Ontwerp en uitvoering vanOntwerp en uitvoering van vloeistofdichte constructiesvloeistofdichte constructies 

in betonin beton

ir. Niki Cauberg, WTCBir Benoit Parmentier WTCBir. Benoit Parmentier, WTCBTechnologisch Adviseurs

VoorbeeldVoorbeeld mogelijkmogelijk probleemprobleem::VoorbeeldVoorbeeld mogelijkmogelijk probleemprobleem::VoorbeeldVoorbeeld mogelijkmogelijk probleemprobleem: : waterinfiltratieswaterinfiltraties, , vertikalevertikalescheurenscheuren inin kelderwandenkelderwanden

VoorbeeldVoorbeeld mogelijkmogelijk probleemprobleem: : waterinfiltratieswaterinfiltraties, , vertikalevertikalescheurenscheuren inin kelderwandenkelderwandenscheurenscheuren in in kelderwandenkelderwandenscheurenscheuren in in kelderwandenkelderwanden

Ontwerp gebouwOntwerp gebouw

StabiliteitsstudieStabiliteitsstudie

Uitvoering: “kelderwandenUitvoering: “kelderwandenuit te voeren met waterdicht

beton”uit te voeren met waterdicht

beton”betonbeton

Keuze van de  Toepassingdichtheidsklasse

Keuze van het betontype

NBN EN 206‐1NBN B15‐001

Ontwerp en EC2‐1‐1

SterkteOmgevingsklasseConsistentieklasse

berekeningEC2‐3 Bijkomende eisen

Wapeningen

BouwsysteemWapeningenVoegen‐Details

Injecties

UitvoeringNBN EN 13670

Keuze van de bekistingFasering

NabehandelingD ilUitvoeringNBN EN 13670 Details

Keuze van de  ToepassingBouwheerBouwheerBouwheerBouwheer dichtheidsklasseBouwheerBouwheerBouwheerBouwheer

Keuze van het betontype

St di bSt di bSt di bSt di bOntwerp en 

StudiebureauStudiebureauStudiebureauStudiebureau

berekening

Bouwsysteem

UitvoeringAannemerAannemerAannemerAannemer UitvoeringAannemerAannemerAannemerAannemer

WaterdichtWaterdicht betonbetonWaterdichtWaterdicht betonbetonvolstaatvolstaat nietniet! ! volstaatvolstaat nietniet! ! 

Waterdichteb t t ti

Waterdichteb t t tibetonconstructie =

1.1. VoegenVoegenbetonconstructie =

1.1. VoegenVoegen1.1. VoegenVoegen2.2. ScheurenScheuren1.1. VoegenVoegen2.2. ScheurenScheuren3.3. BetonBeton3.3. BetonBeton

3 aspectenp

Voegen(uitvoering )(uitvoering,…)

Betontechnologie

Scheuren (wapening, …)

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Typische toepassingsdomeinen?Typische toepassingsdomeinen?Typische toepassingsdomeinen?Typische toepassingsdomeinen?

Verhinderen datvloeistoffen wegvloeien

Verhinderen datvloeistoffen wegvloeienvloeistoffen wegvloeienvloeistoffen wegvloeien

Verhinderen datVerhinderen datVerhinderen datvloeistoffen binnendringen.

Verhinderen datvloeistoffen binnendringen.

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Gewapend beton?p

Gewapend beton?p

s

Gewapend beton?

EN 1992‐1‐1 §9: Minimale wapening voor vermijden van

p

EN 1992‐1‐1 §9:  Minimale wapening voor vermijden van brosse breuk en grote scheuren 

tctms f

dbfA

26.0min

yks fmin,

EN 1992‐1‐1 §7:  Minimale wapening voor beheersing van de scheuropeningen

cteffctc AfkkA

,

ssA

min,

Waterdichtheidsklassen

Vloeistofdicht‐heidsklasse Eisen voor lekken

0 Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zondergevolgen, is toegelaten.

““R f tiR f ti ””““R f tiR f ti ””1

De lekken moeten beperkt blijven tot een kleinehoeveelheid. Enkele vlekken of vochtplekken op het 

““ReferentieReferentie””““ReferentieReferentie””

oppervlak zijn toegelaten.

2 De lekken zijn miniem. Het oppervlak mag geen vlekkenvertonenvertonen.

3 Lekken zijn niet toegelaten.

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Belastingen?: Oorzaak scheurvorming!Belastingen?: Oorzaak scheurvorming!g g

Belasting↓

g g

Belasting↓Belasting↓ Risico scheurvorming↓ 

Belasting↓ Risico scheurvorming↓ 

Wapening↓Wapening↓

Drogings‐krimp Z tti

Vorst‐dooikrimp Zetting vers

betonThermischekrimp

Plastischekrimp

CorrosieT °C

Autogenekrimp

krimp

Verhinderde(krimp)vervormingen

Corrosiewapeningen

Opgelegdei

Belastingen(krimp)vervormingen

vervormingen

Efficiëntie preventiemethode?

• Nabehandeling• Samenstelling beton• Wapening/andere methodes

Thermische krimp: pOorzaak?

Hydratatie van cement = exotherme reactie[° ] Hydratatie van cement   exotherme reactie => Warmteontwikkeling in betonT [°C]

Tijd 

Th i h k iThermische krimp: Potentiëleote t ë e

probleemgevallen?

1 Massieve elementen (d > 50 cm)1 Massieve elementen (d > 50 cm)1 Massieve elementen (d > 50 cm)1 Massieve elementen (d > 50 cm)1. Massieve elementen (d > 50 cm)1. Massieve elementen (d > 50 cm)1. Massieve elementen (d > 50 cm)1. Massieve elementen (d > 50 cm)

Th i h k iThermische krimp: Potentiëleote t ë e

probleemgevallen?

2. Aansluiting wand en vloer 2. Aansluiting wand en vloer 2. Aansluiting wand en vloer 2. Aansluiting wand en vloer (combinatie krimp(combinatie krimp‐‐ en temperatuurseffect)en temperatuurseffect)(combinatie krimp(combinatie krimp‐‐ en temperatuurseffect)en temperatuurseffect)

T [°C]

Tijd 

AangepasteAangepastebetonsamenstelling, 

koelen, ...betonsamenstelling, 

koelen, ...

Beperking krimp, Beperking krimp,  Concept, wapening voorConcept, wapening voorp g pbeperking belemmering

p g pbeperking belemmering

p , p gscheurcontrolep , p g

scheurcontrole

++ drogingskrimpdrogingskrimp enen++ drogingskrimpdrogingskrimp enen+ + drogingskrimpdrogingskrimp en en autogeneautogene krimpkrimp

+ + drogingskrimpdrogingskrimp en en autogeneautogene krimpkrimpautogeneautogene krimpkrimpautogeneautogene krimpkrimp

Thermische krimp : 

R S

pSimulatie

Gemiddelde omgevingstemperatuur 25°C, met schommeling +‐ 10°C 

2 52.5 m

0.4 m

Thermische krimp : 

R S

pSimulatie

R S

Max. 55°C na 14 uren Max. 40°C 

20na 20 uren

50

60

70

80

0

60

70

80

10

20

30

40

50

20

30

40

50

0

10

0

10

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Vloeistofdicht beton?

Geen normatieve definitie voorhanden!Geen normatieve definitie voorhanden!

Relatie tussen W/C‐factor en permeabiliteitRelatie tussen W/C‐factor en permeabiliteit (afh. van T°C en type)

W/C < 0.45:  veel beschouwd als heel beperkt doorlaatbaarveel beschouwd als heel beperkt doorlaatbaar

[permeabiliteitscoëfficiënt10‐14 m/s]

140“Doorlaatbaarheid”10 m/s]

120

100

80

60

Beperkt permeabel, oftewel

Beperkt permeabel, oftewel

± 0.12 ± 0.12 

60

40

oftewel“vloeistofdicht”

oftewel“vloeistofdicht”

/10

liter/m²/jaar*liter/m²/jaar*± 2520

0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 80.45

± 0.01 liter/m²/jaar*

± 0.01 liter/m²/jaar*

0± 2.50.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

W/C‐factorliter/m /jaarliter/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 SpecificatieBasiseis SpecificatieA C30/37

B1 GBB1B2

GBEE3 (dus: min cement = 320 kg/m³, max W/C = 0.50)

C S3 S4C S3‐S4

D 20‐22‐32

E WAI(0.50), LA

N b h d li k b l ijk bijNabehandeling: ook belangrijk bijvloeistofdichte constructies!vloeistofdichte constructies!

