DEL125 11204941 Ontwikkeling grootelement zetsteen als innovatieve dijkbekleding

Aanleiding van het project

De missie “Nederland best beschermde delta” heeft vier Meerjarige Missiegedreven Innovatieprogramma’s (MMIP’s) geïdentificeerd waaronder:
– MMIP F1: “Verduurzamen en kostenbeheersing van huidige maatregelen in het waterbeheer”
– MMIP F2: “Ontwikkelingen van innovaties om bestaande maatregelen door te ontwikkelen en ontwikkelen van denkbare en haalbare alternatieve transformatieve maatregelen om aan te passen aan versnelde zeespiegelstijging en extremer weer”:
Dijken onder golfaanval dienen tegen erosie te worden beschermd. Veelal gebeurd dit door betonnen zetstenen. De verwachting is dat in de toekomst als gevolg van de zeespiegelstijging meer van dergelijke bekledingen in Nederland zullen worden aangelegd. De productie en aanleg van deze zetstenen vergen een grote investering en hebben een relatief grote CO2 uitstoot bij de productie en verwerking. Het is derhalve van belang om het ontwerp van dergelijke zetstenen te kunnen verduurzamen (minder beton) en de kosten te kunnen minimaliseren.

Doel van het project

De fysica met betrekking tot de stabiliteit van een dijkbekleding onder golfklapbelasting is zeer gecompliceerd. Hoewel er rekenmethodieken beschikbaar zijn om de stabiliteit van zetstenen te bepalen is het niet mogelijk om de stabiliteit van een nieuw type zetsteen met een specifieke vorm onomstotelijk aan te tonen met deze rekenmethoden. Om die reden zullen waterkeringbeheerders dergelijke innovatieve dijkbekledingen dan ook niet toepassen (innovatieblokkade).
Het doel van het project is om een innovatieve zetsteen te ontwikkelen en in een grootschalige golfgoot te valideren zodanig dat dit type zetsteen kan worden geïmplementeerd in bestaande rekenmodellen.
Het lange termijn doel van dit project is om, door middel van het wegnemen van een kennishiaat, de innovatie toe te passen in de praktijk (MMIP F2) wat zal leiden tot hogere verduurzaming en lagere kosten van toekomstige dijkversterkingsprojecten (MMIP F1).

Omschrijving van de activiteiten

Het project bestaat uit twee werkpakketten:
1) Ontwikkeling grootelement zetsteen
2) Testen van de zetsteen in grootschalige golfgoot
Bij de ontwikkeling van het grootelement zetsteen ligt het zwaartepunt bij de marktpartijen. Hierbij is specifieke aandacht met betrekking tot de stabiliteit onder golfbelasting, de maakbaarheid (productie) en verwerkbaarheid. De zetsteen zal geschaald geproduceerd worden zodat deze in de Deltagoot getest kan worden. Hierbij zal Deltares vanuit de waterbouwkundige criteria een rol vervullen terwijl de marktpartijen hun kennis inbrengen met betrekking tot de productie / maakbaarheid van de elementen. Bij het testen van de zetsteen in de grootschalige golfgoot ligt het zwaartepunt van het onderzoek bij Deltares. Bij de testen zullen verschillende golfcondities (type en magnitude van de golven) worden gegenereerd waarbij het bezwijkpunt van de zetsteen voor de verschillende condities zal worden geïdentificeerd. Op basis hiervan kan de stabiliteit van de zetsteen worden bepaald teneinde een zo breed mogelijk toepassingsgebied voor de zetstenen te identificeren.

Verwachte resultaten

1 – Ontwikkeling innovatieve zetsteen – 2021 (indicatie)
2 – Rapportage waarin wordt aangegeven hoe dit type zetsteen in huidige veiligheidsmethodologie rekenkundig kan worden ingepast – 2022 (indicatie)

Innovativiteit

Doordat de productiemethoden van betonnen zetstenen zijn doorontwikkeld is het tegenwoordig mogelijk om zetstenen met gecompliceerdere vormen te produceren. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om ook bredere of langere elementen te ontwikkelen waarbij holtes of uitsparingen in de zetsteen zijn aangebracht. Het is aannemelijk dat dergelijke elementen een hogere stabiliteit hebben dan soortgelijke zetstenen met beperktere afmetingen. Hierdoor kan de steenzetting dunner uitgevoerd worden wat zal leiden tot goedkopere oplossingsrichtingen, minder gebruik van grondstoffen en lagere CO2 belasting bij dijkversterkingsprojecten.

Valorisatie

Door publicatie van de rapportage is er een onderbouwing beschikbaar hoe de stabiliteit van de zetsteen in rekening kan worden gebracht in de bestaande instrumentaria welke worden gehanteerd met betrekking tot het ontwerpen en beoordelen van dijken. Het wegnemen van deze kennishiaat is essentieel om dijkbeheerders en bouwconsortia te overtuigen om deze innovatie toe te passen in dijkversterkingsprojecten.

1. – Ontwikkeling innovatieve zetsteen – Benodigd om te testen in de grootschalige golfgoot – Altena, Haringman en Van Heteren ontwikkelen deze zetsteen.
2. – Rapportage – Dijkbeheerders, ontwerpers – Deltares verzorgt de testen en de rapportage. De marktpartijen zijn verantwoordelijk voor de productie en levering van de zetstenen benodigd voor het onderzoek. Het waterschap (als eindgebruiker) bewaakt de toepassings-mogelijkheden voor de praktijk.

Link naar projectresultaten…