Structural Concrete Vol. 23/1 (februari 2022) bevat een variëteit aan papers, met een focus op corrosie en vezelbeton. Van een selectie van de voor Cement-lezers meest interessante papers uit dit nummer staat in dit artikel een Nederlandstalige samenvatting.
62? CEMENT 3 20 22
Bond?
sr
sr
sr
Tension
stiffening
Localisation
Paper Corroded Tension Chord Model: Load-deformation behavior of structures with locally
corroded reinforcement (SC23/1, p. 104)
Door: Severin Haefliger, Walter Kaufmann
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100165
VERVORMINGSGEDRAG BIJ CORROSIE VAN
WAPENINGSSTAAL
Plaatselijke corrosie kan het
draagvermogen en de vervor-
mingscapaciteit van gewapende
betonconstructies aanzienlijk
aantasten. Hiermee neemt het
risico op bros bezwijken toe.
Het zogeheten Corroded Tension
Chord Model maakt het mogelijk
deze effecten nader te onder-
zoeken. Het model combineert
het effect van tension stiffening
en lokale spanningstoename
als gevolg van doorsnedeverlies.
Hiermee kan het belasting-
vervormingsgedrag worden
berekend van trekstaven én van
volledige constructies met plaat -
selijk gecorrodeerde wapenings-
staven.
Op basis van eenvoudige even-
wichtsoverwegingen is er een
kritieke grens voor het verlies van
doorsnede, gebaseerd op de
vloeispanning en de treksterkte
van staal. Boven deze grens
gaat het grootste deel van de
ductiliteit van een wapenings-
staaf en de vervormingscapaci-
teit van een
construct
ie verloren.
Voor conventioneel Europees
betonstaal kunnen kleine door-
snedeverliezen al voldoende
zijn om de vervormbaarheid
drastisch te verminderen. Zo
leidt een doorsnedeverlies van
17% al tot een reductie van de
vervormingscapaciteit van 86%.
Berekeningen aan constructies
met een verschillende corrosie-
verdeling, maar met een iden-
tiek gemiddeld doorsnedever-
lies, laten zien dat het belasting-
vervormingsgedrag sterk afhangt
van specifieke parameters. Zo
blijken constructies met weinig
maar zwaar gecorrodeerde
wapeningsstaven minder kri-
tisch te zijn wat betreft verlies
aan sterkte en vervormingsca-
paciteit, dan constructies met
veel maar licht gecorrodeerde
wapeningsstaven. Op basis van
het gemiddelde doorsnedever-
lies kunnen dus geen conclusies
worden getrokken ten aanzien
van het vervormingsgedrag.
Structural Concrete Vol. 23/1 (februari 2022)
bevat een variëteit aan papers, met een focus
op corrosie en vezelbeton. Van een selectie van
de voor Cement-lezers meest interessante
papers uit dit nummer staat in dit artikel een
Nederlandstalige samenvatting.
Gelezen in
Structural
Concrete
structural concrete
RUBRIEK STRUCTURAL CONCRETE
Één van de meest toonaangevende internationale
vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete
(SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib
(The international federation for Structural Concrete). Cement
plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een
selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit
ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige
papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis
voor leden van fib). fig. 1 Model van gescheurd betonelement met gecorrodeerde wapening met
invloed op tension stiffening effect
CEMENT 3 2022 ?63
structural concrete
TOEPASBAARHEID VAN ZELFVERDICHTEND HOGESTERKTEVEZELBETON VOOR FUNDERINGEN
Paper Self-compacting high-performance fiber concrete for foundations: Part 1 - experimental verification and design considerations (SC23/1, p. 172)
Door: Joost Walraven, Didier Droogné, Steffen Grünewald, Luc Taerwe, Bogdan Cotovanu, John Rovers
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202000440
Paper Rotation and moment redistribution capacity of fiber-reinforced concrete beams: Parametric analysis and code compliance (SC23/1, p. 220)
Door: Alejandro Nogales, Nikola To?i?, Albert de la Fuente
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100350 fig. 2 Scheurpatroon van een beproefde plaat
fig. 3 Randvoorwaarden en wapeningsverdeling onderzochte balken
Er is veel bekend over vezelbeton met
normale sterktes en over ultra-hogesterkte-
beton. Dat geldt in mindere mate voor
het tussengebied. Daarom is onderzoek
gedaan naar de toepasbaarheid van
zelfverdichtend hogesterktevezelbeton
(self-compacting highperformance fiber concrete,
HPFC). Er is een betonmengsel ontworpen
met een kubusdruksterkte van circa 110 MPa
en een staalvezelgehalte van 60 kg/m3. De
belangrijkste eigenschappen van dit beton
zijn niet gerelateerd aan de druksterkte
maar aan het na-scheurgedrag. Vanwege
de na-scheur treksterkte, die dankzij de
vezels hoger is dan de axiale treksterkte,
ontstaat hardeninggedrag en een fijne
scheurverdeling. Dit maakt het beton zeer
geschikt voor constructieve toepassingen. Het resulteert namelijk niet alleen in ver-
groot draagvermogen maar ook in een
langere levensduur.