Zie NBN EN 13670 en prNBN B15 400prNBN B15‐400

Hoe lang nabehandelen?Minimumduur van de nabehandeling

Omgevingsomstandigheden T° aan het oppervlak

van het beton

Sterkteontwikkeling van het beton

Snel Gemiddeld Langzaam Zeer langzaam beton

GOED Geen directe blootstelling aan zon en wind

10°C 10°C

1 dag 2 d

2 dagen 4 d

3 dagen 5 d

4 dagen 6 d

Relatieve luchtvochtigheid 80%

< 10°C 2 dagen 4 dagen 5 dagen 6 dagen

NORMAAL G idd ld b i / f

10°C 2 dagen 3 dagen 4 dagen 6 dagen Gemiddelde bezonning en/of relatieve vochtigheid 50% < 10°C

g4 dagen

3 g6 dagen

g8 dagen

g12 dagen

SLECHT Sterke bezonning en/of 10°C 3 dagen 4 dagen 7 dagen 10 dagenSterke bezonning en/of krachtige wind en/of relatieve vochtigheid < 50%

10 C< 10°C

3 dagen5 dagen

4 dagen8 dagen

7 dagen10 dagen

10 dagen 15 dagen

ANB

Opgave verhoudingfcm2/fcm28 van het 

beton?

jaOntwikkeling van de betonsterkte: tabel 1 beton?

neen

Gebruik van toevoegsels van type 

II?

ja Trage of zeer trageontwikkeling van de 

betonsterkte

neen

Opgave verhouding jaOntwikkeling van deRc2/Rc28 van het 

cement?

Ontwikkeling van de betonsterkte: tabel 1

neenneen

Cement vermeld in tabel 2?

jaOntwikkeling van de betonsterkte: tabel 2tabe ? betonsterkte: tabel 2

neen

Zeer trage ontwikkelingvan de betonsterkte ANB

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Welke maximalescheurwijdte?

Keuze van de bouwheer, in functie d t ivan de toepassing

Vloeistofdichtheidsklasse

Ingegraven ruimtes (woongebouwen, parkings, liftkokers, archieven, …)

0 1 2 3Tijdelijke of permanente wateraccumulatie tegen de wand

Binnenbekleding gevoelig voor vocht (verf, behang, kalk, ...)

Binnenbekleding weinig gevoelig voor vocht

g g g g

Geen wateraccumulatie (komt zelden voor)

Binnenbekleding gevoelig voor vocht

*Binnenbekleding weinig gevoelig voor vocht

Vloeistofdichtheidsklasse: welk ontwerp?

Voorschriften NBN EN 1992‐3 (Eurocode 2‐3 reservoirs)(Eurocode 2 3, reservoirs)

MaximaleMaximalescheurwijdte

VloeistofdichtheidsklasseVloeistofdichtheidsklasse‐> maximale scheurwijdte

Vloeistofdicht‐h id kl Eisen voor lekkenheidsklasse

0 Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.

D l kk t b kt blij t t kl i h lh id E k l l kk f1 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.

3 Lekken zijn niet toegelaten.

Klasse 0: Voorschriften NBN EN 1992‐1‐1 (Eurocode 2‐1‐1)NBN EN 1992 1 1 (Eurocode 2 1 1)

Limitering scheurvormingLimitering scheurvorming(naar Eurocode 2, NBN EN 1992‐1‐1)

VloeistofdichtheidsklasseVloeistofdichtheidsklasse‐> maximale scheurwijdte

Vloeistofdicht‐h id kl Eisen voor lekkenheidsklasse

0 Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.

D l kk t b kt blij t t kl i h lh id E k l l kk f1 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.

3 Lekken zijn niet toegelaten.

Klasse 1: Verdere beperking scheurvorming (wk1)scheurvorming (wk1)

Klasse 1: Verdere beperking scheurvorming (wk1) 

Scheurbreedteom self‐healing mogelijk te maken.

Scheurbreedte

“belasting”belasting  (waterhoogte/muurdikte)

VloeistofdichtheidsklasseVloeistofdichtheidsklasse‐> maximale scheurwijdte

Vloeistofdicht‐h id kl Eisen voor lekkenheidsklasse

0 Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.

D l kk t b kt blij t t kl i h lh id E k l l kk f1 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.

3 Lekken zijn niet toegelaten.

Klasse 2: Geen doorlopende scheuren, dus minimale drukzone in het elementdus minimale drukzone in het element

VloeistofdichtheidsklasseVloeistofdichtheidsklasse‐> maximale scheurwijdte

Vloeistofdicht‐h id kl Eisen voor lekkenheidsklasse

0 Een zeker lekdebiet, of het voorkomen van lekken zonder gevolgen, is toegelaten.

D l kk t b kt blij t t kl i h lh id E k l l kk f1 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.

