artikel

Modellen van slijtage beton door pakijs

bouwbreed

Modellen van slijtage beton door pakijs

Beton met een hoge druksterkte kan beter dan gewoon beton tegen scheurvorming door het contact met glijdend pakijs. Voor beton met een glad oppervlak geldt hetzelfde. Maar de numerieke modellen waarmee Nathalie Ramos dit aantoont kunnen accurater.

Ramos studeert af aan de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen van de TU Delft. Zij schreef een masterthesis over de slijtage van betonnen constructies onder invloed van kruiend ijs. Dat is een actueel onderwerp, nu steeds meer activiteiten mogelijk worden in beide poolgebieden. Tot nu toe is de kennis over de slijtage gebaseerd op praktische ervaring. Ramos heeft de kwestie wetenschappelijk benaderd.

Glad en ruw

De afstudeerster richtte haar aandacht op het ontstaan van scheuren in het beton. Ze modelleerde twee oppervlakken, glad en ruw. Uitgaand van beton als homogeen materiaal wordt de weerstand van het beton overschat. Daarom koos Ramos voor een gerasterde modellering van het beton, waarbij onderscheid gemaakt wordt tussen cementlijm en toeslagmateriaal.

Zij vergeleek de resultaten met de theorie van Heinrich Hertz, een wetenschapper uit de negentiende eeuw die vergelijkingen heeft opgesteld van de spanningen die een rol spelen bij slijtage op het raakvlak van twee materialen. Maar de grootste treksterkte in het beton bleek zich in beide modellen op enige afstand van het contactgebied voor te doen.

Volgens Ramos zullen de uitkomsten van het onderzoek nog accurater worden, wanneer het contact tussen beton en ijs wordt gekoppeld. In haar modellen is het contact ontkoppeld, een voorwaarde voor het vergelijken met de theorie van Hertz.

Maatregelen

Wrijving van kruiend ijs op beton kan tot ernstige schade leiden, ook onder het oppervlak. Naarmate de wrijving toeneemt is de belasting, nodig voor beginnende scheuren, geringer. Het is dus belangrijk de wrijving zo klein mogelijk te houden. Daarnaast wordt de scheurvorming geringer, aan het oppervlak en daaronder, door toepassing van beton met een hogere druksterkte.

De ruwheid van het oppervlak speelt ook een rol. Ramos adviseert de ruwheid van het oppervlak niet groter te maken dan het kleinste deeltje toeslagstof of zand. In haar modellen hield zij 0,125 millimeter aan.

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels