- - ----ing.A.GerritseHBG, afdeling Speurwerk en OntwikkelingOdruk-......trek druke 1 0.5 0.5 1 1.5 2 2.50trek e in %, -t1Schematischspannings-vervormingsdiagram vancement c.q. beton2Concept voor een vliegtuig dat voor 95% uitvezelversterkte kunststoffen bestaat10.000-f,- "-+---+---+--+-1-?.. ~Ne 8.000 --+--+-+--+--f--- ---!? ~_. 1--- f - --+-+-+---1t 6.000f-- ~.' .... c----c -- ....- + -f --t----~ 4.000c---: ;'" -t:l ? ? :2.000f----~f\,;"-? -- I-bt---=. ,"~. "'" .. i???? 1?:' .. 'o 246 8 10 ~ W mdoorsnede vezels Ilm -3Relatie treksterkte/doorsnede voormetaal'whiskers'Cement XXXIV (1982) nr. 8Typen en eigenschappen vanvezelve.rsterktecementcompos.ietenInleidingConstructiematerialen op basis van cement, zoals beton, worden in de bouw veelvuldigtoegepast en zijn veelal doelmatig. Wat zwaar, maar sterk (grote druksterkte), relatiefgoedkoop, duurzaam, brandwerend enz. Eigenlijk is er maar ??n hinderlijke eigenschap: degeringe treksterkte. Beter is het te spreken van geringe vervormings- of rekcapaciteit bijtrekbelasting (fig. 1).Om aan deze beperking tegemoette komen kunnen diverse voorzieningen worden toegepast,zoals wapenen met betonstaal en voorspannen. Ook verbeteringen door toevoegingen vanbijvoorbeeld polymeren of vezels zoals asbest, zijn deels reeds lang bekend.Een met vezels versterkte (cement)matrix wordt aangeduid als een composiet. In feite isgewapend beton een zeer bekende cementcomposiet, waarbij de 'vezels' 1-dimensionaalgeori?nteerd zijn.Recente ontwikkelingen, vooral op het gebied van beschikbarevezeltypen, hebben geleid toteen sterke opleving van belangstelling voorvezelversterkt cement of beton. Er is dan ook alleaanleiding te trachten enig overzicht te geven van deverscheidenheid op ditgebied, alsmedewat indicaties over gedrag, eigenschappen, beperkingen en mogelijkheden.NevengebiedenDe vezeltoepassing bij cementgebonden materialen is in feite slechts een onderdeel van eenthans op veel ruimer gebied waarneembare tendens tot verbetering van de eigenschappenvan het oorspronkelijke materiaal (de matrix) door doelgerichte toevoegingen. Het interes-sante daarbij is datde grootscheepse research, die ook op andere materiaalgebieden ingangis, een sterke impuls heeftgegeven aan ontwikkelingen bij cementgebonden constructiema-terialen.Het meest bekende nevengebied waar vezelversterkte materialen in ontwikkeling zijn, iskunststoffen. Toepassingen van glas-, aramide- en koolstofvezels nemen snel toe. Koploperin die ontwikkelingen is de vliegtuigindustrie waar de vezelprijs van minder 'gewicht' is, dande te bereiken gewichtsbesparing (fig. 2). Het concept voor een vliegtuig dat voor 95% uitvezelversterkte kunststoffen bestaat is gereed; schepen meteen romp van vezelversterktekunststof worden thans gebouwd. De omzet van de toch nog prijzige koolstofvezels insportartikelen is overigens ook niet mis.Bij kunststoffen dienen de vezels zowel de trek- als de druksterkte, alsmede de stijfheid teverbeteren. Vullingsgraden van 60% vezels zijn normaal. In ontwikkeling zijn thans hybrideweefsels, die zijn samengesteld uit verschillende typen vezels of garens elk met een eigenhoofddoel.Minder algemeen bekend, maar minstens zo spectaculair, zijn de ontwikkelingen op hetgebied van hetverbeteren van metalen met 'vezels'. Een grootspectrum van specifiekevezelsis reeds beschikbaar of bekend. Veelal is het doel van deze (nog zeer kostbare) verbeteringenvan de metaalmatrix het verkrijgen van een composiet met betere eigenschappen bij hogeretemperaturen. Specifiek te noemen zijn daarbij de zgn. whiskers, dit zijn kunstmatig vervaar-digde ??nkristalvezels van uiteraard wel minuscule afmetingen, maar met extreem hoog-waardige eigenschappen.De hoogwaardige eigenschappen van vezels worden vooral bepaald door de oppervlakte-structuur, of kunnen geconcentreerd worden gedacht in de vezelhuid. Dat betekent dat desterkte pervezeldoorsnede-eenheid toeneemt, naarmatede doorsnede kleiner is(fig. 3). Velevan de nader te bespreken vezeltypen hebben een doorsnede van 8? 10 JLm per filament enworden dan om praktische redenen gebundeld tot garens of strands van 204 (Cem-Fil) totenkele duizenden filamenten (fig. 4b).Vezelversterkte cement-composietenNa voorgaande, zeer vluchtige indruk van meer algemene ontwikkelingen inzake mate-riaalverbeteringen, zal het niet verbazen dat verschillende daarbij ontwikkelde vezels engarens reeds hun invloed hadden of nog zullen hebben op cement- en betonprodukten.476Verschillende vezel- ofgarentypen blijken soms uiterst bruikbaar voor een functie alsversterking of wapening voor cementgebonden composieten [1].Zo zijn de fijnere typen staaldraad (staalvezel) vooral ontwikkeld voor de autobandenindus-trie, dus verbeteren van rubber. Hoewel aanvankelijk slechts nuttig gedacht voor hetverwer-ken van overschotten van die vezelproduktie, is staalvezel-gewapend beton inmiddels eeneigen ontwikkeling begonnen. Staalvezels zijn in velerlei aan cement/beton aangepastevariaties beschikbaar. Toepassingen ervan worden elders besproken [2].Een ander bekend voorbeeld is glasvezel. Reeds vrij spoedig werd onderzocht of de bijkunststoffen veel toegepaste glasvezel (E-glas) ook toegepast kon worden voor verbeterenvan de cement-matrix. E-glasbleek niet zo geschiktin hetalkalische milieu van cement. Nawat matig geslaagde pogingen de matrix aan te passen (aluminiumcement) bleek hetmogelijk glassamenstellingen te ontwikkelen die minder gevoelig op dat alkalisch milieureageren (BRE/Pilkington, Alkaliresistent glas).De wat recentere typen koolstofvezels en de nog recentere aramidevezels hebben hundoelmatigheid voor verbetering van kunststoffen en/of rubber reeds bewezen. De toepas-singsmogelijkheden blijken echterveel brederen de potenti?le geschiktheid voortoepassingin de cementmatrix is bekend [3]. De ontwikkelingen worden vooral bepaald door hetprijsverloop van de vezels en de fabricage-mogelijkheden van de composieten (fig. 4).200 . \1 il'KoolstofHS2411 ?1 t' 11 6.00 f. 6. 00 lil."...,,"P"200 -- -.- I - streng\.~:::.. Lidetl\~r I'J:.OOOf80 _~_ _:~2:000f, t,,-24.J20.000f40 Ili?l~~"Mi-. AR-Glas :__ -I'00 '70 '75 '00 '05 '00'8050011--~- ..-1'702000t---~\-'l,.-? --.t 150011--~-~ " -Jf~'" 100011-~---I---"__ ?--2500'b-~~+JOOO4a-bPrijsontwikkeling van enkele vezeltypenTabel 1Eigenschappen van vezelmaterialenDe researchinzet op het gebied van het verbeteren van cementgebonden materialen beperktzich echter niet tot de stimulansen voor vezelontwikkelingen op andere gebieden. Eenbelangrijke aanleiding was vaak de om milieu-technische redenen verwachte beperkingen intoepassing van de op zich zo uitstekend aan decementmatrix aangepaste asbestvezels. Het isondoenlijk alle initiatieven en veelbelovende ontwikkelingen hier te vermelden. Uit hetoverzicht zal hopelijkenigszins een beeld van beschikbareen potentie?le mogelijkheden zijnterug te vinden (tabel 1).Sinds de vorige 'vezeldag' van het Betondispuut in 1972 zijn grote vorderingen gemaakt.Ondanks teleurstellingen, veroorzaakt zowel door tegenvallendekostprijsoverwegingen alsdoor acceptatieproblemen, groeit het aantal composieten en uitgevoerde toepassingensterk. Meer bekendheid is echter noodzakelijk, zowel met de mogelijkheden als met debeperkingen die deze materiaa!typen met zich meebrengen. Gestreefd zal moeten wordenvezeleigenschappenvezeltype diameter vezel- dichtheid elast. treksterkte rek bij gebruikelijk richtprijs max. temp.lengte vezelmat. modo vezelmat. breuk vol.perc. perkgJLm mm kg/m3 kN/mm2 N/mm2 %0 % f ?Casbestchrysotile (wit asbest) 0,02-30 1-15 2,55 x 103 160 3000-4000 20-30 10-15 0,5-1,5 300-1400glasE-glas 10-15 25-00 2,55x 103 70-80 2500 30-50 2-6 4 >800AR-glas (cem-FiI) 8-13 25-00 2,7 x 103 70-80 2400 20-40 2-6 10per strand (204 Fil) 100-650 25-00 2,7 x 103 70-80 1250 2-6staal 10-600 10-60 7,8 x 103 200 1100-3000 15-30 0,5-2 2 300-500popypropyleen 20-200 10-60 0,9 x 103 5-8 300-500 200 0,2-5 3 ca. 100nylon 4-20 10-00 1,15 x 103 4-5 500-1000 100-150 0,1-6 4-5aramide 10 10-00 1,40 X 103 130 2800 25 0,2-2 30-60 200-400koolstoftype HM 8 10-00 1,9 X 103 380 1800 5 0,2-5 400-600 > 1000type HS 9 10-00 1,9 X 103 230 2600 10 0,2-5 100-150Cement XXXIV (1982) nr. 8 4775Spann?ng-rekd?agram vanversterk?ngsmater?alen6Vezele?genschappen per gew?chtseenhe?d3000t2000NE~z.5"".! 1000IramideLIVIl4.dichtheid7.8 FeB4001 2 3 4 5rekin% __.Nylon sterkte R?chtprijs per 9L Staalltl.. stijfheid Polypropyleen 33f4Pol~proPvleen~-perkO-.t-.~gs !~. Aramide lM 30HM 60t Koolstol HS 150rf---~?'L"'iA?,,"= r-r~ ::w. IGlas Boron Koolstof HMl t -JAER S~C ? - -i "IVtJorspanstaal ['! I'FeB40050 100 150 200 250specifiekeE~ modulusN/Tex-..1000 Tex .....,......1000m? garen weegt 1kg.naar erkende criteria, opdatde deugdelijkheid en betrouwbaarheid van toepassingen beoor-deeld kan worden. CUR-VB-commissie B 18 zou zich hiermee waarschijnlijk kunnen belas-ten.Vezeltypen en -eigenschappenIn tabel 1 en in figuur 5 is een overzicht gegeven van enkele in aanmerking komendevezeltypen met hun eigenschappen, enig idee van een kostprijs en een indicatie van toe tevoegen vezelpercentages. De tabel is voornamelijk gebaseerd op vele literatuuropgaven, dieonderling zeer sterk verschillen, en op enig HBG/HIBE onderzoek. Enkele typen versterking,zoals ferrocement en gefibrileerde polypropyleen- en polyethyleen-vliezen, zijn er niet inopgenomen wegens hun afwijkendevezelvorm. Detabel zou nog sterk uitte bereiden zijn mettal van vezels waarmee ook ge?xperimenteerd wordt zoals cellulose, steenwol en diverseorganischevezels. Hetaantaltypen iserg groot, de beschikbaregegevenszijn echterbeperkt.7a-cMechan?camodel/en voora. ongewapend betonb. gewapend betonc. vezelversterkt (3 d?mens?onaal) betonDe in figuur 5 aangegeven eigenschappen zijn gegeven zoals constructeurs ze graag zien.Vezelproducenten, voor wie het effect per gewichtshoeveelheid van veel meer belang is,produceren de gegevens zoals aangegeven in figuur 6. We komen nu plotseling in een anderterrninologiewereldje. Ter verduidelijking:1 Tex is in feite een vezeldoorsnede, zodanig dat van dat materiaal (met die dichtheid) 1000mgaren 1gram weegt, dus 1000Texweegt dan 1kg. Vaak dan ookuitgedrukt in dTex, waarmeedan een vezeldoorsnede bedoeld wordt waarbij 10000 m garen 1 gram weegt.Door de prijs per kg te delen door de sterkte per Tex, kunnen verhoudingsgetallen voor dekostprijs per krachteenheid benaderd worden. De verwerking, ori?ntering en positioneringvan de vezels (door en door of alleen t.p.v. de trekband) zullen echterveelal doorslaggevendzijn.Gedrag van cementcornposietenCementgebonden composieten, zoals beton, onderscheiden zich op??n belangrijk punt vande meeste andere composieten, namelijkdoordegeringe rekcapaciteitvan decementmatrix.Hiermeehangtscheurvorming samen.Hetaan descheurvorming aangepaste mechanicamo-del zoals dat voor gewapend beton gebruikelijk is, blijkt dan ook in principe voor vezelver-sterkte cementcomposieten van toepassing (f?g. 7).Bij de meeste andere matrices (zoals kunststof) blijft de matrix onder belasting intact enverzorgt deze desamenhang. De krachten worden vrijwel geheel doorde vezels gedragen. Devezels verzorgen sterkte en stijfheid.Bij cementcomposieten doen de vezels in het ongescheurde stadium vrijwel niets en wordenze eerst na scheurvorming van de matrix actief. De vaak aangehaalde zogenaamde volume-wetten (rules of mixtures) gelden uitsluitend voorde homogene, ongescheurdetoestand enzijn voor cementgebonden composieten met 'lage' vezelpercentages niet van belang. Hetbelangrijkste doel van vezels in een cementmatrix is het verbeteren van de treksterkte nascheurvorming, dan wel het zorgdragen voor een zodanig vervormingsgedrag(bij belastingop trek) dat de samenhang behouden blijft. Dus het tegengaan van scheuruitbreiding. Devezel fungeert alsscheurbeperker (crack-arrest) [1].Bij de toepassing van vezels in cementcomposieten kan het volgende onderscheid wordengemaakt:1. Versterken met korte vezels, diewillekeurigzijnverdeeld in een plat vlak, of3-dimensionaal inmeervolumineuze produkten. Hierbij kan decrack-arrestfunctieoptimaal zijn en worden veleeigenschappen (trek- en buigsterkte, maar ook stootweerstand, taaiheid etc.) gunstig be?n"vloed; het vezelverbruik is nogal oneconomisch.2. Wapenen met langere (continue) vezels, die ??ndimensionaal worden ingebracht, zoalsstaalwapening in beton; hierbij wordt alleen een trekelement gevormd. Bij juiste positione-ring is dat uiterst economisch, maar het crack-arrest effect is veel minder.Combinaties, ook met verschillende vezeltypen zijn denkbaar en komen voor.ilVIo 1V111Jo fJ1Jo J1random fibre reinforcementlVIo?matrix crackingsteel bar reinforcementlVIo? matrix crackingno reinforcementlVIo. matrix cracking~LK-1....-.~~.II.A.Cement XXXIV (1982) nr. 8 478o 5 10 15vol.perc. C-vezels8Spanning-rekdiagram voor ve:ze/versterktcement/betonDe eerstgenoemde vorm is wat normaal onder vezelversterkt cement wordt verstaan. Detoepasbaarheid voor dragende constructies is beperkt. Het tweede opent, specifiek voorbrosse rnatrices, met de hoogwaardige vezels die beschikbaar zijn of komen, op langeretermijn perspectieven voor 'alternatieve wapening' en goede mogelijkheden voor dragendeconstructies.Zuivere trekDaar het er in hoofdzaak omgaat hoe een trekbelasting opgenomen wordt, ligt het voor dehand eerst het basisgedrag van de 'trekstaaf' te bezien (fig. 8). Uiteraard verschilt dit inprincipe niet van dat van een trekstaaf in gewapend beton.Bij figuur 8 kunnen de volgende opmerkingen worden gemaakt:? Bij A treedt scheurvorming op. Bij Bisde (trek)krachtvrijwel geheel aan devezelsovergedra-gen. Ons houdende aan de gebruikelijke Engelse terminologie wordt A het BOP (Bend OverPoint) genoemd.? Het deel BC loopt dan ook vrijwel parallel (of gelijk) met de effectieve Es van de wapening ofvezelversterking. Die Es is eenvoudig te bepalen uit de elasticiteitsmodulus van de vezel (Et)maal het vol.% ingebrachte vezels, eventueel met in achtname van een co?ffici?nt, dieaanduidt hoeveel vezels in de richting van de trekkracht actief zijn. Algerneen wordt daarvooraangehouden:vezels 1-dirnensionaal geori?nteerd (continue vezels)T1 = 1vezels 2-dimensionaal geori?nteerd (plat vlak) TI = 3/8 ? 1/3vezels 3-dimensionaal geori?nteerd (alle richtingen) TI = 1/5 ? 1/6? Bezwijken (C) wordt bepaald door de rekcapaciteit van de vezel zoals die ingebed isin dematrix, dan wel door het uittrekken van de vezel; dit laatste treedt vooral bij enkele typenstaalvezel op. Uit rnetingen blijkt dat ca. 60% van de rekcapaciteit van de niet ingebeddevezel vaak het maximum is.? V??r de scheurvorming (deel OA)hebben vezel en matrix dezelfde verlenging. Het vezelaan-deel in de trekopname is dan vrijwel nihil.? Er bestaat voor elke composiet een kritisch vezelpercentage, waarbij het (J-E diagram na Aniet meer oploopt, afhankelijk van de effectieve ori?ntering Van de vezels. De trekcapaciteitneemt daarboven niet meer toe, al kan de te leveren vervormingsenergie (kracht x weg) nogwel erg belangrijk zijn.Indicatie omtrent kritisch vezelpercentage [3]:glasvezels (matrix beton) : 0,3 vol.%polypropyleen (matrix cementmortel) : 1 vol.%aramide (matrix cementmortel) : 0,2 vol.%koolstof (matrix cementmortel) : 0,15 vol.%Voor 2- of 3-dimensionale vezelori?ntering, dient men deze waarden met circa 3 of 6 tevermenigvuldigen. De grote invloed van de elasticiteitsmodulus van het vezelrnateriaal ophet kritisch percentage zal uit figuur 8 duidelijk zijn. Figuur 9 geeft concrete meetwaardenvan Aveston e.a. [3], waaruit blijkt dat met beperkte hoeveelheden vezels Zeer hoge trek-sterkten kunnen worden bereikt.9 "rieh'ing elf.: 1. 3/8.116Vt", vol. % vemlsEt ",EIast. rood.vezelmat.Es", .. comp. gescheurdeIComposiet MatrixEeVezetr/tf'" 100jaarN.W. = natural weatheringStootvastheidEen van de belangrijkste gunstige eigenschappen van vezelversterkte materialen is detaaiheid, zich bijvoorbeeld uitend in de beschikbare reserve bij stootbelasting (fig. 16). Eeninteressante toepassing in dit verband is polypropyleenvezels in de ommanteling van heipa?len doorWest-Piling. In principe geldt ditvoorallevezelmaterialen, zolang erslip mogelijk is.Een echt goed beoordelingscriterium voor deze eigenschap is nog nietontwikkeld.Een indicatie van de op te nemen energie is af te leiden uit figuur 18.16Stootvastheid vezelversterkt cement 2015N~ 10:J5Staalvezefs0.5.01%afll. vanvezelvormen Vd".'-:~T=r===-;~-;:;=-=-=:=--,-::l='2'-?,----'5c..--_--.=ie.-2""o."i'"""'s"'-o-,,",ren50 100 200 500 103104dagen--B,R.E. rapporten }bii 20"C-- - - Andere onderzoeken?__. M Geextrapoleefd uit versnelde verouderingAlgemeenHetis ondoenlijk in dit overzicht enigszins volledig in te gaan op devele typenen mogelijkhe-den van combinaties die erreeds zijn, met elk zijn eigen respons en specifieke eigenschap-pen. Volstaan mogeworden met, naastdetamelijkzelfstandige ontwikkelingen op hetgebiedvan staalvezelversterkt beton (bijv. in de wegenbouw) te noemen:ferrocement, op zich al een verzamelnaam voorvelerlei met fijn gaas gewapendecementpro-dukten;glasvezelversterkt cement, in vele vari?teiten:- Elkalite, E-glas in aluminiumcement;- GRC, alkaliresistent glas in portlandcement- PGRC, E-glas in portlandcement, onder toevoeging van lS% polymeren, (DSM/Forton) [12];- andere matrices, zoals gesulfeerd cement [1];polypropyleen versterkt cement:- voor korte vezeltoevoegingen zijn meerdere typen beschikbaar;Cement XXXIV (1982) nr. 8 481rekin%0.5 1 1.51.5%staalvezels in betonISRCIvezcls georienteerd20 /iD trekztlnetvezels georiimteerd10 .vezels random30M.O.R.M.O.R.EglasrekLO.P.0.5 1Forton5 %Eglas{PGRCI3010rekin%o 1 1.5 2AGcAC5%AR?glas +0.6 %Aramide2050403020 / tl.ap.10 l.O.P.25 3o 1 1.5 2Netcem9 %gefibrileerd PPVezelaandeeJin vol. % --na 28 dagen -?---verouderd.-/....-...-.-././.-20 /,o'eoe10 Polypropyleen open networks"k30400.5 1 1.5ARC 1.8 %AramideHM600.5 1 1.5GRC 4 %Cern Fil20 ,I~ -lD.P.10 l.O.P. AR glasrekM.O.R.30N 40 /1 M.O.A.!.30 /,/? ~/..~20i~15 10 l LO.P.a:ca.lO%b.ca.15%rek %0.5 1Asbest80rekIIVU.3%0.5 1 1.5StaalvIlzeis (Snel80rek0.5 1 1.5Eglas in al.cement(proeven vaR BirkY01iicklVQ\~~'f~ 20.a10 PoIYJl!9p.y~ 10___ -------- EsfPP)--- rek0.5 1 1.5 2 2.53 3~5PPenPE gefibrilleerde Vilzels9%(Netcem)Vezelaandeel in vol %. --?oa 28 dagen ?_?_?-verouderd202dim. vezelori?ntering20 20I10 I / 10 r! v / /// i. /Es rek y Es rek0.51 1.5 0.5 1 1.5G1asV1lzels 4%Cem Fil Glasvezels 5% Eglas(GRe) (PGRC~Fortonl705060801dim.vezelori?nteringVfo l8%,Vf.15%IJ,Vf.12%IIIIvu%NE~4021607200SlotopmerkingenVezelversterkt cement/beton blijkt een materiaal met zeer veel mogelijke composieten enmet zeerveelzijdige toepassingsmogelijkheden. Het gedrag is met de reedsbekende mecha-nica, zoals toegepast bij gewapend beton, goed weer te geven.Het belangrijkste voordeel zit in de na-scheursterkte, waardoor een taai materiaal beschik"baar is. De sterkte-eigenschappen zijn uitstekend, maar beperkingen door het lange duurgedrag dienen onderkend te worden.De beoordelingscriteria zoals nu gehanteerd, zijn met uitzonderingen van zuivere trek nogaldiscutabel en geven geen goed inzicht in het werkelijke gedrag. Voor een meer algemeenconstructief gebruik is de werkelijke spanning-rek relatie noodzakelijk; daarmee kan, indienlange-duurwaarden bekend zijn, in principe elke berekening worden uitgevoerd.Recente toepassingsvoorbeelden geven aan dat reeds nu met vezelversterkt cement/betonzeer veel mogelijk is, niet alleen technisch, maar ook economisch.Vermeld dient nog te worden dat dankzij de openhartigheid van Pilkington er vrijwel geenmateriaal iswaaroverzoveel bekend isalsGRC, dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld asbest. Dete constateren voortgang sinds Apol en Swamy [14,15] is fantastisch.Bij 1-dimensionale ori?ntering gaat de crack-arrest functie wat verloren, maar is het mate-riaalverbruik aanzienlijk gunstiger. Alternatieve wapeningen met bijvoorbeeld aramideve-zels kunnen in detoekomst overwogen worden, ori?nterend onderzoek lijktzeer positief, metname voor dunwandige constructies, waarbij normale wapening onder meer uit corro-sieoverwegingen bezwaren heeft (fig. 19).Literatuur1. Fibre Concrete Materiais, Rapportvan Rilem-commissie 19(1979); MateriauxetConstructionVol. 