prof.dr.ir.Y.M. de HaanTechnische Hogeschool, Delftir.Ch.J.A.HakkaartDelta Marine ConsultantsEen nieuwe toekomst voorferrocement?1Het tentoonstellingsgebouw in Turijn,ontworpen door P.L.Nervi (1948)2De Zeeuwse Stromen, het ferrocementzeiljacht waarmee Pleun van der Lugt eentocht om de wereld maakte (1981/82)foto: J .Berrevoets/Zierikzee)CementXXXVI (1984) nr. 4Korte historie van ferrocementFerrocement is een variant op gewapend be?ton, die de laatste jaren weer in de belang-stelling komt. Meestal betreft het dunschali-ge (10 tot 40 mm dikke) betonconstructies,die zijn voorzien van een fijn verdeelde wape-ning in de vorm van ??n of meer metalen ga-zen. Soms worden bamboewapeningen endergelijke ook tot ferrocement gerekend,maardaarzal hier niet op worden ingegaan.AI in de vorige eeuw, rond 1850, werden vandeze composiet - een cementpasta met en-kele lagen gaas als wapening - al kleine con-structies gebouwd. Veelal waren het roeibo-ten en waterreservoirs. De ontwikkeling is naenkele jaren experimenteren gestopt en ei-genlijk overgenomen doorhet gewapende ennadien het voorgespannen beton. Rond1940 begon de grote Italiaanse bouwmees-ter Nervi te experimenteren met het in de ver-getelheid geraakteferrocement. Verschillen-de (thans nog bestaande) bouwwerken ver-rezen, zoals het tentoonstellingsgebouw inTurijn (fig. 1) en het Palazetto dello Sport(overspanning 58 m), alsmede het 22 meterlange zeiljacht Nennele.Tot een grote doorbraak kwam heUoen niet.In het begin van de jaren '?Okwam er eenstroomversnelling van toepassingen opgang. In de ontwikkelingslanden raakte menge?nteresseerd in ferrocement omdat met la"ge materiaalkosten - hoewel de bouwwijzearbeidsintensief is - goedkoop en concurre-rend met andere bouwmaterialen te bouwenis. Dit beperkt zich niet alleen tot de bekendeboten, maar ook worden waterreservoirs,huizen, bushaltes enz. gebouwd.Onderzoeksinstituten, vooral in Zuid-OostAzi?, verrichten veel werk. In 1976 is in Bang?kok een co?rdinerend instituut opgericht,het IFIC, International Ferrocement Informa-tion Center. Dit instituut geeft het blad Jour-nal of Ferrocement uit. Ook andere landenraken geinteresseerd. Zowel in de USA, En-geland, Australi?, Nieuw-Zeeland en Neder-land, zijn werven ontstaan die zich toeleggenop de ferrocement-scheepsbouw.Wegens het arbeidsintensieve karakter vande produktiemethode (hoge Westerse Io-nen!) vinden andere toepassingen slechtssporadisch plaats. In Oost-Europa, onderandere in Rusland en Polen, waar de algehelekostenstructuur afwijkt van die in het Wes-223ten, alsmede in ontwikkelingslanden, wor-den verschillende grote bouwwerken in fer?rocement gerealiseerd. Door de dunschalig-heid van de constructie-elementen is men instaat grote overkappingen te maken zoals bijhet metro-station in Leningrad. Voor de pro-duktie van ferrocement-elementen - metna-me in Oost-Europa- worden diverse indus-tri?le produktiemethoden ontwikkeld.In Nederland wordt ferrocement de laatstejaren op zeer beperkte schaal toegepast,voornamelijk in de scheepsbouw (foto 2).Het materiaal ferrocementFerrocement is een composiet die bestaatuit een wapening van stalen gazen afgewerktmet een cement-zandmatrix. In tegenstellingtot het staalvezelbeton is hier sprake van eenuit netten bestaande doorlopende wape-ning. Deze netten kunnen op verschillendewijzen zijn opgebouwd (fig. 3):- hexagonaal gaas (zeskantig, waarbij dedraden om elkaar heen zijn gedraaid, het be-kende kippegaas);- geweven gaas (vierkant, waarbij het sche-ring en inslag principe is toegepast);- gepuntlast gaas (op dezelfde wijze samen-gesteld als geweven gaas, maar de langs-en dwarsdraden zijn gepuntlast, waardooreen veel stijver gaas ontstaat);- ge?xpandeerd gaas (verkregen door eendunne plaat van sneedjes te voorzien en danin dwarsrichting uit te trekken).Met ferrocement bouwt men veelal in pane-len. Zo'n paneel wordt meestal opgebouwduit verschillende lagen gaas die zonodig opeen roosterwerk van dunne wapeningssta-ven zijn aangebracht. Soms worden de bo-venbeschreven netten gecombineerd meteen conventioneel wapeningsnet.Uit onderzoekingen en ervaring is geblekendat de verschillende opbouwmogelijkhedenvan gaas en de diverse soorten resulteren ineen duidelijk verschil in eigenschappen vanhet uiteindelijke produkt. De verschillenko-men tot uitdrukking wanneer de weerstandwordt beschouwd tegen trek-, druk-, bui-ging-, impact- en vermoeiingsbelasting.Geen van de hier genoemde soorten komtop alle gebieden met een duidelijke voorkeurtevoorschijn. Bepalend voorde keuze zijnuiteindelijk het doel van de constructie, deoptredende belastingssituaties, de kans opexceptionele belastingen, alsmede de pro-duktiemethode. Ferrocement verschilt nietalleen van gewapend beton door de veel gro-tere spreiding van de wapening over de door-snede, waardoor een veel groter staalopper-vlak (aanhechting!) wordt verkregen, dochook door het (meestal) veel hogere wape-ningspercentage. Tabel 1 vermeldt beidekarakteristieken.