Om te beginnen is het goed om te beseffen dat beton per definitie een poreus materiaal. Via de capillaire poriën vindt vochttransport plaats bij een waterdrukverschil tussen de twee zijden van het beton. Dus ook zonder scheuren in het beton kan er sprake zijn van overlast van vocht, zeker als er sprake is van onvoldoende ventilatie of te lage temperaturen aan de binnenzijde. Dit is ook de reden dat aan de hoogste klasse van waterdichtheid conform NEN-EN 1992-3 alleen kan worden voldaan door het toepassen van een aanvullende voorziening in de vorm van bijvoorbeeld een waterdicht membraam aan de waterkerende zijde van de kelder.

Van lekkage is sprake bij een doorgaande watervoerende scheur in wanden of vloeren die dusdanig groot is dat deze niet door self healing van het beton kan worden dichtgezet. Hieronder vallen ook buigscheuren waarbij onvoldoende druk aanwezig is om een minimale drukzone van de kleinste waarde 50 mm of 0,2 maal de dikte te kunnen garanderen. Deze doorgaande scheuren kunnen verschillende oorzaken hebben. Zie daarvoor het kader ‘Oorzaken’.

Uit de veelheid aan mogelijke oorzaken voor doorgaande scheuren blijkt wel dat gebundelde kennis van constructeurs, uitvoerders en betontechnologen nodig is voor het borgen van de beoogde waterdichtheid. Vanwege de tendens waarbij steeds meer constructieve verantwoordelijkheden door de ontwerpende constructeur naar de uitvoerende aannemer zijn doorgeschoven, en het eveneens vaker uitbesteden door hoofdaannemers van het betonwerk aan derden, ontbreekt het echter steeds vaker aan een regisseur die de verantwoordelijkheid voelt voor het samenbrengen van de benodigde kennis.

In mijn blog van 26 februari 2019 met de titel ‘Waterdichtheid beton een utopie?’ heb ik al eerder aandacht besteed aan de problemen rondom waterdichtheid van beton. Dat ik dit onderwerp opnieuw aansnijdt komt doordat het steeds belangrijker wordt om tot een reductie van embodied carbon te komen bij het realiseren van gebouwen en infrastructuur. Embodied carbon is de totale hoeveelheid CO₂-emissie als gevolg van gebruikte materialen en bouwprocessen gedurende de hele levenscyclus. Betonnen kelders dragen voor een groot deel bij aan de embodied carbon van het totale gebouw. Uit vergelijkingen tussen gebouwen met of zonder kelder blijkt vaak dat verduurzaming in de bovenbouw volledig teniet gedaan kan worden door het toevoegen van een kelderconstructie. Het is dus noodzakelijk dat embodied carbon van kelderconstructies drastisch teruggebracht wordt om de bouw hiervan maatschappelijk te kunnen blijven verantwoorden. Er zijn daarom oplossingen nodig voor bijvoorbeeld het vervangen van cement als bindmiddel voor beton en/of het ontwikkelen van mogelijkheden om CO₂ op te slaan in het beton. Zowel nationaal als internationaal zijn al tal van onderzoeken naar mogelijke innovaties hiertoe ingezet.

Voor deze oplossingen is tijd nodig. Voor de korte en middellange termijn zijn er los hiervan nog voldoende mogelijkheden om de CO₂-emissie te reduceren door het gebruik van zowel cement als wapeningsstaal in het beton te beperken bij het ontwerpen en uitvoeren van betonnen kelders. Voorbeelden zijn het zoveel mogelijk toepassen van hoogovencement, het sturen op een 91- in plaats van 28-daagse betondruksterkte en het toepassen van een SRA (Shrink Reducing Admixture) in het betonmengsel, ter beperking van de verhardingskrimp en daarmee krimpwapening en het toepassen van een healing agent in het beton, waardoor in het kader van waterdichtheid een grotere toelaatbare scheurwijdte kan worden aangehouden bij het bepalen van de krimpwapening. Het is hierbij wel noodzakelijk dat een goede afstemming tussen ontwerp en uitvoering plaatsvindt, waarbij het voor de hand ligt dat de ontwerpende constructeur de rol van regisseur op zich neemt.

In de huidige praktijk wordt er nog (te) vaak voor gekozen om gemakshalve, of door een gebrek aan inzicht, ervan uit te gaan dat beton door krimp gaat scheuren en wel op het moment dat het zijn 28-daagse sterkte heeft bereikt. En daarop de krimpwapening te baseren. Hierbij kan de hoeveelheid toe te passen wapening bij meerlaagse kelders snel oplopen. Zo is bij de keldervloer voor het Nederlands Instituut voor Beeld en Geluid vanwege een waterdruk van 10 m in de vloer van 550 mm dik, een wapeningshoeveelheid toegepast globaal driemaal de benodigde wapening op sterkte!

Het krimpgedrag en de daarbij optredende scheurwijdte kan natuurlijk beter in beeld worden gebracht met de inzet van een EEM, waardoor de krimpwapening kan worden beperkt of zelfs voorkomen. Dit bijvoorbeeld als blijkt dat gedurende het verhardingsproces op elk moment de trekspanningen in het beton onder de 50% van de aanwezige treksterkte blijven. Hierbij moet wel worden opgemerkt dat na de verharding tot aan de geklimatiseerde eindtoestand van de kelder, zich geen grote temperatuurdalingen mogen voordoen waardoor door deze extra verhinderde vervorming de vloer alsnog kan scheuren. Daarnaast kan ook gebruik worden gemaakt van het door het Engelse CIRIA (Construction Industry Research and Information Association) uitgegeven rapport C766 Control of cracking caused by restrained deformation in concrete. Dit rapport is gebaseerd op de Eurocode en biedt een methode voor het schatten van de omvang van de scheurvorming en het risico van scheurvorming van het jonge beton en beton op de lange termijn. Het rapport wordt in diverse landen gebruikt.

Als de ontwerpende constructeur de benodigde rol van regisseur op zich neemt, in het kader van de  reductie van embodied carbon in betonnen kelders, is hij of zij deze tevens (weer) in staat de regie te voeren bij de aansturing van een ontwerp en uitvoering van waterdichte betonnen kelders.