10 No. 562. Diverse bijdragen 'Vezeldag', Betondispuut e.a. april 19823. Hannant, D.J., Fibre Cement and Fibre Concrete; John Wiley & Sons4. Majumdar, A.J., Laws, V., Fibre Cement Composites: Research at B.R.E.; Composites,January 1979 (vervolg op blz. 493)- Netcem, een door Hannant en Zonsveld ontwikkelde toepassing van ingesneden vliezen(open networks);cellulosevezels, door de asbestindustrie ontwikkeld om met deze vezels een belangrijk deelasbest te kunnen vervangen [9];organische vezels, van Sisal tot Olifantengras [9];aramide vezels en koolstofvezels behoren tot de nog prijzige, maar hoogwaardige recenterevezeltypen, die zeer geschikt blijken voor het cementmilieu en specifiek voor continuetoepassingen (alternatieve wapening) [4];Polystal, een recente ontwikkeling van Bayer/Strabag, waarbij hoogwaardige voorspansta"ven uit in kunststof gebedde glasbundels vervaardigd worden [6].Nog tal van onderwerpen, zoals vermoeiingsgedrag,krimp en kruip, brandwerendheid e.d.,evenals de verschillende produktietechnieken (spuiten, premix, persen etc.) blijven hieronbesproken. Volstaan zij metteverwijzen naardefiguren 17en 18vooreen globaleindicatie.Een aantal aspecten is aan de orde geweest op de vezeldag, 27 april 1982.405162027013513501890~ 1080.5i~ 810_g?btuiks moment 540als dakplaat1 2 3 4 ~ 6 7 8 ~ ro Udoorbuiging in cmWapening 0.2 gew.%.O.3vol.% Aramide HM48005500640018Buigtreksterkte vezelversterkt cement17Treksterkte vezelversterkt cementz 4000.E~19Beprceving van een met continuearamidevezels versterkte golfplaatCement XXXIV (1982) nr. 8 482LEGEND----- POLYMER-IMPREGNATED CONCRETE~ - - -- POLYMER PORTLAND CEMENT CONCRETE--- ~ POLYMER CONCRETE (MMA)- - - - - POLYMERCONCRETE (VINYL ESTER)~/...-----...- ,.---~~.- .-'~.__.-~.-?V _._._--.....-_.--------_._-:-..... ---- 72---..,......6036 48TEST TIME, HAo 12 241.2 '--~-;,.-'-~--'~~-"'~~---r~~---r~~-'-~~-,I I LEGEND I I- - - POLYURETHANE., ~-~ EPOXY RESIN MORTAR (HIGH MODULUS)~ 1.0'-- EPDXYRESINMDRTAR(LDWMDOULUS) -:".:r-~~+-~--1::! ~~- FURAN RESIN MDRTAR ,/'~ - - - - ACRYLIC MORTAR /~ _.-._'- IRON AGGREGATETDPPING ./"~ 0.81-~--i1-~-j~~-j~-/.,.."-+~~--+-~-+--~w /~ /Cl) . / , /9o.el----"~--+~~-1-/-C7"'--~~-+~~-+-,.:7-"~-+-~--J5 /~ r-~ /. ,,"o ./ ~ffi~ ~ _~ / .~~:;:::I:.::=---< i."...?"./'; 0.21 . / '!-~- ~::~- ~=~_I--'--oW-=--~--84726036 48TE.ST TIME, HR2412oo10lillil?::1>-lil 8~Z'"~uia.. 6lillilgZe4liloa:'"IZe 2lil?a:In?1Relatieve weerstand tegen erosie vanverschil/ende soorten polymeerbeton2Relatieve weerstand tegen erosie vanverschil/ende coatingsslechte resultaten opleverden, de overigewaren goed. Een proef met een uitgebreiderscala bekledingsmaterialen, die werdenonderworpen aan de eroderende werkingvan stromend wateren rollende stalen ko-gels, leverde de resultaten op vermeld infiguur 1 en 2.Polyurethaancoatings blijken het beste,zoals ook uit ander onderzoek bekend is;daarna volgt p.c. (polymeerbeton). De resul-taten met p.i.c. (cementbeton ge?mpreg-neerd met een kunstharsmonomeer, datdaarna wordt gepolymeriseerd door warm-te), p.c.c. en beton met staalkorrels in hetoppervlak, zijn minder gunstig.Fowler C.S. deed proeven met p.C. met alsbindmiddel methylmethacrylaat (95%) incombinatie mettetra-ethyleen glycol diacry-laat (5%). Hij gebruikte vochtig toeslagmate-riaal en paste verschillendemiddelen toe omde