VZA-voorspankabels in woningen te Heerhugowaard

DOSSIER 6650

VZA-voorspankabels in woningen te Heerhugowaard Rapport 6650-1-1 Onderzoek naar de oorzaak en omvang van corrosie en breuk 19 mei 2008

SAMENVATTING In mei 2007 is aan de Turkoois in Heerhugowaard een woning uitgebrand. In maart 2008 is bij de betreffende woning door Atlas Bouwtechnisch Adviesburo een oriënterend onderzoek uitgevoerd naar de conditie van de in de vloeren van de 1e en 2e verdieping toegepaste VZA-kabels (VZA: Voorspanning Zonder Aanhechting). Daarbij is geconstateerd dat een aantal kabels was geroest en gebroken. De omvang van deze schade was zodanig dat de constructie van de woning niet meer voldoet aan de eisen die daaraan worden gesteld volgens het Bouwbesluit. Op basis van de aard van de schade was het sterke vermoeden dat dit niet het gevolg is van de brand, maar waarschijnlijk al is opgetreden relatief kort na de bouw van de woningen in 1975. Als dat juist is, dan is het zeer waarschijnlijk dat een vergelijkbare schade zich bij meer woningen in de betreffende wijk, waar in totaal 199 woningen volgens hetzelfde bouwsysteem zijn gebouwd, zal voordoen. Met het doel de oorzaak en de potentiële omvang van de schade vast te stellen, heeft de Gemeente Heerhugowaard aan Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. opdracht gegeven een onderzoek uit te voeren. In een eerste fase van dit onderzoek, dat is uitgevoerd met ondersteuning van Atlas Bouwtechnisch Adviesburo, is de schade aan de VZA-kabels van het woonblok, waarin zich de uitgebrande woning bevindt, nader onderzocht. De bevindingen van dat onderzoek zijn vastgelegd in het onderhavige rapport. De VZA-kabels bevinden zich in de 1e en de 2e verdiepingsvloer. In de rapportage is onderscheid gemaakt tussen kabels die zich tussen de voorgevel en het trapgat bevinden en kabels die zich tussen de achtergevel en het trapgat bevinden, respectievelijk aangeduid met voor en achter het trapgat. Verder lopen de meeste kabels in lengterichting door over het gehele blok van zes woningen (aangeduid met “lang”), maar er zijn ook kabels toegepast die alleen vanaf de kopgevel in de eerste twee woningen aanwezig zijn (aangeduid met “kort”). Tijdens het onderzoek zijn de VZA-kabels geïnspecteerd ter plaatse van de uitgebrande woning en vanaf de kopgevels. Een samenvatting van de bevindingen van het onderzoek is weergegeven in de navolgende tabel.

lange kabels aantal gebroken of spanningsloos gedeeltelijk op spanning (een aantal draden gebroken) aangetoond op spanning niet beproefd korte kabels (zijde Turkoois) aantal gebroken of spanningsloos gedeeltelijk op spanning (een aantal draden gebroken) aangetoond op spanning niet beproefd

6650-1-1

1e verdieping voor het trapgat

1e verdieping achter het trapgat

2e verdieping voor het trapgat

2e verdieping achter het trapgat

totaal

6 3

9 1

6 1

8 1

1

0

2

3

29 6 6

0 2

8 0

0 3

2 2

10 7

3 0

2 0

3 0

3 2

1

0

0

0

11 2 1

2 0

2 0

0 3

1 0

5 3

1

Gevonden is dat van de in totaal 22 onderzochte lange kabels er 12 (55%) geheel of gedeeltelijk gebroken waren of om een andere reden niet op spanning stonden. Van de 8 onderzochte korte kabels bleken er 3 (38%) dit soort gebreken te hebben. In een aantal gevallen is ook corrosie waargenomen op kabels die nog op spanning staan en er is bij een aantal gebroken kabels ook breuk van een enkele draad waargenomen op een andere locatie dan waar die kabel geheel was doorgebroken. Gebroken kabels zijn geheel of gedeeltelijk verwijderd. Dit maakte het mogelijk de plaatsen waar breuk is opgetreden, vast te stellen. Gevonden is dat de breuk zich bij vijf kabels in de nabijheid van het tussenspanpunt bevond. Echter, ook op andere locaties zijn breuken waargenomen. De bevindingen wijzen erop dat de gevonden schade (corrosie van de kabels en de ten gevolge daarvan optredende breuken) hoofdzakelijk het gevolg is van het feit dat water tijdens het bouwproces bij de kabels is kunnen komen. Dit water heeft in de eerste jaren daarna (wellicht tot 10 jaar daarna of meer) tot corrosie en vervolgens tot breuk geleid. Het is bekend dat bij diverse constructies uit de beginperiode van de toepassing van VZA (zeventigerjaren vorige eeuw) de uitvoering zodanig is geweest dat, vooral tijdens de bouwperiode, vocht in de voorspankabels heeft kunnen komen. Dat vocht heeft vervolgens geleid tot corrosie en breuk van kabels. Vooral in Noord-Amerika zijn veel van dergelijke schadegevallen bekend (Doc. 7). Het breken van de draden en vervolgens van de gehele kabel is meestal het gevolg van spanningscorrosie. In het vervolg van het onderhavige onderzoek zal een aantal breukvlakken ook op basis van microscopisch materiaalonderzoek worden beoordeeld. Niets wijst er op dat het geheel of gedeeltelijk gebroken zijn van de VZA-kabels te maken heeft gehad met de brand die in één van de woningen is opgetreden. Op basis van literatuurgegevens (Doc. 11) mag worden verwacht dat een eventuele breuk van de VZA-kabel, die door brand veroorzaakt is, ter plaatse van de uitgebrande woning te vinden zal zijn. De meeste breuken bevonden zich echter op andere locaties. Verder geldt voor de twee kabels die ter plaatse van de uitgebrande woning waren gebroken, dat de breukvlakken en corrosie daar omheen, duiden op breuk door corrosie en niet door verminderde sterkte door brand. Bij brand zal ten gevolge van de hoge temperatuur de sterkte van het staal gereduceerd kunnen worden. Een eerste oriënterende trekproef op een kabelgedeelte afkomstig uit de uitgebrande woning liet geen teruggang in sterkte zien. In het vervolg van dit onderzoek zal nog een aantal kabelgedeelten uit de uitgebrande woning op sterkte worden beproefd. Het is wel mogelijk dat bluswater, en door het kapotte dakraam ingeregend water gedurende een periode van bijna één jaar, bij de kabels is kunnen komen en ter plaatse van de uitgebrande woning tot nieuwe corrosie heeft geleid. Vooral het feit dat één kabel van de tweede verdieping erg nat was toen deze eruit gehaald werd, wijst hierop. Een mogelijke oorzaak voor kapotte kabels is ook dat bij boor- of hakwerkzaamheden in de verdiepingsvloeren, kabels zijn geraakt. Wellicht dat dit bij een enkel geval van de waargenomen schades ook een rol heeft gespeeld. Echter, de bevindingen zijn zodanig dat het merendeel van de waargenomen schade zeer waarschijnlijk is ontstaan in een periode relatief kort na de bouw en het gevolg is van de wijze waarop in die periode (1975) VZAvoorspanning werd toegepast. Dit betekent dat het zeer waarschijnlijk is dat een vergelijkbare schade bij meerdere van de 199 woningen, die in Heerhugowaard volgens hetzelfde systeem zijn gebouwd, aanwezig zal zijn. Om meer inzicht te krijgen in de omvang van de 6650-1-1

