Glasvezelwapening

Gewapend beton is een algemeen toegepast bouwmateriaal. Alhoewel beton een hoge druksterkte heeft, is de treksterkte gering. Om deze beperking te omzeilen wordt wapening gebruikt aan de kant van de betonnen elementen die aan trek onderhevig is.

Glasvezelwapening

Stalen staven zijn een effectieve en kosten-efficiënte wapening van beton, maar zijn helaas vaak onderhevig aan roest, bijvoorbeeld door inwerking van chloride-ionen.

Dit laatste komt veel voor wanneer beton in contact komt met zeezout of dooizout of zelfs waar gecontamineerde aggregaten gebruikt worden (werden) in de betonmix.

Als de stalen wapeningstaven goed geïsoleerd zijn van de bron van roestvorming of door beton omgeven zijn met een hoge ph-waarde, kunnen ze decennia meegaan zonder enige zichtbare vorm van betonrot. Helaas is het niet altijd mogelijk om een afdoende bescherming tegen roest te voorzien.

Onvoldoende dekking, een gebrekkige uitvoering, een slecht ontwerp, een foutieve betonsamenstelling en de aanwezigheid van grote hoeveelheden agressieve bestanddelen kunnen allen leiden tot scheurvorming van het beton en corrosie van de stalen wapeningstaven.

Ontwikkeling van methoden om wapeningscorrosie tegen te gaan

Om corrosie van wapeningsstaal te voorkomen kan gebruikt worden gemaakt van

Wapeningsstaal dat met epoxy harsen beschermd wordt. Recente studies hebben echter aangetoond dat deze oplossing vaak niet voldoet, zelfs als de coating correct aangebracht is en de staven professioneel behandeld en geplaatst werden (studies van ken clear (1992), sagues (1998) en pyc & weyers (2000)).

Andere oplossingen werden uitgeprobeerd. Roestvast staal heeft bijvoorbeeld excellente corrosie-resistentie eigenschappen maar door de kostprijs is het gebruik op grote schaal gelimiteerd.

Een andere oplossing bestond erin de betonsamenstelling te verbeteren en de betondekking te verhogen, zodat de chloride-ionen er veel langer over moeten doen voordat ze het staal bereiken. Dit is op papier een goede oplossing maar in de praktijk is dit toch moeilijk realiseerbaar, gezien de omstandigheden tijdens de productie en verwerking: tijdsdruk en de kwaliteit / het opleidingsniveau van het ingezette personeel.

De ontwikkeling van kathodische beschermings-methodes of met het aanbrengen van een stroom met lage spanning heeft voor een nieuwe oplossing gezorgd die, alhoewel technisch ok uiteindelijk toch duur is en een bekwaamheid eist van de ontwerper op het vlak van chemie en elektriciteit.

Glasvezelwapening Glasvezelwapening

Corrosie bestendige glasvezelwapening
Ervas glasvezelwapeningstaven hebben bovengenoemde nadelen niet en zijn aantrekkelijk qua kosten/baten verhouding.

Ervas glasvezelwapeningsstaven zijn gemaakt uit een bundel opgespannen glasvezels die geïmpregneerd worden in een thermohardend hars. Deze hars zorgt ervoor dat de vezels tezamen gehouden worden en als 1 staaf werken. Het eindresultaat is een staaf die volledig inert, non-corrosief en alkali-bestendig is. Om de hechting te verbeteren is de buitenkant vervormd en ingezand. Glasvezelwapingsstaven staan in het jargon bekend als gfrp – wapeningsstaven (glass fiber reinforced plastic of polymer rebars). Gfrp - staven worden in een fabriek geproduceerd via pultrusie en zijn te verkrijgen in verschillende diameters van 6 mm tot 32 mm. Ze kunnen worden ingezet in plaats van roestvast staal of gecoat wapeningsstaal (epoxy, zink).

In theorie kan glasvezelwapening gebruikt worden in gewoon gewapend beton (zonder voor- of na-spanning) bij delen die onderhevig zijn aan buiging, druk en afschuiving.

Glasvezelwapening

De voordelen van glasvezelwapening zijn

  • Volledig inert, niet-corrosief en alkali-bestendig
  • Volledig resistent tegen chloride-ionen
  • De treksterkte is 1½ tot 2 maal die van staal
  • Is 4 maal zo licht als staal en kan daardoor gemakkelijk getransporteerd en geplaatst worden zonder speciale hefapparatuur.
  • Verlengt aanzienlijk de levensduur van bouwwerken in beton in agressieve omgevingen
  • Vergt geen onderhoud
  • Transparant voor magnetische velden en radio frequenties.
  • Niet geleidend: noch elektrisch, noch warmtegeleidend.
  • Goede weerstand tegen impact: weerstaat plotselinge en hoge puntlasten.
  • Excellente vermoeiingsweerstand bij cyclische belastingcondities.
  • Vormstabiel onder temperatuurschommelingen: de uitzetting/inkrimping van glasvezel-wapeningsstaven sluit nauw aan bij die van beton.

Gebruik: Waar kan glasvezel ingezet worden?
Waar men vreest voor ernstige corrosie van betonwapening door chemische aantasting of door bijvoorbeeld chloriden, kortom overal waar nu roestvrij staal, gegalvaniseerd staal of epoxy gecoat staal gebruikt wordt. Waar weinig betondekking mogelijk is zoals bijvoorbeeld in architectonisch beton. Waar wapeningsstaal aanleiding kan geven tot elektromagnetische interferenties.

  1. Beton onderhevig aan dooizouten
    • Brugdekken
    • New -jerseys
    • Parkeergarages
    • Zoutopslagloodsen
  2. Beton blootgesteld aan zeezout
    • Kaaimuren, zeedijken
    • Gebouwen en kunstwerken in de nabijheid van de zee
    • Speciale constructies zoals aquariums, pretparken
    • Artificiële riffen, golfbrekers
    • Drijvende dokken
    • Pieren, jetties
  3. Beton blootgesteld aan andere agressieve elementen
    • Chemische fabrieken (opvangzones voor tanklekken)
    • Beton rond pijpleidingen en tanks voor fossiele brandstoffen
    • Pulp en papierindustrie
    • Waterzuiveringsstations
    • Petrochemische fabrieken
    • Koeltorens
    • Schouwen
    • Nucleaire installaties
    • Agribeton
    • Pekeltanks
    • Chemische citernes en putten
    • Mijnbouwtoepassingen : rotsankers, elektrolyse tanks, metaal extractie tanks
    • Beton rond binnenzwembaden
  4. Beton met geringe dekking
    • Namaak natuurstenen elementen
    • Architectonisch prefab beton, kroonlijsten
    • Gevelpanelen, gevelelementen
    • Balkons
  5. Toepassing waar een lage geleiding of een elektromagnetische neutraliteit gevraagd wordt
    • Mri -afdelingen in ziekenhuizen
    • Gebouwen voor calibratie van instrumenten
    • Radar en kompasgebouwen
    • Controletorens
    • Militaire installaties die onzichtbaar voor radar moeten blijven
    • Mangaten voor elektrische en telefoon uitrustingen en leidingen
    • Elektrische transformatorstations
    • Beton in de nabijheid van sterkstroomkabels en –stations
    • Spoorwegkruisingen
    • Laboratoria
    • Aluminium en koper smeltovens
  6. Toepassingen bij doorboringen wanneer beton tijdelijk een wapening nodig heeft die de boorkop niet mag beschadigen
    • Tunnels
    • Ondersteuningsmuren in de mijnbouw
    • Metrowerken
    • Verticale schachten
  7. Andere toepassingen
    • Structurele reparatie van hout
    • Polymeerbeton

Enige vooroordelen
Er zijn een paar vooroordelen tegen glasvezelwapening waarop we graag hierbij nader ingaan:

  1. Glasvezel zou in principe niet resistent zijn tegen alkaliteit (beton met ph > 10). Dit is niet aan de orde omdat de glasvezels volledig in de harsmatrix ingebed zijn en daardoor niet rechtstreeks in contact komen met het beton behoudens aan de uiteinden. Deze hoeven echter niet speciaal beschermd te worden daar de alkali’s slechts enkele mm binnendringen.
  2. Ervas glasvezelstaven kunnen niet op de bouwplaats zelf gebogen worden. Ze moeten dus in de fabriek voorgevormd worden in de juiste maten en bochten. Dit is echter meestal ook het geval voor gewone wapeningstaven die daarna naar een andere plaats moeten vervoerd worden om met epoxy gecoat te worden. Bovendien is deze epoxy coating gemakkelijk te beschadigen tijdens het vervoer en het plaatsen, wat dan weer leidt tot het probleem van putcorrosie op de plaats waar het staal over een relatief klein oppervlakte niet bedekt is met de epoxy bescherming. Roestvast staal kan ook wel op de werf gebogen worden maar dit moet gebeuren met een machine die niet tegelijkertijd ook voor gewoon koolstofstaal gebruikt wordt. Door de enorme krachten die bij het buigen uitgeoefend worden kunnen deeltjes van gewoon staal in het roestvast staal gedrukt worden en het passiveringslaagje beschadigen. Dit leidt ook tot putcorrosie. Bovendien is roestvast staal duurder. De leverancier van glasvezelwapening heeft over het algemeen standaard beugels en bochten beschikbaar die het mogelijk maken om het gewenste resultaat te bereiken zonder extra voorbewerkingen.
  3. Alhoewel glasvezelwapening slechts een vierde weegt van staal en daardoor enorme voordelen geeft met betrekking tot handling en plaatsing, heeft het de neiging naar de oppervlakte te willen komen tijdens het trillen van het beton. Dit moet vermeden worden door de wapening stevig aan de stelblokjes en de afstandhouders vast te binden met geplastifieerde ijzerdraad of nylondraad. Dit werk is hoe dan ook minder belastend voor de ijzervlechter en past goed binnen het kader van de nieuwe arbeidswetgeving die de gezondheid van de bouwvakkers wil beschermen via een beperking van het gewicht van lasten die opgetild moeten worden.
  4. Ervas glasvezelwapeningsstaal heeft andere fysische eigenschappen dan gewoon staal: een lagere elasticiteitsmodulus en lagere stijfheid. Dit kan geneutraliseerd worden door betondelen te ontwerpen met een grotere verhouding wapeningsstaal of door diepere elementen te ontwerpen. Dikwijls wordt glasvezelwapeningsstaal gebruikt waar deze eigenschappen minder van invloed zijn zoals in de bovenste wapeningslaag van een brugdek. Het is duidelijk dat glasvezelwapening geen directe vervanging is van gewoon wapeningsstaal maar wel bepaalde voordelen heeft die bij een verstandig gebruik in specifieke toepassingen effectieve en kosten-efficiënte oplossingen biedt aan de ontwerper, de aannemer en de klant.

Technische gegevens
Voor technische details en download daarvan kunt u kijken bij Technische gegevens Ervas Lijmwapening.