VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 2 2020 Betongranulaat: geen lichte materie PREFAB-BETONDEK BIJ WA ALBRUG VER ANTWOORD CIRCUL AIR BETON  NEN 8670  DELTAL ANDSCHAP IN GEVEL MET STRIPS BV 2-Cover.indd 1 03-06-20 15:50 Omdat wij die partners zo belangrijk vinden, krijgen zij een aantal aantrekkelijke voordelen, zoals een aanzienlijke korting op de licenties, zichtbaarheid online en in het vakblad. Heb je ook interesse om partner te worden, neem dan contact op met Marjolein Heijmans via m.heijmans@aeneas.nl of 073-2051015. Kennisdeling via Betoniek, dankzij onze partners Met het delen van kennis draagt Betoniek al sinds 1970 bij aan een goede kwaliteit van de bouw in Nederland. Dit doen we met behulp van onze partners, die net als wij het belang van kennis inzien. 2 VAKBL AD 2 2020 Partnerpagina.indd 2 03-06-20 16:17 Het nieuwe normaal Zijn jullie ook zo ontzettend helemaal klaar met alle oneliners en strijdkreten die we sinds half maart over ons uitgestort krijgen? Natuurlijk, de hele wereld staat op zijn kop, Nederland let weer op de centjes, Irma Sluis is een BN'er geworden en we maken dankbaar gebruik van alles wat we nog in huis hadden. Ook ons vakblad sluit graag bij dat laatste thema aan en daarom ? waar nut en noodzaak samen- komen ? nemen we jullie dit keer mee in de details van circulariteit in de betonbouw. Zo komen de mogelijkheden en beperkingen van het gebruik van betongranulaat en het herwinnen van cement uit cementsteen aan de orde. Het arti- kel over de renovatie van de Waalbrug in Nijmegen geeft ook een mooi voorbeeld van een actueel pro- ject als onderdeel van de ver vangings- en renovatieopgave waar we in de Nederlandse infrastructuur voor gesteld staan. Ons nieuwe (beton) normaal wordt uiteengezet in de toelichting op ontwikkelingen rond de uit- voeringsnorm NEN 6722, de Europese norm NEN-EN 13670 en onze lokale aanvulling NEN 8670. Zie ik je fronsen, trouwe Betoniek-lezer ? Geen zorg, lees verder en jij weet hoe het zit ! Ik wens jullie alvast veel leesplezier met ons vakblad, op de bouwplaats, bij het thuiswerken of tijdens de welverdiende vakantie in Bad Hintergarten. Blijf gezond of word gauw beter en tot snel weer ziens! Hans Kooijman Hoofdredacteur Betoniek Vakblad Voor reacties: hanskooijman@betoniek.nlGEVEL MET MEANDERENDE DELTA Gevel van schoonbeton van Earth Simulation Laborator y in Utrecht ingelegd met r vs- strips. 4 PREFAB-BETONDEK VOOR DE WA ALBRUG Het dek van de Waalbrug is volledig ver van- gen door een nieuw betondek met prefab elementen die met natte knopen aan elkaar zijn verbonden. Een voor Nederland unieke oplossing. 8 VER ANTWOORD CIRCUL AIR BETON Het begrip circulariteit is niet meer weg te denken uit de bouw. Hoe wordt de kwaliteit van materiaal zoals betongranulaat geborgd in de huidige regelgeving? 16 BETONGR ANUL A AT, GEEN LICHTE MATERIE BAM Infra heeft op diverse projecten er varing opgedaan met het gebruik van betongranulaat; er varingen die ons bewust hebben gemaakt van bijkomende technische uitdagingen op het gebied van veiligheid en levensduur. 20 NEN 8670: NEDERL ANDSE A ANVULLING OP DE UIT VOERINGSNORM Om de eisen uit de Europese uitvoeringsnorm, NEN-EN 13670, aan te vullen is NEN 8670 opgesteld. 26 JUNI 2020 JA ARGANG 8 EN VERDER PARTNERPAGINA 2 ONLINE EN SERVICE 31 VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 2 2020 Betongranulaat: geen lichte materie PREFAB-BETONDEK BIJ WA ALBRUG VER ANTWOORD CIRCUL AIR BETON  NEN 8670  DELTAL ANDSCHAP IN GEVEL MET STRIPS BV 2-Cover.indd 1 03-06-20 15:50 Betongranulaat, foto: Betonhuis. 3 VAKBL AD 2 2020 INHOUD BV 2-Inhoud.indd 3 03-06-20 15:53 GEVEL VAN SCHOONBETON VAN EARTH SIMUL ATION L ABOR ATORY IN UTRECHT INGELEGD MET RVS-STRIPS Beeldbepalend voor het Earth Simulation Laboratory in Utrecht zijn de strakke gevelelementen met een beeltenis van het Nederlandse deltalandschap. Deze verdiepte banen zijn ingelegd met rvs-strips voor een nog tre ender lichtspel. Aan het ontwerpteam een oplossing te bedenken voor de verbinding van deze strips met het achterliggende beton. Gevel met meanderende delta PROJECTGEGEVENS Project Earth Simulation Laborator y (ESL) Opdrachtgever Universiteit Utrecht Integraal advies ABT Aannemer Friso Bouwgroep Leverancier prefab-betongevels De Veluwe Beton Architect Barcode Architects 1 Meanderende delta als onderdeel van het gevelbeeld, foto Christian van der Kooy via Barcode Architects 4 VAKBL AD 2 2020 Auteur ing. Theo van Wolfswinkel, ABT bv BV_2-1 ESL.indd 4 03-06-20 16:18  H et Earth Simulation Laborator y (ESL) op het Utrecht Science Park bundelt de eerder nog verspreide onderzoeks- groepen van de faculteit Geowetenschappen samen op één locatie. Het 7000 m 2 tellende gebouw kent een programma van verschil- lende laboratoria, onderzoeksruimten, werk- plaatsen, archiefruimten en kantoren. Het ESL is een grootschalige transformatie van het Robert J. van der Graaff laboratorium, dat oorspronkelijk was gebouwd voor het huisves- ten van een deeltjesversneller. Deze functie had het gebouw al lang niet meer, maar de kenmer- kende robuuste constructie verwijst naar dit verleden en is in het nieuwe ontwerp intact gehouden (foto 2). Het complete inbouwpakket, bestaande uit de installaties, vloeren, wanden, plafond en gevel, is hoogwaardig vernieuwd. EEN GEVEL MET EEN BEELDVERHA AL Het karakter van het nieuwe ESL wordt bepaald door de nieuwe betonnen gevel. Deze gevel is uitgevoerd als klimaatgevel (zie kader 'Klimaatgevel') en bestaat uit egaal antraciete betonpanelen. Deze panelen zijn speciaal voor dit project ontwikkeld en voorzien van een abstracte beeltenis van het Nederlandse del- talandschap. De meanderende banen van de delta zijn uit het beton gespaard en ingelegd met gepolijste r vs-strips. Door het spel van licht ontstaat het beeld van een stromende waterdelta (foto 3). De gevel staat daarmee symbool voor de vakwereld van de geoweten- schappen en vormt zo een visitekaartje voor het onderzoek dat in het gebouw plaatsvindt. LIJMVERBINDING In het esthetische beeld is het van belang dat de verdiepte r vs-strips als integraal onderdeel van de gevel, verdiept en zonder zichtbare bevestiging, worden opgenomen. Gekozen is voor een lijmverbinding, afgekeken van het overlagen van stalen dekken in de infra. In deze verbinding moet rekening worden gehou- den met temperatuurwisselingen, waardoor het r vs ten opzichte van het achterliggende beton enige bewegingsvrijheid moet hebben. Met een ? exibele polyurethaanlijm (PU-lijm) is 2 Bestaande constructie 3 Door het spel van licht ontstaat het beeld van een stromende waterdelta BREEAM In eerste instantie werd voor het ESL gedacht aan nieuwbouw, waarbij de opdrachtgever, de Universiteit Utrecht stevig inzette op duur- zaamheid. Uit haalbaarheidsstudies en onder- zoek naar de bestaande constructie bleek dat deze constructie kwalitatief voldeed en ook in de nieuwe opzet was in te passen. Naast andere duurzame maatregelen heeft het hergebruik van de hoofddraagconstructie een belangrijk aandeel in het behalen van het BREEAM Excel- lent certi caat (totaalscore 77,54%). KLIMA ATGEVEL Voor de energiezuinige gevel is gebruikge- maakt van het zogenoemde Venturi-e ect. Met een mechanisch systeem wordt via het plafond lucht het gebouw ingeblazen en ? door een constante overdruksituatie in het gebouw ? via de spouw van de klimaatgevel op een natuur- lijke wijze naar buiten gedrukt met een een- voudig overdrukrooster. De spouw kan worden gesloten in de winter voor meer warmte en comfort, maar in de zomer worden geopend zodat er verkoelende lucht doorheen stroomt. 5 VAKBL AD 2 2020 BV_2-1 ESL.indd 5 03-06-20 16:18 op de achterzijde van de r vs-strips carborun- dum gelijmd (foto 4), een zeer hard steenach- tig materiaal. Deze carborundum zorgt door haakwerking van het korrelige opper vlak voor de verankering van de strips in het beton. Door de lijm is enige thermische werking mogelijk. VERDIEPTE LIGGING De montage van de r vs-strips vroeg veel aan- dacht in de productie. Om dit onder controle te krijgen, zijn eerst diverse proeven uitgevoerd. Belangrijke aspect hierin is de werkvolgorde in het aanbrengen van de lijm en carborundum. Er is voor gekozen de strips in de mal te leggen en mee in te storten (fi g. 5). Met deze uitvoe- ringsmethode is de ruimte achter de strip gevuld met beton, zodat er een minimaal risico bestaat op het ontstaan van holle ruimten ach- ter de strips. Hiermee wordt voorkomen dat de strips bij bevriezing van water achter de strips alsnog los zouden kunnen komen. Dit in tegen- stelling tot de variant waarbij de strips later in de beton zouden worden gelijmd. Om een verdiepte ligging van de strips te reali- seren, werd het meanderende profi el in hout vast in de mal opgenomen (foto 6). Het r vs- profi el werd in één geheel uitgesneden en moest exact op de houten vorm passen (foto 7). Door hun slankheid 'zwabberden' de r vs- strips en moesten deze met dekkingsblokjes op hun plek worden gehouden. Essentieel was een goede betonvulling langs de randen en om de r vs-strips heen. Het aanbrengen van het carborundum was een bewerkelijke handeling, met risico op losse korrels in de mal en later in het opper vlak van het beton. Om dit te omzeilen, is gezocht naar andere methoden van verankering. Bij het tes- ten bleek daarbij echter dat de hechting van de r vs-strips op het beton minder werd. BEPROEVING Het toepassen van gelijmde verbindingen in gevels is een gevoelig onderwerp. Met een testtraject is de constructieve veiligheid op lange termijn aangetoond. Een betonelement met r vs-strips is beproefd in een klimaatkast door deze vijf keer te onderwerpen aan een temperatuurcyclus van -20 °C tot +60 °C. Op verschillende punten in het element is de tem- peratuur gemeten om zo de temperatuur ver- schillen tussen het r vs en beton te kunnen beoordelen. De uitzetting van de strips ten opzichte van het beton bedroeg maximaal 25 µm/m, een voor de PU-lijm acceptabele ver- lenging. In deze testen is tevens een andere bevesti- gingsmethode beproefd, namelijk het toepas- sen van kleine ankertjes aan de achterzijde van de strips. Nagegaan is of deze bevestiging 6 Het meanderende profi el werd in hout vast in de mal opgenomen 7 Rvs-profi el uit één stuk > 30mm verlijmen rvs strip beton uitvulling mal mal 3 3 5 Detail mal ter plaatse van r vs-strip 4 Strips zijn aan de achterzijde voorzien van carborundum 6 VAKBL AD 2 2020 BV_2-1 ESL.indd 6 03-06-20 16:18 gelijkwaardig (en minder bewerkelijk) zou zijn. Bij de temperatuurwisselingen bleek dat de r vs-strips met extra verankering op een aantal punten hol gingen klinken. Daarom is gekozen voor de verlijmde oplossing. Na de temperatuurproeven zijn trekproeven op de strips uitgevoerd om gevoel te krijgen bij de hechting. De strips werden hierbij eerst aan weerszijden ingeslepen om op zuivere trek te kunnen beoordelen. Uit deze trekproeven bleek dat de hechting van de carborundum op de PU-lijm maatgevend was en dat de hechting voldeed. SCHOONBETON De gevel voldoet aan beoordelingsklasse B2 van CUR-Aanbeveling 100. In de voorbereiding zijn verschillende proefelementen gemaakt om de stabiele blauwgrijze kleur te testen en te garanderen (foto 8). De donkere kleur van het beton werd bereikt door het toevoegen van het pigment ijzeroxide. De grote vijand van antra- ciet beton is vrije kalk in het jonge beton. In overleg met de betonleverancier is er voor gekozen de betonelementen twee dagen bin- nen te houden en voorafgaand aan opslag op het tasveld te hydrofoberen. Voor transport naar de bouw werden de elementen beoor- deeld en waar nodig esthetisch hersteld. Inci- denteel moest een grotere reparatie worden uitgevoerd, met een mortel op kleur. Esthe - tisch herstel vond plaats door het licht opschu- ren of inwassen van de elementen. Hoewel de kleuren van de elementen binnen de volgens CUR-Aanbeveling 100 gevraagde bandbreedte vielen, kunnen kleur verschillen desondanks toch nog uit de toon vallen. Met één grijsschaal verschil, wat volgens de richt - lijn acceptabel is, kan een 'schaakbordeffect' ontstaan. Door elementen aan de gevel te wis - selen en gelijke grijsschalen bij elkaar te han- gen, is een gelijkmatig beeld ontstaan en een 'schaakbordpatroon' voorkomen. MA AT VOERING De inpassing van de betonpanelen in de gevel leidde tot ? de voor de prefab-betonindustrie ? hoge eisen aan maatvoering. In het architecto- nische beeld is uitgegaan van een vlakke gevel, waarbij buitenzijde glas en beton in hetzelfde vlak liggen. Door het ontbreken van kozijnen of profielen is gelijke verdeling van de voegen essentieel voor het totaalbeeld. Door slimme doorontwikkeling van de mal werden deze 8 Proefstukken voor het testen van de kleur 9 Det ail voor de bevestiging van de elementen hoge eisen gehaald en bleek het beton nog maatvaster te zijn dan het glas. Naast de maatvastheid van de elementen was de montage erg belangrijk, zowel in volgorde als in detaillering. Om de grote maatverschil- len vanuit het bestaande casco op te vangen, is een stalen console ontwikkeld waar de gevel- elementen aan hingen (foto 9). Met deze con- sole en de ophanging waren de elementen in alle richtingen te stellen, in het vlak en uit het vlak. Hierbij is vooraf getest op basis van een mock-up. Uiteindelijk leidde dit allemaal tot het gewenste strakke gevelbeeld, waarbij geen concessies zijn gedaan aan het uitgangspunt van vlakke en scherpe detaillering. Belangrijk hierbij was dat de beeldverwachting vooraf duidelijk moest zijn overgebracht. SAMENWERKING EN PROCES Het hele project heeft een traditioneel bouw - proces doorlopen. In het ontwerp is er speci- fiek aandacht geschonken aan het ver vaardi- gen van de gevelelementen en de beoogde technische en esthetische kwaliteit. Dit is ver - taald in een uitgangspuntendocument met een projectspecificatie volgens CUR-Aanbeveling 100, als basis voor verdere uitwerking met de leverancier en aannemer. Voorafgaand aan de aanbesteding was er geen ruimte voor het testen van de gevelelementen, wat betekende dat dit onderdeel werd van de voorbereiding met de aannemer. Door het her - gebruik van de draagconstructie en het ont - breken van bijbehorende ruwbouwperiode was de periode voor voorbereiding relatief kort. Het is mede aan de samenwerking tussen de partijen te danken dat er in deze planning voldoende ruimte werd ingericht om de gevel goed voor te bereiden. Hierbij zorgde de door de opdrachtgever aangestelde schoonbeton- coördinator voor de afstemming tussen de par - tijen en zorgvuldigheid tijdens het productie- en uitvoeringsproces. PAR ADEPA ARDJE Het instituut ESL is een paradepaardje van de Universiteit Utrecht en de unieke 'water 'gevel staat prachtig symbool voor de hoogwaardige vakwereld van de geowetenschappen. Het project laat zien dat door nauwe samenwer - king tussen opdrachtgever, architect, adviseur en (onder)aannemer ? er vanuit een architec - tonische visie, (technisch) ontwerp en conti- nue testen ? een bijzondere gevel is ontwik - keld. Het project won in 2019 de Betonprijs in de categorie Utiliteitsbouw. 7 VAKBL AD 2 2020 BV_2-1 ESL.indd 7 03-06-20 16:18 PREFAB PL ATEN A ANGEBR ACHT OP MEER DAN 80 JA AR OUDE STA ALCONSTRUCTIE De Waalbrug in Nijmegen wordt gerenoveerd. Het bestaande dek is daarbij volledig vervangen door een nieuw betondek met prefab elementen die met natte knopen aan elkaar zijn verbonden. Een voor Nederland unieke oplossing. Prefab-betondek voor de Waalbrug D e Waalbrug is een monumentale boog- brug die het centrum van Nijmegen met Lent verbindt. Hij vormt een belangrijke schakel voor het lokale verkeer en het regio- nale verkeer tussen Nijmegen en Arnhem. De brug bestaat uit een hoofdoverspanning van 244,1 m met de beeldbepalende boogcon- structie. Aan beide zijden bevinden zich twee aanbruggen van 72 en 95 m (fi g. 3). De brug is voorzien van twee hoofdrijbanen in het midden met elk twee rijstroken, één voor elke rijrich- ting (totale breedte ca. 12 m). Aan beide zijden van deze hoofdrijbanen bevindt zich een paral- lelrijbaan. Mede vanwege toegenomen verkeersbelastin- gen voldeed de brug niet meer aan de moderne eisen, en was daarom aan een ? inke opknap- beurt toe. Bij de renovatie is het betonnen rij- dek van de hoofdrijbaan ver vangen en de staalconstructie gerepareerd en geconser- veerd. De huidige busbaan zal ver vallen en wordt een fi etspad in twee richtingen. Het bestaande fi etspad zal voetpad worden. De brug is in twee stappen aangepakt. Eerst de oostkant en ver volgens de westkant. Prefab-betondek voor Prefab-betondek voor GESCHIEDENIS De Waalbrug werd gebouwd in 1936 als een stalen boogbrug met een houten dek. Op 10 mei 1940, tijdens een Duitse aanval op Neder- land in de Tweede Wereldoorlog, blies de Nederlandse genie de brug op (foto 2) om een snelle opmars van het Duitse leger te voorko- men. Tijdens de bezetting herstelden de Duit- sers de brug, gebruikmakend van de enigszins beschadigde staalconstructie. Het houten dek werd daarbij vervangen door een in het werk gestorte betonnen dek. In 1943 werd de brug weer in gebruik genomen. 8 VAKBL AD 2 2020 Auteur Mark van Thiel KWS Infra / Team Waalbrug, Gert Jan Koppelman VolkerWessels Infra Competence Centre / Team Waalbrug, Henr y Hoegen Hoegen Realisatie, Jacques Linssen Aeneas Media / Redactie Betoniek BV_2-2 waalbrug.indd 8 03-06-20 16:19 PREFAB PL ATEN A ANGEBR ACHT OP MEER DAN 80 JA AR OUDE STA ALCONSTRUCTIE Prefab-betondek voor de Waalbrug BETONNEN DEK De bestaande brug was opgebouwd uit stalen dwars- en langsliggers waarop voor de hoofd- rijbanen een betonnen dek was gestort (fi g. 4). Dit in-situdek steunde via voutes af op de langsliggers. Bij de hoofdoverspanning zijn dat drie langsliggers per zijde en bij de aanbrug- gen vijf (fi g. 3). De parallelrijbanen zijn volle- dig uit staal opgebouwd.Er is gekozen het in situ betonnen dek te ver- vangen door een prefab-betondek. Deze oplossing ? een nieuw prefab dek over een bestaande staalconstructie, in dit geval één van meer dan tachtig jaar oud ? is uniek en in Nederland nooit eerder toegepast. De nieuwe prefab platen hebben een vergelijkbare doorsnede als het oude in-situdek De reden om voor prefab beton te kiezen, lag onder meer in de bouwsnelheid. Door de renovatie uit te voeren in veel kleine segmen- ten en met vier verschillende bouwstromen te werken, kon een effi ciënt proces worden ingericht. Met prefab platen was het boven- dien eenvoudiger een oplossing te vinden binnen het maximale gewicht en de beschik- bare hoogte ? de platen moesten dezelfde hoogte hebben als het bestaande dek. De kwaliteit van de elementen kon beter worden gegarandeerd en er kon met kleine toleran- ties worden gewerkt. Extra uitdaging hierbij was het feit dat de onderliggende staalcon- structie, mede vanwege de roemruchte geschiedenis van de brug (zie kader 'Geschiedenis'), niet bepaald maatvast was. ZAGEN De eerste stap was het uitzagen van het oude dek (foto 6). Hierbij is er speciaal aandacht besteed aan het voorkomen van schade aan de 1 Renovatie aan de oostkant van de Waalbrug DOKEN Tijdens de uitvoering liep het uitvoeringsteam tegen een aantal verrassingen aan. Zo bleek dat op som- mige plekken doken op de langsliggers waren bevestigd als extra koppeling met het beton. Dit was goed merkbaar bij het uitzagen van het dek. Het dek was uiteindelijk wel van het staal af te krijgen, maar dit liet wel enige schade aan het staal achter. Die schade was vergelijkbaar met boorschade, waardoor aanvan- kelijk de gedachte was dat die te wijten was aan het boren. Pas bij nader onderzoek bleken de schade- plekken veroorzaakt te zijn door afgebroken doken. Uiteindelijk is het herstel van deze schade meegeno- men bij de staalreparatie. 3 Bovenaanzicht en westelijk aanzicht Waalbrug 4 Dwarsdoorsnede (bestaand) ter plaatse van (a) aanbruggen en (b) hoofdoverspanning 9 VAKBL AD 2 2020 2 Vernielde Waalbrug in 1940 BV_2-2 waalbrug.indd 9 03-06-20 16:19 bestaande staalconstructie. De ligging van de bovenzijde van de staalconstructie is met behulp van boren (met lucht) vastgesteld. Ver volgens is eerst alleen het bovendek ingezaagd, waarna de positie van de bovenzijde van de staalconstruc- tie met een liniaal nogmaals is ingemeten. Met de ze gegevens werd de diepte van de zaagsnede bepaald, tot circa 30 à 40 mm boven het staal. BETONPL ATEN Het nieuwe dek is opgedeeld in 164 vakken, 82 aan de oostzijde en 82 aan de westzijde, met in totaal 360 nieuwe prefab-betonplaten. Op de vakken voor de aanbruggen liggen elk twee platen en op de vakken voor de hoofdover -spanning liggen drie platen met natte stroken ertussen. Deze platen zijn circa 2,5 m lang. De breedtematen van de platen varieert van 5,25 tot 6,5 m. Alleen ter plaatse van de landhoofden is het dek uitgevoerd in ter plaats gestort beton. Omdat de maatvoering daar anders te ingewik - keld werd. De nieuwe platen hebben een vergelijkbare doorsnede als het oude dek. Ze mochten immers niet zwaarder zijn om de belasting op de staalconstructie te beperken en ook niet dikker omdat ze moeten aansluiten op de bestaande weg. Door de beperking in de hoogte is in de ontwerpfase de dikte van de plaat geoptimaliseerd, niet zwaarder dan het huidige dek, maar wel geschikt voor de moderne verkeersbelastingen conform de Eurocode. Dit resulteerde in het huidige ont - werp met een sterkteklasse van C55/67 en een minimale de kking die mogelijk is door de prefab productie (bovenzijde 40 mm en onderzijde 35 mm met een tolerantie van +/- 5 mm). Ook moest het beton voldoende weerstand bieden tegen chloride-indrin - ging, conform de ROK 1.3. Dat resulteerde v oor de bovenzijde in milieuklassen XC4, XD3 en XF4. De oneffenheden in het staal zijn opgevangen met een groutlaag De nieuwe platen bestaan dus ook weer uit voutes voor de oplegging op de langsliggers; voor elke langsligger een voute. Omdat de hoogte van de langsliggers varieert, mede door de beschadigingen uit de oorlog, en door de variatie in breedte en lengte was elke plaat uniek. Voor een zo goed mogelijke aan - sluiting op de staalconstructie is deze 3D in gemeten, op basis waar van de ontwerpte - 5 Schematische doorsnede bestaande brug, bron: RWS 6 Open gewerkt betondek met staalconstructie en oude in-situdek 10 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 waalbrug.indd 10 03-06-20 16:19 keningen voor de platen zijn gemaakt. De hoogten van de voutes variëren van circa 150 mm tot 200 mm. De exact benodigde hoogte is in het werk gerealiseerd met een groutlaag van maximaal 90 mm dik in kwaliteit K70. Hiermee konden oneffenheden in het staal, bijvoorbeeld door de aanwezige klinknagels, worden opgevangen. Ook werd het aantal verschillende voutehoogten beperkt; een te groot aantal zou de voordelen van prefab deels tenietdoen. Om de dekken exact op hoogte te stellen, zijn ze opgelegd op vul- blokjes die op de langsliggers zijn geplaatst. De r uimte tussen de prefab platen en de sta - len liggers is daarna ondergrout. Daartoe zijn in de pr efab-betonplaten grouttubes aange - bracht zodat de ondergrouting vanaf de bo venzijde kon worden aangebracht. De zij - den van de ondergrouting zijn voorafgaand v oorzien van een bekisting tussen de stalen ligger en het betonnen dek. De platen liggen min of meer los op het dek. Constructief wordt er van uitgegaan dat het staal en het beton niet samenwerken. Boven- dien hebben ze een andere uitzettingscoëffici- e nt; door ze los te houden kunnen ze ten opzichte van elkaar bewegen. Wel houden de klinknagels op de oude staalconstructie het dek enigszins op zijn plaats. Ook de veerklem- men aan de onderzijde, die bij de oude brug waren aangebracht om opwippen te voor - k omen, zijn weer teruggeplaatst. Om de natte knopen te kunnen realiseren, zijn speciale maatwerkbekistingen gemaakt NAT TE KNOPEN De prefab platen zijn met natte knopen aan elkaar verbonden (foto 8). Om deze knopen te kunnen realiseren, zijn speciale maatwerk - be kistingen gemaakt. Hierbij zijn gelijk de schampkanten en de voutes (incl. grout - hoogte) meegenomen. Deze bekistingen zijn zo veel mogelijk hergebruikt. De bekisting werd ondersteund door een speciale onder - steuningsconstructie afgesteund op de lijven van de langsliggers (fig. 9). De natte knopen hebben een breedtemaat van 480 mm tussen de prefab platen binnen een vak, en 960 mm tussen de prefab platen waar - bij een dwarsdrager wordt gepasseerd. Als laatste, na afronding van de dwarsvoegen op het oostelijke en westelijke dek, is ook de langsverbinding tussen de beide delen gestort. Hiermee is het dek uiteindelijk constructief weer één geheel. 