\037 \037\036\035 \037\036\037 \037\036\035\036\034\033\032\031\030\031\034\027\036\026\031\025\024\025\ \023 \022\021\025\020\031\017\031\025\016\r\026\016\f\013\n \b \037\037\036\035\034\034\033\035\032 \020\033\035\021 \037\036\035\034\037\033\032\031\034\030 \032\035\024\034\037\023\013 \034 \007\025\037\n\035 \035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017 \035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\ \037\003 \024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013 \032\035\022\005\037\t \032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\ \017 \033\026 \036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013 \n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034 \025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035 \036\025 \037 \037\036\035\034 \032\031\030\027\036\034\030\026 \037\036\035\036\034\033 \037 \036\035\035\034\037\033\032\037\035\032\037\030\037 \r\f\017\026\016\037\r\025\037 \037\013\013\013 I met passie v \037\037 \037 partners CEMENT 3 2024 ?1 2? CEMENT 3 2024 40 Interview Jack Smeets In gesprek met de voorzitter van VNconstructeur over zijn rol en de uitdagingen voor de constructeur. 52 Constructieve veiligheid in de infra Richtlijn voor het borgen van de constructieve veiligheid van infra- structurele projecten. 58 Delaminatie gedetecteerd Potentie van infrarood thermografie voor detectie van delaminatie in hybride betonnen constructies. Artikelen 6 Surfpool in hartje Rotterdam Bijzondere bouwtechnieken voor Rotterdamse surfgracht RiF010. 16 Funderen op CSM-panelen na proefbelastingen Bij nieuwbouw in het Cosun Park in Breda is het draagvermogen van CSM- baretten getest conform NPR 7201. 28 Basaltvezelwapening voor busremise Basaltvezelwapening in brandwanden busremise Breda: van materiaaleigen- schappen tot constructieve berekening. 16 28 Foto voorpagina:? RiF010 Rotterdam, foto: Paul Poels Fotografie COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd- redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte Uitgever/vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media/advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073 205 10 23 Klantenservice klantenservice@aeneas.nl T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2024  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via klantenserice@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang- hebbenden kunnen contact opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 3 2024 ?3 Angst is een goede raadgever! Het brengt je in een staat van paraatheid, waardoor je meer geconcentreerd bent. Je ervaart spanning waarmee je goed functioneert als raad- gevend ingenieur. Maar, het is bekend, het wordt ongezond als je te lang spanning op- bouwt. En angst verwordt tot een ronduit slechte raadgever als het denken verdrukt. Een voorbeeld? In Noorwegen noemen ze het angstarmering en in het Nederlands heet het angstwapening: je brengt in de detaillering zoveel wapening aan dat er uiteindelijk geen logica meer over is. Dat geeft de raadgevend ingenieur mis- schien een goede nachtrust (?), maar het kost onnodig geld en grondstoffen. Herken je deze angstbeelden in de dagelijkse praktijk? Of behoor jij tot de onverschrokke- nen? Hoe je ook in je schoenen staat, deze Cement staat bol van de gevarendriehoeken. Constructieve veiligheid moet De onverschrokken raadgevend ingenieur ook in de infra worden geborgd. Het rekenen van basaltwape- ning vergt extra aandacht. De robuustheid van trekbanden is niet vanzelfsprekend. CSM-pa- nelen in fundering worden voor- af getest. De delaminatie tussen normaal beton en UHPFRC dient te worden beoordeeld. En als je geen enkel risico wil lopen kun je nog altijd bouwen voor de eeuwigheid, zoals het gevelscherm bij het bezoekers- centrum van de Amerikaanse begraafplaats in Margraten. Of als je op een verantwoorde ma- nier de spanning op wil zoeken, dan bouw je een surfpool in hartje Rotterdam. Staande op je plank surf je vol zelfvertrou- wen tussen de Koopgoot en de Markthal. Kortom weer een leerzaam nummer om de constructieve veiligheid te verbeteren. Ik wens je veel en volledig risicoloos leesplezier. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 40 En verder 38 De jonge constructeur Elise Westerbeek deelt haar ervaring bij Iv en haar eerste project, het Oosterweelknooppunt in Antwerpen. 49 Gelezen in Structural Concrete 25/1 Een Nederlandse samenvatting van de voor Cement-lezers meest interessante papers. 68 Gebouwd voor de eeuwigheid Het bezoekerscentrum van de Amerikaanse begraafplaats bij Margraten is gemaakt met een speciaal ontwikkeld esthetisch beton. 74 Normbesef (6) Robuustheid van horizontale trek- banden. 4? CEMENT 3 2024 ir. Felix Leenders Van Hattum en Blankevoort p. 28 - 37 auteurs ir. Ruud Arkesteijn Mobilis TBI & TU/e p. 6 - 15 ir. Eric van den Ham TU Delft, fac. Bouwkunde, Afdeling Architectural Engineering and Technology p. 58 - 67 ir. Jacques Linssen Redactie Cement / Aeneas Media p. 40 - 49 Maria Koetsier TU Delft, fac. CiTG, Sectie Betonconstructies p. 58 - 67 ir. Jurgen Houben H4D Raadgevend Ingenieurs p. 16 - 26 dr.ir. Mladena Lukovic TU Delft, fac. CiTG, Sectie Betonconstructies p. 58 - 67 ir. Jack Smeets Arcadis / VNconstructeurs p. 40-49 ir. Elise Westerbeek Iv p. 38 - 39 ir. Rob van Dorp Allnamics Geotechnical Experts p. 16 - 26 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 68 - 73 ing. Haike van Lottum Mobilis p. 52 - 56 ing. Oskar de Kok BodemBouw p. 16 - 26 ing. Frits Huijbrechts Geosonda p. 16 - 26 ir. Leo Molenbroek Heijmans p. 52 - 56 ir. Mark Spanenburg RO BAM Advies & Engineering p. 74 - 80 ir. Frouwko Wisman Deloitte p. 6 - 15 Aan dit nummer van Cement werkten mee: Efficiënte wapeningoplossingen ?? lokaal geproduceerd ?? robuust en flexibel ontwerp ?? ultieme capaciteit ?? BIM tools bekijk alle producten op www.hrc-europe.nl CB-reeks Meer informatie of direct bestellen? Ga naar de shop op boekenbeton.nl Wil jij je kennis verbreden over beton? Wil jij je kennis verbreden over beton, van het materiaal tot aan de betonconstructie? Dan is de CB-reeks iets voor jou! De boeken gaan in op constructie, uitvoering, betontechnologie en duurzaamheid. De CB-reeks bestaat uit: Basiskennis Beton (CB1) Constructieleer Gewapend Beton (CB2) Constructieleer Voorgespannen Beton (CB3) Ontwerpen in Gewapend Beton (CB4) Praktische Betonkennis (CB5) 1 2 3 4 5 Surfpool in hartje Rotterdam Bijzondere bouwtechnieken voor Rotterdamse surfgracht RiF010 1 Blik in de bouwkuip van project RiF010 in Rotterdam, foto: Paul Poels Fotografie 1 6? CEMENT 3 2024 De surfpool wordt 130 m lang en 21 m breed en wordt gerealiseerd in de bestaande Steigersgracht. In de gracht wordt een bassin gecreëerd dat de surfpool scheidt van de gracht zelf. Het bassin loopt van een diepe zijde naar een ondiepe zijde en eindigt in een strand. Aan de andere zijde worden vanuit een golfkelder golven tot 1,5 m opgewekt. In de surfpool worden zogenoemde riffen aangelegd ten behoeve van het breken van de golven, zodat er kan worden gesurft. Deze riffen, met lo- kaal steile hellingen, worden gevormd door een profileringsvloer. Naast de pool en de kelder omvat het project ook een onderkel - derd paviljoen (fig. 2). Daarop wordt in dit artikel niet ingegaan. Monumentale kademuren De Steigersgracht wordt omringd door mo- numentale metselwerk kademuren. Deze kades (gebouwd in 1942) zijn gefundeerd op houten palen, waarvan de helft met een schoorstand van maar liefst 3:1. De kademu - ren en funderingspalen moeten tijdens de bouw intact blijven en mogen geen deel uit- maken van de definitieve constructie. Ook de golven mogen geen direct effect hebben op de kades. Daarnaast is in de waterver- gunning gesteld dat het waterpeil in de surf - pool afzonderlijk regelbaar moet zijn ten be- hoeve van compensatie van waterbuffering. Er is dus een omhullende constructie nodig om de surfpool af te schermen van de gracht en kades. Voor een goede surfervaring is het van belang om de maximale breedte binnen de gracht te benutten. Bovendien is er, vanuit architectonisch oogpunt, de wens om het te doen lijken alsof de golven 'door de gracht rollen' met een waterpeil gelijk aan het grachtpeil (NAP -1,0 m). De constructie moet dus onopvallend zijn. In het diepe deel van de surfpool wordt een waterdiepte van 3 m gevraagd. Dit resulteert in een ontgravingsdiepte tot circa 2 m onder de vloer van de metselwerk kades. Naast bescherming van de kades spelen ook het voorkomen van omgevingshinder en bescherming van kastanjebomen op de kade een belangrijke rol in de keuze van de toege- paste bouwtechnieken. Bouwkuip Voor de 110 m lange bouwkuip zijn meerdere mogelijke bouwmethodieken afgewogen PROJECTGEGEVENS project RiF010 opdrachtgever Stichting RiF010 contractvorm D&B architect Morfis Architecture & Urbanism hoofdaannemer Mobilis constructeur Mobilis, WSP ontwerp surfpool Surfloch installaties (incl. golfinstallatie) Hellebrekers leverancier(s) Bekaert, Dyckerhoff Basal opleverdatum juli 2024 Rotterdam heeft een wereldprimeur: een outdoor surflocatie midden in de stad. Het project RiF010 is een surfpool in een ongebruikt deel van de Steigersgracht tussen de Koopgoot en de Markthal. Het was de winnende inbreng van het stadsinitiatief in 2014. Mede door de complexiteit midden in het centrum heeft de uitvoering even op zich laten wachten, maar de bouw nadert nu zijn einde. Voor de realisatie van het project zijn een aantal bijzondere bouwtechnieken toegepast. CEMENT 3 2024 ?7 in relatie tot de gestelde randvoorwaarden. Beschouwd zijn onder meer toepassing van prefab L-wanden, een afzinkkelder en een gesloten U-bak met stalen damwanden. Die laatste bleek de enige beheersbare bouw - techniek. De grootste uitdaging in het verdere bouwkuipontwerp lag in het verwezenlijken van de benodigde ontgravingsdiepte om de constructie veilig te kunnen maken. Uitvoe- ring in een 'droge bouwkuip' zou door het benodigde grondwerk en bemaling leiden tot onacceptabele vervorming van kades en achterliggende constructies. Toepassing van een voorgespannen stempelraam bleek daarbij niet voldoende. Voor beheersing van de vervorming zouden de damwandplanken tot in de stabiele zandlaag vanaf NAP -16 m moeten reiken. Er zou dan echter een raak - vlak met houten schoorpalen van de kade- muren ontstaan. De damwanden zouden daarom verder van de kade en onder grotere schoorstand moeten worden aangebracht, resulterend in een aanzienlijke versmalling van de surfpool. Doordat de damwand niet meer kan worden getrokken na de bouw, is dit ook geen kostenefficiënte en duurzame oplossing. Ondanks de beperkte ontgravingsdiepte is gekozen voor een 'natte bouwkuip' met be- hulp van onderwaterbeton, gefundeerd op LEKA-palen. De vervorming van de dam - wanden tijdens het nat ontgraven wordt be- heerst door de waterstand in de bouwkuip tijdelijk te verhogen (eerste bouwfase in fig. 3). Het opzetten van water met slechts 0,5 m bleek rekenkundig voldoende om te kunnen garanderen dat de damwanden (en daarmee ook de kades) niet naar binnen zouden vervormen. Als gevolg van het opzet- ten van water drukken de damwanden tijde- lijk naar buiten. Een lichte afstempeling tussen de bovenzijde van de damwanden en de kades was voldoende om de damwanden te steunen. Na de stort en het uitharden van de onderwaterbetonvloer fungeert deze als stempelconstructie. Tijdens het leegpompen en de ruwbouwfase houdt deze de damwan - den en achterliggende grond met palen op hun plek. De stabiliteit van de kades en hou - ten palen is daarmee in alle fasen gewaar- borgd. 2 3D-weergave RiF010 met omgeving en benaming bouwdelen IR. RUUD ARKESTEIJN Specialist Ondergronds Bouwen Mobilis TBI & TU/e IR. FROUWKO WISMAN Constructeur Mobilis TBI 1) 1) Frouwko Wisman werkt sinds april 2024 bij Deloitte auteurs 2 Koopgoot Rif 1 Rif 2 Markthal Surfpool Paviljoen Golfkelder Wezenbrug Vlasmarktbrug Strand 8? CEMENT 3 2024 Oorspronkelijke situatieRuwbouw Nat ontgraven Eindsituatie 3 Bouwfasering in vier stappen op basis van doorsnede in diepe deel surfpool 3c 3a 3b 3d CEMENT 3 2024 ?9 Door deze uitgekiende bouwkuipfasering kon worden volstaan met een zeer slank damwandprofiel (ZZ12-700) met een dam - wandlengte van slechts 8 m. Vanwege deze korte damwandlengte, en door een beperking van de schoorstand van de damwanden, kon de breedte van de surfpool worden geopti - maliseerd (fig. 3). Profileringsvloer De vorm van de surfpool (ontworpen door Surfloch) is doorslaggevend in het creëren van de juiste golf. De riffen hebben hierdoor een variabele benodigde diepte (fig. 4) met lokaal steile hellingen. Deze hellingen en vorm zijn, binnen de gestelde toleranties, niet realiseerbaar met onderwaterbeton. Om de benodigde vorm van de riffen te krijgen wordt daarom, in den droge, een profilerings - vloer aangebracht. Deze profileringsvloer ligt in het diepe en vlakke deel direct op de onderwaterbetonvloer. Bij de riffen ligt deze op een uitvullaag van zand. De profilerings - vloer maakt geen deel uit van de hoofddraag - constructie. Wel moet deze gronddicht en erosiebestendig zijn. Uiteindelijk is ervoor gekozen om de profileringsvloer uit te voeren met een gewapende betonvloer. Om trek- spanningen ten gevolge van krimp en inter - actie met de betonwanden te beperken, is deze rondom gedilateerd. Opwekken van golven in golfkelder De lopende golf wordt gegenereerd in de golfkelder (fig. 5). Deze bestaat bouwkundig uit een installatieruimte en acht golfslag- kamers. De installatieruimte is een droge technische ruimte waarin de blowers staan opgesteld. Tussen deze installatieruimte en de surfpool bevinden zich de gecomparti - menteerde golfslagkamers. Deze kamers hebben een luchtdoorvoer naar de blowers, die lucht af-/aanvoeren in de golfslagkamers. Hierdoor kan zowel onder- als overdruk worden gegenereerd. Gevolg hiervan is dat het waterpeil in de golfslagkamers zal stij- gen of dalen. Het ontstaan van één golf, kent meerdere fasen in de golfslagkamer: Fase 0. Rust, waterstand NAP -1 m, atmos- ferische druk Fase 1. Water opzetten, onderdruk maxi - maal 15 kPa, waterstand stijgt tot NAP +0,44 m Fase 2. Water neerduwen, overdruk maxi- maal 7,2 kPa, waterstand daalt tot NAP -1,25 m De vorm van de bullnose en de drempel aan de voorzijde van de golfkelder zorgen ervoor dat de gewenste golfhoogte ontstaat en dat de golf zich horizontaal gaat verplaatsen. De golf wordt beschreven met een zogenoemd cnoïdale golffunctie (fig. 6). De golven worden met een minimale tussentijd van 7,5 seconden gegenereerd (meer over de golven staat in het kader 'Vloeistofdynamica oppervlaktegolven'). De maatgevende belastingsituatie in de golfslagkamers doet zich voor tijdens de afwisseling van fasen. Bij minimale water- stand ontstaat de maximale onderdruk en vice versa. Het dak van de golfslagkamers heeft mede daarom een dikte van 300 mm. Het eigen gewicht van dit dak zorgt voor voortdurende normaaldruk in de wanden van de golfslagkamer. Daarnaast zorgt deze massa voor demping van het geluid dat door de blowers wordt gegenereerd. Door de 4 4 Langsdoorsnede surfpool VLOEISTOFDYNAMICA OPPERVLAKTEGOLVEN De voortplantingssnelheid van de golf is afhankelijk van de diepte van het bad. De golfsnelheid (voor ondiepe golven) wordt hierbij beschreven door: = ? gd waarin: v = voortplantingsnelheid golf [m/s] g = zwaartekrachtsversnelling [m/s²] d = waterdiepte [m] In deze relatie is zichtbaar dat de voortplantingssnelheid terugloopt naarmate de waterdiepte afneemt. De golflengte wordt daarmee ook korter en de golf wordt hoger (shoaling). Tegelijkertijd neemt de golfsteilheid en de orbitale snelheid van de water- deeltjes toe. Op een gegeven moment wordt de orbitale snelheid zo groot ten opzichte van de voortplantings- snelheid dat de waterdeeltjes 'uit de golf' treden. Dat wordt het breken van de golf genoemd [1]. 10? CEMENT 3 2024 5 5 Doorsnede golfkelder 6 Vorm golf als gegenereerd door golfgenerator (cnoïdale functie met golfpiek en golfdal) Een gesloten U-bak met onderwater- beton en stalen damwanden bleek de enige beheersbare bouwtechniek voor de bouw- kuip compartimentering ontstaat een brede regel - mogelijkheid om de gewenste golf te kunnen opwekken. Er wordt rekening gehouden met belastingsituaties waarin aanliggende com - partimenten in verschillende fasen zijn. De golven lopen parallel aan de wand. De belastingen werken zowel op de vloer als op de wanden. Verderop is beschreven hoe deze golfbelasting is gemodelleerd in het constructieve rekenmodel. Onderwaterbeton Zoals eerder toegelicht is de toepassing van onderwaterbeton primair voortgekomen uit de stempelfunctie ten behoeve van een sta - biele bouwkuip met korte damwanden 6 CEMENT 3 2024 ?11 en een maximale breedte. De opwaartse druk (waterdruk en/of opbarstdruk) is be- perkt; een slanke vloer van slechts 750 mm bleek hierdoor voldoende. Voor een kelder- vloer in combinatie met onderwaterbeton zijn er in de basis drie principes die kunnen worden toegepast (zie [2] en [3] voor meer achtergrondinformatie). De randvoorwaar- den en afwegingen per bouwdeel hebben bij RiF010 geleid tot de keuze voor een combi - natie van deze drie principes. Traditionele bouwwijze: een tijdelijke (vaak ongewapende) OWB-vloer met daar- boven een traditioneel gewapende vloer als definitieve constructie. Bij RiF010 is dit toegepast onder het pavil - joen. Vanwege de beperkte afmetingen en bovenbelasting is de meerwaarde van een definitieve functie van het OWB beperkt. Geïntegreerde vloer: een staalvezelver- sterkte OWB-vloer (SVOWB) voor de bouw - fase die ten behoeve van de eindfase wordt gekoppeld met een op te storten vloer; deze twee vloerdelen werken samen. Dit principe is eerder toegepast bij onder meer Onder- doorgang Zevenaar, Albert Cuypgarage, Droogdok Royal van Lent en Singelgrachtga - rage-Marnix [4]. Bij RiF010 is dit principe toegepast in de pompkelder, golfslagkamers en in het diepste deel van de surfpool. De keuze komt voort uit het beperken van de maximale ontgravings - diepte in combinatie met waterdichtheidsei - sen en bijzondere (dynamische) belastingen vanuit de bovenbouw en golfslagkamers. Definitieve SVOWB-vloer: SVOWB-vloer die zowel in de bouwfase als in de eindfase de constructieve vloer vormt. Dit is nog niet eerder toegepast (wel met traditionele wape- ning, bijvoorbeeld in de Rottemerentunnel). Vooruitlopend op de beoogde CROW-CUR Aanbeveling (zie kader) is dit vloerprincipe binnen RiF010 toegepast in het merendeel van de surfpool. Dit was mogelijk doordat hier geen waterdichtheidseis geldt voor de gebruiksfase. De profileringsvloer en dam - wanden hebben geen constructieve functie. De hoofddraagconstructie wordt in de eind - fase gevormd door een op palen gefundeerde 'U-bak', bestaande uit de SVOWB-vloer en betonwanden. In figuur 7 staat een schematische weergave van de vloerprincipes voor RiF010. De weer- gave voor de surfpool betreft vooral het on - diepe deel. In het diepe deel is een strook van circa 4 m (tot over de randpalenrij) ge- integreerd uitgevoerd, om te voorkomen dat een randkorf nodig was die onder water zou moeten worden geplaatst (fig. 9). Uitwerking SVOWB-vloer De voornaamste uitdaging binnen het ont- werp van de definitieve SVOWB-vloer lag in het beheersen van het risico op doorgaande krimpscheurvorming en de toetsing op vermoeiing ten gevolge van de dynamische golfbelasting. Hierbij is gebruikgemaakt van de conceptuele ontwerpaanpak vanuit de eerder genoemde CROW-commissie. Naast het beperken van bouwtijd en -kosten heeft de definitieve SVOWB-vloer geresulteerd in een duurzamer ontwerp. Uit [3] valt af te leiden dat de milieu-impact van 7 Schematische weergave van de drie verschillende vloerprincipes voor RiF010 CROW-COMMISSIE 'DEFINITIEVE SVOWB- VLOEREN' Sinds 2020 wordt toepassing van staalvezelversterkt onderwater- beton als permanente vloercon- structie onderzocht binnen de CROW-commissie 'Definitieve SVOWB-vloeren'. De commissie vloeit voort uit de CUR-commissie die de herziene CUR77 [6] heeft gepubliceerd in 2014. Een haal- baarheidsstudie, toen nog vanuit SBRCURnet, is in 2016 positief afgerond met speciale aandacht voor krimp en waterdichtheid. Om die risicofactoren te beheersen, en tegelijkertijd een alternatief te bieden voor bewerkelijke traditio- neel gewapende OWB-vloeren, ligt de focus op gebruik van staal- vezelbeton. De werkzaamheden bevinden zich inmiddels in de afrondende fase. De commissie hoopt in de loop van 2025 een ontwerprichtlijn te publiceren. Paviljoen Traditionele bouwwijze met OWB Golfkelder Geïntegreerde keldervloer Surfpool Definitieve SVOWB-vloer 7 12? CEMENT 3 2024 een 750 mm dikke SVOWB-vloer lager is dan de impact van een gewapende keldervloer van 400 mm zonder onderwaterbeton (in een 'droge bouwkuip'). Voor RiF010 geldt boven - dien het gunstige effect op de dimensionering van damwanden en palen. Scheurvorming? Ondanks de bouwkuiplengte van 110 m werd het risico op krimpscheur- vorming op voorhand acceptabel geacht. Dit komt door de volgende aspecten: Vergelijkbare langwerpige bouwkuipen met SVOWB-vloeren hebben geen doorgaande krimpscheurvorming laten zien. Er worden buigslappe palen (LEKA-palen met buisdiameter Ø168-10 mm) en zeer korte damwanden toegepast. In combinatie met slappe holocene grondlagen zorgt dit voor een beperkte verhinderingsgraad van de vloeren. De relatief dunne vloer met lagesterktebe- ton (C20/25 voor de bouwfase) in combinatie met 30 kg/m³ 4D-staalvezels. Dit maakt een krimparm betonmengsel mogelijk met mini - male hydratatiewarmte en (buig)taai scheur- gedrag. Het opzetten van water in de natte bouw - kuipfase zorgt voor extra stempeldruk in 8 9 8 SCIA-model inclusief modellering van lopende golfbelasting (in figuur met golfpiek ter hoogte van rif 1) 9 Principe vloer-wandkoppeling diepe deel surfpool De maatgevende belastingsituatie in de golfslag- kamers doet zich voor tijdens de afwisseling van fasen CEMENT 3 2024 ?13 de vloer vanuit de damwanden tijdens en na het leegpompen. Door vroegtijdig te starten met leegpompen zal de stempeldruk al tij- dens het afkoelen en krimpen van de vloer worden gegenereerd. Er geldt geen waterdichtheidseis voor de surfpool. Bovendien zouden doorgaande krimpscheuren beperkt watervoerend zijn in verband met de waterremmende kleilagen onder de vloer. Hierdoor is het na-injecteren van scheuren goed mogelijk. Door de extra verhindering vanuit de aan - sluiting met de bouwkuip voor het paviljoen, die in een eerder stadium werd droogge- pompt, werd een lokale piek in trekspanning verwacht. Uit het SCIA-rekenmodel voor de eindfase kwam lokaal een trekbelasting in de SVOWB-vloer naar voren ten gevolge van ongelijkmatige neerwaartse belasting (uit de aanvulling onder de profileringsvloer en golfbelasting) en de schoorstand van de randpalen. Als risicobeheersmaatregel zijn langs de randpalen lokaal extra wapenings- staven (3xØ16 mm) onderwater aangebracht in de betreffende zones. Belasting golven? De golfhoogte van maxi - maal 1,5 m in het diepe deel van de surfpool resulteert in een belastingvariatie van circa 15 kN/m². Voor de gebruiksfase is op basis van de golffrequentie en maximale openings- uren over 50 jaar een aantal lastwisselingen N = 83 x 10? afgeleid. Voor de stalen buispalen en de beton - nen wandaansluitingen is vermoeiing ge- toetst conform de vigerende staal- en beton - normen. Voor de SVOWB-vloer is dit niet eenduidig vastgelegd. Voor staalvezelbeton zijn namelijk beperkte onderzoeksgegevens bekend met betrekking tot vermoeiing. Dit volgt ook uit een literatuurstudie vanuit de eerder genoemde CROW-commissie [5]. Voor dwarskracht en pons is de toet- sing in het ontwerp afgeleid uit paragraaf 8.6.3. van NEN-EN 1992-1-1 in combinatie met doorsnedecapaciteiten voor ongewa - pend beton (conform hoofdstuk 12 van NEN- EN 1992-1-1). Zelfs met deze conservatieve benadering, waarin de staalvezels worden verwaarloosd, voldoet de vloer voor een toets op basis van de minimale vloerdikte (h min) conform CUR-Aanbeveling 77 [6]. Belangrijk hierbij is dat er in de meest kriti - sche doorsnedes geen tekenwisseling op- treedt; in de gebruiksfase blijven de palen bijvoorbeeld op druk belast in de bruikbaar- heidsgrenstoestand. Voor de toetsing van vermoeiing op buiging in de vloer is de bijdrage van staal - vezels logischerwijs wel nodig gezien het brosse buigingsgedrag van een ongewapen - de vloer. De momentcapaciteit is bepaald conform CUR-Aanbeveling 111 (over bedrijfs- vloeren op palen [7]). In de meest kritische zones volgt op buiging een kleine tekenwis- seling in het SCIA-model ten gevolge van de variabele belastingen. Vanuit literatuur van Singh & Kaushik [8], met extrapolatie van de S-N-curve voor een faalkans P f = 0,05 tot log(N) = 7,92, is een reductiefactor van 0,5 afgeleid voor de momentcapaciteit. Ter ver- gelijking: een vergelijkbare reductiefactor 0,5 volgt uit extrapolatie van de S-N-curve voor ongewapend beton zonder tekenwisseling. Toets vermoeiing op buiging in SVOWB- vloer: Maximaal optredend moment (BGT): M Ek,max = 80 [kNm/m'] Momentcapaciteit (BGT): M R,FAT = M R,k ? 0,5 = 238 [kNm/m'] ? 0,5 = 119 [kNm/m'] Unity check: M R,FAT / M Ek,max = 0,67 [-] ? voldoet Een golfslagbad in de gracht De surfpool is ontworpen met een waterpeil gelijk aan het grachtpeil (NAP -1,0 m). In rust is er dus geen netto waterdrukverschil tussen de binnen- en buitenzijde van de U-bak (zie ook kader 'Partiële factoren in relatie tot Archimedes'). De golfbelastingen in de ge- bruikssituatie vormen hiermee een belang - rijk aandeel van de belasting op de SVOWB- vloer en wanden van de surfpool. De wanden en vloer van de surfpool ondervinden bij het passeren van de golf een toename van de waterdruk (t.p.v. de golfpiek) gevolgd door een beperkte afname (t.p.v. het golfdal). De belastingvariatie is gebaseerd op het in figuur 6 beschreven golfprofiel en is als lopende, statische belasting in SCIA Engi - neer geschematiseerd (zie voorbeeld in fig. 8). PARTIËLE FACTOREN IN RELATIE TOT ARCHIMEDES Binnen het ontwerpproces van RiF010 zijn sterke vermoedens ont - staan over overmatige veiligheid vanuit partiële factoren ten aan- zien van met name de bepaling van neerwaartse drukbelasting. Naar aanleiding hiervan is het Cement-artikel 'Partiële factoren in relatie tot de wet van Archimedes' gepubliceerd, in de rubriek Norm- besef, met een toelichting en een simpel rekenvoorbeeld. Doel van het stuk is het starten van een brede discussie ten behoeve van eventuele aanpassing van huidige rekenregels en/of de gangbare ontwerpmethodiek binnen onder- grondse bouwwerken. AANVULLENDE INFORMATIE BIJ ARTIKEL Het project RiF010: Animatie RiF010: Video plaatsen golfinstallatie : 14? CEMENT 3 2024 Hydrodynamische effecten (uit bijvoorbeeld tijdsduur en waterstromingen) zijn verwaar - loosd. De golfbelasting brengt palen wisselend op trek en druk en variërende buigende mo - menten, met lokaal ook axiale trekkrachten, in de vloer en betonwanden. Kritisch in het ontwerp bleken de buigende momenten in de wand-vloerkoppeling. Al snel werd duidelijk dat de betonwanden tot in de kassen moesten worden doorgestort (als verloren bekisting). Uitgaande van een definitieve SVOWB-vloer voor de gehele surfpool zijn er verschillende opties voor dit aansluitdetail beschouwd. Bijvoorbeeld een krachtsoverdracht via een (met opgelaste haarspelden of stiftdeuvels) gekoppelde damwand en/of het inboren van stekken in de SVOWB-vloer (na leegpompen). In het ondiepe deel kon worden volstaan met enkel het inboren van stekken in de SVOWB (zie schets in fig. 7), maar deze optie bleek voor het diepe rif niet haalbaar. Het vooraf afzin - ken en instorten van een wapeningskorf in de randzone van de SVOWB-vloer was wel mogelijk, maar die was uitvoeringstechnisch niet gewenst. Voor het diepe rif is uiteinde- lijk een wand-vloerkoppeling ontworpen met een geïntegreerde randzone (over circa 4,0 m) inclusief ingeboorde stekken (fig. 9). Voor het diepe rif is bovendien een beschou - wing in Plaxis gemaakt van het horizontaal steunende effect van de bimsvulling tussen de damwanden en de kade. De bims (licht- gewicht vulkanisch puimsteengruis) blijkt door de opsluiting als bedding te fungeren bij uitbuiging van de wand. Van ontwerp naar realisatie Tijdens de werkvoorbereiding en de realisa - tiefase was er speciale aandacht voor het raakvlak met de kastanjebomen en kades, omgevingsmanagement, bouwfasering, tole- rantiebeheer en bouwkuipmonitoring. De omgevingsbeïnvloeding bleek beperkt met metingen ruim binnen de gestelde vervor- mings- en trillingseisen. De (SV)OWB-vloe- ren lieten na de stort een temperatuurpiek zien van circa 30 °C en presteren goed in de bouwkuipfase; van doorgaande krimp- scheurvorming of overmatige lekkage is geen sprake. In aanloop naar de oplevering worden zes weken uitgetrokken voor het testen van de golfinstallaties en eventuele finetuning van de optimale golf. De feestelijke opening is gepland op 6 en 7 juli met een internationaal surftoernooi tijdens de Rotterdam open. Leerzaam In een dergelijk project vraagt de unieke projectscope in een binnenstedelijke omge- ving om maatwerk met bijzondere bouw - technieken. Het bouwteamverband is daarin stimulerend om tot een optimale voorziening voor surfers te komen zonder de belangen en risico's van met name omgeving uit het oog te verliezen. Onder andere een door- dacht bouwkuipontwerp en toepassing van definitief onderwaterbeton hebben dit mo- gelijk gemaakt. Hierbij zijn tegelijk de kosten, tijd, risico's en milieu-impact vanuit de bouw geminimaliseerd. LITERATUUR 1?Nortier, I.W., Koning, P. de, Toegepaste vloeistofmechanica: hydraulica voor waterbouwkundigen. Noordhoff, 1998, 7de druk. 2?Arkesteijn, R., Definitieve onderwaterbetonvloeren met staalvezels. Geotechniek nr. 5 2016, p.46. 3?Arkesteijn, R., Duurzaamheid van onderop. Vloer Technisch Magazine nr. 1 2018, p. 7-9. 4?Poels, A., Ros, J., Laagland, A., Ontwerp Singelgrachtgarage - Marnix. Cement 2022/7, p.18-27. 5?Haalbaarheidsstudie Definitieve onderwaterbetonvloeren, SBRCURnet, 2016. 6?CUR 077:2014 ? Rekenregels voor ongewapende onderwaterbetonvloeren. 7?CUR 111:2018 - Staalvezelbeton bedrijfsvloeren op palen ? Dimensionering en uitvoering. 8?Singh, S.P., Kaushik, S.K., Flexural Fatigue Life Distributions and Failure Probability of Steel Fibrous Concrete. ACI Materials Journal Volume 97, Issue Number 6, 2001. 10 Ruwbouwfase tijdens inhijsen blowers in golfkelder, foto: Paul Poels Fotografie De voornaamste uitdaging voor de SVOWB- vloer lag in het beheersen van het risico op krimpscheur- vorming en de toetsing op vermoeiing 10 CEMENT 3 2024 ?15 Funderen op CSM-panelen na proefbelastingen Bij nieuwbouw in het Cosun Park in Breda is het draagvermogen van CSM-baretten getest conform NPR 7201 1 CSM-baretten in de bouwkuip 1 16? CEMENT 3 2024 De zes woongebouwen, Cosun 1 t/m 6, bieden een variatie van koop-, sociale en middenhuurap- partementen in een parkachtige omgeving. Cosun 1 is het voormalige hoofdkantoor van de Suikerunie en is in - middels herbestemd tot appartementen. Voor Cosun 2 t/m 6 wordt voorzien in sloop en nieuwbouw. Dit artikel richt zich met name op de fundering van woongebouwen Cosun 4 en 5. Constructief ontwerp De woongebouwen Cosun 4 en 5 staan met vijf respectievelijk zes bouwlagen op een parkeerkelder van twee bouwlagen (fig. 2). Deze kelder strekt zich buiten beide gebou - wen uit en wordt op het dek voorzien van een daktuin. De bovenbouw is opgezet in een ongeschoord raamwerk, uitgevoerd in de bouwmethode wanden-breedplaat. In de lengterichting van de bovenbouw wordt de stabiliteit gehaald uit de momentvaste kno- pen tussen de bouwmuren en de vloeren. In de dwarsrichting wordt de schijfwerking van de bouwmuren benut. De wandenstruc- tuur vanaf kelderdek staat op een kolom - menstructuur in de kelder. De kelderbak is op niveau 0 en -1 uitgevoerd in breedplaat- vloeren in combinatie met balkbodems en ter plaatse gestorte betonkolommen. Ontwerp bouwkuip en fundering De twee nieuwe woongebouwen zijn voor- zien ter plaatse van het voormalige Cosun 4 en 5, die behoudens de fundering nooit zijn afgebouwd. Wel waren reeds in de grond ge- vormde, grondverwijderende avegaarpalen (mortelschroefpalen) aangebracht op een ondiep en diep paalpuntniveau. Het paal - puntniveau van de ondiepe palen was min of meer gelijk aan het aanlegniveau van de nieuwe kelder. Deze palen konden tijdens de aanleg van de kelder worden verwijderd. Het paalpuntniveau van de diepe palen reikt tot onder een waterremmende laag in een vast zandpakket. De grondslag rondom deze bestaande palen was tijdens hun installatie dermate verstoord dat een fundering op staal met een plaatfundering in combinatie met grondverbetering geen reële optie was. Een aantal van deze bestaande palen is in de nieuwe fundering opgenomen. Voor de realisatie van de kelder is rondom een verankerde CSM-wand (cutter soilmix) voorzien (foto 3). Deze reikt tot in de vaste zandlaag, onder de waterremmende laag, waarmee een gesloten bouwkuip is gerealiseerd. CSM-wanden hadden kosten - technisch de voorkeur boven diepwanden. Met het principe van CSM wordt gebruikge- maakt van de ondergrond ter plaatse, zonder dat betonmortel moet worden aangevoerd en grond moet worden afgevoerd. Ook dam - wanden zijn afgevallen in verband met de kosten. Hierbij speelde bovendien mogelijke hinder bij het aanbrengen en trekken. Omdat de CSM-stelling toch al aanwe- zig zou zijn voor de bouwkuipwanden, is besloten het gebouw ook op CSM-panelen en -baretten te funderen (foto 1). Dit had voor- delen voor kosten, planning en fasering. Het Cosun Park in Breda is een ambitieus stadsontwikkelingsproject waarbij een voormalig kantorenterrein wordt getransformeerd naar een woonplan. Op het terrein van het voormalige hoofdkantoor van de Suikerunie komen zes woongebouwen en een mogelijkheid tot ondergronds parkeren. Als fundering zijn CSM-panelen toegepast waarvan het draagvermogen vooraf is getest. PROJECTGEGEVENS project Cosun Park Breda opdrachtgever Reales architect EVA architecten hoofdconstructeur H4D Raadgevend Ingenieurs aannemer Ouwehand Bouw Gorinchem onderaannemer CSM-wanden BodemBouw Geotechnisch adviseur Geosonda Advies en uitvoering proefbelastingen Allnamics Geotechnical Experts CEMENT 3 2024 ?17 Onder de kolommenstructuur in de kelder zijn enkele CSM-panelen of -baretten van 2, 3 of 4 panelen toegepast. De belastingafdracht ligt tussen de 2000 en 7500 kN per kolom. Op deze CSM-baretten zijn poeren voorzien, als onderdeel van de keldervloer, die de ko- lomlast gelijkmatig over het CSM-oppervlak verdelen. Draagvermogen en zettings- gedrag Voor het bepalen van het draagvermogen van deze baretten is geotechnisch NEN 9997-1+C2 gevolgd. Voor de CSM-panelen en hiermede dus ook de baretten kunnen volgens hand - boek Soilmix-wanden [1] onderstaande fac- toren worden aangehouden. De baretten 2 Constructiemodel Cosun 4 en 5 met transparant weergegeven de dragende CSM-wand rondom het gebouw en daarbinnen de CSM-baretten onder de kolommenstructuur, schroefinjectiepalen als trekelementen en bestaande mortelschroefpalen 3 Verankerde CSM-wand als bouwkuipwand 2 IR. JURGEN HOUBEN Directeur / AdviseurH4D Raadgevend Ingenieurs ING. FRITS HUIJBRECHTS Geotechnisch Adviseur Geosonda IR. ROB VAN DORP Geotechnisch Adviseur Allnamics Geotechnical Experts ING. OSKAR DE KOK Constructeur / Bouwkuip Specialist BodemBouwauteurs 3 18? CEMENT 3 2024 zijn uitgevoerd met een ruimte van 100 mm tussen de CSM-panelen. Als paalafmeting is de omtrek van de baret aangehouden. Paalklassefactor schacht druk: ?S = 0,006 Paalklassefactor punt: ?p = 0,35 Last-zakkingslijn 3 (conform NEN 9997-1, fig. 6) Om de puntweerstand te kunnen berekenen zijn diepe sonderingen gemaakt, die conform de gehanteerde rekenmethodiek moesten reiken tot minimaal 4D eq onder het beoogde paalpuntniveau van de baretten. Conform de gehanteerde last-zakkingslijn 3 bedraagt de maximale verplaatsing van de paalpunt 20% van de equivalente paalpuntdiameter. Bij deze uitgangspunten zou het draag - vermogen van de baretten pas toe reikend zijn bij 3 en 4 panelen. Bovendien waren aan - zienlijke verplaatsingen van de paalpunt te verwachten, die niet opneembaar waren door de constructie. Zowel het draagvermo- gen als de verplaatsing van de paalpunt wer- den als niet-reëel beoordeeld. Besloten werd daarom geschiktheids proeven uit te voeren op meerdere twee paneels baretten. Geschiktheidsproeven Rapid Load Testing (RLT)? Voor de geschikt- heidsproeven is gebruikgemaakt van Rapid Load Testing (RLT). Dit is een methode om het draagvermogen van paalfunderingen en de daarbij optredende vervorming te bepalen. De relatief snelle methode wordt reeds tientallen jaren toegepast ter vervanging van en in aan - vulling op Statische Proefbelastingen (SLT). Voor de uitvoering en interpretatie van de resultaten is gebruikgemaakt van ISO 22477-10:2016 [2], NPR 7201:2017 [3] en CUR-rapport 230 [4], die ondubbelzinnig beschrijven op hoe de meetgegevens moeten worden uitgewerkt en beoordeeld. 4 CSM-stelling 4 CEMENT 3 2024 ?19 5 6 5 Detail kolom, vloer en in dit geval twee CSM-panelen6 Last-zakkingslijnen NEN-EN 9997-1:2011+C2:2015 StatRapid (STR)? StatRapid (STR) is een me - thodiek voor het uitvoeren van RLT (fig. 5). Het principe van StatRapid behelst het laten vallen van een valgewicht op een speciaal ontwikkeld modulair verenpakket. Door een geavanceerde combinatie van de massa van het valgewicht en de stijfheid van het veren - pakket is de tijdsduur van de belasting dus - danig dat de paal zich quasi-statisch gedraagt. Anders gezegd: de gehele paal beweegt zich gelijktijdig in dezelfde richting, waardoor (in tegenstelling tot bij dynamische proefbelas - tingen) complexe golfinterferentiepatronen niet beschouwd hoeven te worden. Voor de realisatie van de kelder is rondom een verankerde CSM- wand voorzien 20? CEMENT 3 2024 7 Omdat de CSM- stelling toch al aanwezig zou zijn voor de bouwkuip- wanden is besloten het gebouw ook op CSM-wanden te funderen 7 StatRapid testinstallatie gereed voor testen In dit geval is een configuratie ingezet met 40 ton valgewicht. Daarmee kunnen belas- tingen tot maximaal 10 à 11 MN worden uit- geoefend. Verderop in dit artikel worden de testbelastingen toegelicht die voor het pro - ject Cosun zijn toegepast. Voor een paneel met ontwerpbelasting 3300 kN bedroegen deze 5450 kN exclusief toeslag voor het effect van toekomstige ontgraving, en 6370 kN à 9140 kN inclusief deze toeslag. De belasting op de paal wordt veron - dersteld te voldoen aan een Rapid Load, wanneer wordt voldaan aan: 3400 MN/m) en anderzijds de panelen C7, G6a en G6b (< 3000 MN/m). Het is geen toeval dat de groep met de lagere veerstijfheden zich bevindt in het gebied met de vooraf reeds ver- stoorde sondeerwaarden, als gevolg van de aanwezige grondverwijderende avegaarpalen. Conclusie Uit de resultaten blijkt dat bij een belasting van 9 MN een minimale paalkopverplaatsing is waargenomen. Hiermee is aangetoond dat aan de CSM-baretten een hoger draagver - mogen kan worden toegekend dan aanvan - kelijk volgens de norm kon worden bepaald. Dit heeft geleid tot een optimalisatie van het palenplan waarin met aanmerkelijk minder CSM-panelen is volstaan. Afgevraagd kan worden of de huidige manier van berekenen van de puntweerstand voor dit soort afme - tingen de juiste is en of de toegekende paal - klassefactoren en lastzakkingslijn voor dit type funderingselement correct zijn. Hiervoor is nader onderzoek nodig met ons inziens een kans om met de inzet van CSM-panelen vaker tot een economisch funderingsontwerp te komen. LITERATUUR 1?Handboek Soilmix-wanden - ontwerp en uitvoering, CROW. 2?ISO 22477-10:2016 - Geotechnical investigation and testing - Testing of geotechnical structures, Part 10: Testing of piles: rapid load testing. 3?NPR 7201:2017+A1:2020 nl - Geotechniek - Bepaling van het axiaal draagvermogen van funderingspalen door middel van proefbelastingen. 4?CUR Rapport 230 Guidelines on the inter-pretation of Rapid Load Testing on piles. Tabel 5?Uit de metingen bepaalde veerstijfheden bij karakteristieke waarde van de belasting test [-] paneel [-] B x D [mm] L [mm]F s,d [kN]w measured [mm] @ F s,d / 1,35" k measured [MN/m] 1 as B/as 3 1200 x 2400 18,53300 0,963438 2 as B/as 6 1200 x 2400 18,53300 0,764343 3 as C/as 7 1200 x 2400 18,53300 2,931126 4 as E/as 2 1200 x 2400 18,53300 0,963437 5 as G/as 6a 1200 x 2400 18,53300 1,132926 6 as G/as 6b 1200 x 2400 18,53300 1,861778 11a 11b 11 Uit de metingen afgeleide statische last-zakkingsdiagrammen panelen B6 (a) en C (b) 26? CEMENT 3 2024 Met een lidmaatschap kun je inloggen op de website en heb je toegang tot alle beschikbare CROW-CUR Aanbevelingen. Interesse? Vraag een lidmaatschap aan via www.cur-aanbevelingen.nl of neem contact op met onze klantenservice 073-205 10 10 Maak jij regelmatig gebruik van CUR?Aanbevelingen? 1 Productie brandwandpanelen met basaltvezelwapening Basaltvezelwapening voor busremise Basaltvezelwapening in brandwanden busremise Breda: van materiaaleigenschappen tot constructieve berekening 1 28? CEMENT 3 2024 In beton wordt veel wapenings- staal toegepast. Gemiddeld 44 kg staal per m³ beton [1], op een totale betonhoeveel - heid van circa 14 miljoen m³ per jaar [2]. Wa - peningsstaal heeft verschillende voordelen: eenvoudige verwerking, goede vervormbaar- heid, lange levensduur bij goede bescher- ming, goede samenwerking met beton en uitgebreide ervaring in het gebruik ervan. Met gewapend beton kunnen indrukwek - kende bouwwerken worden gemaakt. De keerzijde van staal is echter de hoge milieu- impact bij de productie, de enorme prijs- fluctuaties en het risico op corrosie. Vanwege de groeiende vraag naar ver- duurzaming staat de bouwsector steeds meer open voor het gebruik van alternatieven. Basaltvezelwapening (of basaltwapening) is zo'n alternatief. Basaltvezelwapening valt in de familie- groep van composietwapening en fiber reinforced polymer (FRP), net als glasvezel - wapening. De eigenschappen van basaltvezelwa - pening verschillen op meerdere vlakken sterk van wapeningsstaal. Afhankelijk van de beoogde toepassing zijn sommige eigen - schappen gunstiger, maar er zijn ook min - der aantrekkelijke kanten. De belangrijkste reden om het gebruik van basaltvezelwape- ning te onderzoeken, is de lagere milieube- lasting. De MKI is per volume-eenheid 40 tot 50% lager. Productie en milieuwinst Basaltgesteente is gestolde lava dat, wanneer het de juiste chemische samenstelling heeft, kan worden gebruikt voor wapening. Bij de productie van de wapening wordt het ge- steente verhit tot ongeveer 1400 °C. Uit deze vloeibare substantie worden zeer dunne ve - zels getrokken die op rollen worden gewik - keld (fig. 3). Deze rollen worden vervolgens uitgerold, waarbij de dunne vezels, in com - binatie met epoxyhars, worden gevormd tot een staaf met de gewenste diameter en voor- zien van een profilering (fig. 4). Diameters variërend van 4 mm tot 32 mm zijn mogelijk. In het productieproces van zowel staalwapening als basaltwapening is een aanzienlijke hoeveelheid warmte nodig. Per gewichtseenheid is er zelfs meer energie nodig om basalt te laten smelten. De volu - mieke massa van basalt is echter vier keer lager, waardoor de milieubelasting (MKI) in de productiefase per staafdiameter omgere- kend 40 tot 50% lager is, gebaseerd op een interne berekening. Eigenschappen en prestaties Basaltvezelwapening vertoont van nature een anisotroop gedrag. De eigenschappen hangen af van het productieproces, de ver- houding en oriëntatie van de vezels in de wapeningsstaaf, het vezeltype, het type hars, dimensionele effecten en kwaliteitscontrole. De specifieke eigenschappen kunnen dus IR. FELIX LEENDERS Betonadviseur & Constructeur Van Hattum en Blankevoort auteur In de prefab brandwandpanelen van de busremise Breda is het wapeningsstaal volledig vervangen door basaltvezelwapening. Hierdoor wordt een 31% lagere milieubelasting op de wapening bereikt (in productiefase, ofwel LCA-fase A1 t/m A3). De eigenschappen van basaltvezelwapening verschillen in bijna alle opzichten van wapening\ sstaal. Het rekenen met basaltvezelwapening vergt daarom extra aandacht. CEMENT 3 2024 ?29 Melt ing bath Bu sh ing bat h Ba sa ltfila men t s Si zin g C olle cto r f iber Sp inni ng ca ke 2 Productie rollen (bron: Deutsche Basalt Faser) 3 Pultrusion techniek (bron: Orlitech) PROJECTGEGEVENS project Busremise Breda opdrachtgever Provincie Noord-Brabant bevoegd gezag Gemeente Breda constructeur Van Hattum en Blankevoort (VolkerWessels) aannemer Van de Ven / KWS (VolkerWessels) onderaannemer Holland Scherm (VolkerWessels) constructieve berekening brandwand Lincon leverancier wapening, incl. technische ondersteuning Orlitech leverancier elementen Van Dijk Beton 2 3 Tabel 1?Eigenschappen basaltvezelwapening en betonstaal gegevens basaltvezelwapening betonstaal diameter [mm] 4-326-40 karakteristieke vloeigrens* [MPa] n.v.t.500 karakteristieke treksterkte* [MPa] 800-1300500 E-modulus [GPa] 50-75210 thermische geleidbaarheid [W/m/°C] 7) heel hoog laag magnetische kenmerken niet-magnetischmagnetisch breukrek [%] 1,33-2,810 *in langsrichting, voor basaltvezelwapening loodrecht op de vezel is de sterkte minder 30? CEMENT 3 2024 E: be lastinge ffect R : ster kte m : ge middel de waarde k : ka rakter istiek e wa arde d : re kenw aarde : st anda arda fwij king : be lasti ngf actor : ma teriaa lfac tor ve rde ling Em Rm Rk Ek Ek* = E d Rd = R k / be last inge ffec t E en ster kte R variëren per leverancier. Het is van belang om deze specifieke eigenschappen bij de betreffende leverancier op te vragen. In tabel 1 worden enkele belangrijke eigenschappen gepresenteerd. De (korte duur) treksterkte van basaltvezelwapening is ongeveer 1,5 tot 3 keer zo hoog als traditio- neel wapeningsstaal (B500). Tot aan de breukrek gedraagt het zich volledig elas- tisch, het materiaal vloeit dus niet. Een nadeel is dat de treksterkte van de wapening in de tijd afneemt. Wapenings- staven die gedurende langere tijd aan een constante spanning worden blootgesteld kunnen plotseling falen, wat bekend staat als kruipbreuk. De spanning waarbij kruip- breuk optreedt, kan afnemen onder ongun - stige omgevingsomstandigheden zoals hoge temperaturen, blootstelling aan UV-straling, natte en droge cycli, of vries- en dooicycli [3]. Ondanks de hogere treksterkte is de elasticiteitsmodulus tot wel vier keer lager dan die van staal. De invloed van deze afwijkende me- chanische eigenschappen op de constructie zal moeten blijken uit berekeningen. De meerwaarde van basaltvezelwapening zit hem vooral in het feit dat het niet kan corro- deren. Corrosie als gevolg van carbonatatie, chloride-indringing en elektrische stroom treedt niet op. Hierdoor is een minimale dekking voor duurzaamheid niet van toe- passing. Uiteraard moet nog wel worden voldaan aan de minimale dekking voor de overdracht van aanhechtkrachten en, in - dien van toepassing, voldoende brandwe- rendheid. Uitvoeringsaspecten Basaltvezelwapening is een factor 4 lichter dan traditionele wapening. Dat levert voor- delen op ten aanzien van de arbeidsomstan - digheden (ARBO); de wapening is immers handzamer. Een nadeel is echter dat de staven ter plaatse niet kunnen worden ge- bogen. Ze moeten vooraf gebogen worden geproduceerd. Circulariteit In het kader van duurzaamheid is het van belang ook het einde van de levenscyclus te beschouwen. Een traditioneel gewapend betonnen element, dat niet in originele staat kan worden hergebruikt, kan worden gebro- ken. Vervolgens kan het betongranulaat opnieuw worden ingezet als grondstof. Het staal is eenvoudig te scheiden en kan wor- den versmolten om er weer nieuw staal van te produceren. Over de circulariteit van basaltvezel - wapening is nog weinig bekend. Op basis van huidige kennis is het niet mogelijk om nieuwe wapening te maken uit gebruikte 4 Kansverdeling van belastingeffect en sterkte [8] De treksterkte van basaltvezel - wapening neemt fors af over de tijd 4 CEMENT 3 2024 ?31 5 5 Geprefabriceerde netten geleverd door Orlitech basaltvezelwapening, in tegenstelling tot staal. Vanwege de brosheid van basaltvezel - wapening zal deze waarschijnlijk breken tijdens de sloop. Betongranulaat zal dus ver- moedelijk worden 'vervuild' met granulaten van basaltvezelwapening. Er is nog niet veel over bekend, maar aangezien het grootste deel van basaltvezelwapening een gesteente is, is de aanname dat de gegranuleerde sta - ven samen met betongranulaat weer in nieuw beton kan worden verwerkt. Regelgeving Basaltvezelwapening valt, net als glasvezel - wapening, onder de categorie composietwa - pening of FRP's. In de Verenigde Staten en Canada zijn hiervoor respectievelijk de nor- men ACI 440.1R-15 [3] en CSA S806:12 [4] van toepassing. Op Europees niveau is momen - teel nog geen specifieke norm beschikbaar. In de nieuwe versie van de Eurocode [5] is wel een informatieve Bijlage R opgenomen met ontwerpuitgangspunten voor compo- sietwapening, maar zonder ontwerpformu - les. Daarbij is deze bijlage beperkt tot glas- vezel- en koolstofvezelwapening, en dus niet voor basaltvezelwapening. In Nederland is BRL 0513 [6] van toepassing voor