56? CEMENT 5 2024 Structural Concrete Vol. 25/2  (april 2024) bevat een variatie aan papers, met speciale aandacht voor staalvezelbeton. Van een selectie van de voor Cement-lezers meest interessante papers uit dit nummer staat in dit artikel een korte 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). INVLOED VAN VEZELORIËNTATIE OP OP BUIGING GEBASEERD ONTWERP Onderzoek naar de invloed van de vezeloriëntatie op het gedrag van op buiging belast staalvezelbeton (SFRC) in plaatelementen is relatief schaars. Wel laten een aantal studies zien dat het gebruik van modellen die zijn afgeleid van driepuntsbuigproeven, leidt tot overschattingen van het draagvermogen van statisch onbepaalde platen. In een Spaanse studie is een uitgebreid experimenteel onderzoek gedaan naar het gedrag van op buiging belaste platen van SFRC. Er zijn drie platen (3,0?× 3,0×?0,1 ?m³, met een vezelaandeel van 0,9%) onderworpen aan een puntbelasting in een statisch onbepaalde testopstelling. Uit deze platen zijn 88 kernen geboord om zowel de vezelverdeling als -oriëntatie te analyseren. Het gedrag is vergeleken met testbalkjes 150?×?150?×?600 ?mm³ (nodig om SFRC te karakteriseren met driepuntsbuigproeven). De vezels in de kernen liggen grotendeels in het horizontale vlak. De factor ? ?, een maat voor de vezeloriëntatie (gebaseerd op het gemiddelde van de cosinus van de hoek tussen de vezels en een bepaalde richting i), bedroeg 0,56 ? 0,59. In de balkjes was deze waarde echter hoger: 0,70. Daarom kunnen modellen die zijn ge- baseerd op driepuntsbuigproeven leiden tot overschattingen van het draagvermogen. Op basis van de resultaten is een eenvoudige ontwerpbenadering voorgesteld om een oriëntatiefactor (K) te bepalen, waarmee het verschil in oriëntatie ? ? tussen een werkelijke constructie en een proefbalkje in rekening kan worden gebracht. Deze factor is mee- genomen bij de numerieke simulatie van de platen met een niet- lineair eindig-elementenmodel (NLFEA). De resultaten van de simulatie lieten een goede overeenkomst zien met de experimenten. fig. 1 Beproefde plaat (a), boren van kernen (b) en geboorde kernen (c) Paper Influence of fiber orientation on flexural-based design of steel fiber-reinforced concrete slabs: Experimental and numerical program (SC25/2, p. 956 ? 972) (open access) ?? Door: Stanislav Aidarov, Alejandro Nogales, Nikola To?i?, ??? Albert de la Fuente CEMENT 5 2024 ?57 structural concrete ONTWIKKELING KOSTENEFFECTIEF TAILOR-MADE HPFRC-MENGSELONTWERP VOOR TOEPASSING IN VOORGESPANNEN LIGGERS fig. 2 Doorsnede in bekisting en het storten van de L-vormige elementen Paper Experimental characterization of a cost-competitive tailor-made HPFRC mix design for wide application in precast girder of roadway bridges special regard towards deformability (SC25/2, p. 935 ? 955) (open access) Door: Rafael Ruiz, Valle Chozas-Ligero, Leonardo Todisco, J. David Jimenez-Vicaria, Hugo Corres In een Spaans onderzoek is een kosteneffectief, high-performance fiber reinforced concrete (HPFRC) ontwikkeld, voor toepassing in een U-vormige ligger voor een verkeersbrug met een overspanning van 60 m. De gewenste eigenschappen waren f ck > 100 MPa en een nascheur-buigtreksterkte f R3k ? 8 ? 10 MPa, zonder toepassing van beugels. De vereiste consistentieklasse was F5 en de kostprijs mocht niet hoger zijn dan 2,5 à 3,0 maal een beton in sterkteklasse C70/85. Er is een mengsel toegepast met 500 kg/m³ cement (CEM I) en 50 kg/m³ silica fume, met negen verschillende samenstellingen van vezels/vezelgehaltes. Hieruit bleek dat toepassing van 80 kg/m³ 4D-vezels (l f?=?60?mm) leidde tot de optimale f R3k, rekening houdend met de vereiste consistentie en de randvoorwaarden met betrek - king tot de kosten. Vervolgens is experimenteel bepaald hoe de U-vormige ligger het beste in het werk kon worden vervaardigd. Dit op basis van pris- matische proefstukken en L-vormige en rechthoekige elementen. Hieruit bleek onder meer dat de nascheur-buigtreksterkte f R1m en f R3m tot respectievelijk 68% en 76% werd beperkt als de elementen verti - caal werden gestort. Ook is gekeken naar de invloed van intervallen tussen de verschillende storts. Zo bleek dat bij een interval van drie uur helemaal geen nascheur-sterkte in de gehele constructie zicht - baar was. Bij een interval van 45 minuten was de reductie in sterkte beperkt tot 42,6% en 10,6% voor respectievelijk f R1m en f R3m . Een interval van 90 minuten bleek het meest ideaal voor realisatie op werkelijke schaal. Gedurende die tijd kon enerzijds nog voldoende aanhechting worden bereikt en anderzijds werd het reeds gestorte beton niet te vloeibaar door het verdichten van het nieuwe beton. De experimenten met de prismatische proefstukken lieten zien dat het nodig was een trilnaald toe te passen door het stortvlak heen, ten behoeve van voldoende hechting en verdeling van de staalve- zels door het stortvlak. De resultaten bevestigen de toepasbaarheid van de ontwikkelde HPFRC voor de betreffende ligger met een conventionele stortwijze. 58? CEMENT 5 2024 Paper Investigation on the influence of fiber fraction and orientation on the mechanical properties of fiber-reinforced concrete slabs (SC 25/2, p. 886 ? 903) Door: M. S. Khan, S. M. Ibrahim, M. Shariq fig. 3 Scheurpatroon: (a) 0% vezels; (b) 0,5% vezels gestort vanuit het midden, (c) 0,5% vezels, vanuit de hoek; (d) 1,0% vezels, vanuit het midden (e) 1,0% vezels, vanuit de hoek ONDERZOEK NAAR DE INVLOED VAN VEZELAANDEEL OP DE EIGENSCHAPPEN VAN STAALVEZELGEWAPENDE PLATEN In een Indiase studie is onderzocht, zowel numeriek als experimenteel, hoe het gedrag van vers gestort en ver- hard beton in met staalvezels gewapende plaatelementen wordt beïnvloed door de hoeveelheid en oriëntatie van de staalvezels. In het onderzoek zijn staalvezels gebruikt met een dubbele eindhaak en een l/d-ratio van 50 in verschil- lende volumepercentages: 0, 0,5 en 1,0%. Ook is gekeken naar de invloed van de stortpositie, vanuit de hoek of in het midden. Eigenschappen van verse specie zijn bepaald op basis van vloeimaat, V-trechtertest, L-box-test en de J-ring-test (voor het meten van het vermogen de wape- ning te passeren (passing ability)). De eigenschappen van het verharde beton zijn bepaald met druk- en buigproe- ven. De vloeimaat en het vermogen de wapening te passeren nemen af bij een toename van het vezelaandeel. Ook de viscositeit (trechtertijd) neemt toe bij meer vezels. De elementen zonder staalvezels laten een bros bezwijk - gedrag zien, zonder dat microscheurvorming plaatsvindt. Elementen met vezels vertonen een ductiel bezwijkgedrag en een duidelijke na-scheursterkte. De stortpositie heeft invloed op het verloop van de scheu- ren. Wordt er vanuit de hoek gestort, dan concentreren de vezels zich daar en dus scheurt de plaat door het midden. Wordt er vanuit het midden gestort, dan liggen er daar ook vezels en ontstaat een schuine scheur door beide helften. Dankzij een uniforme verdeling van de vezels neemt de druksterkte toe met 7% respectievelijk 17% bij een vezel- aandeel van 0,5% en 1,0%. Ook de elasticiteitsmodulus neemt toe, met respectievelijk 4,7% en 9%. De buigtrek - sterkte neemt toe met 20% respectievelijk 27%. Het ge- middelde draagvermogen neemt toe met een factor 1,31 respectievelijk 2,15. Ook de stortpositie heeft invloed op het draagvermogen. Wordt er vanuit het midden gestort dan neemt het draagvermogen met 17,2% respectievelijk 40% toe bij een vezelaandeel van 0,5% en 1,0% ten op- zichte van een stortpositie in de hoek. De resultaten van het numerieke onderzoek sloten goed aan op de experimentele resultaten. CEMENT 5 2024 ?59 ONDERZOEK WEERSTAND VAN GECORRODEERDE EN NIET-GECORRODEERDE TANDOPLEGGINGEN Paper Capacity assessment of uncorroded and corroded dapped-end beams by NLFE and strut-and-tie based methods (SC25/2, p. 1275 ? 1304) Door: Beatrice Belletti, Biagio Calcavecchia, Daniele Ferretti, Simone Ravasini fig. 4 Vergelijking van NLFEA-spanningen met twee vakwerkmodellen bij eerste scheurbelasting en bezwijkbelasting De beoordeling van tandopleggingen van liggers die zijn aange- tast door corrosie is een flinke uitdaging, vooral voor bestaande bruggen. Om het gedrag van dergelijke opleggingen te kunnen vaststellen is in een Italiaans onderzoek een procedure voorge- steld met een niet-lineaire eindige-elementenmodel én een proce- dure gebaseerd op een vakwerkmodel. Allereerst is de modelleringsstrategie beschreven, gebaseerd op het gebruik van een meerlaags schaalmodel en het zogenoemde PARC_CL 2.1 scheurmodel. Vervolgens zijn de degradatie-effecten op beton, wapening en de interactie tussen staal en beton gedefi- nieerd als een functie van ontwikkeling van de corrosie. De invloed van corrosie op de wapening is gemodelleerd door een reductie van de treksterkte, rekening houdend met zowel de reductie van de doorsnede als de uiterste rek veroorzaakt door putcorrosie. Splijtscheuren als gevolg van volumetoename tijdens de vorming van corrosie zijn gemodelleerd door het reduceren van de mecha- nische eigenschappen van beton. De invloed van corrosie op de interactie tussen staal en beton is gemodelleerd door een afname van de aanhechtsterkte, geschematiseerd als veerelementen die wapening ? gemodelleerd met vakwerkelementen ? verbinden met de meerlaagse schaalementen. De voorgestelde eindige-elementenprocedure is gebruikt om twee scenario's te bestuderen ten aanzien van de verdeling van de corro - sie. Uit de resultaten van de analyses blijkt dat de corrosie het be - zwijkmechanisme, de weerstand en de ductiliteit van de liggers sterk beïnvloedt. De invloed hangt meer af van de corrosiegraad dan van de grootte van de gecorrodeerde zone. In de onderzochte cases wordt, als er sprake is van corrosie, snel de maximale hechtspanning bereikt. Daarom moet bij bestaande liggers goed worden gekeken naar de verankeringslengte. De ontworpen lengte zou in geval van corrosie wel eens onvoldoende kunnen zijn. In de studie is ook een vereenvoudigde analytische benadering voor - gesteld, gebaseerd op de vakwerkanalogie. Deze is vergeleken met de uitkomsten van de eindige-elementenmethode. De vereenvoudig - de methode biedt conservatieve en veilige resultaten in vergelijking met het numerieke NLFEA-model en experimentele gegevens. structural concrete 60? CEMENT 5 2024 1 12 5 S2-1 S1-1 S2-3S2-4 S1-2 S1-3 S2-2 Vtest/ 8 V test /6 V test /12 V test /4.44 V test /40 x y 1 5 0 775 950 775 2500 750 100 0750 2500 7 50 1000 750 Paper Experimental investigation of punching shear behavior of flat slabs supported by rectangular columns and loaded with various load patterns (SC 25/2, p. 1404 ? 1417) Door: Simona ?arvaicová, Viktor Borzovi?, Jaroslav Halvonik fig. 5 Proefstukken met belastingschema's. S1-1 t/m S1-3 met gelijk, symmetrisch belastingpatroon en verschillende kolomgeometrieën. S2-1 t/m S2-4 met verschillende belastingpatronen en gelijke kolomgeometrie EXPERIMENTEEL ONDERZOEK NAAR PONSGEDRAG VAN PUNTVORMIG ONDERSTEUNDE VLOEREN BIJ VERSCHILLENDE BELASTINGPATRONEN In een Slowaakse studie is een experimenteel programma uitge- voerd dat zich richtte op het ponsgedrag van vlakke vloeren on- dersteund door rechthoekige kolommen. Zeven proefstukken met een dikte van 200 mm, zonder ponswapening, zijn tot bezwijken belast. Hierbij werd de invloed van de kolomgeometrie en het belastingpatroon op de ponscapaciteit onderzocht. Uitgegaan is van een geometrische verhouding voor de kolommen van c max /cmin van 1,0, 4,33 en 6,33 (doorsnede 150?×?150 ?mm², 650?×?150 ?mm² en 950?×?150 ?mm). De configuraties met c max /cmin van 1,0 en 4,33 zijn belast met een symmetrisch belastingpatroon (fig. 5). De confi- guraties met c max / cmin = 6,33 zijn belast door vier verschillende belastingpatronen: x/y (S2-1), x/2y (S2-2), 2x/y (S2-3) en 9x/y (S2-4) (fig. 5). Hierbij is x de as evenwijdig aan de kolomdimensie c max en y de as daar loodrecht op. Bij 9x/y werkt 90% van de belasting dus evenwijdig aan c max . De verkregen experimentele resultaten zijn vergeleken met voor- spellingen volgens Eurocode 2 (2004), ACI 318-19 en prEC2 (2021) en het originele Critical Shear Crack Theory model (CSCT, 2008) (2008) ontwikkeld door Muttoni. De experimentele resultaten bevestigden de invloed van de kolom- geometrie op de ponsweerstand. Deze invloed mag dus niet wor- den verwaarloosd, want dat kan leiden tot een overschatting van de ponsweerstand. Dit geldt met name bij de proefstukken met c max /cmin? > ?2. Daar komt de ratio V test/Vmodel onder de 1 uit. De hoogste ponsweerstand werd bereikt in een proefstuk met belas- tingpatroon x/2y. De laagste capaciteit werd bereikt met een belastingpatroon 9x/y. Het model uit EC2 brengt het effect van de geometrie van de kolommen niet helemaal goed in rekening. Wel zijn de voorspellin- gen bij symmetrische belastingpatroon aan de veilige kant. De meest conservatieve resultaten werden bereikt met het ACI 318-19 model, namelijk een ratio V test/Vmodel van 1,47 tot 1,715. De meest nauwkeurige voorspellingen werden bereikt met het CSCT-model, als controleomtrek met gereduceerde lengte werd toegepast. Ook FprEC2 (2023) geeft betrouwbare uitkomsten. Alle modellen geven betrouwbare uitkomsten voor kolommen met verhouding c max /cmin > 6.