nieuws

Zeer­hogesterktebeton maakt onstuitbare opmars

bouwbreed Premium

tilburg ­ Zeer­hogesterktebeton (ZHSB) heeft de laatste jaren het ene na het andere record gebroken. Ook bij complexere civieltechnische toepassingen wint de technologie steeds meer terrein. Volgens Niek Kaptijn van de Bouwdienst van Rijkswaterstaat kunnen zelfs de schuiven in de Oosterscheldekering in ZHSB worden uitgevoerd.

De voordelen bij ruimere toepassing van zeer­hogesterktebeton (ZHSB), beton met een sterkteklasse vanaf B 105, zijn evident. De hoge sterkte zorgt ervoor dat constructies dunner worden kunnen en dus ook lichter en slanker kunnen worden ontworpen. De technologie zelf mag dan behoorlijk aan de prijs zijn, de lichtere constructies leveren in de realisatiefase een wezenlijke besparing. De hoogwaardige eigenschappen van de te verwerken betonspecie leiden onmiskenbaar ook tot een hoogwaardigere constructie. De specie ontmengt veel minder snel, en vloeit mooi rond de wapening. Omdat het beton zeer dicht is en dus beter bestand tegen weersinvloeden en chloriden, is de constructie duurzamer. En dan zijn er nog de milieuvoordelen. Het gebruik van minder materiaal, dat bovendien duurzamer is, legt minder beslag op eindige beschikbare grondstoffen en er is minder energie voor winning en productie nodig. Voordelig voor het milieu werkt ook de lagere onderhoudsbehoefte van de constructies in ZHSB. De voordelen vormden voor Rijkswaterstaat aanleiding om eens nadrukkelijker te kijken naar de mogelijke toepassing van ZHSB in civiele constructies. “Verschillende constructies die nu nog in staal en hout worden uitgevoerd, verdienen een serieuze overweging voor uitvoering in ZHSB”, aldus Niek Kaptijn van de Bouwdienst van Rijkswaterstaat. “Ze vragen minder onderhoud en kunnen langer worden gebruikt voor ze aan vervanging toe zijn. Zelfs wanneer de stichtingskosten hoger zijn, kunnen de life cycle costs lager uitvallen.”

Duurder

De Bouwdienst heeft al ruime ervaring met de toepassing van hogesterktebeton (HSB), beton in de sterkteklasse B65 tot B105. De meeste viaducten worden tegenwoordig gemaakt van B65. De tweede Stichtse Brug en de Dintelhavenbruggen met overspanningen van respectievelijk 160 en 190 meter zijn gemaakt van B85 maar in de praktijk wordt vaak B95 of meer gehaald. Wanneer de sterkte oploopt tot waarden vanaf B 105 is er sprake van ZHSB. Volgens Kaptijn is er in Nederland voldoende kennis en ervaring om tot nieuwe toepassingen te komen. Hij ziet met name mogelijkheden voor sluisdeuren, waterkeringen, schotbalken en damwanden. Om een indruk te krijgen van de mogelijkheden voor civiele bouwwerken die door Rijkswaterstaat worden gebouwd, is een aantal haalbaarheidsstudies verricht. ZHSB­constructies zijn duurder omdat er speciale bekistingen nodig zijn en vooral ook omdat het beton duurder is. Maar het maken van schuiven en deuren van geprefabriceerde liggers en platen is op zichzelf relatief eenvoudig, door balken naast elkaar te leggen en ze te verbinden met einddwarsdragers die dienen als harren/aanslagen. Kokerbalken zijn zeer geschikt voor roldeuren. Ze hebben een groot opdrijvend vermogen. Voor kleinere overspanningen kunnen TT­liggers of kanaalplaten worden gebruikt. Bij het maken van deur­ en schuifconstructies is een combinatie van prefabriceren en op de bouwplaats storten ook een optie.

Gewicht

Onderzocht is of ook de stalen schuiven in de stormvloedkering in de Oosterschelde vervangen zouden kunnen worden door schuiven in ZHSB. En jawel, het kan. “Het is lastig om het gewicht zodanig te beperken dat het allemaal past binnen de mogelijkheden van de bestaande hefwerken. Aanvankelijk ging men er in de studie van uit dat het geheel kon worden gebouwd uit beton van sterkteklasse B105. Dat werd allemaal toch een beetje te zwaar. De zwaarste stalen deur weegt nu 450 ton. De zwaarste betonnen deur komt volgens de berekeningen uit op 670 ton. De hefwerken van de Oosterscheldedam zijn echter zodanig overgedimensioneerd, dat deuren van dergelijk gewicht niet tot problemen zullen leiden”, aldus Kaptijn. De oplossing om tot een aanzienlijke gewichtsreductie te komen, is gevonden in de toepassing van geprefabriceerde B250 CRC­huidplaten. CRC staat voor Compact Reinforced Composite. Kenmerkend voor de technologie is het gebruik van veel wapening in dunne constructies (bijvoorbeeld drie lagen Æ 10­50 in een 60 millimeter dikke plaat). De grote hoeveelheid wapening verbetert de ductiliteit van de constructie sterk, waardoor equivalente buigtreksterktes van 200 MPa of meer mogelijk zijn. Door het grote aanhechtingsoppervlak van de wapening (kleine diameters en kleine hart­op­hart afstanden), de goede aanhechtingseigenschappen van de pasta en de grote hoeveelheid staalvezels, blijft de scheurvorming ook bij hoge staalspanningen van 250 MPa beperkt tot wijdtes van circa 0,05 millimeter. Maar een dergelijk dicht wapeningsnet maakt CRC­beton kostbaar. De B250 CRC­platen worden ter plaatse van de draagribben met B 150 aan elkaar gestort.

Voordelen

“De technologie is ver genoeg”, stelt Kaptijn. “Bij civiele werken zijn beslist vele constructies in hout en staal te vervangen door ZHSB. “De belangrijkste voordelen ten opzichte van de gebruikelijke oplossingen liggen op het gebied van duurzaamheid en montage, zeker wanneer wordt uitgegaan van de kosten gedurende de totale levensduur van de constructie.”

Voorschriften

Wat volgens hem een rem op de ontwikkeling kan zijn, is dat voor beton sterker dan B105 ­ het maximum van de CUR­aanbeveling 37 ­ geen voorschriften zijn. “Anderzijds voelen we in Nederland het gemis van voorschriften en normeringen niet zo sterk, omdat voor grote civiele werken Rijkswaterstaat vaak zowel opdrachtgever als ontwerper/constructeur is. Dat biedt de nodige vrijheid voor onderzoek en het vervolgens ook in de praktijk te brengen van de resultaten.” “Vanuit het buitenland is de belangstelling voor ons werk groot”, weet hij, “maar behoudens wat beproefde toepassingen zijn de aannemers in andere landen terughoudend, omdat ze voor overheden moeten werken die veel minder dicht bij het onderzoek staan.” ‘Je zou er zelfs de schuiven van de Oosterscheldekering van kunnen maken’

Reageer op dit artikel