8et ·nl ekEigenschappenOnderzoekAnalyse van betonOm de eigenschappen van een bestaandebetuJlc:()nstructie te bepalen, kun-nenwe. dussierunderzuekduen, een visuele inspectie ui.tvueren uf metingenduen aan de cunstructie uf aan munsters uit de cunstructie.We nuemen dit:'analyse van beton'. Analyse kan nodig zijn ~ productie- ofafnamecontroleniet aan de gestelde eisen voldoet of als bijdeuitv()el"ing op het werk pro-blemen zijn ontstaan met een mogelijk nadelige invloed op de gewensteeigenschappen. Ook als de functie van een betonnen constructie verandert,worden andere eisen aan sterkte en/of duurzaamheid gesteld. En bij schadeaan een constructie willen we de ourzaak weten. Deze Bet 0 n jek bevat.eenselectie van de meest gebruikte technieken.voorde analyse van beton.In het wilde weg onderzoeken heeft echter.weinigzio.Van te voren zal voor.alle betrokken pa.rtijen duidelijk moeten zijnwat, waar, en hoeveel onder-zochtmoet worden en wat met het resultaat moetwol"den gedaan.DossieronderzoekJnde ideale situatie zijn alle belangrijke zakenop papier vastgelegd en beschikbaar. Helaas is deinformatie in de praktijk zelden compleet.Documenten met informatie over de constructiekunt u meestal opvragen bij de opdrachtgever, con-structeur, aannemer en bouw- en woningtoezicht,maar ook bij de leverancier van de betonrnortel ofde betonelementen. Ook van de gebruiker ofde aan-nemer kunt u veel nuttige informatie krijgen. Bijeen oudere constructie, wellicht gebouwd door ver-schillende aannemers en gebruikt voor verschillen-de doeleinden, kan het dossieronderzoek monni-kenwerk worden. De kunst is het onderzoek beperkten gericht uit te voeren. Dit betekent dat u zich eerstmoet afVragen welke informatie precies nodig is.februari 1998Visuele inspectienaar beton kan nuttige informatie opleveren.het materiaal maar ook over devan uitvoering en de invloeden van buitenafbetonconstructie. Een visuele inspectie moetgestructureerd worden uitgevoerd. Op blz. 2 staateen stappenplan met 22 punten waarop u bij deinspectie kunt letten. Hierbij kunt u tot de conclusiekomen dat er niets aan de hand is, maar er kunnenook gebreken aan het licht komen als scheurvor-ming, vervorming, afzettingen, kleurverschillen,losse stukken beton en grindnesten. Het zal duide-lijk worden welke functie de constructie heeft enaan welke (mechanische en chemische) belastingende constructie wordt blootgesteld. De geconstateer-de gebreken kunnen verschillende oorzaken hebben.Stappenplan voor een visuele inspectieTweeëntwintig aandachtspunten voor visuele inspectie.Algemeen1. Hoe ziet de constructie eruit (algemeen beeld van regen-,wind- en zonzijde)?2. Hoe is de algemene conditie van de primaire draagcon-structie?3. Zijn er ongewone vervormingen (doorbuiging, scheefstand kolommen, zettingen)?4. Hoe is de toestand van de aansluitingen en opleggtngen?5. Wat is de conditie van dilatatievoegen en stortnaden?6. Hoe is de afwateringssituatie?Specifieke verschijnselen op het betonoppervlak7. Is er kalkafzetting (witte uitslag)?8. Zijn er algen, mossen ofschimmels?9. Is het betonoppervlak vervuild?10. Zijn er vochtplekken?11. Zitten er roestvlekken op het beton?12. Wat is de toestand van eventuele beschermlagen(blaasvorming, afbladdering)?Specifieke verschijnselen op het beton13. Zitten er grindnesten aan het oppervlak?Door behalve op schade ook te letten op de plaats,hoeveelheid en patroon van optreden, kan het aantalmogelijke schade-oorzaken al worden beperkt. Bijscheurvorming geven het scheurpatroon, de scheur"afstand en de scheurwijdte, maarook de plaats vande scheuren veel aanvullende informatie. Daarbijkan uit het dossieronderzoek blijken welke ~oorzaken afVallen ofjuist zeer voor de hand liggen.Uit de visuele inspectie volgt ofer aanvullendemetingen ofbeproevingen noodzakelijk zijn om debenodigde informatie op tafel te krijgen.Metingen en beproevingenMetingen en bepoevingen worden meestal inge-4eeld in onderzoek aan de constructie E °tiefofdestructief) en onderzoek aan monsters uitde constructie (destructief). Bij niet-destructiefBet 0 n i e k februari 1998214. Zijn er haarscheuren, craquelé enfofkrimpscheuren?15. Zijn er scheuren (lengte en scheurwijdte)?16. Is er roestvorming (zichtbaar ofherkenbaar door los-gedrukte betondekking)?17. Zijn er mechanische beschadigingen?18. Is er verlies van samenhang van het beton?19. Is er erosie ofaantasting van het beton (ook bijv. los-komen van betonschilfers)?Overig20. Wat is het aantal, de plaats en de grootte van de(schade)verschijnselen?21. Controleer de kwetsbare plekken, zoals:-waterhollen en voorranden van balkon-ofgalerijplaten;-bovenranden van consoles;-ingestorte ofingeklemde elementen (bijv. balkonhek-bevestigingen);-koppen van voorspankanalen (inleidingsplaats vanvoorspankrachten).22. Specifieke gegevens over de op het beton werkendebelastingen:-mechanisch (puntlasten, vermoeiing, stootbelastin-gen);-fysisch (onder meer temperatuur);-chemisch (onder meer zuren, sulfaten, zacht water).onderzoek wordt de gebruikswaarde van de onder-zochte constructie ofhet element niet aangetast,bij destructiefonderzoek wel. Onderzoek aan mon-sters uit de constructie wordt bijna altijdvoerdaan boorkernen. Deze kunnen in het labora-torium worden gebruikt voor visueel, sterkte-, duur-zaamheids-, chemisch en/of petrografisch onder-zoek. In deze Bet 0 n i e k behandelen we achter-eenvolgens metingen en beproevingen die we kun-nen gebruiken om de sterkte, duurzaamheid en desamenstelling van beton te achterhalen.SterkteTwijfel aan de sterkte van beton kan een reden zijnom de constructie te onderzoeken. Twijfel ontstaatbijvoorbeeld als geldige resultaten van deproefontbreken of nietvoldoen, als er tijdens deuitvoering zaken zijn misgegaan en bij vorst-, brand-ofandere schade. Ook bij verandering van de func-tie van een gebouw, grote verbouWingen of renova-ties kan het van belang zijn de actuele sterkte tekennen. Toegepaste methoden om de sterkte vanhet beton direct ofindirect aan de constructie tebepalen, zijn: het beproeven van boorkernen,metingen met de terugslaghamer ofultrasoonon-derzoek (foto 1). Ook tests die de treksterkte meten,waaruit vervolgens de druksterkte wordt afgeleid,behoren tot de mogelijkheden. In Bet 0 n i e k 10/8zijn alle genoemde methoden uitvoerig beschreven.Ia mtrasoon onderzoekDuurzaamheidNaast sterkte is duurzaamheid een belangrijkeeigenschap van een betonconstructie. Bij vragenover de duurzaamheid speelt de functie van deconstructie altijd een belangrijke rol. Een betonnenvloer in een garagebedrijf, een silo voor mestopslagofeen voorgespannen ligger hebben alledrie eenandere functie. De eisen die voortkomen uit defunctie van de constructie zijn dan ook bepalendvoor de keuze van de analysemethode. En natuur-lijk de vraag: wat Wil je weten? Metingen van porosi-teit, poriënverdeling, carbonatatiediepte en indrin-ging van vloeistoffen kan aan boorkernen plaatsvin"den. Deze boorkernen worden in het laboratoriumonderzocht. Het meten van waterabsorptie kandirect aan de constructie worden uitgevoerd. Hiernavolgt een korte toelichting per analysemethode.Schijnbare porositeit.Naast permeabiliteit kan de hoeveelheid poriën ende verdeling ervan informatie geven over het beton.Door beton