Infiltratie van water is de oorzaak van heel wat

TECHNIEK
Vloeistofdichte betonconstructies
nieuwe aanbevelingen
In de praktijk blijkt de eis van vloeistofdichtheid sneller gesteld dan gerealiseerd. En zelfs met die definitie loopt het al
vaak mis: bestekteksten in de zin van “de constructie moet
vloeistofdicht zijn”, of nog “er wordt gebruikt gemaakt van
Vloeistofdichtheidsklasse
Plaatsing van een staalplaat als waterstop, gecombineerd met een verloren bekisting als hernemingsvoeg, voor de uitvoering van een hernemingsvoeg voor een vloerplaat.
vloeistofdicht beton” zijn eigenlijk zinloos. Eerst en vooral
omdat de graad van vloeistofdichtheid beschreven moet worden, hetgeen mogelijk is via de zogenaamde vloeistofdichtheidsklassen sinds het verschijnen van de Eurocode 2-3 in
2006. De keuze van de waterdichtheidsklasse heeft immers
een belangrijke invloed op de keuzes voor een bepaald concept en ontwerp, de materialen en de uitvoeringsdetails.
Ten tweede omdat de eis van vloeistofdichtheid zou moeten
leiden tot een aangepast ontwerp, en zich niet kan herleiden
tot een materiaalkeuze. Indien bijvoorbeeld de wapeningsberekening niet leidt tot de juiste beperking van de scheurwijdtes, zullen gebruik van uitstekend beton en gespecialiseerde
voegsystemen wellicht niet kunnen verhinderen dat er lekken
optreden.
»
Tabel 1: Vloeistofdichtheidsklassen
Eisen voor lekken
Ontwerpeisen voor
scheurvorming (1)
0
Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.
0,3mm
1
De lekken moeten beperkt blijven tot een kleine hoeveelheid.
Enkele vlekken of vochtplekken op het oppervlak zijn toegelaten.
0.05 – 0.2 mm, afhankelijk van de
waterdruk
2
De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekken vertonen.
Geen doorlopende scheuren, minimale drukzone x >50mm
3
Lekken zijn niet toegelaten.
Alternatief concept, zoals dubbele
bekuiping, voor- of naspanning, enz.
(1) Vereenvoudigde voorstelling van de eisen, raadpleeg de desbetreffende documenten voor een gedetailleerde beschrijving
DIMENSION
Infiltratie van water is de oorzaak van
heel wat problemen voor ondergrondse
constructies, zeker als de ondergrondse
lokalen gebruikt worden als bijvoorbeeld
woning of kantoor, inclusief vochtgevoelige afwerking. Voor een toepassing
zoals parkeergarages wil de bouwheer
wellicht binnenstromend water vermijden, maar enkele vochtplekken hier en
daar op de muren zullen geen probleem
opleveren. Afhankelijk van het gebruik
zal men dus naar een zekere waterdichtheid of vloeistofdichtheid van de
constructie willen streven.
© Plakabeton
41
TECHNIEK
Het realiseren van een vloeistofdichte constructie is dan ook
een teamwerk van ontwerper en aannemer, met gedeelde
verantwoordelijkheid. Het WTCB zal binnenkort twee documenten publiceren die ingaan op het ontwerp en de uitvoering van waterdichte betonconstructies: een nieuwe Technische Voorlichtingsnota (TV) en een bijhorend rapport met
meer berekeningsdetails. Voor andere constructietypes wordt
verwezen naar bestaande referenties [5, 6].
Hoe vloeistofdichtheid specificeren?
Een eerste stap is de keuze voor een vloeistofdichtheidsklasse, in principe een keuze van de bouwheer. Deze klassen worden gedefinieerd in Eurocode 2-3 [1, zie ook Tabel 1]. Hoewel
de klassen niet geheel eenduidig worden beschreven, geven
ze toch een gradatie aan, die zich vervolgens vertaalt in heel
specifieke ontwerpeisen. Deze eisen worden gelinkt aan eisen
voor de maximale scheurwijdte. Deze eisen variëren van een
standaard scheurwijdte van 0.3 mm volgens Eurocode 2 voor
waterdichtheidsklasse 0, tot het opleggen van alternatieve
concepten voor waterdichtheidsklasse 3. Het mag duidelijk
zijn dat deze eisen een heel grote invloed hebben op de ontwerpkeuze’s en de bijhorende kosten.
