Ontwerp en uitvoering van Ontwerp en uitvoering van vloeistofdichte constructies vloeistofdichte constructies in beton in beton
ir. Niki Cauberg, WTCB ir Benoit Parmentier WTCB ir. Benoit Parmentier, WTCB Technologisch Adviseurs
Voorbeeld mogelijk probleem probleem:: probleem: : waterinfiltraties, , vertikale waterinfiltraties vertikale scheuren in in kelderwanden in kelderwanden
Ontwerp gebouw
Stabiliteitsstudie
Uitvoering: “kelderwanden uit te voeren met waterdicht beton beton”
Keuze van de dichtheidsklasse NBN EN 206‐1 NBN B15‐001
EC2‐1‐1 EC2‐3
Keuze van het betontype Ontwerp en berekening Bouwsysteem
NBN EN 13670 NBN EN 13670
Toepassing
Uitvoering
Sterkte Omgevingsklasse Consistentieklasse Bijkomende eisen
Wapeningen Voegen‐Details Injecties
Keuze van de bekisting Fasering Nabehandeling D il Details
Bouwheer
Keuze van de dichtheidsklasse
St di b Studiebureau
Keuze van het betontype Ontwerp en berekening Bouwsysteem
Aannemer
Uitvoering
Toepassing
Waterdicht beton volstaat niet! niet!
Waterdichte b t betonconstructie t ti = 1. Voegen 2. Scheuren 3. Beton
3 aspecten p Voegen
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
Scheuren (wapening, …)
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
Typische toepassingsdomeinen? Verhinderen dat vloeistoffen wegvloeien
Verhinderen dat vloeistoffen binnendringen.
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
Gewapend p beton?
Gewapend p beton?
s
Gewapend p beton? EN 1992‐1‐1 §9: Minimale wapening voor vermijden van EN 1992‐1‐1 §9: Minimale wapening voor vermijden van brosse breuk en grote scheuren
As ,min
0.26 f ctm bt d f yk
EN 1992‐1‐1 §7: Minimale wapening voor beheersing van de scheuropeningen
As ,min
k kc f ct ,eff Act
s
Waterdichtheidsklassen Vloeistofdicht ‐heidsklasse
Eisen voor lekken
0
Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.
1
“Referentie R f Referentie” ti ” De lekken moeten beperkt blijven tot een kleine
hoeveelheid. Enkele vlekken of vochtplekken op het oppervlak zijn toegelaten.
2
De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekken vertonen. vertonen
3
Lekken zijn niet toegelaten.
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
Belastingen?: Oorzaak g scheurvorming! g Belasting ↓ ↓ Risico scheurvorming ↓ Wapening ↓
Drogings‐ krimp Thermische krimp Autogene krimp
Vorst‐dooi ZZetting tti vers beton
Plastische krimp
Corrosie wapeningen
T °C Verhinderde (krimp)vervormingen
Belastingen Opgelegde vervormingen i
Efficiëntie preventiemethode? • Nabehandeling • Samenstelling beton • Wapening/andere methodes
Thermische krimp: p Oorzaak? T [°C] [° ]
Hydratatie van cement van cement = exotherme reactie exotherme reactie => Warmteontwikkeling in beton
Tijd
Thermische Th i h krimp: ki Potentiële ote t ë e probleemgevallen?
1. Massieve elementen (d > 50 cm) 1 Massieve elementen (d > 50 cm)
Thermische Th i h krimp: ki Potentiële ote t ë e probleemgevallen?
2. Aansluiting wand en vloer (combinatie krimp‐‐ en temperatuurseffect) (combinatie krimp
T [°C]
Tijd
Aangepaste betonsamenstelling, koelen, ...
Beperking p g krimp, p beperking belemmering
Concept, wapening p, p g voor scheurcontrole
+ drogingskrimp en + + drogingskrimp en autogene krimp
Thermische krimp p : R
S
Simulatie
Gemiddelde omgevingstemperatuur 25°C, met schommeling +‐ 10°C 25m 2.5
0.4 m
Thermische krimp p : Simulatie
R
S
Max. 55°C na 14 uren 80
80
70
70
60
60
50
50 0
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
Max. 40°C na 20 uren 20
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
Vloeistofdicht beton? Geen normatieve definitie voorhanden! Geen normatieve definitie voorhanden! Relatie tussen W/C‐factor Relatie tussen W/C‐factor en permeabiliteit en permeabiliteit (afh. van T°C en type) W/C < 0.45: veel beschouwd als heel beperkt doorlaatbaar veel beschouwd als heel beperkt doorlaatbaar
140 “Doorlaatbaarheid”
[permeabiliteitscoëfficiënt 10‐14 m/s]
120 100 80 60
Beperkt permeabel, oftewel “vloeistofdicht”
40
± 25 ± 2.5
± 0.12 liter/m²/jaar*
20
/10
0 02 0.2
03 0.3
04 0.4
0.45
05 0.5
06 0.6
07 0.7
08 0.8
W/C‐factor
± 0.01 liter/m²/jaar* liter/m /jaar
Aangepast advies voor de betonbestelling, per type toepassing Ter plaatse gestort zonder contact met agressieve agentia (bvb Keldermuren met vorst) agentia (bvb. Keldermuren met vorst)
Basiseis
Specificatie
A
C30/37
B1 B2
GB EE3 (dus: min cement = 320 kg/m³, max W/C = 0.50)
C
S3 S4 S3‐S4
D
20‐22‐32
E
WAI(0.50), LA
Nabehandeling: ook N b h d li k belangrijk b l ijk bij vloeistofdichte constructies! Zie NBN EN 13670 en prNBN B15‐400 B15 400
Hoe lang nabehandelen? Minimumduur van de nabehandeling Omgevingsomstandigheden
GOED Geen directe blootstelling aan zon en wind Relatieve luchtvochtigheid 80% NORMAAL G idd ld b Gemiddelde bezonning i en/of / f relatieve vochtigheid 50% SLECHT Sterke bezonning en/of krachtige wind en/of relatieve vochtigheid < 50%
T° aan het oppervlak van het beton
Sterkteontwikkeling van het beton Snel
Gemiddeld
Langzaam
Zeer langzaam
10°C < 10°C
1 dag 2d dagen
2 dagen 4d dagen
3 dagen 5d dagen
4 dagen 6d dagen
10°C < 10°C
2 dagen g 4 dagen
3 dagen g 6 dagen
4 dagen g 8 dagen
6 dagen g 12 dagen
10 10°C C < 10°C
3 dagen 5 dagen
4 dagen 8 dagen
7 dagen 10 dagen
10 dagen 15 dagen
ANB
Opgave verhouding fcm2/fcm28 van het beton?
ja
Ontwikkeling van de betonsterkte: tabel 1
neen Gebruik van toevoegsels van type II?
ja
Trage of zeer trage ontwikkeling van de betonsterkte
neen Opgave verhouding Rc2/Rc28 van het cement?
ja Ontwikkeling van de van de betonsterkte: tabel 1
neen ja Cement vermeld in tabel 2?? tabe
Ontwikkeling van de betonsterkte: tabel 2
neen Zeer trage ontwikkeling van de betonsterkte
ANB
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
Welke maximale scheurwijdte? Keuze van de bouwheer, in functie van de toepassing d t i Vloeistofdichtheidsklasse
Ingegraven ruimtes (woongebouwen, parkings, liftkokers, archieven, …)
0
1
Tijdelijke of permanente Binnenbekleding gevoelig voor vocht (verf, wateraccumulatie tegen behang, kalk, ...) de wand Binnenbekleding weinig gevoelig voor vocht g gg g Geen wateraccumulatie Binnenbekleding gevoelig voor vocht (komt zelden voor) Binnenbekleding weinig gevoelig voor vocht
*
2 3
Vloeistofdichtheidsklasse: welk ontwerp? Voorschriften NBN EN 1992‐3 (Eurocode 2‐3 (Eurocode 2 3, reservoirs) reservoirs)
Maximale scheurwijdte
Vloeistofdichtheidsklasse ‐> maximale scheurwijdte Vloeistofdicht‐ h id kl heidsklasse
Eisen voor lekken
0
Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.
1
D l kk moeten De lekken t beperkt b kt blijven blij t t tot een kl i hoeveelheid. Enkele kleine h lh id E k l vlekken l kk of f vochtplekken op het oppervlak zijn toegelaten.
2
De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekken vertonen.
3
Lekken zijn niet toegelaten.
Klasse 0: Voorschriften NBN EN 1992‐1‐1 NBN EN 1992 1 1 (Eurocode 2 (Eurocode 2‐1‐1) 1 1)
Limitering scheurvorming (naar Eurocode 2, NBN EN 1992‐1‐1)
Vloeistofdichtheidsklasse ‐> maximale scheurwijdte Vloeistofdicht‐ h id kl heidsklasse
Eisen voor lekken
0
Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.
1
D l kk moeten De lekken t beperkt b kt blijven blij t t tot een kl i hoeveelheid. Enkele kleine h lh id E k l vlekken l kk of f vochtplekken op het oppervlak zijn toegelaten.
2
De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekken vertonen.
3
Lekken zijn niet toegelaten.
Klasse 1: Verdere beperking scheurvorming (wk1) scheurvorming (wk1)
Klasse 1: Verdere beperking scheurvorming (wk1) om self‐healing mogelijk te maken.
Scheurbreedte
“belasting” belasting (waterhoogte/muurdikte)
Vloeistofdichtheidsklasse ‐> maximale scheurwijdte Vloeistofdicht‐ h id kl heidsklasse
Eisen voor lekken
0
Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.
1
D l kk moeten De lekken t beperkt b kt blijven blij t t tot een kl i hoeveelheid. Enkele kleine h lh id E k l vlekken l kk of f vochtplekken op het oppervlak zijn toegelaten.
2
De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekken vertonen.
3
Lekken zijn niet toegelaten.
Klasse 2: Geen doorlopende scheuren, dus minimale drukzone in het element dus minimale drukzone in het element
Vloeistofdichtheidsklasse ‐> maximale scheurwijdte Vloeistofdicht‐ h id kl heidsklasse
Eisen voor lekken
0
Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.
1
D l kk moeten De lekken t beperkt b kt blijven blij t t tot een kl i hoeveelheid. Enkele kleine h lh id E k l vlekken l kk of f vochtplekken op het oppervlak zijn toegelaten.
2
De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekken vertonen.
3
Lekken zijn niet toegelaten.
Klasse 3: bijkomende maatregelen (dubbele bekuiping, voorgespannen (dubbele bekuiping, voorgespannen beton, ...)
Beheersingg scheurwijdtes? ‐> Wapening j p g Berekening volgens Eurocodes (EC2‐1 en EC2‐3)
Minimale wapeningshoeveelheid
Controle van de maximale staafdiameters en/of de afstanden tussen de staven
Gebruik tabellen
As,min
Gedetailleerde berekening van de scheurwijdtes j
Gewapend p beton? EN 1992‐1‐1 §9: Minimale wapening voor vermijden van EN 1992‐1‐1 §9: Minimale wapening voor vermijden van brosse breuk en grote scheuren
As ,min
0.26 f ctm bt d f yk
EN 1992‐1‐1 §7: Minimale wapening voor beheersing van de scheuropeningen
As ,min
k kc f ct ,eff Act
s
Max. diameter staven [mm] Maximale spanning, op basis van maximale staafdiameter (in pure trek en vnl. vervormingen)
Spanning in de wapening [N/mm²]
1 Inleiding + terminologie
5 Voegen
3
(uitvoering ) (uitvoering,…) Betontechnologie
2 Belastingen
Scheuren (wapening, …)
4
Plaatsing voegen, 2 filosofiën: g g o Minimale verhindering (“close movement joints”) ‐> ρ = 0.1 tot 0.3 %
bvb. L0 = 1.5 x H
o Maximale verhindering (“continuous”) ‐> ρ = 1 tot 2 % (eerder voorgesteld)
types van voegen types van voegen ‐> zwakke/zwakste schakels o Uitzettingsvoegen en zettingsvoegen o Krimpvoegen/verdeelvoegen o Hernemingsvoegen
Vloeistofdichtheid voegen realiseren via aangepaste concepten
Waterstop: principe Waterstop: principe
krimpvoeg
waterstop
“intern” “extern”
Krimpvoegen en hernemingsvoegen A: Vloerplaat‐vloerplaat
krimpvoeg
deuvelhuls deuvel Ø 12 à 16 mm Ø 12 à 16 mm
Waterdichting
Materialen voor voegen... o a staalplaten en kunststof o.a. staalplaten en kunststof
Fase 1
Fase 2
Krimpvoegen en hernemingsvoegen ( (wand–wand of vloer‐vloer) d d f l l )
Geperforeerd strekmetaal als verloren bekisting
staalplaat als staalplaat als waterstop
Krimpvoegen en hernemingsvoegen (wand–wand of vloer vloer) vloer‐vloer)
staalplaat als staalplaat als waterstop
kunststof als waterstop
Krimpvoegen en hernemingsvoegen (vloerplaat‐vloerplaat) “
staalplaat als waterstop
hernemingsvoeg (verloren bekisting) (verloren bekisting)
“stortnaadbekisting”
Dilatatievoegen Weinig belast?: voeg doorgaans op basis van synthetische materialen
Dilatatievoegen Zwaarder belast?: metalen profiel dat ook f schuifkrachten kan doorgeven
Voegen: 7. Waterdichtheid: voegen aandachtspunten d ht t plaatsing? l t i ?
• Locatie en behouden locatie • Hoeken: minimale curve (synthetische materialen) ( h i h i l ) • Betondekking • Overlapping gelast: min. 2 à 3 cm Verlijmd: min 10 cm niet niet‐‐gelast gelast: min. 20 à 30 cm + … : min. 20 à 30 cm + … • Eventueel bijkomende bescherming via b t i t bentonietvoegen of of voorafgeplaatste f voorafgeplaatste f l tt injectieslangen
Bentonietvoegen: Bentonietvoegen i : • Heel gevoelig aan de uitvoering: • Schoonmaken ondergrond, juiste h k d d plaatsing (ev. met hulpwapening)
Injecties: j • Bijkomende garantie • Om grote scheuren te dichten (> 0.1 mm)
Vloeistofdichtheid eventuele doorboringen
Oplevering en besluit Oplevering en besluit Controle beton Waterabsorptie: Waterabsorptie: NBN B15‐ Waterabsorptie: NBN B15 NBN B15‐001
Controle waterdichtheid?? Controle waterdichtheid?? 1. Test op ware grootte: vullen en evalueren ((niveau, scheuren, lekken, ...) , , , ) ‐> Voorafgaandelijk criterium te formuleren 2. Controle van de scheuren (berekening) l d h (b k i )
Keuze van de dichtheidsklasse NBN EN 206‐1 NBN B15‐001
EC2‐1‐1 EC2‐3
Keuze van het betontype Ontwerp en berekening Bouwsysteem
NBN EN 13670 NBN EN 13670
Toepassing
Uitvoering
Sterkte Omgevingsklasse Consistentieklasse Bijkomende eisen
Wisselwerking, terugkoppeling g Wapeningen pp g Voegen‐Details Injecties tussen de verschillende Keuze van de bekisting partijen Fasering Nabehandeling D il Details
Hartelijk dank voor uw aandacht Hartelijk dank voor uw aandacht en interesse!
[email protected] , WTCB
[email protected] , WTCB Technologisch Adviseurs
