Log in
inloggen bij Cement
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
shop word lid
Home / Alle kennis / Artikelen

Buig- en scheurgedrag van beton met basaltvezelwapening

Experimenteel onderzoek aan de TU Delft Kevin van der Lingen - 27 september 2024

Experimenten tonen aan dat basaltvezelwapening anders reageert dan wapeningsstaal: een volledig lineair-elastisch gedrag van het materiaal, bros bezwijken van de wapening en grotere vervormingen van de gewapende proefstukken. Balken met basaltvezelwapening laten meer scheuren zien en grotere scheurwijdte bij lagere belasting, vergeleken met balken gewapend met wapeningsstaal. Deze verschillen benadrukken de noodzaak voor ontwerprichtlijnen.

In het kort

  • FRP-wapeningsstaven combineren meerdere materialen, waarmee unieke eigenschappen worden gecreëerd
  • In een experimentele studie zijn de mechanische eigenschappen van de individuele staven en vervolgens het constructieve gedrag in gewapende balken onderzocht
  • Tijdens de trekproef bezweken eerst individuele vezels aan de buitenzijde van de staafdoorsnede, waarna de kracht nog iets toenam totdat uiteindelijk de hele staaf bros bezweek
  • Bij de vierpuntsbuigproeven is in het ongescheurde traject een vergelijkbare stijfheid te zien, ongeacht het wapeningsmateriaal
  • De balken met basaltvezelwapening scheuren eerder dan die met wapeningsstaal
  • Na scheurvorming is de doorbuiging bij wapeningsstaal aanzienlijk minder dan bij basaltvezelwapening, wat wijst op een grotere stijfheidsreductie na scheurvorming
  • De balken met wapeningsstaal bezweken op vloei van de wapening, de balken met basaltvezelwapening op betonstuik
  • Bij de balken met basaltvezelwapening treedt wel voldoende waarschuwingscapaciteit op
  • Op wapeningsdiepte was aanzienlijke horizontale secundaire scheurvorming zichtbaar bij basaltvezelwapening
  • Omdat basaltvezelwapening niet kan corroderen wordt een grotere scheurwijdte toegestaan

Afstudeeronderzoek

Dit artikel is gebaseerd op de afstudeerstudie ‘Flexural Behaviour of Concrete Reinforced With Basalt Fibre Reinforcement Bars’ dat Kevin van der Lingen uitvoerde op de TU Delft, faculteit Civil Engineering & Geosciences, in samenwerking met Van Hattum en Blankevoort. Hij werd voor zijn onderzoek begeleid door dr.ir. Mladena Lukovic, prof.dr.ir. Erik Schlangen, ir. Jelle Bezemer (TU Delft) en ir. Felix Leenders (Van Hattum en Blankevoort). Ook ir. Sonja Fennis heeft bijgedragen.

In reactie op klimaatverandering streeft de bouwsector naar duurzamere betonconstructies. Alternatieve materialen en methoden worden onderzocht om de milieueffecten van traditioneel gewapend beton te verminderen. Een van de mogelijkheden is het verduurzamen van de wapening, bijvoorbeeld door toepassing van basaltvezelwapening als alternatief voor wapeningsstaal.

Sinds de late jaren 80 winnen alternatieve wapeningsmaterialen aan populariteit, vooral uit de FRP-familie (Fibre Reinforced Polymer). FRP-wapeningsstaven combineren meerdere materialen waarmee unieke eigenschappen worden gecreëerd. Basaltvezelwapening behoort tot de FRP-familie. Het bestaat uit sterke basaltvezels en een rigide matrix van bijvoorbeeld epoxy, polyester of vinylester (fig. 2). De vezels in de matrix zijn grotendeels bepalend voor de treksterkte van de staaf. Ter bevordering van het hechtgedrag aan het beton kan een gladde staaf worden voorzien van een oppervlaktevervorming, zoals een zandcoating, geribde profilering of spiraalwikkeling.

Van Hattum en Blankevoort is geïnteresseerd in alternatieven voor wapeningsstaal, zoals basaltvezelwapening. Er is veel internationale literatuur beschikbaar waaruit blijkt dat de eigenschappen en rekenmethodiek verschillen van wat we met wapeningsstaal gewend zijn. Om ervaringen op te doen, is in samenwerking met Van Hattum en Blankevoort een experimenteel onderzoek opgezet als afstudeerproject aan de TU Delft. Dit onderzoek richt zich specifiek op de stijfheid en het buigscheurgedrag van basaltvezelgewapende elementen.

Onderzoeksopzet

Het experimentele programma bestond uit twee type testen. Allereerst zijn de mechanische eigenschappen van de individuele staven onderzocht en vervolgens het constructieve gedrag in gewapende balken. Het experimentele onderzoek had een focus op het scheurpatroon en buiggedrag. De onderzochte parameters zijn:

  • trekgedrag van basaltvezelwapening versus wapeningsstaal;
  • buiggedrag van beton gewapend met basaltvezel versus staal;
  • ontwikkeling van scheurpatronen en scheurwijdte;
  • invloed van staafdiameter, wapeningsverhouding en betondekking op buig- en scheurgedrag.

Volledige bericht lezen?

Het volledige item is gratis beschikbaar voor onze leden.
Nog geen lid? meld u aan bij ons netwerk.

Reacties

Paul 03 oktober 2024 12:38

Is allemaal te verwachten. Gewoon ongeschikt materiaal, nooit aan beginnen.

Piet - harlaarbetonvloeren 03 oktober 2024 11:21

Interessant artikel , wij hebben in het verleden ook een paar vloeren gemaakt met basaltvezel in de vloer ,dit was een overlaging op een bestaande beton vloer van ca. 7 cm vloer dikte ,Deze vloer vertoonde na een half jaar overal scheuren, waar je een spijker in kon zetten ,2 tot 5 mm, en deze bewogen ten opzichte van elkaar, uiteinde hebben we deze vloer er uitgebroken .en vervangen door een andere vloer met een 8 mm beton net , met als resultaat minder scheuren nu 2 jaar geleden . Maar de scheurvorming kunnen we niet alleen wijten aan de basalt vezels , maar ook aan de beton . afhankelijk welke beton centrale de beton levert , daar hebben wij uit eigen ervaring wel verschillen in gezien ,ook met std wapening net en staalvezels, en met name bij dunne vloeren van ca. 7 tot 10 cm dikte ,dus het is niet alleen de basalt vezels die meer scheurvorming geven ,ook wie de beton levert ,wij storten meestal in een XC4

Experiment met balk met basaltvezelwapening
Foto: Experiment met balk met basaltvezelwapening
x Met het invullen van dit formulier geef je Cement en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Renda ©2024. All rights reserved.