3 Lekken zijn niet toegelaten.

Klasse 3: bijkomende maatregelen (dubbele bekuiping, voorgespannen(dubbele bekuiping, voorgespannen beton, ...)

Beheersing scheurwijdtes? ‐> Wapeningg j p gBerekening volgens Eurocodes (EC2‐1 en EC2‐3)

Minimale As,minwapeningshoeveelheid

Controle van de maximale staafdiameters en/of de

afstanden tussen de staven

Gedetailleerde berekening van de

scheurwijdtesj

Gebruik tabellen

Gewapend beton?

EN 1992‐1‐1 §9: Minimale wapening voor vermijden van

p

EN 1992‐1‐1 §9:  Minimale wapening voor vermijden van brosse breuk en grote scheuren 

tctms f

dbfA

26.0min

yks fmin,

EN 1992‐1‐1 §7:  Minimale wapening voor beheersing van de scheuropeningen

cteffctc AfkkA

,

ssA

min,

Max. diameter staven [mm]Maximale spanning, op basis van maximale 

staafdiameter (in pure trek en vnl. vervormingen)

Spanning in de wapening [N/mm²]

Inleiding +Inleiding +1 5InleidingterminologieInleiding

terminologie5

Voegen(uitvoering )3 (uitvoering,…)

Betontechnologie

3

2 Scheuren (wapening, …)BelastingenBelastingen

2BelastingenBelastingen

4

Plaatsing voegen, 2 filosofiën:g go 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 voegentypes van voegen ‐> zwakke/zwakste schakels

o Uitzettingsvoegen en zettingsvoegeno Krimpvoegen/verdeelvoegeno Hernemingsvoegen

Vloeistofdichtheid voegenVloeistofdichtheid voegenrealiseren via aangepaste

concepten

Waterstop: principeWaterstop: principe

krimpvoeg

waterstop “intern”

“extern”

Krimpvoegen en hernemingsvoegenA: Vloerplaat‐vloerplaat

krimpvoeg

WaterdichtingdeuvelØ 12 à 16 mm

deuvelhulsØ 12 à 16 mm

Materialen voor voegen...o a staalplaten en kunststofo.a. staalplaten en kunststof

Fase 1 Fase 2

Krimpvoegen en hernemingsvoegen( d d f l l )(wand–wand of vloer‐vloer)

staalplaat alsstaalplaat alsstaalplaat als waterstopstaalplaat als waterstopGeperforeerd strekmetaal Geperforeerd strekmetaal 

als verloren bekistingals verloren bekisting

Krimpvoegen en hernemingsvoegenhernemingsvoegen

(wand–wand of vloer vloer)vloer‐vloer)

staalplaat alsstaalplaat alsstaalplaat als waterstopstaalplaat als waterstop

kunststof als kunststof als waterstopwaterstop

Krimpvoegen en hernemingsvoegen(vloerplaat‐vloerplaat)

“

staalplaat als staalplaat als hernemingsvoeg(verloren bekisting)hernemingsvoeg(verloren bekisting)

waterstopwaterstop(verloren bekisting)(verloren bekisting)

“stortnaadbekisting”“stortnaadbekisting”

Dilatatievoegen

Weinig belast?: voeg doorgaans op basis van synthetische materialen

Dilatatievoegen

fZwaarder belast?: metalen profiel dat ook schuifkrachten kan doorgeven

7. Waterdichtheid: voegen Voegen: d ht t l t i ?aandachtspunten plaatsing?

•• Locatie en behouden locatieLocatie en behouden locatie•• Hoeken: minimale curve Hoeken: minimale curve 

( h i h i l )( h i h i l )

•• Locatie en behouden locatieLocatie en behouden locatie•• Hoeken: minimale curve Hoeken: minimale curve 

( h i h i l )( h i h i l )(synthetische materialen)(synthetische materialen)•• BetondekkingBetondekking•• OverlappingOverlapping

(synthetische materialen)(synthetische materialen)•• BetondekkingBetondekking•• OverlappingOverlappingOverlappingOverlapping

gelast: min. 2 à 3 cmgelast: min. 2 à 3 cmVerlijmd: min 10 cmVerlijmd: min 10 cm

OverlappingOverlappinggelast: min. 2 à 3 cmgelast: min. 2 à 3 cmVerlijmd: min 10 cmVerlijmd: min 10 cmnietniet‐‐gelastgelast: min. 20 à 30 cm + … : min. 20 à 30 cm + … 

