nieuws

School in Groningen zoekt creatieve oplossing voor aardbevingsschade

bouwbreed 2525

School in Groningen zoekt creatieve oplossing voor aardbevingsschade

Een beschadigde school in Gronings aardbevingsgebied wordt opgelapt met drie aardbevingsbestendige producten. Trilling Absorberend Schuimbeton (TAS), QuakeShield muurversterking en TEK sandwichpanelen moeten het gebouw tegen elke trilling bestand maken.

Elk afzonderlijk zijn ze eerder gebruikt, maar allemaal tegelijk is een noviteit. Dat  meerdere maatregelen tegelijk worden ingezet is begrijpelijk, zegt onderzoeker Ömer Türkmen, die als promovendus van de TU Eindhoven onderzoek doet naar de QuakeShield methode. “Een aardbeving zoekt altijd de zwakste schakel. Als je alleen de wanden versterkt, heb je kans dat het misgaat met bijvoorbeeld de fundering.”

Een speciaal ontwikkelde epoxy die eromheen wordt aangebracht fungeert als een stootkussen

QuakeShield is bij de aanpak van de Wicher Zitsma school in Middelstum de techniek om de dragende wanden te versterken. Daarbij worden smal sleufjes gefreesd aan één zijde van de draagmuur. De 20 x 1,4 millimeter dunne koolstofstripjes (FRP-lamellen) die daarin passen kunnen de trillingen van een aardbeving opvangen. De trekkracht die ze kunnen opvangen is liefst 78 kN. Een speciaal ontwikkelde epoxy die eromheen wordt aangebracht fungeert als een stootkussen tussen het metselwerk en de FRP-strip. De taaie elastische lijm is speciaal samengesteld om spanningsconcentraties en daarmee gepaard gaande scheurvorming te voorkomen.

Schuimbeton werd tot een paar jaar geleden vooral gebruikt voor wegfunderingen

Het gebruik van Trilling Absorberend Schuimbeton (TAS) is een vondst van Bouwmaatschappij Vuurboom, de aannemer van het schoolproject. Schuimbeton werd tot een paar jaar geleden vooral gebruikt voor wegfunderingen, maar met hulp van betonspecialist Jos Nederstigt ontwikkelde het bedrijf een toepassing voor gebouwfunderingen in aardbevingsgebied. Aanpassingen aan de mengselsamenstelling gaven het materiaal een hogere druk- en buig-treksterkte en een hogere elasticiteitsmodulus. TAS heeft ook een betere samenhang dan traditioneel schuimbeton, waardoor het bij langdurige blootstelling aan trillingen niet uit elkaar valt, blijkt uit onderzoek in het Microlab van de TU Delft.

Het speciale schuimbeton is eerder in de praktijk toegepast bij acht woningen in Loppersum

Het speciale schuimbeton is eerder in de praktijk toegepast bij acht woningen in Loppersum. Uitgangspunt bij het aanbrengen is dat het gewicht van de totale constructie, inclusief het schuimbeton en de belastingen, gelijk is aan het gewicht van de uitgegraven grond. Het schuimbeton wordt met behulp van een pomp aangebracht. Als alle hoeken en gaten van de vloer zijn volgespoten ontstaat een vlakke plaat. Die doet in zijn geheel dienst als fundering, met een zeer gelijkmatige afdracht van krachten. De schuimbetonnen plaat heeft nog een isolerende werking ook en voorkomt optrekkend vocht.

‘Zorg voor een goede fundatie, dan heeft de bovenbouw minder zware ingrepen nodig’.

De aannemer ziet veel mogelijkheden in de combinatie van de schuimbetonnen fundering en QuakeShield. “Ons credo luidt: begin bij de basis”, zegt directeur Rolf Vuurboom. “Zorg voor een goede fundatie, dan heeft de bovenbouw minder zware ingrepen nodig.” De aannemer gebruikt stalen ankers om de TAS vloeren en de met QuakeShield versterkte wanden aan elkaar te koppelen.

De sandwichpanelen, die de bouwers voor de overige geveldelen gebruiken, zijn eveneens goed bestand tegen trillingen

De TEK sandwichpanelen van Kingspan die de bouwers voor de overige geveldelen gebruiken zijn eveneens goed bestand tegen trillingen. Het lichte bouwsysteem bestaat uit constructiepanelen, samengesteld uit OSB platen met een isolatiekern van PUR. Qua mechanische eigenschappen is het bruikbaar als constructiemateriaal en is het geschikt voor dragende toepassingen. De PUR kern tussen de panelen dient als isolatie.

Het gaat om het leveren van bewijs dat het wandversterkingssyteem ook geschikt is voor grotere muurhoogtes

Het project in het Noord-Groningse dorp bevat voor QuakeShield
een extra uitdaging: het leveren van bewijs dat het wandversterkingssyteem ook geschikt is voor grotere muurhoogtes. Het product was berekend op een muurhoogte van 2,70 meter, maar de wanden van de school zijn 3,50 meter hoog. “Het risico bij een grotere verankeringslengte is, dat de hechtsterkte groter is de trekcapaciteit”, legt Türkmen uit. “Dat kan zorgen voor scheurvorming.” De keuze viel daarom op iets dikkere strips. De rekentool van QuakeShield is zodanig uitgebreid dat constructeurs nu kunnen rekenen met versterkingsmaatregelen voor hogere wandhoogtes.

‘Het project is een demonstratieproject’

De speciaal ontwikkelde epoxy rond de FRP-strips blijkt trillingen goed te kunnen opvangen. Ook bij lichte bevingen voorkomt de stootkussenwerking ervan scheurvorming. Dat scheelt kosten, omdat niet langer bij elke lichte trilling de stukadoor hoeft langs te komen. Na afwerking met een deklaag is het totaalpakket ongeveer 1,5 centimeter dik.

Bij de school is QuakeShield in alle vormen toegepast. Van binnenuit en van buitenaf. En deels met gewapende cementeuze deklaag. De gemetselde wanden worden in dat geval aan één zijde afgewerkt met een polymeermortel met koolstofnet als wapening.

‘Het is ingrijpend, maar toch is deze methode beduidend voordeliger dan de traditionele versterking met staal’.

“Het project is wat dat betreft een demonstratieproject van wat er allemaal met het product mogelijk is”, vertelt Peter Schultinga van SealteQ, die het samen met Koninklijke Oosterhof Holman ontwikkelde. De ingrijpende aard van de operatie in Middelstum roept wel de vraag of grootschalige toepassing in aardbevingsgebied financieel haalbaar is. Schultinga: “Het is ingrijpend, maar toch is deze methode beduidend voordeliger dan de traditionele versterking met staal. We komen zo’n 25 procent goedkoper uit.”

Het verstevigingswerk in Middelstum wordt deze week afgerond, het totale project moet over drie maanden klaar zijn. Het opgeknapte schoolgebouw gaat dan verder als nieuwe vestiging van Gbs de Klim-op.

Cobouw heeft een speciaal dossier gemaakt over aardbevingsbestendig bouwen. Download het dossier hier

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels