2 VAKBLAD I 1 2015auteur Jos Kronemeijer BBA, MICT Volker InfraDesign / Van Hattum en BlankevoortNieuwe technologie biedt meer inzicht in opstijfgedragvan moderne betonsoortenControle enbewakingbekistingsdrukToepassing van moderne, `slimme' betonsoorten biedt vele mogelijkhedenin het bouwproces. Maar soms leidt dit ook tot extra risico's. Een daarvan isbekistingsdruk; die is soms moeilijk te voorspellen en kan zo hoog oplopendat een onveilige situatie ontstaat. Met een nieuwe technologie, verwerktin het apparaat SolidCheck, kan vooraf een goed beeld worden verkregenvan het opstijfgedrag van betonspecie. Daardoor is een betere voorspellingmogelijk van optredende bekistingsdruk.1Bij de bouw van detweede Hollandsebrug werd de eersteervaring opgedaanmet de SolidCheck3VAKBLAD I 1 2015De functie van een bekisting is hetveilig opnemen van de (horizon-tale) druk van de betonspecie tijdenshet storten, verdichten en verharden.Dit gedurende een voldoende langetijd, zonder ontoelaatbaar te vervor-men. De druk die de bekisting moetopnemen, wordt be?nvloed door onderandere storthoogte, stijgsnelheid, con-sistentie en opstijfgedrag. Een uitge-breider overzicht staat in het kader`Invloedsfactoren op bekistingsdruk'.Er is een aantal trends gaande in debetonbouw die ook invloed heeft opdie bekistingsdruk. De trends zorgenervoor dat extra aandacht nodig is omaan de eisen te voldoen.TrendsHet combineren van materiaal (debetonspecie), materieel (de bekisting)en arbeid (prijs en deskundigheid)maken betonbouw tot een complexproces. Deze factoren zijn ook nog eensaan trends onderhevig waardoor opti-malisatie van het bouwproces blijvendom aandacht vraagt.MateriaalVoor het materiaal beton geldt dat hetaantal nieuwe maatwerkbetonsoortennog steeds toeneemt. Er zijn meercement- en bindmiddelcombinaties enmeer hulpstoftypen dan ooit tevoren,waardoor sterker afwijkende opstijftem-po's en meer consistentiebereik mogelijklijken. Bovendien kan de verwerkbaar-heid langer dan voorheen op hoogniveau worden gehouden. Er zijn kortommeer grondstofknoppen waaraan kanworden gedraaid. Een gevolg hiervan isdat referentiekaders rond wat vroegernormaal beton heette, bij veel ervarenverwerkers steeds vaker zoekraken.Voor de bekistingsdruk hebben dekomst van zelfverdichtende en hoog-vloeibare betonmengsels grote invloed(zie kopje `Zelfverdichtend beton').MaterieelWat materieel betreft is de trend waarte nemen dat veel hoofdaannemersbekistingsontwerpen vaker uitbestedenaan gespecialiseerde leveranciers.Helaas is er in die gevallen vaak (te)weinig afstemming over de te gebrui-ken betonsoorten, het seizoen waarinwordt gestort, het gewenste stijg-tempo en de te hanteren productie-middelen en verdichtingsmethoden.Dit resulteert nog wel eens in keuzevoor te geringe dimensies van de bekis-tingen in de tenderfase. In het uitvoe-ringsontwerp kan dit vervelende plan-ning- en budgetconsequenties hebben.ArbeidVoor arbeid geldt dat gekwalificeerdpersoneel steeds schaarser wordt. Erwordt ook vaker een risicoafweginggemaakt tussen minder gekwalificeerd(en dus goedkoper) personeel en dekans op gevolgschade door onkundigwerk. Kennisdeling over het gedrag en deverwerkingsmethoden van beton neemtaf. Daarom wordt vaak gezocht naar demogelijkheid te besparen op arbeid doorgebruik te maken van slimmere beton-soorten, die bijvoorbeeld zichzelf ver-dichten en/of langer goed verwerkbaarzijn. Hierdoor kunnen stortduur en/ofploeggrootte worden gereduceerd.Invloedsfactoren op bekistingsdrukUitvoeringsmethode en -middelen:- stort- en verdichtingsmethode (gestort in front of in lagen enz.);- aard en invloedssfeer van verdichtingsmiddelen;- wenselijkheid en/of noodzaak tot naverdichten;- bekistingshoogte (m.n. in relatie tot hydrostatische druk);- stijgsnelheid (m.n. in relatie tot geldende bekistingsdimensies).Bekistingstype, materiaal en constructievorm:- materiaaltype contactbekisting (m.n. opwarm- of afkoeltempo);- vorm en helling (m.n. silo-effect in slanke wanden en kolommen);- wapeningsdichtheid (m.n. reductie door opsluitende werking);- bekistingstype (bijv. perskist en relatie met drukpuls door betonpomp).Uitvoeringscondities:- omgevingstemperatuur (m.n. gevolgen voor dormante periode en opstijftempo);- logistieke condities (m.n. noodzaak van eventuele vertragers bij lange rijtijden).Betonsamenstelling:- volumieke massa (m.n. in relatie tot hydrostatische druk);- consistentieklasse en verwerkingstijd (m.n. de relatie met zwichtspanning entijdraam waarin hydrostatische drukopbouw mogelijk is);- betonspeciestarttemperatuur (m.n. relatie tot dormante periode);- cementtype, cementgehalte en water-cementfactor (m.n. relatie tot dormanteperiode);- hulpstoffen (m.n. plastificeerders en/of vertragende hulpstoffen).2Als de bekistingsdrukte hoog oploopt kande bekisting bezwijken4 VAKBLAD I 1 2015Risico'sNaast deze drie aspecten hebben wenog te maken met structureel meeraandacht voor veiligheid, arbeidsom-standigheden, esthetica, milieu enmaatschappelijk imago. Bovendiengeldt dat verlengde wachttijden inbetonspecie-aanvoer en verlengdebekiste periode en daarmee verhoogdbeslag op materieelinzet steeds minderworden geaccepteerd. Dat geldt ookvoor een hoge CO2-footprint, over-schrijding van werktijden en ernstigeomgevingshinder.Een van de gevolgen van bovenge-noemde trends, is dat er sneller ontoe-laatbare risico's ontstaan met betrek-king tot sterk vervormende (of wellichtbijna bezwijkende) bekistingen enondersteuningen. Slimme betonsoor-ten verlangen nog steeds een slimmeverwerking. Hoewel deze betonsoor-ten nog altijd even zwaar zijn als tradi-tionele mengsels, kunnen tijdens hetstortproces grotere krachten optredenop de bekisting en de hulpconstruc-ties. Het is dus van groot belang hetopstijfgedrag van het beton te kennen.Vooral het omslagmoment, hetmoment waarna geen toename vanhydrostatische druk met toenamevan storthoogte meer optreedt, isvan belang.Zelfverdichtend betonVeelal kan het door omstandigheden inhet ontwerp of op de bouwplaats often behoeve van een snelle uitvoering,gewenst zijn zelfverdichtend beton(ZVB) toe te passen. ZVB heeft alsberuchte eigenschap een lange vertra-gingstijd. Deze is het gevolg van de inBRL 1801 vastgelegde eis dat gecertifi-ceerd ZVB ten minste twee uur behoudvan verwerkbaarheid moet bezitten.Voor normale betonspecie is slechtseen half uur behoud van consistentie-bereik vereist. Dit betekent onderandere dat de tijdsduur waarover volle-dige hydrostatische druk geldt bij ZVB,opvallend lang kan zijn. Door het gro-tere verwerkingsgemak heeft de aanne-mer bovendien (onbewust) de sterkereneiging een hoger storttempo te han-teren. Ook dit zal leiden tot langdurigaanwezige hoge bekistingsdrukken. Erbestaat zelfs een gevaar dat de toelaat-bare bekistingsdruk wordt overschre-den met alle risico's van dien.Vandaar de (terechte) beduchtheid bijaannemers op gebruik van vertragers,waarvan de werkingstijd domweg nietbekend is of slecht lijkt te kunnen wor-den beheerst. Het probleem zit dusvooral in de onbekendheid met hettijdstip waarop deze hulpstof is uitge-werkt en ZVB weer een normaal betonis geworden. Ook de betonmortelleve-rancier weet niet altijd precies wanneerdit het geval is. Het valt ook niet onderde te vermelden productprestaties diehet productcertificaat oplegt.Een bijkomstig probleem is dat het tijd-stip van chemische binding (hetmoment dat hydratatiewarmteontwik-keling duidelijk meetbaar wordt en ver-harding daadwerkelijk inzet) tientallenminuten tot vele uren voorbij het tijd-stip van fysische binding kan liggen.Dit kan naast expliciet gebruik van ver-tragers, ook het gevolg zijn van decementsoort of verhardingscondities.Het maakt dat stortploegen somsonvoorzien uren langer bezig zijn metstortingen dan nodig, omdat toelaat-bare bekistingsdrukken anders dreigente worden overschreden.SolidCheckHet tijdstip waarop betonspecie hetmoment van fysisch opstijven (hetomslagmoment) ondergaat, is sindskort scherp te bepalen met het appa-raat SolidCheck (foto 3). Dit is kortgeleden op de Nederlandse marktge?ntroduceerd door MEVA Bekistings-systemen. Het apparaat is samen metde Universiteit van Stuttgart ontwik-keld. Het geeft voor beton in normaalconsistentiebereik, maar ook voor denieuwste hoogvloeibare betonsoorten,inzicht in het specifieke omslagmo-ment. Hiermee kan in de uitvoeringoptredende betonspeciedruk op debekisting worden vertaald naar toelaat-bare stijgsnelheden. Het apparaatmaakt gebruik van een ultrasoon sig-naal en registreert in verse betonmortelhet fysisch omslagmoment. Ditmoment wordt geregistreerd door eensignificante piek in signaaldoorlooptijdop te merken. Voor alle gebruikers is3Met behulp van deSolidCheck kan hetomslagmoment vanbetonspecie wordenbepaald5VAKBLAD I 1 2015het vervolgens van belang de lengtevan het tijdraam, dat wil zeggen de tijdtussen aanmaak en het tijdstip vanbeginbinding (t0 tot tbb), van een speci-fiek betonmengsel te koppelen aan eenspecifiek temperatuurbereik tijdens demeting. Dit inzicht stelt de uitvoeringin staat de werkelijke vertragingstijdvan een betonmengsel te hanteren terbepaling van de in de bekisting optre-dende betonspeciedruk. Deze waardewordt nu nog vaak met een vrij grotefoutmarge (grofweg ergens tussen vieren veertien uur na aanmaak) ingeschat.In Duitsland wordt in de DIN 18218:2012(bepaling van betonspeciedruk) eenspecifieke test opgevoerd: de Knetbeu-teltest. Bij deze test wordt in een plasticzakje met een beetje beton erin dekneedbaarheid gemeten. Het is eenweliswaar simpele en praktische, maarweinig wetenschappelijke test metnog steeds veel spreiding in het resul-taat. In Nederland is momenteel nogsteeds geen norm beschikbaar voorhoogvloeibare en zelfverdichtendebetonspecie en de hierbij optredendeafwijkende speciedrukken. Op initiatiefvan de aannemer wordt als alternatiefsoms de Humm-sonde toegepast, bij-voorbeeld bij bepaling starttijd vlinde-ren voor vloerafwerking (NEN 2743).Deze test geeft weliswaar goed corre-leerbare