VME Residentie August Vermeylenlaan 21-23

Transcriptie

1 ann vandevelde * benny bollen * eva van leuven * herman de bleser * hugo decuypere * ilse verwilt mieke jaeken * peter van bragt * raymond duivesteijn x rina kimzeke * architect vennoot x architect medewerker medewerker VME Residentie August Vermeylenlaan August Vermeylenlaan ANTWERPEN SAMENVATTEND VERSLAG VAN KERNBORINGEN Antwerpen, 05 september 2013

2 p. 2 / 9 KERNBORINGEN EN RESULTATEN INLEIDING Reeds bij een eerste gesprek met de werkgroep en de raad van bestuur werd door ons (Groep Archo architecten cvba) het belang van het uitvoeren van kernboringen duidelijk gemaakt. Ook in het begeleidend schrijven bij onze offerte hebben wij gewezen op de noodzaak tot het uitvoeren van kernboringen met daaraan gekoppeld labo-onderzoek om de samenstelling van het beton en gebeurlijke negatieve processen in het beton te kunnen achterhalen. We hebben de noodzaak hiervan trachten te verduidelijken door onze kandidatuur voor deze opdracht onmiddellijk in te trekken indien de gemeenschap NIET akkoord zou gaan met deze onderzoeken. Gezien de oorspronkelijke bouwperiode van het gebouw (periode waarin vaak toestagstoffen werden gebruikt waarvan de volgen later pas gekend werden), de aannemer, de schadebeelden (en vooral de weggemoffelde schadebeelden door de cache misères ), achtten wij de kans dat er ongewenste processen in het beton zouden voorkomen groot. Deze ongewenste processen in het beton zijn o.a.: - Roestvorming op de wapening door carbonatatie (Door de reactie van het CO2 uit de lucht met de alkalische bestanddelen in het beton daalt de ph-waarde van het beton. De passivatielaag (voor zuurstof ondoordringbare laag) rond de wapening wordt bijgevolg instabiel en verliest haar beschermende werking >> redelijk gelijkmatige wapeningscorrosie (roest) van de wapening treedt op) - Roestvorming/putcorrosie door chlorideaantasting - Secundaire ettringietvorming (chemische reacties vormen expansieve kristallen, hetgeen leidt tot verlies van de samenhang tussen grind en cement) - Alkali-silicareactie (hierna aangeduid als ASR ) (chemische reacties vormen een gel, hetgeen leidt tot zwellen en uitoefening van druk) Herstellingen op dergelijk aangetast beton zijn niet duurzaam; maw zou er binnen korte termijn terug betonrot kunnen optreden wat we natuurlijk ten allen tijde willen vermijden. Het is van belang niet alleen visueel de staat van het beton te inspecteren en het nodige betonherstel (na wegpikeren van het slechte beton) op een oordeelkundige manier uit te voeren, maar het is tevens van belang te weten dat gebeurlijk uitgevoerd betonherstel wordt uitgevoerd op beton van voldoende kwaliteit (waarin geen negatieve processen werken die niet met het blote oog zichtbaar zijn). Labo-onderzoek op betonkernen moet hierover uitsluitsel geven, door te achterhalen of er al dan niet intern chemische reacties in het beton voorkomen die de stabiliteit van het beton in gedrang brengen.

3 p. 3 / 9 Uit ervaring weten we ondertussen dat het noodzakelijk is niet alleen de traditionele onderzoeken op de betonnen kernen (Drukproef, Carbonatatiediepte en Chloridegehalde ) uit te voeren, maar tevens dadelijk over te gaan naar een petrografische analyse (waarbij het beton in flinterdunne schijfjes wordt gezaagd en microscopisch wordt onderzocht. Dit bijkomend onderzoek naar een eventueel aanwezige ASR of een ettringietvorming is noodzakelijk (omdat ze kunnen leiden tot scheurvorming en tot het falen van het constructieonderdeel) alvorens verder te bouwen op de bestaande ondergrond/betonplaat.

4 p. 4 / 9 KERNBORINGEN KEUZE VAN DE TERRASSEN. Op basis van eerste visuele vaststellingen over de staat van het beton werd door ons een lijst gemaakt met terrassen waar wij bij voorkeur boringen wilden laten uitvoeren. O.a. de volgende visuele kenmerken hebben deze keuze bepaald : opmerkelijk slechte staat van het beton van een aantal van de terrashemels: een soort vorming van pokken over het ganse terrasoppervlak beeld op enkele terrashemels, alsof er in een bepaalde zone en soort vloeiing heeft plaatsgevonden; We gaven een aantal appartement-nummers op dan de uit te voeren boringen. Het betrof volgende terrassen: - doorheen de terrasvloer Voorgevel (2 boringen) bij voorkeur J7 of D4 in volgende orde van voorkeur G10 indien bovenstaande niet akkoord L7 of E8 Achtergevel (2 boringen) bij voorkeur H9 of I5 (i) in volgende orde van voorkeur G9 of C8 indien bovenstaande niet akkoord I10 (i) - doorheen de terrasboord (silex boordsteen) hadden we niet bepaald een voorkeur. Werd bepaald ifv makkelijkheid tot plaatsing van de stelling (1 boring) Met dank aan de betreffende eigenaars werden uiteindelijk op volgende terrassen de kernboringen uitgevoerd : - doorheen de terrasvloer Voorgevel F3 en G10 Achtergevel F3 en H9 doorheen de terrasboord (silex boordsteen) vloer eerste verdieping

5 p. 5 / 9 KERNBORINGEN De betonkern van terras 10G : o Het beton bleek hier dadelijk van minder goede kwaliteit dan de boringen uitgevoerd op de andere verdiepingen. o De eerste boring verbrokkelde geheel tijdens het uitvoeren van de boring, dit wijst reeds op een slechte betonkwaliteit Labo-proeven op dit monster waren niet meer mogelijk In het boorgat was te merken dat het beton in horizontale lagen gebarsten was. o Er werd op dit terras een tweede boring uitgevoerd ifv de mogelijkheid tot labo-onderzoek op de kern. Microscopisch onderzoek wijst uit dat: hoewel uiterlijk een stevig beton met slechts beperkte carbonatatie, het beton toch een slechte granulaathechting heeft met microscheuren waarin sulfaat en ettringiet aanwezig is. er een slechte hechting is tussen de cementsteen, het zand en de granulaten o Het labo-onderzoek van de tweede kern verklaart dus volkomen de slechte staat van de eerste kern. Een interne onthechting van de granulaten (grind en zand) en het cement ten gevolge van expansieve kristallen. (Ettringietvorming is een gevolg van o.a. gebruikte toelagstoffen in het beton; het is dus stortgebonden waardoor het binnen eenzelfde gebouw in bepaalde zones wel kan voorkomen en in andere zones niet. Daarenboven komt het proces ook alleen voor in combinatie met vocht (binnen, waar het geen vocht aanwezig is, zal er dus ook geen ettringietvorming vastgesteld worden)). verbrijzelde proefstuk op 10 e verdieping verschillende lagen waarneembaar in beton tweede boring op 10G

6 p. 6 / 9 De betonkernen van terrassen 3F (voor en achtergevel) o vertoonden zowel in de voor- als achtergevel geen carbonatatie. o Nadat de vaststellingen m.b.t. de ettringietvorming in het beton van terras 10 G ons in een verslag werden bezorgd hebben wij een bijkomend petrografisch onderzoek laten uitvoeren op een kern van de terrassen van 3F. Hierin werd GEEN EXPANSIEVE ettringietvorming vastgesteld. Wanneer het beton door de renovatiewerken zal worden beschermd tegen vochtindringing is het beton nog voldoende stevig. De betonkern van terras 9H vertoont geen carbonatatie maar wel een vrij hoog chloridegehalte, goede bescherming tegen vochtinfiltratie moet hier tevens de chloride geïnitieerde corrosie voorkomen. De betonkern van de boordsteen uit de achtergevel vertoonde wel carbonatatie en dit tot een diepte van 25mm Aangezien deze boordsteen geen dragende functie heeft en in de toekomst (na de werken) met een carbonatieremmende coating zal afgewerkt zijn, is dit niet verontrustend. (de overgang tussen rood en wit is het carbonatatiefront)

