kennisprogramma betonakkoord - btic · conditie meten en levensduurvoorspelling • synergiën...
TRANSCRIPT
![Page 1: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/1.jpg)
Kennisprogramma
Betonakkoord - BTICJeroen Kruithof (BTIC / TNO)
14 november 2019
![Page 2: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/2.jpg)
Agenda
• Voorstellen
• Doelstellingen & werkwijze
• Doelen 2023
• State-of-the art (praktijk, wetenschap)
• Onderzoeksvoorstel
• Vervolg
![Page 3: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/3.jpg)
Betonakkoord
• Akkoord ondertekend op 10 juli 2018 door:
• 9 opdrachtgevers (waaronder I&W, BZK, EZK en LNV)
• 33 toeleveranciers
• 11 bouwbedrijven
• 6 sympathisanten
• Uitvoeringsprogramma ingericht met 7 uitvoeringsteams
• Kennisvragen uitvoeringsteams zijn input voor BTIC-programma
![Page 4: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/4.jpg)
BTIC: Oplossingen haalbaar, opschaalbaar en betaalbaar maken!
WWW.BTIC.NU
![Page 5: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/5.jpg)
Het Bouw en Techniek Innovatie Centrum (BTIC) is een Publiek Private Samenwerking met als doel het vliegwiel te zijn voor kennis
en innovatie voor de bouw- en technieksector (www.btic.nu).
![Page 6: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/6.jpg)
Richard MulderBranches
Huub KeizersTNO
Henk Visscher 4TUBouw
Maxime VerhagenBouwend Nederland
DoekleTerpstra
Techniek NL
Teun Bokhoven
TKI-Urban Energy
Machteld de Kroon
TNO
Jan Dirk Jansen
4TU
Chris KuijpersBZK (mede namens EZK en IenW)
Carla Moonen NLIngenieurs
Maurice Limmen
Vereniging Hogescholen
Marnix Noorder
AEDES
BTIC-Raad
BTIC-Management
Programma
Energietransitie bestaande bouw
Programma
Digitalisering
Programma
Circulaire Bouw Economie
Programma
Infrastructuur
Programma
Ruimtelijke adaptatie
![Page 7: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/7.jpg)
Doelstellingen
• Gecombineerde doelstellingen Betonakkoord en Uitvoeringsagenda Circulaire Bouweconomie voor 2030:
• een vermindering van de C02-uitstoot in de betonketen met 50%
• 100% hoogwaardig hergebruik van het vrijkomende beton
• Reductie van primair materialen gebruik met 50%
![Page 8: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/8.jpg)
Huidige kennisvragen Betonakkoord
• Ontwikkeling nieuwe bindmiddelen en/of toeslagmaterialen met kleinere CO2 footprint en minder primair grondstoffen gebruik. Specifiek wordt gedacht aan:
• recycling van beton met AEC granulaat
• efficiëntere korrelpakking met cementreductie als gevolg
• terugwinnen van cement uit bestaand beton
• Deelnemende publieke partijen willen actief beton innovaties gaan uitvragen in projecten. Zij willen dit mogelijk maken door beton op prestatie uit te vragen (in plaats van op receptuur). Het ontbreekt echter aan kennis om:
• te beoordelen of innovaties de gevraagde prestaties (kunnen) behalen (toetsing vooraf)
• de prestaties over langere termijn te monitoren
• Hoe kan de levensduur van de bestaande constructies verlengd worden? Hoe geven we een impuls aan de ontwikkeling van nieuwe technieken voor levensduur verlengend onderhoud?
![Page 9: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/9.jpg)
Werkwijze
• Per onderzoeksvraag een 4-jarig programma ontwikkelen:
• Binnen doelstellingen BA én Uitvoeringsprogramma Circulaire Economie
• Bestaande uit onderzoeken met doorlooptijd van 1 – 4 jaar
• In samenwerking met minimaal 2 andere BTIC partijen
• Ontwikkeling kennisprogramma verdeeld in 3 sprints:
A.1 oktober – 14 november -> Betondag
B.15 november – 20 december -> Concept kennisprogramma
C.6 januari – 7 februari -> Presentatie definitief kennisprogramma
![Page 10: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/10.jpg)
2a. Conditie meten in levensduur-ontwerp en -voorspelling bij bestaande
constructies en nieuwe materialenHerdis Heinemann (BTIC / TNO)
![Page 11: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/11.jpg)
Doelen 2023
5R Circulariteitstrategieën voor beton en betonconstructies: RENOVATE, REUSE, RECYCLE, REPLACE, RETHINK
(gebaseerd op Ellen MacArthur Foundation’s Circular Economy Model).
+ X %
betrouwbaarheid omhoog
![Page 12: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/12.jpg)
State-of-the-art (praktijk en wetenschap)
• Levensduurvoorspelling
• Nieuwe constructies met traditioneel beton
• Min. periode na de bouw gedurende welke de betrouwbaarheid van de constructie voldoet aan de eisen
• Technische levensduur ≠ functionele levensduur
Einde levensduur … wat betekent het precies?
• Einde van periode waarvoor we betrouwbare gegevens hebben
![Page 13: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/13.jpg)
Factoren die modellen conservatief maken:
• Verwaarlozing van tijdsafhankelijke processen
• Diffusiecoëfficiënt …
• Onzekerheden parameters
• Ccrit …
• Keuzes parameters
• Vooral m.b.t. corrosie …(bron: Angst, 2018)
![Page 14: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/14.jpg)
State-of-the-art (praktijk en wetenschap)
• Conditiemeten : Objectieve data over technische staat
Machine learning for durability and service-life assessment of reinforced concrete structures: Recent advances and future directions (2017) Woubishet Zewdu Taffese ⁎, Esko Sistonen
![Page 15: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/15.jpg)
Conditie meten en levensduurvoorspelling
• Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling
• Middels inspectie- en onderhoudsregime schade detecteren en corrigeren
• Kans voor preventieve acties verhogen
• Verificatie modellen
• Voorbeeld staal (NEN-EN 1990:2011): schadetolerantie i.c.m. monitoren
→ Onderzoekslijn 1
![Page 16: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/16.jpg)
State-of-the-art (praktijk en wetenschap)
Recycle en replace
• Innovaties en proof-of-principle
• Toepassingen met beperkt risico’s?
• Betonwaren, constructieve elementen
• Welk test methode, welk schaal…?
• Voorspelbaar en onvoorspelbaar gedrag?
![Page 17: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/17.jpg)
Lab – opschalen TRL? langdurig gebruik
Duurzaamheidstest Ervaring monitoren en reactie
→ Onderzoekslijn 2
![Page 18: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/18.jpg)
State-of-the-art (praktijk en wetenschap)
Renovate en Re-use
… maar wat is de restlevensduur?
Technisch of functionele levensduur?
Bron:Angst (2018). Challenges and opportunities in corrosion of steel in concrete.
![Page 19: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/19.jpg)
State-of-the-art (praktijk en wetenschap)
• Restlevensduur voorspellen
• Ondergrens: niet meer voldoen aan NEN 8700
• Eind initiatiefase van het corrosieproces(dus er is nog géén corrosie)
• Ccrit : parameter met de grootste onzekerheid
• Wel modellen en waarneming met elkaar confronteren
![Page 20: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/21.jpg)
Bet
rou
wb
aarh
eid
Tijd
Volgens ontwerp
Negatief variaties
Positieve variaties
2019 2019 + X jaar
→ Onderzoekslijn 3
Incidenten
Onderhoud etc.
![Page 22: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/22.jpg)
Voorstel onderzoeksprogrammaDrie hoofdlijnen
1. “ontwerpen op conditiemetingen” voor traditionele constructies
• Benchmark
• Efficiënter materiaalgebruik ?
2. “ontwerpen op conditiemetingen” met onconventionele betonsoorten
• Gecontroleerd experimenteerruimtes met kans voor reactie
3. restlevensduurvoorspelling met conditiemetingen
• Gecontroleerd experimenteerruimtes met reactie kans
Valideren van modellen met conditiemetingen
![Page 23: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/23.jpg)
2b. Levensduurverlengen door reparatie en/of versterking bestaande constructies
Henk Jonkers (BTIC / TU Delft)
![Page 24: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/24.jpg)
Hoe kan de levensduur van bestaande constructies verlengd worden? Wat kan de rol van nieuwe technieken hierin zijn?
→ Doel: Verduurzamen betonketen
→ 2030: verlengen levensduur met 20-50%
→ Verhogen prestatie en levensduur =
1. lage CO2 impact (en andere emissies)
2. Besparen van grondstoffen
→ Kans om te innoveren:
1. Toepassen slimme/hoge prestatie materialen
2. Implementeren sensortechnologie
3. Kathodische bescherming
![Page 25: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/25.jpg)
Hoe de rest-levensduur van bestaande constructies vaststellen?
Nu meestal volgens 5-delig stappenplan:
1. Herberekenen van de prestatie en levensduur op basis van de originele
(oude) bestekgegevens
2. Uitvoeren van visuele inspectie kunstwerk in combinatie met doen van
metingen (boren van betonkernen en het doen van metingen
daaraan) om aanvullende gegevens te verkrijgen over de staat
van het kunstwerk
3. Nieuwe berekeningen doen van prestatie en levensduur op basis van
verkregen aanvullende gegevens
4. Het ‘op maat’ vaststellen van herstelmaatregelen
5. Deze uitvoeren op basis van bewezen technieken en materialen
![Page 26: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/26.jpg)
Welke ontwikkelingen / initiatieven zijn veelbelovend?→Vervangen van stap 1 en 2
→ Vaststellen van de huidige staat van prestatie en restlevensduur van een
constructie is zeer tijdrovend en kostbaar:
→ Gaat gepaard met onzekerheden betreffende betrouwbaarheid van de
verkregen (meet)gegevens
→ Doel: het verkrijgen van meer betrouwbare meetwaarden op een liefst zo
efficiënt en kostenbesparende manier
→ Optie: implementatie van meetsensoren in of op of op afstand (‘remote’)
van de constructie welke voortdurend gekalibreerde (betrouwbare)
meetgegevens over prestatieniveau van de constructie leveren
→ Vervangt stap 1 en 2 van 5-stappen plan!
![Page 27: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/27.jpg)
Welke ontwikkelingen / initiatieven zijn veelbelovend?→Opties voor stap 3-5: herstelmaatregelen
1. Bio-based coating, self-healing, en impregneersystemen
→ Vertragen aantastingsmechanismen → langere levensduur
2. Geavanceerde kathodische protectie methoden → langere levensduur
3. Vezelversterkte hoge prestatie constructieve (reparatie) mortels
→ Verhogen draagkracht (prestatie) en langere levensduur
4. Bio-based en geopolymeer hoge prestatie constructieve (reparatie) mortels
→ Verhogen draagkracht (prestatie) en langere levensduur
![Page 28: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/28.jpg)
Welke belemmeringen en opgaven zijn er komende jaren?
→ Laboratorium-gebaseerde resultaten zijn veelbelovend
→ Praktische en grootschalige implementatie van deze technieken:
1. Prototypen / demonstrators zijn duur
2. Onzekerheid over werkzaamheid door gebrek aan ervaring
3. Gebrek aan standaard testcondities nodig voor certificering
Plannen
→ Samenwerken in de keten:
→ Financieren demonstrator projecten
→ Prestatie (performance) based testcondities vaststellen voor certificering
![Page 29: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/29.jpg)
2c. Beoordelen impact van beton innovaties op behalen duurzaamheidsdoelen
Henny ter Huerne (BTIC / Universiteit Twente)
![Page 30: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/30.jpg)
Doelen 2023
Geteste en gevalideerde impact-meetmethoden tav milieu en functionaliteitsprestatie voor:
• Nieuwe technische materialen,
• Nieuwe biobased materialen,
• Conditie metingen en levensduur verlengen,
• Levensduur van bestaande constructies verlengen.
![Page 31: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/31.jpg)
State-of-the-art (praktijk en wetenschap)literatuurstudie en inventarisatie (werkt het?)
100% circulair
0% circulair
Kernmeetmethode circulair
![Page 32: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/32.jpg)
Voorstel onderzoeksprogrammaaanpak en methoden
• Inventariseren bestaande impact-meetmethoden (int. literatuur onderzoek)
• Methoden analyseren en rangschikken op bruikbaarheid
• Selecteren methoden voor nader onderzoek
• Testen impact-meetmethoden in experimenten/field labs
• Vaststellen geschikheid meetmethoden op basis van praktijk tests
• Voorstellen tot aanpassing en nader onderzoek waar nodig
• Rapportage, conclusies, uitrollen methoden, kennisdelen, etc.
![Page 33: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/33.jpg)
Vervolg
• 20 december: Concept kennisprogramma wordt voorgelegd aan Betonakkoord
• 3 – 7 februari: Presentatie definitief kennisprogramma
• 1 maart: start Kennisprogramma Circulair Beton
![Page 34: Kennisprogramma Betonakkoord - BTIC · Conditie meten en levensduurvoorspelling • Synergiën tussen in-situ gedrag en voorspelling • Middels inspectie- en onderhoudsregime schade](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022070801/5f027e4d7e708231d4048952/html5/thumbnails/34.jpg)
BTIC: Oplossingen haalbaar, opschaalbaar en betaalbaar maken!
WWW.BTIC.NU