Duurzaam Ontwerpen van Beton: chloride-indringing en carbonatatie

Project type: 
Onderzoeksproject
Project fase: 
Lopend
Medewerker(s): 
Partners: 
KU Leuven (Industriële Ingenieurswetenschappen, Technologiecampus Gent), Universiteit Gent (Labo Magnel voor Betononderzoek), WTCB.
Looptijd: 
1 oktober 2015 - 30 september 2017

Gewapend- en voorgespannen beton kan door verschillende degradatiemechanismen aangetast worden. De voornaamste zijn wapeningscorrosie t.g.v. carbonatatie en chloride-indringing, aantasting door agressieve stoffen, alkali-silica reactie, vorst en vorst in combinatie met dooizouten. Door een bedachtzame betonsamenstelling te kiezen kan het risico op schade t.g.v. de meeste van deze degradatiemechanismen beperkt worden.

Toch is het ontwerp van betonstructuren momenteel hoofdzakelijk gebaseerd op de mechanische eigenschappen van het beton en voor de duurzaamheid geldt slechts een receptmatige “deemed-to-satisfy” benadering waarbij minimum of maximum eisen aan de samenstelling of eigenschappen van het beton worden opgelegd en minimumwaarden voor de betondekking voor een ontwerplevensduur van 50 jaar (volgens de Eurocode 2). Deze benaderingsmethode is, in tegenstelling tot de mechanische parameters, niet kwantitatief en niet statistisch onderbouwd waardoor de effectieve levensduur, rekening houdend met de omgevingsfactoren, moeilijk door een ontwerper kan worden ingeschat en bijgevolg hoofdzakelijk op empirische ervaringsregels berust. Bijgevolg is een economische optimalisatie van de betonsamenstelling niet mogelijk en is er kans op vroegtijdige degradatie van de structuur ten gevolge van onvoorziene aantasting door chloriden en carbonatatie wat leidt tot mogelijk hoge herstelkosten. Vanuit de industrie komt bovendien de vraag naar een methodiek waardoor nieuwe materialen, waaronder bijvoorbeeld alternatieve bindmiddelen, op een consistente manier in betonrecepten kunnen geïmplementeerd worden. Momenteel wordt namelijk geen onderscheid gemaakt tussen de verschillende beschikbare cementtypes voor de bepaling van duurzaamheid, maar wordt er enkel een minimaal cementgehalte opgelegd.

De belangrijkste uitdagingen en doelstellingen zijn aldus de volgende:

-Het evalueren van haalbare proefmethodes die toelaten om de duurzaamheid en degradatie van beton in te schatten;

-Het uitwerken van een methodologie voor het vastleggen van de belangrijkste eigenschappen van duurzaam beton rekening houdend met de materiaalvariaties;

-Het opstellen van conformiteitscriteria om de op semi-probabilistische wijze vastgelegde referentiewaarden af te toetsen aan de hand van controleproefstukken;

-Het ontwikkelen van voor de praktijk relevante en praktisch handteerbare richtlijnen om het duurzaam ontwerp van beton te stimuleren. Deze richtlijnen en handleidingen zullen gebruikt worden om probabilistisch te ontwerpen op duurzaamheid en zullen leiden tot een gewijzigd en efficiënter grondstoffengebruik. Dit zal bovendien gestimuleerd worden door het gebruik van de extra software module. Deze methodologie zal bovendien toelaten constructies te ontwerpen voor een langere levensduur.