Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201

Deprecated: Implicit conversion from float 3.359375 to int loses precision in /home/renda/domains/renda.nl/public_html/protected/core/custom/class.encoding.php on line 201
64 thema Interactie beton en reparatie - middel (2) 1 Onderzoek naar het breukgedrag van het reparatiesysteem thema Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 65 0,01% trekspanning 5 % trekspanning vervorming vervorming strain- hardening zoals metalen gewoon beton SHCC bro s buigzaam een scheur 500x hoger vervorming haarscheurtjes Scheurvorming van een reparatiemiddel onder belasting is afhankelijk van onder meer de ruwheid van het oppervlak van de ondergrond en de sterkte van de interface. Uit promotieonderzoek aan de TU Delft [3] blijkt dat een ruw oppervlak en hogere sterkte van de interface niet altijd gunstig zijn voor het gedrag van een reparatiesysteem. Als reparatiemateriaal en interface zijn uitgehard, moeten ze ? samen met het oude beton ? als één geheel samenwerken en bestand zijn tegen mechanische belastingen en opgelegde temperatuur- en krimpbelastingen. De vraag is welke parame- ters de samenwerking bepalen en wat zorgt voor het ontstaan van eventuele schade. SHCC Het reparatiemateriaal dat in dit promotieonderzoek is onder - zocht, is een ultra-buigzaam, met vezels versterkt composiet, dat ook bekend is als Strain-Hardening Cementitious Composite (SHCC). Ter vergelijking is ook het gedrag van een traditioneel reparatiemateriaal ? zonder vezels ? onderzocht (fig. 2a). Onder trekbelasting kan SHCC na scheuren nog krachten over - brengen (fig. 2b). Enigszins vergelijkbaar met metalen, vertoont SHCC een toename van de sterkte bij toenemende vervorming (strain-hardening ). Dit gedrag wordt bereikt door het microme- chanische ontwerp van de met vezels versterkte matrix. Als het materiaal scheurt, worden vezels geactiveerd. Zij brengen krachten over en zorgen ervoor dat er op een andere plaats een nieuwe fijne scheur ontstaat. Uiteindelijk, als een groot aantal haarscheurtjes met kleine scheurwijdte (kleiner dan 100 µm) zijn gevormd, resulteert dat in een materiaal met een hoge rekcapaciteit, dat zeer buigzaam is. Een hoge rekcapaciteit is een eigenschap die positief is voor een reparatiemateriaal. Het ontstaan van haarscheurtjes leidt tot afname van spanningen in het materiaal. Hierdoor wordt ook de kans op onthechting verkleind, zoals verder in dit artikel zal worden toegelicht. Parameters van invloed op breukgedrag reparatiesysteem Het gedrag van een reparatiesysteem is gecompliceerd en hangt niet alleen af van de eigenschappen van het reparatiemateriaal. Eigenschappen van het bestaande beton, de interface tussen de twee materialen, alsmede de belastingen die optreden op het reparatiesysteem zijn zeker zo belangrijk. Belastingen kunnen leiden tot onthechting van het reparatiemateriaal of tot het ontstaan van scheuren in het reparatiemateriaal en/of in het bestaande beton. Kritische parameters die invloed hebben op het breukgedrag van een reparatiesysteem staan in tabel 1. De invloeden van deze parameters zijn onderling afhankelijk en het is niet eenvoudig de invloed van één enkele parameter experimenteel te onderzoeken. dr.ir. Mladena Lukovic, dr.ir. Guang Ye, prof.dr.ir. Erik Schlangen, prof.dr.ir. Klaas van Breugel TU Delft, fac. CiTG 1 Haarscheurtjes leiden tot een hoge taaiheid van SHCC 2 Breukgedrag onder trek bij gewoon beton (a) en SHCC (b) Artikelen In twee Cement-artikelen wordt aandacht besteed aan de interactie tussen het beton en het reparatiemiddel. (Elders in dit nummer [4]) is aandacht besteed aan de invloed van de vochtuitwisseling tussen de betonnen ondergrond en het reparatiemateriaal. Dit tweede artikel heeft betrekking op de krachtswerking in het reparatiemateriaal onder invloed van belastingen. 2a 2b Tabel 1 Parameters die invloed hebben op de prestatie van het reparatiesysteem omgevingsfactoren - temperatuur, vochtigheid, nabehandeling, - methode en de duur ervan, mechanische belasting, degradatie reparatiemateriaal - wcf, verwerkbaarheid, taaiheid, - hydratatie, krimp interface - sterkte bestaand beton - ruwheid van het oppervlak, - scheuren, mechanische eigenschappen, - vochtgehalte, poreusheid, verontreinigingen Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 66 bestaande beton bestaande beton interface interface reparatie- materi aal reparatie- materiaal voxel voxel 5 5 5 5 5 5 15 15 15 15 15 15 10 10 5 5 aspect verder onderzocht, voor zowel traditioneel reparatiema- teriaal als SHCC. De interfacesterkte is als een materiaalparameter beschouwd, terwijl de ruwheid als een geometrisch effect expliciet wordt nagebootst (fig. 4). Gedrag reparatie onder mechanische belastingen Om een beeld te krijgen van het gedrag van de reparatie onder mechanische belastingen is het latticescheurmodel in combinatie met experimenten gebruikt. Invloed ruwheid op hechtsterkte Als eerste is de invloed van de ruwheid van het oppervlak van het bestaande beton op de hechtsterkte onderzocht. Een hogere ruwheid van het oppervlak van het bestaande beton verhoogt de hechtsterkte in beperkte mate (slechts ca. 6%), maar het leidt tot een stabieler scheurgedrag en taaier gedrag van het repara- Daarom zijn, naast experimenteel onderzoek, ook rekenmodellen gebruikt (latticescheurmodel [1] en latticevochtmodel, zie kader 'Latticemodellen'). Deze modellen zijn gebruikt om meer inzicht te krijgen in de invloed van bijvoorbeeld de ruwheid van het bestaande beton, de hechtsterkte, de dikte van de reparatielaag, en verschillende typen reparatiemateriaal (SHCC en traditioneel reparatiemateriaal) op het gedrag van de reparatie. Hoewel talrijke belastingen en belastingscombinaties denkbaar zijn waaraan een reparatiesysteem wordt blootgesteld, zijn alleen de meest voorkomende oorzaken van falen onderzocht: mechanische belastingen, krimp door uitdroging, en voortgaande wapenings- corrosie in het reparatiemateriaal. De ruwheid van het oppervlak van het bestaande beton wordt vaak als de belangrijkste parameter beschouwd die het gedrag van een reparatie bepaalt. Maar er zijn ook publicaties waaruit blijkt dat dit weinig invloed heeft [2]. Om die reden is ook dit 4 Simulatie van het reparatiesysteem: a) het nabootsen van verschillende ruwheden van het bestaande beton; b) het genereren van het reparatiesysteem; c) toekennen van eigenschappen aan het latticenet - werk; d) de mechanische eigenschappen; e) het verkregen latticenetwerk voor het reparatie - systeem (blauw = reparatiemateriaal, wit = interface, rood = bestaande beton) afmetingen in mm 5 Toelichting op het latticemodel: a) nabootsing gestraald oppervlak (bovenste 3 mm van het toeslag- materiaal ligt bloot); b) aanbrengen reparatiemiddel en blootstelling aan droogte; c) vochtuitwisseling in het reparatiesysteem na 110 dagen drogen; d) schade als gevolg van uitdrogingskrimp na 110 dagen drogen (zwart = scheuren, wit = reparatiemiddel, blauw en oranje = beton) H omgeving = 50% 40 mm 10 mm 100% 100% 90% 5a 5c 5b 5d 4a 4b 4d 4e 4c E [GPa] f t[MPa] f c[MPa] reparatiemateriaal 303,25 -32,5 interface 251-10 bestaand beton 303,25 -32,5 10 mm 10 mm thema Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 67 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,220 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 belasting [kN] vervorming [mm] trad itioneel reparatiemateriaal SHCC als reparatiemateriaal ruw oppervlak 2 ruwoppervlak 1 glad oppervlak 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,220 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 belasting [kN] vervorming [mm] trad itioneel reparatiemateriaal SHCC als reparatiemateriaal ruw oppervlak 2 ruw oppervlak 1 glad oppervlak afstand waarover delaminatie (onthechting tussen reparatiema- teriaal en beton) is opgetreden (delaminatielengte). Haarscheurtjes in het SHCC gaan hier niet direct door naar het bestaande beton. Daarom blijft de schade in het beton lokaal. tiesysteem. Daarentegen heeft een hogere oppervlakteruwheid wél een significante invloed op de afschuifsterkte met een verhoging tot wel 25%. Invloed ruwheid op breukgedrag Voorts is het gedrag van het reparatiesysteem onder buiging onderzocht met verschillende oppervlakteruwheden van het bestaande beton. Drie oppervlakteruwheden zijn nagebootst (fig. 6). Op deze ondergrond is reparatiemateriaal met en zonder vezels aangebracht. In figuur 6 worden de kracht- vervormingdiagrammen van het reparatiesysteem in een gesimuleerde buigproef (afmetingen 60 × 15 × 15 mm 3) getoond. Na scheuren van het hele reparatiesysteem kan het reparatiesysteem met SHCC de belasting nog overdragen. Dit is niet het geval met het reparatiesysteem zonder vezelversterking in het reparatiemateriaal. Een scheur veroorzaakt daar bros bezwijken van het systeem. Daarentegen ontstaan in het SHCC-reparatiesysteem meerdere haarscheurtjes en wordt een taai gedrag gevonden. Het profiel van het aanhechtoppervlak heeft geen specifieke invloed op het kracht-vervormingdiagram. Toch is het patroon van de scheurtjes verschillend voor de drie profielen (fig. 7). Een glad oppervlak resulteert in een grotere Latticemodellen In het latticemodel wordt het materiaal (beton of reparatiemateriaal) opgebouwd uit een netwerk van balkjes. Er wordt onderscheid gemaakt tussen het latticevochtmodel en het latticescheurmodel. In het latticevochtmodel werken die balkjes als buisjes voor het vochttransport. Die buisjes ontstaan door de krimp van het materiaal. In het latticescheurmodel kunnen de balkjes krachten overbrengen. Door verschillende transporteigenschappen (in het latticevochtmodel), sterkte en E-modulus (in latticescheurmodel) aan de afzonderlijke elementen (balkjes) toe te kennen, worden de bijdragen van de verschillende componenten in het reparatie - systeem aan het uiteindelijke gedrag van het reparatiesysteem gesimuleerd (het reparatiemateriaal, het bestaande beton, de interface). De analyse is eenvoudig. Als het reparatiesysteem wordt blootgesteld aan uitdroging (fig. 5b), wordt eerst met het lattice - vochtmodel de krimp uitgerekend. De berekende krimp is input in het latticescheurmodel (fig. 5c). Verder kan met een lineair- elastische berekening met het latticescheurmodel, voor een opgelegde krimp (fig. 5d) of voor een externe belasting, worden bepaald wanneer ergens in een elementje een spanning wordt bereikt die overeenkomt met de toegekende sterkte. Vervolgens wordt dat element verwijderd. Het weggehaalde elementje representeert de schade/breuk in het materiaal. Vervolgens wordt de analyse voortgezet zonder dat elementje. Uiteindelijk worden met breken van steeds meer balkelementen het breukgedrag en de manier van bezwijken gesimuleerd. 6 Verschillende ruwheden van het oppervlak van het bestaande beton (maten in mm) (a) en kracht-vervormingdiagrammen van gesimuleerde driepunts- buigtesten (b) 7 Breukpatronen verkregen bij de gesimuleerde driepuntsbuigtes- ten met de reparatielaag van SHCC (links) en de reparatielaag zonder vezelversterking (rechts) aan de onderkant en bij 0,02 mm doorbuiging; a) glad oppervlak, b) ruw oppervlak 1, c) ruw oppervlak 2 7a 7b 7c 6a 6b Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 68 bestaand beton reparatiemateriaal bestaand beton reparatiemateriaal experimenteel glad oppervlak met vaseline glad oppervlak glad oppervlak glad oppervlak met vaseline 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 vervorming[mm] 0 0,1 0,20,3 0,4 0,50,6 0,7 belasting [kN] 10 De invloed van een te lage interfacesterkte met een glad oppervlak: a) breukpatronen van proefstukken waarbij microscheuren (bovenste) en onthechting (onderste met vaseline) ontstaan b) kracht-vervor - mingdiagrammen (experimenten) verdeelde haarscheurtjes, wat gunstig is voor de flexibiliteit van het reparatiesysteem. Een dergelijk gedrag is ook gevonden in de experimenten (fig. 8). Bovendien is een geringere scheur - wijdte gunstig voor de duurzaamheid van de reparatie. Invloed interfacesterkte op breukgedrag Vergelijkbare resultaten worden ook verkregen bij het variëren van de sterkte van de interface (fig.9). Hoe lager die sterkte, des te langer de delaminatielengte is en hoe beter verdeeld het optredende scheurpatroon is. Daarbij zijn dan de scheuren in het bestaande beton meer lokaal. Beïnvloeden breukgedrag Door het variëren van de ruwheid van het oppervlak en/of inter - facesterkte, is het mogelijk het breukgedrag wezenlijk te beïnvloeden. Een glad oppervlak en/of lage interfacesterkte resulteert in meer delaminatie met meer haarscheurtjes in het reparatiemateriaal, maar lokale schade in het bestaande beton. Daarentegen resulteren ruwe oppervlakten of hogere interfaces - terkten in minder scheurtjes in het reparatiemateriaal en meer gespreide schade (meer scheuren) in het bestaande beton. In tegenstelling tot wat meestal wordt aangenomen en aanbevolen voor traditionele reparatiematerialen ? te weten het opruwen van het bestaand beton ?, zijn het gladde oppervlak en de lage inter - facesterkte juist beter voor reparaties met SHCC. Delaminatie Dit is het gevolg van het gebrek aan hechting in het grensvlak van het reparatiemateriaal met het bestaande beton. Door de grotere lengte waarover onthechting optreedt bij een glad oppervlak zal de uiteindelijke vervorming groter zijn. In het geval van SHCC resulteert dit in een langer gebied met 8 Scheurpatronen bij het ruwe (a) en gladde (b) oppervlak van het bestaande beton; experimentele resultaten [3] 9 De invloed van interfacesterkte op de kracht-vervormingdiagram- men in gesimuleerde driepuntsbuigproeven bij verschillende interfacesterkten in proefstukken met een glad oppervlak 10a 10b 8 9a 9b glad oppervlak glad oppervlak met vaseline interface sterkte 0,5 MPa interface sterkte 1 MPa interface sterkte 2 MPa interface sterkte 0,5 MPa interface sterkte 1 MPa interface sterkte 2 MPa 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0 vervorming [mm] belasting [kN] 0 0,1 0,2 0,3 \ 0,4 0,5 thema Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 69 scheurwijdte simulaties experim enten glad oppervlak ruwoppervlak scheurwijdte0,1 0,075 0,05 0,025 0 0,1 0,075 0,05 0,025 0 11 De invloed van de ruwheid van het bestaande beton in het SHCC-reparatiesysteem. Met verschillende kleuren is de scheurwijdte aangegeven: a) glad en b) ruw Invloed ruwheid oppervlak plus SHCC vs. traditioneel Bij mechanische proeven, zoals eerder beschreven, is gebleken dat een glad oppervlak of lage interfacesterkte gunstig kan zijn voor het mechanische gedrag van het reparatiesysteem. Daarom is het oppervlak van het bestaande beton bij de proeven voor uitdrogingskrimp glad gemaakt. Een grotere krimp in het reparatiemateriaal vergeleken met de krimp van het bestaande beton (feitelijk is de krimp daarin nagenoeg nul) veroorzaakt complete delaminatie van SHCC (zoals duidelijk is te zien in fig. 11a). Daarentegen, bij hoge oppervlakteruwheid en hoge interfacesterkte vindt geen delaminatie plaats (fig. 11). Hoe hoger de interfacesterkte, hoe meer scheurtjes hier met kleinere scheurwijdte ontstaan. Naast de invloed van de ruwheid van het oppervlak is ook het verschil tussen SHCC en traditioneel reparatiemateriaal bekeken. Het aantal haarscheurtjes dat bij SHCC-reparatiema- teriaal ontstaat door de krimp is groter en de afzonderlijke scheurwijdte is kleiner dan in het traditionele reparatiemateriaal onder dezelfde omstandigheden (fig. 12). Dikte van de reparatie Simulaties geven aan dat dunnere lagen van het reparatiemateriaal kwetsbaarder zijn voor delaminatie en er grotere scheuren zullen ontstaan ten gevolge van de grotere vochtgradiënt die wordt veroorzaakt door uitdroging en watertransport naar het bestaande beton (zoals te lezen is in het eerste artikel van dit tweeluik [4]). Daarom is het voorbereiden van het bestaande beton (met een hogedrukspuit, zandstralen of andere methoden) van wezenlijk belang, speciaal in het geval van een dunne repa- ratielaag. Figuur 13 toont gesimuleerde breukpatronen die zijn verkregen met de latticemodellen. Als er geen doorlopende delaminatie optreedt, leiden dunnere overlagingen, bij dezelfde omstandigheden, tot meer scheurtjes met een kleinere scheuraf- stand en scheurwijdte. Strain-hardening -gedrag is, zo blijkt in het algemeen, gunstig voor de weerstand tegen uitdrogingskrimp omdat de scheurwijdten kleiner dan 100 µm zijn. De kleine scheurwijdte beperkt de snelheid van uitdroging enigszins. Mechanische belastingen vs. uitdrogingskrimp Met betrekking tot de invloed van de interfacesterkte en opper - vlakruwheid zijn er tegengestelde tendensen voor enerzijds mechanische belastingen en anderzijds belastingen veroorzaakt door uitdrogingskrimp van SHCC-reparatiesystemen. Gladde oppervlakken van het bestaande beton en lage interfacesterkten zijn gunstig voor het gedrag onder mechanische belastingen. Daarentegen zijn in geval van uitdrogingskrimp ruwe opper - vlakten en hogere interfacesterkten meer geschikt. leidt er in dat geval toe dat de grote rekcapaciteit van het repara - tiemateriaal goed kan worden benut: er ontstaan meer scheurtjes met kleinere scheurwijdte. Maar een zeer lage hechting en gladde betonnen ondergrond kunnen ook leiden tot complete onthechting, wat weer ongunstig kan zijn. In de simulaties is dit nagebootst door het toepassen van een interface met een sterkte van 0,5 MPa en experimenteel door het gedeeltelijk coaten van het bestaande beton met vaseline (fig. 9 en 10). Reflectiescheuren Hetzelfde fenomeen is waargenomen bij reflectiescheuren in het reparatiesysteem. Een reflectiescheur is een scheur die in het reparatiemateriaal ontstaat (reflecteert) uit een bestaande scheur in de ondergrond. Lage ruwheid en geringe hechting zijn dan ook gunstig. Ze leiden namelijk tot meer delaminatie en vervolgens meer haarscheuren in plaats van lokale schade in het reparatiemateriaal. Gedrag reparatie onder uitdrogingskrimp Vergelijkbaar met de proeven waarbij is gekeken naar mechanische belastingen, zijn proefstukken vervaardigd die zijn blootgesteld aan uitdroging. Naast metingen van de vrije krimp van het reparatiemateriaal, is het effect van verhinderde krimp van het reparatiemateriaal (scheurvorming en delaminatie) onderzocht aan de hand van betonnen balken waarop het reparatiemateriaal is aangebracht (afmetingen 100 × 100 × 400 mm met reparatie- materiaal van 20 mm). Het latticescheurmodel is uitgebreid met het latticevochtmodel om de schade als gevolg van uitdrogingskrimp van het reparatiemateriaal te onderzoeken. 11b 11a Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 70 traditioneel reparatiemateriaal SHCC als reparatiemateriaal scheurwijdte0,1 0,075 0,05 0,025 0 0,12 mm 0,11 mm 0,05 mm 0,07 mm 13 Scheurpatronen (in mm) die verkregen zijn met gesimuleerde uitdroging vanaf de bovenkant van een SHCC-reparatielaag: (a) gegroefd profiel, dikte van de reparatielaag is 20 mm en interfacesterkte is 1 MPa; (b) glad profiel van het bestaande beton, de dikte van de reparatielaag is 20 mm, interfaces terkte is 3 MPa; (c) dikte van 40 mm, interfacesterkte is 3 MPa Gedrag reparatiesysteem bij voortdurende corrosie Vaak is de oorzaak van schade in het beton de corrosie van wapening. Bij dergelijke schade wordt het aangetaste beton meestal verwijderd. Vervolgens wordt het reparatiemateriaal rond de vrijliggende wapeningsstaven aangebracht. In het alge- meen moet de wapening roestvrij worden gemaakt voordat het reparatiemateriaal wordt aangebracht. Veelal stopt dan de corrosie, maar niet altijd. Gaat de corrosie door dan is het de vraag wat er met de reparatie gebeurt. Het is dan des te meer van belang dat het reparatiesysteem 'breukbestendig' is of, anders gezegd, dat scheuren met grote scheurwijdte en delami- natie worden voorkomen. Als corrosie van de wapening doorgaat, zijn een hoge interface- sterke en ruwheid van de betonnen ondergrond gunstig, omdat dan bij SHCC gebruik kan worden gemaakt van de taaiheid van het reparatiemateriaal (fig. 14b). Een glad oppervlak en lage interfacesterkte veroorzaken complete delaminatie, net als bij uitdrogingskrimp (fig. 14c). Zolang volledige delaminatie niet optreedt, is gedeeltelijke delaminatie in de buurt van de scheur - tjes gunstig. Zeker in het geval van bestaand beton met een zeer hoge sterkte. Vanwege plaatselijke delaminatie nemen spanningen dan gedeeltelijk af en treden er kleinere scheurwijdten op in het SHCC-reparatiemateriaal. Het gebruik van SHCC leidt tot significant kleinere scheurtjes en hogere taaiheid in vergelijking met traditioneel reparatiemateriaal (fig. 14a). Tot slot Vanwege verhinderde krimp en belasting is een reparatiesysteem bijna nooit ongescheurd. Dankzij strain-hardening -gedrag zijn scheuren die ontstaan in een materiaal als SHCC echter kleiner dan 100 µm. In tegenstelling tot wat vaak wordt aangenomen, zijn een hoge interfacesterkte en een ruw betonoppervlak niet altijd gunstig voor het gedrag van een