6.7.6.2 Voegconcept 1.2b

Het aanbrengen van stalen voegovergangen met lijmankers wordt in dit handboek uitgesplitst naar de volgende activiteiten welke hieronder worden behandeld:het asfalteren langs de voegovergang;

  • het inzagen en opbreken van de verharding;
  • het voorbehandelen van hechtvlakken;
  • het monteren en afstellen van stalen voegovergangen;
  • het aanbrengen van lijmankers;
  • het bijwerken van de conservering;
  • het aanbrengen van een tijdelijke bekisting;
  • het toepassen van een verloren bekisting;
  • het aanbrengen van staalvezelversterkte reparatiemortel;
  • het verwijderen van de bekisting en controle van de stort;
  • het aanbrengen van een rubber afdichting;
  • het monteren van sinusplaten
  • het aanbrengen van bitumineuze voegvulling

 

Het voorbehandelen van hechtvlakken

Na het opbreken van het asfalt wordt de ondergrond schoon geblazen en/of gereinigd. Opengebroken beton dat bloot ligt na het verwijderen van de oude voegovergangen, hoeft niet opgeruwd te worden. Afgewerkte betonoppervlakken worden normaliter gestraald om de ondergrond rein en opgeruwd te krijgen. Afhankelijk van het nieuwe voegproduct dient het beton volledig schoon te zijn voor een optimale aanhechting van de nieuwe voegdorpels.

Het monteren en afstellen van stalen voegovergangen

Omdat dit voegconcept doorgaans wordt aangebracht na het aanbrengen van het asfalt, kan de stalen voegconstructie aan weerszijde op het asfalt worden afgestemd. Hierbij is het goed mogelijk om de voegovergang met een maximale toleranties van 3 mm ten opzicht van het asfalt aan te leggen. Tijdens het afstellen van de voegovergang en de uitharding van het beton mag de staalconstructie niet worden belast door voertuigen. De constructie is niet ‘overrijdbaar’.

Het assembleren van de staalconstructie -van schamprand tot schamprand- behelst veelal 1 of enkele montagelassen op de bouwplaats. Het aantal lassen is afhankelijk van de bouwfasering en maximale transportlengtes. Het aantal bouwplaatslassen dient vanuit duurzaamheidsoogpunt tot een minimum te worden beperkt. Het herstellen van de conservering zal kwalitatief van mindere kwaliteit zijn dan de bescherming thermisch verzinkt staal. Dit geldt ook voor constructies die in een geconditioneerde spuitcabine worden voorzien van een natlaksysteem.

De stuikverbindingen in het werk worden door het verkeer belast en zullen in principe constructief meewerken in het gedrag van de constructie. Zal mate waarin, zal blijken uit het constructief ontwerp van het voegproduct.

Het aanbrengen van lijmankers

Na het monteren van de staalconstructie worden de lijmankers aangebracht. Door middel van pneumatisch boren worden tussen de roosters door gaten in het beton geboord. De positie van de gaten luistert tamelijk nauw omdat enerzijds de dekking op de rand van belang is (duurzaamheid) en er tevens aan de constructieve randvoorwaarden voldaan moet worden. De wapening in de betonconstructie van het kunstwerk speelt daarbij een bepalende rol waarbij rekening moet worden gehouden met het “wijken” van de boorgaten om deze wapening heen. Er doorheen boren is niet mogelijk tenzij het gat met een diamantboor wordt aangebracht. Diamantboren wordt in de meeste gevallen niet toepast omdat hiermee de constructieve wapening in het kunstwerk wordt doorboord.

Omdat het aanbrengen van lijmankers een aantal verschillende risico’s kent, worden de 3 meest belangrijke hieronder specifiek behandeld.

 

Uitbreken van beton

Bij het wijken van de gaten nabij de dilatatie kan het beton gaan uitbreken. Deze schade dient op een geschikte wijze hersteld te worden en zal in de meeste gevallen worden gecombineerd met het aanbrengen van de staalvezelbetonnen randbalken. Mogelijk is het nodig om deze locaties “voor te gieten” met een fijnkorrelige gietmortel alvorens het staalvezelbeton aan te brengen zodat de afgebroken schil / schol netjes aangeheeld uit de kist verschijnt.

Misboringen

Bij het boren in de constructie kan een hoge wapeningsconcentratie voor grote uitdagingen zorgen. Bij herhaaldelijk “stuiten” op de wapening zal de boorvakman een anders locatie kiezen. Dit levert soms een onwenselijk beeld waarbij het beton met vele gaten aanzienlijk wordt verzwakt. Deze gaten dienen separaat gevuld te worden met een cementgebonden gietmortel om het alkalisch milieu van het beton te behouden. Het vullen en repareren van de gaten kan beter niet in de grote stort met staalvezelbeton worden meegenomen zodat men het risico elimineert dat deze gaten voor nazakking van de specie zorgen.

Excentriciteit door verplaatsen van boorgatpositie

Het tegenkomen van wapening tijdens het boren resulteert mogelijk in een grotere afstand “e” tussen het anker en de langsstaaf. Het probleem met een toenemende excentriciteit (e) is dat de krachten uit de langswapening niet meer goed overgedragen worden op de stekken. De stijfheid van de verbinding neemt aanzienlijk af. Dit gaat gepaard met toenemende trekspanningen in het staalvezelbeton waardoor (vermoeiings-) schade gaat ontstaan. Het beperken van de excentriciteit is een zeer belangrijk aspect van het ontwerp en geldt als belangrijk aandachtspunt voor de uitvoering. Een praktische richtlijn is dat de maximale afstand tussen hart langsstaaf en  hart verticale stek maximaal 2 maal de diameter van de stek mag zijn, zie figuur. Bij een grotere afstand is er onvoldoende zekerheid dat de voegovergang goed zal blijven functioneren. Dit zal middels constructieve berekeningen aangetoond dienen te worden.

Het bijwerken van de conservering

Het herstellen van de conservering bestaat veelal uit het bijwerken van de zinklaag en/of het herstellen van een natlaksysteem. Nieuwe stalen voegovergangen dienen conform RTD1007-2 minimaal beschermd te worden door middel van thermisch verzinken. Eisen hiervoor staan beschreven in NEN-EN-ISO-1461. Indien een hogere mate van bescherming wordt gevraagd, kan een aanvullend natlaksysteem worden toegepast op een deel van de staalconstructie (Duplex). Hiervoor verwijst RTD1007-2 naar de richtlijn NEN-EN13438. Voor het beschermen van staal d.m.v. verven en vernissen is NEN-EN-ISO12944 (voor-)geschreven.

Het herstellen van een conserveringsysteem vraagt tijd. Omdat de benodigde tijd veelal niet beschikbaar is of wordt ingepland, is de kwaliteit van het herstel zeer wisselend. Natte, zinkrijke verven hebben niet zelden een droogtijd tussen de 10 en 20 uur, en voor volledige uitharding is nog meer tijd benodigd. Herstelplekken zullen in een twee- of drielaags natlaksysteem ook in lagen opgebouwd (dienen te) worden. De genoemde droogtijd geldt per laag dus de benodigde tijd voor het herstellen van de conservering is in de ordegrootte van dagen, geen uren. Mede door dit nadeel worden er vaak 2 andere technieken toegepast:

  • meerdere lagen zinkspray (sneldrogend, over het algemeen van matige kwaliteit)
  • thermisch gespoten zink, ook wel schoperen genoemd (kwalitatief een goede methode)

Het aanbrengen van een tijdelijke bekisting

Voor het aanbrengen van beton wordt in principe een tijdelijke bekisting toegepast. Deze bekisting bestaat uit meerdere elementen en wordt na het monteren van de staalconstructie tussen de randprofielen in de dilatatie gepositioneerd, en tegen het beton en de stalen voegovergang geklemd. Dit wordt gedaan om de druk van betonspecie tijdens de applicatie op te vangen zonder vocht/specie weg te laten lekken. Het aanbrengen van de tijdelijke bekisting is vraagt een goede uitvoering en eveneens een controle t.a.v. potentiële lekwegen. Houd rekening met de opspanning van de staalconstructies en de gevolgen van verplaatsingen en vervormingen tot het moment van uitharding. De bekisting voorkomt namelijk een verkleining van de voegopening die normaliter zou ontstaan bij opwarming van de constructie. Omdat het kunstwerk en de wapening nabij de voegovergang wel degelijk mee vervormen met de opwarming, bestaat in theorie de kans dat een deel van de wapening rondom de voegovergang in beweging komt tijdens de vroege uithardingsfase van het beton.

 

Het toepassen van een verloren bekisting

Met een verloren bekisting wordt doorgaans bedoeld: een strook dun plaatmateriaal dat verbonden is met de voegovergang, en dient als definitieve bekisting bij de voegovergang. Deze dunne plaat wordt veelal met behulp van vlechtdraad aan de nabij gelegen wapening geknoopt, waarmee de plaat tegen het beton steunt/klemt. Het principe van een verloren bekisting wordt al vele jaren toegepast in binnen- en buitenland. Rijkswaterstaat heeft toepassing hiervan echter verboden middels de eisen in RTD1007-2. De reden hiervoor zijn verschillende ervaringen met verloren bekisting waarbij het monteren en fixeren van de dunne platen (incl. aansluitingen onderling) heeft geleid tot het weglekken van specie. Deze dunne bekisting is hier meer gevoelig voor. Bijkomend nadeel is daarbij dat de stort niet gecontroleerd kan worden na uitharding van het beton. Met een tijdelijke bekisting kan de ondergieting van de staalconstructie visueel worden beoordeeld. Eventuele gebreken kunnen hersteld worden alvorens er sprake is van belasting op de constructie.

Verloren bekisting wordt ook toegepast bij vingervoegen en modulaire voegen waardoor het verbieden van deze methode arbitrair lijkt. Bij toepassing van grote, meervoudige voegovergangen is echter altijd sprake van een zogenaamde ‘corridor’ onder de voegovergang die vereist is voor inspectie en onderhoud. Het toepassen van verloren bekisting bij dergelijke grote voegovergang kan dus met betere controle van de stort en eventueel weglekken van de specie kan direct onder de voegovergang worden gesignaleerd.

Het aanbrengen van snel uithardende reparatiemortel

Nieuwe voegovergangen met lijmankers worden in principe ingebetonneerd met (staalvezelversterkte) reparatiemortel. Het betreft direct bereden beton en daaraan wordt andere eisen gesteld waarvoor de juiste reparatiemortel benodigd is. Reparatiemortels worden geleverd met CE op basis van NEN-EN1504. Voor voegovergangen wordt staalvezelbeton gebruikt in een donkergrijze tint zodat de weggebruiker niet plotseling schrikt van traditioneel grijs beton.

Aandachtspunt bij toepassing van reparatiemortels: het zijn producten met een fijnkorrelig aggregaat en ze harden snel uit. De (soms extreem snelle) warmteontwikkeling en kans op scheurvorming zijn hierbij een punt van aandacht.

Het verwijderen van de bekisting en controle van de stort

Na het (voldoende) uitharden van het beton kan de bekisting worden verwijderd. De dilatatie wordt hiermee vrijgemaakt en er ontstaat een mogelijkheid om de betonstort visueel te beoordelen. De voegopening tussen de stalen randprofielen biedt net voldoende ruimte om met het oog een visuele controle te doen. Het meest belangrijke criterium van deze controle is de volledige ondergieting en omsluiting van de staalconstructie. Van grindnesten is zelden sprake maar het weglekken van specie kan geresulteerd hebben in het niet volledig ondersteunen van stalen onderdelen. Na de stort is de enige kans om dit te beoordelen alvorens verkeersbelasting toe te laten.

Let ook op de aanwezigheid van polystyreen schuim (tempex), puin en overige materialen die de bewegingsvrijheid van het kunstwerk kunnen belemmeren. De dilatatie behoort vrij te kunnen bewegen.

 

Het aanbrengen van een rubber afdichting

Voegovergangen worden conform RTD1007-2 waterdicht uitgevoerd. Het rubberprofiel van een voegovergang dient hierom naadloos (dus uit 1 stuk) uitgevoerd te worden. Met speciaal afgestemd gereedschap worden de rubber afdichtingen in de stalen randprofielen gedrukt cq. ingeklemd. Na het aanbrengen van een rubberprofiel kan de inklemming met de hand worden gecontroleerd.

Het monteren van sinusplaten

Sinusplaten worden achteraf op de constructie gemonteerd en vastgezet door middel van een voorspanverbinding. De elementen dienen verwijderbaar te zijn omdat de rubber afdichting eens per 10-15 jaar vervangen zal worden. Het monteren van sinusplaten vraagt een zeer nauwgezette controle van de ondergrond, de tapgaten en de sinusplaten zelf. Er mag geen vuil, zand, plakband, beton of ander materiaal tussen de sinusplaat en de staalconstructie in komen te staan. Bij het voorspannen van de bout kan dit aanleiding geven voor het falen van de verbinding. Tijdelijk gedemonteerde sinusplaten kunnen het beste schoon worden opgeslagen. Zie ook hoofdstuk 7.7 van RTD1007-2.

Het aanbrengen van bitumineuze voegvulling

Na de aanbrengen van de voegovergang wordt de aansluiting (bij sommige producten) waterdicht gerealiseerd. Dit is geen vereiste voor het voegconcept 1.2b indien het product na het asfalteren wordt ingebouwd. Bij voegproducten waarbij het staalvezelbeton niet aansluit op de deklaag, wordt het de ruimte tussen de voegovergang en het asfalt opgevuld. Met hete lucht wordt vuil en/of vocht in de sponning weggedreven en verdampt waarna een bitumineuze hechtprimer kan worden aangebracht. De zaagsnede wordt gevuld met hete, gemodificeerde bitumen. Zie ook hoofdstuk 5.5 van RTD1007-2.