Betoniek Living Apart Together 2011
-
Upload
hamza-chakiri -
Category
Documents
-
view
7 -
download
1
description
Transcript of Betoniek Living Apart Together 2011
Band
Uitgave
v a k b l a d o v e r t e c h n o l o g i e e n u i t v o e r i n g v a n b e t o n
Living apart together
Over de samen-werking tussen constructeur, aannemer en betontechnoloog
december2011
20
15
2 december 2011 15 I 20
Living apart together
Het gonst al een tijdje over de ‘Eurocode 2’.
Maar wat is dit eigenlijk voor code? Heeft het iets
met de Eurocrisis te maken? Is er tussen banken
en regeringen een bepaalde code afgesproken?
Nee, niets van dit alles. Eurocode 2 is de afkorting/
werktitel van: NEN-EN 1992. Dit is een Europese
norm die moet worden gebruikt bij het ontwerpen
en berekenen van betonconstructies.
Eurocode 2 lijkt daarmee voornamelijk bedoeld
voor constructeurs en niets van doen te hebben
met technologie en uitvoering. Maar schijn
bedriegt: in het ontwerp gaan we uit van een
beton met specifieke prestaties en we verwach-
ten dat het beton op een goede manier wordt
uitgevoerd. Er is dus een stevige relatie aanwe-
zig. In deze Betoniek gaan we in op de relatie
tussen constructeur, aannemer en betontechno-
loog, die soms een‘LAT-relatie’ blijkt te zijn.
Bij het proces om een betonconstructie te
maken zijn drie partijen betrokken: de con
structeur, de aannemer en de betontechno
loog. Zij maken samen een betonconstructie
die voldoet aan de eisen die een opdrachtge
ver hieraan stelt.
De betonconstructeur ontwerpt een beton
constructie en geeft aan welke betonsterkte
klasse wordt aangehouden en welke mi
lieuklassen van toepassing zijn. Met deze
informatie gaat de betontechnoloog aan de
slag om een betonsamenstelling te ontwer
pen die voldoet aan deze eisen. Vervolgens
zorgt de aannemer ervoor dat deze betonsa
menstelling op de juiste wijze wordt verwerkt.
Het resultaat is uiteindelijk de gewenste be
tonconstructie. Alle partijen houden zich hier
bij aan de voor hen relevante normen (fig. 2).
De vraag rijst welke normen dit zijn. Voor de
constructeur is dit de Eurocode 2 (EN 1992).
Hierin vindt hij de rekenregels voor het ont
werpen van de constructie. Deze Eurocode
zegt echter weinig over de betonsamenstel
ling. Hiervoor wordt verwezen naar EN 2061.
De EN 206 is de norm van de technoloog. Hij
vindt in deze norm de eisen voor het ontwerp
van de betonsamenstelling.
De aannemer vindt in Eurocode 2 of in
EN 206 nauwelijks eisen. De Eurocode gaat
ervan uit dat de bouw wordt uitgevoerd door
personeel met voldoende vakbekwaamheid
en ervaring, gebaseerd op EN 13670. Ook
gaat Eurocode 2 uit van bouwmaterialen die
3december 2011 15 I 20
voldoen aan de van toepassing zijnde materi
aal of productspecificaties.
Hoewel dus ieder zijn eigen norm heeft, is er
een stevige relatie tussen die normen. De ene
norm kan niet zonder de andere (fig. 2). En
zoals het in een goede relatie gaat, moet je
elkaar leren kennen, zodat je weet wat je aan
elkaar hebt. In deze Betoniek nemen we
daarom een kijkje in de keuken van de con
structeur. Maar voordat we zover zijn, begin
nen we met de Eurocode. Dit was tenslotte de
aanleiding tot deze Betoniek.
EurocodesDe benaming voor de Eurocodes komt van
het ‘Eurocodeprogramma’. Dit programma
regelt de harmonisatie van de technische
grondslagen voor ontwerp en berekening van
bouwconstructies. In 1975 besloot de Com
missie van de Europese Gemeenschap op
grond van het verdrag van Rome tot een actie
programma op het gebied van de bouw. Het
doel was het wegwerken van de technische
handelsbelemmeringen en het op één lijn
brengen van technische voorschriften. De
Commissie was samengesteld uit vertegen
1
Bij het maken van een beton con struc-tie zijn drie partijen betrokken: con-structeur, aannemer en betontechnoloog (foto: PERI GmbH)
2
Betrokken partijen bij de realisatie van een beton-constructie en de normen die worden gevolgd
constructeur:
EN 1992 / Eurocode 2
aannemer:
EN 13670
betontechnoloog:
EN 2061
resultaat
4 december 2011 15 I 20
woordigers van de verschillende lidstaten en
heeft 15 jaar gewerkt aan de totstandkoming
van de Eurocodes. De eerste generatie is in de
jaren 80 gepubliceerd. Later werd besloten de
Eurocodes over te dragen aan CEN, zodat ze
de status van Europese normen zouden krij
gen. Vervolgens heeft het nog een flink aantal
jaren geduurd voordat CEN de Europese nor
men voor constructief ontwerpen heeft gepu
bliceerd. Niet geheel ongebruikelijk in het
proces om tot éénduidige Europese normen
te komen.
Wat is de Eurocode?De Eurocodes geven de randvoorwaarden om
aan te kunnen tonen dat aan de basiseisen
van de BouwProductenRichtlijn (BPR, zie Be-
toniek 15/1) wordt voldaan. Echter, omdat de
Eurocodes in heel Europa bruikbaar moeten
zijn, wordt elke lidstaat van de EU de moge
lijkheid gegeven om, afhankelijk van hun
eigen omstandigheden, nationaal ontwerp
keuzes te maken om een bepaald veiligheids
niveau te bepalen. Bij alle delen van de
Eurocode hoort daarom een zogenaamde
Nationale Bijlage (NB), waarin deze nationale
invulling en aanvullende informatie is opge
nomen.
In die zin is de NB te vergelijken met
NEN 8005, de Nederlandse invulling van
EN 206. Hierin zijn bijvoorbeeld de eisen aan
de betonsamenstelling bij een zekere milieu
klasse specifiek voor Nederland opgenomen.
Er zijn negen Eurocodes (tabel 1), waarvan er
één over het ontwerpen en berekenen van
betonconstructies gaat. Dit is Eurocode 2,
door CEN in 2005 gepubliceerd als EN 1992.
Eurocode 2Eurocode 2 voorziet in constructieve ont
werp en berekeningsregels, voor het ont
werp en de berekening van gehele betoncon
structies en samenstellende delen, van zowel
traditionele als innovatieve aard. Eurocode 2
is van toepassing voor bouwwerken in (on )
gewapend en/of voorgespannen beton.
Bijzondere betonconstructies of ontwerpom
standigheden zijn niet specifiek opgenomen.
In deze gevallen wordt van de constructief
ontwerper aanvullend vakkundig onderzoek
gevergd. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een
kerncentrale, vloeistoftanks of zeer hoge ge
bouwen.
Eurocode 2 is echter ook niet van toepassing
voor nofines beton (beton zonder fijn toe
slagmateriaal zoals bijvoorbeeld zand 04) of
beton met zware toeslagmaterialen. Dit is
vreemd, omdat bepaald constructief beton
toch met zware toeslagmaterialen moet wor
den gemaakt. Denk hierbij aan wanden en
plafondconstructies van bestralingsruimten in
ziekenhuizen.
Tabel 1 Overzicht van de Eurocodes
EN 1990 Eurocode 0 Grondslagen van het constructief
ontwerp
EN 1991 Eurocode 1 Belastingen op constructies
EN 1992 Eurocode 2 Ontwerp en berekening van
betonconstructies
EN 1993 Eurocode 3 Ontwerp en berekening van staal
constructies
EN 1994 Eurocode 4 Ontwerp en berekening van staal
betonconstructies
EN 1995 Eurocode 5 Ontwerp en berekening van hout
constructies
EN 1996 Eurocode 6 Ontwerp en berekening van
constructies van metselwerk
EN 1997 Eurocode 7 Geotechnisch ontwerp
EN 1998 Eurocode 8 Ontwerp en berekening van aard
bevingsbestendige constructies
EN 1999 Eurocode 9 Ontwerp en berekening van
aluminiumconstructies
5december 2011 15 I 20
Eurocode 2 is onderverdeeld in:
• Deel 11: Algemene regels en regels voor
gebouwen;
• Deel 12: Ontwerp en berekening van con
structies bij brand;
• Deel 2: Bruggen van gewapend en voor
gespannen beton;
• Deel 3: Constructies voor keren en opslaan
van vloeistoffen.
Eurocode 2 als opvolger van NEN 6720 (VBC)Zoals aangegeven, is de Eurocode een Euro
pese norm. De norm is een nieuwe stap in de
éénwording van Europa. Tot nu toe werden
de rekenregels voor constructies per land ge
regeld. Voor Nederland werd en wordt bij het
ontwerpen en berekenen van betonconstruc
ties gebruikgemaakt van NEN 6720 (VBC).
Nu gaan de betonconstructeurs hiervoor de
Eurocode 2 hanteren.
Het belangrijkste verschil tussen NEN 6720
(VBC) en de Eurocodes is de vrijheid van de
constructeur bij het ontwerpen van beton
constructies. Hiermee krijgt de constructeur
meer verantwoordelijkheid, hetgeen een gro
ter beroep doet op zijn deskundigheid. De
belangrijkste technische verschillen tussen de
‘oude’ VBC en de ‘nieuwe’ Eurocode 2 zijn:
• berekeningen ten behoeve van de beno
digde dwarskrachtwapening;
• bepaling scheurwijdte via een formule of
via toetsing aan de detailleringtabellen;
• het in rekening brengen van ‘autogene’
krimp die zich ontwikkelt bij de verharding
van beton.
De eerste twee zijn puur constructieve onder
werpen. Bij de autogene krimp komt technolo
gie om de hoek kijken. In de VBC komt deze
autogene krimp niet aan de orde voor normale
betonsterktes (wel voor hogesterktebeton). De
achtergrond van de autogene krimp wordt
overigens in de Eurocode niet verder toegelicht.
Technologie is ook van toepassing bij de
waarde van de elasticiteitsmodulus. De in de
Eurocode gegeven waarden gelden voor
beton met kwarts als toeslagmateriaal (bijv.
grind en zand). Wanneer een ander toeslag
materiaal wordt gekozen, zoals basalt, zand
steen of kalksteen, moet de elasticiteitsmodu
lus eerst worden gecorrigeerd.
Ontwerpproces constructeurNu we weten dat de Eurocode de rekenregels
voor de constructeur bevat, is het tijd om te
zien hoe de constructeur daarvan gebruik
maakt. We doen dit aan de hand van een
vijfstappenplan, dat we met een voorbeeld
verder toelichten.
Stap 1: Bepalen van randvoorwaarden
en uitgangspunten
Voordat de constructeur aan het werk kan
gaan, zijn er al werkzaamheden uitgevoerd. Als
eerste is door een opdrachtgever een pro
gramma van eisen opgesteld. Dit betreft bij
voorbeeld de wens voor een tweebaans weg
in een open bak, gefundeerd op palen (fig. 3).
Op basis hiervan heeft de architect de vormge
ving van de open bak bepaald. De vorm van
de bak, het gebruik en daarmee bijvoorbeeld
overspanningen van vloeren en kerende
hoogte van de wanden, zijn hierbij vastgesteld.
Ook de locatie (bijv. hoe hoog staat het grond
water?) is voor de constructeur van belang.
3
Tweebaansweg in een open bak
6 december 2011 15 I 20
De constructeur neemt kennis van deze gege
vens en maakt een eerste schatting van de
afmetingen van de constructie op basis van
vuistregels of ervaring met soortgelijke beton
constructies. Enkele vuistregels voor het be
palen van een balkhoogte voor nietvoorge
spannen beton zijn weergegeven in tabel 2.
Bij deze vuistregels is h de hoogte van een
balk en l de overspanning. Voor een balk die
op 2 steunpunten ligt, is de hoogte dan 1/10
van de overspanning en als een balk doorgaat
over steunpunten (bijv. een funderingsbalk),
kan in eerste instantie voor de hoogte 1/15
van de overspanning worden aangehouden.
Als een betonnen balk wordt voorgespannen
is de hoogte vaak lager dan in tabel 2 is aan
gegeven. Voor Iliggers geldt de vuistregel:
h = 1/20 tot 1/25 van de lengte. Voor TTlig
gers is dit 1/30 van de hoogte.
Nadat de afmetingen zijn geschat, stelt de
betonconstructeur de materiaaleigenschap
pen vast. Daarbij maakt hij gebruik van tabel
len uit de Eurocode 2. Uitgangspunt van de
tabellen is dat alle materiaaleigenschappen
gerelateerd zijn aan de betonsterkteklasse.
Eurocode 2 geeft in een tabel een vaste relatie
tussen druksterkte en de treksterkte en E
modulus, maar houdt geen rekening met de
werkelijke betonsamenstelling, terwijl wij als
betontechnologen weten dat dit toch een
wezenlijke invloed hierop kan hebben.
In tabel 3 zijn de waarden voor enkele gang
bare sterkteklassen gegeven.
Stap 2: Schematisering constructie
Hierna gaat de betonconstructeur echt aan
het rekenen. De constructeur schematiseert
de betonconstructie. In dit schema wordt de
constructie als lijnen getekend, waarop belas
tingen inwerken. Ook de wijze waar op de
betonconstructie wordt gefundeerd, wordt
schematisch weergegeven. In figuur 4 zijn de
funderingspalen als veren geschematiseerd.
Stap 3: Vaststellen belastinggevallen
In de volgende stap worden de belastingen die
op de constructie werken in kaart gebracht. In
ons voorbeeld zijn dit onder andere (fig. 5):
• eigengewicht en gewicht van permanente
afwerklagen (rustende belasting, rood);
• variabele belastingen zoals wind, sneeuw,
auto’s, personen (oranje);
• grondwaterdruk (blauw);
• gronddruk (groen);
• krimp.
De hoogte van deze belastingen is in EN 1991
(Eurocode 1) vastgelegd en de constructeur
moet deze waarden aanhouden.
Stap 4: Bepalen belastingcombinaties
Bij deze stap worden de verschillende soorten
belastingen die op de constructie inwerken
met elkaar gecombineerd. De constructeur
bedenkt welke belastinggevallen tegelijk kun
nen optreden en welke combinaties van be
lastinggevallen tot de grootste krachten in de
Tabel 2 Vuistregels voor het bepalen van een balkhoogte bij niet-voorgespannen beton
Schema
h/l 1/10 1/15
Tabel 3 Enkele sterkte- en vervormingeigenschappen voor beton overeenkomstig Eurocode 2
sterkteklassen voor beton
C20/25 C30/37 C45/55
fck [MPa] 20 30 45
fck, cube [MPa] 25 37 55
fcm [MPa] 28 38 53
fctm [MPa] 2,2 2,9 3,8
Ecm [GPa] 30 33 36
Voor de toelichting op de symbolen: zie tabel 6
7december 2011 15 I 20
constructie leiden. Hierbij bekijkt de construc
teur de uiterste grenstoestand (UGT) en de
bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). Bij het
toetsen aan de UGT wordt gekeken of de
betonconstructie in staat is de belastingen op
te nemen zonder te bezwijken (veiligheid). Bij
de BGT wordt de constructie in het gebruik
getoetst, bijvoorbeeld of de vervormingen
niet te groot zijn. Een gebouw moet immers
wel een bepaalde bruikbaarheid hebben.
Stap 5: Berekening
Bij deze laatste stap worden de krachten in de
constructie (moment, dwarskracht en nor
maalkracht) bij de verschillende belasting
combinaties berekend. De constructeur
bepaalt de definitieve afmetingen en de
benodigde hoeveelheid wapening, de beno
digde betonsterkteklasse en de milieuklasse.
We zullen de laatste stappen van het ont
werpproces verder toelichten aan de hand
van het schema in figuur 6. Allereerst wordt
de beoordeling van de UGT toegelicht,
waarna de BGT wordt besproken.
Toetsing aan de UGTBij het toetsen aan de UGT wordt gekeken of
de betonconstructie in staat is de belastingen
op te nemen zonder te bezwijken (veiligheid).
Er wordt hierbij nog niet naar vervormingen
gekeken. Een vloer of balk mag behoorlijk
doorbuigen, mits deze maar niet breekt.
Gecontroleerd wordt of de betondruksterkte
niet wordt overschreden en de benodigde
wapening wordt bepaald. De hoeveelheid
aanpassen afmetingen aanpassen afmetingen
nee
berekening
bepaling wapeningom bezwijken te
voorkomen
minimum wapeningom bros bezwijken
te voorkomen
bepaling maatgevende hoeveelheid wapeningeconomisch wapeningspercentage
vervormingenok?
verdere detailleringconstructie
bepaling wapeningom scheurwijdte
te beheersen
UGT BGT nee
ja
ja
4
Schematische weergave van tunnelbak met fundering
5
Schematische weergave van de belastingen op tunnelbak
6
Ontwerpproces van de constructeur
8 december 2011 15 I 20
wapening is afhankelijk van de trekspanning die
in de betonnen constructie optreedt. Anders
gezegd: er moet voldoende wapening aanwe
zig zijn om de trekspanningen op te nemen.
Echter, soms zijn deze trekspanningen lager
dan de treksterkte van het beton. In die geval
len zou in theorie (!) geen wapening nodig
zijn. De Eurocode stelt echter dat in een beton
constructie altijd wapening moet worden aan
gebracht. Dit voorkomt het plotseling bezwij
ken van een constructie indien toch een
hogere belasting inwerkt op de constructie
dan waarop gerekend. In het schema van het
ontwerpproces wordt dit ‘bros bezwijken’ ge
noemd (zie kader Bros bezwijken). In die geval
len moet een minimum wapeningshoeveel
heid worden toegepast.
Eurocode 2 geeft in een formule aan hoe de
minimum wapeningshoeveelheid moet wor
den berekend, waarbij gebruik wordt gemaakt
van onder andere fctm. Dit is de gemiddelde
waarde van de treksterkte van beton. Deze fctm
is weer afhankelijk van de betonsterkteklasse.
Bijvoorbeeld: bij C20/25 hoort een fctm =
2,2 MPa en bij C45/55 hoort een fctm =
3,8 MPa (tabel 3).
Zo leidt een hogere treksterkte van beton dus
tot het toepassen van meer wapening, zie ook
Betoniek 13/30.
Toetsing aan de BGTNa het toetsen aan de UGT is het de beurt aan
de BGT. We weten nu dat de constructie niet
bezwijkt, maar hoe is dat tijdens het gebruik?
Dan zijn andere aspecten van belang.
Als eerste wordt bij de BGT getoetst of de
vervormingen niet te groot zijn; een gebouw
moet immers wel een bepaalde bruikbaarheid
hebben. Zo mag een vloer niet teveel door
buigen, waardoor een onveilig gevoel zou
kunnen ontstaan of deuren kunnen gaan
klemmen. Eventueel worden de afmetingen
aangepast omdat een hogere balk of dikkere
vloer meer stijfheid geeft en daarom bij de
zelfde wapeningshoeveelheid minder door
buiging zal geven.
Tevens controleert de constructeur aan de
hand van de definitieve afmetingen en de
berekende wapening de scheurwijdte die in
de BGT optreedt. Deze scheurwijdte moet
voldoen aan de maximale scheurwijdte die in
de Eurocode is gegeven. Eventueel moet de
wapeningshoeveelheid worden verhoogd om
aan de scheurwijdteeis te voldoen, dan wel
de afmetingen van de constructie worden
aangepast.
De keuze hiervoor is afhankelijk van de hoe
veelheid wapening die extra moet worden
aangebracht. Als er een mogelijkheid is de
afmetingen van de constructie te wijzigen
(veelal grotere afmetingen), kan dit goedko
per zijn dan het gebruik van meer wapening.
De constructeur vergelijkt vaak verscheidene
afmetingen met verschillende wapeningshoe
veelheden om zo tot het meest economische
ontwerp te komen. Hierbij wordt vaak ge
streefd naar de minimale wapening omdat
wapening de duurste component in gewa
pend of voorgespannen beton is.
Bros bezwijken Een belangrijk uitgangspunt bij het ontwerpen van een betoncon
structie is dat deze nooit bros mag bezwijken ofwel plotseling mag
instorten. Er moeten eerst grote vervormingen optreden, zodat
de constructie als het ware eerst waarschuwt dat er iets goed mis
is. Hierdoor kunnen mensen die in de buurt zijn vluchten. Om
bros bezwijken te voorkomen is in constructief beton altijd een
minimum hoeveelheid wapening nodig. Deze wapening wordt
zodanig berekend dat minimaal de belasting kan worden opge
nomen die nodig is om de constructie te laten scheuren, het zo
genaamde scheurmoment. Bij verder belasten zal de wapening
eerst moeten gaan vloeien, voordat bezwijken optreedt. Omdat
het vloeien van de wapening gepaard gaat met flinke vervormin
gen, waarschuwt de constructie hiermee voldoende.
9december 2011 15 I 20
Nu is de constructeur klaar met zijn reken
werk. De betonconstructie wordt getekend,
inclusief de plaats, het aantal en de diameter
van de wapeningsstaven. Ook de benodigde
betonsterkte en milieuklasse worden op de
tekening gezet. De constructie is nu gereed
voor uitvoering.
Welk probleem kan nu eigenlijk ontstaan?Terugkomend op de titel en de inleiding van
deze Betoniek kunnen er materiaaleigenschap
pen in beton ontstaan waarop de construc
teur niet heeft gerekend. De constructeur
gebruikt bij zijn berekeningen de materiaalei
genschappen die zijn gerelateerd aan een
bepaalde sterkteklasse (tabel 3). Die sterkte
klasse heeft de constructeur bepaald om de
UGT en BGT te toetsen. Afhankelijk van de
gekozen sterkteklasse houdt de betoncon
structeur rekening met een betontreksterkte
om zijn (minimale) wapeningshoeveelheid te
kunnen vaststellen.
De combinatie van betonsterkteklasse met
een (zware) milieuklasse kan een zodanige
lage waterbindmiddelfactor opleveren dat
automatisch een hogere betondruksterkte
ontstaat.
Ook door aanpassingen aan de betonsamen
stelling kunnen hogere druksterktes ontstaan,
bijvoorbeeld door het vervangen van een deel
van CEM III door een snellere CEM I.
Bekend is dat bij zelfverdichtend beton (ZVB)
ook vaak een (veel) hogere druksterkte ont
staat dan door de constructeur is gevraagd.
De aannemer en de betontechnoloog gaan er
vaak vanuit dat met een hogere druksterkte
automatisch aan de eisen van de constructeur
wordt voldaan.
Maar, sterker is toch altijd beter?In veel gevallen is sterker beter, echter dat is
zeker niet altijd het geval. Bij een hogere be
tondruksterkte moet worden gerekend met
een hogere betontreksterkte (tabel 3). Hierin
zien we de relatie die de Eurocode 2 legt tus
sen betonsterkteklasse en de materiaaleigen
schap ‘betontreksterkte’ fctm. Hoe hoger de
betonsterkteklasse, hoe hoger de treksterkte
van beton.
Feitelijk wordt hiermee bedoeld dat als de
druksterkte van beton hoger wordt, er meer
krimp zal optreden. Deze verhoogde krimp
wordt uitgedrukt in een hogere trekspanning
en indirect wordt daarmee de benodigde
minimum wapeningshoeveelheid verhoogd.
Krimp wordt om deze reden als belasting
beschouwd.
Bij de bespreking van de toetsing op de UGT
is uitgelegd dat de minimum wapeningshoe
veelheid in de constructie afhankelijk is van
deze betontreksterkte. Een hogere be
tontreksterkte vereist direct meer wapening.
In de situatie dat een betonconstructie mini
maal is gewapend is en waarbij de verkorting
(vervorming) wordt verhinderd kan, ten ge
volge van een hogere druksterkte, een hogere
spanning ontstaan die niet meer door de aan
wezige wapening kan worden opgenomen.
Als gevolg hiervan zal de scheurwijdte van
beton groter zijn dan waarmee de construc
teur rekening heeft gehouden. Dit is al jaar en
dag de praktijk en heeft niet tot problemen
geleid. Toch is het belangrijk dat we elkaar
beter leren kennen en begrijpen als we steeds
meer de grenzen van het beton opzoeken.
VoorbeeldenOm het bovenstaande te illustreren werken
we een paar voorbeelden uit.
Voorbeeld 1
Een constructeur stelt de volgende eisen aan
een betonnen wand van 15 m lengte, een
10 december 2011 15 I 20
hoogte van 3 m en een dikte van 200 mm
(foto 7): druksterkteklasse C20/25 en milieu
klasse XC3.
Dit is voor de betonmortelindustrie een veel
gevraagde betonsamenstelling. De wand is
minimaal gewapend en wordt aan een vloer
vastgestort. De volgens Eurocode 2 vereiste
gemiddelde cilinderdruksterkte om aan
C20/25 te voldoen is 28 MPa. Voor deze
sterkte moet een waterbindmiddelfactor van
0,72 voldoende zijn.
Voor milieuklasse XC3 is de maximale water
cementfactor echter 0,55. De betoncentrale
zal ter vermindering van het risico op over
schrijding van 0,55 zijn betonsamenstelling
ontwerpen op 0,53. De druksterkte die hierbij
ontstaat, is ongeveer 40 MPa. De betoncen
trale heeft ruimschoots aan de eisen voldaan.
Maar wat gebeurt er in dit voorbeeld echter
tijdens de uitvoering van het werk?
De stort vindt bijvoorbeeld plaats in de winter
periode en omdat de aannemer snel wil ont
kisten, wordt besloten 25% van het CEM III te
vervangen door CEM I 52,5 R. Hiermee wijzigt
niet de waterbindmiddelfactor, echter de
ontwikkelde druksterkte na 28 dagen zal toe
nemen van 40 MPa naar 45 MPa. Daarmee
wordt ruimschoots een C30/37 in het werk
gerealiseerd.
Wat zijn hiervan nu de consequenties? Laten
we hierbij uitgaan van de gegevens in Euro
code 2.
Bij C20/25 hoort volgens tabel 3 een fctm van
2,2 MPa en bij C30/37 hoort een waarde van
2,9 MPa.
De treksterkte van het beton is hoger gewor
den. Door de krimp van beton levert dit extra
spanning op als de constructie niet kan ver
vormen. Om deze extra trekspanning te kun
nen opnemen zou de wapeningshoeveelheid
eigenlijk moeten worden verhoogd met
(0,7/2,2) x 100% = 32%.
Voorbeeld 2
Een betonnen verharding wordt op zand ge
stort (foto 8). Op de terreinverharding wordt
regelmatig met dooizouten gestrooid. De
constructeur heeft de vloer berekend met
C20/25 omdat er nauwelijks drukspanningen
in de vloer optreden. Omdat de verharding
op zand ligt, kan de minimale wapening wor
den toegepast. De constructeur vraagt milieu
klassen XD3 en XF4.
Deze eisen komen bij de betoncentrale die
een betonsamenstelling gaat maken. De be
tontechnoloog weet uit ervaring dat bij deze
combinatie de milieuklasse XD3 maatgevend
is voor de aan te houden maximum water
bindmiddelfactor van 0,45. Met die wat er
bindmiddelfactor haalt hij gemakkelijk
C20/25. Geen enkel probleem.
De betontechnoloog ontwerpt de samenstel
ling met een waterbindmiddelfactor van
0,43 want hij wil geen overschrijding van de
grenswaarde 0,45. Als gevolg hiervan vindt
de betontechnoloog een sterkte na 28 dagen
van ongeveer 53 MPa, zijnde C45/55 en maar
liefst 30 MPa meer dan de constructeur heeft
gevraagd.
7
Voorbeeld 1: Berekening van een betonnen wand
11december 2011 15 I 20
Het verschil in gemiddelde treksterkste van
het beton bedraagt 1,6 MPa (3,8 voor
C45/55 en 2,2 voor C20/25). Dit betekent
dat er maar liefst (1,6/2,2)x100% = 73%
meer wapening in de vloer moet worden
aangebracht om de verwachte scheurwijdte
te realiseren.
Tot slotHet verschijnen van de Eurocode 2 was aan
leiding eens wat dieper in te gaan op de inter
actie tussen de constructeur, de aannemer en
de betontechnoloog. Deze partijen hebben
hun eigen verantwoordelijkheden bij de rea
lisatie van een betonconstructie. Kenmerkend
voor de praktijk is de ‘LATrelatie’ tussen de
constructeur, aannemer en de betontechno
loog. Deze partijen werken ‘apart’ aan een
‘gezamenlijk’ te realiseren betonconstructie.
We willen echter Samen Tot Één Resultaat
Komen (STERK).
We beseffen niet altijd voldoende wat de
effecten zijn van bepaalde keuzes die worden
gemaakt. Soms kan dit leiden tot ongewenste
effecten. Het elkaar beter leren kennen door
constructeur, aannemer en betontechnoloog
moet leiden tot een verbetering van de rela
tie, zodat er nog beter kan worden gebouwd
in beton.