8 Natte knoop tussen twee betonplaten 7 T wee betonplaten per vracht 11 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 waalbrug.indd 11 03-06-20 16:19 Bij het storten was de grote uitdaging om met dezelfde geringe toleranties te werken als die van de prefab elementen. De wapening kent eenzelfde dekking als de prefab platen (dek- king 35 mm, met een tolerantie van +/-5 mm) en de bovenzijde moest nauwkeurig worden afgewerkt, zodat dezelfde vlakheid ontstaat als bij de prefab elementen. Alleen dan past de waterdichte asfaltverharding (SAMI en Surf AC 0/16) er goed overheen. Het beton voor de natte knopen heeft de dezelfde sterkteklasse als die van de platen: C55/67 (het zogenoemde ' Waalbrugmeng-sel'). De sterkteontwikkeling hier van werd gemonitord via het Concremote-systeem. Hierbij zijn speciale eisen gesteld aan de sterkteontwikkeling in verband met trillingen en verkeersbelasting door werkverkeer. Het betonmengsel moest binnen twee uur worden verwerkt. Om die reden is met vrach- ten van maximaal 4 m 3 gewerkt. Voor een juiste nabehandeling werd het beton na het storten afgedekt met een folie en een houten schot erboven (foto 10). Er is uitge- gaan van nabehandelingsklasse 3 en 4. Er moest dus tot 50% (onderzijde) respectieve- lijk 70% (bovenzijde) van de karakteristieke betondruksterkte na 28 dagen worden nabe- handeld (tot een sterkte van 34 MPa resp. 47 MPa). 9 Langs- en dwarsdoorsnede dek 12 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 waalbrug.indd 12 03-06-20 16:19 LOGISTIEKE UITDAGING Het verkeer over de brug moest tijdens de uit- voering doorgang vinden. Het autoverkeer werd daartoe over de twee parallelle rijbanen gevoerd. Hierdoor waren beide hoofdrijbanen beschikbaar voor de bouw. Terwijl de oostkant werd gerenoveerd, gaf de westelijke rijbaan ruimte voor de logistieke strook, het incidenten- verkeer en het fi etsverkeer (fi g. 11). Tijdens het tweede deel van het project, waarin de westzijde werd aangepakt, was dit precies omgekeerd. Aanvankelijk was het idee het gewone verkeer over de vrije rijbaan te leiden. Maar doordat het omwille van de Chroom-6-problematiek (zie kader 'Chroom-6') nodig bleek een doorwerk- voorziening te realiseren, was hier onvol- doende ruimte voor en was het nodig ook de vrije rijbaan bij het bouwterrein te betrekken. De strook voor het incidenten- en fi etsverkeer mocht tussen 21:00 uur en 6:00 uur worden afgesloten, waardoor die ruimte kon worden gebruikt voor het met kranen in- en uithijsen van het dek. Beide handelingen konden dus alleen 's nachts worden uitgevoerd. Ook het ver voer van de platen kende beperkingen. Omdat de brug tijdens het herstel enigszins was verzwakt doordat er delen waren uitge- zaagd en er een grote steigerconstructie onder de brug hing, moest de aslast worden beperkt. Hierdoor konden er telkens maar twee platen per keer worden aangevoerd (foto 7). Er is gewerkt in twee inhoudelijk gelijke week- cycli, waar van alleen de start- en einddatum verschilden. Deze cyclus bestond uit de vol- gende stappen: Dag 1: zagen dek en verwijderen platen ('s nachts). ? Dag 2 en 3: plaatsen doorwerkvoorziening en conser veren. ? Dag 4: vrijgave doorwerkvoorziening en plaatsen platen ('s nachts). ? Dag 5: (grout)kisten aanbrengen, betons- torten, grouten en afwerken. De ene weekcyclus begon op de maandagen, de andere op de dinsdagen. TESTEN Gezien de complexiteit van het werk is beslo- ten de uitvoeringswijze vooraf te testen. Zo kon men goed voorbereid aan de weekcycli begin- nen en ontstond een beeld van de uitdagingen die men zou kunnen tegenkomen. Ten behoeve van die test is een mock-up-opstelling gemaakt met twee platen en een natte knoop ertussen. Na de bevestiging zijn de nieuwe platen gezaagd om ook met deze processtap er varing op te doen. BETONPL A ATPUZZEL De werkzaamheden aan de oostkant duurden tot december 2019. In januari 2020 zijn de werk- zaamheden voortgezet aan de westkant van de brug. Eind april 2020 werd de laatste prefab plaat gelegd en zijn de laatste natte knopen gestort. Daarmee is deze complexe 'betonplaat- puzzel' met succes afgerond. De verwachting is dat het verkeer in oktober 2020 weer tussen de bogen kan rijden. Aansluitend wordt gewerkt aan de verdere renovatie van de brug. CHROOM-6 Bij het voorbereiden van de renovatie van de brug bleek dat voor de maar liefst elf lagen verf die sinds 1936 op de staalconstructie waren aangebracht, ook gebruik is gemaakt van chroom-6-houdende verf. Deze moest op een uiterst zorgvuldige manier worden verwij- derd, waarbij rekening moest worden gehou- den met een maximaal toegestane blootstel- ling aan deze kankerverwekkende stof. Hiervoor zijn doorwerkvoorzieningen gereali- seerd die volledig luchtdicht waren afgewerkt en voorzien van onderdruk, afzuiginstallatie, schone luchttoevoer en douchesluis. Montage en demontage van deze voorziening is in de weekcyclus meegenomen. 11 Rijstrookindeling tijdens uitvoering, bron: RWS 10 Gestorte knoop afgedekt met schotten 13 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 waalbrug.indd 13 03-06-20 16:19 Betoniek is hét kennisplatform over de technologie en uitvoering van beton. Al meer dan 45 jaar draagt Betoniek bij aan een goede kwaliteit van betonbouw in Nederland. Kennis daarover is juist voor jou als student Bouwkunde en/of Civiele Techniek enorm belangrijk. Daarom ontvang je nu alle informatie van Betoniek - 4x per jaar Betoniek Vakblad, 4x per jaar Betoniek Standaard, toegang tot de online mediatheek en de tweewekelijkse digitale nieuwsbrief - voor slechts ? 40 per jaar. Een online lidmaatschap is voor jou zelfs helemaal gratis zolang je student bent! Meld je nu aan bij het kennisplatform Betoniek WWW.BETONIEK.NL/VOOR-HET-ONDERWIJS. BETONIEK.NL STUDENT? LEER VAN DE PRAKTIJK. WORD LID VANAF ? 0,- adv_28.indd 2 03-06-20 14:14 Wat zijn de verschillende mogelijkheden rondom bouwkundige software? Welke software helpt het beste bij een goed constructief ontwerp? De ontwikkelingen in de techniek gaan razendsnel, waardoor het lastig is om een compleet beeld van de huidige mogelijkheden van de software voor constructeurs te hebben. Hier willen we jou een handje bij helpen. Daarom organiseert Cement op 28 oktober de Cement Softwaredag. Kijk op www.cementonline.nl/softwaredag voor meer informatie. adv_29.indd 2 03-06-20 14:14 ZIJN DUR ABILIT Y, SUSTAINABILIT Y EN CIRCUL ARITEIT VERENIGBA AR? Het begrip circulariteit is niet meer weg te denken uit de bouw. Kort gezegd komt circulariteit erop neer dat bouwdelen of bouwmaterialen uit afgeschreven ? en daarom te amoveren ? constructies worden hergebruikt in nieuwe constructies. Voor nieuw beton wordt meestal bedoeld het (gedeeltelijk of volledig) vervangen van natuurlijk gewonnen toeslagmateriaal door gerecycled toeslagmateriaal. Hoe wordt de kwaliteit van het materiaal geborgd in de huidige regelgeving? Verantwoord circulair beton D oor het teruggewonnen materiaal uit beton opnieuw toe te passen, komt er een 'nieuwe' grondstoffenstroom op gang. Het is belangrijk na te denken over hoe we deze grondstoffenstroom zodanig inpassen in de bestaande productiestroom, dat het leidt tot productie van betrouwbare en duurzame (dura- ble) constructies. Ook moet vooraf worden bepaald wat het doel is op het gebied van milieu (sustainable). Wil men door middel van circulair bouwen de impact van winning van materialen op de natuur beperken of wil men de CO 2-uit - stoot reduceren en zo de belasting op het milieu beperken? Want duidelijk is dat durability, sustainability en circulariteit lang niet altijd verenigbaar zijn. Het is belangrijk na te denken over hoe we deze grondstoffenstroom zodanig inpassen dat het leidt tot betrouwbare constructies REGELGEVING Is de huidige regelgeving eigenlijk wel inge - steld op deze nieuwe grondstoffenstroom? De regelgeving voor toeslagmaterialen schrijft nu enkel voor waar deze aan moeten voldoen, en is vooral gebaseerd op de toepassing van materialen uit een winlocatie (winputten en groeves) waaruit voor langere periode materi- aal wordt geproduceerd. Van deze winlocatie zijn de eigenschappen bekend uit vooronder - zoek. Deze eigenschappen worden, afhankelijk van hun relevantie, periodiek gecontroleerd en getoetst. De er varing leert daarbij dat de eigenschappen in de tijd constant zijn. In NEN-EN 206+NEN 8005 zijn waarden en aan- bevelingen gegeven over hoe je moet omgaan met gerecycled toeslagmateriaal. Hierbij moet worden opgemerkt dat deze norm soepel omgaat met het ver vangingspercentage per milieuklasse én de kwaliteit van het gerecy -clede toeslagmateriaal. De vraag is in hoeverre fundamenteel gekeken is naar de invloed hier - van op de langetermijneigenschappen van beton met gerecycled toeslagmateriaal. Ook specifiek ten aanzien van de kwaliteit van het gerecyclede toeslagmateriaal is het één en ander vastgelegd in de regelgeving. De vraag is in hoeverre fundamenteel gekeken is naar de invloed op de langetermijn­ eigen sc happen van beton NEN-EN 12620 In NEN-EN 12620 ' Toeslagmateriaal voor beton' ? waarin de kwaliteit van het toeslag- materiaal wordt bewaakt ? staat het volgende: Voor in de bouw gebruikte toeslagmaterialen behoren te voldoen aan alle eisen van deze Europese norm. Evenals de vertrouwde en tra- ditionele natuurlijk en kunstmatig gevormde toeslagmaterialen is het mandaat M/125 "Aggregates" ook van toepassing op gerecy - clede toeslagmaterialen en enkele materialen van nieuwe of niet-bekende herkomst waar - mee nog geen of weinig ervaring is opgedaan. Gerecyclede toeslagmaterialen zijn inbegre - VOORBEELD TEGENSTRIJDIGHEID: BETONGR ANUL A AT EN CEMENTBEHOEFTE Het toepassen van een circulair toeslagmate­ riaal (of vulstof en/of gedeeltelijk bindmiddel) kan tot gevolg hebben dat de waterbehoefte en het daaraan gekoppelde cementgehalte in een betonmengsel zal toenemen. Ook kan dit leiden tot meer transport van materialen. Beide aspecten werken nadelig op de MKI ­ w aarde van beton. 1 Door het t eruggewonnen materiaal uit beton opnieuw toe te passen, komt er een 'nieuwe' grondstoffenstroom op gang 16 VAKBL AD 2 2020 Auteur ing. Mark van der Wolf, Ballast Nedam BV_2-2 recyclingsgranulaat.indd 16 03-06-20 16:06 OPINIE pen in de normen en nieuwe beproevingsme- thoden daarvoor zijn in een gevorderd stadium van voorbereiding. Voor niet-bekende materia- len van secundaire herkomst, waarmee nog geen of weinig ervaring is opgedaan, is echter het normalisatiewerk pas kort geleden aange- vangen en er is meer tijd nodig om duidelijk de herkomst en karakteristieken van deze materi- alen te de? niëren. Intussen moeten zulke niet- bekende materialen, wanneer ze op de markt als toeslagmaterialen worden afgezet, volledig voldoen aan deze norm en nationale regelge- ving met betrekking tot gevaarlijke bestandde- len (zie bijlage ZA van de norm), afhankelijk van de bedoelde toepassing. Aanvullende karakteristieken en eisen kunnen geval voor geval worden gespeci? ceerd afhankelijk van de ervaring die met het gebruik van het materi- aal is opgedaan en kunnen worden gede? ni- eerd in contractdocumenten. In het kort komt dit erop neer dat gerecycled toe- slagmateriaal aan de betreff ende norm (NEN- EN 12620) zou moeten voldoen en dat nieuwe testmethoden voor toepassing van gerecycled toeslagmateriaal in een gevorderd stadium van voorbereiding zijn. Regelgeving en testmetho- den zijn dus nog niet eenduidig vastgesteld. NEN 5905 Aanvullend op NEN-EN 12620 is de Neder- landse aanvulling NEN 5905 van toepassing. Hierin is vastgelegd aan welke prestaties het toeslagmateriaal inclusief gerecycled materi- aal moet voldoen. Hier worden enkel algemene prestatie-eisen vermeld. BRL 2502 BRL 2502, de beoordelingsrichtlijn die de cer- tifi catie beschrijft van de eigenschappen voor korrelvormige materialen ( > 2000 kg/m 3) zegt met betrekking tot het toepassingsgebied: Vulsto? en, kunstmatige korrelvormige materi- alen (zoals fosforslakken, hoogovenslakken of staalslakken) of korrelvormige materialen afkomstig van bouw- en sloopafval (recycling- granulaat waaronder asfaltgranulaat) vallen niet onder deze beoordelingsrichtlijn. Er wordt dus vermeld dat de beoordelings- richtlijn niet van toepassing is op recyclinggra- nulaat (waaronder asfaltgranulaat). BRL 2506 BRL 2506 'Recyclinggranulaten voor toepas- sing in beton en GW W-werken' is het document dat de basis legt voor het KOMO-certifi caat voor gerecyclede granulaten in beton. De kwa- liteitscontrole is hier gebaseerd op hoeveel- heid materiaal, tijdseenheid en bij twijfel en/of op verzoek van de afnemer bepaalde frequen- ties. Maar niet op winplaats (afwijkend van de aanbeveling in NEN-EN 206). Het is dus zeer goed mogelijk dat partijen slooppuin en het daaruit geproduceerde granulaat buiten de keuringen vallen. Als je dit met de staalindustrie vergelijkt, kom je in feite niet verder dan een 2.1- of 2.2-certi- fi caat (keuringscertifi caat dat niet traceerbaar is naar het geleverde product). Dit soort certi- fi caten zijn in de staalindustrie niet toereikend voor hoogwaardige constructies. CUR/CROW-Aanbevelingen In CUR/CROW-Aanbevelingen 80, 106 en 112, aanbevelingen die iets zeggen over recycling- granulaten, staat dat aan NEN-EN 12620 en NEN 5905 moet worden voldaan. Deze aanbe- velingen behandelen meer specifi ek construc- tieve aspecten en enkele selectieve randvoor- waarden. Ook hier lijkt dit gebeurd te zijn zonder fundamenteel onderzoek van de eff ecten op de langetermijneigenschappen van het beton. Er wordt geen methode voor productiebewaking of kwaliteitsaspecten van het materiaal gegeven. BEHEERSING K WALITEIT Regelgeving en de mate waarin de kwaliteit van gerecycled toeslagmateriaal wordt beheerst, is dus beperkt, in ontwikkeling, ver- spreid over verschillende documenten en niet elke bron van materiaal wordt getest. Boven- dien zijn de kwaliteitskaders in NEN-EN 206 ruim versoepeld in de nationale bijlage NEN 8005 en in aanbevelingen, schijnbaar zonder fundamenteel onderzoek. Toch gebeurt het dat ? ten aanzien van de aantoonbaarheid van de prestatie van gerecycled toeslagmateriaal ? wordt gesteld dat het voldoet aan NEN-EN 206, NEN-EN 12620, NEN 5905, BRL 2506 en/of aanbevelingen en daarmee resulteert in een betrouwbaar beton. Dit is dus feitelijk niet geheel correct. Tegenwoordig worden veel materialen en diensten geleverd onder een certifi caat of norm en zit de kwaliteit hier van verstopt achter een papiertje. Hierdoor is het voor een persoon die niet dagelijks betrokken is bij de inhoude- lijke praktijk en techniek niet meer mogelijk in te zien of nog steeds het juiste materiaal wordt geleverd. Zelfs bedrijven uit de branche kun- 17 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 recyclingsgranulaat.indd 17 03-06-20 16:06 nen door enthousiasme, ondernemersgeest, onbekendheid met de basis of uit fi nancieel oogpunt hierdoor de oorsprong van een betrouwbare constructie uit het oog verliezen. Samengevat hebben we hier dus te maken met een 'nieuwe' belangrijke grondstoff enstroom waar van het aantonen van de kwaliteit niet volledig is geregeld in de regelgeving. En dit is wel een vereiste voor het realiseren van betrouwbare betonconstructies. Bij het hergebruik van beton als toeslagmateriaal is de oorsprong ervan niet bekend VERSCHIL TOEPASSING NATUURLIJK GEWONNEN ? GERECYCLED TOESL AGMATERIA AL Toeslagmateriaal neemt na sloop gewoonlijk 'een afslag' naar een hergebruik waar