In de praktijk merk ik dat het voor de meeste constructeurs in de utiliteitsbouw lastig is, om opdrachtgevers op een juiste en bouwkostenefficiënte wijze te adviseren over de gewenste waterdichtheid van ondergronds te ontwerpen constructies. Dit omdat voor het samenstellen van een optimale matrix van ontwerpkeuzen en uitvoeringsmaatregelen voor de borging van de waterdichtheid, de input vanuit de uitvoering noodzakelijk is. Bij de binnen de utiliteitsbouw gangbare UAV-contracten, met een scherpe demarcatie tussen de ontwerp- en uitvoeringsverantwoordelijkheid, is dit nagenoeg onmogelijk. Dit leidt vaak tot niet direct voor de opdrachtgever zichtbare kostenverhogingen door voorgeschreven, niet volledig afgestemde uitvoeringsmethodieken, ingecalculeerde risicotoeslagen door aannemers of later noodzakelijke herstelwerkzaamheden.

Met het toenemen van de verdichting van steden en daarmee gepaard gaande groei van het ondergronds bouwen, worden steeds meer functies ondergronds ondergebracht. Waar in het verleden in het algemeen enkel infrastructurele werken en parkeergarages ondergronds gerealiseerd werden, creëren we tegenwoordig ruimte onder het maaiveld die toegankelijk is voor mensen en functioneel gebruikt wordt als bijvoorbeeld archief, bioscoop of museum. Met deze ontwikkeling in de utiliteitsbouw neemt het belang van de waterdichtheid van constructies en de daaraan gekoppelde verantwoordelijkheden en financiële risico’s toe. Om dit beheersbaar te houden, dient naar mijn mening de kennis over waterdichtheid van betonnen constructies beter ingebed te worden in ondergrondse ontwerpen.

Ik merk dat er veel onduidelijkheid en/of onwetendheid is over de waterdichtheid van betonnen constructies. Voor elektronica herkennen de meesten van ons wel een IP-score, waarmee de mate van waterdichtheid wordt aangegeven en is genormeerd. Voor betonconstructies is het bestaan van de NEN-EN 1992-3 echter minder bekend. Hierin zijn classificaties van waterdichtheid van beton opgenomen variërend van dichtheidsklasse 0 t/m 3. In deze norm zijn tevens randvoorwaarden opgenomen om de beschreven dichtheidsklassen te kunnen realiseren.

In principe is beton een poreus materiaal dat zelfs bij een goede verdichting voor 10 tot 15% uit poriën bestaat. De capillaire poriën in het beton bepalen de mate waarin water door het beton kan stromen. Op basis van de formule van Darcy, is vast te stellen dat de stroomsnelheid van het water door het beton recht evenredig is met zowel de permeabiliteit van het beton, als de aanwezige verhouding tussen het drukverschil van het water gedeeld door de dikte van het beton. In het algemeen kan gesteld worden dat de waterstroom door het beton zo beperkt is, dat deze kleiner is dan de hoeveelheid water welke aan de droge zijde verdampt. Dit leidt niet tot zichtbaar vocht, maar heeft wel beperkt invloed op de luchtvochtigheid in de ondergrondse ruimten.

Lekkages in betonnen constructies worden veroorzaakt door de aanwezigheid van watervoerende scheuren in het beton. Dit zijn buigscheuren waarbij de drukzone onvoldoende groot is om de waterstroming tegen te houden, of krimpscheuren die te groot zijn om door selfhealing dicht te kunnen groeien. Selfhealing is het fenomeen van een voortgaande hydratatie, gecombineerd met de sedimentatie van vaste deeltjes vanuit het water in de scheur van het beton en het afzetten van kalk en/of zwelling van de cementsteen.

Bij de uitvoering van mijn laatste ontwerp van een waterdichte betonnen constructie, wordt gebruikgemaakt van een extra herstellend mechanisme van het beton ten gevolge van het toevoegen van bacteriën. Deze bacteriën worden met calciumlactaat als voeding in een coating ingepakt en aan het betonmengsel toegevoegd. Als een scheur in het beton ontstaat, breekt de coating open. Het water is dan de katalysator voor de bacteriën om tot leven te komen. De bacteriën zetten de voeding vervolgens om in kalksteen, waarmee de scheur dichtgroeit. Door het toepassen van bacteriën kunnen grotere krimpscheuren worden toegestaan met behoud van de waterdichtheid van het beton.

Hiermee hoop ik bijdrage te leveren aan de ontwikkeling van kennis voor het kostenefficiënt ontwerpen van waterdichte ondergrondse betonnen constructies.