Platform over beton en staal in de bouw
Thermisch verzinkt staal wordt vandaag steeds vaker toegepast in de bruggenbouw. Dat was niet altijd zo. In het verleden werd de combinatie van thermisch verzinken en stalen bruggen vaak als problematisch beschouwd. Vragen rond boutverbindingen, lasverbindingen, vermoeiing, schuifvaste verbindingen en gemengde staal-betonconstructies zorgden voor terughoudendheid bij ontwerpers en opdrachtgevers.
In de afgelopen veertig jaar is echter uitgebreid onderzoek uitgevoerd naar deze thema’s. Daardoor zijn voor veel van deze aspecten duidelijke technische oplossingen ontwikkeld. Een aantal daarvan is inmiddels opgenomen in normen en richtlijnen, en ook in de tweede generatie Eurocodes wordt bijkomende informatie gegeven. Thermisch verzinken is daardoor geëvolueerd van een risicovolle optie naar een technisch onderbouwde keuze.
Bij de keuze voor thermisch verzinken staat corrosiebescherming centraal. Een correct ontworpen en verzinkte staalconstructie kan gedurende lange tijd vrijwel onderhoudsvrij functioneren. Dat biedt duidelijke voordelen voor bruggen, waar onderhoudsinterventies vaak complex en kostbaar zijn. In het kader van duurzaamheid en levenscycluskosten vormt thermisch verzinken daarom een interessant alternatief voor traditionele verfsystemen. Bovendien kan de natuurlijke matgrijze afwerking architecturaal worden benut, bijvoorbeeld in combinatie met materialen zoals beton of hout. Wanneer een andere esthetische afwerking gewenst is, kan een duplexsysteem worden toegepast. Daarbij wordt na het thermisch verzinken een verf- of poedercoatingsysteem aangebracht. De combinatie van beide beschermingsmethoden leidt doorgaans tot een langere levensduur dan elk systeem afzonderlijk.
Rijkswaterstaat heeft onlangs haar Handreiking Duurzaam Staalconserveren volledig herzien. In de nieuwe versie (2.0, juli 2025) is thermisch verzinken nu – geheel terecht – opgenomen als eerste en voorkeursoptie voor het beschermen van staalconstructies. Volgens het nieuwe keuzeschema van RWS is thermisch verzinken, wanneer technisch mogelijk, de meest duurzame keuze. Het biedt de laagste milieubelasting over de gehele levensduur van de constructie en scoort beter dan metalliseren of verfsystemen. De levensduur van systemen waarop de MKI-berekeningen en onderhoudsintervallen zijn gebaseerd, zijn tot stand gekomen op basis van expert judgement.
In de grafiek staat de MKI-vergelijking van de verschillende conserveringssystemen geschikt voor atmosferisch belaste stalen constructies. Verfsystemen zijn het uitgangspunt en hebben een waarde van 100%. Bij een hoger percentage is het systeem minder duurzaam, bij een lager percentage is het duurzamer dan een verfsysteem. De MKI is afhankelijk van de levensduur van de constructie. Links in de grafiek zie je de MKI van een constructie met een levensduur van 25 jaar, in het midden met een levensduur van 40 jaar en rechts met een levensduur van 100 jaar. Bij elk van de drie scoort thermisch verzinken merkbaar beter dan alternatieve conserveringssystemen.
Een belangrijk aandachtspunt bij het ontwerp van thermisch verzinkte bruggen is de afstemming op de beschikbare verzinkbaden. De maximale lengte, breedte en diepte van een bad bepalen immers de afmetingen van de afzonderlijke onderdelen. Vroegtijdig overleg met de verzinkerij is daarom essentieel. Wanneer elementen groter zijn dan het beschikbare bad, kan een zogenaamde ‘double dip’ worden toegepast, waarbij het element in twee stappen wordt verzinkt. Ook kan ervoor gekozen worden om de constructie op te delen in meerdere segmenten die na het verzinken worden samengebouwd. Modulaire bruggen vormen in dit verband een bijzonder geschikte toepassing. Deze bestaan uit repetitieve elementen, vaak vakwerken, die met boutverbindingen gemonteerd worden.
Verbindingen vormen een cruciaal aandachtspunt bij thermisch verzinken. Wanneer onderdelen na het verzinken nog moeten worden gelast, kunnen specifieke zones vooraf worden afgeschermd met speciale producten zoals Wabodur, zodat deze niet worden verzinkt. Het aanbrengen verdient wel aandacht: het moet in twee lagen gebeuren, met telkens 24 uur wachttijd ertussen.