&" 5S ....BEI?Tabel 1ferrocementgewapendbetonspecifiekeoppervlakK(cm2/cm3)1,6 - 6,00,04wapenings-percentage(OIo)2,0 -6,00,6 -1,6Voor de verwerking van ferrocementspecieis een hogere water-cementfactor nodig danmeestal gebruikelijk is bij beton, namelijk0,4 ? 0,6. Deze hogere waarde heeftgevol-gen voor het verhardingsproces. Om tijdenshet verharden (micro)scheurvorming te voor-komen, is het noodzakelijk dit proces te latenplaatsvinden - gedurende ca. 7 dagen - ineen ruimte met een zeer hoog vochtigheids-gehalte. Dit is ook van belang om te voorko-men dat in het produktiestadium de reedsverrichte arbeidsintensieve werkzaamhedenteniet worden gedaan.De samenstelling van de specie is tevens af-hankelijk van de produktietechniek. Onder-zoek naar andere dan tot nu toe gebruikelijkemethoden wordt in verschillende landen uit-gevoerd (fig. 4).3Verschillende soorten wapeningsgaas4Spuitbeton is een moderneproduktiemethode om de mortel op tebergenGementXXXVI (1984) nr. 4Het specifieke staaloppervlak is het totaleoppervlak van de wapening, dat met de ma-trix (cementmortel) in aanraking komt. Degrootte ervan is van directe invloed op descheurgrootte en scheurafstand. Het speci-fieke oppervlak heeft betrekking op de wa-pening in beide richtingen en kan als volgt informulevorm worden uitgedrukt:Hierin is:d = draaddiameter(cm)n = aantal lagen gaasa == maaswijdte van het gaas (cm)t = dikte van de constructie (cm)De faktor 2 is in feite een theoretische waardedie in de praktijk gereduceerd wordt, afhan-kelijk van het soort gaas. Van invloed is derichting van de draden, het onderling ver-band en de verliezen door gaasbehandelin-gen.Voor het berekenen is het noodzakelijk hetwapeningspercentage per richting te ken-nen. Dit valt op de volgende wijze te bereke?nen:I.t = nd2n 100(%)4atDe in deze formule optredende afmetingen,hebben betrekking op de draden die in debeschouwde richting lopen.De tweede component waaruit dit composietbestaat is de cementmortel. Onder meer inverband met de geringe dekking dient hier-aan nog meer aandacht te worden besteeddan bij gewapend beton. De mortel voor fer-rocement bestaat uit fijne zandfracties, beziteen hoog cementgehalte en bevat zo moge-lijk speciale toeslagstoffen zoals chroom-trioxyde Cr03 als extra corrosiebescher-ming, en polymeren om de waterdichtheid tebevorderen.De afmetingen van de zandfracties en de ver-deling ervan moeten worden afgestemd opde andere karakteristieke grootheden, zoalsde plaatdikte, de diameter van het gaas, demaaswijdte en het aantal lagen gaas.224ToekomstverwachtingWat kan er momenteel van ferrocement wor-den verwacht? Een grote omwenteling vangewapend beton naar ferrocement valt niette verwachten. Wel kan ferrocement als nut-tige aanvulling op bestaande betonsoorten,zoals gewapend beton, voorgespannen be-ton, staalvezelbeton enz. gaan functionerenen vooral daar, waar een reductie van het.eigen gewicht van de constructie gewenstis. Dat zullen dikwijls schaalconstructies endrijvende objecten zijn. Met in ferrocementuitgevoerde dunschalige betonelementenkan het materiaal beton nieuwe markten ver-overen mits de produktietechnologie be-heerst en de duurzaamheid gewaarborgdkunnen worden. Wat dit laatste betreft magvan een aantal recent ontwikkelde polymeer-toevoegingen aan de mortel (p.c.c.) veel wor-den verwacht. Voorshands moeten de ge?n-dustrialiseerde wereld en de ontwikkelings-landen nog als geheel verschillende 'mark-ten' worden beschouwd.Om de ontwikkeling binnen Nederland vandeze klassieke, doch tot voor kort in de ver-getelheid geraakte betonvariant op dezelfdewijze als bij alle andere betonsoorten te be-geleiden en te bevorderen, is door CUR-VBeen werkgroep Ferrocement opgericht. Insamenwerking met de Betonverenigingwordt op 17 mei a.s. - zie de uitgebreideaankondiging in de rubriek 'Berichten uitdebetonwereld' - een studiedag gehouden omtot kennisoverdracht te komen.literatuur- IFIC, Bangkok, Joumal of Ferrocement- Bayer,E., Ferrocement - Eigenschaftenund Anwendungsgebiete, Beton- und Stah/?betonbau 10/1982- ACI Committee549, StateoftheArtReporton Ferrocement- Naaman, A.E. en Sabnis, G.M., TentativeGuidelines for the use of Ferrocement in so-me structural applications, Int. Conf. on Mat.of Gonstr. Dev. Countries, Bangkok, 1978- Nervi, P.L, Structures, F.W.Dodge Corpo-ration, New Vork, 1956