nieuws

Treksterkte beton kan die van staal benaderen

bouwbreed

De treksterkte van beton met ‘macro defect freecement (MDF) benadert die van staal. Dat schrijft S.P. Shah in Betonwerk + Fertigteiltechnik van februari. “Volgens ons is het mogelijk beton te maken, dat net zo sterk en weinig bros is als staal.”

S.P. Shah is hoogleraar civiele techniek aan de Northwestern University te Evanston, Illinois, en directeur van het National Science Foundation Center for Science and Technology of Advanced CementBased Materials (ACBM), beide in de Verenigde Staten. In het artikel stelt hij dat, door het verbeteren van de microstructuur en de zuiverheid, bouwprodukten van beton gemaakt ke worden

een sterkte gelijk aan die van bouwstaal. Het betreffende beton zou net zo weinig gevoelig zijn voor brosse breuk als staal.

Shah noemt in dit verband twee soorten beton, het ene met ‘dense small particles’-cement (DSP) en het andere met ‘macro defect free-cement (MDF). De structuur van DSP beton is dichter dan die van het traditionele beton, door het opvullen met passende kleine deeltjes. Daardoor neemt de druksterkte flink toe en scheurt het materiaal minder.

De structuur van MDF-beton is verbeterd door het verbinden van de bestanddelen in polymeervorm met die in mineraalvorm. Daardoor neemt de treksterkte van het materiaal sterk toe.

Microstructuur Bij het onderzoek naar nieuwe materialen op basis van cement staat centraal, dat er nog weinig bekend is over het verband tussen de microstructuur van beton en de eigenschappen van het materiaal. De veertig medewerkers en zestig studenten van het onderzoeksinstituut richten zich op de microscopische porien en op de nietlineaire breukmechanica van het materiaal, in plaats van op het beproeven van verschillende betonmengsels. “Waarom is beton bros? Hoe kan beton minder bros worden gemaakt?

” vragen zij zich af. “Als het ons lukt om de porienstructuur nauwkeurig te beschrijven, ke we haar ook veranderen” , schrijft Shah.

Het gaat de onderzoekers niet alleen om het verbeteren van de eigenschappen van beton, maar ook om de ontwikkeling van nieuwe produkten met cement. “Cementprodukten zijn eigenlijk keramische materialen, die door chemische verbinding bij lage temperaturen ontstaan” , aldus Shah. “Er is een hele reeks toepassingsmogelijkheden, waaronder prefab-produkten voor de bouw, werktuigbouw, geluidstechniek en elektronica.”

Nieuwe methoden Het onderzoeksinstituut houdt zich ook bezig met de ontwikkeling van nieuwe methoden voor de produktie van beton.

Shah verwacht, dat de duurzaamheid van beton aanzienlijk kan toenemen door het veranderen van de porien–structuur, het toepassen van nieuwe chemische verbindin gen en het verbeteren van de produktiewijze.

Om de resultaten van het onderzoek te ke toetsen, heeft het instituut een aantal nieuwe methoden ontwikkeld om de porienstructuur te onderzoeken. Het zijn methoden waarbij geen vacuum nodig is en waarbij het water in de proienstructuur niet wordt verwijderd.

Met als voordeel dat de structuur niet door het meetinstrument wordt beinvloed. Met behulp van impedantie-spectroscopie is het zelfs mogelijk om de verandering van de microstructuur te meten tijdens de verharding.

Tenslotte is er ook onderzoek naar de verbetering van de structuur van beton door toepassing van microgolven. Het verwarmen van beton met microgolven heeft als voordeel dat de temperatuur in het materiaal zeer gelijkmatig toeneemt.

Het is mogelijk dat dit de hydratatie ten goede komt. Bovendien kan de toestand van verhardend beton worden beoordeeld aan de hand van de reactie van de microgolven op het aanwezige water.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels