In Rijnsburg wordt de laatste hand gelegd aan woningbouwproject De Waterklaver. Dit bestaat uit zeventig appartementen in verschillende typen verdeeld over zeven bouwlagen. Het casco is uitgevoerd in koude tunnelgietbouw. Mede vanwege de grote overspanning en het grote risico op kruip, werden speciale eisen gesteld aan het betonmengsel. Auteur:Jaap van Eldik (Mebin)
auteur Jaap van Eldik Mebin
Woningbouwproject De Waterklaver uitgevoerd in koude gietbouw
Grote tunnel-Grote tunnel-Grote tunnel-
overspanning,overspanning,overspanning,
minimale kruipminimale kruipminimale kruip
projectgegevens
project De Waterklaver, Rijnsburg
aannemer Van Rhijn Bouw
aannemer tunnelgietbouw aannemer tunnelgietbouw Red Betonbouw Red Betonbouw
betonmortelleverancier Mebin Katwijk
leverancier bekisting Hendriks Stalen Bekistingtechniek
leverancier Concremote-systeem BAS Venlo
leverancier wapening H. van de Riet Bouwstaal
opdrachtgever Van Rhijn Bouw Projectontwikkeling opdrachtgever Van Rhijn Bouw Projectontwikkeling opdrachtgever
ontwerp STOL Architecten
constructeur Pieters Bouwtechniek
1
De samenstelling en aanvoer van de betonmortel
werd afgestemd op de condities op de bouwplaats,
waardoor aan de druksterkteeis van 20 N/mm
2 in
16 uur kon worden voldaan
foto: Mebin
VAKBLAD I 4 2014 4
p04_Artikel 1.indd 4 01-12-14 09:47
In Rijnsburg wordt de laatste hand gelegd aan
woningbouwproject De Waterklaver. Dit bestaat
uit zeventig appartementen in verschillende typen
verdeeld over zeven bouwlagen. Het casco is uit-
gevoerd in koude tunnelgietbouw. Mede vanwege
de grote overspanning en daardoor de grotere
gevoeligheid voor kruip, werden speciale eisen
gesteld aan het betonmengsel.
H
et woongebouw De Waterklaver
ligt aan het Additioneel Kanaal
tussen Katwijk en Rijnsburg, te midden
van de pas aangelegde wijken Kleipet-
ten en Westerhaghe (fig. 2). Samen
met deze reeds gerealiseerde projecten
vormt De Waterklaver als het ware een
poort naar Rijnsburg. Het project is
zodanig ontworpen dat het harmoni-
eert met de bestaande omgeving.
Uitvoering
Ten behoeve van de uitvoering van het
casco is gebruikgemaakt van tunnel-
gietbouw. Belangrijkste reden hiervoor
was de gewenste hoge bouwsnelheid.
Bij tunnelgietbouw ligt de cyclustijd op
één dag; iedere dag wordt de bekisting
gesteld, beton gestort en weer ontkist.
Hoewel tunnelgietbouw het best tot
zijn recht komt bij grote repetitie, is het
door een slim ontwerp van de tunnel-
kist steeds vaker mogelijk ook variatie in
plattegronden te realiseren.
Koude gietbouw
De eis van de constructeur voor het
project De Waterklaver was een ontkis-
tingssterkte van 20 N/mm
2. In de totale
24-uurscyslus was hiervoor onder alle
weersomstandigheden maar 16 uur
verhardingstijd beschikbaar. Omdat het
project binnen de bestaande bebou-
wing moest worden gerealiseerd, kon
op grond van de Hinderwet geen ver-
gunning worden verkregen voor het
verwarmen van beton met gasge-
stookte kachels. Naast de gevaren die
stoken op gas in (vandalismegevoelige) woonwijken met zich zou kunnen mee-
brengen, produceren de kachels ook 's
nachts redelijk wat geluid. Warme giet-
bouw had hier dus geen voorkeur.
