4 2023 Beton in waterbouw GROOTSTE ZOUTDAM TER WERELD ? DUURZAME MONOLIETVOEREN ? ONDERZOEK ALGEN EN MOSSEN ? BEKISTINGSOPLOSSINGEN AFSLUITDIJK BV 4-2023 Cover.indd 1BV 4-2023 Cover.indd 1 11-12-23 12:1111-12-23 12:11 VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD S tortklaar beton is een tijdkritisch pro- duct. Op het juiste moment leveren kan uitdagend zijn. Zeker op onvoorspelbare werkdagen en bouwterreinen. Suivo biedt biedt kant-en-klare digitale oplossingen voor deze speci eke uitdagingen in de betonsector. Ze helpen bij het vereenvoudigen van de plan- ning, het verbeteren van de samenwerking tussen alle partijen, en voorkomen dat beton- ladingen verloren gaan. Partner uitgelicht Hoe weet je dat jouw betonmixers op volle capaciteit draaien? Met de digitale systemen van Suivo optimaliseer je logistieke processen en work� ows, bespaar je kosten en blijf je concurrentieel in de betonsector. Suivo EEN GREEP UIT DE DIENSTEN: ? Geautomatiseerde statussen�worden met de IoT concrete tag doorgestuurd en gere- gistreerd in de Cloud. Zoals de beweging van de betonmixer, de begin- en eindtijd van los- sen en mengen enzovoorts. ? Track & trace�laat in real-time zien waar de voertuigen zich bevinden. Zo kun je de plan- ning optimaliseren, exibel inspelen op extra orders en just-in-time leveren. Heb je ook interesse om partner te worden, neem dan contact op met Coen Smets, 06-10705780 of via e-mail c.smets@aeneas.nl. Ook partner van Betoniek worden? Met het delen van kennis draagt Betoniek al sinds 1970 bij aan een goede kwaliteit van de bouw in Nederland. Dit doen we met hulp van onze partners, die net als wij het belang van kennis inzien. Tegenover deze ondersteuning staan een aantal privileges, zoals een hoge korting op licenties, aandacht in het vakblad en online en gratis gebruik van de vacaturebank. ? Small asset management betekent dat je onderhoud en inspecties van gereedschap- pen, machines en ander materieel kunt opvolgen. Dit vermindert het aantal onge- vallen en houdt je chau eurs veilig. Suivo verbindt alles. Dat helpt klanten hun planningen te optimaliseren, hun mensen en middelen e ciënter in te zetten en kosten te besparen. 2 VAKBL AD 4 2023 Betoniek Vakblad 04-Partners + Partners uitgelicht.indd 2Betoniek Vakblad 04-Partners + Partners uitgelicht.indd 2 08-12-23 15:2108-12-23 15:21 Landt E.T. in België ? Met de verrassende verkiezingen net achter de rug en het eindejaar al weer in zicht, buigt menigeen in Nederland zich over de vraag wat de toekomst ? en het klimaat ? in petto heeft. Deze a evering van ons vakblad laat een aantal voorbeelden zien waar het bouwen met beton een mooie bijdrage levert aan ? bijvoorbeeld ? het beperken van verzilting door indringend zeewater en de zoetwaterbeheer- sing in het IJsselmeer. Indrukwekkende projecten die een antwoord geven op de vergezichten op Nederland en waarbij we met vraagstukken bezig zijn die veel groter zijn dan ons tochtige vochtige laagland aan de Noordzee. Dus, waarom ook niet even over de grens kijken? Indrukwekkend om dit jaar niet alleen het Beton Event te bezoeken maar ook te genieten van de Concrete Day van de Belgische Beton Groepering in Leuven. Waar Nederland voorloopt in vergroening en circulariteit, toont België zich voorloper op het gebied van herbestemming, constructief beheer en renovatie. En over vergezichten gesproken: indrukwekkend was in Leuven de slotpresentatie met de vraag of E.T. in België landt! Het betreft hier de Einstein Telescope, gebouwd in een gelijkzijdige driehoek van geboorde tunnels, elk 10 km lang en 250 m diep. Uiteraard is ook hier de betonbouw slechts dienend aan het meetproces, maar het bouw- volume en de logistieke opgave zijn enorm. Een uitstekend project om jullie als beste bouwers om r aad te vragen bij deze verkenning van de grenzen van het heelal ? en van de betonbouw. Jullie input wordt zeer gewaardeerd. Het antwoord op de vraag of E.T. in België landt, is dan ook waarschijnlijk vol- mondig: "Ja! ... En ook een beetje in Nederland." Ik wens jullie mede namens mijn redactiecollega's veel leesplezier en jne feestdagen. En voor 2024 alvast veel uitdagende vergezichten. Hans Kooijman Hoofdredacteur Betoniek Vakblad Voor reacties: hanskooijman@betoniek.nlSELECTIEVE ONT TREKKING IJMUIDEN In het Binnenspuikanaal van het sluizencom- plex IJmuiden wordt gebouwd aan de grootste 'zoutdam' ter wereld. De dam voorkomt door selectieve onttrekking van zout water verdere verzilting van het Noordzeekanaal en achter- land. 4 ONDERZOEK NA AR MOGELIJKHEDEN EN GEVOLGEN In een bureaustudie, in het kader van de opleiding Betontechnologisch adviseur (BTA) van de Betonvereniging, is het gebruik van thermisch gereinigde recyclematerialen als duurzaam alternatief voor toepassing in monolietvloeren onderzocht. 14 BIOLOGISCHE A ANGROEI OP BETON Op het opper vlak van beton, blootgesteld aan buitencondities, kan biologische aangroei ontstaan. Dit bijvoorbeeld in de vorm van algen en mossen. In opdracht van Stutech is praktijkonderzoek uitgevoerd naar invloeds- factoren op dit fenomeen. 18 POMPEN ALS HET MOET De Afsluitdijk ondergaat op dit moment een behoorlijke metamorfose. Er worden nieuwe keersluizen, spuigroepen en een gemaal gebouwd. In dit artikel beschrijven we de bouw van de pompgroepen bij Den Oever en de bekistingsoplossingen die daar voor zijn toegepast. 24 DECEMBER 2023 JA ARGANG 10 EN VERDER Partner uitgelicht/partners 2 Colofon 31 VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 4 2023 Bouwen met betonGROOTSTE ZOUTDAM TER WERELD? DUURZAME MONOLIETVOEREN ? ONDERZOEK ALGEN EN MOSSEN ? BEKISTINGSOPLOSSINGEN AFSLUITDIJK 3 VAKBL AD 4 2023 INHOUD BV 4-2023_inhoud_redactioneel.indd 3BV 4-2023_inhoud_redactioneel.indd 3 08-12-23 15:2908-12-23 15:29 PROJECTGEGEVENS Project : Selectieve Onttrekking IJmuiden Opdrachtgever: Rijkswaterstaat Opdrachtnemer: Van Hattum en Blankevoort Grond-/baggerwerk: Van den Herik Installatietechniek (bediening en besturing): Vialis / Visser & Smit Hanab Staalconstructies en bewegingswerk: Spie Contractvorm: Design & Construct (UAV-GC 2005) Opdracht verleend: augustus 2021 Bouwwerkzaamheden: oktober 2022 tot eind 2024 Geplande oplevering: medio 2025 4 VAKBL AD 4 2023 Auteur Marijn van der Hoog, Van Hattum en Blankevoort ? Jos den Hollander, Van Hattum en Blankevoort ? Coen Smets, Betoniek / Aeneas Media 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 404-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 4 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 GROOTSTE ZOUTDAM TER WERELD ZOVEEL MOGELIJK PREFAB UITGEVOERD Selectieve Onttrekking IJmuiden 1 S electieve Onttrekking IJmuiden vanuit de lucht; de pijlers staan nu nog op het Arosa Sun-terrein 5 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 504-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 5 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 H et sluizencomplex in IJmuiden heeft sinds de komst van de Zeesluis IJmuiden in 2022 de grootste zeesluis ter wereld. Het complex is een van de belangrijkste en meest drukbevaren routes voor vaar verkeer tussen de Noordzee en de Nederlandse binnen - wateren. De nieuwe zeesluis is nog niet volledig in gebruik. Per schutting, komt er namelijk erg veel zout (zo'n 10.000 ton) in het Noordzeekanaal , soms wel tot aan het Amsterdam-Rijnkanaal. Dat is onwenselijk voor natuur, land- en tuin- bouw, koel- en/of proceswater voor industrie en drinkwater voorzieningen. Als de zoutdam eind 2024 functioneel in gebruik is, kan de in 2022 geopende nieuwe Zeesluis IJmuiden volledig worden ingezet. SELECTIEVE ONT TREKKING Om het zoete water te beschermen tegen ver - zilting, wordt zout water via een ingenieuze grotendeels betonnen constructie in een ge- creëerde vernauwing van het Binnenspuikanaal (fig. 2) terug naar de Noordzee afgevoerd, via het Spui- en Gemaalcomplex IJmuiden. Hierbij wordt gebruikgemaakt van het principe dat zout water zwaarder is dan zoet water. Het zoute water zakt naar de lokaal verdiepte zone in de waterbodem, gelegen voor de constructie voor selectieve onttrekking (SO). Tussen de SO- constructie en de ondergrond zijn drie grote openingen. Het zoute water wordt door deze openingen terug naar zee afgevoerd (spuien bij laag water, pompen bij hoog water). Het zoete water wordt juist tegengehouden door de dam en blijft in het Noordzeekanaal. De methode selectieve onttrekking is in Neder -land al eerder op kleine schaal toegepast bij het gemaal De Helsdeur in Den Helder. Gelet op de schaalgrootte, is de constructie bij IJmuiden zonder meer uniek te noemen. DE OPGAV E Het belangrijkste onderdeel van de totale opgave was het ontwerp en de realisatie van de SO-con - structie. Deze is circa 90 m breed en bestaat uit t wee pijlers, twee landhoofden, met daartussen drie betonnen scheidende wanden (fig. 4). Deze scheidende wanden reiken niet tot aan de bodem, waardoor er aan de onderzijde sleufvormige openingen overblijven. Bovenin het middendeel van de scheidende wand komt een grote beweeg - bare zakdeur, die toegang verleent aan (onder - houds)schepen om het Binnenspuikanaal op te k unnen varen voor onderhoud aan de kades en de pompinstallaties van het achtergelegen gemaal. Verder worden er vier grote vispassages gerealiseerd. Ook de bodembescherming van het Binnenspuikanaal en Noordzeekanaal behoort tot de opgave. Ter plaatse van de SO-constructie wordt de bodem plaatselijk flink verlaagd tot NAP -23 m: de zogenoemde zoutvang. WATERBOUWKUNDIG L AB Om de methode selectieve onttrekking optimaal te laten functioneren, is de geometrie en posi- tionering van het hele ontwerp ? van de SO- constructie, de vernauwing van het Binnen- spuikanaal en het bodemverloop ? erg bepalend. Aan de hand van diverse computer - simulaties (CFD) en schaalproeven in het waterbouwkundig laboratorium heeft Deltares het optimale ontwerp gemodelleerd en bepaald. De uitkomsten uit deze proeven zijn door Rijks - waterstaat voorgeschreven als absolute hydraulische randvoorwaarden. Zolang de ontworpen en gerealiseerde SO-constructie aan deze randvoorwaarden voldoet, is Rijks - waterstaat verantwoordelijk voor de hele werking van het principe van selectieve onttrekking. UIT VR A AG Bij de uitvraag heeft Rijkswaterstaat twee toprisico's gedefinieerd: functieverlies van het Binnenspuikanaal en optreden van zettings - vloeiing. Functieverlies Binnenspuikanaal Het Binnenspuikanaal heeft een aantal zeer In het Binnenspuikanaal van het sluizencomplex IJmuiden bouwt Van Hattum en Blankevoort in opdracht van Rijkswaterstaat aan de grootste 'zoutdam' ter wereld. De dam voorkomt door selectieve onttrekking van zout water verdere verzilting van het Noordzeekanaal en achterland, en daarmee negatieve effecten op natuur, land- en tuinbouw, industrie en het drinkwater. Om tijdens de bouw de veiligheid te maximaliseren en het functioneren van het Binnenspuikanaal zo min mogelijk negatief te beïnvloeden, worden vrijwel alle constructieonderdelen voorgebouwd op het naastgelegen voorbouwterrein. Met de grootste hijsbok van Europa worden ze straks op hun definitieve plek gezet. 2 Pr incipe van Selectieve Onttrekking: het zware zoute water wordt door openingen onderin de constructie afgevoerd naar zee, het zoete water blijft achter in het Noordzeekanaal. 6 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 604-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 6 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 belangrijke functies. Het is een belangrijke afvoertak van water uit het achterland, dat via rivieren en het Amsterdam-Rijnkanaal en het Noorzeekanaal op dit kleine stukje water drukt. Ook heeft het kanaal een ecologische (vismigratie) en scheepvaartfunctie (voor onderhoud; geen vaarweg). Tijdens de gehele uitvoering moet daarom het risico worden ver- meden dat er functieverlies optreedt van het Binnenspuikanaal. Zettingsvloeiing De grondlagen in het specifieke gebied zijn gevoelig voor zettingsvloeiing. Dat is een geo- technisch gegeven van de locatiespecifieke samenstelling van de ondergrond. Zodra er tril- lingen optreden in de ondergrond, bijvoorbeeld bij het aanbrengen van funderingselementen zoals buispalen en damwandplanken, kan de korrelpakking van de grondlagen verweken doordat de waterspanning wordt verhoogd. Hierdoor ontstaat de kans op het afglijden, het rollen, van de grondlagen. Als dat eenmaal gebeurt, is het niet meer te beheersen. Naast deze toprisico's werden in de uitvraag tevredenheid van beheerder en omgeving als kansen gedefinieerd. ZOVEEL MOGELIJK PREFAB In de tenderfase is gekozen om de constructie - onderdelen zoveel mogelijk prefab uit te voeren op een voorbouwlocatie op het Arosa Sun-terrein, aan de noordkade van het Binnenspuikanaal en dichtbij de uiteindelijke positie van de SO- constructie. Met deze uitvoeringsmethode was het niet nodig om een zware en diepe bouwkuip te maken in het Binnenspuikanaal, waarmee direct de twee grote projectrisico's konden worden vermeden. Een bouwkuip had tot een gedeeltelijk functieverlies van het Binnen- spuikanaal kunnen leiden, maar ook de kans op zettingsvloeiing kunnen vergroten ten opzichte van de uiteindelijk gekozen methode. Bovendien is het geen prettige en veilige gedachte om personeel op grote diepte (NAP ?28 m) te laten werken, met het risico op (aan- vaar)schade en de hoge waterdruk op de bouwkuip. Een ander alternatief dat is overwogen, was het ter plekke maar zonder bouwkuip opbouwen van de pijlers en landhoofden, door kleinere ring- elementen 'in den natte' op elkaar te plaatsen en monteren. Dit bleek een te grote constructieve uitdaging, met name uit oogpunt van het kunnen 3 Z outgehalte door spuisluizen zonder (boven) en met selectieve onttrekking (onder); met op de afbeelding links het Binnenspuikanaal 5 Overzicht voorbouwterrein 4 De S O-constructie bestaande uit twee pijlers, twee landhoofden, scheidende wanden en een zakdeur in het midden 7 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 704-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 7 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 garanderen van de voorgeschreven technische ontwerplevensduur van honderd jaar, conform Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken (ROK) versie 1.4. GROOTSTE HIJSBOK VAN EUROPA De methode van zoveel mogelijk prefab op de voorbouwlocatie bouwen brengt een enorme gewichtsuitdaging met zich mee. Met name de twee pijlers zijn qua afmetingen en gewicht gigantisch. Die moeten nog wel even op zijn plek worden gehesen. Al in de tenderfase heeft Van Hattum en Blankevoort hier voor de samen- werking opgezocht met het Belgische bedrijf Scaldis, dat is gespecialiseerd in het op- en af- breken van zware offshore (staal)constructies. De ingezette hijsbok Gulliver (foto 6) is de grootste van Europa en heeft een hijscapaciteit van 4000 ton. Hoewel dus een aanzienlijke capaciteit, is gedurende het hele project veel aandacht besteed aan weight watching van de pijlers. De pijlers wegen namelijk circa 3000 ton en moeten op een bepaalde afstand van de kade worden opgepakt. Ook een strakke plan- ning van de werkzaamheden is cruciaal. De inzet van de Gulliver moest namelijk ruim een jaar van te voren worden vastgelegd. GEWICHTSREDUCTIE Het hele uitvoeringsplan staat of valt bij het kunnen optillen van de zwaarste onderdelen, de twee pijlers. In de tenderfase zijn daarom bewust bovenwaarden aangehouden, met name van het soortelijk gewicht van het beton en de hoeveelheid toe te passen wapening. Op deze twee punten kon gedurende het project inderdaad enige gewichtsreductie worden behaald. De geometrie van de pijlers was al voorgeschreven. De dikte van de buitenwanden is in het ontwerp door Van Hattum en Blanke - voort bepaald en zo slank mogelijk gehouden. Dat bleek uitdagend. Desondanks is bij de uitwerking van het ontwerp op de totale hoe - veelheid toegepast materiaal bespaard, en dus op duurzaamheid en kosten. Gedurende de hele uitwerking van het project zijn alle constructie - onderdelen altijd met voldoende marge onder het maximale hijsgewicht gebleven. Dat gaf alle betrokken projectpartners een comfortabel gevoel. T YPE BETON In het ontwerp is het toegepaste constructie - beton bepaald op C35/45. Het betonmengsel is samengesteld conform de ROK 1.4 en geldende NEN-normen. Het beton moet voldoen aan de milieuklassen XD3, XC4, XF4 en XS3. Daar van is XS3 (aantasting door chloriden uit zeewater, getijdenzone, spat- en stuifzone) het meest maatgevend. Omdat gewicht zo'n belangrijk onderdeel is in dit project, zijn door Van Hattum en Blankevoort aanvullende eisen gesteld aan de volumieke massa van het beton per stort. Als eerste zijn de massieve voeten van de verder holle pijlers gestort. Bij het storten daar van, zo'n 25% van het totale betonvolume van de pijlers, is bij elke betonmixer gecontroleerd of de volumieke massa van het geleverde beton binnen de gestelde randvoorwaarden bleef. KLIMBEKISTING Voor de pijlers en landhoofden is een klim- bekisting gebruikt (foto 7). Vanaf de voet gaat de klimbekisting elke slag 3,25 m omhoog. In totaal bestaat het stortplan van de pijlerwanden uit acht stortslagen (fig. 8). De wanden zijn circa 500 mm dik. Vanwege het volume en de warmteontwikkeling van het beton, treden inwendige spanningen op die tot scheur vorming kunnen leiden. Om de scheurwijdte te beheer - sen, is de werkwijze van CROW-CUR Rapport 1:2020 aangehouden. Uit kostenoverweging is niet gekozen voor het koelen van de beton- mor tel, maar voor het toepassen van extra wapening om de optredende spanningen op te kunnen vangen. 7 De pi jlers, met sponning voor de wanden, zijn gestort met een klimbekisting De pijlers worden met de grootste hijsbok van Europa in een natte bouwkuip gehesen en uiteindelijk op staal gefundeerd 6 Gulli ver, de grootste hijsbok van Europa bron: DEME 8 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 804-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 8 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 VOORBOUWLOCATIE Het Arosa Sun-terrein is vergroot en ingericht als voorbouwlocatie voor nagenoeg alle con- structieonderdelen, met als gevolg meer meters aan kademuur en een hogere belastbaarheid van het maaiveld (fig. 9). Dit tot tevredenheid van Rijkswaterstaat, de beheerder van het sluizencomplex. De buispalen van het nieuwe stuk kade zijn trillend ingebracht. Vanwege het risico op zettingsvloeiing zijn diverse waterspanningsmeters ingezet om de water- spanning te meten en monitoren tijdens het trillen. Deze geven aan de hand van signale - ringswaarden aan wanneer de spanning te hoog dreigt te worden. Het tijdelijk stoppen met trillen zorgt in dat geval voor een significante daling in de waterspanning. Vanwege het enorme gewicht van de pijlers, was het van belang de ondergrond van de voorbouwlocatie te versterken. Het zou echter zonde zijn om de pijlers op een paalfundering te zetten. Dat zou een verloren constructie hebben betekend. Bovendien zou het heien het risico op zettingsvloeiing aanzienlijk hebben ver - groot. Ook was het nodig om de combiwanden van het nieuwe stuk kade, vanwege het gewicht van de pijlers, diagonaal te verankeren. Daarbij zouden funderingspalen in de weg hebben gezeten. In plaats van het toepassen van een paal- fundering, is de grondconstructie van de voorbouwlocatie gewapend met een vezelnet gevuld met menggranulaat. Het gewicht van de pijlers en de scheidende damwanden wordt hiermee goed verspreid en de zetting treedt gelijkmatig op. De verticale ver vorming van de ondergrond is berekend en de zakking verliep volgens verwachting. Om deze kleine ver vor - mingen op te vangen, kon de klimbekisting niet altijd loodrecht omhoog en moest deze soms enkele millimeters worden bijgesteld. Zeker bij prefab luistert maatvoering erg nauw. Eenmaal op hun plek moeten de pijlers uiteraard wel een continue loodrechte lijn aanhouden binnen de gestelde toleranties. HIJSVOORZIENINGEN PIJLERS De pijlers worden straks opgetild door de hijsbok. Naast gewichtsreductie, is het goed verdelen van het gewicht over de hijspunten extreem belangrijk. De positie van de hijspunten heeft namelijk een direct gevolg voor het maximale hijsgewicht. Daarom zijn vooraf kaders en toelaatbare toleranties bepaald voor 8 S tortplan van de pijlers 9a P alenplan versterkte voorbouwlocatie (plattegrond) 9b 0 06 007 0 08 010 2 03 2 05 207 4 10 4 11 412 413 414 415 416 417 S 50L- 03 S 50L - 0 4 S50L - 0 5 S 50L- 03 S 50L - 0 4 S50L - 0 5 B L03 0 06 007 0 0 8 010 2 0 3 2 05 207 4 10 4 11 412 413 414 415 416 417 S 50 L - 0 3 S 50 L - 0 4 S50 L - 0 5 S 50 L - 0 3 S 50 L - 0 4 S50 L - 0 5 B L0 3 F 2 G H H J J E 4 WT G 5 DL DL s ch i p 1 1 0 x 11 ,4 m F 1 F 4 F 3 PVR g estuurde boring ( Liander) best aande gr outankers ha ndhaven bestaand verankeri ngsscherm h andhaven V gording HEB 360 op +0.400 voorbouwlocatie b ol d er s (2 50kN ) h. o. h . c a. 15 m Lo sw al 1 5 0 00 2 . 0 2 .0 N.A.P.+0, 000 m K.P. -0,400 m b.k. aanleg bodem- beschermin g -23m b.k. toekomstige zoutvang -25m 1: 5 Pv r gest uur de boring (Lian der) -stren gs anker systeemgrens werkgrens stal en buispaal ø1420x20 43° 4 7° stal en deksl oof B=1950 schaal: 1:500 9 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 904-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 9 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 de posities van de hijspunten. Bovenop de pijlers zijn twee hijsframes speciaal voor dit werk ont- worpen en geproduceerd, voor een eenmalige hijsbeweging (foto 11). De frames zijn circa 3 m hoog en hebben elk twee hijspunten, elk hijspunt is met elf hijsankers aan de pijler bevestigd. De langste hijsankers zijn circa 14,5 m lang. Dit zijn Gewi-staven die door sta- len mantelbuizen worden doorgekoppeld. Het aanbrengen moest zeer nauwkeurig gebeuren, met een steltolerantie van maximaal 1 à 2 mm. Naast de hijsframes, is een speciaal stelframe op maat gemaakt om de hijsankers per groep snel, efficiënt en nauwkeurig te stellen. Hiermee is veel bouwtijd gewonnen. Bij het monteren van het hijsframe worden de Gewi-staven op spanning gezet en aangetrokken op het frame met behulp van een vijzel. Daarmee wordt de verlenging uit de staaf gehaald, zodat dit tijdens het hijsen niet kan gebeuren. Voor het hijsen zelf worden de hijshaken van de hijsbok, de shackles met elk een maximale hijscapaciteit van 900 ton, aan het frame bevestigd. Om de schaalgrootte nog maar eens te benadrukken: de borgpennen in de hijshaken hebben een diameter van 440 mm en worden hydraulisch aangedreven (fig. 10). Nadat de pijlers op hun plek staan, wordt het hijsframe verwijderd. De uit de pijlers uitstekende hijsankers worden doorgeslepen en met beton afgewerkt. STELLEN VAN DE PIJLERS Voor het plaatsen van de pijlers wordt gewerkt met een natte bouwkuip vrij in het water. De pijlers worden tijdelijk op palen geplaatst. In de paal wordt onder water een paalkop gemaakt van gewapend onderwaterbeton. Daarop wordt een stalen plaat gemonteerd en ondergoten met grout. Op de plaat wordt een vijzel aangebracht. De pijler wordt met de hijsbok in de bouwkuip gehesen en tot circa 5 cm boven de vijzels gebracht. Ver volgens worden de vijzels uitgezet en nemen ze het gewicht van de pijler geheel over, zodat de kraan ontkoppeld kan worden. Per pijler zijn acht vijzelpalen met acht vijzels geïnstalleerd, verdeeld in drie hydraulische groepen, zodat de beste stabiliteit kan worden gegenereerd (driepoot). Hiermee wordt de pijler in het verticale vlak op de juiste positie gesteld. In het horizontale vlak wordt de pijler gesteld door middel van een lier-constructie. Onderin de voet zitten acht punten, met daaraan de lie - ren die via katrollen bovenop de bouwkuip worden aangetrokken (fig. 12). Na het stellen van de pijler wordt de ruimte tussen de onderzijde van de pijler en de op de waterbodem aangebrachte grindlaag opgevuld met grout. Na het ondergrouten worden de vijzels weer ingetrokken en worden de pijlers volledig gedragen door de ondergrond. De pijlers zijn dus 'op staal' gefundeerd. Om er voor te zorgen dat de pijlers niet meer kunnen verplaatsen nadat ze zijn gesteld, wordt aan de voor- en achterzijde plaatselijk onderwaterbeton aangebracht tussen de pijler en de damwanden. Hierdoor wordt de belasting in geval van aanvaren afgedragen op de damwanden. Daarna wordt het bovengrondse deel van de bouwkuip afgebroken (de buis - palen en damwanden worden afgebrand). De holle ruimten van de pijlers worden elk met circa 1500 m 3 aan zand gevuld met zand voor extra ballast en stabiliteit. De bepaalde plaatsingstoleranties voor de pij- lers en ook de landhoofden zijn dusdanig dat ze haalbaar z ijn voor waterwerk, maar niet over - dreven groot. Strikte maatvoering is dus van g root belang. 10 Hi jsframes bevestigd aan de pijler Prisma + GPS Prisma + GPS Tijdelijk afdichten B 11 Op maa t gemaakt hijsframe, circa 3,5 × 4,8 × 2,5 m (l × b × h) 10 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 1004-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 10 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 UIT VOERING L ANDHOOFDEN Voor het bouwen van de landhoofden werd tijdens de tenderfase uitgegaan van een natte bouwkuip. Uiteindelijk is gekozen om aan weerszijden een droge bouwkuip te maken van circa 5 × 5 m. In de landhoofden worden grote staalframes aan de combiwanden van de kades gelast (zie verderop). Om er voor te zorgen dat het laswerk aan de strenge kwaliteitseisen vol - doet, is besloten dit niet onder water uit te voe -ren en dus een droge bouwkuip te maken. Eerst wordt een gewapende onderwaterbeton - vloer gerealiseerd op circa NAP ?15 m. Vanwege de op waartse waterdruk worden ankerpalen toegepast die de vloer op zijn plek houden. N.A.P. Waterpeil 0,40- m 22000 822 1,40+ m 25,00- m B A 26,50- m 1,40+ m 25,00- m 26,50- m 23,75- m? Baggerniveau 20,00- m 23,75- m? Baggerniveau 21,00- m Langsdoorsnede C-C schaal 1 : 100 Dwarsdoorsnede A-A schaal 1 : 100 B A 60008000 1657 1657 20,00- m bk damwand bk damwand 1000 1000 bk damwandN.A.P. 0,40- m 1500 27,15- m 1500 822 26,75- m 27,15- m 26,75- m 12 S tellen van de pijlers 13 Fasering SO-constructie Binnen gewicht blijven van de pijlers was cruciaal voor het kunnen hijsen en daarmee de uitvoerbaarheid van de gekozen uitvoeringsmethode 11 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 1104-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 11 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 'opgehangen' en waarmee deze wordt inge- klemd. WANDELEMENTEN De dikte van de betonnen scheidende wand- elementen tussen de pijlers en landhoofden is in het ontwerp bepaald op 1 m. Ze zijn in de langsrichting voorgespannen om de beton- doorsnede en daarmee het gewicht te reduceren, en omdat ze op die manier beter te tillen zijn. De elementen zijn circa 25 m lang en 13,5 m hoog en bestaan uit twee delen. Het onderste deel is circa 5,5 m hoog, het bovenste circa 8 m hoog. De twee delen worden onderling niet gekoppeld, maar met behulp van een stalen tandverbinding op hun plek gehouden. Deze tandverbinding wordt onder water geseald en geïnjecteerd met grout. De bovenste elementen hebben elk twee sparingen, waar nadien de vispassages aan worden gekoppeld. Aan de bovenkant zit een uitkraging die dient als toe - komstige toegangsweg van de kade naar de zakdeur. Het betonopper vlak wordt hier opge - ruwd tot de gewenste stroefheid. Een op maat gemaakte stalen randelement, ook wel de 'spoiler ' genoemd, wordt onderaan het onderste plaatelement bevestigd. De vorm van deze spoiler is voorgeschreven en is van belang voor de juiste werking van de selectieve onttrekking (hydraulische randvoorwaarde). Op de voorbouwlocatie is in de onderzijde van de scheidende wanden een stalen bevestigingsbalk ingestort, waaraan de stalen spoilerelementen zijn voorgemonteerd. De wanden worden ingeklemd in de sponningen van de landhoofden en pijlers. Dit wordt gedaan met behulp van rubberen oplegblokken en injectiekussens die ver volgens met grout worden geïnjecteerd. Daaroverheen komt een rubberen profiel voor een waterdichte afwerking. G ladhei dsscherm zuid loopt aan k anaalzijde door ov er bocht deurbergk ade verharding Hekw erk h= 2000mm Afsluitende plaat t.b.v. hijsvoorziening 8x Mantelbuis i nw.?110 (i ncl. trekkoord) waar van 5 st. gereser- veerd voo r kabels rooster t.b.v. af dicht ing dilatatie aanlegni veau -23,0m N.A.P. toekomst ig aanl egniveau -25,0m N .A.P. ( zout vang) Isometrisch aanzicht Landhoofd noord 2.0 Isometrisch aanzicht Landhoofd noord (voet sponning) G ladhei dsscherm zuid loopt aan k anaalzijde door ov er bocht deurbergk ade verharding Hekw erk h= 2000mm Afsluitende plaat t.b.v. hijsvoorziening 8x Mantelbuis i nw.?110 (i ncl. trekkoord) waar van 5 st. gereser- veerd voo r kabels rooster t.b.v. af dicht ing dilatatie aanlegni veau -23,0m N.A.P. toekomst ig aanl egniveau -25,0m N .A.P. ( zout vang) Isometrisch aanzicht Landhoofd noord 2.0 Isometrisch aanzicht Landhoofd noord (voet sponning) 14 Isomet risch aanzicht van landhoofd noord (rechtsonder de voet van de sponning) Bou w van de scheidende betonwanden op de voorbouwlocatie 12 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 1204-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 12 11-12-23 12:1611-12-23 12:16 ZAKDEUR Tussen de pijlers komt een zakdeur met hydrau- lisch bewegingswerk. De bediening van de deur gaat met behulp van cilinderstangen. Het belangrijkste voordeel van dit systeem, ten opzichte van een elektromechanisch systeem dat de deur met tandwielen bedient, is dat het minder gevoelig is voor maattoleranties. Gezien de prefab bouwwijze en de schaalgrootte van het werk is dat geen overbodige luxe. Een ander voordeel van het hydraulische systeem is dat de aandrijfverbindingen zich boven het water bevinden en daarmee beter zijn te onderhouden. Er is gekozen door een extern verstevigde deur met vakwerk. VISPASSAGES Een van de functies van het Binnenspuikanaal is vismigratie van en naar de zee. Daarom zijn er vier vispassages voorzien in de bovenste beton- nen wandelementen van de SO-constructie (fig. 16). Dit zijn betonnen bakken zo groot als fietstunnels die aan de bovenzijde zijn voorzien van rooster vloeren. In de bakken komen diverse tussenschotten. Ook van de vispassages is de hele geometrie inclusief de tussenschotten voorgeschreven. Vanwege de verschillende zoutgehaltes, de opstuwing en stroming in het water kan een hoogteverschil tot 40 cm ontstaan tussen de waterniveaus aan beide zijden van de SO-constructie. De schotten breken de stroom- versnelling en waterdrukken die door dit hoogte - verschil optreden en zorgen er voor dat de vissen rustig kunnen passeren. Ook de 4,5 m brede en 3,5 m hoge vispassages worden in zijn geheel als U-vormige bakken geprefabriceerd op de voor - bouwlocatie. Bovenin worden ze voorzien van s tabilisatieframes om de bakken stabiel te hou - den tijdens het hijsen. De twee lange bakken h angen volledig aan de scheidende wanden aan de zijde van de landhoofden. De twee korte bak - ken worden op stalen balken geplaatst die in de pi jlers zijn gemonteerd. UNIEKE CONSTRUCTIE Selectieve Onttrekking IJmuiden is vanwege zijn schaalgrootte een uniek project dat Nederland als waterbouwland nog steviger op de kaart zet. Door er voor te kiezen om zoveel mogelijk constructieonderdelen op de voorbouwlocatie te prefabriceren, kan veilig worden gewerkt en de beste kwaliteit worden verkregen. De werk - zaamheden hebben minimale invloed op het functioneren van het Binnenspuikanaal. Op het moment van verschijning van dit artikel zijn de pijlers gereed en worden de definitieve posities in het Binnenspuikanaal voorbereid. Dankzij weight watching gedurende het project, zijn de pijlers hijsbaar en kunnen ze in april 2024 daad - werkelijk op hun eindbestemming worden geplaatst. A BSK 2 3 4 1 A A 27650 500025380 5000 29734 Fender t.b.v. aanvaar bestendi gheid Fender t .b.v. aanvaar bestendi gheid Fender t .b.v. aanvaar bestendi gheid Fender t .b.v. aanvaar bestendi gheid B B C C Trekput Trekput Ei nde hekwerk h=2000 Einde hekwerk h=2000 schaal:1 : 200Bovenaanzicht SO-Constructie 16 Bo venaanzicht SO-constructie, met aan de landhoofden de lange en aan de pijlers de korte vispassages PROEFTUIN GEOPOLYMEERBETON De afdekplaten van beide buitentste vispassages van de vispassages worden uitgevoerd in geo - pol ymeerbeton. Het hiervoor ontwikkelde pro- duct is het eerste en tot op heden het enige dat door het Betoninnovatieloket is gevalideerd als goed en duurzaam alternatief voor cementbeton. Met de validatie accepteren onafhankelijke des - kundigen uit verschillende organisaties en onder leiding van CROW dit product. Selectieve Onttrek - king IJmuiden is één van de vier projecten die zijn geselecteerd om mee te doen aan de proeftuin van BouwCirculair. Rijkswaterstaat en TNO moni- toren het project de komende vijf jaar. ARTIKELENSERIE ZEESLUIS IJMUIDEN In Cement is in 2020 een vierluik verschenen over het ontwerp en de uitvoering van de nieuwe Zeesluis IJmuiden. De artike - len uit deze serie zijn tijdelijk gratis toegankelijk. 17 18 13 VAKBL AD 4 2023 04-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 1304-13-Selectieve onttrekking IJmuiden.indd 13 11-12-23 12:1711-12-23 12:17 ONDERZOEK NA AR MOGELIJKHEDEN EN GEVOLGEN Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren 1 Monoliet afgewerkte druklaag op een kanaalplaatvloer 14 VAKBL AD 4 2023 Auteur Daphne Sijtsma, Van de Beeten Grondstoff en en Recycling 1 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1414-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 14 08-12-23 15:2608-12-23 15:26 In een bureaustudie, in het kader van de opleiding Betontechnologisch adviseur (BTA) van de Betonvereniging, is het gebruik van thermisch gereinigde recyclematerialen als duurzaam alternatief voor toepassing in monolietvloeren onderzocht. De studie heeft één duidelijk doel: advies geven over het gebruik van deze materialen en hun impact op de prestaties van monolietvloeren 2. En daarmee een weg vinden naar duurzame en circulaire monolietvloeren zonder concessies te doen aan kwaliteit. R APPORT Dit is een artikel in een serie naar aanleiding van de opleiding Beton- technologisch Adviseur van de Betonvereniging (BTA). Het artikel is gebaseerd op het adviesrapport 'Monolietvloeren ? Wat zijn de gevol- gen van het gebruik van thermisch gereinigde materialen in monoliet- vloeren?', dat Daphne Sijtsma heeft opgesteld als eindopdracht voor deze opleiding. Geïnteresseerden kunnen het rapport opvragen via Betoniek . Scan de QR code voor meer informatie over de cursus BTA M et thermische reiniging kan teer- houdend asfalt worden gerecycled en geüpgraded, waarna het geschikt wordt voor gebruik in beton. De zogenoemde Thermisch Gereinigde Recycle- materialen (TGR) komen voort uit een proces in speciale installaties, bekend als Thermische Reinigingsinstallaties (TRI). Het proces begint met het verzamelen van teerhoudend asfaltafval, dat vaak veront- reinigingen en ongewenste materialen bevat. Dit asfalt wordt naar de TRI-faciliteit getrans- porteerd, waar het onder gecontroleerde omstandigheden wordt onderworpen aan hoge temperaturen. Tijdens dit thermische proces worden de onzuiverheden en teer- componenten door middel van verbranding verwijderd, waardoor zuiverdere en bruikbare materialen overblijven. De resulterende gereinigde recyclematerialen vertonen eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van primair zand en grind. Dit is te danken aan het feit dat zand en grind oor- spronkelijk de basismaterialen zijn van teerhoudend asfalt. Door die vergelijkbare eigenschappen kan het recyclemateriaal worden gebruikt als alternatieve grondstof in beton. Het gebruik van (lokale) TGR leidt tot een verlaging van de MKI-waarde, zo is de ver- wachting. Het thermische reinigingsproces heeft ook invloed op de milieuhygiënische kwaliteit van het granulaat, waardoor de Polycyclische Aromatische Koolwaterstoff en (PAK's) van het teer worden verwijderd totdat deze binnen de grenswaarden van het Besluit bodemkwaliteit (Bbk) vallen. Het thermische reinigingsproces kan ook invloed hebben op de materiaalkundige kwaliteit, waaronder de waterabsorptie. Hiermee kan het gedrag en samenstelling van de betonspecie verschillen van mengsels met natuurlijk zand en grind. Bij het samenstellen van een betonmengsel met TGR voor monolietvoeren moet met een aantal afwijkende eigenschappen rekening worden gehouden ten opzichte van zand en grind: ? TGR heeft een hogere waterbehoefte door een hoger aandeel fi jn materiaal en een variërende korrelvorm. ? TGR heeft een hogere waterabsorptie wat aandacht vraagt vooraf en/of tijdens het mengproces. ? De toplaag van beton met TGR heeft een lagere slijtvastheid en hardheid indien er geen instrooimateriaal wordt gebruikt. ? TGR heeft invloed op de keuze van het cement door het hogere alkaligehalte en langere bindtijd. ? Beton met TGR is enkele tinten donkerder van kleur. ALGEMENE SCHADE OORZAKEN MONOLIET VLOEREN Om de mogelijkheden van thermisch gereinigde recyclematerialen in te kunnen schatten is het belangrijk om na te gaan wat de invloed is op mogelijke schades. Schades kunnen optreden in verschillende fases, zoals bij de aanleg of het gebruik van de vloer. Zo kunnen door het gebruik DUURZAME MONOLIETVOEREN De duurzaamheid van een monoliet- vloer kan op verschillende manieren worden beïnvloed. De grootste winst voor de MKI-waarde is te behalen door reductie van de hoeveelheid cement en/ of de hoeveelheid klinker in het cement. Andere mogelijkheden zijn het elektri- fi ceren van transport en apparatuur, het reduceren van krimp en daardoor de krimpwapening, het verlengen van de levensduur, het dikker uitvoeren van de fundering (met als gevolg een dunnere vloer) en het gebruik van (lokale) recyclematerialen. 1) Tijdens de opleiding Betontechnologisch Adviseur en bij het schrijven van dit artikel was Daphne Sijtsma werkzaam als projectleider bij MILON. 2) In de studie en in dit artikel zijn een aantal conclusies gebaseerd op aannames en/of fi ctieve data. Delaminatie is een veel voorkomende schade 15 VAKBL AD 4 2023 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1514-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 15 08-12-23 15:2708-12-23 15:27 slijtage en schade optreden door veel en/of zwaar transport en opslag maar ook door krimp, kruip of vorst. Schades in de gebruiksfase zijn in dit onderzoek echter buiten beschouwing gelaten. Schades tijdens de realisatiefase zijn te wijten aan bijvoorbeeld verminderde hydratatie of te veel water onder te toplaag. Dit kan onder meer leiden tot stofvorming of delaminatie. Met name delaminatie is een veel voorkomende schade, waarbij de oorzaak niet altijd even makkelijk te bepalen is. Meestal is de oorzaak dat tijdens de aanleg van een monolietvloer een zwakke zone kan worden gecreëerd, die horizontaal en parallel loopt met de toplaag. Delaminatie kan alleen ontstaan als aan de volgende drie condities wordt voldaan: ? monolitisch afgewerkte vloer ? s tijgende water- en/of luchtbellen in het beton door energie ? ondoor dringbare zeer dichte toplaag Een overzicht met informatie over delaminatie staat in het kader 'Meer informatie over dela- minatie'. In tabel 1 staat een overzicht van de schades en de oorzaken bij het gebruik van thermisch gereinigde recyclematerialen. Daarnaast is er bij toepassen van TGR mogelijk een verminderde kans op krimp (uitdrogings-, autogene- en chemische krimp). Dit komt doordat het absorptiewater uit en in de TGR kan worden gebruikt ter compensatie. PRESTATIE-EISEN Om garantie op prestaties te kunnen geven, wordt ten aanzien van onder meer de samen- stelling geadviseerd een aantal aanbevelingen in acht te houden bij (controle van) inkoop en acceptatie van de grondstoffen. Deze aanbeve -lingen staan in tabel 2. Waar een verklaarde waarde is vereist, is deze waarde nodig voor de berekening of interpretatie voor het proces. PRODUCTIE Het is aan te bevelen om vooraf een geschikt - heidsonderzoek te doen naar mengsels met TGR (en bijbehorende aanpassingen in het mengsel en mengproces) en de betreffende installatie. Tabel 2. Eisen aan het beton voor garantie op prestaties PAR AMETER EIS Korrelgrootteverdeling EN 12620; G C 90/15 en G F85 Gehalte fijn < 5% TGR fijn Vochtgehalte ? waterabsorptie, met een maximum van 8% (m/m) Classificatie Ru90 XRg-1 Vreemde- en drijvende (bestand)delen Geen Korrelvorm Verklaarde waarde Vlakheidsindex FI 20 Dichtheid> 2,2 kg/m 3 HumusNegatief Waterabsorptie < 5% (m/m) L A-coëfficiënt LA 25 ASRCUR-Aanbeveling 89 Invloed bindtijd cement A 40 TOC< 1,0% TGR fijn; < 0,5% TGR grof Gloeiverlies < 2% TGR fijn; < 1% TGR grof Kleur Geen eis 2 Monoliet vloer uitgevoerd met TGR Tabel 1. Schades, schademechanismen en oorzaken bij gebruik van TGR SCHADE SCHADEMECHANISME OORZA AK Stofvorming Verminderde hydratatie of uitdroging van het oppervlak Een hogere waterabsorptie van TGR Slecht of ongwenst uiterlijk Niet goed geïntegreerde instrooilaag Kleur niet naar verwachting ? Een v erkeerde timing van het schuren door de onbekendheid van (de eigenschappen van) TGR ? Be ton met TGR is donkerder van kleur Zachte toplaag Vertraging of schuimvorming door hulpstof Onverwachte reactie van TGR met hulpstof Delaminatie (Te) veel stijgende water- of luchtbellen door vlinderen, verzameld tot flenzen onder de ondoordringbare dichte toplaag Door te weinig kennis en ervaring kan de technoloog en/of de verwerkers verrast worden door de andere eigenschappen van de betonspecie met TGR MEER INFORMATIE OVER DEL AMINATIE ? St utech/Stufib rapport 25a ? Delaminatie (2006). ? Be toniek, 13/29 - Losliggende toplagen (2006). ? C ement 2009/6 ? Delaminatie in monoliet - vloeren (2009). ? Be toniek 2019/3 ? Delaminatie maakt nog steeds veel los. 16 VAKBL AD 4 2023 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1614-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 16 08-12-23 15:2708-12-23 15:27 Zodoende kan er voldoende kennis en er varing worden opgedaan alvorens de betonspecie in monolietvloeren wordt gebruikt. Houd hierbij rekening met de volgende aandachtspunten: ? Meer en andere hulpstof is bij TGR nodig door de hogere waterbehoefte en variërend toeslagmateriaal. ? V ooraf het toeslagmateriaal bevochtigen indien nodig. ? E en dwangmenger voor het mengproces. ? Be heersing proces en samenstelling/ betonspecie. ? Met en van de vloeibaarheid, stabiliteit en de wcf/wbf. UIT VOERING Toepassing van betonspecie met TGR brengt extra uitdagingen met zich mee ten aanzien van het gedrag tijdens de uitvoering. Er is immers minder kennis en er varing mee dan met primaire materialen. Het is aan te beve - len de verwerker en stortploeg in te lichten/ a dviseren over het gebruik van TGR in de betonspecie en de mogelijke gevolgen hier van. Communicatie tussen betoncentrale/beton - technoloog en het vloerenbedrijf/verwerkers is e ssentieel. Een mengsel is vaak stabieler met TGR door de hoeveelheid fijn, maar hierdoor heeft deze wel langer nodig om een bepaalde afstand te vloeien. Dit is vooral belangrijk om te weten voor de uitvoerende partij, maar ook bij het meten van de vloeibaarheid op de centrale of bij aankomst. Bij het gebruik van TGR is geen of minder bleeding te verwachten. Intermediate curing (tussen storten en schuren) is dan ook benodigd. Houd rekening met een langere monoliettijd (tijd tussen het moment van mengen en het moment waarop kan worden begonnen met de afwerking), schuurtijd en nabehandeling in het proces met TGR. Het gebruik van instrooimaterialen is aanbevolen en het beton is vaak donkerder van kleur. A ANBEVELINGEN EN ADVIES In het onderzoek zijn de gevolgen van het gebruik van TGR in monolietvloeren ten opzichte van primaire materialen in kaart gebracht. Tabel 3. Gevolgen gebruik TGR in monolietvloeren ONDERWERP GEVOLGEN MKI Positieve bijdrage bij lokale TGR producten Toeslagmaterialen ? TGR heeft een hogere waterbehoefte en waterabsorptie ? T GR is minder hard en slijtvast ? T GR heeft invloed op de keuze van het cement ? Z ie ook tabel 2 voor prestatie eisen en uitzonderingen Mengselsamenstelling en-proces ? Meer en ander e hulpstof benodigd bij TGR ? T GR vooraf bevochtigen indien nodig ? Be heersing van het proces ? Be ton met TGR is donkerder van kleur Uitvoering ? Stabieler mengsel ? Minder/geen bleeding ? Langere monoliettijd Schades ? Kleine verhoogde kans op stofvorming ? K leine verhoogde kans op niet goed geïntegreerde instrooilaag ? Kleurverschil ? K leine verhoogde kans op zachte toplaag ? K leine verhoogde kans op delaminatie In tabel 3 is hier van een beknopt overzicht opgesteld per onderwerp bij gelijkblijvende prestaties voor een monolietvloer. Gesteld kan worden dat een monolietvloer met 100% ver vanging van het toeslagmateriaal door TGR kan worden uitgevoerd met verge - lijkbare prestaties. Echter de onbekendheid v an de prestaties en de werking van TGR bevorderen het gebruik niet. Het is aan te bevelen om voorlichting te geven aan ver - werkers maar ook aan potentiële opdracht - gevers. V oor potentiële opdrachtgevers kan met name de donkerdere kleur van het beton een drempel zijn. Het is dan ook aan te raden om bij eisen aan de esthetische kwaliteit van vloeren alleen primaire materialen te gebruiken. Voor de verwerkers betreft het met name de andere eigenschappen van de betonspecie bij het gebruik van TGR en bij potentiële klanten met name de positieve MKI voor het milieu en gunning van projecten. Vooraf goede afspraken maken, prestatie- eisen vastleggen en/of concrete meetpunten opnemen en communicatie tijdens het proces tussen betoncentrale en het vloerenbedrijf is aan te bevelen. De lijst in het kader 'Aandacht s - punten bij het gebruik van TGR is monoliet - vloeren' is hierop een aanvulling. Een monolietvloer met 100% TGR kan worden uitgevoerd met vergelijkbare prestaties A ANDACHTSPUNTEN BIJ HET GEBRUIK VAN TGR IN MONOLIETVLOEREN ? H anteer de prestatie eisen van tabel 2 bij de inkoop van TGR, met name TOC, gloeiverlies en de hoeveelheid fijn hebben grote invloed. ? K ies voor een lokale TGR vanwege de MKI. ? Ext ra bunkers benodigd eventueel met sproei- installatie voor voorbevochtiging. ? Doe een v ooronderzoek. ? C ompenseer de waterabsorptie van TGR vooraf. ? G ebruik een dwangmenger, hanteer een langere mengtijd. ? C ompenseer de grotere waterbehoefte en de fluctuatie van de korrelvorm van TGR door middel van (een combinatie van) hulpstof(fen). ? Be heers (het proces van) de betonspecie; viscositeit, stabiliteit en het bleeding gedrag zijn belangrijke parameters. ? P as intermediate curing toe. ? Mee t op de bouwplaats de consistentie, wcf/wbf, soortelijke massa en luchtgehalte en acteer hierop indien nodig. ? W ees bewust van een afwijkende opstijftijd/ monoliettijd. ? Gebruik instrooimaterialen. ? A dviseer of geef voorlichting over de prestaties en esthetiek van monolietvloeren met TGR aan de opdrachtgever. ? A dviseer of geef voorlichting over de bijzonder - heden van betonspecie met TGR aan de verwerker. ? L eg het gehele proces vast voor evaluatie. 17 VAKBL AD 4 2023 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1714-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 17 08-12-23 15:2708-12-23 15:27 EXPOSITIE- EN L ABOR ATORIUMONDERZOEK NA AR VERSCHILLENDE INVLOEDSFACTOREN Op het oppervlak van beton, blootgesteld aan buitencondities, kan biologische aangroei ontstaan. Dit bijvoorbeeld in de vorm van algen en mossen. In opdracht van Stutech is praktijkonderzoek uitgevoerd naar invloedsfactoren op dit fenomeen. Curing compound en het type cement blijken hierbij een belangrijke rol te spelen. BIOLOGISCHE aangroei op beton STUTECH STUDIEGROEP 64 Studiegroep 64 'Biologische aangroei van beton', bestaat uit de volgend leden: ? Rene Albers - Ecocem ? C ees Cornet (tot december 2019)- Van den Bergh & Co ? Mar no Dingenouts (tot mei 2018) - BASF ? H ans Huppertz (vanaf mei 2018) - Cugla ? W iljan de Moor (tot januari 2019) - Movares Nederland ? Mar c Ottelé - TU Delft ? An gelo Sarabèr (voorzitter) ? Vliegasunie / Sarabèr Consultancy ? Maar ten Swinkels - SGS INTRON ? E dwin Vermeulen - Betonhuis / Cement&BetonCentrum ? R onald de Vree (rapporteur) ? G ert van der Wegen (mentor) - SGS INTRON H et is de nachtmerrie van iedereen met een terras op het noorden: algen en mosgroei op terrastegels. Wat je er ook aan doet, het komt terug. Steeds meer en sneller. Maar we zien ook algen op gevels, zwarte schimmels op geluidschermen en mosgroei op betonwanden. Biologische aangroei op beton: het is vaak lelijk, veroorzaakt gladde opper - vlakken en tast soms zelfs het beton aan. En het lijkt steeds meer voor te komen. Mosaangroei op gebouwen wordt tegenwoordig ook wel als iets positiefs gezien: meer groen in de stedelijk omgeving, waardoor de tempera - tuur daalt, CO 2 wordt verbruikt en water wordt gebufferd [1]. Maar in het algemeen wordt biologische aangroei (ook zwartkleuring, biofilm geheten) meestal niet op prijs gesteld. ONDERZOEK De laatste jaren zijn er diverse publicaties over aantasting van beton door biofilm verschenen. Deze publicaties waren voor het merendeel 18 VAKBL AD 4 2023 Auteur ir. Maarten Swinkels, SGS INTRON, Stutech Studiegroep 64 18-23-Biologische aangroei op beton.indd 1818-23-Biologische aangroei op beton.indd 18 11-12-23 12:1911-12-23 12:19 1 Algen en kortmossen op een tegel gebaseerd op er varingen en literatuurstudie en maar weinig op vergelijkend onderzoek. Ook is een CROW-CUR Aanbeveling opgesteld met maatregelen om de aantasting door biolo- gische aangroei te voorkomen [2]. De aandacht werd getriggerd door mosaangroei die, enkele jaren na oplevering, op diverse onderdelen van kunstwerken in de HSL-spoorlijn [3] werd geconstateerd. Binnen Stutech werd in 2015 de behoefte gevoeld aan een projectonafhankelijke werk- groep die zich verdiept in het ontstaan van deze biologische aangroei en de gevolgen er van. Deze werkgroep heeft voornamelijk literatuur - studie gedaan en in 2017 een rapportage opgesteld. In deze rapportage worden diverse hypothesen beschreven over het ontstaan van biologische aangroei. Dit onderzoek is beschreven in [4] en [5]. Als ver volg hierop is deze studiegroep voortgezet en heeft SGS INTRON twee opdrachten gekregen om een aantal van deze hypothesen te toetsen, een met een expositieonderzoek en een met een laboratoriumonderzoek. Daarnaast is door de commissieleden ook nog veldonderzoek aan verschillende objecten gedaan. Voor het expositieonderzoek betreft het de volgende hypothesen: 1 Door v erandering in het milieu neemt de groei van organismen toe. Sinds 1980 is de pH van regenwater geste - gen terwijl bekend is dat mossen en micro- organismen niet van een zuur milieu houden. 2 Cur ing compounds en ontkistingsmiddelen vormen een voedingsbodem, waardoor de biofilm sneller ontstaat. Curing compounds en ontkistingsmiddelen zijn middelen op een polymeer basis, deze kunnen dienen als voedingsbodem. 3 Het bet on wordt aangetast door de biofilm, de aantastingssnelheid is echter laag. In biofilms ont staan zuren, deze kunnen het betonopper vlak aantasten. 4 De aan wezigheid van een mostapijt versnelt de aantasting. In een mostapijt blijft het betonopper vlak vochtig en kunnen zuren lang werken. 5 De aant asting verloopt minder snel bij een kwalitatief goed betonopper vlak door goede nabehandeling en een lage water-cement - factor. Bij een dicht betonopper vlak zijn er weinig aanhechtingspunten voor een biofilm en blijft het beton minder lang vochtig. 6 De aant asting wordt beïnvloed door het type bindmiddel. Betonsoorten met minder klinker worden normaal als dichter beschouwd, ze zijn ech- ter gevoeliger voor slechte nabehandeling en hebben minder alkalische buffer en een andere poriestructuur. 7 Door het g ebruik van strooizout ontstaat er minder snel een biofilm. Deze hypothesen zijn beoordeeld door 110 proeftegels met verschillende betonsamen- stelling en verschillende nabehandeling te maken en die gedurende drie jaar te exposeren. Met het laboratoriumonderzoek aan diverse prisma's is de invloed van het bindmiddel op de zuuraantasting bepaald. De hypothese die hiermee getoetst is, is de volgende: beton met een bindmiddel met een laag klinkergehalte (hoog percentage slak) wordt, na slechte nabehandeling en bij regelmatig ver versen van zuur, als gevolg van de verminderde buffer aan kalk in het beton, 2 Mallen en aanbr engen lossingsmiddel 19 VAKBL AD 4 2023 18-23-Biologische aangroei op beton.indd 1918-23-Biologische aangroei op beton.indd 19 11-12-23 12:1911-12-23 12:19 sneller door zuur aangetast dan beton met een bindmiddel met een hoog klinkergehalte. Dit in tegenstelling tot de gangbare verwachting dat betonsoorten met een laag klinker gehalte als dichter worden beschouwd. Het is bijvoorbeeld bekend dat beton met CEM III (mits goed nabehandeld) beter bestand is tegen biogene zwavelzuuraantasting dan beton met CEM I. Het veldonderzoek had als doel de hypothesen ook in de praktijk te toetsen. ONDERZOEKSOPZET De proefopzet is binnen de studiecel uitgewerk t. De tegels van 300 x 300 x 40 mm3 zijn in elf verschillende storten in mallen van nieuw betonplex gemaakt (foto 2). Voor de beton- samenstelling is gekozen voor water-cement - factoren van 0,45, 0,50 en 0,55 en voor portland - cement (CEM I 52,5 N), hoogovencement (CEM III/B 42,5 N) en portlandcement met vliegas. Er is gebruikgemaakt van twee typen ontkis -tingsmiddelen: op basis van minerale olie en plantaardige olie. Tot slot is met de nabehande - ling gevarieerd door niet na te behandelen, de tegels zeven dagen onder folie te bewaren (foto 3) of ze na twee dagen voor een deel met polyvinylacetaat en een deel met acr ylaat curing compound te behandelen. De tegels zijn niet in de waterbak bewaard en na zeven dagen buiten geplaatst. De tegels zijn in Sittard achter het laboratorium van SGS INTRON in een steeg tussen twee gebouwen met een breedte van ongeveer 8 m geplaatst (foto 4). Ze liggen tegen een oost - gevel en zijn vrijwel horizontaal onder een kleine hoek geplaatst. De tegels liggen hierdoor vrij beschut tegen wind en regen, en in een omgeving met maar een klein deel van de dag zon. De omgeving kent geen hoge zuur- of stikstofdepositie. Het milieu ter plekke wordt met name beïnvloed door het verkeer. Vooraf was het de wens om ook een deel van de tegels in een milieu met veel of heel weinig stikstofdepositie te leggen. Helaas lukte het niet om medewerking van grondeigenaren hier voor te krijgen. Een aantal tegels is regelmatig, als er op straat ook werd gestrooid, besproeid met een pekel- oplossing om het strooien van dooizouten te simuleren. Een andere set tegels is met een afdakje voor de regen afgeschermd en is via een druppelinstallatie kunstmatig beregend met een oplossing van zwavelzuur, salpeter - zuur en ammoniak met ongeveer een zelfde pH en samenstelling als de 'zure regen' uit 1984. Ver volgens zijn de tegels drie jaar gevolgd. Hierbij is de verkleuring (grijs/zwart- en groenverkleuring) en aangroei regelmatig gemonitord. Het was opvallend dat het veel langer dan verwacht duurde voordat er enige verkleuring zichtbaar werd en dat er geen aangroei van mos was opgetreden. Blijkbaar was de situatie niet zo gunstig als verwacht, terwijl er ter plekke wel op het oude beton mosgroei aanwezig was. Op een andere locatie [1] is in andere onderzoeken wel veel sneller mosgroei vastgesteld. Het bleek dat de verkleuring met de seizoenen fluctueerde; veel verkleuring en toename in het voor- en najaar en een achteruitgang in de zomer. De grijs/zwart- en groenverkleuring is subjectief met het oog vastgesteld en gewaardeerd met een score van 1-5. Daarnaast zijn de tegels regelmatig gefotografeerd waarbij het daglicht Het onderzoek is na 3 jaar expositie afgesloten en de tegels zijn beoordeeld 3 Aanbrengen keukenfolie 20 VAKBL AD 4 2023 18-23-Biologische aangroei op beton.indd 2018-23-Biologische aangroei op beton.indd 20 11-12-23 12:1911-12-23 12:19 werd afgeschermd om vergelijkbare foto's te kunnen maken. Voor het laboratoriumonderzoek naar zuur- aantasting zijn mortelprisma's gemaakt met als bindmiddel CEM I 52,5 N en een zelf samen- gestelde CEM III/C met 85% slak. Deze pris - ma's zijn anders dan gebruikelijk niet 28 dagen onder water maar respectievelijk twee of zeven dagen bij >95% RV en 20 ?C bewaard. Ver vol- gens zijn de prisma's drie maanden bij 65% RV en 20 ?C bewaard. Aansluitend zijn de prisma's zes maanden in een oxaalzuuroplossing met een pH van 2 of in (kraan)water bewaard. Om de vier weken werd het water en de oxaal- zuuroplossing ver verst en zijn de prisma's gewogen. Wekelijks is de pH van de vloeistof - fen bepaald. Tot slot is de druksterkte en de buigtreksterkte van de prisma's bepaald. RESULTATEN Het onderzoek is na drie jaar expositie voorlo- pig afgesloten en de tegels zijn beoordeeld. De groenverkleuring is bij tegels met portland- cement veel minder, of is later op gang geko- men, dan bij tegels met hoogovencement en in minder mate bij portlandcement met vliegas. De grijs/zwartverkleuring varieert veel minder. De grijs/zwartverkleuring is echter moeilijk te vergelijken omdat er direct na expositie al grote verschillen in grijs/zwartverkleuring waren. De verschillende water-cementfactoren zijn alleen voor tegels met hoogovencement onderzocht. Hierbij bleek dat er nauwelijks verschillen zijn tussen de gebruikte water- cementfactoren en dat de minste verkleuring optrad bij een water-cementfactor van 0,50 en niet bij 0,55. Dit wijkt af van de verwachting dat door een poreuzer opper vlak bij een hoge water-cementfactor meer verkleuring zou ontstaan. De tegels zijn zowel aan de stortzijde als de kistzijde geëxposeerd. Het blijkt dat de stort - zijde meer groenverkleuring laat zien, de grijs/ zwartverkleuring varieert nauwelijks. Bij het gebruik van de ontkistingsmiddelen blij- ken er nauwelijks verschillen tussen de twee gebruikte middelen. De wijze van nabehandelen bleek wel grote verschillen te geven. Het bleek dat de met curing compound nabehandelde tegels minder groen verkleurde, terwijl ze juist meer grijs/ zwart verkleurde. De met zout besproeide tegels blijken minder grijs/zwart- en groen- verkleuring te geven. Tot slot bleek er nauwe - 4 Overzicht expositielocatie 5 T egels met portlandcement na 2,5 jaar expositie, tegel linksonder en rechtsonder en -boven met curing compound, andere tegels zonder curing compound lijks verschil te zijn tussen tegels die behan- deld waren met zure regen en die in de normale regen hadden gelegen. We hebben geen mossen aangetroffen en het opper vlak bleek bij bestudering met het oog en onder een microscoop niet aangetast te zijn. Een mossendeskundige heeft delen van de tegels onderzocht en hij zag met name op tegels en delen zonder curing compound algen en korstmossen (groene algen, Trebouxia en gele korstmossen, Xanthoria Parietina). Waar wel curing compound aanwezig was, zag hij 21 VAKBL AD 4 2023 18-23-Biologische aangroei op beton.indd 2118-23-Biologische aangroei op beton.indd 21 11-12-23 12:1911-12-23 12:19 Tabel 1. Vergelijking tegels na 1 maand expositie, er zijn direct al grote kleurverschillen zichtbaar PORTL ANDCEMENTHOOGOVENCEMENTPORTL ANDCEMENT MET VLIEGAS 53 63 73 2 dagen plasticfolie Acrylaat 54 64 74 2 dagen plasticfolie PVA 1 11 21 1 dag plasticfolie 2 12 22 2 dagen plasticfolie 90 100 110 Geen folie of nabehandeling 22 VAKBL AD 4 2023 18-23-Biologische aangroei op beton.indd 2218-23-Biologische aangroei op beton.indd 22 11-12-23 12:1911-12-23 12:19 geen of veel minder algen en korstmossen maar wel zwarte schimmels. Na twee jaar expositie is de carbonatatiediepte van verschillende tegels bepaald. Hierbij bleek dat de tegels met portlandcement nauwelijks gecarbonateerd waren (0,5 mm), terwijl de tegels met hoogovencement veel meer gecarbonateerd waren (2-6 mm) en de carbo- natatiediepte van tegels met portlandcement met vliegas daartussen lagen (2-3 mm). Uit het zuuronderzoek bleek dat de prisma's die gemaakt zijn met een laag klinkergehalte, na korte opslag in de nevelkamer en drie maanden blootstelling aan 65% RV en 20 ?C, een grotere carbonatatiediepte hadden en na blootstellen aan het zuurbad een lagere druk- en buigtreksterkte hadden dan de prisma's met een hoog klinkergehalte. Het veldonderzoek liet zien dat de porositeit van het (beton)opper vlak maatgevend is voor het al dan niet aangroeien van mos. CONCLUSIES Aan de hand van deze set tegels kan het volgende worden geconcludeerd: Omdat er nauwelijks verschil is aangetroffen tussen tegels in normale en zure regen, kan hypothese 1, dat door veranderingen in het milieu de groei van organismen toeneemt, niet worden bevestigd. Curing compounds vormen een voedingsbodem voor het ontstaan van grijs/zwarte aanslag of schimmels. Er zijn geen aanwijzingen dat ze een voedingsbodem voor algen vormen. Hiermee wordt hypothese 2 voor schimmels bevestigd en voor algen niet bevestigd. De gebruikte ontkis- tingsmiddelen vormen geen voedingsbodem voor algen of schimmels. Doordat er geen mosgroei is geconstateerd maar ook geen aantasting is ontstaan, kunnen hypothesen 3 en 4, dat een biofilm het beton aantast en dat de aanwezigheid van een mostapijt dit versterkt, niet worden beoordeeld. Algen en schimmels doen dit in de beproefde periode niet. Een goede nabehandeling zorgt voor minder groenverkleuring, maar bij gebruik van curing compound ontstaan schimmels. De gebruikte water-cementfactor blijkt nauwelijks invloed gehad te hebben, de commissie verwacht dat er veel hogere water-cementfactoren noodzakelijk zijn om een invloed te zien. Wel blijkt de poro- siteit van het (beton)opper vlak essentieel te zijn voor het ontstaan van mos. Hypothese 5 wordt hierdoor gedeeltelijk bevestigd. Het gebruikte bindmiddel heeft een grote invloed op het ontstaan van de biofilm. Hiermee wordt hypothese 6 bevestigd. Bij gebruik van hoogovencement ontstaat veel meer biofilm dan bij portlandcement en in mindere mate bij portlandcement met vliegas. De commissie wijdt dit aan de grotere gevoeligheid voor nabehan - deling van mengsels met hoogovencement en daardoor de grote carbonatatiediepte en opener poriënstructuur, die bij carbonatatie van beton met een laag klinkergehalte ontstaat, bij aanvang van de expositie. Tot slot wordt hypothese 7 bevestigd, bij gebruik van strooizout ontstaat minder snel aangroei. Omdat er na drie jaar nog niet veel aangroei is opgetreden, heeft de commissie besloten om de expositie in beperkte omvang nog enige jaren voort te zetten om te beoordelen of de gecon- stateerde verschijnselen ook op de langere duur optreden. Het laboratoriumonderzoek naar zuur- aantasting bevestigde de hypothese dat het mengsel met een laag klinkergehalte (dus met een zeer hoog percentage slak) in de beproefde omstandigheden en de gebruikte beproevings - methode de zuuraantasting hoger is dan bij het mengsel met een hoog klinkergehalte. Het - geen kan worden verklaard door ten eerste de carbonatatie en ten tweede door het lagere neutraliserend vermogen. Dit is in tegenstelling met de gangbare verwachtingen dat in beton met slak een dichtere structuur ontstaat. Dit onderzoek is mogelijk gemaakt door de financiële bijdrage van SKKB, de Vliegasunie, Cement&BetonCentrum en Ecocem en de inzet van de commissieleden. Op het moment werkt de commissie aan het afronden van het Stutech- rapport dat als resultaat van deze studie zal verschijnen. De resultaten van de dit onderzoek zijn onlangs verschenen in Stutech-rapport 37: Biologische aangroei op beton: fase 2: Laboratorium- en praktijk onderzoek [7]. Literatuur[1] W esthoff, L., Spontaneous moss growth on concrete. Masterthesis TU Delft, 24 maar