Wapening speelt een cruciale rol in de constructieve werking van een betonconstructie. Diameter, staafafstand en dekking van de wapening zijn bepalend voor de draagkracht van de betonconstructie. De betondekking is bovendien van belang voor de verwachte levensduur en de brandwerendheid. Soms kan het nodig zijn deze informatie achteraf te achterhalen en kan de wapening worden gedetecteerd. Er zijn verschillende methoden waarmee dat mogelijk is. Welke zijn dat, wat zijn de beperkingen en hoe deskundig moet je zijn om ze te gebruiken? Auteurs:ir. Niels Arendsen (Hilti), ir. Maarten Swinkels (SGS INTRON)
auteur ir. Niels Arendsen Hilti, ir. Maarten Swinkels SGS INTRON
Wat is wel en niet mogelijk met systemen voor wapeningsdetectie?
Meten aan wapening
Wapening speelt een cruciale rol in de constructieve
werking van een betonconstructie. Diameter, staaf-
afstand en dekking van de wapening zijn bepalend
voor de draagkracht van de beton constructie.
De betondekking is bovendien van belang voor
de verwachte levensduur en de brandwerendheid.
Soms kan het nodig zijn deze informatie achteraf
te achterhalen en kan de wapening worden
gedetecteerd. Er zijn verschillende methoden
waarmee dat mogelijk is. Welke zijn dat, wat
zijn de beperkingen en hoe des kundig moet je
zijn om ze te gebruiken?
D
e hoeveelheid en positie van
wapening wordt bepaald in het
ontwerp. Op basis van dit ontwerp
moet de wapening worden gevlochten
en in het werk aangebracht. Dat is
meestal nog steeds mensenwerk, en
waar wordt gewerkt, worden fouten
gemaakt. Het is dus belangrijk om te
weten waar de wapening in het beton
werkelijk ligt, wanneer je zekerheid wilt
krijgen over draagkracht, levensduur
en brandwerendheid. Om die reden
wordt vaak een opleverdocument ver-
langd, waarin de gerealiseerde wape-
ningseigenschappen zijn vastgelegd
en waarmee kan worden aangetoond
dat aan de minimale eisen is voldaan.
Traditioneel controleerde de toezicht-
1
Toepassing van een dekkingsmeter
foto: Hilti
Meer in Betoniek
Meer over de functie
van en de eisen aan
betondekking, wordt
uitgebreid besproken in
Betoniek Standaard 16/09
Geef Dekking! Dit num-
mer is te raadplegen op
www.betoniek.nl.
Over de interpretatie en
ijking van dekkingsme-
tingen volgt binnenkort
een artikel in
Betoniek
Vakblad.
16 VAKBLAD I 1 2015
p16_Artikel 4.indd 16 06-03-15 08:47
Meten aan wapening
treffers vermijdenlocaliserenanalyse
boren en zagen zonder wapeningtreffers wapening las aanbrengen controle van de wapening:
patroon, dekking, diameter
ankers plaatsen loop van pijpen en kabels volgenminimale dekking t.a.v. corrosie en brand
veilig boren in elke ondergrond metal studs opsporen voor bevestiging documentatie, rapportage en archivering 2
Detectiebehoeften
17 VAKBLAD I 1 2015
p16_Artikel 4.indd 17 06-03-15 08:47
houder dit voordat de kist werd gesloten.
Maar nu die vrijwel geheel van de bouw-
plaats is verdwenen en de technische
mogelijkheden aanwezig zijn, wordt
steeds vaker een niet-destructieve con-
trole achteraf geëist. Deze moet het liefst
100% zijn in plaats van een steekproef.
Er zijn nog meer redenen waarom de
wapening achteraf in kaart wordt
gebracht:
? voor het achteraf bepalen van de duurzaamheid;
? voor controle van de aanwezige wapening in geval van een veran-
derde belastingsituatie of verbou-
wing, vooral als de tekeningen
ontbreken;
? voor het vermijden van wapenings- treffers bij het boren van ankergaten
of sparingen voor bijvoorbeeld
leidingdoorvoeren;
? voor het lokaliseren van de wapening om er, bij uitbreiding van een
bestaande constructie, achteraf stek-
wapening in te boren (fig. 2);
? indien wenselijk is om andere objec- ten in het beton op te sporen zoals
metalen leidingen, holle ruimten of
elektrische leidingen.
Detectietechnieken
Er bestaan diverse methoden om niet-
destructief wapening in beton te detec-
teren. Deze worden hieronder kort
besproken. Inductie
Bij inductie, een techniek die bijvoor-
beeld door een dekkingsmeter wordt
gebruikt, wordt een magnetisch veld
gegenereerd door een primaire elektri-
sche spoel (fig. 3). Wanneer de spoel
over een wapeningsstaaf beweegt,
wordt door de ijzermassa van de wape-
ning het magnetische veld vervormd.
Dat leidt tot een inductieve stroom in
een secundaire spoel. Aan de eigen-
schappen van dit signaal kunnen gege-
vens over positie, dekking en diameter
worden ontleend. De bepaling van
positie en dekking heeft een relatief
hoge betrouwbaarheid en de techniek
is ongevoelig voor de samenstelling of
het vochtgehalte van de ondergrond.
De scandiepte reikt tot ca. 180 mm.
Er kan een redelijke schatting van de
diameter van de wapening worden
gedaan. Een beperking is wel dat deze
techniek alleen werkt op ferro-metalen
objecten. Voor een goede identificatie
van individuele staven is een verhou-
ding dekking:staafafstand van 1:2
noodzakelijk (fig. 4). Wapening in een
dieper gelegen laag kan aan het zicht
worden onttrokken wanneer deze
parallel aan de bovenliggende laag
loopt (fig. 5).
Radar
Er kan een radargolf de ondergrond
worden ingestuurd. Deze radargolf reflecteert op objecten die een andere
permittiviteit (weerstand voor elektro-
magnetische straling) hebben dan het
beton, zoals staal of lucht. De reflecties
worden door het apparaat weer opge-
vangen. De tijd die verstrijkt tussen uit-
zenden van een puls en ontvangen van
de reflectie, bepaalt de afstand van het
object tot het betonoppervlak. Deze
techniek is geschikt voor lokaliseren van
objecten en bepalen van de relatieve
diepte. De loopsnelheid van de radar-
golf is bijvoorbeeld afhankelijk van de
vochtigheid van de ondergrond en de
dichtheid van het beton. Dit maakt de
dekkingsmeting minder betrouwbaar.
Radartechniek is niet geschikt voor het
vaststellen van de diameter van wape-
ning. De detectiemogelijkheden nemen
af met de diepte en de hoeveelheid
bovenliggende wapening. Voordeel is
wel dat met radar bijna alle in het
beton ingesloten objecten zichtbaar
zijn te maken en in beperkte mate is te
identificeren wat de aard van het gelo-
kaliseerde object is. Ook dieper gelegen
lagen kunnen zichtbaar zijn en er zijn
minder strenge eisen aan de staafaf-
stand. Verder is de grotere scandiepte
(tot 300 á 400 mm) een pluspunt. Nog
grotere diepten zijn ook mogelijk; dit
gaat echter ten koste van de
nauwkeurigheid.
Ioniserende straling
Door een soort röntgenfoto te maken
van een betondeel, kan een tweedimen-
sionale projectie van het inwendige wor-
den gemaakt. Aan deze techniek kleven
veel nadelen: het is kostbaar, tijdrovend,
vergt maatregelen voor de veiligheid van
omstanders en geeft geen diepte-indica-
tie. Bovendien moet het betonelement
aan twee zijden bereikbaar zijn. Daar
staat tegenover dat de projectie wel een
zeer betrouwbaar beeld geeft van de
situatie en dat alle objecten in het beton
zichtbaar worden. Deze methode wordt
in de staalindustrie veel toegepast maar
nauwelijks voor betonconstructies.
Andere NDO-methoden
Er zijn diverse andere niet-destructieve
onderzoeksmethoden (NDO) die op
3
Bij inductie wordt
een magnetisch veld
gegenereerd door een
primaire elektrische
spoel
18 VAKBLAD I
1 2015
p16_Artikel 4.indd 18 06-03-15 08:47
betonconstructies worden toegepast,
maar die ongeschikt of minder geschikt
zijn om iets over de wapening en de
dekking te zeggen. Dit zijn onder meer:
? potentiaalmeter: de kans op corrosie;
? ultrasoon meter: betonkwaliteit, scheurdiepte en delaminaties;
? pulse echo ultrasoon meter: ligging voorspankabels en andere objecten;
? terugslaghamer: betonkwaliteit;
? impact-echo: delaminaties en holten;
? thermografie: holten.
De apparatuur
De twee eerder genoemde technieken
? inductie en radar ? bieden de beste
resultaten en zijn bovendien zonder
vergunning en met beperkte instructie
toepasbaar. Deze technieken hebben
zich de laatste jaren sterk ontwikkeld
door de toepassing van geavanceerde
software en 3D-technieken. Dit zijn dan
ook de meest toegepaste technieken.
Inductieve wapeningsdetectoren zijn
verkrijgbaar van heel simpele die al
voor een paar tientjes te koop zijn, tot
geavanceerdere systemen die zeer
nauwkeurig het beton en de wapening
in kaart brengen, compleet met com-
putersoftware om de resultaten te
analyseren en mogelijkheden om een
3D-beeld te maken. Laatstgenoemde
high end-systemen (bijvoorbeeld Hilti,
Proceq) gaan voor een paar duizend
euro over de toonbank.
Ook radarsystemen zijn in veel verschil-
lende vormen en maten beschikbaar.
Van compacte handzame scanners voor
het lokaliseren van wapening, holle
ruimten en metalstuds, tot uitgebreide
systemen die met meerdere antennes
of verwisselbare antennes zijn uitge-
voerd. Deze systemen worden, net als
de uitgebreide inductiesystemen, gele-
verd met computersoftware voor ana-
lyse en rapportage van de metingen en
de mogelijkheden om een 3D-beeld te
maken (bijvoorbeeld JRC, GSSI, Hilti).
De output van de radarsystemen is een
beeld dat bestaat uit allemaal parabo-
len ? de top van elke parabool duidt de
positie aan van een object ? maar er
bestaan ook systemen die deze weer-
gave vertalen naar eenvoudig te inter-
5
Wapening in een dieper
gelegen laag kan aan
het zicht worden ont-
trokken wanneer deze
parallel aan de boven-
liggende laag loopt
preteren 2D- of 3D-representatie van
de gemeten objecten. De high end-
radarapparatuur vergt een investering
die een veelvoud is van de inductieve
apparatuur.
Welk apparaat heb ik nodig?
Alvorens tot aanschaf van een detectie-
apparaat over te gaan, dient u vooraf
goed bij uzelf te rade te gaan welke
apparatuur de gewenste functionaliteit
levert. Hierbij gaat het om nauwkeurig-
heid, dieptebereik, de wens om de dia-
meter van de wapening achteraf te
bepalen, het meten van meerdere
lagen wapening en/of het lokaliseren
van andere objecten dan wapening. De
beschikbare technieken hebben een beperkte overlapping qua meetresul-
taat. De gebruiksaanwijzingen geven
duidelijk weer binnen welke randvoor-
waarden de apparatuur inzetbaar is.
Deze moet dan ook echt worden gele-
zen. Daarnaast dient u te overwegen of
u in staat bent de verkregen informatie
te interpreteren en te controleren.
Wie vooral is geïnteresseerd in contro-
leren van gerealiseerde dekking, kan
het best een simpele dekkingsmeter
nemen. Tenslotte meet u alleen wape-
ning in de bovenste laag (dus geringe
diepte) en is de nauwkeurigheid hoog
(typisch ca. 1 à 2 mm wanneer aan de
verhouding dekking:staafafstand van
1:2 wordt voldaan). Indien er gaten
moeten worden geboord door een
4
Voor een goede
identificatie van
individuele staven is
een verhouding
dekking:staafafstand
van 1:2 noodzakelijk
19 VAKBLAD I
1 2015
p16_Artikel 4.indd 19 06-03-15 08:47
400 mm dik vloer veld met voorspan-
wapening, kan beter worden gekozen
voor een radarsysteem om zeker te zijn
dat bij het boren de voorspanstrengen
niet worden geraakt.
Ook al is met de huidige technieken
veel mogelijk, er blijven situaties
bestaan waarin de beperkingen van
beide technieken een goede meting
uitsluiten. De jongste ontwikkelingen
maken het mogelijk om het beste van
radar en dekkingsmeter te combineren.
Hierdoor kunnen we met computer-
software de meetnauwkeurigheid van
de radar ijken aan de uitkomsten van
de Ferroscan (waardoor de radar de
nauwkeurigheid van de dekkingsmeter
benadert). Bovendien kan, door verge-
lijking van beide beelden, onderscheid
worden gemaakt tussen wapening en
andere objecten. Op dit moment zijn
hiervoor twee separate systemen ver-
eist en dat vergt een flinke investering
en een behoorlijke kennis van zaken.
De verschillende apparaten van de ver-
schillende leveranciers ontlopen elkaar
niet veel qua mogelijkheden. Wel is er
vaak veel verschil in het gebruiksgemak
van apparatuur en software.
Verantwoordelijkheid
De uitspraken die worden gedaan aan
de hand van metingen van de boven -
staande apparatuur, kunnen grote con -sequenties hebben voor veiligheid en
duurzaamheid. Hoewel de apparatuur
met beperkte instructie bruikbaar is,
dienen de resultaten altijd kritisch te
worden beoordeeld. De randvoorwaar -
den waarbinnen de apparatuur goede
resultaten geeft, zijn in de handleidin -
gen duidelijk weergegeven. Veelal wordt
de apparatuur echter buiten die voor -
waarden gebruikt en geeft deze toch
ogenschijnlijk duidelijke antwoorden.
De meeste apparatuur waarschuwt daar
niet voor, al gaan de nieuwste apparaten
wel deze kant op. Destructief ijken van de
meting is in deze gevallen noodzakelijk:
meerdere lagen wapening, te kleine dek-
king: staafafstand-verhouding, nabijheid
van andere magnetische materialen,
metingen starten op de verkeerde loca-
tie of metingen in een schuine stand ten
opzichte van de wapening.
Voor de interpretatie is het noodzakelijk
dat u goed doorhebt hoe een construc-
tie er zou moeten uitzien, wat u in het
beton zou kunnen verwachten en dat
u voldoende inzicht in de apparatuur
en het meetprincipe heeft. In een latere
uitgave van Betoniek Vakblad wordt die-
per ingegaan op de interpretatie van
wapeningsdetectie. Ruimte voor verbetering
Zoals uit bovenstaande blijkt, bestaat
het ideale apparaat nog niet dat voor alle situaties de beste oplossing biedt.
Al is dit met de combinatie van radar
en Ferroscan wel een stuk dichterbij
gekomen. Het bepalen van de diame -
ter van de wapening komt in de prak -
tijk meestal neer op een ruwe schat -
ting, aangezien de uitkomst niet
zelden een grote spreiding vertoont
doordat de data van de scan vaak veel
onzuiver-heden bevat.
Op een bijeenkomst over NDO, geor -
ganiseerd door de Betonvereniging
in voorjaar 2013, presenteerde TNO
een radartechniek, waarbij door inter -
ferentie van twee radargolven met
verschillende frequentie een verbluf -
fende nauwkeurigheid kon worden
verkregen voor diepte en diameter -
bepaling. Het zou zelfs mogelijk zijn
te detecteren of de wapening is aan -
getast door corrosie. Deze techniek
bestaat nu nog alleen in een ontwik -
kelfase. Het zou fantastisch zijn als
deze beschikbaar komt voor de markt.
Voor de nabije toekomst zijn lichtere,
handzame en volledig draadloze
systemen te ver wachten die via wifi
communiceren met een tablet of
telefoon en die daarnaast waar -
schuwen of geen resultaat geven
bij metingen buiten de randvoor -
waarden. Maar gelukkig kunnen
we met de huidige stand der techniek
al een heleboel.
6
Opsporen van voorspankabels met
behulp van een betonradar
foto: Hilti Lees de gebruiks aanwijzing!
De nieuwe generatie detectoren geeft mooie plaatjes
en snelle resultaten. Realiseer u dat deze onjuist kunnen zijn
indien niet aan de randvoorwaarden wordt voldaan.
De voorwaarden voor een betrouwbare meting staan om-
schreven in de gebruiksaanwijzing. Lees deze dus vooraf
aandachtig om de beperkingen te kennen en ijk de meting
als u niet aan de voorwaarden voldoet.
20 VAKBLAD I 1 2015
p16_Artikel 4.indd 20 06-03-15 08:47
Reacties