Onderzocht is wat de mogelijke toepas-
baarheid is voor funderingen. Er zijn expe-
rimenten uitgevoerd om het gedrag voor
en na scheuren, de dwarskrachtweerstand
van gedrongen liggers, de verankerings-
lengte van wapening en de dwarskracht-
capaciteit van poeren te onderzoeken. De
resultaten zijn gebruikt om de toepasbaar-
heid van ontwerpregels voor staalvezelbe-
ton uit fib Modelcode 2010 na te gaan.
Hieruit bleek dat het ontwerp van con-
structies met het ontwikkelde HPFC kan
worden gebaseerd op de bestaande ont-
werpregels, met enkele aanpassingen. Het
onderverdelen van vezelbeton in sterkte-
klassen is daarbij een praktische manier
om het te combineren met traditionele
wapening.
ROTATIECAPACITEIT EN MOMENTHERVERDELING VAN VEZELVERSTERKT BETON
Vele onderzoeken hebben de invloed van vezels in beton (FRC) op
onder meer de na-scheursterkte, verminderde scheurafstand,
scheurwijdte en levensduur aangetoond. Het gaat hierbij vooral
om de effecten in de bruikbaarheidsgrenstoestand. Om het effect
in de uiterste grenstoestand te bepalen moet nog veel werk wor-
den verzet. Om dit onderwerp verder te onderzoeken is in Spanje
een numerieke parametrische studie uitgevoerd van
hybride gewapende betonnen (HRC) balken met ver-
schillende wapeningspercentages (0,13% - 1,14%) en
FRC-sterkteklassen (3c, 5c en 7c conform fib Model
Code 2010). De plastische rotatiecapaciteit is onder-
zocht met statisch bepaalde liggers en de herverde-
lingscapaciteit met statisch onbepaalde liggers. De
vervormings-, rotatie-, en momentherverdelingscapa-
citeit zijn beoordeeld met behulp van een eindige-
elementenmodel, dat vooraf is gekalibreerd aan de
hand van experimentele resultaten uit de literatuur.
Het onderzoek laat zien dat er een significante vermin-
dering is van de rotatiecapaciteit en momentherverde- ling voor licht gewapende (hybride) balken. In het onderzoek zijn
enkele praktische aanbevelingen gedaan ten aanzien van minimale
wapeningsverhoudingen die voldoende rotatie- en herverdelings-
capaciteit van HRC-elementen garanderen. De studie kan een
bijdrage leveren aan meer betrouwbare ontwerpen van HRC-
elementen.
64? CEMENT 3 20 22
TESTMETHODEN BUIGSTERKE VAN MET STAALVEZELS VERSTERKT SPUITBETON VERGELEKEN
Paper Round robin test to compare flexural strength test methods for steel fiber-reinforced sprayed concretes (SC23/1, p. 255)
Door: Bou-Young Youn-?ale, Sven Plückelmann, Rolf Breitenbücher
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202000700
Paper An assessment of factors affecting the elastic modulus of concrete (SC23/1, p. 593)
Door: Ryan Wok Sun, George C. Fanourakis
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202000553 fig. 4 Testopstelling volgens EN 14488-3 (a) en EFNARC (b)
fig. 5 Relatie volumieke massa ? E-modulus
Volgens de huidige Europese norm voor
spuitbeton, EN 14487-1 worden de buig-
sterktes (scheursterkte, uiterste buigtrek-
sterkte en reststerkte) van met staalvezels
versterkt spuitbeton bepaald door het
uitvoeren van een vierpuntsbuigproef op
balken (testen conform EN 14488-3). In een
EFNARC-richtlijn (EFNARC is een federatie
van aannemers, producenten, leveranciers
en adviseurs voor gespecialiseerde bouw-
en betonsystemen) wordt echter een drie-
puntsbuigproef op panelen met een inkeping
aanbevolen. Volgens EFNARC is een wezen-
lijk voordeel van deze testmethode de
geringere spreiding van de testresultaten.
