Log in
inloggen bij Betoniek
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
shop word lid
Home / Artikelen

Verhardingsbeheersing over de grenzen

Leren van de Deense en Duitse aanpak van verhardingsbeheersing in jong beton bij de Fehmarnbeltverbinding Bas Albers, Jeannette van den Bos - 26 november 2024

De Fehmarnbelttunnel verbindt het Duitse eiland Fehmarn met het Deense eiland Lolland. Deze 18 km lange tunnel voor auto- en treinverkeer bestaat uit 89 betonnen afzinkelementen tussen twee eveneens betonnen toeritten. Om de waterdichtheid van de betonconstructie te garanderen, moeten doorgaande scheuren in de buitenschil van de tunnel en de toeritten worden voorkomen. Daarvoor zijn maatregelen tijdens het verhardingsproces van jong beton nodig. Voor de tunnel is daarbij de Deense aanpak gekozen, voor de kunstwerken in het onderliggende Duitse wegennet (ook onderdeel van het project) de Duitse aanpak. In dit artikel worden de inzichten en praktijkervaringen met beide manieren van verhardingsbeheersing gedeeld en vergeleken met de Nederlandse aanpak, die mogelijk niet de meest effectieve is.

In het kort

  • Tijdens het verhardingsproces van jong beton treden thermische en autogene krimp op
  • Bij verhinderde vervorming leidt krimp tot spanningen in het beton die tot doorgaande of buigscheuren kunnen leiden
  • Bij (grond)waterkerende constructies kan (alleen) door doorgaande scheuren een significant watertransport (lekkages) door de betonnen doorsnede plaatsvinden
  • Self-healing (zelfheling) van beton kan uitkomst bieden bij scheurvorming, maar er zijn nog geen garanties te geven in hoeverre dat werkelijk zo is
  • Het risico op doorgaande scheuren kan worden voorkomen door temperaturen in de constructie te reguleren, of worden beheerst door de toepassing van voldoende wapening om de scheurwijdte te beperken
  • Bij de Fehmarnbeltverbinding zijn de Deense (voorkomen) en Duitse (beheersen) aanpak van verhardingsbeheersing toegepast 
  • In Nederland worden beide aanpakken toegepast met maatregelen zoals het instorten van koelbuizen (voorkomen), maar zonder scheurinleiders zoals in Duitsland (beheersen). Bovendien wordt voor de waterdichtheid vertrouwd op het optreden van self-healing
  • Het is de vraag of de Nederlandse aanpak optimaal is. Over het algemeen moet er meer wapening worden toegepast, maar is er nog geen garantie op succes
  • Voor de beste startpositie voor een lange levensduur wordt aangeraden de aanpak ‘beheersen’ (met waterafdichtende scheurinleiders) te beperken tot constructies zonder permanente waterdruk, en de aanpak ‘voorkomen’ toe te passen bij constructies met permanente waterdruk
     

Verhardingsbeheersing

Om de verschillen in aanpak te kunnen duiden, volgt eerst een korte introductie op het fenomeen verhardingsbeheersing. Beton verhardt doordat cement, of beter gezegd het bindmiddel, reageert met water. De reactie van bindmiddel en water is een chemische reactie, waarbij warmte vrijkomt. Deze warmte leidt tot een temperatuurstijging van het nog jonge beton. Als de reactie begint af te remmen, zal geleidelijk de warmte aan de omgeving worden afgegeven tot het beton de omgevingstemperatuur heeft bereikt. Als gevolg van de verharding en bijbehorende temperatuurontwikkeling zal beton eerst willen uitzetten en daarna weer willen krimpen. Over het algemeen kan een constructieonderdeel echter niet vrij uitzetten en krimpen omdat een gestort onderdeel wordt verhinderd door een al eerder gestort onderdeel (zie kader ‘Externe en interne verhindering’). Dit leidt tot spanningen in het onderdeel met drukspanningen als het uitzetten wordt verhinderd en trekspanningen als het krimpen wordt verhinderd. Daarbij ontwikkelen de eigenschappen zich tijdens de verharding: bij het uitzetten is de stijfheid van het beton, uitgedrukt in de elasticiteitsmodulus (zie kader ‘E-modulus en autogene krimp’) nog relatief laag, maar tijdens de krimp is deze veel hoger. Hierdoor zijn de drukspanningen tijdens het uitzetten veel kleiner dan de trekspanningen tijdens het krimpen.
Daarnaast speelt er nog een ander fenomeen dat invloed heeft op de spanningen. Tijdens het verhardingsproces treedt naast thermische krimp ook autogene krimp op (zie kader ‘E-modulus en autogene krimp’). Hierdoor nemen de trekspanningen verder toe. Anders gezegd: over het algemeen leidt het verhardingsproces in eerste instantie tot een opbouw van drukspanningen en vervolgens, tijdens de krimp, tot een opbouw van trekspanningen. Met name deze trekspanningen kunnen zo groot worden dat de treksterkte van het beton wordt overschreden, waardoor scheurvorming optreedt.

Volledige bericht lezen?

Het volledige item is gratis beschikbaar voor onze leden.
Nog geen lid? meld u aan bij ons netwerk.

Reacties

1. Bouwput Toerit Fehmarnbelttunnel Puttgarden (DU), juli 2024 (foto: Femern A/S)
zie ook
x Met het invullen van dit formulier geef je Betoniek en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Renda ©2024. All rights reserved.