bij 105 oe te drogen tot een nagenoegconstant geWicht kan de schijnbare porositeitbepaald worden. Na het drogen, wordt het betonvacuüm getrokken. Vervolgens wordt water toegela-ten en het vacuüm opgeheven. Hierdoor worden deporiën die met de buitenlucht in verbinding staanmaximaal met water gevuld. We kunnen het poriën-gehalte bepalen door het volume van de poriën tedelen door het volume van het proefstuk. Het woordschijnbaar geeft aan dat alleen de poriën wordenbepaald die met de buitenlucht in verbinding staan.De gesloten poriën worden niet meegerekend.Wanneer de schijnbare porositeithoog is, kan ditbetekenen dat beton met een hoge watercementfac"tor is toegepast. Ook kan het beton slecht zijn nabe-handeld. Door het verdampen van het aanmaakwa-ter is de hydratatie van het cement vroegtijdiggestopt. Het beton aan het oppervlak wordt hierdoorporeus en heeft slechte sterkte- en duurzaamheidsei-genschappen. De schijnbare porositeit bepalen,heeft geen nut als een poreus toeslagmateriaal istoegepast. Om de meting van de schijnbare porosi-teit op waarde te schatten, is het nodig om de gevon-den waarde te vergelijken met een referentiemetingaan vergelijkbaar beton.Berekenen schijnbare porositeitUit een betonconstructie is een monster genomen. Na drogen bij 105 oe weegt het proefstuk 3,943 kg. Na het vacuümtrekken en vervolgens verzadigen met water weegt het proefstuk boven water 4,237 kg en onder water2,399 kg.Vproefstuk = nat gewicht boven water -nat gewicht onder water => 4,237 kg -2,399 kg = 1,838 kg => 1,838 IVporiën = nat gewicht boven water -droog gewicht boven water => 4,237 kg -3,943 kg = 0,294 kg => 0,294 Ischijnbare porositeit =Bet 0 n i e k februari 1998100VporiënVproefstuk% [VfVJ =>3100.0,294'1,838= 16 %[VfVJjO,20,1111Hoe hoger de druk, hoe meer poriën zich met kwik vullen10.0gW 8,0eo0.6,0*K14·0111Computerberekening van het volume aan poriën met eenbepaalde diameterPoriënverdelingEen indruk van de poriënverdeling kunnen we krij-gen met een kwikporosimeter. De werking van hetglazen buisje metschaalverdelinguitlaatwaterdicht kapje -ot>I · .Ll:0.Ll·0 ·b... K o · b... betonoppervlak"·· " .·· ,A.111Opstelling ISAT testapparatuurkraantjeapparaat is erop gebaseerd dat kwik, in tegenstel-ling tot water, pas een capillair binnendringt alsenige druk wordt uitgeoefend (figuur 2). Hoe groterde druk, hoe kleiner de middellijn Van de poriëndie met kwik gevuld worden. Een ldein betonproef-stuk (ca. 10 x 10 x 20 mm) dat bij 105°C is gedroogdtot een nagenoeg constant gewicht, wordt in eenkwikvat geplaatst. De druk in het vat wordt stapsge-wijs opgevoerd. De hoeveelheid kwik die bij eenbepaalde druk in het proefstuk dringt, wordt geme-ten. Aan de hand daarvan berekent een computerhet volume aan poriën met een bepaalde middel-lijn (figuur 3). Gesloten poriën kunnen het meetre-sultaat verstoren. Ze kunnen bij een bepaalde drukopenbarsten, waardoor een te grote hoeveelheidldeine poriën wordt gemeten.15ATISAT (Initial Surface Absorption Test) geeft een indruk van de permeabiliteit van het betonoppervlak. Op zich zeggen degevonden waarden niets over de duurzaamheid van beton. Dat kan pas als ze worden vergeleken met referentiemetingenaan vergelîjkbaar beton. In Engeland, waar deze methode meer gangbaar is, zîjn referentiemetingen gedaan aan eengroot aantal constructies. Op basis hiervan is een tabel gemaakt waarin kan worden afgelezen bij welke waarde we meteen hoge, gemiddelde oflage absorptie te maken hebben.absorptie oppervlakte absorptie [ml/IJ:12/s)10 min. 20 min. 1 uur 2 uurhoog 0,35 >0,20 >0,15gemiddeld 0,25-0,50 0,17-0,35 0,10-0,20 0,07-0,15laag