Beton zonder scheuren: zo beheers je het verhardingsproces
Het gevolg: dure reparaties, hoge onderhoudskosten en eventueel zelfs onveilige constructies. Via onderzoek, analyse en advies geeft ABT inzicht in de sterkte- en warmteontwikkeling tijdens het verhardingsproces. Zo wordt de kans op scheurvorming geminimaliseerd.
Waarom scheurt beton eigenlijk?
Tot maximaal enkele dagen na het verwerken van betonspecie spreken we van ‘jong beton’. Jong beton is kwetsbaar omdat het geleidelijk sterkte en stijfheid ontwikkelt. Het kan dan ook scheuren door verdamping van aanmaakwater, zetting van de betonspecie en krimp door temperatuurdaling.
Beeld: principe temperatuur
Dit effect kun je vergelijken met een te bakken cake. Cake warmt op als het deeg nog zacht is en neemt toe in volume. Eenmaal uit de oven koelt de buitenkant snel af en wil krimpen, terwijl de binnenkant warm blijft en niet wil krimpen. Hierdoor kan de cake scheuren. Bij beton, zeker in massabetonconstructies, werkt het net zo: de chemische reactie tijdens het verharden veroorzaakt warmte. Omdat de buitenkant sneller afkoelt, ontstaan forse temperatuurverschillen met de kern. Dit zorgt voor spanningsopbouw en kan leiden tot scheuren. De mate waarin hangt af van diverse factoren: betonsamenstelling, omgevingstemperatuur, bekistingstype, ontkistingsmoment en nabehandeling.
Het onderzoek: van betonsamenstelling tot labonderzoek
Om het verhardingsproces gecontroleerd te laten verlopen en scheurvorming te voorkomen, doorloopt ABT verschillende onderzoeksfases. Samen met de betoncentrale en aannemer wordt, op basis van onder meer omgevingscondities tijdens het storten, gewenste verwerkbaarheid, milieu- en sterkteklasse, het beperken van de temperatuurontwikkeling en krimp, de betonsamenstelling vastgesteld.
Vervolgens worden in het laboratorium voor dit betonmengsel tijdsafhankelijke materiaalparameters bepaald. Deze parameters dienen als input voor een niet-lineair tijdsafhankelijk eindig elementenmodel in DIANA. In dit model worden de verwachte temperatuur- en sterkteontwikkeling en bijhorende vervorming en scheurvorming berekend. Door de randvoorwaarden te variëren, kan ABT voor elke weersomstandigheid onderzoeken wat het effect is van isolatie op de scheurvorming.
Leren en bijsturen tijdens uitvoering
Door de temperatuur en sterkteontwikkeling tijdens de uitvoering te monitoren met een rijpheidsmeting kan indien nodig worden bijgestuurd. Enerzijds kan de mogelijkheid om sneller of juist later te ontkisten worden afgeleid uit de monitoring. Anderzijds kan bij serieproductie het rekenmodel worden geijkt en waar nodig verbeterd.
Beeld: principe scheurvorming, na 1 dag en 10 uur ongeïsoleerd. Bij het toepassen van 3 cm EPS-isolatie is de kans op scheurvorming erg klein.
Verhardingsbeheersing loont
Beheersing van het proces en product tijdens de verhardingsfase is een specialisme waarbij wij onze kennis van betonsamenstellingen en geavanceerd rekenen combineren met onze praktijkervaring om zo de kans op ongewenste scheurvorming te minimaliseren. Door vooraf te onderzoeken en tijdens de uitvoering te monitoren, wordt de duurzaamheid van de betonconstructie direct vergroot en worden hoge kosten voor herstel en intensief onderhoud voorkomen.
Antony van Middelkoop
Specialist betonspecials
Foto © Sander Koning
Dit artikel is gepubliceerd in de winter 2025 editie van ABT Magazine, in de rubriek ‘Techniek uitgelicht’ waarin we inzoomen op een specifieke technische uitdaging of ontwikkeling.