). De identificatie wordt aangevuld met een getal, dat een classificatie aangeeft. In dit artikel gaan we alleen in op carbonatatie en chloride-indringing. Voorbeeld van het werken met ERC De constructeur bepaalt in de nieuwe syste- matiek, net zoals dat nu ook gebeurt, de milieuklasse waar de constructie in wordt geplaatst (fig. 2). Als voorbeeld gaan we uit van een constructie die valt in XC3 voor carbonatatie en XD1 voor chloriden. Tevens stelt de constructeur vast wat de ontwerp- levensduur is van de constructie, 50 of 100 jaar. In dit voorbeeld nemen we 100 jaar. Als hij/zij nu een dekking voorstelt van 35 mm, 2 Voorbeeld constructie met milieuklassen XC en XD WAT IS DEEMED TO SATISFY? De technische levensduur van een betonconstructie wordt met name bepaald door de water-bindmiddelfac - tor, de bindmiddelsamenstelling en de betondekking. In de huidige regelgeving worden, afhankelijk van de geldende milieuklasse(n), eisen gesteld aan de betonsamenstelling of -dekking. Dit is een zogenoemde Deemed-to-Satisfy (DtS)-aanpak, die betekent dat wan- neer een product voldoet aan vooraf vastgestelde normen, verwacht wordt dat aan bepaalde technische eisen wordt voldaan (in dit geval de techni- sche levensduur). 2 Eurocode2 66? CEMENT 4 2024 dan volgen uit tabel 1 en 2 (afomstig uit ont- werp-Eurocode 2), op basis van de milieu - klasse en de betreffende dekking, klasse XRC 4 voor carbonatatie en XRDS 3 voor chloriden. De betonproducent moet vervol - gens aantonen dat het betonmengsel dat hij levert voldoet aan de voorgeschreven ERC. Hoe de betonproducent dat moet aanpakken, is beschreven in het artikel 'Betondekking op basis van Exposure Resistance Class (ERC)' uit Betoniek Vakblad 2024/1 [1]. Huidige status Op dit moment is er in Nederland nog geen ervaring met de ERC-systematiek. Daarom kunnen de tabellen met conformiteitscrite- ria nog niet verder specifiek worden inge- vuld voor de Nederlandse situatie. Wel zijn regelmatig duurzaamheidsonderzoeken verricht naar de weerstand tegen carbona - tatie en chloride-indringing van betonsa - menstellingen, gebruikmakend van diverse cementtypen of bindmiddelcombinaties. Bijvoorbeeld op basis van CROW-CUR Aan - beveling 48 [3] of om de geschiktheid van een specifiek betonmengsel aan te tonen. Die informatie kan mogelijk in de toekomst wor- den gebruikt om de tabellen voor Nederland specifiek te maken. Het was zoals gezegd de bedoeling om de ERC via EN 1992-1-1 en EN 206 in de Europese normering op te nemen. Recent is echter voorgesteld om geen norm maar een CEN-technisch rapport uit te brengen. Dit rapport zal richtlijnen en achtergrondin - De constructeur kan de ERC gebruiken om de dekking op de wapening vast te stellen Tabel 1?Minimale betondekking C min,dur ? Carbonatatie (tabel 6.3 uit prEN 1992-1-1) ERC milieuklasse carbonatatie XC1 XC2 XC3XC4 ontwerplevensduur (jaren) 50 100 50100 50100 50100 XRC 0,5 1010101010101010 XRC 1 1010101010 1510 15 XRC 2 101510 151525 1525 XRC 3 10151520 2030 2030 XRC 4 1020 1525 2535 2540 XRC 5 1525 20 30 2545 30 45 XRC 6 1525 2535 355540 55 XRC 7 1530 2540 4060 4560 Tabel 2?Minimale betondekking C min,dur ? Chloriden (tabel 6.3 uit prEN 1992-1-1) ERC milieuklasse chloriden XS1 XS2 XS3 XD1XD2 XD3 ontwerplevensduur (jaren) ontwerplevensduur (jaren) 50 100 50100 50100 50100 50100 50100 XRDS 0,5 20202030 3040 20202030 3040 XRDS 1 20252535 354520 252535 3545 XRDS 1,5 2530 3040 40 50 2530 3040 40 50 XRDS 2 2530 3545 45 55 2530 3545 45 55 XRDS 3 303540 50 5565 30 3540 50 5565 XRDS 4 3040 5060 6080 3040 5060 6080 XRDS 5 354560 7070 -35 4560 7070 - XRDS 6 4050 6580 --40 50 6580 -- XRDS 8 4555 75 ---45 55 75 --- XRDS 10 506580 ---50 6580 --- CEMENT 4 2024 ?67 formatie geven rondom de ERC-systema- tiek. Verwacht wordt dat de systematiek en aanpak zoals in het Betoniek-artikel [1] be- schreven relevant blijven. Maar ook is de verwachting dat de huidige DtS-aanpak, vastgelegd in NEN-EN 206 / NEN 8005, nog enige jaren leidend zal zijn. Toepassing van de ERC wordt dus niet verplicht. De voor de ERC-systematiek noodzakelijke proeven zijn duur en vaak langdurig. Dit zal er naar alle waarschijnlijkheid toe leiden dat de ERC-systematiek vooralsnog alleen in de voorbereidingsfase van grote projecten wordt gebruikt, waar de tijd en financiële middelen voor de beproevingen ruimer voorhanden zijn. Hoe de ontwikkeling van de ERC-syste- matiek binnen de Europese normering eruit gaat zien en hoe het CEN-technisch rapport vanuit de Eurocode wordt aangestuurd, is op dit moment van publicatie volstrekt onduidelijk. 3 Toepassing van de ERC wordt niet verplicht 3 Onderzoek naar carbonatatiediepte CEMENT VERSUS BINDMIDDEL In de nieuwe systematiek wordt niet meer van 'cement' of 'water-cement - factor' gesproken, maar van 'bind- middel' of 'water-bindmiddelfactor'. Bindmiddel wordt gedefinieerd als een combinatie van een of meerdere cementen met geen of meerdere vulstoffen, waarbij cementen en vul- stoffen moeten voldoen aan de eisen. Hiervoor gelden veelal Europese normen of een nationaal regelgevend document. In Nederland kennen we hiervoor bijvoorbeeld een CROW- CUR Aanbeveling. Eurocode2 LITERATUUR 1 ?Vonk, N., Betondekking op basis van Exposure Resistance Class (ERC). Betoniek Vakblad 2024/1. 2?prEN 206-100: Exposure resistance classes ? Draft 15 ? 2023-12-19. 3?prEN 1992-1-1 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules - Rules for buildings, bridges and civil engineering structures ? Draft 4?CROW-CUR Aanbeveling 48: Procedures, criteria en beproevings- methoden voor de toetsing van de geschiktheid van cementen voor toepassing in beton en voor gelijkwaardige prestatie van beton met vulstoffen. 68? CEMENT 4 2024