C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVezelbeton28 cement 2007 3Het idee om reeds tijdens debetonmortelproductie wapeningin de vorm van vezels toe tevoegen is ingenieus. De trek-sterkte wordt verbeterd en op debouwplaats hoeft geen wapeningte worden aangebracht; de vlech-ter is dus overbodig en het bouw-proces verloopt sneller. Deze bij-zondere eigenschap vanstaalvezelbeton heeft vooral toe-passing gekregen bij bedrijfsvloe-ren op een vaste ondergrond.Momenteel wordt door CROWonderzoek ge?nitieerd naar de toe-passing van staalvezelbeton in dewegenbouw (zie artikel blz. 53).V a n o p d r a c h t g e v e r t o tr e a l i s a t i eBij de realisatie van staalvezelbe-tonvloeren zijn vele partijenbetrokken. Een goede afstemmingen samenwerking tussen de ver-schillende bouwpartners is vangroot belang om een product televeren dat aan de wensen van deopdrachtgever voldoet. In de prak-tijk blijken er vaak onduidelijkhe-den te zijn in uitgangspunten enverantwoordelijkheden voor leve-ring van staalvezelbetonvloeren.Bij elk bouwproject hoort eenopdrachtgever en dat geldt natuur-lijk ook voor het tot stand komenvan een bedrijfsvloer. Op ditgebied kunnen diverse catego-rie?n worden onderscheiden: vaneen werkplaats met geringe belas-ting tot een hoogmagazijn metzware belastingen en hoge eisenaan de vlakheid van de vloer.Kennis en ervaring van deopdrachtgever zijn bepalend voorde wijze waarop ontwerp en uit-voering van dergelijke bedrijfs-vloeren worden gerealiseerd. Zokan het vloerontwerp afzonderlijkaan een ontwerper/constructeurworden opgedragen met als resul-taat een technische specificatie.Vervolgens kan op basis van diespecificatie een aanbestedingworden gehouden tussen een ofmeer aannemingsbedrijven ofdirect bij gespecialiseerde vloeren-bedrijven.Vervolgens zal de aannemer diehet werk gegund is, de benodigdematerialen en arbeid voor de ver-vaardiging van de vloer zo voorde-lig mogelijk inkopen. Afhankelijkvan de besteksomschrijvingkunnen al dan niet alternatieveoplossingen voor het vloerconceptworden overwogen. In de werk-voorbereidingsfase, in geval vaneen niet gespecialiseerd vloeren-bedrijf, worden de leveranciersvan betonmortel, staalvezels eneventueel kunststofvezels en hetvloerenbedrijf bij elkaar gebracht.De laagste prijs van de afzonder-lijke delen staat niet garant voorde kwaliteit van het gezamenlijkte realiseren product, een vloer instaalvezelbeton.Hebben deze partijen alleenVezelbeton in de gietbouwBeton gewapend uit detruckmixerir. H. Ouwerkerk, VOBNDe verschijning van CUR-Aanbeveling 111 vergroot de toepassing van staalve-zelbeton met een constructieve functie. Daarmee is de vraag wie voor dekwaliteit van het product staalvezelbeton verantwoordelijk is en hoe dat inhet bouwproces zou moeten worden gewaarborgd, wel zeer actueel. In ditartikel wordt aandacht besteed aan de rol van de diverse partners in hetbouwproces bij de totstandkoming van een staalvezelbetonvloer. Ook wordenaanbevelingen gedaan om de samenwerking tussen betrokken partijen endaarmee de kwaliteit van het staalvezelbeton te verbeteren.1 |Programma van eisenvoor een hoogstapelma-gazijn moet worden ver-taald in technische speci-ficatiesC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVezelb etoncement 2007 3 29bepaalde verwachtingen vanelkaar op basis van hetgeen metelkaar besproken is of zijn de televeren prestaties ook op papiergoed vastgelegd? Wordt er gele-verd op samenstelling of op basisvan een productcertificaat en watheeft het geschiktheidsonderzoekopgeleverd? Op deze vragen zalonderstaand nader worden inge-gaan.O p d r a c h t g e v e r sDe opdrachtgever voor eenbedrijfsvloer heeft in het alge-meen weinig kennis omtrent dediversiteit van eisen die aan eenvloer kunnen worden gesteld. Hetis voor hem dan ook moeilijkinvulling te geven aan de specifi-caties zoals de mate van vlakheid,stroefheid en zelfs over de aan tehouden belastingen op de vloerheeft hij soms geen idee. Dat deontwerper/constructeur maatrege-len moet nemen om de scheurvor-ming ten gevolge van de uitdro-gingskrimp te beheersen is hemniet bekend. Dus als de vloerwordt opgeleverd en een zekerscheurenpatroon vertoont, kan ditde nodige problemen opleverenterwijl de functionaliteit van devloer overigens voldoet aan degestelde wensen van de opdracht-gever. Opdrachtgevers zullendaarom de wensen van de gebrui-ker moeten vastleggen in een pro-gramma van eisen. De in te scha-kelen ontwerper en/ofconstructeur zal dat programmavan eisen moeten vertalen in eenvloerenconcept met als mogelijkekeuze een vloer uitgevoerd instaalvezelbeton en dat moet danworden vastgelegd in een techni-sche specificatie voor de vloer(foto 1).O n t w e r p e r s /C o n s t r u c t e u r sDe ontwerper of constructeur zalmoeten beschikken over degebruikseisen die voortkomen uitde bestemming van de bedrijfs-vloer. Wordt met stellingengewerkt, welke belastingen tredenop en hoe hoog wordt gestapeld,welke transportmiddelen wordengebruikt (luchtbanden of massievebanden) en in hoeverre zijnvoegen toegestaan? Maar ook ishet oppervlak van de vloer belang-rijk, bijvoorbeeld de gewenstevlakheid, slijtvastheid, ruwheid enstroefheid. Daarnaast kunneneisen betreffende stofvorming,vloeistofdichtheid of reiniging metwater in verband met aanbrengenvan afschot en afvoerputjes vanbelang zijn.Voor de constructeur is verder debeschikbare ondergrond vanbelang: wat is het draagvermogenvan de ondergrond en zijn zettin-gen te verwachten met als keuzeeen vloer op staal of op palen (foto2, 3)? Voor een vloer op staal isgeen goedkeuring van Bouw- enWoningtoezicht vereist en vormende CUR-Aanbevelingen 35 en 36de grondslag voor de toepassingvan staalvezelbeton, respectievelijkde berekening van de uitvoeringin ongewapend beton, gewapendbeton of staalvezelbeton. Aange-zien op het vakgebied vanbedrijfsvloeren slechts enkeleadviesbureaus zich hebben gespe-cialiseerd, zijn de specificatiesveelal beperkt en wordt de verant-woordelijkheid voor de bereke-ning van de staalvezelbetonvloermeestal bij de leverancier gelegd.Voor zelfdragende vloeren oppalen is de constructeur altijd ver-plicht geweest zijn berekeningaan Bouw- en Woningtoezichtvoor te leggen. De toepassing vanstaalvezelbeton voor deze vloerenis nu mogelijk gemaakt door hetverschijnen van CUR-Aanbeveling111. De constructeur kan de bere-kening zelf uitvoeren of ook hierin de specificatie aangeven dat deleverancier van de vloer de bereke-ning moet maken. De construc-teur heeft echter wel een controle-2 |Op palen gefundeerdevloer; fundering aange-bracht3 |Strokenwapening draagtbelasting af aan paalfun-deringC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVezelbeton30 cement 2007 3rende functie in relatie tot debelastingen en de berekening vande palen en blijft dus verantwoor-delijk voor de totale constructie.De meeste expertise over hetgedrag van verschillende typenvezels en de benodigde doseringvoor de constructieve toepassingvan staalvezelbeton is geconcen-treerd bij enkele staalvezelleveran-ciers en gespecialiseerde vloeren-bedrijven. De ontwikkelingenzullen vooralsnog vanuit dezebedrijven plaatshebben.U i t v o e r e n d b o u w b e d r i j f /a a n n e m e rVoor de grotere projecten waaraanook hoge eisen worden gesteld zalde aannemer van de opdrachtge-ver een technische specificatie vande vloer krijgen waarop hij kaninschrijven. In vele gevallen maghij ook met alternatieve oplossin-gen komen.In een aantal gevallen zal de aan-nemer rechtstreeks door eenopdrachtgever worden gevraagdop basis van een summier pro-gramma van eisen een aanbiedingte maken voor een bedrijfsvloer.In dat geval zal de aannemer ookhet ontwerp en de berekeningsamen met de uitvoering verzor-gen (design & construct).Omdat bedrijfsvloeren veelal inconcurrentie worden aangebodenzal de aannemer op zoek gaannaar een vloerconcept waarvan detotale kosten minimaal zijn. Vooreen vloer van staalvezelbeton zalde inkoper contact zoeken metvloerenbedrijven, betonmortelleve-ranciers en leveranciers van staal-vezels en een prijsopgave vragenop basis van een gedetailleerdetechnische specificatie of eensummiere technische omschrij-ving.In de werkvoorbereidingsfasezullen alle randvoorwaarden voorhet uitvoeren van een monoliet afte werken vloer moeten wordenvastgelegd. Denk hierbij aan dewerkvloer, de aanvoer en trans-portwijze van staalvezelbeton, destortsnelheid, het storten en ver-dichten en het afwerken ophoogte in relatie tot de vereistevlakheid (foto's 4, 5). Vervolgenszal de toplaag worden afgewerktdoor voorschuren, instrooien vaneen slijtlaag en pleisteren van hetoppervlak met een vlinderma-chine. Het aanbrengen van eenstrooilaag is niet altijd noodzake-lijk; zonder strooilaag zullen ervezels zichtbaar zijn. Ten slottemoet worden voorkomen dat hetvloeroppervlak uitdroogt en zalnabehandeling in de vorm vancuring en/of het aanbrengen vanfolie moeten plaatshebben.De afstemming van deze werk-zaamheden moet vooraf met allebetrokken partijen geschiedendoor tijdig een werkvergadering tebeleggen. Dit kan de kwaliteit vande vloer alleen maar ten goedekomen en problemen achterafvoorkomen.L e v e r a n c i e r s v a n v e z e l sEr zijn verschillende leveranciersop de markt en het aanbod vanvezels kent een grote verscheiden-heid voor zowel staalvezels alskunststofvezels. Voor staalvezelszijn daarbij te onderscheiden: destaalkwaliteit, de wijze van ver-vaardiging zoals uit draad koudgetrokken staalvezels of uit plaatgefreesde staalvezels, de verhou-ding lengte/dikte (diameter), devorm en doorsnede (rond, plat,gegolfd) en de eindverankering(haakje, opgestuikt knopje, gepletpeddeltje). Als materiaal bij kunst-4 |Verpompen van beton5 |Oppervlak wacht opafwerkingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVezelb etoncement 2007 3 31stofvezels wordt polypropyleentoegepast vanwege de goedebestendigheid in beton. Polypro-pyleenvezels worden zowel in`split-fibre' (bandjes) als `monofil'(enkeldraads) uitvoering toegepasten in verschillende lengtes/diame-ters in de markt aangeboden.De keuze van de soort en hoeveel-heid vezels die per m3betonmor-tel worden toegepast, zal moetenworden bepaald aan de hand vande gewenste eigenschappen diemen aan het product vezelbetonwil toekennen. Toevoeging vanvezels aan betonmortel vraagtkennis van de betontechnologieen zal altijd in samenhang met deoverige grondstoffen in het meng-selontwerp moeten wordenbeschouwd.Voor zowel staalvezels als kunst-stofvezels worden KOMO-attestenmet productcertificaten afgegevenvoor toepassing in betonmortel opbasis van BRL 