Log in
inloggen bij Cement
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
shop word lid
Home / Alle kennis / Artikelen

Dwarskrachtcapaciteit van beton met basaltbeugels

Experimenteel afstudeeronderzoek naar de bijdrage van beugels van basaltvezelcomposiet aan de dwarskrachtcapaciteit Stefan Teeuwen, Pieter Schoutens - 6 oktober 2025

Als alternatief voor traditionele stalen beugels kunnen beugels van basaltvezelcomposiet worden toegepast. Op de TU Delft is onderzoek gedaan naar het gedrag van betonnen balken op dwarskracht bij toepassing van deze basalt-beugelwapening. Daartoe zijn driepuntsbuigproeven uitgevoerd op zes gewapende betonbalken met verschillende beugelconfiguraties.

In het kort

  • Basaltvezel wapeningsstaven zijn na productie niet meer plooibaar en moeten gebogen worden vóór uitharding van de matrix
  • Basaltvezelstaven worden veelal geproduceerd door middel van pultrusie
  • Gebogen pultrusiestaven vertonen een sterke verzwakking ter plaatse van de ombuiging als gevolg van geplooide vezels in de binnenbocht
  • Gevlochten staven en gelamineerde strips zijn minder gevoelig voor deze verzwakking bij ombuiging
  • In een studie aan de TU Delft zijn gevlochten BFRP-beugels en gelamineerde unidirectionele (UD) BFRP-strips vergeleken met traditionele stalen beugels
  • Zes slanke, gewapende betonnen liggers zijn onderworpen aan verplaatsingsgestuurde driepuntsbuigproeven om de dwarskrachtcapaciteit en faalmechanismen te bepalen
  • Zowel beugels van gevlochten strengen basaltvezelcomposiet, als beugels bestaande uit strips van gelamineerd unidirectioneel gewoven basaltvezeldoek zijn in staat om de dwarskrachtcapaciteit van een gewapend betonnen balk te verhogen
  • Door de lage rekstijfheid van basaltvezelcomposiet ontstaan grotere scheurwijdtes dan met stalen beugelwapening met gelijke doorsnede-oppervlakte
  • Als gevolg van de grote scheurwijdtes is de samenwerking tussen beton en beugelwapening minder effectief dan met stalen beugelwapening
  • Per doorsnede-oppervlakte is de bijdrage van basaltvezelbeugels aan de dwarskrachtcapaciteit minder effectief dan stalen beugels
  • Per kg wapening is de bijdrage van basaltvezelbeugels aan de dwarskrachtcapaciteit effectiever dan stalen beugels

Afstudeeronderzoek

Dit artikel is gebaseerd op het afstudeeronderzoek ‘Shear Capacity of Concrete Beams Reinforced with Basalt Fibre-Reinforced Polymer Stirrups’ dat Stefan Teeuwen heeft uitgevoerd aan de TU Delft, faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen, in samenwerking met Witteveen+Bos en met financiering van Rijkswaterstaat. Hij werd voor zijn onderzoek begeleid door dr.ir. Mladena Lukovi?, prof.dr.ir. Max Hendriks, ir. Jelle Bezemer, dr.ir. M. Pavlovi? (allen TU Delft) en ir. Pieter Schoutens (Witteveen+Bos). Ook dr.ir. Sonja Fennis (Rijkswaterstaat) en dr.ir. Kees Blom (TU Delft / Gemeente Rotterdam) hebben bijgedragen. Een link naar het afstudeerrapport vind je hier.

Door het hoge energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen bij de productie van staal, zorgt de toepassing van traditionele wapening voor een flinke milieu-impact. Daarnaast is staal gevoelig voor corrosie, wat regelmatig leidt tot forse renovatiekosten. Basaltvezelcomposiet wapening (Basalt Fibre Reinforced Polymer, BFRP) is een veelbelovend alternatief, met een hogere treksterkte en betere corrosiebestendigheid.

In een voorgaand Cement-artikel [1] is het buig- en scheurgedrag van beton met BFRP-wapening toegelicht. Dit artikel beschrijft het gedrag van beton met BFRP-beugelwapening onder dwarskracht.

BFRP-beugelwapening

BFRP biedt voordelen zoals hogere treksterkte, corrosiebestendigheid en lage milieu-impact. Ondanks deze voordelen is de toepassing van BFRP als dwarskrachtwapening beperkt. Een van de redenen is dat de kunstvezelcomposietstaven – als gevolg van het uitharden van de kunstharsmatrix – na productie niet meer buigbaar zijn. Het richten van de staven moet dus tijdens het productieproces gebeuren.

Basaltvezelstaven worden veelal geproduceerd door middel van pultrusie (gebruikt voor rechte wapeningsstaven van kunstvezelcomposiet [1, 2]). Deze lenen zich niet voor ombuiging, omdat de vezels in de binnenbocht dan zullen gaan plooien (fig. 2a). Hierdoor kunnen alleen de vezels in de buitenbocht bij belasting goed op spanning worden gebracht. Daarnaast worden de buitenste vezels van een staafbundel in een ombuiging bovengemiddeld zwaar belast als gevolg van de hoge schuifspanning die op deze buitenste vezels aangrijpt (fig. 2b). Deze effecten tezamen, en het gebrek aan een vloeitraject van basaltvezels die voor interne herverdeling kan zorgen, leiden er bij gebogen gepultrudeerde basaltvezelcomposietstaven toe dat de staven een sterke verzwakking in de ombuiging vertonen.

Een andere reden waardoor de toepassing van basaltvezelcomposiet als dwarskrachtwapening twijfelachtig is, is de relatief lage rekstijfheid. Hierdoor ontstaan grotere scheurwijdtes dan met stalen beugelwapening met gelijke doorsnede-oppervlakte. En de wijdte van de dwarskrachtscheuren is sterk bepalend voor de samenwerking tussen beton en beugelwapening en daarmee voor de effectiviteit van de diverse afschuifmechanismen die samen de dwarskrachtcapaciteit bepalen. Het effect van relatief rekslappe basaltvezelcomposietbeugels op deze mechanismen is nog nauwelijks onderzocht.

Volledige bericht lezen?

Het volledige item is gratis beschikbaar voor onze leden.
Nog geen lid? meld u aan bij ons netwerk.

Reacties

x Met het invullen van dit formulier geef je Cement en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Cement ©2025. All rights reserved.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren