Duurzaam Ontwerpen van Beton: chloride-indringing en carbonatatie

Looptijd
/
Onderzoeksproject

Duurzaam Ontwerpen van Beton: chloride-indringing en carbonatatie

Gewapend en voorgespannen beton kan door verschillende degradatiemechanismen worden aangetast. Hoe kunnen we beton zo samenstellen dat het risico op schade beperkt blijft? Dit onderzoek tracht een antwoord te geven op die vraag en handige richtlijnen op te stellen om het ontwerp van duurzaam beton te stimuleren. 

stock duurzaam ontwerpen beton

Achtergrond

Gewapend- en voorgespannen beton kan door verschillende degradatiemechanismen worden aangetast. 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. Voor de duurzaamheid geldt slechts een receptmatige 'deemed-to-satisfy'-benadering waarbij minimale of maximale 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. Daardoor is de effectieve levensduur, rekening houdend met de omgevingsfactoren, moeilijk in te schatten door een ontwerper 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.

Doelstellingen

De belangrijkste uitdagingen en doelstellingen zijn 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 hanteerbare 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 softwaremodule. Deze methodologie zal toelaten constructies te ontwerpen voor een langere levensduur.
Duurzaam Ontwerpen van Beton

Onze partners

  • KU Leuven (Industriële Ingenieurswetenschappen Technologiecampus Gent)
  • Universiteit Gent (Labo Magnel voor Betononderzoek)
  • WTCB

Wil je meer weten over dit project?