Om toch de gewenst dagcyclus te
bereiken, werd gekozen voor koude
gietbouw (zie kader Warme en koude
tunnelgietbouw). Omdat de omstan-
digheden wisselend zijn, is voor iedere
situatie een passend mengsel ontwor-
pen. In het algemeen worden de
betonsamenstellingen voor koude giet-
bouw in drie categorieën onderverdeeld:
een zomermengsel, een wintermengsel
en een najaars-/voorjaarsmengsel. Deze
categorieën zijn gebaseerd op de toe-
gepaste cementsoorten en cement-
sterkteklassen en hun onderlinge ver-
houdingen. Binnen die categorieën
kan, indien nodig, verder worden
gedifferentieerd door te sturen op
water-cementfactor en de keuze van de
hulpstof (meer of geen vertragende
werking). Het betonnen casco is gerea-
liseerd in de periode begin oktober tot
half december 2013. In dit tijdvak zijn
uitsluitend het overgangs- en winter-
2
Projectlocatie
De Waterklaver
3
De Waterklaver,
gelegen aan het
Additioneel Kanaal
foto: Van der Meer
Makelaars en
Taxateurs
5 VAKBLAD I
4 2014
p04_Artikel 1.indd 5 01-12-14 09:47
mengsel toegepast.
Het begin van de binding mag niet onno-
dig worden uitgesteld zodat geen tijd
verloren gaat om de vereiste druksterkte
te halen. Tegelijkertijd moet de opentijd
voldoende zijn om het beton te kunnen
transporteren en verwerken. De opentijd
van beton is de rustende periode in de
reactie van cement met water, kort voor
het begin van het verhardingsproces. Dit
noemen we ook wel de dormante peri -
ode (zie kader Dormante periode).
Grote overspanning
Uit het ontwerp van De Waterklaver volgde een grote overspanning van 9 m
per stramien (fig. 4). Hierdoor kunnen
de woningen vrij en flexibel worden
ingedeeld omdat er geen tussensteun-
punten in de weg staan zoals kolommen
of draagmuren. Deze overspanning
is voor een tunnelbekisting niet heel
gebruikelijk. Het is een van de eerste
projecten in Nederland waarvoor bij
een dergelijke overspanning een tun-
nelbekisting is ingezet.
Een tunnelbekisting met deze forse
afmetingen heeft ook consequenties
voor de keuze van de bouwkraan.
Deze moet zijn berekend op het grotere gewicht van de bekisting. Daarom is
besloten om in enkele situaties de
bekisting in lengterichting te delen,
in verband met het gewicht en de
beschikbare hijscapaciteit van de
bouwkraan.
Kruip
Na ontkisting zijn vloeren gevoelig voor
kruip, dat wil zeggen toenemende ver-
vorming (doorbuiging) onder een con-
stante belasting in de tijd. Deze con-
stante belasting wordt grotendeels
veroorzaakt door het eigengewicht van
de betonvloer. Bij grotere overspannin-
gen zijn de vloeren hier extra gevoelig
voor, zeker als al zestien uur na het stor-
ten wordt ontkist. De mate waarin kruip
zal optreden, is immers sterk afhankelijk
van de hydratatiegraad en druksterkte
van het beton op het moment van ont-
kisten en kort daarna. Natuurlijk spelen
ook andere factoren een rol zoals de
relatieve vochtigheid en de geometrie
van de betondoorsnede.
Te veel doorbuiging als gevolg van
kruip geeft praktische problemen met
de maatvoering tijdens het verdere
bouwproces. In dit project is naast de
gegarandeerde 20 N/mm
2 na 16 uur
verharden, gezocht naar een mengsel
met een snelle doorontwikkeling van
de druksterkte naar nagenoeg de eind-
sterkte (> 80%), waardoor kruip tot een
absoluut minimum werd beperkt. Bij
warme gietbouw stopt de snelle door-
ontwikkeling van de druksterkte op het
moment dat de kachels zijn uitgezet en
de bekisting is verwijderd.
Afstemming
Koude gietbouw is een manier van
bouwen waarbij goede afstemming
tussen de verschillende partijen cruciaal
is. Bij het project waren betrokken par-
tijen zich hier heel wel van bewust.
Nog voor het project van start ging,
was er uitvoerig overleg tussen de aan-
nemer en de betonmortelleverancier
om te kijken hoe aan de minimale druk-
sterkte-eis van 20 N/mm
2 na 16 uur
verharden moest worden voldaan. Dit
in combinatie met goede verwerkbaar-
heid gedurende transport en verwer-
Warme en koude tunnelgietbouw
Een tunnelbekisting is een bekisting waarmee wan -
den en vloer in één keer kunnen worden gestort.
Tunnelbekistingsystemen worden vaak ingezet
voor projecten waar in hoog tempo een betonnen
(woning)casco moet worden gerealiseerd. Deze
projecten hebben meestal een sterk repeterend
karakter. Maar door een slim ontwerp van de tun -
nelkist is steeds meer diversiteit in plattegrond
mogelijk. Aangezien de bekisting uit één geheel
bestaat, is de overspanning wel aan een maximum
gebonden. Meestal wordt gewerkt met drie ge -
koppelde tunnelkisten die gelijktijdig worden ge -
stort en ontkist. Op het moment van ontkisten
moet het beton voldoende sterk zijn om het eigen -
gewicht van de overspanning (de betonvloer) te
kunnen dragen.
Cyclus
Bij tunnelgietbouw wordt gewekt in een dagcy -
clus. In deze cyclus worden vroeg in de ochtend de
tunnelbekisting gesteld en de wapening plus de in
te storten voorzieningen aangebracht. Vervolgens
worden de sluitkisten aangebracht en wordt het
beton gestort, verdicht en ruw afgewerkt (vloer).
Na het storten, aan het einde van de dag, wordt
met afdichtingszeilen de voor- en achterzijde van
de tunnel dichtgezet en wordt de vloer afgedekt
met een isolerend dekzeil of folie. Tijdens de avond
en nacht verhardt het beton tot de vereiste druk -
sterkte. De volgende ochtend vroeg volgt er
een controle op de bereikte druksterkte en indien
die is bereikt, wordt de tunnelbekisting gelost
en schoongemaakt. De cyclus kan nu opnieuw
beginnen.
Tunnelgietbouw is mogelijk in twee systemen:
koude en warme gietbouw.
Warme gietbouw
Bij warme gietbouw wordt de minimaal vereiste
betondruksterkte voor ontkisten verkregen door het
gestorte beton te verwarmen met hitte afkomstig
van een verwarmingsinstallatie. Hiervoor worden
meestal gasgestookte kachels gebruikt die in de tun-
nel onder de vloer worden opgehangen. Dankzij die
kachels wordt het verhardende beton tot circa 60ºC
verwarmd. Hoe hoger de temperatuur in het verhar-
dend beton oploopt hoe sneller de sterkteontwikke-
ling verloopt. Natuurlijk kan de warmte in verhar-
dend beton niet ongelimiteerd worden opgevoerd.
Bijvoorbeeld omdat er vaak voorzieningen (leidin-
gen van PVC) in betonvloeren en wanden zijn inge -
stort, maar ook omdat dit ten koste kan gaan van de
eigenschappen van de cementsteen. Hoewel de
temperatuur van het verhardende beton in beginsel
de 65°C niet zal overstijgen, kan hij kort pieken op
70°C (na-ijleffect na stoppen van de verwarming).
Koude gietbouw
Bij koude gietbouw ontbreekt de verwarmingsinstal-
latie die het verhardende beton op hoge temperatuur
brengt. Toch moet het beton, net als bij warme giet-
bouw, de dag na het storten voldoende sterk zijn om
de ondersteunende constructie te kunnen verwijderen.
De betonsamenstelling moet dus op eigen kracht,
zonder externe warmtebron, onder alle omstandighe-
den de gevraagde druksterkte bereiken. Hiervoor wor-
den zeer reactieve, cementrijke mengsels toegepast
die zelf tijdens de verharding veel warmte produceren.
Door de vloeren goed-isolerend af te dekken en met
name de tunnels aan de voor- en achterzijde goed
dicht te zetten en tocht wordt voorkomen, blijft de
warmte aanwezig in het verhardend beton en zal de
vereiste druksterkte voldoende snel worden bereikt.
6 VAKBLAD I 4 2014
p04_Artikel 1.indd 6 01-12-14 09:47
king. Ook tijdens de uitvoering was er
continu overleg tussen aannemer,
onderaannemer en betonmortelleve-
rancier om te zorgen dat het juiste
mengsel voor de dan heersende
omstandigheden werd geleverd en er
geen stortdag verloren zou gaan
omdat niet kon worden ontkist. Met
name op het logistieke vlak was afstem-
ming bittere noodzaak.
Telkens zodra de tunnelbekisting was
gesteld, werd de betonmortelleveran-
cier geïnformeerd. Het is bij koude giet-
bouw met zijn zeer reactieve mengsels,
van belang dat het beton consequent,
snel en zonder haperingen wordt aan-
gevoerd en verwerkt. Te vroeg arrive-
ren met beton op de bouwplaats waar-
door er moet worden gewacht, is
funest voor de verwerkbaarheid van het
beton. Daardoor gaat het storten moei-
zaam verlopen. Te laat is minstens zo
schadelijk omdat hierdoor risico ont-
staat op het ontstaan van stortnaden.
Bij levering van betonmortel voor
koude gietbouw is het dus zaak de
opvolgende truckmixers goed op elkaar
te laten aansluiten.
Procesbeheersing
Controle op het proces werd verkregen
door gebruik te maken van Concremote.
temperatuur [ºC]
tijd
12-11-'13 14:0012-11-'13 16:00
12-11-'13 18:00 12-11-'13 20:00 12-11-'13 22:00
13-11-'13 00:00
13-11-'13 02:00 13-11-'13 04:00
13-11-'13 06:00
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0 tunnel A beton
tunnel A temperatuur in tunnel
tunnel B beton
tunnel B temperatuur in tunnel
druksterkte [MPa]
tijd
12-11-'13 22:00 12-11-'13 23:0013-11-'13 00:0013-11-'13 01:0013-11-'13 02:0013-11-'13 03:0013-11-'13 04:0013-11-'13 05:00 13-11-'13 07:00
13-11-'13 06:00
24
21
18
15
12 9
6
3
0
tunnel A beton
tunnel B beton
vereiste 20 N/mm
2 ontkistingssterkte
5
Voorbeeld van resulta
ten Concremote m.b.t.
temperatuur van het
mengsel
6
Op basis van tem
peratuurmetingen
wordt de sterkteont
wikkeling berekend
4
Plattegrond
3e verdiepingsvloer
bron: Pieters
Bouwtechniek
7 VAKBLAD I 4 2014
3550
06 07 080910
9000
9000
9000 6000 325
p04_Artikel 1.indd 7 01-12-14 09:47
Opentijd
De opentijd ofwel dormante periode van beton is de rustende
periode in de reactie van cement met water, waardoor de gele-
genheid bestaat betonspecie te transporteren en te verwerken.
De reactie van cement met water noemen we ook wel hydrata-
tie. De warmte die bij dit proces vrijkomt, noemen we hydrata-
tiewarmte. Naast soort en fijnheid van het cement heeft ook de
betonsamenstelling invloed op de warmteontwikkeling in de
tijd. In figuur 8 staat een voorbeeld van de warmteproductie
voor twee cementsoorten voor de eerste 24 uur, verdeeld in vijf
stadia. Deze grafiek laat zien dat direct na het mengen in korte
tijd veel warmte vrijkomt; de buitenste laag van de cementkor-
rels reageert. In het daaropvolgende stadium (2) wordt bijna
geen warmte meer geproduceerd. De reactie lijkt hier te zijn
stilgevallen. Deze peri-
ode wordt de dormante
periode genoemd. Dit
uitstel van de opstijving
wordt bereikt door bij de
fabricage van cement
een kleine hoeveelheid
gips mee te malen, dat
fungeert als een bindtijd-
regelaar. Ook hulpstof-
fen als plastificeerders
met vertragende wer-
king, kunnen deze dor-
mante periode, soms
onbedoeld, aanzienlijk
verlengen.Na enkele uren versnelt de reactie weer. De betonspecie begint
op te stijven en te verharden. Door de geproduceerde warmte
stijgt de temperatuur van het beton (stadium 3). In stadium 4
en 5 loopt de reactiesnelheid steeds verder terug. Zolang er nog
water en niet-gereageerd cement beschikbaar is, blijft het beton
doorgaan met verharden. Dit kan in principe nog jaren duren.
Het proces zal echter steeds langzamer verlopen. Ook hier geldt
dat de temperatuur van het verhardende beton in beginsel de
65°C niet mag overstijgen en gezien de beperkte afmetingen
(dikte) van wanden en vloeren is dit nagenoeg uit te sluiten.
Lees ook over dormante periode in het Beton-
Lexicon (www.betonlexicon.nl).