Bovendien zijn de afmetingen van de pane-
len gelijk aan de testmethode voor energie-
absorptie volgens EN 14488-5.
Om de testmethoden te beoordelen en te
vergelijken, is op Europees niveau een ring-
ONDERZOEK NAAR DE INVLOEDSFACTOREN E-MODULUS BETON
De elasticiteitsmodulus is nodig voor het ontwerp van gewapend
betonnen constructies, ook voor het voorspellen van kruipvervor-
ming. In de huidige modellen is de E-modulus voornamelijk afhan-
kelijk van de druksterkte. Daarbij varieert de nauwkeurigheid echter
sterk, waardoor ze ontoereikend zijn voor het brede scala van
betonsoorten.
In een Zuid-Afrikaans onderzoek is de E-modulus onderzocht van
108 mengsels. De invloed van zeven factoren op de E-modulus is
onderzocht: type toeslagmateriaal, hoeveelheid toeslagmateriaal,
type bindmiddel, nabehandelingsduur, sterkte, water-cementfac-
tor en volumieke massa. Vooral het type toeslagmateriaal blijkt
een sterkte relatie te hebben met de E-modulus. Ook de invloed
van de volumieke massa is significant (P = 2,39 × 10??%). De druk-
sterkte daarentegen is minder bepalend.
Het onderzoek bevestigt dat de sterkte een onbetrouwbare eigen-
schap is om de E-modulus op te baseren, hoewel dat wel de gang- bare praktijk is. Het wordt daarom sterk aanbevolen modellen in
de regelgeving te baseren op type toeslagmateriaal en volumieke
massa. Een goed voorbeeld is het model van T. Noguchi et al.
onderzoek uitgevoerd. Daarbij zijn proef-
stukken beproefd in vijf verschillende labo-
ratoria.
Uit de resultaten blijkt dat er nauwelijks
verschil zit in de scheursterkte en buigtrek-
sterkte. Een direct vergelijk met betrekking
tot de reststerkte is niet mogelijk als gevolg
van het verschil in definitie. Wel blijkt dat
de spreiding van de reststerktes iets kleiner
is bij de testmethode op panelen in verge-
lijking met de testmethode op balken.
Daarom zal de EFNARC-test in de toekomst
als alternatieve testprocedure in EN 14487-1
worden opgenomen.
Rubriek Structural Concrete
Één van de meest toonaangevende internationale vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete (SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib (The international federation for Structural Concrete). Cement plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar).
De volledige papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis voor leden van fib).
Plaatselijke corrosie kan het draagvermogen en de vervormingscapaciteit van gewapende betonconstructies aanzienlijk aantasten. Hiermee neemt het risico op bros bezwijken toe. Het zogeheten Corroded Tension Chord Model maakt het mogelijk deze effecten nader te onderzoeken. Het model combineert het effect van tension stiffening en lokale spanningstoename als gevolg van doorsnedeverlies. Hiermee kan het belasting-vervormingsgedrag worden berekend van trekstaven én van volledige constructies met plaatselijk gecorrodeerde wapeningsstaven.
Op basis van eenvoudige evenwichtsoverwegingen is er een kritieke grens voor het verlies van doorsnede, gebaseerd op de vloeispanning en de treksterkte van staal. Boven deze grens gaat het grootste deel van de ductiliteit van een wapeningsstaaf en de vervormingscapaciteit van een constructie verloren. Voor conventioneel Europees betonstaal kunnen kleine doorsnedeverliezen al voldoende zijn om de vervormbaarheid drastisch te verminderen. Zo leidt een doorsnedeverlies van 17% al tot een reductie van de vervormingscapaciteit van 86%.
Berekeningen aan constructies met een verschillende corrosieverdeling, maar met een identiek gemiddeld doorsnedeverlies, laten zien dat het belasting-vervormingsgedrag sterk afhangt van specifieke parameters. Zo blijken constructies met weinig maar zwaar gecorrodeerde wapeningsstaven minder kritisch te zijn wat betreft verlies aan sterkte en vervormingscapaciteit, dan constructies met veel maar licht gecorrodeerde wapeningsstaven. Op basis van het gemiddelde doorsnedeverlies kunnen dus geen conclusies worden getrokken ten aanzien van het vervormingsgedrag.
Reacties