5061 en BRL 5073.De prestaties van de staalvezels instaalvezelbeton worden bepaalddoor de volgende factoren:? treksterkte draad in relatie totverankering;? verankering;? vezelslankheid uitgedrukt inverhouding lengte/diameterstaalvezel;? dosering vezels in kg/m3.Hoe hoger de vezelslankheid deste groter het vezelgehalte uitge-drukt in aantal vezels per kilo. Dekwaliteit van staalvezelbetonwordt niet alleen bepaald doorhet aantal kilo's staalvezel per m3beton, maar ook door de vezel-slankheid. Enkele leveranciersvan staalvezels leveren adviesover de toepassing en dimensio-nering van een bedrijfsvloer. Zijmaken de constructieve bereke-ningen van de vloeren conformde CUR-Aanbevelingen 35 en 111op basis van de aan te houdenrekenwaarden behorende bij eengekozen vezeltype en de aan tehouden dosering. De construc-teur is verantwoordelijk voor deopgegeven belastingen en de spe-cificaties van de fundering opstaal of op palen.B e t o n m o r t e l l e v e r a n c i e r sBij de levering van staalvezelbe-ton kan de rol van de betonmor-telleverancier verschillend zijn.Slechts enkele betoncentrales zijngecertificeerd voor de leveringvan staalvezelbeton conform BRL5060. In de meeste gevallen levertde betonmortelcentrale op basisvan samenstelling en worden devezels in de truckmixer op debetoncentrale met een transport-band of inblaasunit ingebracht(foto 6). Bij dosering in de truck-mixer zullen de mengvoorschrif-ten van de leverancier moetenworden gevolgd. In het algemeenzijn truckmixers met een capaci-teit groter dan 9 m3niet geschiktvoor menging van staalvezels.Om te voldoen aan de eisen dieworden gesteld aan staalvezelbe-ton tijdens verwerking en na ver-harding wordt aanbevolen eengeschiktheidsonderzoek te ver-richten. Met name de bepalingvan de buigtreksterkte aan dehand van de drie- of vierpunts-buigproef moet aantonen dat dein de vloerberekening aangehou-den rekenwaarden wordengehaald.Onderstaand wordt nader inge-gaan op de invloed van de vezelsop beton in de verschillendefasen van productie van beton-mortel tot de gerede staalvezelbe-tonvloer.Plastische faseDoor toevoeging van vezels aan debetonmortel zal in de plastischefase het gedrag op verschillendewijzen worden verstoord en zal deverwerkbaarheid door toevoegingvan vezels teruglopen. Door her-ziening van het mengselontwerpbetreffende de gradering van hettoeslagmateriaal, de hoeveelheidfijn en de keuze van plastifice-rende hulpstoffen kan degewenste consistentie wordenbehaald. Bij een goede mengingzal dan geen balvorming optre-den. We hebben dan een vezelbe-ton met staalvezels en/of kunst-stofvezels dat conform degewenste consistentieklasse kanworden geleverd en geschikt isvoor verpompen en verwerken(foto 7). Het zijn veelal zeer sta-biele mengsels die nagenoeg geennazakken vertonen. Met namepolypropyleenvezels leveren eenbijdrage aan het verminderen enzelfs voorkomen van plastischekrimpscheuren.6 |Vezels worden via trans-portband in truckmixergevoerd7 |Detailopname staalvezel-betonmortelC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gVezelbeton32 cement 2007 3Verhardend staalvezelbetonTijdens de verhardingsfase zal alsgevolg van de ontwikkelde hydra-tatiewarmte een geringe uitzettingvan het beton plaatshebben. In deafkoelingsperiode zal tempera-tuurkrimp optreden en daarbijontstaan microscheuren in hetnog jonge beton. De staalvezelszullen bijdragen aan beheersingvan deze scheurvorming.Verhard staalvezelbetonStaalvezelbeton biedt in degebruiksfase een zekere extra trek-capaciteit waardoor het taaier isdan ongewapend beton dat bijtrek een bros materiaalgedrag ver-toont. De eigenschappen vanstaalvezelbeton worden gekarakte-riseerd door het nascheurgedragen de grote weerstand tegen dyna-mische belastingen.Deze eigenschappen van staalve-zelbeton worden uitgedrukt in debuigtreksterkte en de buigtaai-heid. De bepaling van deze groot-heden geschiedt voor staalvezel-betonvloeren op elastischebedding volgens de vierpunts-buigproef conform CUR-Aanbe-veling 35 en voor de staalvezel-betonvloer op palen volgens dedriepuntsbuigproef (RILEM)conform CUR-Aanbeveling 111.Daarnaast zal aan de gewenstesterkteklasse en milieuklassemoeten worden voldaan.V l o e r e n b e d r i j v e nEr zijn vele vloerenbedrijven dieals onderaannemer zijn gespecia-liseerd in het storten en afwerkenvan betonvloeren. Voor de realisa-tie van zeer vlakke en supervlakkevloeren moet men beschikkenover speciale apparatuur en uit-voeringstechnieken (foto 8). Vloe-renbedrijven die beschikken overdeze expertise leveren veelal ookin samenwerking met de leveran-cier van staalvezels en een beton-mortelbedrijf de complete staalve-zelbetonvloer. Het vloerenbedrijfkoopt de staalvezels en dezeworden geleverd aan de betoncen-trale die voor de menging zorgdraagt. In andere gevallen wordende vezels door de vloerenbedrijvenafgeleverd op de bouwplaats endoor hen zelf gedoseerd in detruckmixer. Het betonmortel pro-ducerende bedrijf heeft in ditgeval geen invloed meer op dehoeveelheid gedoseerde vezels ende homogene menging in detruckmixer. In dit laatste geval kande betonmortelproducent geenenkele verantwoordelijkheidnemen voor de kwaliteit van hetproduct staalvezelbeton zoals datuit de mixer wordt gelost. Kennisen ervaring zijn van essentieelbelang voor het realiseren van eenkwalitatief hoogwaardige staalve-zelbetonvloer. Momenteel zijn erori?nterende gesprekken om demogelijkheden van procescertifi-catie te onderzoeken. Dit kan dekwaliteit van betonvloeren en dusook de toepassing van staalvezel-beton ten goede komen.T e n s l o t t eBij de realisatie van een construc-tie in staalvezelbeton zijn vele par-tijen betrokken. Het mengen vangrondstoffen op basis van eenrecept biedt geen enkele garantievoor het eindresultaat. Grondstof-fen die aan een bepaald certificaatvoldoen, kunnen onderling tochverschillend gedrag vertonen ineen betonmengsel. De betontech-nologen van de betoncentralehebben kennis van grondstoffenen weten hoe verschillende grond-stoffen elkaar be?nvloeden. Zekerbij het toevoegen van vezels aande betonspecie is het van belanggeschiktheidsonderzoek te ver-richten alvorens een definitievebetonsamenstelling te kiezen. Hetverdient aanbeveling de wensen,eisen en randvoorwaarden tijdigin een werkvergadering gezamen-lijk te bespreken met opdrachtge-ver, bouwbedrijf, staalvezelleve-rancier, vloerenbedrijf enbetonmortelleverancier. Als allepartijen daarbij de gelegenheidkrijgen hun expertise in tebrengen zal dat de kwaliteit vanhet eindproduct staalvezelbetonten goede komen. Staalvezelbetonmoet geen sluitpost op de begro-ting zijn, maar een weloverwogenkeuze vastgelegd in een techni-sche specificatie en zo mogelijkgeleverd met een certificaat.De kwaliteitseisen zullen in elkgeval voor de constructieve toepas-sing van staalvezelbeton duidelij-ker moeten worden geformuleerd.Geen opgave van de samenstellinguitgedrukt in hoeveelheden vangrondstoffen, maar een opgavevan te leveren prestaties van staal-vezelbeton. n8 |Supervlakke vloer vereistspeciale uitvoeringstech-niek