Versterken in plaats van slopen Overzicht mogelijkheden versterken betonconstructies 1 Versterking onderzijde viaduct met lijmwapening in de vorm van koolstoflamellen. Foto: Vogel B.V. 1 86?CEMENT?3 2025 Versterking van betonconstructies kan nodig zijn bij functiewijziging, toegenomen belastingen, schade, aantasting of bouwfouten. Ook bij hergebruik van bestaande gebouwen of onderdelen kan versterking vereist zijn om te voldoen aan huidige normen. Een versterkingstraject start met een zorgvuldige analyse van de bestaande con­ structie. Hiervoor zijn zowel archiefonder­ zoek als (non-)destructief onderzoek nodig. Gegevens over betonkwaliteit, wapening, dek­ king, dikte en het statisch systeem vormen de basis voor een betrouwbare beoordeling. Technieken zoals wapeningsdetectie, kernbo­ ringen en chloridemetingen geven ­ inzicht in de werkelijke situatie. Met deze ­ informatie kunnen constructeurs via reken­ software bepalen of en waar versterking ­ nodig is. Overzicht van technieken Er zijn diverse versterkingsoplossingen beschikbaar, elk met specifieke voor- en na ­ delen. De keuze hangt af van de constructieve tekortkoming, de gebruiksfunctie, uitvoe­ ringsmogelijkheden en kosten. Hieronder een niet- uitputtend overzicht. Lijmwapening?Constructies kunnen worden versterkt door het toepassen van lijmwape ­ ning (EBR, Externally bonded reinforcement). Dit gebeurt vooral op plaatsen waar de mo ­ mentcapaciteit moet worden verhoogd. Lijmwapening wordt tegenwoordig vooral toegepast in de vorm van koolstoflamellen ofwel CFRP (carbon-fiber reinforced polymer), die op het betonoppervlak worden aange ­ bracht (foto 1). De lamellen zijn lichtgewicht, sterk, dun en inert. De capaciteit van de koolstoflijmwapening wordt hoofdzakelijk bepaald door de weerstand tegen onthech ­ ting van het aanhechtvlak lijm-beton. Breuk van de lamel (>3-4000 N/mm²) is veelal niet maatgevend. Nadeel is de beperkte werking bij hoge temperaturen; vanaf circa 60 °C verliest de lijm zijn sterkte. Brandwerende bekleding is dan vereist. In uitzonderlijke gevallen kan worden uitgeweken naar verlijmde en mechanisch verankerde stalen strips. Near Surface Mounted reinforcement (NSM)? Koolstofwapening kan ook in sleuven in het beton worden verlijmd (foto 2). Door het grotere specifieke hechtoppervlakte zijn deze geschikt voor hogere versterkings­ graden dan uitwendig verlijmde lamellen. Doordat de wapening, in tegenstelling tot uitwendig gelijmde lamellen, wordt toege­ past in de betondekking, is het beschermd tegen mechanische belasting van buitenaf. Koolstofdoek of -grid?Flexibel weefsel of netten van koolstof kunnen op het beton worden verlijmd of in spuitbeton opgeno­ men (foto 3). Hiermee kunnen kolommen worden 'ingepakt' (confinement) of balken op dwarskracht versterkt. Dit artikel is tot stand gekomen dankzij input van Antony van Middelkoop van ABT Wanneer een constructie niet meer voldoet aan de eisen, wordt vaak gedacht aan sloop. Maar in veel gevallen is, door het nemen van versterkingsmaatregelen, hergebruik toch mogelijk. Wat zijn de belangrijkste methoden en aandachtspunten? CEMENT 3 2025 ?87 Overlaging?Door een extra laag beton toe te voegen, eventueel in ultra-hogesterktebeton, kan de capaciteit van een constructie wor­ den verhoogd. Deze methode is effectief bij moment- en dwarskrachtversterking, maar heeft als nadeel dat de winst in capaciteit deels teniet wordt gedaan door de toevoeging van extra gewicht. Daarnaast is er verlies van vrije hoogte en een hoge uitvoerings­ complexiteit. Geheugenstaal?Een innovatieve techniek is het toepassen van geheugenstaal (SMA, Shape Memory Alloys, foto 4). Na het plaatsen van de voorgerekte staven (in de dekking) of strips (uitwendig) wordt het geheugeneffect door verwarming geactiveerd. De wapening wil dan terugkeren naar de oorspronkelijke vorm, maar wordt daarbij verhinderd. Deze verhindering resulteert in een voorspanning. In Nederland is deze techniek nog maar een beperkt aantal keren toegepast. Onderslagbalken?Een mogelijk andere versterkingsoplossing is het gebruik van stalen onderslagbalken. Dit is vooral ge­ schikt wanneer andere methoden niet toe­ reikend zijn. Hoewel dit vaak een robuuste oplossing is, is er veel materiaal en zware arbeid nodig om de constructies te plaatsen. Daarnaast nemen ze relatief veel ruimte in en moeten zo meestal bouwkundig worden afgewerkt. Duurzaam alternatief Versterking van betonconstructies biedt een duurzaam alternatief voor sloop. Met moderne producten en technieken zoals CFRP, EBR, NSM en SMA kan de levensduur van bestaande bouwwerken worden ver­ lengd of kunnen ze worden aangepast aan nieuwe functies. Door nauwkeurige analyse, de juiste materiaalkeuze en zorgvuldige uit­ voering zijn veel constructies nog jarenlang veilig en functioneel te gebruiken.? 2 NSM-wapening toegepast op de zwaar bereden zuidpier van Bonaire. Bron: Sealteq Noord/ABT 3 Applicatie koolstofgrid in spuitbeton. Foto: Vogel B.V. 4 SMA-wapening ten behoeve van een trapgat. Foto: BeVePro MEER LEZEN IN CEMENT In dit artikel worden de verschillende versterkingsoplossingen kort toegelicht. Meer achtergrondinformatie staat in diverse artikelen die eerder in Cement zijn verschenen. Die artikelen zijn ver­zameld in het dossier 'Versterken betonconstructies' 2 3 4 88?CEMENT?3 2025