de exacte prestaties van het materiaal minder van belang zijn. Bij circulaire inzet neemt het 'een afslag' naar een betonconstructie waar de exacte prestaties wel bekend moeten zijn. De wens wordt zelfs steeds sterker om het volle- dige toeslagmateriaal te ver vangen door gere- cycled materiaal. Bij een betonconstructie kan het gaan om een dragend onderdeel van een woning, kantoor, fabriek, brug, tunnel of nutsvoorziening. In dergelijke constructies heeft het onvoorzien falen van het materiaal grote gevolgen. Hierbij is het dus van groot belang dat de grondstoff en van goede kwaliteit zijn om eigenschappen zoals sterkte en levensduur te kunnen garan- deren. Bij het hergebruik van beton als toeslagmateri- aal is de oorsprong er van (winput, groeve en/ of eigenschappen van de cementsteen) niet (meer) bekend. Maar niet alleen de oorsprong, ook andere factoren hebben invloed op de kwaliteit van het gerecyclede materiaal. Denk daarbij aan de ouderdom van de constructie, de invloeden van buitenaf die er zijn geweest en of er eventuele schades door het toeslag- materiaal zijn waargenomen. Dit bijvoorbeeld als gevolg van vochtbelasting en/of invloed van chloriden, sulfaten en alkaliën. Ook kun- nen eigenschappen van het bestaande beton zoals porositeit per oorsprong van elkaar afwijken. Dit kan grote invloed hebben op de verwerkbaarheid van nieuw beton, de uitein- delijke sterkte, de constructieve eigenschap- pen en de weerstand tegen externe invloeden. Er zijn nog meer eigenschappen te bedenken die het slagen van een betrouwbare en veilig te realiseren constructie bepalen, zoals: ? Volumieke massa ? Hardheid ? Sterkte ? Slijtvastheid ? ASR-bestandheid ? Milieukundige eigenschappen ? Arbo-gerelateerde eigenschappen ? Brandbestandheid ? Krimp Om de toepasbaarheid van het toeslagmateriaal Prestatie: Eigenschappen: ? Toepassing: ? Prestatie: ? Eigenschappen: 1. Winning toeslagmateriaal 4. Bouw 2. Bouw 3. Terugwinnen (beton)granulaat ? ? Rivierbodem Groeve  Mogelijk mindere kwaliteit materiaal  Geen partijkeuring 2 Circulariteit van betongranulaat, fi guur: Mark van der Wolf 18 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 recyclingsgranulaat.indd 18 03-06-20 16:06 in een nieuwe constructie te beoordelen, is het noodzakelijk deze eigenschappen en invloeden vóór toepassing eenduidig en verifieerbaar vast te leggen. In feite is elke betonconstructie die wordt gesloopt en hergebruikt een nieuwe win- plaats waar van de eigenschappen van het materiaal moeten worden vastgesteld. VER ANTWOORD INPASSEN In ieder geval zal enkel het testen bij de opstart van een breker of productielocatie ? en hierop het certificaat van die productielocatie baseren, terwijl er periodiek onvolledig wordt getest ? niets zeggen over de eigenschappen en kwaliteit van het totale product dat in de toekomst wordt geproduceerd. Hoe moeten we hier nu mee omgaan? Gaan we dit circulaire materiaal met voorbedachten rade ongebreideld toepassen terwijl we weten dat dit kan leiden tot een onbe- trouwbare en falende constructie? Of gaan we deze nieuwe grondstoffenstroom met verstand en kennis van zaken verantwoord inpassen? Uiteraard moeten we kiezen voor het laatste. Maar hoe moet dit dan worden ingevuld? Gaan we elk nieuw gewonnen circulair materiaal onderwerpen aan een echte partijkeuring of is er een andere weg mogelijk? Partijkeuring Bij het toepassen van partijkeuringen moet het materiaal met verschillende oorsprong sepa- raat worden bepaald, beoordeeld en bewaakt. Dit zou een grote impact hebben op het logis - tieke proces van een verwerkend bedrijf van gerecyclede toeslagmaterialen. Het bepalen van de eigenschappen van gerecycled toeslag- materiaal kan al gauw meerdere weken in beslag nemen. Deze tests gaan verder dan het bepalen van de verwerkbaarheid en een 28-daagse sterkte. De stabiliteit op lange ter - mijn moet zijn geborgd. Bovendien geldt dat tijdens het onderzoek, indien nog een cement - component aanwezig is, het materiaal gaat binden. Dit komt de transporteerbaarheid en verwerkbaarheid niet ten goede. Een langere omslagtijd (periode tot winnen en verwerken in nieuw beton) en het aantal uit te voeren tests, hebben invloed op de uiteindelijke kost - prijs van het circulaire materiaal of het beton. Classificering bouwwerken Er kan ook worden gedacht aan een classifice - ring van bouwwerken op basis van aantastings - mechanismen/milieuklassen, afmetingen van bouwonderdelen en hun functie in de samenle - ving en de toepassing hierin van circulaire materialen. Dit moet dan worden afgestemd op het bekende risicoprofiel, kans en gevolg. ? C onstructies van beperkt volume en die niet in aanraking komen met een vochtig milieu, lopen relatief weinig kans op aantasting c.q. slijtage. Het risico op falen is hier beperkt. Het tegengestelde geldt voor constructies die wél in aanraking komen met een vochtig milieu. ? C onstructies die een cruciale functie hebben in het dagelijks leven, bijvoorbeeld in een verkeersader of nutsvoorziening, hebben bij falen een grote impact op de samenleving en financiële gevolgen. In andere industrieën worden voor cruciale producten zuivere materialen toegepast waar van alle eigen- schappen vastliggen. Dit alles zou eenduidig bepaald en gehand- haafd moeten worden. Er kan onderscheid worden gemaakt in toepassing: ? w el volledige partijkeuringen en afhankelijk van de uitkomst hier van een splitsing in de toepassing van gerecycled toeslagmateriaal; ? g een volledige partijkeuringen en gerecy - cled toeslagmateriaal enkel in 'niet-cruciale constructies' toepassen. Niemand zit te wachten op aantasting van de goede naam van beton SLUITENDE REGELGEVING Het zal in ieder geval duidelijk zijn dat niemand zit te wachten op aantasting van de goede naam van beton en een ontwikkeling van 'Betonrot 2.0'. Hoewel er in de praktijk verkla- ringen worden afgegeven dat het circulaire materiaal voldoet aan 'de' norm, aanbeveling, onder certificaat wordt geleverd of is getest conform een (beoordelings)richtlijn, is er op dit moment nog geen juiste, sluitende regelge - ving voor verantwoorde productie en gebruik aanwezig. Onderzoek en aanpassing van hui- dige normen en richtlijnen ? die tot een een- duidige samenhang tussen documenten (NEN- EN, CROW/CUR, BRL) en verantwoorde toepassing van gerecycled toeslagmateriaal kunnen leiden ? zijn noodzakelijk. Dit aanpas - sen moet worden uitgevoerd door mensen met inhoudelijke kennis van het materiaal en gevoel voor verantwoordelijkheid. TOEKOMST Er wordt nog maar sporadisch over deze zaken gesproken. Ondertussen ontwikkelt de markt van gerecyclede materialen zich verder. Duide - lijk moet zijn dat durability, sustainability en circulariteit lang niet altijd met elkaar verenig- baar zijn en dat de relatie hiertussen continu moet worden bewaakt. De effecten van het gebruik van betongranulaat op de prestatie van het beton zijn nog niet volledig in kaart gebracht. Ook wordt het betongranulaat niet volledig getest op eigenschappen, wat het twij- felachtig maakt of betongranulaat wel geschikt is voor elke toepassing. De regelgeving die er is, is nog niet sluitend en versnipperd. Circulair bouwen is een grote uitdaging. Het biedt kansen maar we moeten dit principe met verstand van zaken en op een verantwoorde manier toepassen. 3 Betonpuin 19 VAKBL AD 2 2020 BV_2-2 recyclingsgranulaat.indd 19 03-06-20 16:06 OPINIE PR AK TIJK VOORBEELD EN LEERPUNTEN TOEPASSING BETONGR ANUL A AT Betongranulaat, geen lichte materie De laatste jaren zien we een groeiend streven naar een duurzame en circulaire economie, waarin geen afval bestaat en grondsto? en steeds opnieuw worden gebruikt. In nieuwe gebouwen en infrastructuur leidt dat tot de wens betonpuin te hergebruiken. En dan met name hoogwaardig te hergebruiken als betongranulaat, zodanig dat er minder (of geen) natuurlijk toeslagmateriaal wordt gebruikt. BAM Infra erkent het belang hiervan en heeft op diverse projecten ervaring opgedaan met het gebruik van betongranulaat; ervaringen die ons bewust hebben gemaakt van bijkomende technische uitdagingen op het gebied van veiligheid en levensduur. 1 Granulaat, foto: Somayeh Lot? , C2CA project 20 VAKBL AD 2 2020 Auteur ir. Nick Ver voort en ir. Jeannette van den Bos, BAM Infraconsult, afdeling Materiaaltechnologie BV-2-5 granulaat.indd 20 03-06-20 16:08 I n 2018 hebben Edwin Vermeulen en Cindy Vissering in het artikel 'Kan beton nog circu- lairder?'[1] de betonladder toegelicht. Bin- nen de betonladder zijn er verschillende schaalniveaus van circulariteit: boven aan de ladder staan REFUSE en REDUCE, lager op de ladder staat RECYCLE (? g. 2). Om te beginnen met REFUSE en REDUCE: regulier beton kent een zeer lange en onderhoudsarme levensduur. Het is eenvoudig om met beton een constructie te maken die jaren meegaat. Dat is een sterk milieuvoordeel omdat we dan een lange tijd niet hoeven te (ver)bouwen. Voor RECYCLE geldt dat beton goed te recyclen is. Echter, voor materia- len zoals beton is de te behalen winst op het gebied van circulariteit beperkt in vergelijking met materialen met een veel kortere levenscy- clus. Het is daarom wenselijk een evenwicht te zoeken waarbij de toepassing van betongranu- laat geen negatief eff ect heeft op de beoogde levensduur van de betonconstructie. REGELGEVING BETONGR ANUL A AT Wanneer we de toepassing van betongranulaat in nieuwe betonconstructies (en betonproduc- ten) in de regelgeving beschouwen, hebben we te maken met regelgeving voor toeslagma- teriaal en beton (? g. 3). 3 Beknopt overzicht regelgeving voor toeslagmateriaal en beton Regelgeving toeslagmaterialen Toeslagmaterialen, waaronder betongranu- laat, moeten voldoen aan NEN-EN 12620 [4] en NEN 5905 [5]. Voor betongranulaat wordt in NEN 8005 [3] een minimale volumieke massa geëist. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen type A1 (? 2200 kg/m 3) en type A2 (? 2000 kg/m 3). Verder kan in Nederland spe- ci? ek voor recyclingaggregaten BRL 2506 [6] van toepassing worden verklaard. Betongranulaat bestaat normaal gesproken uit verschillende bestanddelen. Volgens NEN-EN 12620 moet het aandeel van deze bestandde- len worden bepaald en verklaard in overeen- stemming met gespeci? ceerde categorieën (zie kader 'Categorieën'). Aan de categorieën is te zien dat er zowel lichte als drijvende bestanddelen toelaatbaar zijn, namelijk cate- gorie Rb, Ra, XRg voor lichte materialen en FL voor drijvende materialen. Conform NEN 5905 moet betongranulaat voor minimaal 90% m/m bestaan uit beton met een volumieke massa van ten minste 2100 kg/m 3. Conform de categorieën uit NEN-EN 12620 is dat Rc 90. Er worden geen eisen gesteld aan de overige categorieën. Alleen in BRL 2506 (beoordelingsrichtlijn voor recyclinggranulaten) worden de overige cate- gorieën uit NEN-EN 12620 benoemd waar betongranulaat type A1 en type A2 aan moeten voldoen, namelijk: Rcu 95, Rb 10?, Ra 1?, FL 2?, XRg 1? (en de Rc 90 vanuit NEN 5905). Wanneer BRL 2506 niet van toepassing wordt verklaard, hoeft het betongranulaat dus niet te voldoen aan de eisen van deze overige categorieën. Regelgeving beton Voor de toepassing van betongranulaat in beton komen we uit bij NEN-EN 206 [2] en NEN 8005 [3]. Beide staan het gebruik van betongranulaat toe door een gedeelte van het grove toeslagmateriaal te ver vangen door betongranulaat. In CUR-Aanbeveling 112 [7] worden hogere ver vangingspercentages toe- gelaten. In de informatieve bijlage E van NEN-EN 206 wordt een aanbeveling gegeven voor de toe- passing van gerecycled toeslagmateriaal (betongranulaat), waarbij onderscheid wordt gemaakt naar de van toepassing zijnde milieu- NEN-EN 206 NEN 8005 NEN-EN 12620 NEN 5905 BRL 2506 2 Betonladder (uit: Kan beton nog circulairder? [1]) CATEGORIEËN Categorieën betongranulaat volgens NEN-EN 12620: ? Rc: beton, betonproducten, mortel, metselsteen van beton ? Ru: ongebonden toeslagmaterialen, natuursteen, hydraulisch gebonden toeslagmaterialen ? Rb: metselbaksteen en andere gebakken keramische producten (zoals stenen en tegels), metselstenen van kalkzandsteen, niet-drijvend schuim- en/of gasbeton ? Ra: bitumineuze materialen ? FL: drijvende materialen in volume ? X: anders: ? cohesief materiaal (zoals klei en grond), metalen (ijzerhoudend en niet-ijzer houdend), niet-drijvend hout, kunststof, rubber, gipspleister ? Rg: glas 21 VAKBL AD 2 2020 BV-2-5 granulaat.indd 21 03-06-20 16:08 klassen. Uit tabel 1 komt naar voren dat het aanbevolen ver vangingspercentage nul is bij milieuklassen die gebruikelijk zijn bij civiele betonconstructies. Hierbij wordt wel een uit- zondering gemaakt, namelijk: gerecycled toe - slagmateriaal met een bekende herkomst mag w orden gebruikt in milieuklassen waar voor het oorspronkelijk was ontworpen (tot maximaal 30% ver vangingspercentage). In de Nederlandse invulling van EN 206, NEN 8005 [3] , is een normatieve tabel opgenomen voor de toepassing van betongranulaat (tabel 2). In deze tabel zijn ver vangingspercentages gegeven, die afhankelijk zijn van de volumieke massa van het betongranulaat. Hierbij wordt er geen onderscheid gemaakt naar de van toe - passing zijnde milieuklassen, anders dan ongewapend (X0). Ook wordt er geen onder - scheid gemaakt in herkomst van het betongra- nulaat. In Nederland is het daarmee toege - staan in alle nieuwe betonconstructies en betonproducten een gedeelte van het toeslag- materiaal zonder meer te ver vangen door betongranulaat dat voldoet aan de beknopte eisen van type A1 of type A2. Met behulp van aanvullende bepalingen in CUR-Aanbeveling 112 zijn ver vangingsper - centages toegestaan tot 100% (volumeper - centage), behalve in milieuklassen XD en XS. Op deze aanvullende bepalingen wordt verder niet ingegaan. PR AK TIJK VOORBEELD In het onderstaande praktijkvoorbeeld is betongranu- laat toegepast in voorgespannen prefab betonliggers. Evaringen uit dit voorbeeld hebben geleid tot een aan- tal leerpunten die verderop worden toegelicht. De producent van de prefab betonproducten in dit praktijkvoorbeeld werkt actief aan de verduurzaming van het bedrijf en de betonketen, onder andere door het toepassen van betongranulaat in nieuwe prefab betonproducten. Het betongranulaat bestond uit restbeton en afge- keurde betonwaren uit eigen productie van de pro- ducent. Restbeton werd opgevangen in containers, waarboven het materieel (zoals betonkubels) werd gespoeld met water. Door de gebruikte waterhoe- veelheid ontstond een 'waterig beton' wat neersloeg in de container in lagen met een aflopend soortelijk gewicht, namelijk: onderop de grove bestanddelen (grind en zand) en daarbovenop de fijne delen (ge- hydrateerd cement, kalksteenmeel en fijn zand), hierna 'cementslib' genoemd. Het restbeton en de afgekeurde betonwaren zijn gebroken en gemengd tot een betongranulaat met een volumieke massa van ongeveer 2350 kg/m³ (type A1). Op dit moment mag betongranulaat lichte en/of drijvende bestanddelen bevatten In het betonmengsel van de prefab liggers werd 130 kg/m 3 betongranulaat toegepast. Dat is een ver - vangingspercentage van 8,8% ten opzichte van het grove grind. Het betonmengsel voldoet hiermee aan de vigerende normen. Daarnaast worden de prefab liggers geproduceerd onder een KOMO-merk op basis van BRL 2813. Er werd gestreefd naar een goede kwaliteit prefab liggers, waarbij tevens aandacht was voor verduur - zaming en circulariteit. Toch bleek dat niet op elk vlak de beoogde kwaliteit werd bereikt. In figuur 4 staat de geproduceerde ligger waarbij er witte brosse stukjes toeslagmateriaal zichtbaar zijn in het beton. Nadere bestudering maakte duidelijk dat het ingedroogde stukjes gebroken cementslib zijn. Het cementslib heeft een relatief lage volumieke massa waardoor de stukjes cementslib tijdens het storten van de liggers opdreven in de vloeibare betonspecie. Dit heeft ervoor gezorgd dat er aan het oppervlak concentraties van stukjes cementslib zijn ontstaan in de bovenzijde van de flenzen en in de bovenzijde van het lijf (fig. 5). Juist op die plek - ken, waar het voor de