Hoe gaat de rekenkundige beoordeling van bestaande constructies met ASR in zijn werk?

Een lopende Stufib-studiecel

Initiatief: Vaste commissie In situ beton
Deelnemers: W. Boot, M. Grida, T. Harrewijn, A. Rodenhuis (voorzitter), B. Šavija, R. Tai
Mentor Stufib: H. Burggraaf

Inleiding

ASR (alkali-silica reactie) in betonconstructies kan resulteren in een degradatie van de materiaal-eigenschappen. Uit onderzoek is gebleken dat ASR met name op de treksterkte en daarmee op de dwarskrachtcapaciteit (schuifcapaciteit) een negatieve invloed heeft en veel minder op de druksterkte. Dit is te verklaren doordat ASR leidt tot een geëxpandeerd gel hetgeen druk uitoefent in het interne skelet van het beton.

Om dit fenomeen bij nieuwe kunstwerken te ondervangen is rond het millennium de CUR-aanbeveling 89 in het leven geroepen, waarbij de betonsamenstelling wordt geregeld. Vroeger – voor de jaren ’90 – was het mechanisme echter nog niet bekend. Bij diverse oudere kunstwerken (voornamelijk viaducten) is dan ook tijdens inspecties ASR geconstateerd.
Bij een (rekenkundige) constructieve beoordeling kon teruggevallen worden op de CUR-aanbeveling 102 (2005). Hierin worden rekenregels gegeven om tot een herberekening te komen. In 2018 is deze CUR-aanbeveling echter ingetrokken.

De exacte reden hiervan is niet bekend, maar twee redenen lijken een belangrijke rol te hebben gespeeld:

• De aanbeveling dateert van 2005 (NEN tijdperk) en heeft geen aansluiting met de huidige Eurocode;
• De gegeven rekenregels lijken wel erg conservatief te zijn.

Behoefte

Na het intrekken van de CUR 102 is er voor de constructeurs een leemte ontstaan. Aan welke regenregels dient een bestaande constructie te voldoen? Gezien het feit dat uit diverse onderzoeken is gebleken dat de ASR inderdaad de dwarskrachtcapaciteit (aanzienlijk) reduceert kunnen onveilige situaties ontstaan als hier geen rekening mee gehouden. Anderzijds is de CUR 102 niet meer rechtsgeldig, en is deze richtlijn wel erg conservatief gebleken waardoor kunstwerken onnodig vervangen zouden moeten worden.

Of zoals Hansen (2016) opmerkte:

“There is no commonly accepted method to assess the residual load carrying capacity of these ASR-damaged structures. (…) As a consequence, the engineers are in many situations left with rough estimates on the residual load carrying capacity without empirical evidence. The lack of knowledge may have caused unnecessary expensive replacements, repairs or even worse unsatisfactory structural safety.”

Aanpak

De studiecel verzamelt de rekenmethoden die nu beschikbaar zijn voor het bepalen van de restlevensduur en geeft aan hoe deze toegepast kunnen worden bij constructies met ASR. Verder kijkt de studiecel naar de gegevens van de constructie die nodig zijn om deze berekeningen te maken. Daar waar rekenmethoden en/of gegevens niet beschikbaar zijn maakt de studiecel deze zichtbaar als kennislacunes.

Resultaat

Een Stufib-rapport met daarin handvaten voor de constructeur voor het rekenen aan constructies met ASR, waarmee een start wordt gemaakt met de leemte te vullen die het intrekken van de CUR-aanbeveling 102 heeft veroorzaakt.