Het constructieve gedrag van gewapende liggers van alkalisch geactiveerd beton (ook wel geopolymeerbeton of GPB genoemd) kreeg de afgelopen jaren steeds meer interesse vanuit de onderzoekswereld. Maar slechts enkele onderzoeken gingen over voorgespannen GPB [2,3]. Het langetermijngedrag van voorgespannen GPB-liggers is nog onbekend.
Dit is het derde deel van een serie artikelen over een onderzoek naar de toepassing van geopolymeerbeton in de infrastructuur. Het eerste artikel ging in op de ontwikkeling van een betonmengsel (fase I van het onderzoek), het tweede artikel over de mogelijkheden voor productie op industriële schaal. Dit derde deel gaat in op de constructieve eigenschappen van de liggers.
In 2020 zijn TU Delft, Universiteit Gent en Haitsma Beton een door provincie Fryslân gefinancierd onderzoek gestart naar het toepassen van GPB in bruggen. Dit onderzoekproject was gericht op het opschalen van GPB voor een (mogelijke) toepassing in een brug voor verkeerswegen, bestaande uit prefab voorgespannen GPB-liggers en een in het werk gestort GPB-brugdek.
Voor de voorgespannen ligger werd een zelfverdichtend geopolymeerbetonmengsel ontwikkeld op basis van hoogovenslak, geactiveerd door een alkalische oplossing op natriumbasis. Dit werd samen met het testen van het mechanische gedrag, de volumestabiliteit (o.a. krimp en kruip) en de duurzaamheidseigenschappen uitgevoerd in fase I van het project [4]. De haalbaarheid voor industriële, grootschalige productie werd in fase II beoordeeld [5]. In fase III zijn proeven op ware grootte uitgevoerd om het constructieve gedrag van deze GPB-brugliggers te verkennen. In dit artikel wordt ingegaan op het constructieve korte- en langetermijngedrag.
Voor het onderzoek zijn prefab voorgespannen liggers van zelfverdichtend GPB (C45/55) met een totale lengte van 7350 mm geproduceerd (fig. 1a). De liggers zijn ontworpen op basis van elastische berekeningen waarbij de toegestane betonspanning is begrensd. Voor de berekeningen zijn de materiaaleigenschappen gebruikt zoals beproefd in fase I van het project [4]. Gedetailleerde berekeningen zijn te vinden in [6].
31 dagen na het storten van de liggers is een druklaag in het werk gestort (fig. 1b), met een GPB met sterkteklasse C30/37.
Er zijn proeven uitgevoerd op samengestelde liggers om het kortetermijngedrag (proeven na circa één maand) en het langetermijngedrag (proeven na circa negen maanden) te onderzoeken. Vijf samengestelde liggers op ware grootte zijn getest:
Het experimentele programma, met buigproeven en afschuifproeven, is samengevat in tabel 1. Alle liggers die na één maand werden beproefd, zijn nabehandeld door ze in vochtige jute lappen en plastic folie te wikkelen. De na negen maanden beproefde liggers zijn gedurende drie dagen afgedicht met plastic folie en daarna blootgesteld aan laboratoriumomstandigheden (gemiddelde temperatuur van 19 °C en relatieve luchtvochtigheid van 50%).
Figuur 1a Dwarsdoorsnede en detaillering van de voorspanstrengen in de prefab ligger
Figuur 1b Dwarsdoorsnede en wapeningsdetaillering van de samengestelde ligger
Reacties