levensduur en in dit geval ook v oor de constructieve veiligheid niet gewenst is. De flenzen worden in de definitieve situatie gedurende 100 jaar blootgesteld aan carbonatatie. Vanwege projectoverwegingen is een conservatieve aanname gedaan, namelijk dat het cementslib nauwelijks een bijdrage levert in het beschermen van de wapening tegen corrosie. De flenzen zijn daarom behandeld met een dekkingsverbeteraar. De bovenzijde van het lijf van de prefab liggers dient als aansluitvlak tussen ligger en de in situ druklaag. Een vlak waarin uiteindelijk grote schuifspannin- gen moeten worden overgedragen. Aangezien het cementslib bros en poreus is, is besloten om geen constructieve eigenschappen toe te kennen aan het materiaal. Daarom is al het cementslib in dit vlak verwijderd met hogedruk waterstralen. De producent van de liggers is naar aanleiding van deze ervaringen voorlopig gestopt met het toepas - sen van betongranulaat in hoogwaardige prefab- betonproducten en is een intern onderzoek gestart hoe lichte delen in het restbeton kunnen worden gescheiden. Dat de combinatie van lichte delen in het betongra- nulaat en het opdrijven daarvan in kritische locaties, een probleem kon veroorzaken werd op het moment van produceren onvoldoende beseft. Dit voorbeeld zorgt dan ook voor bewustwording van de techni- sche uitdagingen om betongranulaat op een veilige en duurzame wijze toe te passen. Tabel 1 Ma ximumvervangingspercentage van grof toeslagmateriaal door gerecycled toeslagmateriaal (% op basis van gewicht) conform informatieve bijlage E van NEN-EN 206 T YPE GERECYCLED TOESL AGMATERIA AL MILIEUKL ASSEN X0XC1, XC2 XC3, XC4, XF1, X A1, XD1 ALLE OVERIGE MILIEUKL ASSEN a type A: (Rc 90, Rcu 95, Rb 10?, Ra 1?, FL 2?, XRg 1?) 50% 30% 30%0% type B b: (Rc 50, Rcu 70, Rb 30?, Ra 5?, FL 2?, XRg 2?) 50% 20% 0%0% a) Gerecycled toeslagmateriaal type A van een bekende herkomst mag met een maximaal vervangingspercentage van 30% worden gebruikt in milieuklassen waarvoor het oorspronkelijke beton was ontworpen. b) Gerecycled toeslagmateriaal type B behoort niet te worden gebruikt in beton met druksterkteklassen > C30/37. Tabel 2 Ma ximumvervangingspercentage van grof toeslagmateriaal door recyclinggranulaat (% op basis van volume) conform NEN 8005 SOORT RECYCLINGGR ANUL A AT VOLUMIEKE MASSA ? rd MILIEUKL ASSE X0OVERIGE MILIEUKL ASSEN type A1 (betongranulaat) ? 2200 kg/m 3 50% 30% type A2 (betongranulaat) ? 2000 kg/m 3 50% 20% type B (menggranulaat) ? 2000 kg/m 3 50% 20% type C (metselwerkgranulaat) ? 1500 kg/m 3 25% 10% 22 VAKBL AD 2 2020 BV-2-5 granulaat.indd 22 03-06-20 16:08 LEERPUNTEN Wat zijn voor ons de leerpunten van het praktijkvoorbeeld? Als eerste de bewustwording dat op dit moment volgens de normen betongranulaat lichte en/of drijvende bestanddelen mag bevatten. De aanwezigheid van deze bestand- delen kennen we slechts beperkt bij grind en nauwelijks bij gebroken natuurlijke toeslag- materialen. Dat betekent dat we ons vaak onvoldoende bewust zijn van de mogelijke consequenties hier van op constructieniveau. Kenmerkend is het rekenvoorbeeld (zie kader) met een, volgens de regelgeving, toelaatbaar gehalte drijvende bestanddelen. Het betreft echter niet alleen het gehalte drij- vende bestanddelen. Ook lichte delen in bet onspecie willen tijdens (en na) het storten van nature opdrijven. Factoren die hier invloed op hebben, zijn het stortproces, de stabiliteit van de betonspecie, de wijze van verdichting en de vorm van de bekisting. Wanneer lichte delen opdrijven, verzamelen deze zich op plekken/plaatsen waar we vaak de hoogste eisen stellen aan ontwerplevensduur, uiterlijk en ? in bepaalde gevallen ook belangrijke ? constructieve eigenschappen. Het volgende leerpunt dat we willen meege - ven, betreft de kwaliteit van het oorspronke - lijke materiaal dat wordt gerecycled. Zuiver betonpuin bestaat ? net zoals beton ? uit grind, zand en cementsteen. De aanwezige cement - steen is echter vatbaar voor kwaliteitsverschil- len en/of degradatie als gevolg van een (lang- durige) blootstelling aan een milieu met een bepaalde mate van agressiviteit. Daarnaast is de cementsteen relatief licht ten opzichte van het toeslagmateriaal en daarmee vatbaar voor opdrijven. REKENVOORBEELD TOEL A ATBARE DRIJVENDE BESTANDDELEN IN BETONGR ANUL A AT, CONFORM VIGERENDE NORMEN In de beste kwaliteit betongranulaat (type A1 + BRL 1801) mag 10% van de massa anders zijn dan beton. Daarnaast mag 2 cm 3/kg (FL 2?) van het betongranulaat drijvend zijn (zoals EPS-isolatie). Voorbeeld Er wordt een betonmengsel toegepast met 265 kg/m 3 betongranulaat type A1, wat overeen- komt met een vervangingspercentage van 30%. Betongranulaat type A1 van 2200 kg/m 3 mag 4400 cm 3 (= 0,0044 m 3) EPS bevatten per kubieke meter betongranulaat. Per kubieke meter bestaat het betonmengsel uit 0,12 m 3 (265 / 2200 = 0,12 m 3) betongranu- laat. Er wordt een betonbalk gestort van 0,5 m breed, 1,0 m hoog en 30 m lang (= 17,5 m 3 beton). De totale hoeveelheid EPS bedraagt hierdoor: 17,5 x 0,12 x 0,0044 = 0,01 m 3. Tij - dens het storten gaat dit EPS opdrijven in het beton. Hierbij zal een met EPS vervuilde laag ontstaan. In dit rekenvoorbeeld houden we een vermenging van 50% aan. Deze laag ver - zamelt zich als gevolg van het stortproces in het stortfront en komt uiteindelijk terecht in de achterste 2 meter van de bovenzijde van de balk (fig. 7). Hierdoor bedraagt de met EPS vervuilde laagdikte in de achterste 2 m: 0,01 / 0,5 / 2 x 2 = 0,02 m = 20 mm. Zonder BRL 1801 mag 5 cm 3/kg (FL 5-) van het betongranulaat drijvend zijn. Hiermee zou de met EPS vervuilde laagdikte conform het bovenstaande rekenvoorbeeld zelfs 46 mm bedragen. Categorie FL 0,2-? daarentegen mag slechts 0,2 cm 3/kg drijvende bestanddelen bevatten. De met EPS vervuilde laagdikte bedraagt dan nog maar 2 mm. 4a en 4b Bet onligger met witte, brosse stukjes toeslagmateriaal (ingedroogde, lichte stukjes gebroken cementslip) constructief probleem verminderde capaciteit in het aansluitvlak door stukjes cementslib in het beton - g ranulaat levensduur probleem verminderde dekking op de flenzen door stukjes cementslib in het beton - g ranulaat 5 Effect van de ingedroogde, lichte stukjes cementslib op de betonconstructie 23 VAKBL AD 2 2020 BV-2-5 granulaat.indd 23 03-06-20 16:08 Wanneer ver volgens betonpuin wordt verma- len tot betongranulaat kunnen grofweg twee typen korrels ontstaan (? g. 6). Daarbij is het aannemelijk dat 'korreltype X' een grotere impact kan hebben op de levensduur van een nieuwe betonconstructie dan 'korreltype Y'. Dat geldt zeker wanneer 'korreltype X' een dia- meter heeft van 32 mm en afkomstig is uit een laagwaardige betonconstructie met een poreuze cementsteen.SUGGESTIE Betekent deze er varing dat betongranulaat niet gewenst is in betonconstructies en beton- producten? Nee, dat is zeker niet het geval. Beton is een circulair materiaal, wat prima kan worden gerecycled en waar we ons voor moe- ten inzetten dat te realiseren. Wel leert ons het praktijkvoorbeeld dat er soms wat hindernis- sen op de weg voorkomen. Om op een verant- woorde wijze om te gaan met betongranulaat, wordt een suggestie gegeven om vergelijkbare problemen in de toekomst te voorkomen. We willen de aandacht vestigen op de meer conser vatieve aanpak in EN 206, waarbij het ver vangingspercentage afhankelijk van de milieuklasse varieert en waarbij in de meer agressieve milieuklassen ver vanging is uitge- sloten, tenzij de herkomst van het betongranu- laat geschikt is voor de nieuwe toepassing. Dat biedt duidelijkheid en enige vorm van risico- sturing, echter niet alles is te vatten in een milieuklasse. Daarom de suggestie van de uit- gebreidere risicogestuurde aanpak in ? guur 8. In plaats van enkel onderscheid te maken in milieuklasse(n), wordt in dit ? guur een bepaalde toepassing (van betonproducten tot wapening nieuwe cementsteennieuwe cementsteen oude grindkorrel wapening oude cementsteen nieuwe cementsteennieuwe cementsteen oude grindkorrel oude ce