reparatie. Zo zijn wanneer SHCC wordt toegepast, een lagere interfacesterkte of/en glad oppervlak juist voordelig voor het mechanische gedrag van het reparatie- systeem. Vanwege plaatselijke delaminatie kan de grote rekcapaciteit van het reparatiemateriaal optimaal tot zijn recht komen. Dit geldt ook voor reflectiescheurtjes: meestal heeft bestaand beton al scheuren die door plaatselijke delaminatie leiden tot gunstige haarscheuren in SHCC in plaats van lokale schade. Hier zien wij wel een tegenstelling met de vereisten voor de aanhechting in geval van uitdrogingskrimp en voortgaande corrosie. In die gevallen zijn een ruw oppervlak en goede hechting cruciaal om kleine scheuren te krijgen en delaminatie te voor - komen. Het evenwicht tussen breuk en delaminatie onder verschillende belastingen moet per geval worden bekeken om een duurzame reparatie te bereiken. Dit is niet altijd even gemakkelijk, omdat 12 De invloed van het soort reparatiemateriaal op bestaand beton met ruw oppervlak: een enkele scheur met grote scheurwijdte bij traditioneel reparatiemateriaal (a) en meerdere kleine scheuren in SHCC (b) 12 scheurwijdte scheurwijdte scheurwijdte 13a 13b 13c simulaties experimenten scheurwijdte scheurwijdte scheurwijdte zonder vezelversterking, ruw oppervlak SHCC, glad oppervlak SHCC, ruw oppervlak 14a 14b 14c 0,496432 0,4 0,3 0,2 0,1 0,005 0,06606 0,06 0,04 0,02 0,0050,049972 0,04 0,03 0,02 0,01 0,005 thema Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016 71 15 Optimaal scheurgedrag van SHCC-reparatie (lokale onthechting rond de bestaande scheur in de ondergrond om gelokaliseerde schade te voorkomen, en goede hechting om delaminatie door de krimp te beheersen) Hoewel het in de praktijk lastig is, zou dit leiden tot een optimaal gedrag van een SHCC-reparatie (fig. 15). ? ? LITERATUUR 1. Schlangen, E., Experimental and numerical analysis of fracture processes in concrete, PhD thesis, TU Delft, Delft University of Technology; 1993. 2. Denarié, E., Silfwerbrand J., Beushausen H. Bonded Cement-Based Material Overlays for the Repair, the Lining or the Strengthening of Slabs or Pavements, 2011. 3. Lukovic, M., Influence of interface and strain hardening cementitious composite (SHCC) properties on the performance of concrete repairs, TU Delft, Delft University of Technology, 2016. 4. Lukovic, M., Ye G., Schlangen E., Van Breugel K. Interactie beton en reparatiemiddel (1), Cement 2016/7. bepaalde parameters verschillende invloed hebben onder verschillende condities. Een mogelijke oplossing is het ontwerpen van een 'smart' hechting waarbij het bestaande beton ter plaatse van scheuren gecoat moet worden met een hydrofobische primer of vaseline voordat het SHCC wordt aangebracht. Dat resulteert, ondanks lokale onthechting dicht bij de bestaande scheur, tot een voordelig haarscheurenpatroon in het reparatiemateriaal. ontmoeten en leren\k 130 exposanten 3.000 bezoekers \fngenieursplein \fnlooplezingen \bennis: congres Samenwerking partne\krs projectplaces 17 november - 09.0\l0 tot 19.00 uur - \l"De Doelen\f Rotterda\lm Intelligent betonIntelligent beton 14 Schade (gesimuleerd) in reparatiesystemen bij voortgaande corrosie: (a) reparatie met traditio - neel reparatiemateriaal (een scheur met grote scheurwijdte); (b) reparatie met SHCC op het ruwe oppervlak van het bestaande beton (haarscheuren) en (c) reparatie met SHCC op het gladde oppervlak van het bestaande beton (delaminatie) 15 Interactie beton en reparatiemiddel (2) 7 2016