De sterkteklasse van het beton die in het ontwerp wordt vastgesteld, zegt niet alles over de daadwerkelijke druksterkte. Toch kan het van groot belang zijn de echte sterkte te kennen. Bijvoorbeeld als een bestaande betonconstructie wordt herberekend om de veiligheid aan te tonen of de constructie aan te passen, als het beton is aangetast, als wordt getwijfeld aan de kwaliteit van het geleverde beton of als er snel moet worden ontkist. Er zijn verschillende methoden om die betondruksterkte te bepalen, zowel destructief als niet-destructief. Auteur:ir. Maarten Swinkels SGS Intron
28 VAKBLAD I 4 2015
auteur ir. Maarten Swinkels SGS Intron
Bepalen betondruksterkte bestaande betonconstructies
Sterk in het werkSterk in het werkSterk in het werkSterk in het werkSterk in het werkSterk in het werk
De sterkteklasse van het beton die in het ontwerp wordt
vastgesteld, zegt niet alles over de daadwerkelijke
druksterkte. Toch kan het van groot belang zijn de
echte sterkte te kennen. Bijvoorbeeld als een bestaande
betonconstructie wordt herberekend om de veiligheid
aan te tonen of de constructie aan te passen, als het
beton is aangetast, als wordt getwijfeld aan de kwaliteit
van het geleverde beton of als er snel moet worden
ontkist. Er zijn verschillende methoden om die
betondruksterkte te bepalen, zowel destructief als
niet-destructief.
E
zijn zeer uiteenlopende redenen
om te willen weten wat de druk-
sterkte van bestaande betonconstruc-
ties is. Bijvoorbeeld bij de herbereke-
ning van een oud gebouw (foto 1).
Hierbij wordt veelal gerekend met de
druksterkte waarvan in het oorspronke-
1
Betoncasco van het
hoofdkantoor van ASR
met nieuwe vide
(uitvoeringsfase)
foto: Ballast Nedam
lijke ontwerp is uitgegaan of met de
destijds gebruikelijke sterkte. Dit is een
pragmatische oplossing en is prima
werkbaar wanneer de uitkomst positief
is. Het is echter bekend dat de betons-
terkte in de loop der tijd toeneemt en
de betondruksterkte van een oudere
constructie aanmerkelijk hoger is dan
ontwerpsterkte van jaren geleden.
Meer informatie over de sterkte van het
beton kan dus goed van pas komen bij
de herberekening. Een andere aanlei-
ding om de druksterkte te meten, is in
geval er signalen zijn dat het geleverde
beton niet aan de specificaties voldoet
of dat de uitvoering onvoldoende is
geweest. Soms komt het voor dat
bekend is dat een verkeerde betons-
terkteklasse is geleverd, bijvoorbeeld
een C25/30 in plaats van een C35/45.
Indien er van een strenge milieuklasse
is uitgegaan, bijvoorbeeld XD3, is het
bekend dat dit in praktijk ondanks de
bestelde kwaliteit C25/35 vaak toch
een C35/45 oplevert. Dit moet echter
wel door druksterkteproeven worden
aangetoond.
Destructief of nietdestructief
Voor het bepalen van de druksterkte in
het werk kan onderscheid worden
gemaakt tussen destructieve, niet-
p28_Artikel 5.indd 28 04-12-15 13:55
29 VAKBLAD I 4 2015
destructieve en semi-destructieve
methoden. Om voor de hand liggende
redenen hebben opdrachtgevers een voor-
keur voor de niet- of semi-destructieve
methoden. Maar helaas zijn die onvol-
doende betrouwbaar en zijn slechts als
indicatie of in combinatie met destruc-
tieve methoden toepasbaar.
Het boren en drukken van cilinders
(destructief) is eigenlijk de enige
betrouwbare meting. Terugslaghamer
en ultrasoon (niet-destructief) en het
bepalen van de uittreksterkte (semi-
destructief) zijn slechts betrouwbaar in
combinatie met het drukken van een
(beperkt) aantal cilinders. De verschil-
lende methoden worden in het navol-
gende besproken.
Druksterkte bepalen aan
cilinders
Om proefstukken te verkrijgen die kun-
nen worden beproefd in een drukbank
worden met behulp van een diamant-
boor cilinders uit een betonconstructie
geboord (foto 2). In Nederland wordt
meestal voor cilinders gekozen waar-
van de lengte van de te beproeven
cilinder gelijk is aan de diameter. In het
buitenland wordt vaak voor cilinders
met een lengte van 2x de diameter
gekozen. De resultaten van druksterkte-
metingen aan cilinders met een lengte-
diameterverhouding van 1:1 kunnen
worden vergeleken met de in Neder-
land gebruikelijke kubusdruksterkte.
Als de verhouding enigszins afwijkt, kan
het resultaat worden verrekend met
behulp van de correctiefactor volgens
Bonzel [1].
De cilinder moet een diameter van ten
minste 50 mm en 3 maal de grootste
korreldiameter hebben. Voor het in
Nederland toegepaste standaardbeton
komt dit neer op een cilinder met een
diameter van 100 mm. Indien de dia-
meter kleiner is dan 3x de korreldia-
meter worden lagere druksterkten
gemeten. Bij voorkeur moeten cilinders
zonder wapening worden gebruikt.
Aanwezigheid van wapening verlaagt
de gemeten druksterkte.
De cilinders moet goed recht zijn en de
koppen vlak en haaks zijn. Omdat nooit
100% recht wordt geboord en het
breukvlak niet vlak is, worden de kernen
nabewerkt en is het noodzakelijk een
langere cilinder te boren. Vóór het
drukken moeten de cilinders nauwkeu-
rig worden beoordeeld op afwijkingen
zoals scheuren en grindnesten. Afwij-
kingen moeten worden vastgelegd
omdat deze wellicht invloed op het
resultaat hebben. Ook na het drukken
moeten de cilinders worden beoor-
deeld om te zien of er sprake is van
een geldig bezwijkpatroon.
In NEN-EN 12504-1 [2] wordt beschre-
ven waar in de constructie kernen moe-
ten worden geboord, wat de benodigde
afmetingen zijn, hoe ze moeten worden
beoordeeld en opgemeten, hoe ze
moeten worden geprepareerd en hoe
de rapportage er uit moet zien.
Voor het daadwerkelijk drukken van de
kernen wordt verwezen naar NEN-EN
12390-3 [3]. In deze norm wordt
beschreven op welke manier de druk-
sterkte moet worden bepaald: hoe
de monsters in de drukbank moeten
worden geplaatst, op welke wijze moet
worden belast, hoe het bezwijkpatroon
moet worden vastgelegd, welke
bezwijkpatronen geldig zijn en hoe de
rapportage er uit moet zien. De norm
geldt zowel voor gestorte kubussen en
cilinders als voor geboorde cilinders.
Terugslagwaarde
Het gebruik van de terugslaghamer
(ook wel sclerometer of Schmidthamer,
en in het Engels reboundhammer of
Swisshammer genoemd) is een niet-
destructieve methode (foto 3). De
hamer schiet met een veer een stalen
stift met een vaste snelheid af op het
betonoppervlak. De stift weerkaatst op
het oppervlak. De terugslag geeft een
maat voor de elasticiteitsmodulus van
het betonoppervlak. Deze terugslag-
waarde hangt samen met de beton-
druksterkte. De uitslag van de hamer is
sterk afhankelijk van de microstructuur
van het betonoppervlak en vooral van
de kwaliteit van het betonoppervlak.
Zo kan een zandkorreltje op het opper-
vlak een grote invloed hebben op de
uitslag van de proef, net zoals een
slechte nabehandeling. Zachte of grove
oppervlakken moeten daarom worden
voorbehandeld met een schuursteen.
De proef moet worden uitgevoerd con-
form NEN-EN 12504-2 [4]. Volgens die
norm moeten op één locatie, op ten
minste 25 mm van elkaar, negen afzon-
derlijke bepalingen worden uitgevoerd.
De mediaan van die negen bepalingen
wordt als één meetresultaat
beschouwd. Via een ijkgrafiek kan een
indicatieve sterkte van de betoncon-
structie worden afgelezen. Deze sterkte-
bepaling mag echter niet worden
gezien als een alternatief voor het druk-
ken van cilinders. De correlatie is daar-
voor te klein. Wel kan de terugslaghamer
goed in combinatie met het drukken
van cilinders worden gebruikt. Ook kan
de uniformiteit van een betonstort of
de oppervlaktekwaliteit worden
bepaald of kunnen gebreken worden
opgespoord.
2
Drukbank met kern
3
Terugslaghamer
p28_Artikel 5.indd 29 04-12-15 13:55
30 VAKBLAD I 4 2015
Ultrasone pulssnelheid
De voortplantingssnelheid van een
ultrasone geluidspuls in beton is afhan-
kelijk van de elasticiteitsmodulus van
dat beton. Door aan weerszijden van
een betonkubus of ander element een
zender en ontvanger te plaatsen, kan
de looptijd van de puls worden
bepaald (foto 4). Bij een bekende
afstand kan daaruit de ultrasone puls-
snelheid worden bepaald. Omdat de
elasticiteits-modulus een relatie heeft
met de druksterkte, kan met behulp
van de ultrasone pulssnelheid de druk-
sterkte worden beoordeeld. Hoewel de
ultrasone pulssnelheid in tegenstelling
tot de terugslaghamer een gemiddelde
waarde voor de gehele betondikte
geeft, is deze niet-destructieve meting
niet betrouwbaar genoeg om als alter-
natief voor het drukken van cilinders
te dienen. De correlatie is beperkt en
de meting kan worden beïnvloed
door gebreken in het beton, en het
resultaat is ook sterk afhankelijk van
de uitvoering van de proef en van het
vochtgehalte van het beton. Ook de
ultrasone pulssnelheid kan goed in
combinatie met het drukken van cilin-
ders worden gebruikt. De proef moet
worden uitgevoerd conform NEN-EN
12504-4 [5].
Uittreksterkte
De uittreksterkte is een semi-destruc-
tieve methode die in Nederland
nauwelijks wordt toegepast. Bij deze
methode wordt een ankertje in het
beton vooraf ingestort (fig. 5) of met
behulp van speciaal freesgereedschap
later aangebracht. Door kracht op het
anker uit te oefenen, kun je een indruk
krijgen van de betonsterkte. Ook deze
test geeft slechts informatie over het
betonoppervlak en wordt sterk beïn-
vloed door wapening of plaatselijke
gebreken en kan daarom niet worden
gebruikt als alternatief voor het
beproeven van cilinders. De proef
moet worden uitgevoerd conform
NEN-EN 12504-3 [6].
Beoordeling druksterkte
beproevingen
Het meten van de druksterkte van
cilinders, de terugslagwaarde, de ultra-
sone pulssnelheid of de uittreksterkte is
relatief eenvoudig. De proeven geven
echter niet direct de betonsterkte waar
ook mee kan worden gerekend of waar-
mee de sterkte kan worden getoetst.
Omdat de spreiding van de resultaten
vaak groot is, kunnen de resultaten uit
de proeven niet zonder meer worden
gebruikt om te rekenen of de vereiste
sterkte te toetsen. In NEN-EN 13791 [7]
wordt beschreven hoe de resultaten
van de druksterktebeproevingen moe-
ten worden beoordeeld. Dit gebeurt
voor de situatie waar de druksterkten
aan geboorde cilinders zijn bepaald en
voor situaties waar een combinatie van
druksterkten aan geboorde cilinders en
met behulp van de terugslaghamer,
ultrasone pulssnelheid of uittreksterkte
zijn gebruikt.
Er wordt onderscheid gemaakt tussen
een herberekening van oude construc-
ties die moeten worden aangepast of
zijn beschadigd en het beoordelen van
4
Meten betonsterkte
aan de hand van ultra-
sone pulssnelheid
5
Methode van
uittreksterkte
Sterkte jong beton
Naast beoordeling op constructieve veiligheid en mogelijke
aantasting van de kwaliteit, kan het ook van belang zijn de
sterkte te weten van jong beton om het optimale moment
van ontkisten, voorspannen of belasten te bepalen. In praktijk
gebeurt dit echter niet met de hier beschreven methoden
maar door het drukken van kubussen of door de druksterkte
te bepalen met de methode van gewogen rijpheid.
LET OP: De resultaten van metingen
van de terugslagwaarde, ultrasone
pulssnelheid of uittrek-sterkte hebben
slechts een indicatieve waarde. Alleen
in combinatie met metingen aan
geboorde cilinders zijn de resultaten
acceptabel voor herberekening of
toetsing van de betonsterkte.
p28_Artikel 5.indd 30 04-12-15 13:56
31 VAKBLAD I 4 2015
de betonsterkteklasse in geval van een
discussie over de geleverde kwaliteit.
Voor het bepalen van de druksterkte
zijn ten minste twee (discussie geleverde
kwaliteit) of drie (herberekening) mon-
sters noodzakelijk. Indien echter meer
monsters worden gebruikt, kan de
druksterkte gunstiger uitvallen.
Verwerking beproevings
resultaten
NEN-EN 13791 staat in Nederland ter
discussie [8, 9] indien de resultaten voor
een herberekening worden gebruikt.
De resultaten zouden niet veilig genoeg
zijn. TNO heeft in een onderzoek vast-
gesteld dat de waarden voor kunstwer-
ken ongeveer 15% te gunstig uitvallen.
Daarom is door Rijkswaterstaat een
richtlijn voor een alternatieve beoorde-
lingsprocedure opgesteld [10], die
door hen zelf wordt voorgeschreven.
Deze procedure wordt zeker niet door
alle constructeurs onderschreven. Op
dit moment is een aanpassing van NEN-
EN 13791 in voorbereiding. Het is nog
niet duidelijk in hoeverre deze aan het
bovenstaande bezwaar tegemoetkomt.
