ir.J.A. den UijlStevinlaboratorium,DelftEnkele aspecten van deconstructie van betonkano's1Kano met dubbel-gekromde vlakkenInleidingOp 14 mei jl. werd op de Delftse Hout voor deeerste keer een kanorace gehouden in beton-nen kano's. Een van de deelnemende groepenhad zijn boot het motto 'Raar dat ik vaar' mee-gegeven.* Dit leek te zijn ingegeven door debuitenwacht, die bij confrontatie met een be-tonnen schip steevast in opperste verbazinguitroept: 'Hoe kan dat nou, beton zinkt toch?!'De bijeengebrachte groep boten bleek eenverzameling merkwaardige Produkten te vor-men. Daarom zal in dit artikel een aantal as-pecten met betrekking tot de constructie vande kano's worden besproken. Hiertoe is ge-bruik gemaakt van de verslagen die de deel-nemers over het vervaardigen van hun botenhebben gemaakt en van de bevindingen vande jury voor de constructieprijs.**Om gelijkwaardige boten te krijgen waren inhet constructiereglement onder meer de vol-gende bepalingen opgenomen:? type kano C2 (Canadese kano);? gewicht minimaal 150 kg;? lengte minimaal 3,50 m en maximaal 6,50 m;? vrijboord in onbelaste toestand 0,35 m;? als bindmiddel diende cement te worden ge-bruikt en als toeslag steenachtige materialen;? maximaal 5 vol.% kunststoffen.OntwerpBij het ontwerp werd vooral aandacht besteedaan de sterkte en stijfheid. Meestal werd daar-bij uitgegaan van een constructie in ferro-cement (skelet van betonstaal bespannen metgaas en bepleisterd met zand-cementmortel).Belangrijke voordelen van deze techniek zijnde gemakkelijke vervaardiging, de lage kost-prijs en de grote vormvrijheid. Deze laatsteeigenschap biedt de mogelijkheid dubbelge-kromde vlakken te maken, waardoor op een-voudige wijze een goede vormvastheid kanworden verkregen (fig. 1).Slechts bij enkele boten was dit volledig totzijn recht gekomen. De meeste echter warenvoorzien van extra dwarsverstijvingen in devorm van staven, spanten of schotten.Twee duidelijk afwijkende ontwerpen, die te-vens eikaars tegenpolen vormden, kunnenniet onvermeld blijven. De boot van de HTSRotterdam bestond uit een zelfdragend staal-skelet (staven 0 8 en 0 16) met een huid vanspuitbeton op jute (foto 2). De andere boot,van de MTS Gouda bevatte g??n betonstaalen bestond alleen uit vezelversterkt beton.In een beperkt aantal gevallen werd bij hetontwerp al bewust rekening gehouden met devaareigenschappen. Er werd daarbij gelet opde stabiliteit in dwarsrichting, de koersvast-heid en het gewicht van de boot.2Zelfdragend skelet (?6 en ?16) bespannenmet jute (HTS Rotterdam)*Zie ook Beton in Beeld in Cement nr. 6,juni 1977.**Deze jury bestond uit ir.J.Buijs, ing.C.Souwerbren en ir.J.A. den Uijl.Cement XXIX (1977) nr.8 3423Relatie tussen gewicht per lengte-eenheid envolgorde van aankomst4Winnaar van de constructieprijs (HTS 's-Her-togenbosch)Afmetingen en gewichtUit het volgende staatje blijken de grootte-verschillen tussen de kano's onderling.min. max. gem.gewicht (kg) 156 368 240lengte (m) 3,6 6,5 4,4vrijboord (m) 0,27 0,41 0,34wanddikte (mm) 8 27 15gewicht (kg)lengte (m)31,8 81,3 53,5Dat het gewicht wel degelijk invloed heeft opde snelheid, wordt duidelijk bij het beschou-wen van figuur 3. Hier is de volgorde van aan-komst uitgezet tegen het gewicht per lengte-eenheid. De grote gewichtsvariaties zijn voor-namelijk toe te schrijven aan de verschillendewanddikte. 'Degelijkheid' gaat dus ten kostevan snelheid. Het laagste gewicht per lengte-eenheid (31,8 kg/m') werd behaald door dekano van de HTS 's-Hertogenbosch (foto 4) enwas ??n van de redenen om aan dit team deconstructieprijs toe te kennen.WapeningOok de afmetingen en de hoeveelheid van hettoegepaste betonstaal liepen nogal uiteen. Uit-gaande van ferrocement, zoals in de inleidingomschreven, zal de belangrijkste functie vanhet betonstaal zijn het vormen van een raam-werk waarover het gaas kan worden aange-bracht. Daartoe kan worden volstaan met eengering aantal langs- en dwarsstaven 0 4. ?n deliteratuur wordt gesteld dat voor dergelijkeconstructies ??n laag fijnmazig gaas voldoen-de is. Veelal werd meer toegepast, zelfs tot5 lagen toe. Foto 5 levert een fraai beeld vandit laatste geval (TH-Delft Bouwkunde). Ver-meldenswaard is nog het toepassen van bouw-staalmatten voor het skelet (MTS Gouda enHTS Arnhem). De sterke beperking in vorm-vrijheid die daarbij optreedt, lijkt wel een na-deel (foto 6).MortelIn de meeste gevallen werd uitgegaan vanzand-cementmortel, waaraan middelen wer-den toegevoegd om de verwerkbaarheid teverbeteren en/of om de waterdichtheid en detreksterkte te verhogen.Door het team van de afdeling Bouwkunde(TH-Delft) werd bewust gezocht naar een5Lichte korf bespannen met gaas (TH-DelftBouwkunde)6Korf uit bouwstaalmat (HTS Arnhem)Cement XXIX (1977) nr.8 3437Karakteristieke punten met betrekking tot destabiliteit in dwarsrichtingmengsel met lichte toeslagmaterialen om zo-doende gewicht te besparen. Op grond vanproefresultaten werd het volgende mengseltoegepast: 1 volumedeel cement op 2 volume-delen perlite (ge?xpandeerd vulkanisch ge-steente), wcf 0,6 en als plastificeerder het af-wasmiddel Dubro. Het volumegewicht van hetop deze wijze verkregen ferrocement werd ge-schat op 1570 kg/m3.VervaardigingDe procedure die door de meeste deelnemerswerd gevolgd, bestaat achtereenvolgens uit:? vervaardigen van een staalskelet uit beton-staal door middel van elektrisch lassen of bin-den;? bespannen van het skelet met ??n of meer-dere lagen gaas;? bepleisteren van de boot, eerst aan de bui-tenzijde en nadat deze voldoende is verhard,aan de binnenzijde.Varianten waren het toepassen van bekistin-gen. Sommigen pasten een binnenkist toe, an-deren een buitenkist. Dit werd gedaan met hetdoel de wanddikte beter in de hand te houden,wat zeker niet altijd gelukt is. Bij twee botenwerd de mortel door spuiten aangebracht. Bijde boot van de HTS Rotterdam resulteerde ditin een wanddikte van ca. 25 mm. Het team vande HTS 's-Hertogenbosch paste een binnen-mal toe, die bekleed werd met schuimrubberen plastic folie. De .wapening werd gedeelte-lijk in de schuimrubber gedrukt. De wanddiktena het spuiten bedroeg gemiddeld 8 mm.AfwerkingOver het algemeen waren de vaartuigen bij-zonder goed afgewerkt. Daartoe waren on-effenheden weggeplamuurd en was de buiten-zijde meestal voorzien van een verf op kunst-harsbasis. Zonder aan de fraaie resultaten vande anderen iets af te doen, wordt hier alleende boot van de TH-Eindhoven vermeld die,hoewel alleen maar gepleisterd, er bijzondergaaf en glad uitzag.VaareigenschappenDe stabiliteit van de boten in dwarsrichtingwerd onderscheiden in:? de kracht nodig om een gangboord juist tothet wateroppervlak te drukken en? de demping van de schommeling die op-treedt na de boot deze maximale uitwijking tehebben gegeven.Over het algemeen doorstonden de botendeze test redelijk. Er waren zowel uitschietersin gunstige als in ongunstige zin. In het ver-slag van het Bouwkunde team (TH-Delft) wordtaangegeven aan welke voorwaarden voldaanmoet worden (fig. 7). Het metacentrum M moetboven het zwaartepunt liggen. De ligging vanM wordt bepaald door de afstand BM, waarinhet drukkingspunt voorstelt. Dit is het aan-grijpingspunt van de opwaartse kracht. BMwordt bepaald uit It, het traagheidsmoment indwarsrichting van de horizontale doorsnedeop de waterlijn en v, de waterverplaatsing,volgens BM = It/v.De koersstabiliteit werd niet getoetst, maar desituaties die zich vlak na de start voordeden,lijken de gedachte te rechtvaardigen dat voor-al ook de stuurmanskunst niet optimaal was{foto 8).Gezien het enthousiasme waarmee de teamshun boten hebben ontworpen en gebouwd,alsmede de schare supporters die hen tijdensde races aanmoedigden, mag worden ver-wacht dat deze betonkanorace een vervolgkrijgt. Nu de spits is afgebeten, zullen er zekernog meer uitgekiende ontwerpen worden ge-realiseerd. Wellicht kan het verslag van hetsymposium Vaart in beton, waarin een uitge-breide literatuurlijst wordt opgenomen, daar-bij van nut zijn.*8'Recht' op het doel af!*Het verslag van het symposium 'Vaart in Be-ton' zal medio september verschijnen en vooreen bedrag van 15,- verkrijgbaar zijn bij hetBetondispuut.Cement XXIX (1977) nr.8 344