? ? ?prof.ir.WoR. de SitteT. Hollandsche Beton Groep nv, RijswijkVezelbeton; hetidee Is zo aantrekkelijk: jevoegtvezels toe aan hetmengsel, detreksterk-te van de mortel wordt verhoogd. Er ontstaat een materiaal met een redelijk bruikbaretreksterkte en voor veel toepassingen zou je van al dat arbeidsintensieve gedoe met wa-peningsstaven en wapeningskorven afzijn. Datisbovendien goed voorde arbeidsomstan-digheden, want wapening vlechten is niet echt veel gezonder dan metselen.DEECONOMIEVANNIEUWEBETONSOORTENWaarom blijft de toepassing dan zo beperkt?De toegepaste mechanica geeft het ant"woord. In een op een buigend momentbelas-tedoorsnede zijn de spanningen aan de on-derkant het grootst. De grootste trekspan-ning ot =0 M/W Veronderstel dat het volumevezels (V'?? dat aan speciemoetworden toe-gevoegd om een trekspanning 0 op te kun-nen nemen, evenredig is (evenredigheids-constante c) met die spanning: v =0 ca.In een rechthoekige doorsnede (bh) verlo-pen de spanningen lineair van een spanning0; = MjWonderin tot a = -MjWbovenin. Inhet hypothetische geval dat de vezels vari?-rend over de hoogte h te doseren zoudenzijn, zodat juist de trekspanningen kunnenworden opgenomen, zijn in de drukzone he-lemaal geen vezels nodig en direct onder deneutrale lijn maar een kleine hoeveelheid.Gemiddeld over de doorsnede is het beno-digde vezelpercentage Vevenredig met deover de hoogte h gemiddelde trekspanning:V = *co;bh.Wordt de doseringgebaseerd op de maxima-le spanning aan de onderzijde, dan zijn indedoorsnede viermaal zoveel vezels nodig:V = co;bh.Nu is ook het buigend momentniet constantover de lengte van de balk. Bij een op tweesteunpunten vrij opgelegde balk is het overde overspanning I gemiddelde buigend mo-ment gelijk aan ~ M.Wanneer het mogelijk zou zijn de doseringaan te passen aan het optredende moment?n aan het in opeenvolgende doorsnedenoptredende spanningsverloop, is hetvereis-te volume vezels gelijk aan:~ .*.cbhlMjW = cbhlMj6WWanneer de dosering wordt gebaseerd ophet maximum-moment M in het midden enop de daarbij behorende trekspanning on-derin de balk, is een volume nodig: cbhlMjW;dus zesmaal zoveel.CEMENT1996jlWanneer devezels willekeurig (at random) indrie dimensies zijn verdeeld, ligt er gemid-deld maar ??n op de drie vezels in de richtingvan de trekspanning. In het hypothetischegeval dat men de vezels precies zou kunnenori?nteren in de richting van de trekspannin-gen en bovendien naar behoefte zou kunnendoseren over de hoogte en over de over-spanning, heeftmen n?geen factordrie min-der vezels nodig ten opzichte van het gevaldat men de vezels niet zou kunnen richten ende dosering zou baseren op het maximum-moment in het midden en op de daarbij be-horende trekspanning onderin de balk; datwil zeggen cbhlMj18W ten opzichte vancbhlMjW Voor de praktijk moet men uitgaanvan dit laatste geval: dan is het rendement,de mate van benutting, van de vezeltoevoe-ging fa = 5,5%.Je zou dus eigenlijk:? de vezels willen kunnen richten;? de dosering willen kunnen aanpassen aanhetspanningsverloop in een doorsnede;? de doseringwillen kunnen aanpassen aanhet momentverloop.Nu is er een type vezels waar dat heel ge-makkelijk mee gaat. Die zijn wat dikker: denkaan gewoon met staven gewapend beton. Jekunt concluderen dat het rendement van atrandom verdeelde vezels ten opzichte vangewapend beton voor wat betreft de benut-ting van de treksterkte van het staal, afhan-kelijk van het belastingsgeval, varieert van3% tot 10%.Er zijn natuurlijk uitzonderingen. Dat betreftgevallen waarin de spanningen ook at ran-dom verdeeld zijn over de doorsnede en deoverspanning, zoals krimp en temperatuur-schokken. Voor de gewone constructieprak-tijk van balken en vloeren geeft de mogelijk~heid van aanpassing aan spanningsverloopen momentenverloop het gewapend betoneen belangrijk materiaal-economisch voor-deel ten opzichte van vezelbeton.Misschien is dat vermogen tot aanpassingaan spanningen, naast de bescherming te-gen corrosie van het staal en de nagenoeggelijke temperatuuruitzetting van beton enstaal, wel doorslaggevend voor het succesvan gewapend beton en voor het achterblij-ven van toepassingen van vezelbeton.De voorafgaande redenering gaat ook opvoor glasvezels, koolstofvezels en anderekunststofvezels. En eigenlijk soms ook voorandere verbeteringen aan de traditionelebetonspecie. Hoge sterkte beton levert eenhogere sterkte, die slechts in een beperktaantal doorsneden en slechts op bepaaldeplaatsen in de doorsnede wordt benut. Dedichtheid van hoge sterkte beton is wat gro-ter en heUs daarom beter bestand tegen in~dringing van schadelijke stoffen; schadelijkvoor de wapening of voor het beton zelf.Maar ook deze eigenschap wordt in het alge-meen maar op een paar plaatsen in een con-structie benut. Op voldoende locaties is aan-getoond dat de dichtheid van traditioneelbeton voldoende is voor een levensduur vanmeer dan 100jaar. Beter is duurder en hoeftniet.Met lichtbeton en vloeibeton ligt het wat an-ders. Het lichte gewicht en het gemak vaneen vlottere verwerkbaarheid worden in alledoorsneden over de gehele constructie be-nut. Dan passeer je gemakkelijker het eco-nomisch omslagpunt.Een beschouwing zoals de voorafgaande iseen hulpmiddel bij de analyse van de econo-mische levensvatbaarheid van nieuwe be~tonsoorten.?63