2

betreffende problematiek kan via een steekproef bij een aantal andere woonblokken worden onderzocht of daar ook kabels gebroken zijn. Het onderhavige onderzoek heeft duidelijk gemaakt dat een dergelijk onderzoek het beste kan worden uitgevoerd door ter plaatse van de kopgevels aan de kabels te trekken. Adviesbureau Hageman stelt voor om daarvoor in eerste instantie bij 4 andere woonblokken (ca. 10% van het totaal aantal woonblokken) de helft van de voorspankabels te controleren. Afhankelijk van de bevindingen daarvan kan worden besloten of, en zo ja, welk vervolgonderzoek noodzakelijk is. Opgemerkt kan worden dat, in ieder geval bij Adviesbureau Hageman, geen gevallen bekend zijn waarbij het breken van VZA-kabels door corrosie heeft geleid tot bezwijken van (een deel van) de constructie. Vaak bezitten VZA-constructies veel incasseringsvermogen, waardoor het uitvallen van een aantal voorspankabels niet direct consequenties hoeft te hebben voor de constructieve veiligheid. Bij het ontwerp van de vloeren van de woningen te Heerhugowaard is er vanuit gegaan dat bij een calamiteit 2/3 van de kabels kan uitvallen. Berekeningen van Adviesbureau Hageman hebben bevestigd dat inderdaad bij uitval van 2/3 van het aantal kabels de constructie nog niet bezwijkt. Wel is er in die situatie sprake van een te laag veiligheidsniveau om aan de geldende regelgeving te voldoen. Daarnaast mag op basis van ervaringen met andere VZA-constructies met schade, worden aangenomen dat de corrosie en het breken vooral in de eerste jaren na de bouw is opgetreden. Na die periode, die overigens wel 10 jaar of meer kon bestrijken, zal al het water dat tijdens de bouw bij de kabels is gekomen, zijn verbruikt voor de vorming van corrosie, zodat het corrosieproces zal zijn gestopt. Aangenomen mag daarom worden dat het beschadigingsproces nu, bij een ouderdom van de constructie van 33 jaar, niet meer doorgaat en de huidige conditie van de VZA-vloeren niet meer verslechterd.

6650-1-1

3

INHOUD

1

Inleiding .............................................................................................................5

1.1 1.2 1.3

Opdracht..............................................................................................................5 Doel van het onderzoek ......................................................................................5 Documenten ........................................................................................................6

2

VZA-voorspansysteem en bekende corrosieproblemen ................................6

2.1 2.2 2.3 2.4

VZA-voorspansysteem .......................................................................................6 VZA-systeem in de woningen te Heerhugowaard ..............................................7 Andere, bekende corrosieproblemen bij VZA-systemen....................................9 Gedrag van VZA-kabels bij brand....................................................................11

3

Bevindingen van het onderzoek.....................................................................11

3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6

Aanpak van het onderzoek................................................................................11 Bevindingen ......................................................................................................15 Algemeen .........................................................................................................15 1e verdieping voor het trapgat..........................................................................15 1e verdieping achter het trapgat .......................................................................20 2e verdieping voor het trapgat..........................................................................24 2e verdieping achter het trapgat .......................................................................25 Mogelijkheden voor vervanging kabels...........................................................26

4

Beschouwing met betrekking tot de oorzaak van corrosie en breuk .........26

5

Conclusies en aanbevelingen..........................................................................27

6650-1-1

4

1

Inleiding

1.1 Opdracht Een woning aan de Turkoois te Heerhugowaard is in mei 2007 uitgebrand. Naar aanleiding daarvan is in opdracht van de Gemeente Heerhugowaard door Atlas Bouwtechnisch Adviesburo in maart jl. een oriënterend onderzoek verricht naar de conditie van de VZAvoorspankabels (VZA: Voorspanning Zonder Aanhechting) in de woning(en). Daarbij is geconstateerd dat enkele kabels van de voorspanning in de betonnen vloeren, gecorrodeerd (geroest) en gebroken waren. Dat was aanleiding voor de Gemeente Heerhugowaard om een uitgebreider onderzoek naar de conditie van de VZA-kabels in het betreffende woonblok uit te laten voeren. Het onderzoek is uitgevoerd door Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. (verder aangeduid met Adviesbureau Hageman) in samenwerking met Atlas Bouwtechnisch Adviesburo (verder aangeduid met Atlas). Het onderzoek heeft zich in eerste instantie gericht op de VZA-kabels die zijn toegepast in het woonblok, waarin de uitgebrande woning zich bevindt (woningen Turkoois 1, 3, 5, 7, 9 en 11; Doc. 1). De bevindingen van dat onderzoek zijn in het onderhavige rapport weergegeven, evenals een advies voor vervolgonderzoek. 1.2 Doel van het onderzoek De eerste bevindingen van het door Atlas uitgevoerde oriënterende onderzoek naar de conditie van de VZA-kabels (Doc. 2) wezen erop dat de betreffende woningen in de huidige staat niet zullen voldoen aan de eisen die daaraan worden gesteld volgens het Bouwbesluit. Omdat er in Heerhugowaard meer woonblokken staan, die volgens hetzelfde systeem zijn gebouwd, wil de Gemeente weten of dezelfde problematiek zich ook bij die woonblokken kan voordoen. Om daar een uitspraak over te kunnen doen, moet meer duidelijk zijn over de oorzaak van de gebroken VZA-kabels. Is het een gevolg van omstandigheden die specifiek voor dit blok gelden, zoals de brand of een locale beschadiging door boorwerkzaamheden, of heeft het met de toegepaste bouwmethode te maken en kan het in principe ook in andere woonblokken voorkomen. Het doel van het onderhavige onderzoek in opdracht van de Gemeente was om meer inzicht te verkrijgen in de oorzaak van de gebroken VZA-kabels en de potentiële omvang van deze problematiek. Het onderzoek had tevens als doel om na te gaan wat de meest geschikte methode is om te onderzoeken of de VZA-kabels nog op spanning staan, dan wel gebroken zijn. Het onderzoek heeft zich in eerste instantie beperkt tot het woonblok, waar de uitgebrande woning deel van uitmaakt en waaraan ook het oriënterende onderzoek van Atlas was uitgevoerd. Met toestemming van de bewoners/eigenaren, is getracht om zoveel mogelijk informatie over de conditie van de VZA-kabels te verzamelen. Uitgangspunt daarbij was om de voorspanning, die door de kabels in de vloeren nog aanwezig is, zo min mogelijk te beïnvloeden. Het onderzoek had niet als doel om te onderzoeken welke maatregelen bij dit woonblok benodigd zijn om weer te voldoen aan het Bouwbesluit.

6650-1-1

5

1.3

Documenten

In dit rapport is verwezen naar de volgende documenten: Doc. 1 Gebroken VZA-kabels woningen Heerhugowaard; Plan van aanpak voor onderzoek. Adviesbureau Hageman, Dossier 6650, Notitie 7-4-2008. Doc. 2 Onderzoek spankabels Turkoois 3 Heerhugowaard. Brief van Atlas Bouwtechnisch Adviesburo aan Gemeente Heerhugowaard, d.d. 18 maart 2008. Doc. 3 Corrosiebescherming bij voorspanning zonder aanhechting. CUR-VB-rapport 105, augustus 1982 Doc. 4 Tekening 0192-2, Atlas Prestressing B.V., d.d. 14 augustus 1975. Doc. 5 199 woningen te Heerhugowaard; Statische berekening voorgespannen vloeren, woningen type T, D, Tg + Tb, Atlas Prestressing B.V., d.d. maart 1975. Doc. 6 Corrosion protection of unbonded tendons. Heron 1981, no. 3. Doc. 7 Harder. J. en Webster, N.R., Durability of post-tensioning tendons: Canadian experience. In fib-Bulletin 15, Durability of post-tensioning tendons; Workshop 15-16 november 2001 (Ed. L. Tearwe), Gent, 2001. Doc. 8 Hordijk, D.A., J. de Moel en Morris Schupack. Corroded unbonded tendons in a high rise building; from risk management to maintenance issue. In: Proceedings of the XIIIth FIP congres on “Challenges for concrete in the next millenium” (Ed. D. Stoelhorst en G.P.L. den Boer), Amsterdam, p. 803-807 Doc. 9 Stuvo-rapport 68, Schadegevallen VZA, april 1983. Doc. 10 Bruggeling, A.S.G. en D.C. Binnenkamp. VZA, een herwaardering. Cement 1995, nr. 6, Doc. 11 Smit, C.L., Brandgedrag van VZA-constructies. Cement 1978 nr. 8.

2

VZA-voorspansysteem en bekende corrosieproblemen

2.1 VZA-voorspansysteem Omdat beton slecht in staat is om trekspanningen op te nemen, wordt betonstaalwapening toegepast. Er wordt dan gesproken over gewapend beton. De draagkracht van betonconstructies kan verder worden verhoogd door in het beton op voorhand al een drukspanning aan te brengen door middel van een trekkracht in het staal. Er wordt dan gesproken over voorgespannen beton en voorspanstaal. De voorspankabels worden dan aan het eind van de kabels verankerd in het beton. Bij woningen is dit in veel gevallen ter plaatse van de eindgevels, maar het kan bij kortere kabels ook in één van de tussenwoningen zijn. Als de voorgespannen kabel wordt omringd door het beton dan is er sprake van aanhechting tussen de kabel en het beton en wordt gesproken van “Voorspanning Met Aanhechting” (VMA). Bij het voorspansysteem, zoals dat in de woningen in Heerhugowaard is toegepast, is er geen aanhechting tussen het voorspanstaal en het beton. Daarom wordt gesproken over Voorspanning Zonder Aanhechting (VZA). De term “VZA” is een ingeburgerd in de “betonwereld”. Bij betonstaalwapening en voorspanning met aanhechting is er direct contact tussen het beton en het staal en zorgt het alkalische milieu van het beton voor een goede bescherming van het staal tegen corrosie (roesten). Bij VZA-kabels is die bescherming niet aanwezig en 6650-1-1

6

moet de kabel op een andere manier worden beschermd tegen corrosie. Dit gebeurt door de kabel, die veelal bestaat uit zeven draden, te omhullen door een kunststof buis en de ruimte tussen de kabel en de buis met vet te vullen (figuur 1). Dit, in combinatie met een goede afdichting bij de verankering van de kabel, moet voorkomen dat vocht bij het voorspanstaal kan komen en corrosie kan optreden. Het voorspanelement, zoals in figuur 1a is getoond, wordt een streng genoemd. Een streng bestaat uit meerdere afzonderlijke draden. Bij de VZA-kabels is veelal een streng van 7 draden toegepast, waarbij zes draden om een centrale draad zijn gewikkeld. Voorspankabels in het algemeen kunnen zijn opgebouwd uit meerdere strengen. Bij het VZA-systeem is meestal gewerkt met enkele strengen (iedere streng is apart verankerd). In dit rapport wordt daarom gesproken over VZA-kabel.

Figuur 1

Schematisch weergave van opbouw VZA-kabel en voorbeeld van eindverankering (Doc. 3).

2.2 VZA-systeem in de woningen te Heerhugowaard De betreffende woningen in Heerhugowaard zijn gebouwd rond 1975. In de woningen zijn de vloeren van de 1e en 2e verdieping voorgespannen met VZA-kabels. Het woonblok waar het onderzoek is uitgevoerd, bestaat uit zes aaneengesloten woningen. De meeste VZAkabels lopen in één keer door van de eerste tot de laatste woning en zijn ter plaatse van beide buitengevels verankerd. Daarnaast is aan het begin en het eind van het woonblok ook een aantal kortere kabels toegepast. De kabels liggen in gebogen vorm in de vloeren met telkens ter plaatse van de bouwmuren het hoogste punt en midden tussen de bouwmuren het laagste punt (figuur 2). Door de gebogen vorm van de kabels is de effectiviteit van de voorspanning hoger dan bij rechte kabels. Met de trekkracht in de gebogen kabel wordt feitelijk op de vloeren een naar bovengerichte belasting uitgeoefend, die weerstand biedt aan de naar beneden gerichte belasting door het gewicht van de vloer en de belasting die er op komt.

Figuur 2 6650-1-1

Vloerdoorsnede met daarin het verloop van de kabels aangegeven (Doc. 4). 7

Met deze wijze van voorspannen van de vloeren is het mogelijk om dunne constructies te maken. De vloeren van de woningen in Heerhugowaard hebben een dikte van 140 mm. In de strook van de vloeren waarin de trapgaten aanwezig zijn, kunnen geen VZA-kabels worden aangebracht. Daar is traditionele betonstaalwapening aanwezig. Overigens is bij de onderhavige woningen volgens Doc. 4 over de eerste 10 meter van de kopgevel ook betonstaalwapening, met een diameter van 10 mm, direct naast de voorspankabels aangebracht (figuur 2). Een tekening van de verankering, zoals die bij de woningen in Heerhugowaard is toegepast, is weergegeven in figuur 3 (detail spanzijde). De korte kabels eindigen aan één zijde in de vloer, waar dan een zogenaamd “blind anker” is toegepast. Indien er voor werd gekozen om het totale vloerveld van alle woningen in twee keer te storten dan werd gebruik gemaakt van een “tussenspanpunt” (figuur 3). Na storten en verharden van het eerste deel van het vloerveld werd dat ter plaatse van het tussenspanpunt gedeeltelijk voorgespannen, zodat de bekisting weggehaald kon worden. Nadat ook het tweede deel van de vloer was gestort en verhard, werd de kabel over de totale lengte voorgespannen tot het gewenste voorspanniveau. Hoewel op de tekening (Doc. 4) een tussenspanpunt is aangegeven ter plaatse van de bouwmuur tussen de tweede en derde woning, is het bij dit woonblok van 6 woningen de verwachting dat het in het midden (ter plaatse van de bouwmuur tussen Turkoois 5 en Turkoois 7) is aangebracht.

Figuur 3

Ankers en tussenspanpunt, zoals is toegepast bij de betreffende woningen (Doc. 4).

Het voorspanstaal dat is toegepast, is QP 190, zoals dat in die tijd werd aangeduid. Uitgaande van een doorsnede van 98,5 mm2 en een nominale treksterkte van 1860 N/mm2 is de maximale trekkracht die de kabel kan hebben gelijk aan 183 kN. In de berekening (Doc. 5) is er vanuit gegaan dat de kabels werden aangespannen met een kracht van 131 kN. 6650-1-1

8

Door het verankeren en tijdsafhankelijke effecten neemt de voorspanning die overblijft ten opzichte van dit niveau enigszins af. In de berekening is aangehouden dat in de eindsituatie minimaal een kracht van 95 kN aanwezig is. Hoeveel de verliezen zullen zijn geweest, is niet bekend, maar aangenomen mag worden dat in normale omstandigheden (dus zonder gebroken draden) op dit moment in de kabels nog een kracht aanwezig is, die groter is dan 95 kN. Bij een totale lengte van een kabel van 36 m zal bij het aanbrengen van een kracht van 131 kN de kabel ongeveer 250 mm moeten zijn verlengd. Dit betekent dat in het geval breuk in de kabel is opgetreden, ter plaatse van de breuk een gaping van iets minder 250 mm aanwezig zal zijn. Bij het ontwerp is ook een “controle op kalamiteiten” uitgevoerd. Daarbij is gecontroleerd of de constructie nog blijft staan als 2/3 van het aantal voorspankabels is uitgevallen. De constructie voldoet daaraan. Bij die controle wordt dan wel uitgegaan van een geringere belasting dan waar de constructie voor moet worden uitgerekend (uiterste grenstoestand). De belasting waarmee is gerekend is gelijk aan 1,2 maal het eigen gewicht van de vloeren plus een belasting op de vloer, die gelijk is aan 0,36 maal de belasting waarmee moet worden gerekend voor de uiterste grenstoestand. Dit betekent dat de constructie een groot incasseringsvermogen heeft. Door Adviesbureau Hageman zijn enkele verkennende berekeningen uitgevoerd en daarmee werd dit incasseringsvermogen bevestigd. 2.3 Andere, bekende corrosieproblemen bij VZA-systemen Omdat de VZA-kabels niet door beton beschermd zijn en zich in een chemisch neutraal (vet)-milieu bevinden, maakte men zich al in de beginjaren van de toepassing van deze VZA-voorspantechniek (jaren zeventig vorige eeuw) zorgen over de duurzaamheid van het gebruikte voorspanstaal. Daartoe is in de tweede helft van de jaren zeventig uitvoerig onderzoek uitgevoerd, dat gerapporteerd is in CUR-rapport 105 “Corrosiebescherming bij voorspanning zonder aanhechting”, augustus 1982 (Doc. 3) en Heron 1981 no. 3 “Corrosion protection of unbonded tendons” (Doc. 6). Daarin zijn aanbevelingen gedaan voor de uitvoering van VZA-kabels. Er is vooral veel aandacht besteed aan het verkrijgen van een waterdichte verankering. De betreffende woningen in Heerhugowaard zijn gebouwd in 1975 en dateren van voor het genoemde onderzoek. Voor zover bekend is, was dat onderzoek niet geïnitieerd vanwege toen al bekende schadegevallen. In de jaren tachtig van de vorige eeuw, echter, werd duidelijk dat vooral bij de VZA-constructies uit de beginjaren van de toepassing, corrosie is opgetreden. Diverse corrosiesoorten kunnen worden onderscheiden. Vooral spanningscorrosie en waterstofbrosheid leidden er toe dat draden en kabels (7-draads strengen) braken. Vooral in Noord-Amerika zijn veel van dergelijke schadegevallen bekend (Doc. 7). In gebieden waar de VZA-techniek populair was, vertoonden veel parkeergarages zeer ernstige schade. Bij dergelijke constructies is er potentieel een doorgaande aanvoer van vocht en dooizouten. Maar ook veel woon- en kantoorgebouwen vertoonden corrosie schade. Bij die constructies moet de corrosie hoofdzakelijk het gevolg zijn geweest van vocht wat tijdens de bouwperiode tussen de omhulling en de streng is gelopen. Ondergetekende Hordijk was in de jaren negentig ook betrokken bij een uitgebreid onderzoek naar een flatgebouw met een VZA-corrosieschade in Calgary, Canada, dat in het begin van de

6650-1-1

9

tachtigerjaren was gebouwd. Op foto’s van die constructie tijdens de bouw was te zien dat de kabels in de bekisting waren gelegd met het uiteinde zonder bescherming, zodat water vrij naar binnen kon treden. Bij de eerste toepassingen werd nog gebruik gemaakt kabels, die werden samengesteld door de streng met vet door de kunststofomhulling te duwen. Dat heeft zeker niet tot optimale bescherming geleid. Later werden de kabels via een extrusieproces samengesteld, wat betekent dat in een fabrieksmatig proces de omhulling met het vet direct om de kabel wordt aangebracht. De vraag dringt zich op of er in Nederland ook al schadegevallen van VZA-corrosie zijn geweest. Navolgend wordt een aantal gegevens gepresenteerd die bekend waren bij ondergetekenden of in de literatuur zijn gevonden. Er is overigens geen uitgebreid literatuuronderzoek uitgevoerd. Onder andere is STUVO-rapport “Schadegevallen VZA” uit 1983 (Doc. 9) gevonden. Via een enquête, gestuurd naar adressen waar naar verwachting informatie verkregen zou kunnen worden en Bouw- en Woningtoezichten, is een inventarisatie van schadegevallen uitgevoerd. Dat leverde schades van verschillende aard op. Met betrekking tot schade door corrosie was het resultaat (Doc. 9): - 1 maal corrosie door vocht bij tussenankers; na enige jaren; - 5 maal corrosie door vocht bij eindverankeringen; na enige jaren. Voor zover bekend is bij ondergetekenden, was het gebruik van de tussenspanpunten, zoals dat in de beginjaren werd uitgevoerd, ook een potentiële bron voor corrosieschade. Bij het op spanning brengen van de totale kabel werden de wiggen bij de tussenverankering losgetrokken, waardoor mogelijk vocht tussen de streng en omhulling kon komen. In de aanbeveling van CUR-VB-rapport 105 uit 1982 (Doc. 3) staan de volgende aanbevelingen: Begin citaat: 45. Een tussenverankering dient zodanig te worden uitgevoerd dat geen water tot het voorspanstaal kan toetreden. 46. Een tussenverankering dient zodanig te worden uitgevoerd dat bij het spannen van de rest van de kabel de wiggen in de tussenverankering niet worden losgetrokken of de klemkracht van de wiggen vermindert. Aanbeveling 46 vereist een speciale constructie voor de tussenverankering. Einde citaat Tot slot kan nog worden gewezen op een VZA-corrosieschade in een parkeergarage te Arnhem (Doc. 10). Tijdens een opknapbeurt in 1993 van de in 1977 gebouwde constructie werd vastgesteld dat plaatselijk uiteinden van voorspankabels uit de vloerranden staken. Het betrof vooral schade ter plaatse van de eindverankering. Opgemerkt kan worden dat, in ieder geval bij ondergetekende, geen gevallen bekend zijn waarbij het breken van VZA-kabels ten gevolge van corrosieschade heeft geleid tot bezwijken van (een deel van) de constructie. Veelal bezitten dergelijke monoliete constructies (constructies waarbij verschillende onderdelen, zoals wanden en vloeren, één geheel vormen) een relatief grote mate van incasseringsvermogen, waardoor het uitvallen van een aantal voorspankabels niet direct leidt tot een onveilige situatie (zie ook 2.2).

6650-1-1

10

2.4 Gedrag van VZA-kabels bij brand Omdat in één van de woningen van het onderhavige woonblok een brand heeft gewoed, is het van belang om te weten hoe VZA constructies zich gedragen bij brand. In Doc. 11 is gerapporteerd over een onderzoek naar het gedrag van VZA-constructies bij brand. Gevonden was dat de temperatuur van de kabel vrijwel alleen hoog opliep in het gedeelte waar de brand heerste en dat daar bij een temperatuur van iets meer dan 400 °C de kabels braken. Op basis hiervan mag worden aangenomen dat breuken in VZA-kabels ter plaatse van andere woningen dan de uitgebrande, niet het gevolg zijn van de brand.

3

Bevindingen van het onderzoek

3.1 Aanpak van het onderzoek Het onderzoek naar de VZA-kabels heeft vanaf een drietal posities plaatsgevonden: 1) Vanuit de woning waar de brand was (Turkoois 3) zijn de kabels van de 1e verdiepingsvloer geïnspecteerd; 2) Ter plaatse van de kopgevel van Turkoois 1 is aan de kabels (1e en 2e verdiepingsvloer) getrokken; 3) Hetzelfde is voor de 1e verdieping gedaan ter plaatse van de kopgevel van Turkoois 11. Ad 1) Inspectie kabels 1e verdiepingsvloer vanuit Turkoois 3 In het kader van het door Atlas uitgevoerde oriënterende onderzoek (Doc. 2) waren de kabels van de eerste verdiepingsvloer vrij gehakt (figuur 4). Alle kabels zijn geïnspecteerd en kabels waarvan is aangenomen dat die gebroken waren, zijn doorgeslepen en eruit getrokken. Voor één doorgeslepen kabel geldt dat achteraf moet worden geconcludeerd dat die nog wel op spanning heeft gestaan. Dat was de eerste kabel die is onderzocht. Daarna is dit niet meer voorgekomen. In het oriënterende onderzoek van Atlas (Doc. 2) waren al twee kabels, waarvoor geconstateerd is dat ze door corrosie gebroken waren, op deze wijze verwijderd. De resultaten daarvan zijn navolgend ook opgenomen.

Figuur 4 6650-1-1

Vrijgehakte kabels aan de onderzijde van de 1e verdiepingsvloer. 11

Ad 2) Onderzoek vanaf de kopgevel Turkoois 1 Vanaf een steiger, die voor de kopgevel is geplaatst, is op een aantal plaatsen waar zich de verankeringen bevinden, openingen in het metselwerk gemaakt (figuur 5). Na het verwijderen van de mortelprop van de afdichting van het anker was het mogelijk om met een vijzel aan het gedeelte van de kabel dat zich nog buiten de verankering bevindt, te trekken (figuur 6). De procedure bij het trekken aan de VZA-kabels is tijdens het onderzoek aangepast en was als volgt: a) In eerste instantie is telkens nagegaan of bij het aanbrengen van een trekkracht de kabel eruit getrokken kon worden. De maximale kracht waarmee is getrokken, is gelijk aan de kracht die waarschijnlijk nog ongeveer in de kabel aanwezig zal zijn als deze in tact is (ca. 100 tot 110 kN). De sterkte van een onbeschadigde kabel is naar verwachting ongeveer gelijk aan 183 kN (zie 2.2). Deze wijze van belasting is aangehouden totdat bij een kabel op de 2e verdiepingsvloer is gevonden dat deze brak toen een kracht van 110 kN was aangebracht. De verklaring hiervoor is dat een aantal strengen (3 of 4) waarschijnlijk al gebroken waren. Omdat het uitgangspunt bij het onderzoek was om de aanwezige voorspanning zoveel mogelijk in tact te laten, is voor de kabels die hierna zijn beproefd de navolgend onder punt b beschreven procedure aangehouden.

Figuur 5

Openingen in het metselwerk van de kopgevel (links) en foto van twee eindverankeringen (rechts).

b) De tweede procedure van het belasten van de VZA-kabels was erop gericht na te gaan welke kracht nog in de kabels aanwezig is. Om dat vast te stellen is de volgende werkwijze gehanteerd. Door wrijving in de verankering is het mogelijk om met een grotere kracht aan de kabel te trekken dan de kracht die in de kabel aanwezig is, waarbij er geen enkele beweging in de kabel of de wiggen van het anker is waar te nemen. Daarom is eerst belast tot ”het anker loskomt”. Dit is te horen en als dit optreedt, valt de aangebrachte vijzelkracht ook gelijk terug. Als vervolgens bij het opnieuw opvoeren van de vijzelkracht de wiggen van de verankering iets in beweging komen, dan is de kracht bereikt die overeenkomt met de kracht die in de kabel aanwezig is. Daarna is niet verder belast.

6650-1-1

12

Figuur 6

Met behulp van een vijzel trekken aan een voorspankabel.

Ad 3) Onderzoek vanaf de kopgevel Turkoois 11 Het onderzoek aan de kopgevel van Turkoois 11 is beperkt gebleven tot het eruit trekken van één kabel, waarvan bekend was dat die gebroken was, en het nagaan of kabels, die voorbij het tussenspanpunt gebroken zijn, ook verwijderd kunnen worden. In de volgende paragraaf zijn de resultaten van het onderzoek weergegeven. Bij de rapportage van de resultaten is gebruik gemaakt van de volgende aanduidingen: - 1e en 2e verdiepingsvloer; - voor en achter het trapgat; - korte en lange kabel. Voor de rapportage is de kabelnummering van de tekening aangehouden, waarbij ervan is uitgegaan dat de kabels van de achterzijde naar de voorzijde van de woning op tekening zijn genummerd. Daar waar meerdere kabels direct naast elkaar liggen, en waarbij zowel korte als lange kabels zijn toegepast, is bij de opening in Turkoois 3 en de verankering bij de kopgevel niet te zien of het een korte of lange kabel betreft. De plattegrond op de tekening (Doc. 4) doet vermoeden dat de korte kabels niet verder lopen dan tot direct voorbij de eerste woning. Echter, bij de openingen in het midden van Turkoois 3 is het aantal waar te nemen kabels gelijk aan de som van het aantal korte en lange kabels. Dat duidt erop dat, als korte kabels zijn toegepast, ze in ieder geval verder doorlopen in de tweede woning. Gegeven het voorgaande kan het zijn dat in deze rapportage een lange kabel is aangeduid met een nummer dat volgens de tekening (Doc. 4) een korte kabel is. Daar waar de resultaten van het onderzoek er op wijzen dat het waarschijnlijk een korte kabel betreft, is dat navolgend aangegeven. In de figuren 7 en 8 is de in dit rapport gebruikte kabelnummering weergegeven.

6650-1-1

13

Figuur 7

Gebruikte kabelnummering voor de 1e verdieping.

Figuur 8

Gebruikte kabelnummering voor de 2e verdieping.

6650-1-1

14

3.2

Bevindingen

3.2.1 Algemeen De resultaten van het onderzoek voor de verschillende locaties worden in de navolgende volgorde gepresenteerd: - 1e verdieping voor het trapgat - 1e verdieping na het trapgat - 2e verdieping voor het trapgat - 2e verdieping na het trapgat De uit de woningen verwijderde kabelgedeelten zijn ten tijde van het opstellen van dit rapport opgeslagen in een depot van de Gemeente Heerhugowaard. 3.2.2 1e verdieping voor het trapgat Hier bevinden zich volgens tekening 6 lange en 3 korte kabels. Kabel 11, 1e verdieping Dit is een lange kabel die in het oriënterende onderzoek van Atlas al gedeeltelijk was verwijderd. Atlas had daartoe de kabel in de woning van Turkoois 3 doorgeslepen en het gedeelte tot aan de breuk verwijderd. Op basis van de lengte van het verwijderde kabelgedeelte kon worden afgeleid dat de breuk zich in de nabijheid van het tussenspanpunt heeft bevonden. In het onderhavige onderzoek is het kabelgedeelte tot aan de gevel van Turkoois 1 vanaf de gevel eruit getrokken. Bij een trekkracht van ca. 30 kN kwamen de wiggen los. De kabel zag er gaaf uit en dit geldt ook voor de wiggen. De lengte van de uitgetrokken kabel (gedeelte vanaf de gevel tot aan plaats waar de kabel in Turkoois 3 was doorgeslepen) bedraagt ca. 11,46 m. Kabel 12, 1e verdieping Hiervoor geldt hetzelfde als voor kabel 11. De kabel was ook in de nabijheid van het tussenspanpunt gebroken en gedeeltelijk al door Atlas in het oriënterende onderzoek verwijderd. Vanaf de gevel Turkoois nr. 1 is het resterende gedeelte van de kabel nr. 12 tot aan de opening in Turkoois 3 eruit getrokken. Met ca. 35 kN kwamen de wiggen los. De kabel is nog gaaf en dit geldt ook voor de wiggen. Door Atlas waren korte stukjes van de kabels 11 en 12 aan de door corrosie gebroken zijde afgezaagd. Ernstige corrosie was bij beide delen zichtbaar. In één van beide delen was naast het gebied waar alle draden waren gebroken duidelijk ook een breuk in één van de draden waarneembaar (figuur 9).

6650-1-1

15

Figuur 9

Gecorrodeerde VZA-kabel met gebroken draad.

Kabel 13, 1e verdieping Deze kabel lijkt op spanning te staan en is verder niet onderzocht. Ter plaatse van het vrijgehakte gedeelte in Turkoois 3 was weinig of geen vet op de kabel waar te nemen (figuur 11).

Figuur 11 Kabel 13, 1e verdieping. Kabel 14, 1e verdieping Aan kabel 14 is vanaf de gevel van Turkoois 1 getrokken. Bij een kracht van ca. 125 kN kwam er beweging in de wiggen. Dit duidt erop dat in de kabel de volledige voorspankracht nog aanwezig is. Het vermoeden van de medewerker van Atlas is dat het een korte kabel betreft. Als dat klopt, dan zou het kabelnummer 15 volgens de tekening van Atlas Prestressing B.V. (Doc. 4) betreffen. Ter plaatse van het vrijgehakte gedeelte van de kabel in Turkoois 3 is duidelijk corrosie waar te nemen (figuur 12).

Figuur 12. Kabel 14, 1e verdieping (= korte kabel en nr. 15 op tekening Doc. 4). 6650-1-1

16

Kabel 15, 1e verdieping De kabel was zichtbaar spanningsloos en kon vanuit Turkoois 3 ver naar beneden worden getrokken. De kabel zat los aan de zijde van Turkoois 1. Na verder vrijhakken van de kabel, kon het gedeelte dat zich in Turkoois 1 bevond, vanuit woning Turkoois 3 eruit worden getrokken. De kabel is doorgezaagd op ca. 3,10 m vanaf de bouwmuur met woning nr. 5. Het losgetrokken deel had een lengte van 8,21 m en aan het uiteinde van de kabel was een wigafdruk en rustoleum (antiroest verf) zichtbaar. De gemeten lengte van het verwijderde kabelgedeelte kwam niet overeen met de afstand van de plaats waar deze was doorgeslepen tot aan de kopgevel. Later bleek dat er in de verankering bij de kopgevel nog een stukje kabel was waar te nemen. Toen deze was verwijderd, bleek het om een stukje kabel van 70 cm te gaan met aan twee zijden wigafdrukken duidelijk zichtbaar. De omhullingsbuis was verstopt en er was lichte roestvorming op de korte kabel zichtbaar. De verklaring voor de bevindingen is dat de kabel tijdens de bouw te kort is geweest en toen met een doorkoppeling is verlengd. De reden waarom de kabel spanningsloos was, is niet bekend. Het zou mogelijk zo kunnen zijn dat de kabel op een andere plaats is gebroken en dat door de klap, waarmee dat is gebeurd, de wigverankering bij de doorkoppeling is losgeschoten. Er is geprobeerd om de kabel aan de zijde van Turkoois 5 los te trekken, maar dat is niet gelukt, zodat deze verklaring niet kan worden bevestigd. De maximale kracht die vanaf de onderzijde van de vloer in Turkoois 3 kon worden aangebracht was echter slechts ca. 30 kN, zodat ook nog niet kan worden gesteld dat de betreffende kabel toch niet ergens nog gebroken is. Door wrijving, vooral bij ernstige roestvorming en een breuk ver verwijderd van de plaats waar wordt getrokken, kan altijd nog een aanzienlijke trekkracht worden aangebracht, alvorens de kabel los komt. Op provisorische wijze heeft de medewerker van Atlas een kort gedeelte van de vrijgekomen kabel met een vijzel tot bezwijken belast. Daarbij bleek het kabeldeel, wat zich ter plaatse van de uitgebrande woning bevond, te breken bij een trekkracht van ca. 182 kN. Dit komt qua orde van grootte overeen met de treksterkte van de kabels. Kabel 16, 1e verdieping Aan deze kabel is vanaf de gevel Turkoois 1 getrokken. Bij een kracht van ca. 125 kN kwam er beweging in de wiggen. Dit duidt erop dat in de kabel de volledige voorspankracht nog aanwezig is. De kabel was ter plaatse van de opening in Turkoois 3 ook voelbaar op spanning en niet gecorrodeerd. Kabel 17, 1e verdieping Deze kabel was overduidelijk volledig spanningsloos en is in Turkoois 3 door midden gezaagd. De zaagsnede bevond zich op ca. 2,68 m vanaf de bouwmuur met Turkoois 5. Het kabeldeel dat uit de omhulling kon worden getrokken, bevond zich aan zijde Turkoois 5 en had een lengte van ca. 8,85 m, wat er op wijst dat de breuk (figuur 13) zich in de nabijheid van het tussenspanpunt bevond (8,85 m – 2,68 m = 6,17 m => nabij de bouwmuur tussen Turkoois 5 en 7). Met een koevoet kon de kabel aan de zijde van Turkoos 1 niet worden losgetrokken. Later is vanaf de gevel Turkoois 1 aan de eindverankering getrokken. Een kabeldeel met een lengte van 9,35 m kon eruit worden getrokken. Dat kabelgedeelte zag er goed uit.

6650-1-1

17

Figuur 13 Kabel 17, 1e verdieping. De bevindingen voor kabel 17 wijzen erop dat dit een lange kabel betreft. Als inderdaad ter plaatse van de drie direct naast elkaar gelegen kabels, 16, 17 en 20, twee kabels kort zijn dan moeten de kabels 16 en 20, volgens de nummering in dit rapport, korte kabels zijn. Kabel 20, 1e verdieping Vanuit de woning Turkoois 3 was zichtbaar dat de kabel niet volledig strak stond. Aan de gevel van Turkoois 1 is aan de kabel getrokken. De kabel brak bij ca. 85 kN. De kabel was gecorrodeerd (zie figuur 14) en het eruit getrokken gedeelte had een lengte van ca. 10,40 m. Dit betekent dat de kabel gebroken was ter plaatse van Turkoois 3 in het gedeelte tussen het open gehakte midden en de bouwmuur van Turkoois 5.

Figuur 14 Gecorrodeerde kabel 20 met waarschijnlijk 4 door corrosie gebroken draden. Op basis van de breukvlakken is het vermoeden dat 4 van de 7 draden al gebroken waren en dat bij het trekken de resterende 3 draden zijn gebroken. Uitgaande van een breukkracht van de gehele kabel van ca. 183 kN en de aanname dat bij drie strengen nog een breukkracht van 3/7 (= 78 kN) aanwezig is, lijkt de kracht waarbij deze kabel brak (ca. 85 kN), deze veronderstelling te bevestigen. Bij inspectie van het eruit getrokken deel van de kabel kon worden vastgesteld dat er op 0,73 m vanaf de eindverankering bij Turkoois 1 nog een draad gebroken was. Ter plaatse was de draad ook duidelijk gecorrodeerd.

6650-1-1

18

Kabel 18, 1e verdieping Deze kabel is niet beproefd. De kabel lijkt op spanning te staan en is ter plaatse van de opening in Turkoois 3 niet gecorrodeerd (figuur 15).

Figuur 15 Kabel 18, 1e verdieping. In Tabel 1 zijn de bevindingen voor de VZA-kabels van de 1e verdieping voor het trapgat kort samengevat per kabel weergegeven. Geconcludeerd kan worden dat van de zes lange kabels: - er 3 gebroken waren nabij het tussenspanpunt; - er 1 los zat ter plaatse van een doorkoppeling op korte afstand van de kopgevel; - er 2 niet zijn beproefd, maar waarvoor wordt verwacht dat ze nog wel op spanning staan. Voor de drie korte kabels geldt dat: - niet precies duidelijk is tot hoever ze in de vloer doorlopen, maar in ieder geval tot voorbij het midden van de woning Turkoois 3; - er 1 kabel 4 gebroken draden had ter plaatse van Turkoois 3; - er twee kabels op spanning staan, waarvan er 1 ter plaatse van de opening in Turkoois 3 is gecorrodeerd. Tabel 1

Samenvatting bevindingen per kabel – 1e verdieping voor het trapgat.

Kabel 11 12 13

lang of kort lang lang lang

gebroken? ja ja niet beproefd

Locatie breuk nabij tussenspanpunt nabij tussenspanpunt -

14

kort

nee

-

op spanning? nee nee waarschijnlijk wel ja

15

lang

onbekend

-

nee

16 17 20

kort lang kort

nabij tussenspanpunt t.p.v. Turkoois 3

ja nee gedeeltelijk

18

lang

nee ja gedeeltelijk (4 van de 7 strengen) niet beproefd

-

waarschijnlijk wel

6650-1-1

Opmerkingen Corrosie t.p.v Turkoois 3 Kabel los t.p.v. doorkoppeling 4

19

In vrijwel alle gevallen wijst de conditie van de kabels ter plaatse van de breuken er op dat corrosie waarschijnlijk de oorzaak is geweest voor de gebroken draden en kabels. In Hoofdstuk 4 wordt verder ingegaan op de meest waarschijnlijke oorzaak voor de gecorrodeerde en gebroken draden van de VZA-kabels. De bevindingen van het onderhavige onderzoek komen voor dit gedeelte van de 1e verdiepingsvloer goed overeen met de resultaten die Atlas had gerapporteerd naar aanleiding van het oriënterende onderzoek (Doc. 2). Atlas had aangegeven dat in 5 van de 9 kabels geen spanning aanwezig was. Naar aanleiding van de bevindingen van Atlas had de Gemeente Heerhugowaard in een eerder stadium al besloten om de 1e verdiepingsvloer te ondersteunen met stempels. 3.2.3 1e verdieping achter het trapgat In dit gedeelte van de 1e verdiepingsvloer bevindt zich de kabel die als eerst in het onderhavige onderzoek is onderzocht, en die is doorgeslepen omdat werd vermoed dat de kabel spanningsloos was. Na het doorslijpen bleek dat deze wel op spanning stond. Dit is kabel 6. Dat de kabel op spanning stond kon ook worden afgeleid uit het feit dat na het doorslijpen er een aanzienlijke gaping ontstond tussen de twee kabeluiteinden. Deze bevinding was aanleiding om de onderzoekprocedure aan te passen en in Turkoois 3 alleen nog kabels door te slijpen als met zekerheid kon worden vastgesteld dat ze spanningsloos waren. Omdat dit voor de overige kabels in de 1e verdiepingsvloer achter het trapgat niet het geval was, zijn daar geen kabels meer doorgeslepen. Voor één kabel was er wel nog een indicatie dat die gebroken kan zijn, maar daarvoor is besloten die te onderzoeken door er aan te trekken vanaf de kopgevel. Dit betrof kabel 7, waarvoor de resultaten navolgend eerst worden besproken. Kabel 7, 1e verdieping Vanuit woning Turkoois 3 was geconstateerd dat de kabel waarschijnlijk niet volledig op spanning stond. Vanaf de gevel Turkoois 1 kon deze kabel met een kracht van ca. 70 kN eruit worden getrokken, wat betekende dat de kabel gedeeltelijk gebroken was. Waarschijnlijk waren nog 2 draden niet gebroken. De kabel kon met veel moeite uit de omhullingsbuis worden getrokken (heel lang ca. 10 kN nodig). De totale lengte van de uitgetrokken kabel bedroeg 27,90 m, wat betekent dat de kabel ter hoogte van Turkoois 9 gebroken was. De eerste corrosie was waar te nemen op ca. 15,20 m vanaf de eindverankering van Turkoois 1 en liep door tot 17,10 m. Vanaf 18,10 m tot het einde was de kabel ook gecorrodeerd. Op 22,70 m vanaf eindverankering Turkoois 1 was 1 streng gebroken. Ter plaatse was een gaping in de streng van 26 cm waar te nemen, wat ongeveer overeenkomt met de verlenging die zal zijn aangebracht toen de kabel tijdens de bouw op spanning is gezet. Ook op 24,68 m vanaf eindverankering bij Turkoois 1 was 1 streng gebroken (gaping in de streng van 13 cm). Bij de overige kabels is volstaan met het aanbrengen van een trekkracht op het kabeleinde bij de kopgevel van Turkoois 1. Daarbij is de trekkracht opgehoogd tot de wiggen loskwamen. De resultaten voor alle kabels van de 1e verdieping achter het trapgat staan vermeld in Tabel 2.

6650-1-1

20

Samenvatting bevindingen per kabel – 1e verdieping achter het trapgat.

Tabel 2 Kabel 1 2

lang of kort lang lang

gebroken? nee nee

Locatie breuk -

op spanning? ja ja

3

kort of lang2)

nee

-

ja

19

kort of lang

nee

4 5 6

kort lang lang

nee nee bij het onderzoek

7

lang

ja

ter plaatse van doorslijpen in Turkoois 3 ter plaatse van Turkoois 9

ja ja ja (nu niet meer) nee

Opmerkingen (110 kN)1) (100 kN) mogelijk 1 draad gebroken wiggen los bij 140 kN en kracht in kabel ca. 125 kN (110 kN) Wiggen zaten erg vast. Mogelijk 1 draad gebroken. (135 kN) (110 kN) kabel en wiggen uitgetrokken deel zijde Turkoois zagen er goed uit. kabel ter plaatse van breuk nog 2 draden in tact, maar ook 2 draden op plaats in nabijheid gebroken. (105 kN) (115 kN) (100 kN)

8 lang nee ja 9 lang nee ja 10 lang nee ja 1) de kracht waarmee aan de kabel is getrokken is tussen ( ) weergegeven; 2) kabel 3 en 19 zijn volgens tekening een lange en korte kabel. Op basis van de resultaten van het onderzoek kan niet worden aangegeven welke van de twee direct naast elkaar gelegen kabels de lange en welke de korte is.

Op 23 april 2008 hebben ondergetekenden de kabels aan de onderzijde van de 1e verdiepingsvloer vanuit Turkoois 3 geïnspecteerd op het al dan niet op spanning staan en de aanwezigheid van corrosie op die plaats. Daarbij is gevonden dat de kabel 9, 4 en 5 gecorrodeerd waren (figuur 16). De resultaten in Tabel 2 laten zien dat de conditie van de kabels achter het trapgat aanzienlijk beter is dan wat voor het gebied voor het trapgat is gevonden. Feitelijk is maar voor één kabel (nr. 7) vastgesteld dat die gebroken was t.p.v. Turkoois 9 (figuur 17). Het was wel op een andere plaats dan waar de andere breuken tot zover gevonden waren. Het resterende gedeelte van kabel 7 is er ook nog vanaf de kopgevel bij Turkoois 11 uitgetrokken. De lengte van de kabel bedroeg 8,90 m. De wiggen kwamen los bij ca. 55 kN trekkracht. Er kwam zeer veel roest mee bij het uit de omhullingsbuis trekken van de kabel (figuur 18). Er moest soms met een kracht van ca. 40 kN worden getrokken om de kabel eruit te krijgen. Over de totale lengte van de kabel was corrosie zichtbaar. Op ca. 2,40 m vanaf de eindverankering bij Turkoois 11 was 1 streng gebroken. De wiggen vertoonden corrosie. Deze bevindingen zouden er op kunnen duiden dat hier watertoetreding tot de kabel vanaf de verankering heeft plaatsgevonden.

6650-1-1

21

Kabel 10

Kabel 9

Kabel 8

Kabel 7

Kabel 5

Kabel 4

Kabel 19

Kabel 3

Kabel 2

Kabel 1

Figuur 16 Foto’s van kabels 1e verdieping achter het trapgat. 6650-1-1

22

Figuur 17 Gebroken kabel 7, 1e verdieping ( zijde Turkoois 1 boven en zijde Turkoois 11 onder).

Figuur 18 Wiggen van de verankering van kabel 7 bij Turkoois 11 met corrosie en ernstige mate van corrosie van het eerste gedeelte van de kabel achter de verankering.

6650-1-1

23

De resultaten voor het gedeelte achter het trapgat zijn aanzienlijk beter dan wat op basis van het oriënterende onderzoek werd verwacht (Doc. 2). 3.2.4 2e verdieping voor het trapgat Kabel 11, 2e verdieping Vanaf de gevel Turkoois 1 kon de kabel met een kracht van 14 kN eruit getrokken worden. De lengte van de kabel bedroeg 16,50 m en was aan het gebroken uiteinde gecorrodeerd, zodat hier wederom sprake is van corrosie en breuk relatief dichtbij een tussenspanpunt. De kabel bleek erg nat te zijn. Naar de mening van ondergetekenden zal dit naar alle waarschijnlijkheid het gevolg zijn van bluswater, en/of regenwater dat in de periode na de brand via het kapotte dakraam op de 2e verdiepingsvloer terecht kon komen, en op een of andere manier zijn weg heeft kunnen vinden naar de voorspankabel. Kabel 10, 2e verdieping Vanaf de gevel Turkoois 1 is aan kabel 10 getrokken. Bij een trekkracht van ca. 55 kN kwamen de wiggen los. Bij ca. 110 kN brak de kabel. De lengte van de kabel bedroeg 10,96 m. Bij het eruit trekken kwamen cementresten mee. De kabel was ter plaatse van de breuk gecorrodeerd en 3 draden bleken al gebroken te zijn, terwijl 4 draden waarschijnlijk zijn gebroken door het aanbrengen van de trekkracht. Op ca. 2 m vanaf de eindverankering Turkoois 1 was 1 streng gebroken (gaping ca. 10 cm). Na kabel 10 is besloten om bij de overige te onderzoeken kabels de trekkracht te beperken tot de grootte waarbij de wiggen juist naar buiten komen, tenzij met redelijke zekerheid kon worden aangenomen dat de kabel al spanningsloos was. Kabel 9, 2e verdieping Vanaf de gevel Turkoois 1 is aan kabel 9 getrokken tot ca. 55 kN. Bij die spanning kwamen de wiggen naar voren. Aangenomen mag worden dat in de kabel ongeveer ook die voorspankracht nog aanwezig zal zijn. Dit duidt er op dat bij deze kabel waarschijnlijk ook 3 draden gebroken zullen zijn. De overige kabels van de 2e verdieping voor het trapgat zijn niet onderzocht omdat het voor deze kabels vanwege de aanwezigheid van een raam in dit geval minder eenvoudig was om zonder veel beschadiging bij de verankering te komen. In Tabel 3 zijn de resultaten voor de 2e verdieping voor het trapgat weergegeven. Slechts 3 lange kabels van de in totaal 6 lange kabels en 3 korte kabels van de 2e verdieping voor het trapgat zijn beproefd. Daarvan was er één gebroken nabij het tussenspanpunt en waren van de beide andere kabels waarschijnlijk 3 draden gebroken. Voor één van die kabels is vastgesteld dat de breuk in Turkoois 3 is opgetreden.

6650-1-1

24

Tabel 3

Samenvatting bevindingen per kabel – 2e verdieping voor het trapgat.

Kabel 9

lang of kort lang

gebroken? 3 draden

10

lang

3 draden

11 12 18 13 19 20 14

lang

ja

Locatie breuk onbekend

op spanning? gedeeltelijk

Turkoois 3 nabij gedeeltelijk bouwmuur met Turkoois 5 tussenspanpunt nee niet beproefd niet beproefd niet beproefd niet beproefd niet beproefd niet beproefd

Opmerkingen alleen kracht in kabel bepaald -

kabel was nat

3.2.5 2e verdieping achter het trapgat In dit gedeelte is het onderzoek hoofdzakelijk beperkt gebleven tot het vaststellen van de kracht die nog in de voorspankabels aanwezig is. Bij 2 kabels (nr. 15 en nr. 16) bleek dat die niet op spanning stonden, maar vervolgens wel op spanning gebracht konden worden. De verlenging die daarbij is gemeten, was respectievelijk 70 mm en 55 mm, wat erop duidt dat het korte kabels zijn. In Tabel 4 zijn de voor de 2e verdieping achter het trapgat de resultaten per kabel weergegeven. Tabel 4

Samenvatting bevindingen per kabel – 2e verdieping achter het trapgat.

Kabel 1 2 3

lang of kort lang lang lang

gebroken?

Locatie breuk

op spanning? niet beproefd niet beproefd nee

ja

15

kort

nee

nabij tussenspanpunt (17 m vanaf gevel Turkoois 1 -

4 16

lang kort

nee nee

-

ja nee

5 17 6 7 8

kort (?) lang (?) lang lang lang

onbekend onbekend onbekend onbekend onbekend

-

ja gedeeltelijk ja gedeeltelijk gedeeltelijk

nee

Opmerkingen

kabel gecorrodeerd vanaf 15,55 m

kracht van 110 kN aangebracht en gemeten verlening van 70 mm (100 kN) kracht van 100 kN aangebracht en gemeten verlening van 55 mm (110 kN) (28 kN) (95 kN) (84 kN) (56 kN)

Samengevat komen de bevindingen er op neer dat van de 8 lange kabels: - er 2 niet zijn onderzocht; - er 1 zeker was gebroken; - voor 3 kabels op basis van de waargenomen kabelkracht mag worden aangenomen dat ze onvoldoende op spanning staan, wat het gevolg kan zijn van één of meer gebroken draden; 6650-1-1

25

- er 2 waarschijnlijk nog de juiste kracht bezitten. Voor de 3 korte kabels is gevonden dat: - er 2 spanningsloos, maar niet gebroken waren; - er 1 op spanning stond. 3.2.6 Mogelijkheden voor vervanging kabels Onderzoek naar de mogelijkheden voor herstel was geen onderdeel van de opdracht aan Adviesbureau Hageman. Met het doel te onderzoeken of vervanging van de kabels mogelijk is, is voor de kabels 11 en 12 van de 1e verdieping toch ook nagegaan of het mogelijk was om de kabels ook vanaf de zijde gevel Turkoois 11 eruit te trekken. Het was inderdaad mogelijk om de kabels een stukje naar buiten te trekken. Dit betekent dat de wiggen van de tussenspanpunten de kabels niet blokkeren. Het is daarom waarschijnlijk dat gebroken kabels vanaf 2 zijden kunnen worden verwijderd. Bij kabel nr. 11 kwamen de wiggen bij 75 kN los en bij kabel nr. 12 bij ca. 22 kN.

4

Beschouwing met betrekking tot de oorzaak van corrosie en breuk

In Tabel 5 zijn alle resultaten voor het al dan niet op spanning staan, c.q. gebroken zijn van de kabels, samengevat weergegeven. Tabel 5

Samenvatting van alle resultaten met betrekking tot de aanwezige spanning en eventuele breuk van de onderzochte kabels.

lange kabels aantal gebroken of spanningsloos gedeeltelijk op spanning (een aantal draden gebroken) aangetoond op spanning niet beproefd korte kabels (zijde Turkoois) aantal gebroken of spanningsloos gedeeltelijk op spanning (een aantal draden gebroken) aangetoond op spanning niet beproefd

1e verdieping voor het trapgat

1e verdieping achter het trapgat

2e verdieping voor het trapgat

2e verdieping achter het trapgat

totaal

6 3

9 1

6 1

8 1

1

0

2

3

29 6 6

0 2

8 0

0 3

2 2

10 7

3 0

2 0

3 0

3 2

1

0

0

0

11 2 1

2 0

2 0

0 3

1 0

5 3

Gevonden is dat van de in totaal 22 onderzochte lange kabels er 12 (55%) geheel of gedeeltelijk gebroken waren of om een andere reden niet op spanning stonden. Van de 8 onderzochte korte kabels bleken er 3 (38%) geheel of gedeeltelijk gebroken of spanningsloos te zijn. Niets wijst erop dat de het geheel of gedeeltelijk gebroken zijn van de VZA-kabels te maken heeft gehad met de brand die in één van de woningen is opgetreden. Zoals in 2.4 is 6650-1-1

26

aangegeven, mag op basis van literatuur (Doc. 11) worden verwacht dat een eventuele breuk van de VZA-kabel door brand, opgetreden zal zijn ter plaatse van de uitgebrande woning. De meeste breuken bevonden zich echter op een andere locatie. Verder geldt voor de twee kabels die ter plaatse van de uitgebrande woning waren gebroken, dat de breukvlakken en corrosie daar omheen duiden op breuk door corrosie en niet door verminderde sterkte door brand. Een eerste oriënterende trekproef op een kabelgedeelte afkomstig uit de uitgebrande woning liet geen teruggang in sterkte zien. In het vervolg van dit onderzoek zal nog een aantal kabelgedeelten uit de uitgebrande woning op sterkte worden beproefd. De bevindingen van het onderzoek zijn zodanig dat het merendeel van de waargenomen schade zeer waarschijnlijk is ontstaan in een periode relatief kort na de bouw en het gevolg is van de wijze waarop in die periode (1975) VZA-voorspanning werd toegepast. De lengte van de periode na de bouw (het aantal jaren) waarin de breuken zijn opgetreden, is niet te zeggen. Of dat enkele jaren is geweest of misschien tien jaar of meer is niet bekend en zal vooral ook afhangen van de hoeveelheid vocht die tijdens de bouw tussen de strengen en de omhullingen is gekomen. Omdat naar de mening van ondergetekenden mag worden aangenomen dat, buiten wellicht een incidenteel geval, er na de bouw geen extra toevoer van vocht naar de kabel was, zal het corrosieproces inmiddels al lang zijn gestopt omdat alle beschikbare water al is verbruikt voor het corrosieproces. Het is dan ook niet de verwachting dat er nu nog breuken bijkomen. Het is wel mogelijk dat bluswater, en door het kapotte dakraam ingeregend water gedurende een periode van bijna één jaar, bij de kabels is kunnen komen en ter plaatse van de uitgebrande woning tot nieuwe corrosie heeft geleid. Vooral het feit dat één kabel van de tweede verdieping er erg nat uitgehaald is, wijst hierop. De bevindingen wijzen er duidelijk op dat de breuken het gevolg zijn van een vorm van corrosie (waarschijnlijk spanningscorrosie). In het vervolg van het onderhavige onderzoek zal een aantal breukvlakken nog op basis van microscopisch materiaalonderzoek worden beoordeeld. In de literatuur is gevonden dat vooral VZA-constructies uit de beginperiode te maken hadden met corrosieschade. De onderhavige constructie stamt uit die periode. Verder is bekend dat bij die constructies de toegepaste tussenspanpunten en verankeringen potentiële plaatsen zijn waar corrosieschade optreedt. In het onderzoek zijn vooral breuken in de nabijheid van de tussenspanpunten gevonden en is ook in één geval ernstige corrosie achter een spananker gevonden. Dit duidt erop dat de problemen met de onderhavige constructie overeenkomen met VZA-corrosieproblemen die bekend zijn in de literatuur. Een mogelijke oorzaak voor kapotte kabels is ook dat bij boor- of hakwerkzaamheden kabels zijn geraakt. Wellicht dat dit bij een enkel geval van de waargenomen schades ook een rol heeft gespeeld. Het kan echter niet de verklaring zijn voor alle gevonden breuken en de breuken wijzen daar in de meeste gevallen ook niet op.

5

Conclusies en aanbevelingen

In opdracht van de Gemeente Heerhugowaard is door Adviesbureau Hageman in samenwerking met Atlas een onderzoek uitgevoerd naar de omvang en de oorzaak van de corro6650-1-1

27