Corrosietoeslag stalen damwanden

Figuur 1: Het aanbrengen van een damwand bij een rivierdijk (foto: Henk Senhorst (HWBP-2)).

Inleiding

Stalen damwanden worden in de waterbouw toegepast om de sterkte van een kering te vergroten. Om daarbij de vereiste levensduur van 100 jaar te garanderen wordt een corrosietoeslag toegevoegd aan de benodigde dikte die de dikteafname door roestvorming compenseert. De waarden voor de toeslag zijn in 1994 vastgelegd in de Handreiking Constructief Ontwerpen (TAW 1994). Omdat vanuit de praktijk signalen kwamen dat deze waarden te pessimistisch waren is vanaf 2006 praktijkonderzoek gestart om de daadwerkelijke grootte van de corrosie vast te stellen. De resultaten van dit onderzoek zijn verzameld in het rapport Afronding onderzoek vermindering corrosietoeslag damwanden. Het Expertisenetwerk Waterveiligheid (ENW) onderschrijft de bevindingen van het rapport en adviseert de methode algemeen toepasbaar te maken (De Bake 2016).

Vraagstelling onderzoek

Het onderzoek had tot doel om een veilige ondergrens voor de corrosietoeslag vast te stellen die generiek bij stalen damwanden in de Nederlandse waterkeringen kan worden toegepast.

Onderzoek naar oude damwandplanken

Om de mate van corrosie van damwanden te bepalen is onderzoek verricht naar gebruikte damwanden. Op een aantal plaatsen zijn planken die tot 70 jaar in de grond hebben gestaan onderzocht op corrosie.

Heijsehaven Rotterdam: plank uit 1948 (Senhorst 2015);
Julianakanaal Stein: plank uit 1991 (Senhorst 2015);
Hollandsche IJsselkering Capelle aan de IJssel: 1954-1957 (Senhorst 2015);
Alblasserdam: plank uit 2004 (Senhorst 2014);
Westerkade Rotterdam: plank uit 1947 (Warenaar 2014).

Conclusie

De algemene conclusie is dat de corrosietoeslag voor damwanden verminderd kan worden. De in de nieuwe methode gehanteerde toeslagwaarden (2,4 mm en 4,4 mm voor de onderste, respectievelijk de bovenste zone) kunnen als robuust gekenschetst worden. In een beperkt aantal gevallen voor damwanden in primaire waterkeringen zal door het optreden van een lage pH in de bodem rekening moeten worden gehouden met verhoogde corrosie. In die gevallen zijn er bij de aanleg van de damwand aanvullende maatregelen nodig zijn: maatregelen tijdens aanleg, slaan van een testplank. Het risico van een verhoogde corrosie door zure bodems kan daarmee afdoende beheerst worden. Met deze benadering wordt voor de toepassing bij waterkeringen een nadere invulling gegeven van de in Eurocode 3 beschreven algemene werkwijze.

Nieuw protocol

Het praktijkonderzoek heeft geleid tot het opstellen van een nieuw protocol. Hierin wordt voor damwanden die tweezijdig zijn belegd met grond geen onderscheid meer gemaakt naar bodemsoort of naar de aard van het grondwater (zoet/zout). Deze factoren blijken niet significant van invloed op de mate van corrosie. In plaats daarvan wordt gewerkt met twee verticale zones. In de bovenste zone wordt toegang van zuurstof verondersteld en is de corrosie relatief hoog, in de onderste zone is die toegang er niet en valt de corrosie lager uit.

Figuur 2: Beslisboom voor het nemen van de juiste maatregelen om het risico te beheersen op versterkte corrosie door lage pH-waarden (Anon. 2016).

Beheersmaatregelen bij het optreden van lage pH-waarden bestaan uit het nemen van maatregelen tijdens aanleg en het slaan van een testplank. Voor dit laatste is het protocol Prepareren en slaan van testplanken opgesteld. Lage pH-waarden kunnen voorkomen in zandbodems in verzuringsgebieden in Nederland (bijvoorbeeld ten gevolge van intensieve veehouderij) en in gebieden met potentiële kattekleigronden, zie figuur 3. In de laatstgenoemde gebieden zit veel pyriet in de bodem. Bij blootstelling aan lucht kan dit leiden tot de vorming van zwavelzuur. De maatregelen tijdens de aanleg van de damwand kunnen het risico dat hiervan uitgaat goed beheersen.

Figuur 3: De gebieden in Nederland met pyriet in de bodem (potentiële kattekleigronden).

Referenties

Nieuwe methode bepaling corrosietoeslag bij stalen damwanden in waterkeringen, Anon., Programmabureau HWBP-2, december 2016.
Protocol Preparen en slaan van testplanken, Anon., Programmabureau HWBP-2, december 2016.
Advies afronding corrosieonderzoek, Bake, D. de, ENW, 29 januari 2016.
Corrosie van stalen damwandplanken in de grond, Effect van zout grondwater, Jansen, S. P. Kraaijenbrink en S. van Meurs, Deltares, maart 2014.
Praktijkonderzoek damwand Westerkade Rotterdam, Onderzoek naar de aard van een minerale afzetting op de damwandplank, Klarenaar, W., SGS-INTRON, 24 juli 2014.
Praktijkonderzoek naar corrosie bij damwanden, T.b.v. stabiliteitsschermen en erosieschermen in waterkeringen, Kraaijenbrink, P., Deltares, april 2013.
Corrosieonderzoek Alblasserdam, Senhorst, H., RWS-GPO, 2 oktober 2014.
Corrosieonderzoek Heijsehaven Rotterdam, Senhorst, H., RWS-GPO, 12 januari 2015.
Corrosieonderzoek Hollandsche IJsselkering, Senhorst, H., RWS-GPO, 6 januari 2015.
Corrosieonderzoek Julianakanaal Stein, Senhorst, H., RWS-GPO, 12 januari 2015.
Afronding onderzoek vermindering corrosietoeslag damwanden, Senhorst, S., Programmabureau HWBP-2, 2 december 2015.
Handreiking constructief ontwerpen, Onderzoek en berekening naar het constructief ontwerp van de dijkversterking, TAW, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW), 1994.