Dit is een draadloos datalogsysteem dat
temperatuurmetingen verricht en de
gegevens verwerkt volgens het genor-
meerde (NEN 5970) principe van de
gewogen rijpheid. De temperatuuront-
wikkeling in de tijd van het beton in de
constructie wordt continu door draad-
loze sensoren gemeten en omgerekend
naar druksterkte (fig. 5 en 6 ). De web-
based technologie zorgt er vervolgens
voor dat de meetgegevens en mogelijke
aanbevelingen met betrekking tot de
voortgang, via een beveiligde website
op hetzelfde moment aan geautori-
seerde betrokkenen ter beschikking wor-
den gesteld. Dit maakt het proces uiterst
transparant. De constructeur heeft elke
stort gecontroleerd en vastgelegd op
een inspectieformulier met bijgevoegde
foto's. De stortploeg die op de bouw-
plaats aan het werk was, werd via een 7
Het project wordt gerealiseerd met tunnelbeskistingen
met een overspanning van 9 m
foto: Van Rhijn Bouw
warmteproductie per tijdstap [mW/g]
5
4
3
2
1
0
tijd [uur]
CEM I 32,5 R
CEM I 42,5 R
048 12 16 20 24
1 2 3 4
2 3 4
5
8
Verschil in warmteproductie tussen twee cementsoorten, met verschillende \
sterkte
klasse van het portlandcement (32,5 resp. 42,5)
8 VAKBLAD I 4 2014
p04_Artikel 1.indd 8 01-12-14 09:47
Milieuaspecten warme versus
koude gietbouw
Naast de in dit artikel genoemde redenen om voor koude of
juist warme gietbouw te kiezen, spelen ook milieuaspecten
een rol bij de afweging. Als het gaat om beton is nu een ont-
werptool 'Groen beton' voorhanden waarin verschillende
milieueffecten kunnen worden gekwantificeerd. Met deze
tool is ook een vergelijking gemaakt tussen warme en koude
gietbouw. Meer daarover staat in het artikel 'Anders rekenen
aan beton' in Betoniek Vakblad 2014/2. Dit artikel is te raad-
plegen op www.betoniek.nl.
sms-bericht automatisch geïnformeerd
dat de bekisting mocht worden verwij-
derd. De betontechnoloog op de beton-
centrale kon aan de hand van de geme-
ten temperatuurontwikkeling en de
temperatuurvoorspelling inschatten of
mengselaanpassing noodzakelijk was.
Uitgangspunt in dit proces is dat vol-
doende ontkistingszekerheid wordt
geboden tegen de laagst mogelijke
mengselkosten. Indien de overwaarde
in gewogen rijpheid op het moment
van ontkisten te groot wordt, kan het
mengsel in reactiviteit naar beneden
worden bijgesteld. Dit wordt getoetst
aan een van tevoren door de betoncen-
trale vastgesteld maximum. Dit maxi-
mum is afhankelijk van de projectgege-
vens zoals open veld en/of hoogbouw.
In principe mag er op het gewenste tijdstip van ontkisten geen tekort aan
sterkte zijn. Het criterium hierbij is dat
indien dit toch het geval is door lager
uitgevallen temperaturen en/of meer
wind, dit hooguit mag leiden tot maxi-
maal één uur uitstel van ontkisten.
Bedacht moet worden dat op het
moment van ontkisten de betontempe-
ratuur het hoogst is (35 à 40 ºC) en dat
hierbij per uur circa 10% van de beno-
digde rijpheid wordt opgebouwd.
Tot slot
Door de uitgekiende bouwwijze en de
goede onderlinge afstemming werd het
tunnelproces ruim binnen de gestelde
bouwtijd gerealiseerd. Initieel op vijftien
weken ingepland, kon dit met drie
weken worden ingepland (tijdswinst
20%). Dit komt mede omdat er geen
stortdagen verloren zijn gegaan als gevolg van een soms haperende stook-
installatie. Ook de nauwgezette monito-
ring heeft hier zijn positieve invloed
doen gelden. Een bijkomend voordeel
was bovendien dat door de meer
cementrijke mengsels en de uitstekende
verwerkbaarheid, de wanden en vloeren
er glad en strak uitzien en luchtbellen en
andere ongerechtigheden nauwelijks
aanwezig zijn. En doordat inderdaad
nauwelijks enige kruip werd geconsta-
teerd en maatvoeringsproblemen wer-
den voorkomen, is het afbouwproces
eenvoudiger verlopen.
9
De Waterklaver vlak voor oplevering
foto: Van Rhijn Bouw
9 VAKBLAD I
4 2014
p04_Artikel 1.indd 9 01-12-14 09:47
Reacties
Rene Swart - Regent Vastgoedmanagement & Advies 31 mei 2020 11:21
Geinteresseerd in effect van Kruip bij tunnels