Na het verzinken moet het product natuurlijk verwijderd worden. Na het lassen wordt de corrosiebescherming lokaal hersteld, bijvoorbeeld door zinkmetallisatie. Dit proces vereist een zorgvuldige voorbereiding en kwaliteitscontrole. Laszones moeten volledig vrij zijn van zinkresten, aangezien lassen op verzinkt materiaal niet toegelaten is. Daarnaast verdienen overgangszones tussen thermisch verzinken en metallisatie bijzondere aandacht. Ook praktische aspecten, zoals het voorzien van hijsogen vóór het verzinken en het controleren van de hijscapaciteit van de verzinkerij, maken deel uit van een doordachte ontwerpfase.
Praktijkvoorbeelden tonen aan dat thermisch verzinken ook voor grote brugconstructies haalbaar is. Zo werd de Ronde van Vlaanderenbrug in Kortrijk, een brug van 154 meter met vijf overspanningen, opgebouwd uit meerdere verzinkte segmenten die nadien werden samengelast. Er liggen in feite twee bruggen naast elkaar, één voor elke rijrichting, zodat er in totaal vier hoofdliggers zijn. Die hoofdliggers zijn eigenlijk een soort U-balk, gelast tot één geheel (zie foto). De twee hoofdliggers zijn onderaan verbonden met dwarsdragers. Elke hoofdligger apart is zo vormgegeven dat hij qua geometrie in een zinkbad past. De deuvels zijn aan de liggers gelast voor het verzinken. De diverse delen zijn per schip aangevoerd. Ondanks de grote overspanningen vormde de lengte van de constructie geen onoverkomelijke beperking, mits een geschikte segmentering.
Bij de Ronde van Vlaanderenbrug is onderaan de brug een gekromde plaat bevestigd die de onderliggende constructie verbergt (zie foto’s). Op die manier blijft het visuele aspect van de donkere strepen door zinkmetallisatie verborgen. Belangrijk is vooral dat er na meer dan twintig jaar geen spatje corrosie te detecteren is.
Een vergelijking met de nabijgelegen Groeningebrug die in dezelfde periode (2002-2003) werd gebouwd en waar een traditionele verfsysteem werd toegepast, toont het verschil in onderhoudsbehoefte. Waar geschilderde bruggen na verloop van tijd tekenen van degradatie en corrosie vertonen, blijven thermisch verzinkte constructies ook na meer dan twintig jaar in uitstekende staat. Een gelijkaardig voorbeeld is een verkeersbrug in Lier over het Netekanaal, met een totale overspanning van 88 meter, opgebouwd uit meerdere verzinkte segmenten met boutverbindingen. In dwarsrichting bestaat de brug uit vier hoofdliggers en gelaste I-vormige balken (zie foto’s). Ter plaatse van de pijlers zijn die hoger dan in het midden van de overspanningen. In dit geval zijn er geen gelaste voegen gemaakt na het verzinken, maar wel vijf boutverbindingen, zodat er in totaal zes delen zijn. Het langste deel is iets meer dan 15 meter en past perfect in het zinkbad. Het zwaarste deel weegt 6,3 ton, wat geen enkel probleem is voor de verzinkerijen. Recente inspecties tonen aan dat ook hier geen corrosieverschijnselen optreden.
De verwachte levensduur van een zinklaag kan bepaald worden op basis van normen zoals ISO 9223 en ISO 9224. Deze beschrijven de relatie tussen de afname van de zinklaagdikte en de omgevingsomstandigheden. Zelfs in relatief agressieve omgevingen, zoals categorieën C4 en C5, kan een zeer lange restlevensduur worden bereikt, afhankelijk van de oorspronkelijke laagdikte en blootstellingscondities.
Ook voor voorspanverbindingen zijn inmiddels duidelijke richtlijnen beschikbaar. Volgens EN 1090-2 kunnen thermisch verzinkte contactvlakken worden toegepast, op voorwaarde dat deze vooraf licht worden gestraald (‘sweep blasting’) om de vereiste wrijvingscoëfficiënt te verkrijgen. In de achtste editie van de Amerikaanse AASHTO norm voor brugontwerp is hot-dip galvanizing expliciet opgenomen. Daarin werd een wrijvingscoëfficiënt van 0,30 voorzien voor thermisch verzinkte structuren, zonder bijkomende behandeling. Die waarde stijgt naar 0,45 als men bijkomend straalt of een speciale wrijvingsverf aanbrengt.
Waar thermisch verzinken vroeger met argwaan werd bekeken, is he
t vandaag uitgegroeid tot een volwaardige techniek binnen de bruggenbouw. Dankzij voortschrijdend onderzoek, normontwikkeling en praktijkervaring beschikken ontwerpers nu over duidelijke richtlijnen voor toepassing. Hoewel in dit artikel niet werd ingegaan op vermoeiing, tonen recente ontwikkelingen in de nieuwe generatie Eurocode 3 aan dat ook dit aspect verder wordt uitgewerkt. Dat bevestigt dat thermisch verzinken niet langer een uitzondering is, maar een duurzame en technisch verantwoorde keuze binnen het moderne brugontwerp.