nadelige invloed van het vochtte elimine-ren: portlandcement, kalk of gips als vocht-bindende middelen; acrylzuuren afgeleidendaarvan, epoxydispersies en silaan als hech-tingverbeterende middelen, waarmee detoeslag eerst werd behandeld. Uitstekenderesultaten werden bereikt met silaan als'coupling agent'. Uit ouder Duits onderzoek(Keiler van het OUo Graf Instituut) is geble-ken dat cement zeer geschikt is als vochtbin-dend middel in epoxyharsspecies.Kuhlman beschrijft systematische ervarin-gen gedurende 20 jaarmet p.e.c. (cementbe~ton + butadieenstyreendispersie) voor be~kledi ng van 184brugdekken. Hij concludeertdat met dergelijke bekledingen een levens-duur kan worden bereikt van 15-20 jaar; be-paald niet gering!Weyers daarentegen noteert minder gunsti-ge ervaringen (onthechting) bij vries-dooicycli op bekledingen van cementbetonmet butadieenstyreen, aangebracht op metmethylmethacrylaat ge?mpregneerd beton.Een mogelijke oorzaak hiervoor was de lagewatercementfactor (0,35) en het daardoorhoge luchtgehalte (12%) terwijl ook het be-trekkelijk lage kunstharsgehalte van 12gew.% ten opzichte van de cementhoeveel-heid een rol gespeeld kan hebben. De resul-taten met low slump dense concrete(luchtgehalte 4%) waren veel beter. Bij nor-male hechtingsproeven bleek het verschiltussen beide bekledingen overigens niet.Weyers besluit dan ook met te wijzen op hetbelang van vriesdooiproeven voor hetbeoordelen van de hechting van dergelijkebekledingen.Christic.s. beschrijft gunstige praktijkerva-ringen met p.c.c. bekledingen, waarbij eenepoxydispersie als toevoeging werd ge-bruikt. Het kunstharsgehalte dient 15 ? 30gew.% te bedragen ten opzichte van de ce-menthoeveelheid; de water-cementfactor islaag, nl. O,27tot0,40. Het beschreven repara-tiemateriaal kan ook bij hoge temperaturen(in de fellezon) worden verwerkt, hetbehoeftgeen nabehandeling en heeft een uitsteken-de hechting. De weerstand tegen aantastingdoor verdunde zuren, alkali?n en chloridenis zeer hoog. Dat zijn de kosten echter ook:hij noteert als verhouding loonkosten/materiaalkosten voor deze techniek 1:13!Vervolg van blz. 482 5. Volkwein, A, Untersuchung ?ber die Verwendung von Carbonfaser als Bewehrung Minerali-sche Baustoffe; Forschungsbericht f-1958 (1981), Bundesministerium f?r Haumordnung,Bauwesen und St?dtebau6. Weiser, M., Preis, L., Glasfaser-Kunststoff-Elementeals Bewehrung in Kommunalen Tiefbau,TIS 1/807.Staalvezelbeton, CUR-VB~rapportno. 898. Gerritse, A en Romijn, AH., Developments in the measurements of stress/strain behaviour;Proceedings of Symposium GRC 1979, Londen9. Fibrous Concrete, Symposium Cl '80 te Londen; The Construction Press10.Nixdorf, J., Gr?nds?tzliches ?ber Faserbewehrung; Leergang 'Faserbewehrter Beton',Esslingen 197511.Allen, H.G.,Glassfibre Reinforced Cement-Strength and Stiffness; CIRIA report no. 55 (1975)12.Jacobs, M.J.N.,Forton PGRC - a many sided construction material; symposium GRC, Parijs'8113.Hannant, D.J.,Polymer Fibre Reinforced Cement and Concrete; Proceedings Symposium'Advancesin cement/matrix composites', Boston 198014.Apol, E.J., Feijen, Th.A., Souwerbren, C., Andere beton- en mortelsoorten; STUVO-rapportnp. 6 (1972)15.Swamy, R.N., Beton met vezelwapening; Technologie, eigenschappen en toepassingen;Cement 1974, no. 216. Properties of GRC: ten years results; BRE report 36/79Cement XXXIV (1982) nr. 8 493