header

maandag, 13 mei 2019 12:39

Koolstoflijmwapening verlengt levensduur pieren Bonaire

Om de danig aangetaste pieren te Kralendijk op Bonaire te herstellen, is ingelijmde koolstoflijmwapening in de vorm van lange strippen in de bovenzijde van het betonnen dek toegepast. Behalve diverse betonreparaties zijn alle zwaar gecorrodeerde stalen paalkoppen onder de Zuidpier voorzien van een glasfiberjacket, afgevuld met een mengsel van grout-epoxyhars.

Aangezien Bonaire een ‘bijzondere gemeente’ is, is Rijkswaterstaat betrokken bij de instandhouding van de infrastructuur. Voor de renovatie van de pieren de Kralendijk is de verantwoordelijkheid gedelegeerd aan Port of Amsterdam International. Via deze pieren vindt de volledige afhandeling plaats van alle zeevracht en het cruisetoerisme voor het eiland.
In april 2016 startte de voorbereiding van de werkzaamheden met een uitgebreide inspectie van de pieren en constructies die dateren uit de periode tussen circa 1940 en 1970. Deze bestaan uit twee L-vormige betonnen pieren, gefundeerd op betonnen en stalen palen. Verder is er een betonnen RoRo-aanlanding die wordt gedragen door een verankerde damwand. Als laatste zijn er enkele dolphins/cellendammen aanwezig. Na inspectie bleek dat alle constructieonderdelen aanzienlijk beschadigd waren. Er is een hersteladvies gegeven en er is gestart met het opstellen van een bestek met tekeningen. Doordat informatie over de bestaande situatie en constructies ontbrak of slechts gedeeltelijk beschikbaar was, moest veelal op basis van ervaring en engineering judgement worden gewerkt. Parallel hieraan zijn de benodigde vergunningen aangevraagd. Een belangrijke vergunning hierbij was de natuurvergunning met voorschriften. De pieren en de RoRo-aanlanding zijn namelijk allen gelegen in het Bonaire National Marine Park. Dit kwetsbare onderwaterpark met koralen en andere flora en fauna wordt beheerd door de lokale natuurorganisatie: Stinapa Bonaire National Parks Foundation.

Verdubbeling
Gekozen is voor het toepassen van ingelijmde koolstoflijmwapening in de vorm van lange strippen in de bovenzijde van het betonnen dek. Dit systeem is in Nederland onder relatief geconditioneerde omstandigheden toegepast maar nooit in de tropen met een agressief zoutwatermilieu. SealteQ gaf aan dat de levensduurverlenging van de constructie meer dan verdubbeld zou kunnen worden tot twintig jaar, hetgeen uiteindelijk aanleiding gaf om het werk op basis van deze variant te gunnen.
Koolstoflijmwapening bestaat uit koolstofvezels ingebed in een matrix van epoxy. De strippen worden door middel van een pultrusieproces geproduceerd en zijn daardoor in lange lengten verkrijgbaar. Het materiaal heeft ten opzichte van normaal wapeningsstaal een zeer hoge treksterkte van 2000 tot 4000 MPa. De strippen worden veelal uitwendig op de betonconstructie verlijmd met een epoxylijm. De hechtsterkte bepaalt de uiteindelijke capaciteit van de versterking. Bij de constructie van de pier is een afgeleide aanpak gehanteerd waarbij de strippen door het aanbrengen van ondiepe zaagsneden in de betondekking worden aangebracht; een relatief nieuwe techniek die bekendstaat als NSM (Near Surface Mounted). Groot voordeel van deze techniek is dat de zaagsnede het specifieke lijmoppervlak vrijwel verdubbelt.

Gerberligger
Het dek van de pier was door de zoutwaterbelasting vooral aan de onderzijde door corrosie van de wapening beschadigd. Op veel locaties was de betondekking door de expansie van de corroderende wapeningsstaven weggevallen en waren deze staven vervolgens in voorkomende gevallen volledig weggeroest. Een gebruikelijke wijze van herstel is daarbij het aanbrengen van een spuitmortel voorzien van een wapeningsnet. Dit werk zou moeten worden uitgevoerd aan de onderzijde van de pier, met zeer beperkte ruimte en golfslag. Hierdoor zou tevens de kans op onbedoelde mors en daarmee verontreiniging van het onder de pier aanwezige koraal groot zijn en het werken onder dergelijke omstandigheden vereist uitgebreide voorzorgsmaatregelen om de gewenste kwaliteit te behalen.
Omdat het dek van de pier constructief is te beschouwen als een over meerdere steunpunten doorgaande ligger was het mogelijk om het capaciteitstekort dat aan de onderzijde van de pier was ontstaan te herstellen door aan de bovenzijde extra capaciteit toe te voegen. Hierdoor ontstaat constructief een gerberligger waarbij alleen in de eindvelden voor voldoende capaciteit aan de onderzijde gezorgd hoeft te worden. De extra capaciteit aan de bovenzijde was onder veel gunstiger arbeidsomstandigheden te realiseren door de toepassing van koolstoflijmwapening.

Dekking
Voorafgaand aan het aanbrengen van deze NSM-koolstoflijmwapening, ook wel ‘inkeeplamellen’ genoemd, heeft een aanvullende inspectie plaatsgevonden. Voor het aanbrengen van deze techniek moet namelijk aan een aantal randvoorwaarden worden voldaan. De dekking op de bestaande wapening dient afdoende te zijn om deze rechtopstaande lamellen te kunnen plaatsen. Ook de vlakheid (golving/afschot) van het oppervlak behoort binnen bepaalde toleranties te liggen zodat de lamel in zijn geheel kan worden ingebed in de epoxylijm. De rechtopstaande lamel kan immers niet zoals een opgeplakte lamel de golvingen in de ondergrond volgen. En de betonkwaliteit, druksterkte en hechtsterkte, moet voldoende zijn om de krachten over te kunnen brengen.
Bij deze toepassing van NSM-wapening op een dek van 120 meter lengte wil men zoveel mogelijk met lange lengten werken. Bij de uitvoering is gebleken dat lengten van max. 25 - 30 meter haalbaar waren i.v.m. het aanwezige afschot. Voordeel daarvan is dat er weinig overlappingen hoefden te worden gemaakt. In dit geval is een minimale overlappingslengte van 80 cm aangehouden. De zaagsneden, breed 5 mm, die zijn aangebracht, zijn door de onvlakheid van het bestaande dek op 30 mm diepte gezaagd en direct met water uitgespoeld en met lucht uitgeblazen. Belangrijk was om de vorming van cementhuid aan de flanken van de zaagsnede, en de daaruit voortvloeiende verstoring van de hechting, te voorkomen.
Na drogen van deze zaagsneden kon de inkeeplamel, met een afmeting van 10 x 2,8 mm, worden aangebracht en met kegjes worden vastgezet. Het vastzetten is noodzakelijk om de lamel te centreren en te voorkomen dat bij aanbrengen van de epoxylijm (een zeer laag viskeuze tweecomponenten epoxy) de lamel gaat opdrijven. Na het aanbrengen van de epoxylijm zijn er na uitharden van de lijm nog kernen genomen om de vullingsgraad en hechtsterkte te controleren.

Eindvelden
De eindvelden zijn aan de onderzijde versterkt. Randvoorwaarden waren uiteraard de aanwezigheid van het onderwaternatuurpark, alsmede de beperkte vrije ruimte van circa 135 cm en golfslag onder het dek. Samen met de hoofdaannemer is in het traject vooraf goed gekeken naar de mogelijkheden om goede voorzieningen aan te brengen die ervoor zorgden dat alles kon worden opgevangen en ook voldoende draagvermogen had om in deze beperkte hoogte een mini slooprobot op te laten werken. De eindvelden zijn na het slopen van het beton en het verwijderen van de aangetaste wapening voorzien van nieuwe staven (non corrosive) glasvezelwapening, opgenomen in vezelversterkte spuitbeton. Het spuitbeton is aangebracht door middel van de ‘natte spuitmethode’. Dit om zoveel mogelijk stofvorming te voorkomen en het milieu te sparen.
Alle zwaar gecorrodeerde stalen paalkoppen onder de Zuidpier zijn voorzien van een glasfiberjacket, afgevuld met een mengsel van grout-epoxyhars. Deze beginnen vanaf de onderzijde van de betonbalken tot 30 cm onder het gemiddeld laagwaterniveau. Dit is gedaan nadat alle paalkoppen ontdaan waren van begroeiing en losse delen. Om de levensduur te verlengen zijn alle stalen onderdelen binnen de projectscope onder water voorzien van kathodische bescherming in de vorm van aluminium anodes.

Wim Vlemmix is projectmanager bij Port of Amsterdam International; Frank Leatemia is adviseur; Jurgen Jongenelen is directievoerder (beiden bij Arcadis); Ron van Dalsen is uitvoerder bij SealteQ; Mark Verbaten is senior specialist civiele techniek bij ABT.

Laat een reactie achter

Zorg ervoor dat u de verplichte (*) velden invult waar dit is aangegeven. HTML code is niet toegestaan.

Zoeken

Direct met ons in contact?

Adverteren in ons blad of op de website? 
Neem contact op met Frank van Gils
tel.: 06-53 88 82 66
e-mail: f.gils@bdu.nl

Een artikelidee voor de redactie?
Neem contact op met Teus Molenaar
tel.: 06-51578447
e-mail: tmlandenwater@gmail.com 

Advertenties