Om de keuze voor een vloeistofdichtheidsklasse te vereenvoudigen, hiervoor bestaan momenteel immers geen normatieve
referenties, zal de Technische Voorlichtingsnota aanbevelingen geven voor de meest voorkomende constructietypes (zie
Tabel 2). In het geval van een ondergrondse parkeergarage
die niet vochtgevoelig wordt afgewerkt, maar wel tijdelijke of
permanente wateraccumulatie heeft tegen de wanden, wordt
vloeistofdichtheidsklasse 2 aanbevolen.
Toepassing (met specificatie)
Woonlokalen,
parkings,
liftschachten,
archiven, ...
Figuur 1: Stroomschema voor het realiseren
van een vloeistofdichte constructie
Oorzaken infiltraties bij betonconstructies
Bij de realisatie van vloeistofdichte betonconstructies komen
verschillende expertises samen, waarvan elk detail de nodige
aandacht verdient om problemen te vermijden. Veelal kunnen de oorzaken van infiltraties bij betonconstructies ook
teruggebracht worden tot één of meerdere van de volgende
aspecten: niet-aangepast concept en wapeningsberekening,
verkeerd gekozen of slecht uitgevoerde voegsystemen, slechte betonkeuze of nog uitvoeringsfouten bij de betonneringswerken die leiden tot bijvoorbeeld grindnesten. Elk van deze
aspecten moet gezien worden in functie van de belastingen
op de constructie: opgelegde belastingen enerzijds, en verhinderde vervormingen als gevolg van krimp- en temperatuurswerking anderzijds. Vooral deze laatste componenten
worden soms over het hoofd gezien, terwijl ze tot grote spanningen – en dus scheurvorming- in
de constructie kunnen leiden. VolVloeistofdichtheidsklasse
gende paragrafen behandelen kort
de vermeldde aandachtspunten.
0
1
2
3
Figuur 1 geeft schematisch het
x
stroomschema voor het realiseren
van een vloeistofdichte constructie. »
Tijdelijke of
permanente
wateraccumulatie tegen de
wand
Binnenbekleding gevoelig voor vocht (verf,
behang, kalk, ...)
Geen wateraccumulatie
(zeldzaam)
Binnenbekleding gevoelig voor vocht (verf,
behang, kalk, ...)
x*
Binnenbekleding weinig gevoelig voor vocht
x
Binnenbekleding weinig gevoelig voor vocht
x
Tabel 2: Aanbevolen vloeistofdichtheidsklasse in functie van het type
constructie
Zwembaden
Waterzuiveringsstation, collectief
x
x
DIMENSION
42
wordt aanbevolen een dampscherm aan te
brengen tegen de buitenkant van de struc-
Reservoirs voor stockage gevaarlijke stoffen
Reservoirs drinkwatervoorziening
* Klasse 1 wordt toegestaan, maar toch
x
x
tuur om deze waterdicht te maken. Dit
dampscherm wordt best beschermd tegen
degradatie door de tegenliggende gronden.
TECHNIEK
gisch onder controle gehouden worden, en zo de wapeningspercentages soms zelfs halveren.
Naast een toelichting over de wapeningsberekeningen, vermeldt de Technische Voorlichtingsnota ook de minimale
muurdiktes die gehanteerd kunnen worden, in functie van
elementtype, vloeistofdichtheidsklasse en uitvoeringsmethode (zie Tabel 2).
Weinig voegen, maximale verhindering per betonelement
Keuze en uitvoering voegsystemen
Elke constructie zal een aantal voegen bevatten, met doorgaans minstens een aantal hernemingsvoegen, dilatatievoegen en krimpvoegen. Deze voegen vormen een onderbreking
in bijvoorbeeld de muur of vloer die als een waterkering zou
moeten dienen. Zonder speciale maatregelen zal deze onderbreking een (groot) lek vormen. Het inbrengen van één
of meerdere waterstoppen is de meest courante methode
om met deze onderbreking om te gaan. Het principe van de
waterstop is – letterlijk - het creëren van een vloeistofdichte
stop ter plaatse van de voeg. Een goede verankering van deze
vloeistofdichte stop in beide betonfases moet verhinderen dat
de vloeistof langs de stop, of via een kleine omweg in het be-
Veel voegen, minimale verhindering per betonelement
Figuur 2: Twee ontwerpfilosofieën voor verhindering en
voegen van lange elementen
Concept en wapeningsberekening:
Wetende dat de scheurvorming veelal geïnitieerd wordt door
verhinderde vervormingen, kan de ontwerper hier op twee
manieren mee omgaan:
A. Maximale verhindering gecombineerd met weinig voegen:
lange betonmoten met relatief hoge wapeningspercentages.
B. Minimale verhindering gecombineerd met veel voegen:
korte betonmoten met relatief lage wapeningspercentages.
Figuur 3: Principe van een waterstop
In het tweede geval volstaat de minimale (technologische)
wapeningshoeveelheid zoals gedefinieerd in §9 van Eurocode
2. In het eerste geval zijn veel hogere wapeningspercentages
noodzakelijk om de scheurwijdte te beheersen, zoals beschreven in § 7 van Eurocode 2-3. Het basisprincipe voor de beperking van de scheurwijdtes onder een bepaald criterium is het
beperken van de spanning in de wapening gekoppeld aan een
minimale wapeningspercentage.
Interessant te vermelden is dat de hoeveelheid wapening
veelal teruggedrongen kan worden door de belastingen en
vervormingen goed te begrijpen en te manipuleren. Vervormingen van krimp en temperatuurseffecten kunnen technolo-
Type element
Muren
Vloerplaten
Vloeistofdichtheidsklasse
»
Fase 2
nog te
storten
Fase 2
Fase 2
Fase 1
Fase 1
Fase 1
Zwakke plaats in de wand: vermoede-
De waterstop stopt de vloeistof
lijke locatie van scheurvorming ach-
in de voeg/scheur, en vormt een
teraf, en dus erg gevoelig voor lekken
voldoende lange omweg
Uitvoeringsmethode
Ter plaatse gestort
Premuren
Geprefabriceerde muren
1
200
240*
100
≥2
240
240
200
1
150
-
100
≥2
250
-
200
* Indien er een specifieke betontechnologische studie wordt uitgevoerd, kan deze dikte beperkt worden tot 200 mm.
DIMENSION
Tabel 3: Minimale muurdiktes in functie van onder meer de uitvoeringsmethoden en te bereiken vloeistofdichtheidsklasse
45
TECHNIEK
Figuur 4: Welke lekken zijn aanvaardbaar? Best wordt dit
aangegeven in het bestek, evenals de controletechniek.
Oplevering
ton, toch doorheen de voeg kan vloeien. De waterstop zou
plaatselijk de vloeistofdichtheid minstens op hetzelfde niveau
moeten brengen als van het nietonderbroken beton (zie ook
vorige pagina Figuur 3).
Een waterstop kan via veel methoden gerealiseerd worden,
inbetonneren van staalplaten of flexibele kunststoffen voegbanden worden het meest toegepast. Zwelbanden en injectieslangen zijn minder gebruikte alternatieven of aanvullingen.
Het is van belang de keuze van de waterstop af te stemmen op
de belastingen van de voeg, in eerste instantie de verwachte
vervormingen en vloeistofdrukken. Typische punten waar het
misloopt: slechte aansluitingen bij hoeken, voegbanden die
niet op hun plaats blijven tijdens de betonnering, overlap tussen twee stukken die niet goed werd uitgevoerd, enz.