resultaten, maar is arbeids-intensief en tijdrovend. Ook is deresultaatspreiding voor een deelbedienerafhankelijk, heeft fysischeuitdroging van het testoppervlak eenduidelijke invloed en is het instrumentniet bij elke betoncentrale voorhanden.Nieuwe mogelijkhedenMet de automatisch en continu regis-trerende SolidCheck komt het nietmeer aan op fingerspitzengef?hl. Ookzijn geen vage correctiefactoren inmoeilijke formules nodig voor een con-sistentieklassebereik dat niet voorkomtin de huidige uitvoeringsnormen. Erbestaan bovendien geen grote verschil-len meer in omslagmoment tussenPraktijkervaring bij SAAoneMet de SolidCheck is een eerste ervaring opgedaan door bouwcombinatieSAAone, in het project A1/A6 Diemen - Almere Havendreef bij de tweede Hol-landse Brug over het Gooimeer (foto 1). Bij dit project moest een lastigekeuze worden gemaakt: de ondersteuningsportalen op de waterpijlers in tra-ditioneel beton in meerdere stortdagen uitvoeren, of gebruikmaken van ZVBen daarmee de kans een versnelling in bouwtempo op het kritieke pad van deprojectplanning te realiseren. Bijkomend voordeel van ZVB in deze construc-tiedeeldimensies, is het vervallen van de noodzaak om het storten `in de kist'uit te voeren. De hiermee gemoeide veiligheidsgevaren werden daarmee ookweggenomen. Als voor het laatste zou worden gekozen, riep dat echter devraag op welke onvoorziene verrassingen als gevolg van langdurig hogebekistingsdrukken zouden kunnen ontstaan. Contact werd gezocht metbekistingsspecialist Construx-Dijkhor uit Veenendaal, met betonmortelleve-rancier Dyckerhoff Basal uit Almere en advies werd ingewonnen bij collega'svan de ontwerpafdelingen `hulpwerk en bekistingen' en `materiaaltechnolo-gie' van Volker InfraDesign uit Woerden. Voorafgaand aan daadwerkelijke uit-voering is de door Van Hattum en Blankevoort (onderdeel van SAAone) aan-geschafte SolidCheck uitgeleend aan het laboratorium van de betoncentrale,waar het omslagmoment van het in te zetten ZVB-mengsel is onderzocht. Ditbleek op circa vijf uur na aanmaak te liggen. Zekerheidshalve is parallel geme-ten met de Humm-sonde, waaruit een overeenkomstig resultaat volgde. Aan-sluitend is het gevolg onderzocht voor de bekistingsdruk bij de gegevendimensionering van de bekisting en een wandhoogte van 11 m (!), resulte-rend in een toelaatbaar stijgtempo van 1,6 m/u. Mede op basis hiervan konde knoop worden gehakt en werd gekozen voor uitvoering in ZVB. In de win-terperiode bleek het mogelijk een stortsnelheid van 1 m/uur aan te houden,hetgeen zonder een goede inschatting van het omslagmoment niet haalbaarzou zijn geweest.Het resultaat mag er zijn (foto 4). Door de combinatie van een tijdige afstem-ming van noodzakelijke bekistingzwaarte, een specifieke betonsoort en voor-spelbaar gedrag hiervan, kon binnen een cyclus van 2 weken een volledigsteunpunt worden gebouwd. Dit droeg in belangrijke mate bij aan de wensde projectplanning te versnellen.4Een ontkiste ondersteuningsportaal van de tweede Hollandse brug over het Gooimeer,uitgevoerd in ZVB6 VAKBLAD I 1 2015lab-crete (binnen) en real-crete (buiten),tenminste zolang de thermische ver-hardingscondities van de versebetonspecie bij monstername in hetlaboratorium sterke gelijkenis vertonenmet (toekomstige) gebruikscondities inhet veld. Het is kortom een interes-sante, gezamenlijke tool voor de (ont-werpend) aannemer, betonmortelleve-rancier, bekistingsontwerper enwerkvoorbereider.Het nauwkeurig kennen van het opstijf-gedrag van een betonmengsel levertdiverse nieuwe mogelijkheden voordiverse betrokkenen in het bouwproces:Voor werkvoorbereiders, bekistingsont-werpers en betonmortelleveranciers:? betere communicatie over gewenstemengselprestatieaspecten;? betere communicatie over receptuur-aanpassingen: geen ongeautoriseerdeinzet van vertragers of versnellersmeer zonder onderling overleg;? betere mogelijkheid om kostprijsge-volgen van specifieke betonmengselsten aanzien van haalbaar storttempoen beschikbare bekistingstypen af tewegen;? betrouwbaarder voorspellen (in debekende, onderling wederzijdseafhankelijkheid) van:- optredende speciedruk van eenmix in een specifiek weerscenariobij een gegeven stijgtempo;- noodzakelijke bekistingsdimensiesbij gewenst stijgtempo met eenspecifieke mix in een specifiekweerscenario;- maximaal toelaatbaar stijgtempobij gegeven bekistingsdimensiesen gebruik van een specifieke mixin een specifiek weerscenario.Voor uitvoerders:? betere beheersing van het kosten-risico door controle vooraf op haal-baarheid van gewenst realisatietempo;? verhoogde veiligheid voor iedereendoor een sterk verlaagd bezwijkrisicovan de bekisting (implementatie vanLast Minute Risk Assessment en NoInjuries No Accidents);? betere mogelijkheid om, bij een toe-laatbaar veilig stijgtempo in de gege-ven bekistingsdimensies, het afroep-en ontvangstvolume scherper in teschatten waardoor minder harmonica-effecten in aanvoer en verwerkings-tempo optreden;? inzicht in hoe lang een betonmeng-sel nog kan en mag worden verwerkten eventueel kan worden naverdicht,om geen onverdichtbare doorsnedenof koudevoegvorming te hoeven vre-zen bij onvoorziene aanvoerhaperin-gen en/of pompstoringen;? meetresultaten zijn (en blijven)altijd correleerbaar aan bijvoorbeeldHumm-sonde-tests en daarmee blijftkalibreren met de werkelijkheid enpraktijkinzichten altijd mogelijk enverstandig.Checken blijft noodzakelijkHet meetapparaat doet geen voorspel-ling, maar registreert enkel het omslag-moment van een specifieke beton-specie in een specifiek temperatuur-bereik. Ervaringsinzicht leert dat kleine,natuurlijke fluctuaties in grondstof-proporties snel een verschil in omslag-moment tot twintig minuten kunnenopleveren. Aannemers zullen van hunbetonmortelleveranciers graag in twee(bij voorkeur wijd uiteenliggende)temperatuurbereiken de omslagmo-menten van een mix willen kennen(bijvoorbeeld bij 25 ?C en 10 ?C specie-temperatuur), waarmee ze vervolgenseen globale indicatie kunnen inter-poleren. Een regelmatige check opaccuraatheid van dit globale omslag-moment van een mix blijft altijd ver-standig (minimaal eens per kwartaal)en is zelfs noodzakelijk kort vooraf-gaand aan de uitvoering. Een sugges-tie: bijvoorbeeld wanneer de meestrecente meting op speciestarttempera-tuur meer dan 5 ?C afwijkt van de eerst-volgende gebruikssituatie.5Maximale stortdrukversus stijgsnelheid,van toepassing opwanden tot max. 10 mstorthoogte1501251007550250hk,max[kN/m2]v [m/u]0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4hk,maxssSVBhydr. tot tE1501251007550250hk,max[kN/m2]v [m/u]0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4hk,maxssSVBhydr. tot tE F6 F5F4F3F2F1