7 p. 7 / 9 CONCLUSIE: vochtinfiltratie in de terrasopbouw is de hoofdoorzaak van de vastgestelde tekortkomingen aan het beton zoals blijkt uit destructief onderzoek is er GEEN dichtingslaag aanwezig in de vloeropbouw. Uit het petrografisch onderzoek is op de 10 de verdieping expansieve ettringietvorming vast te stellen. Voor wie hierover toch een meer diepgaande verduidelijking wenst vindt u op volgende bladzijde een verdere verduidelijking. Gezien de vaststelling van expansieve ettringiet op het terras van de 10 de verdieping en niet op de 3 de verdieping zal het noodzakelijk zijn tijdens de werken, en dan in het bijzonder tijdens het afbikken van het beton, ter voorbereiding op het uitvoeren van het betonherstel bijzondere aandacht te schenken aan de bestaande betonkwaliteit. Wij zullen hier samen met de aannemer Renotec voldoende nazicht en controle ter plaatse uitvoeren. Ervaring heeft ons geleerd dat bij aanwezigheid van secundaire ettringiet de aangetaste zones een duidelijke andere samenhang tijdens het wegpikeren vertonen dan niet aangetaste zones. Aan de terrassen van de tiende verdieping zal er quasi zeker meer betonherstel dienen uitgevoerd te worden dat initieel werd ingeschat. De kans is groot dat dit op andere verdiepingen ook het geval zal zijn en dit meer in het bijzonder bij de terrassen waar wij, voortgaande op visuele vaststelling van het schadebeeld, bij voorkeur graag een kernboring hadden laten uitvoeren. Een goede inschatting maken van de hoeveelheid uit te voeren betonherstel is ook op dit moment niet mogelijk. We kunnen hier dan ook alleen maar toejuichen dat de gemeenschap in zee is gegaan met een aannemer met niet alleen voldoende kennis van zaken en ervaring in dit soort werken, maar tevens met een BCCA keuring - PROCESCERTIFICATIE BETONHERSTELLERS.

8 p. 8 / 9 Wat is expansieve ettringietvorming : o sulfaataantastingen Sulfaten in beton reageren met de vrije kalk. Dit resulteert in de vorming van gips. Het gehydrateerde tricalciumaluminaat (C3A) reageert bij contact met voldoende water met het aanwezige gips. Het bij deze reactie gevormde mineraal is ettringiet. De reactie vindt doorgaans plaats bij een temperatuur tussen 20 en 40 C. Het ettringiet ontstaat hetzij in de reeds aanwezige scheuren in beton, hetzij in de overgangszone tussen de cementsteen en de granulaten. De vorming van ettringiet gaat gepaard met een volumetoename die tot 8 maal het oorspronkelijk volume bedraagt. Het is gemakkelijk te begrijpen dat een dergelijke uitzetting noodlottig is voor beton. Toch zijn er nog steeds twee verschillende hypothesen rond dit schadeproces gangbaar. Volgens de hypothese van de zweltheorie ontstaat er een zweldruk, omdat de nog kleine ettringietpartikels het water uit de omgeving opzuigen en daardoor uitzetten. Een tweede hypothese, de kristaldruktheorie, stelt dat de ettringietexpansie optreedt door het ontwikkelen van de kristallen, die bij aangroeien het omliggende cement en de granulaten wegdrukken. Bij lagere temperaturen (ongeveer 5 C) wordt meestal geen ettringietvorming meer vastgesteld. Wanneer er echter voldoende water beschikbaar is, wordt dan wel de vorming van thaumasiet waargenomen. Vermits de vorming van thaumasiet minder expansief is dan die van ettringiet, zou men kunnen veronderstellen dat thaumasiet minder schadelijk is voor beton. Door het ontbinden van de cementsteen om SiO2 vrij te maken, treedt echter een sterkteverlies bij het beton op. Dit sterkteverlies, gecombineerd met een lichte expansieve reactie, zorgt ervoor dat de uiteindelijke schade door thaumasiet- vorming ernstige proporties kan aannemen. In betonnen elementen die een te vroege of een te warme behandeling hebben ondergaan, ontstaat ook bij 20 C een gelijktijdige vorming van thaumasiet en ettringiet. o vereenvoudigde weergave van sulfaataantasting : Sulfaten uit de omgeving kunnen in het beton reageren tot ettringiet (candlotzout). Deze kristalvorming gaat gepaard met een enorme expansie en kan zowel optreden tijdens de plastische fase van het beton (primair) als in het verharde beton (secundair). Enkel secundaire ettringietvorming is schadelijk voor het beton. De inwendige druk die veroorzaakt wordt door de expansie kan immers leiden tot scheurvorming en tot het falen van het constructieonderdeel. De sulfaten kunnen eveneens de hoofdbestanddelen van de binding in de cementsteen ontkalken, waardoor de betonsterkte vermindert en er stabiliteitsproblemen kunnen optreden.

9 p. 9 / 9 Verslag, ter goeder trouw opgemaakt te Antwerpen op 05 september 2013 Voor Groep Archo architecten cvba Ann Vandevelde, architect, bestuurder Raymond Duivesteijn, architect,