Betonkeuze
De betonkeuze vormt een derde aandachtspunt: er wordt gewerkt met een beton met een lage doorlaatbaarheid. Vermits
hiervoor geen normatieve referentie bestaat, zal de Technische Voorlichtingsnota de nodige aanbevelingen formuleren:
in ieder geval de water/cement-factor van het beton beperken
tot 0.45, en afhankelijk van de toepassing wordt soms aanbevolen een specifieke waterabsorptie te specificeren als bijkomende eis (gedefinieerd in NBN B15-001), of nog gebruik te
maken van speciale cementtypes zoals HSR- of LA-cementen,
bijvoorbeeld in het geval van een agressieve omgeving.
In het geval van een parkeergarage zou dit bijvoorbeeld tot
volgende betonspecificatie kunnen leiden, op basis van NBN
EN 206-1, NBN B15-001 en de aanbevelingen uit de TV:
Het is aanbevolen om reeds in het bestek duidelijk te maken
op welke wijze de constructie gecontroleerd zal worden bij
de oplevering. Elke constructie zal onvermijdelijk scheuren
bevatten, en vooraf criteria vastleggen voor de beoordeling
vereenvoudigt de discussies (Figuur 4). De bestaande documenten geven hierover geen richtlijnen. In ieder geval moeten de criteria focussen op de functionaliteit, eerder dan op
een pure evaluatie van de scheurwijdtes die slechts onrechtstreeks werden vastgelegd, via het specificeren van een vloeistofdichtheidsklasse.
Samengevat
De uitvoering van vloeistofdichte constructie vergt veel aandacht en kennis van zowel ontwerper als uitvoerder. Ontwerper en uitvoerder delen dan ook de verantwoordelijkheid
voor het eindresultaat. De aandachtspunten kunnen ondergebracht worden in drie aspecten: (1) voegconcept en –uitvoering, (2) scheurbeheersing en (3) betonkeuze. Idealiter
werken ontwerper en aannemer samen om de goede keuze’s
te maken voor elk aspect. Uiteraard ligt de verantwoordelijkheid van het studiebureau meer bij de conceptkeuze en de
wapeningsberekeningen om de scheurwijdtes te beperken.
De aannemer staat vooral in voor de uitvoeringsaspecten, de
vloeistofdichtheidssystemen, de betonkeuze en de nabehandeling. Maar de keuzes kunnen elkaar onderling beïnvloeden,
en fouten binnen één van de aspecten zullen leiden tot constructies die meer risico op lekken vertonen.
Referenties
1. NBN EN 1992-1-1: Eurocode 2 - Ontwerp en berekening van betonconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen.
2. NBN EN 1992-3: 2006 - Eurocode 2 - Ontwerp en berekening van betonconstructies - Deel 3: Constructies voor keren en opslaan van stoffen.
3. NBN EN 206-1: Beton - Deel 1: Specificatie, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit.
4. NBN B15-001: Aanvulling op NBN EN 206-1 - Beton - Eisen, gedraging,
DIMENSION
Basiseis
46
Specificatie (keldermuren
met vorst, zonder contact
met agressieve agentia)
A
C30/37
B1
B2
GB
EE4 (dus: min cement = 340
kg/m³, max
W/C = 0.45
vervaardiging en overeenkomstigheid.
5. WTCB – Technische Voorlichtingsnota 210: Vocht in gebouwen – Bijzonderheden van opstijgend vocht.
6. WTCB – Technische Voorlichtingsnota 190: Bescherming van ondergrondse konstructies tegen infiltratie van oppervlaktewater.
Foto’s: © WTCB
Auteurs: Cauberg Niki en Benoit Parmentier (WTCB), opgesteld in het
kader van de Technologische Dienstverlenging “Prestatiegerichte beton-
C
S3-S4
soorten in hybride constructies”, met steun van het IWT.
D
20-22-32
Disclaimer: De tabelwaarden in deze publicatie werden opgesteld op
E
WAI(0.50), LA
basis van de voorlopige versie van de Technische Voorlichtingsnota, en
kunnen mogelijk nog licht wijzigen.