Beton
Een samenvatting van de relevante materiaaleigenschappen die van belang zijn voor beton en de wijze waarop deze dienen te worden bepaald, zijn gegeven in tabel 6-1. Tevens zijn de relevante normen en richtlijnen voor elk van de parameters aangegeven.
Geen gegevens bekend
Op basis van archiefgegevens van beproefde kernen uit kunstwerken van decentrale overheden, is een beschouwing uitgevoerd om te bepalen of het mogelijk is op basis van type kunstwerk en jaartal een minimale betonsterkte aan te houden. Door de grote spreiding van de gegevens van de onderzochte constructies is geen betrouwbare materiaalsterkte te bepalen van kunstwerken waaraan geen onderzoek is uitgevoerd. Op basis van het hieraan ten grondslag liggende onderzoek [] dient voor kunstwerken waarvan geen gegevens bekend zijn, te worden uitgegaan van een sterkte behorend bij betonsterkteklasse C16/20, mits er geen schade aan de betonconstructie is.
Tabel 6-1. Materiaaleigenschappen voor de berekening voor beton
| Parameters | Resultaat | Bepaling met | Wat kun je met het resultaat |
Karakteristieke kubusdruksterkte | f ck;cube *) | Op basis van ontwerpwaarde: RTD-1006 tabel 2.2 [] Op basis van materiaalonderzoek: NEN-EN 12390-3, RTD-1021 (boorprotocol [] en RTD-1006, par. 2.6.1 art. 3.1.2 (11) [] | Uitvoeren doorsnedecontrole van (gewapend) betonnen doorsnede |
Betondekking | Dekking c | Scanmeting en archiefonderzoek | |
Splijttreksterkte | f ct;sp | Op basis van materiaalonderzoek: NEN-EN 12390-6 en RTD-1006, par. 2.6.1 art. 3.1.2 (11) [] | Verifiëren verhouding druk- en treksterkte |
| *) De druksterkte gemeten aan een cilinder met een hoogte en een diameter gelijk aan 100 mm is equivalent aan de druksterkte van een kubus met een ribbe van 150 mm []. | |||
Bouwjaar bekend of onbekend
Wanneer het bouwjaar bekend is, dient de laagste druksterkte volgende uit de oorspronkelijke destijds vigerende norm te worden aangehouden, mits er geen sprake is van degradatie.
Voldoende gegevens in het archief
Voor het omrekenen van oude naar vigerende betonsterkteklassen kan tabel 2.2 van de RTD-1006 1.1 art. 3.1.2 (10) worden aangehouden [].
Materiaalonderzoek
Op basis van onderzoek van Rijkswaterstaat aan betonnen kunstwerken is geconcludeerd dat de betondruksterkte van de onderzochte kunstwerken in de loop der jaren is toegenomen en aanzienlijk hoger kan zijn dan aangenomen in het ontwerp []. Het onderzoek is weliswaar niet representatief voor kunstwerken van decentrale overheden maar het geeft wel aan dat materiaalonderzoek een toegevoegde waarde kan hebben, ook wanneer uit archiefstukken reeds materiaaleigenschappen zijn afgeleid. Vooral wanneer verwacht wordt dat het afschuifdraagvermogen maatgevend is, is materiaalonderzoek naar betontreksterkte over het algemeen aan te bevelen.
Bij het boren van kernen wordt aanbevolen het boorprotocol Rijkswaterstaat [] te volgen. De plaatsen waar de kernen worden uitgenomen moeten representatief zijn voor het object. Indien delen van een kunstwerk bijvoorbeeld in verschillende bouwfasen en/of contracten zijn gerealiseerd, dan dient het materiaalonderzoek per bouwfase/contract uitgevoerd te worden.
Met betrekking tot de bepaling van de karakteristieke waarde van de druksterkte wordt opgemerkt dat deze moet worden bepaald op basis van zes kernen of een veelvoud daarvan die zijn geboord uit een representatief deel van de constructie (zie bijlage 4). In overleg met de technisch adviseur kan gekozen worden voor minder dan zes kernen met een minimum van drie kernen.
In [] is aangetoond dat de relaties voor de bepaling van het afschuifdraagvermogen ook gelden voor bestaande constructies, vooropgesteld dat ook de relatie tussen de druk- en splijttreksterkte niet is veranderd. Wanneer er geen aanleiding is om een afwijkende relatie te veronderstellen, kan worden volstaan met uitsluitend drukproeven. Indien er wel aanleiding is te denken dat de relatie tussen trek- en druksterkte is veranderd, dan moet deze relatie experimenteel worden gecontroleerd door ook splijttrekproeven uit te voeren [].
Het uitvoeren van éénassige trekproeven wordt afgeraden, omdat deze proeven uitermate
gevoelig zijn voor de beproevingsomstandigheden en andere factoren zoals lokale materiaaldefecten. De druksterktebepaling met behulp van een terugslaghamer wordt afgeraden omdat de relatie tussen de terugslaghamerwaarde en de druksterkte voor bestaande constructies niet eenduidig kan worden vastgesteld zonder dat ook drukproeven worden uitgevoerd.
Toelichting met betrekking tot beton met lichte toeslagmaterialen (lichtbeton)
In de jaren 70 en 80 van de vorige eeuw zijn veelvuldig betonsoorten toegepast met een licht (grof) toeslagmateriaal waardoor beton met een lagere soortelijke massa (lichtbeton) ontstaat. Deze soorten komen voornamelijk voor in constructies met een grote overspanning. Door schadegevallen (tijdens ontwerp, uitvoering en gebruik) worden deze betonsoorten (in Nederland vrijwel) niet meer constructief toegepast. Bij de constructeurs is hierdoor tegenwoordig nauwelijks ervaring met deze betonsoorten. Ook in de huidige normen en richtlijnen is beperkt informatie aanwezig. Het soort toeslagmateriaal heeft een grote invloed op de aan te houden sterkte van het beton. Tijdens de bouw van deze constructies zijn vaak extra betonkubussen gestort en beproefd. Indien deze nog aanwezig zijn kan hier bruikbare informatie met betrekking tot het soort toeslagmateriaal en aan te houden sterktes uit gehaald worden. Aanbevolen wordt om altijd materiaalonderzoek naar zowel de beton druk- als treksterkte en het soort toeslagmateriaal en de soortelijke massa uit te voeren. In Eurocode 2 zijn in hoofdstuk 11 specifieke aanvullende bepalingen gegeven voor beton met lichte toeslagmaterialen. Ook bepalingen uit oude normen en richtlijnen kunnen een zinvolle bijdrage leveren in de bepaling van de sterkte. Het lichte grove toeslagmateriaal heeft meestal een lagere sterkte dan de cementmatrix. Hierdoor ontstaat bij scheurvorming/bezwijken een gladder scheurvlak, hetgeen het bezwijkmechanisme en daarmee de sterkte/vervorming beïnvloedt. Ook de vochtcondities spelen hierbij een belangrijke rol. In de te beschouwen bezwijkmechanismes dient hier rekening mee gehouden te worden, zie hoofdstuk 11 van NEN-EN 1992.
Toelichting met betrekking tot beton met hoge sterkte (hoge sterkte beton)
Ook is beton met een hoge sterkte (hoge sterkte beton vanaf C53/65 tot C90/105) in het verleden toegepast. Destijds was daarvoor een aparte CROW-CUR Aanbeveling (CROW-CUR Aanbeveling 37 en later CROW-CUR Aanbeveling 97) beschikbaar. In de huidige Eurocode 2 is hoge sterkte beton opgenomen onder ‘normaal’ beton. Uit onderzoek naar de actuele sterkte van beton kan een sterkte volgen die (destijds) onder hoge sterkte beton viel. In Eurocode 2 zijn diverse afwijkende parameters gegeven voor beton met een druksterkte groter dan C50/60 en lager dan C90/105. Eventueel kunnen (tot C110/130) op basis van de fib Modelcode 2010 [] ook voor hogere sterkten de rekenwaarden voor materiaaleigenschappen bepaald worden. Door de hogere sterkte van de cementmatrix kan bezwijken van het grove toeslagmateriaal optreden. Hierdoor ontstaat net als bij lichtbeton een gladder scheurvlak, hetgeen het bezwijkmechanisme en daarmee de sterkte en vervorming beïnvloedt.
Overige materiaalgegevens
Nadat de druksterkte is bepaald, kunnen de corresponderende mechanische eigenschappen die nodig zijn voor de berekening, worden berekend met de relaties in tabel 3.1 van NEN-EN 1992-1-1. Daarnaast is de kubusdruksterkte van belang voor de bepaling van onder andere het afschuifdraagvermogen. Voor de relatie tussen de karakteristieke cilindersterkte en de karakteristieke kubusdruksterkte wordt voor de gangbare betonsterkteklassen verwezen naar tabel 7 uit NEN-EN 206-1.