8
Voorbeeld 2: Berekening betonnen verharding
Tabel 4 Lijst van vermelde normen
NENEN 1991 Eurocode 1 Belastingen op constructies
NENEN 1992 Eurocode 2 Ontwerp en berekening van betonconstructies
NENEN 2061 Beton – Deel 1: Specificatie, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit
NEN 8005 Nederlandse invulling van NENEN 2061
NENEN 13670 Het vervaardigen van betonconstructies
GTB 2010 Grafieken en Tabellen voor Beton 2010
Tabel 5 Lijst van afkortingen
BPR Bouwproductenrichtlijn
ETA European Technical Approval
NBP Nationaal Bepaalde Parameter
NB Nationale Bijlage
VBC Voorschriften Beton TGB 1990 – Constructieve eisen en rekenmethoden
VBC 1995 (NEN 6720)
UGT Uiterste GrensToestand
BGT BruikbaarheidsGrensToestand
12 november 2010 15 I 09
15/21 - TemperaturenTemperaturen: even je temperatuur opnemen om te zien of alles oké is. Wanneer de temperatuur
te hoog of te laag is, is er iets niet in orde. Je bent ziek.
Ook bij beton meten we de temperatuur, en willen we weten of alles oké is. En ook daar kunnen
we met het meten van de temperatuur zien wat er in het beton aan de hand is. In de volgende
Betoniek behandelen we een aantal voorbeelden van temperatuurmetingen uit de praktijk. Het is
een vervolg op Betoniek 15/17, waarin uitgebreid is ingegaan op de achtergronden van de tem
peratuurmetingen van beton.
DankwoordDe redactie van Betoniek bedankt René Braam
en Nynke ter Heide voor het inbrengen van
hun kennis en expertise bij de totstand
koming van dit nummer.
Betoniek onlineDeze Betoniek en alle 419 vorige edities zijn online te raadplegen op
www.betoniek.nl. Voor leden van Betoniek is dit archief gratis toegankelijk.
Nog geen lid? Kijk op www.betoniek.nl voor een interessant aanbod.
Tabel 6 Lijst van symbolen (bron: NEN-EN 1992-1-1)
fck Karakteristieke cilinderdruksterkte van beton na 28 dagen
fck, cube Karakteristieke kubusdruksterkte van beton na 28 dagen
fcm Gemiddelde waarde van de cilinderdruksterkte van beton na 28 dagen
fctm Gemiddelde waarde van de treksterkte van beton
Ecm Elasticiteitsmodulus van beton
MPa MegaPascal = N/mm2
GPa GigaPascal = 103 N/mm2 (of kN/mm2)
Betoniek is hét vakblad over technologie en uitvoering van beton en verschijnt 10 keer per jaar. Betoniek wordt uitgegeven door Æneas, uitgeverij van vakinformatie bv, in opdracht van het Cement&BetonCentrum. In de redactie zijn vertegenwoordigd: BAM Infra, BAS Research & Technology, Kiwa BMC, BTE Nederland, ENCI, Mebin en TNO. Voor de jaarlijkse aflevering over het Examen Betontechnoloog BV wordt samengewerkt met de Betonvereniging.
Uitgave Æneas, uitgeverij van vakinformatie bvPostbus 101, 5280 AC, BoxtelT: 0411 65 00 85E: [email protected]
Website www.betoniek.nl
Redactie T: 0411 65 35 84E: [email protected]
Media-advies T: 0411 65 35 81E: [email protected]
Vormgeving Inpladi bv, Cuijk
Abonnementen/adreswijzigingen Uitgeverij ÆneasPostbus 101, 5280 AC, BoxtelT: 0411 65 00 85E: [email protected]
Abonnementen 2012Jaarabonnement, inclusief toegang online archief: € 85 (excl. 6% btw)Buiten Nederland geldt een toeslag voor extra porto. Abonnementen lopen per jaar en kunnen elk gewenst moment ingaan. Opzeggen moet altijd schriftelijk gebeuren, uiterlijk twee maanden voor vervaldatum. Kijk voor de mogelijkheden van online abonnementen op www.betoniek.nl.
© Æneas, uitgeverij van vakinformatie 2011.
Niets uit deze uitgave mag worden overgenomen zonder toestemming van de uitgever. De algemene publicatievoorwaar
den van de uitgever worden verondersteld bekend te zijn en zijn op aanvraag beschikbaar. Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Betoniek niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belanghebbenden kunnen contact opnemen met de uitgever.
In onze volgende uitgave