Krimp in beton
Naast vervorming door externe krachten (druk, trek, wringing en afschuiving) vervormt beton ook onder invloed van interne krachten zoals krimpen en zwellen ten gevolge van capillaire krachten. Krimp ten gevolge van vochtverlies is een van de belangrijkste oorzaken van scheurvorming en dus schade aan betonconstructies.
Betontechnologisch onderscheiden we diverse vormen van krimp veroorzaakt door vochtverlies, afhankelijk van het stadium van de verharding van beton. Volgend overzicht geeft enig inzicht.
Vormen van krimp in beton
| Type | Mechanisme | Invloedsfactoren | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Plastische krimp | Ontstaat door het verdampen van aanmaakwater vanuit de nog plastische betonspecie. | Met name klimatologische factoren als relatieve vochtigheid, windsnelheid en temperatuur zijn van invloed op de verdampingssnelheid. | Plastische krimpscheuren zijn meestal slechts enkele centimeters diep. |
| Verhardings- of chemische krimp | De som van het volume aan cement en water is groter dan het volume van de daaruit gevormde hydratatieproducten. | De soort en hoeveelheid cement. | Deze vorm van krimp veroorzaakt microscheurvorming in de cementsteen. |
| Autogene krimp | Een bijzondere vorm van verhardingskrimp: bij een zeer lage wcf wordt door de toenemende hydratatie al het aanvankelijk beschikbare water langzaam opgebruikt. | Vooral van belang bij een wcf < 0,40. | Een hoog pastagehalte, in combinatie met een lage wcf, vergroot de autogene krimp. |
| Uitdrogingskrimp | Is het gevolg van het verdampen van het niet-gebonden water in het beton via de capillaire poriën. | Uitdrogingskrimp hangt voornamelijk af van de relatieve vochtigheid van de omgeving, afmetingen van het betreffende bouwdeel en de beton samenstelling. | Het fenomeen 'uitdrogingskrimp' is onlosmakelijk met de toepassing van cement verbonden. |
| Bron: Betonpocket 2020 |
Beheersing van krimp: praktijkmaatregelen
In de praktijk wordt krimp zoveel mogelijk beperkt door een integrale benadering van ontwerp, materiaalkeuze en uitvoering. Enkele gangbare maatregelen zijn:
- Optimalisatie van het mengsel: verlagen van de water-cementfactor, gebruik van fijn materiaal, aanpassen van korrelverdeling om het interne poreus netwerk gunstiger te maken.
- Nabehandeling (curing): direct na het storten zorgen voor hydratatiebehoud door nat houden, afdekken of gebruik van filmvormende middelen vermindert uitdrogingskrimp.
- Sturing van randvoorwaarden: beperken van temperatuurverschillen, beschermen tegen wind of snelle droging, en timing van het storten (bij voorkeur koelere tijden van de dag).
- Voegen en dilataties: het aanbrengen van bouw- of dilatatievoegen zodat de krimp niet vrij wordt tegengehouden en spanningen concentreren.
Shrink Reducing Admixture (SRA)
Een belangrijke ontwikkeling op het gebied van krimpsbeheersing is toepassing van krimpreducerende hulpstoffen (SRA). Dit zijn additieven die het capillaire water in beton een lagere oppervlaktespanning geven, waardoor de vacuümspanning in de poriën minder sterk daalt en de volumevermindering (krimp) afneemt. Laboratorium- en praktijkonderzoek laat zien dat met SRA de krimpreductie, afhankelijk van de dosering en mengselkarakteristieken, kan oplopen tot ongeveer 30–40%. Belangrijke toepassingsscenario’s zijn bedrijfsvloeren, keldervloeren en andere betonelementen waar scheurvorming hinder kan veroorzaken. In landen buiten Nederland wordt SRA al vaker toegepast; in Nederland neemt de interesse toe. Bij toepassing is het cruciaal vooraf proefstukken te maken en de effecten op verwerkbaarheid, sterkte en scheurgedrag te monitoren.
Praktijkervaringen en aandachtspunten
Enkele praktijkcases tonen aan dat SRA in warme omstandigheden (bij hogere specietemperaturen) extra voordeel kan geven. Bijvoorbeeld: in een warehouseproject bleek toepassing van SRA het aantal en de grootte van scheuren aanzienlijk te reduceren ten opzichte van referentie-beton. Toch is voorzichtigheid geboden: SRA kan effecten hebben op de verwerkbaarheid (vertraagde beginsterkte, licht plastificerende werking) en moet in combinatie met het gehele betonontwerp beschouwd worden. Daarnaast verdient monitoring in de praktijk aandacht: meetprotocollen, opvolgingsmetingen en vergelijking met standaardmengsels zijn van groot belang om de toegevoegde waarde in de praktijk te onderbouwen.
