Het idee: Glasvezel in beton

Meten in de kern

Wanneer staat een brug op instorten? Of heeft een viaduct grondig onderhoud nodig? Dat weten we pas wanneer we met het oog de gebreken waarnemen. Wat er in het beton of asfalt zelf gebeurt, is een groot raadsel. Met de toepassing van glasvezel kan dat anders. Adviseur Léon Tiggelman en geodesie specialist Marc Möhle pleiten voor het meer meten van constructies.

27 november 2014

De aanleiding

Beton en asfalt slijten. Weer, wind en gebruikers laten hun sporen na op de materialen waar veel van onze infrastructuur op is gebaseerd. Inzicht in de status van het areaal is daarom van groot belang. De extra verkeersdrukte vanwege een concert of de extra ruimte die automobilisten nemen bij regen; we meten het tegenwoordig allemaal in 'real time'. Daardoor kunnen we verkeer al veel beter sturen. Maar hoe het beton en asfalt zich zélf gedragen onder al die invloeden, dat zien we pas wanneer de scheuren aan de oppervlakte komen en ongewenste vervormingen plaatsvinden.

Achter de feiten

Veel inzicht over hoe beton en asfalt reageren op de invloeden is verkregen door observaties en momentopnames. En dus op basis van wat we van buiten kunnen zien. Zelfs de normen waar onze wegen en kunstwerken aan moeten voldoen zijn deels op die kennis gebaseerd. Gevolg van dit gebrek aan inzicht in de werkelijke werking van beton en asfalt is dat onderhoud en beheer van onze infrastructuur reactief zijn. We zijn eigenlijk al te laat wanneer we onderhoud moeten plegen, want de beschadiging is al opgetreden. Daardoor is slimmer (en meer kostenbewust) onderhoud veel lastiger te organiseren. Gewenst zijn real time data van binnenuit. Met die kennis kunnen we proactief onderhoud plegen en grotere kosten voor het herstellen van beschadigingen voorkomen.

Het idee

Door glasvezel in constructies mee te storten wordt meetbaar hoe spanningen werken in het binnenste van die constructies zelf. 

Glasvezel kennen we al van de kabels waarmee we thuis internet- en televisiesignalen binnen krijgen. Het zijn flinterdunne kabels waarmee via lichtsignalen data worden getransporteerd. Via die lichtsignalen is ook tot op de duizendste millimeter te meten welke rek optreedt in asfalt of beton. Dit is een belangrijke parameter voor de mate van vervorming van een constructie en daarmee het spanningsniveau in de constructie. Door daarnaast continu en over langere periode (verschillende seizoensinvloeden) te meten, komt ook vermoeiing eerder in zicht. Daarmee is de voorspelbaarheid van mogelijke schade in beeld. Glasvezel in constructies maakt dat we kunnen meten wat er in de materie gebeurt voordat het zich fysiek uit. Tegelijkertijd levert het real time informatie op.

Bewezen techniek

Geheel nieuw is het idee niet. Rijkswaterstaat en ProRail gebruiken het al bij enkele bruggen (onder andere de Galecopperbrug en Lingebrug). Enkele waterschappen hebben glasvezel in dijken liggen om tijdens kritieke momenten live metingen uit te kunnen voeren. Tijdens bouwwerken waar kwetsbaarheden in de omgeving zitten is glasvezel ook al geïntroduceerd. De stadsmuur die onderdeel is van de St.-Jan parkeergarage in 's-Hertogenbosch wordt tijdens de bouw in de gaten gehouden met behulp van glasvezelkabels.

IMG_2472-1600.jpg

De oude stadsmuur in ’s-Hertogenbosch wordt tijdens de werkzaamheden aan de parkeergarage St.-Jan gemonitord via glasvezel.

Het vervolg

Beter en dieper inzicht in de werkelijke rek en spanningen in beton en asfalt maakt het mogelijk om slimmer en goedkoper te ontwerpen en preventief onderhoud te plegen bij wegen, bruggen, gebouwen, viaducten en tunnels. Geen onderhoud meer nadat het kwaad al is geschied, maar juist voordat het erger wordt. Net zoals je olie tijdig ververst bij een auto, voordat de motor vastloopt door oude of te weinig olie. Eigentijdse auto’s signaleren al vroeg wanneer onderhoud nodig is, zodat de motor gezond blijft.

Goed onderhoud van onze infrastructuur en gebouwen zorgt dat we uiteindelijk de werkelijke kosten voor dit onderhoud terug kunnen dringen en het (belasting)geld effectiever kunnen besteden. Dat vraagt ten eerste dat opdrachtgevers en –nemers in de bouw meer willen weten over wat we bouwen en hoe dat in de tijd werkt. Door glasvezel in onze bouwwerken mee te storten kunnen we de data ophalen.

Ten tweede moeten we de data gaan interpreteren. Met de 'big data' uit beton zijn we vooralsnog onbekend en dat maakt dat we nog hele nieuwe wereld te ontdekken hebben. Data-analisten kunnen daarbij een belangrijke rol krijgen in de bouwsector.

Illustratie: Lobke van Aar