•• Eventueel bijkomende bescherming via Eventueel bijkomende bescherming via b t i tb t i t ff f l t tf l t t

nietniet‐‐gelastgelast: min. 20 à 30 cm + … : min. 20 à 30 cm + … •• Eventueel bijkomende bescherming via Eventueel bijkomende bescherming via 

b t i tb t i t ff f l t tf l t tbentonietvoegenbentonietvoegen of of voorafgeplaatstevoorafgeplaatsteinjectieslangeninjectieslangenbentonietvoegenbentonietvoegen of of voorafgeplaatstevoorafgeplaatsteinjectieslangeninjectieslangen

iiiiBentonietvoegenBentonietvoegen::•• Heel gevoelig aan de uitvoering:Heel gevoelig aan de uitvoering:

h k d dh k d d

BentonietvoegenBentonietvoegen::•• Heel gevoelig aan de uitvoering:Heel gevoelig aan de uitvoering:

h k d dh k d d•• Schoonmaken ondergrond, juiste Schoonmaken ondergrond, juiste plaatsing (ev. met hulpwapening)plaatsing (ev. met hulpwapening)

•• Schoonmaken ondergrond, juiste Schoonmaken ondergrond, juiste plaatsing (ev. met hulpwapening)plaatsing (ev. met hulpwapening)

Injecties:Injecties:Injecties:Injecties:jj•• Bijkomende garantieBijkomende garantie•• Om grote scheuren te dichten (> 0.1 mm)Om grote scheuren te dichten (> 0.1 mm)

jj•• Bijkomende garantieBijkomende garantie•• Om grote scheuren te dichten (> 0.1 mm)Om grote scheuren te dichten (> 0.1 mm)

Vloeistofdichtheideventuele doorboringen

Oplevering en besluitOplevering en besluitOplevering en besluitOplevering en besluitOplevering en besluitOplevering en besluitOplevering en besluitOplevering en besluit

Controle betonControle betonWaterabsorptie: NBN B15Waterabsorptie: NBN B15 001001

Controle betonControle betonWaterabsorptie: NBN B15Waterabsorptie: NBN B15 001001Waterabsorptie: NBN B15Waterabsorptie: NBN B15‐‐001001

Controle waterdichtheid??Controle waterdichtheid??

Waterabsorptie: NBN B15Waterabsorptie: NBN B15‐‐001001

Controle waterdichtheid??Controle waterdichtheid??Controle waterdichtheid??Controle waterdichtheid??1. Test op ware grootte: vullen en evalueren  1. Test op ware grootte: vullen en evalueren  (niveau,  scheuren, lekken, ...)(niveau,  scheuren, lekken, ...)

Controle waterdichtheid??Controle waterdichtheid??1. Test op ware grootte: vullen en evalueren  1. Test op ware grootte: vullen en evalueren  (niveau,  scheuren, lekken, ...)(niveau,  scheuren, lekken, ...)( , , , )( , , , )‐‐> Voorafgaandelijk criterium te formuleren> Voorafgaandelijk criterium te formuleren

l d h (b k i )l d h (b k i )

( , , , )( , , , )‐‐> Voorafgaandelijk criterium te formuleren> Voorafgaandelijk criterium te formuleren

l d h (b k i )l d h (b k i )2. Controle van de scheuren (berekening)2. Controle van de scheuren (berekening)2. Controle van de scheuren (berekening)2. Controle van de scheuren (berekening)

Keuze van de  Toepassingdichtheidsklasse

Keuze van het betontype

NBN EN 206‐1NBN B15‐001

Ontwerp en EC2‐1‐1

SterkteOmgevingsklasseConsistentieklasse

berekeningEC2‐3 Bijkomende eisen

Wapeningen

Wisselwerking, terugkoppelingWisselwerking, terugkoppeling

BouwsysteemWapeningenVoegen‐Details

Injecties

g pp gtussen de 

verschillende

g pp gtussen de 

verschillende

UitvoeringNBN EN 13670

Keuze van de bekistingFasering

NabehandelingD il

partijenpartijenUitvoeringNBN EN 13670 Details

Hartelijk dank voor uw aandachtHartelijk dank voor uw aandacht en interesse!

niki.cauberg@bbri.be , WTCBbenoit.parmentier@bbri.be , WTCBTechnologisch Adviseurs