In NEN-EN 13791 en de Rijkswater-
staatrichtlijn wordt beschreven hoe de
karakteristieke druksterkte moet wor-
den bepaald. In NEN-EN 1992-1-1 [11]
wordt beschreven hoe aan de hand van
de karakteristieke druksterkte de reken-
waarde van de druksterkte moet wor-
den bepaald. In NEN-EN 1992-1-1
wordt voor metingen aan oud beton
(ouder dan 28 dagen), de toepassing
van een factor k t van 0,85 voorgeschre-
ven om de toename van de sterkte
gedurende de tijd te compenseren. Dit
is nodig omdat we bij het drukken van
beton een korteduursterkte bepalen.
Deze korteduursterkte is hoger dan de
langeduursterkte. Bij jong beton wordt
dit gecompenseerd doordat we weten
dat beton in de loop der tijd sterker
wordt. Bij ouder beton gebeurt dit niet
meer waardoor het nodig is de reken-
waarde te compenseren. Deze ziens-
wijze wordt echter niet door iedereen
onderschreven. In een nog te verschij-
nen artikel in Cement zal hier nader op
worden ingegaan.
Literatuur
1. CUR-Aanbeveling 74, Onderzoek
aan betonconstructie (ver vallen).
2. NEN-EN 12504-1:2009 Beproe -
ving van beton in constructies ?
Deel 1 Boorkernen ? Monster -
neming, onderzoek en bepaling
van de druksterkte.
3. NEN-EN 12390-3:2009/C1:2011
Beproeving van verhard beton ?
Deel 3 Druksterkte van
proefstukken.
4. NEN-EN 12504-2:2012 Beproe -
ving van beton in constructies ?
Deel 2 Niet-destructief onderzoek
? Bepaling van de terugslagwaarde.
5. NEN-EN 12504-4:2005 Beproe -
ving van beton - Deel 4: Bepaling
van ultrasone pulssnelheid.
6. NEN-EN 12504-3:2012 Beproeving
van beton in constructies ? Deel 3
Bepaling van de uittrekkracht.
7. NEN-EN 13791: 2007 Beoordeling
van de druksterkte van beton in
constructies en vooraf ver vaar-
digde betonelementen.
8. Vervuurt, A., Courage, W., Steen-
bergen, R., Betonsterkte bestaande
constructies. Cement 2012/4.
9. Vervuurt, A., Steenbergen, R., EN
13791 ter discussie. Cement 2011/8.
10. Richtlijnen voor boren, transporte -
ren en beproeven van betonkernen
en het bepalen van druk- en splijt-
treksterkte. RTD 1018:2014, Rijks-
waterstaat, 25 februari 2014.
11. NEN-EN 1992-1-1:2005 en Euro -
code 2: Ontwerp en berekening
van betonconstructies - Deel 1-1:
Algemene regels en regels voor
gebouwen.
12. Druksterkte in het werk. Betoniek
Standaard 10/8, 1995.
Tabel voor toets cilinders en kubussen
In NEN-EN 13791 wordt in een tabel een toets voor cilinders en kubussen aangegeven (tabel 1). Deze tabel
leidt nogal eens tot verwarring. Omdat wij in Nederland in het algemeen onze druksterkten bepalen aan
kubussen en aan cilinders met een verhouding 1 : 1, gebruiken wij de kolom met de waarden voor kubussen
(fck,is, cube ). In veel andere landen wordt beton beproefd op cilinders met een verhouding 1 : 2. Voor hen
geldt de kolom met cilinderwaarden.
Tabel 1 Minimum characteristic in situ compressive strength for the EN 206 1
compressive strength classes
compressive strength
class according to
EN 206 1
ratio of in situ characteristic
strength to characteristic
strength of standard specimens
minimum characteristic
insitu strength N/mm 2
fck,is,cyl fck,is,cube
C8/10 0,85 7 9
C12/15 0,85 10 13
C16/20 0,85 14 17
C20/25 0,85 17 21
C25/30 0,85 21 26
C30/37 0,85 26 31
C35/45 0,85 30 38
C40/50 0,85 34 43
C45/55 0,85 38 47
C50/60 0,85 43 51
C55/67 0,85 47 57
C60/75 0,85 51 64
C70/85 0,85 60 72
C80/95 0,85 68 81
C90/105 0,85 77 89
C100/115 0,85 85 98
p28_Artikel 5.indd 31 04-12-15 13:56
Reacties
Eddy Henderikx - Van Heur Bouw & Onderhoud 06 december 2023 21:31
Hallo, momenteel zijn we in voorbereiding om bij een flat nieuwe balustraden te monteren op bestaande balkons. Er zijn geen archief stukken van de flat aanwezig bij de gemeente en ook niet te achterhalen. Om de berekeningen voor de bevestigingen goed te kunnen bepalen is het van belang dat we de betonkwaliteit achterhalen van de toegepaste balkons. Is er een methode om de betonsterkte in het werk te meten? Het gebouw is gebouwd in 1974. Wij vernemen het graag van U Vriendelijk groetend, Eddy Henderikx Projectleider Van Heur Bouw & Onderhoud.