A Bridge Too Far?

Binnen dit PWO‐project ontwikkelt DUBiT, in samenwerking met Sanacon en DuEl (Universiteit Antwerpen) een hands‐on praktische leidraad en opleiding omtrent gebruik, ontwerp en installatie van een kathodisch beschermingssysteem voor de levensduurverlenging van bestaande betonconstructies. De nood aan duurzame hersteltechnieken, lange termijn visie en adequate besteding van het renovatiebudget is essentieel. Binnen dit project wordt de bestaande expertise versterkt via overleg met het werkveld, kwalitatief marktonderzoek, inventarisatie van bestaande cases en experimenteel onderzoek op labo‐schaal. Een werkelijk kathodisch beschermingssysteem op de campus te Aalst zal dienst doen als demo‐opstelling die onderdeel uitmaakt van een door Odisee aangeboden unieke KB‐opleiding in België.

Betonnen brug
Looptijd
/
Financiering
PWO
Onderzoeksproject

A bridge too far?

Kathodische bescherming (KB) als duurzame hersteltechniek voor levensduurverlenging van bestaande (civiele) betonconstructie

Eén op de vijf gewestbruggen in Vlaanderen en Brussel in slechte tot zeer slechte staat: renovatie blijft vaak uit”. Naar aanleiding van dit recent mediabericht trachten we binnen DUBiT een antwoord te bieden op de prangende vraag: hoe kan de schade aan de betonbruggen op een duurzame manier aangepakt worden?

 

Betonnen brug

Achtergrond

Ongeveer 70 tot 80 % van de schade aan betonnen bruggen is in min of meerdere mate te linken aan corrosie van het staal in het betonnen element. Corrosieschade treedt op wanneer het staal zich afwisselend in een vochtige en droge omgeving bevindt (zoals een buitenomgeving) én wanneer blootgesteld aan CO2 en/of chloriden (bijvoorbeeld aanwezig in dooizouten of in kustomgeving). Het is voornamelijk deze chlorideverontreiniging, vooral vast te stellen ter hoogte van kritieke zones zoals oplegzones, voegen en waterdoorvoeren van bruggen, die tot ernstige schade en instabiliteit van de constructie kan leiden. Bovendien wordt er heden een golf van betonherstelprojecten verwacht: in de jaren ’60‐’70 was er een enorme toename in het betongebruik en de gemiddelde ontwerplevensduur van een betonconstructie is 50 jaar, 1+1=2.

Hoe pakt men deze schade aan, hoe verlengt men de levensduur? Als chloriden schade veroorzaken in een gewapende betonconstructie, dan moet kathodische bescherming (KB) steeds een mogelijke én duurzame hersteloptie zijn. Binnen deze techniek bestaan er twee systemen:

  1. het passieve systeem met behulp van opofferanodes (galvanic cathodic protection GCP) en
  2. actieve kathodische bescherming via opgedrukte stroom (impressed current cathodic protection ICCP). Via deze techniek wordt de elektrochemische potentiaal van het wapeningsstaal zodanig verlaagd dat corrosie ervan niet langer kan optreden, en is men mits goed ontwerp en uitvoering in staat om de levensduur van de beschermde (brug)constructie met minstens 25 jaar te verlengen.

Bij klassiek betonherstel is het behalen van zo’n levensduurverlenging nagenoeg onmogelijk. Een eerste prospectie heeft echter aangetoond dat KB, en meer in het bijzonder het ICCP systeem, maar heel moeilijk van de grond komt in België: in 2015 waren er slechts een 20‐tal cases bekend. Men grijpt al te vaak terug naar klassiek herstel, wat bij het geval van chloride‐verontreinigd beton tot herstelschade kan leiden op relatief korte termijn (minder dan 5‐10 jaar). Gebrek aan kennis en ervaring, een te hoge kostprijs, en een eerder conservatieve denkwijze binnen de betonherstelwereld worden als voornaamste redenen aangehaald.

Doelstellingen

Binnen het onderzoeksproject ‘A Bridge Too Far?’ tracht DUBiT, in samenwerking met Sanacon en DuEL, hieraan tegemoet te komen:

  1. via een kwalitatief marktonderzoek, open conversatie met de betonherstelwereld en verdere inventarisatie en na‐calculatie/inspectie van bestaande KB‐ICCP cases in België,
  2. via een experimenteel proefprogramma waarbij de efficiëntie van het KB‐systeem, en meer in het bijzonder de stroomverdeling binnen het te beschermen betonelement, gesimuleerd (eindige elementen modellering) en gevalideerd (proefstukken op laboschaal) zal worden,
  3. via de ontwikkeling van een KB‐installatie (ICCP) op de campus Aalst op werkelijk schaal en
  4. via een hands‐on praktische opleiding voor de betonherstelwereld, uniek in België.

Op deze manier wil DUBiT voortrekker zijn om kathodische bescherming als duurzame betonhersteltechniek op de kaart te zetten in België, met als strategie: sensibiliseren ‐> informeren ‐> adviseren ‐> activeren.

Uittreksel vrtNWS (dd. 6/5/2020):

Op dit moment staan er 42 bruggen op die lijst. Elf van die bruggen staan al meer dan 15 jaar op de lijst, vijf daarvan zelfs al meer dan 20 jaar.

Dat zijn verhalen die ik liever niet hoor. Als een brug al zo lang op de lijst staat, dan voldeed die toen al niet aan de criteria. De conditie van de brug zal er in ieder geval niet op vooruit gegaan zijn indien er in de tussentijd geen maatregelen werden genomen. Een duurzaam herstel is dus essentieel, maar een preventieve aanpak verdient nog meer de voorkeur.
Bart Craeye

Uittreksel GWW Platform (dd. 14/5/2020):

Terwijl de vraag naar betonherstel anno 2020 alleen maar toeneemt, is het gebrek aan goed geschoolde betonexperten nijpend.

Je zou met andere woorden kunnen stellen dat het beroep betonexpert een knelpuntberoep aan het worden is. Net nu er nood is aan vakbekwaam personeel, niet alleen in op het vlak van diagnose en inspectie, maar evenzeer in de uitvoering van betonherstel‐projecten.
Bart Craeye
A bridge too far?

Recente berichtgeving uit de media

“Bruggen in Vlaanderen te weinig gecontroleerd op stabiliteit en slijtage”, vrtNWS, 25/2/2020.

Gebrekkige Vlaamse bruggen: “Er is een meldpunt voor betonschade nodig”, website Odisee, 25/2/2020.

“Eén op de vijf gewestbruggen in Vlaanderen en Brussel in slechte tot zeer slechte staat: renovatie blijft vaak uit”, vrtNWS, 6/5/2020

“Prioriteitenlijst brengt meest precaire bruggen in kaart”, GWW Platform over infrastructuur, ruimtelijke ordening, civiele ‐en openbare werken, 14/5/2020

“Bergwijkbrug Merelbeke afgebroken”, De Vlaamse Waterweg, 25/1/2021

“Autosnelweg tussen Brussel en Oostende op twee plaatsen afgesloten, hele week hinder”, vrtNWS, 5/2/2021

Onze partners

  • Sanacon bv
  • Onderzoeksgroep DuEL, Universiteit Antwerpen

Wil je meer weten over dit project?