“Het herstellen van afgebrande betonstructuren is perfect mogelijk en doenbaar”

De hoge brandweerstand van beton is een van de vele redenen om voor dit duurzame bouwmateriaal te opteren. Ondanks de in- en uitwendige schade die een verzengende vuurzee toebrengt aan een betonstructuur, hoeft een gebouw nadien niet per se afgebroken te worden. “Via microscopisch onderzoek en doordachte betonherstelling kan je ervoor zorgen dat de betonnen draagconstructie van uitgebrande gebouwen opnieuw dienst kan doen”, zegt Luc Taerwe, professor aan de UGent.

Eens de aangetaste laag verwijderd is, kan je het afgebrande beton herstellen en/of versterken met behulp van herstelmortels.

Professor Luc Taerwe is onder meer gespecialiseerd in betonconstructies en gewapend beton. Samen met Emmanuel Annerel schreef hij in 2013 de paper ‘Damage assessment of concrete structures exposed to fires’, die inzoomde op de brandreactie van beton en de methodes om de resterende draagcapaciteit te onderzoeken. “Het kan economisch interessant zijn om de beschadigde structuren te herstellen, aangezien de kosten voor afbraak en heropbouw zo vermeden kunnen worden en het gebouw sneller opnieuw kan worden gebruikt”, concludeerden Taerwe en Annerel. “Betonnen structuren zijn doorgaans relatief goed bestand tegen brand. Beton heeft immers een hoge brandweerstand, die kan oplopen tot enkele uren – veel meer dan andere bouwmaterialen zoals staal. Vandaar ook de populariteit van gewapend beton, waarbij de betonnen mantel het interne constructiestaal uitstekend beschermt.”

‘Performance based design’
Vanwaar die hoge brandweerstand? “Omdat de warmtegeleidingscoëfficiënt bij beton relatief laag ligt”, zegt Taerwe. “Dit maakt dat de temperatuur in het betonelement niet zo snel oploopt. De warmte van het vuur wordt wel degelijk overgedragen naar het beton, maar het duurt relatief lang vooraleer het inwendige deel van het beton significant begint op te warmen.”

Bovendien loont het de moeite om beton preventief te beschermen tegen de schadelijke gevolgen van brand. ‘Performance based design’ kan de risico’s danig beperken. “Tijdens het eerste halfuur van een brand bestaat het risico dat het beton ‘afspat’, en dat kan natuurlijk zeer gevaarlijk zijn. Je kan dat echter vermijden door te kiezen voor een specifieke betonsamenstelling of door polypropyleenvezels toe te voegen”, legt Taerwe uit.

Luc Taerwe: “Een gespecialiseerde betonherstelling is vaak sneller en opportuner dan afgebrande gebouwen afbreken en opnieuw opbouwen.”

Kleinere gevolgschade
Uiteraard heeft een brand de nodige impact op betonstructuren. Na verloop van tijd loopt de interne temperatuur op en nemen de mechanische eigenschappen zoals druksterkte en elasticiteitsmodulus af. “Maar in vergelijking met andere constructiematerialen verloopt dit proces bij beton relatief traag, waardoor de gevolgschade kleiner is. Vandaar dat afgebrande betonconstructies vaak nog overeind staan. Toch zorgen thermische effecten vaak voor scheuren. Voorts kan het beton ook langzaam verbrokkelen omdat bepaalde componenten bij een zeker temperatuurniveau desintegreren, met inwendige microscheurtjes en uit elkaar vallend beton tot gevolg. Aangezien dergelijke scheurtjes niet altijd met het blote oog te zien zijn, is een monsteronderzoek is aangewezen.”

Residuele sterkte
Na een brand moeten ook het resterende draagvermogen en de residuele sterkte in kaart gebracht worden, benadrukt Taerwe: “Enerzijds via monsternames, anderzijds via technische en mechanische elementberekeningen. Door bepaalde proefstukken microscopisch te onderzoeken, krijg je zicht op de druksterkte, de temperatuur waaraan het beton is blootgesteld, de structurele veranderingen die zich hebben voorgedaan en de mate waarin de verschillende betonlagen zijn aangetast.”

Waar de residuele sterkte niet langer voldoet, kunnen de lokale betonelementen opnieuw versterkt worden om de structuur opnieuw zijn oorspronkelijke draagvermogen te geven. “Eens de aangetaste laag verwijderd is, kan je het beton herstellen en/of versterken met behulp van herstelmortels. En als de wapening niet meer voldoende sterkte biedt, kan je een uitwendige wapening voorzien. Een gespecialiseerde betonherstelling is vaak sneller en opportuner dan afgebrande gebouwen afbreken en opnieuw opbouwen. De keuze is uiteraard aan de bouwheer, maar hij moet in ieder geval beseffen dat het herstellen van afgebrande betonstructuren perfect mogelijk en doenbaar is.”  

Tekst Filip Van der Elst     |    Beeld UGent, Flickr
Uitgelichte afbeelding: Betonnen structuren zijn doorgaans relatief goed bestand tegen brand. Beton heeft immers een hoge brandweerstand, die kan oplopen tot enkele uren.