Contr?le van de plaats vanwapeningsstaven in betondoor ir H. C. den Daas, Bouwmaterialeninstituut T.N.O.InleidingDe mogelijkheid om van een materiaal of construc-tie de karakteristieke grootheden (sterkte, homo-geniteit, enz.) te bepalen, zonder dit materiaal ofdeze constructie te beschadigen, is van niet teonderschatten betekenis, en verklaart geheel debelangstelling, die er voor deze onderzoekings-methode bestaat.De meeste niet-destructieve meetmethoden ver-eisen een ingewikkelde apparatuur en geschooldbedieningspersoneel. In sommige gevallen kanmen echter ook met behulp van een eenvoudigapparaat iets te weten komen over de samen-stelling van een materiaal of constructie. De zgn.betonwapening-detector is hiervan een goed voor-beeld. Het doel van dit apparaat is, de plaats en dediepte van een wapening in een betonconstructiete bepalen.In het artikel van O. Holtman, Cement 5 (1953)nr 5-6, pag. 80, werd een dergelijk apparaat, ont-wikkeld door de A.K.U., besproken. Onafhanke-lijk werd ook door het Bouwmaterialen-InstituutT.N.O. en door het Institut du G?nie Civil teLuik een wapening-detector ontwikkeld.Het doel van dit artikel is, nader in te gaan op hetmeetprincipe. en de mogelijkheden van dezeapparaten.Het meetprincipeHet meetprincipe berust op een specialeeigenschap van het ijzer, dat het een ferro-magnetisch materiaal is. Brengt men eenijzeren voorwerp in een magnetisch veld,dan treedt er in dat voorwerp een sterkeconcentratie van dat magnetische veld op.Zijn wij in staat deze veldconcentratie temeten, dan hebben wij hier een methodeom de aanwezigheid van ijzer aan te tonen.Er zijn in principe twee mogelijkheden:1. door gebruik te maken van een constantmagnetisch veld of2. van een magnetisch wisselveld.Tot nu toe is uitsluitend de laatste methodegebruikt.Het magnetische wisselveld wordt opge-wekt door een spoel, bestaande uit eengroot aantal windingen van koperdraad, omeen ijzeren staaf te leggen en vervolgensdoor deze spoel een wisselstroom met eenfrequentie van 50 perioden per seconde(frequentie van het lichtnet) te sturen. In deijzeren staaf ontstaat dan een wisselveld,dat zich ook buiten de staaf uitstrekt (tek.I). Brengt men ijzer in dit magnetische veld,dan zal de concentratie van het veld in hetijzer groter zijn dan in de omringende lucht.Hierdoor zal echter ook de veldsterkte inde omringende lucht groter zijn dan zijoorspronkelijk was (tek. 2). De veldsterkteis te meten d.m.v. het inductieprincipe.Brengt men nl. een spoel in een magnetischwisselveld, dan wordt in deze spoel eenelectrische wisselspanning ge?nduceerd,welke evenredig is met de veldsterkte. Daarde verandering in de veldsterkte, t.g.v. deaanwezigheid van ijzer, klein is t.o.v. detotale veldsterkte, is het noodzakelijk omde electrische spanning, welke in de meet-spoel wordt opgewekt door het oorspron-kelijke veld, te compenseren, zodat alleende verandering in de veldsterkte wordt ge-meten.Een meetmethode, welke aan de bovenge-noemde eisen voldoet, geeft tek. 3. Op eenijzeren staaf bevinden zich driespoelen, S1,S2 en S3. Spoel S1 is de verwekker van hetmagnetische wisselveld; zij wordt gevoedmet wisselstroom, welke via een transfor-tek. 1. veld van een staafmagneet bij af-wezigheid van ijzertek. 2. veld van een staafmagneet bij aan-wezigheid van een ijzeren staaftek. 3tek. 4mator uit het lichtnet wordt betrokken. Inde spoelen S2 en S3 wordt t.g.v. het wissel-veld een electrische spanning opgewekt.Door de wikkelrichting van beide spoelentegengesteld te nemen, zal, bij het in serieschakelen, de som van de in de spoelen op-gewekte electrische spanningen nul zijn,mits de symmetrie van het magnetische veldniet door de aanwezigheid van een ijzerenvoorwerp (bijv. een wapeningsstaaf) wordtverstoord. Brengen wij een ijzeren staaf(x in tek. 3) in de buurt van het uiteinde (P)van de kern, waarop de spoelen zijn ge-monteerd, dan zal het magnetische veld zichdaar ter plaatse enigszins samentrekken,waardoor de symmetrie wordt verstoord;de in spoel S3 opgewekte electrische span-ning zal groter zijn dan in spoel S2. De somvan beide spanningen is niet langer nul. Hoedichter de staaf (x) het uiteinde (P) nadert,des te groter wordt de verschilspanningtussen de spoelen S2 en S3. Hierdoor is demogelijkheid geboden, de afstand van eenijzeren staaf tot het uiteinde van de ,,meet-kop" te meten. De verschilspanning tussende spoelen S2 en S3 kan worden gemetenmet een gevoelige wisselspanningsmeter.Voor het meten van grotere afstanden(boven 4 cm) moet de verschilspanningeerst nog worden versterkt. Op het hier-boven beschreven meetprincipe berust hetdoor het Bouwmaterialeninstituut T.N.O.ontwikkelde apparaat.Het door de A.K.U. ontwikkelde apparaatis in principe hieraan gelijk, met dit verschil,dat de spoelen S2 en S3 tezamen het wissel-veld geven, terwijl de spoel S1 meetspoel is.De twee wisselvelden van de spoelen S2 enS3 heffen elkaar op, indien de symmetrieniet verstoord is; in de spoel S1 wordt dangeen electrische spanning opgewekt. In desymmetrie verstoord door de aanwezigheidvan ijzer, dan zal het resulterende wissel-veld een electrische spanning in spoel S1veroorzaken.Het in Belgi? ontwikkelde apparaat berustop hetzelfde principe, de uitvoeringsvormis echter geheel anders. Op een H-vormigeijzeren kern (tek. 4) bevinden zich weer driespoelen. Spoel S1 wordt gevoed door eenwisselstroom; de spoelen S2 en S3 gevenweer een tegengesteld gerichte electrischespanning, zodat de verschilspanning nul isbij afwezigheid van ijzer in het omringendeveld. Bij de meting van de ligging van wape-ningsstaaf wordt verder gebruik gemaaktvan een compensatiemethode. Is ? de onbe-kende wapeningsstaaf (tek. 4), welke zichop de te meten afstand d van de meetkopbevindt, dan wordt aan de bovenzijde vande meetkop een tweede staaf (C) aange-bracht, zodat de verschilspanning tussen despoelen S2 en S3 weer nul is. De afstand vandeze staaf tot het boveneinde van de meet-kop is dan gelijk aan de te meten afstand d,mits beide staven dezelfde diameter hebben.Vanzelfsprekend is het niet noodzakelijk,deze compensatiemethode toe te passen;men kan nl. ook weer direct de verschil-spanning meten.Gebruikt men niet de compensatiemethode,Cement 6 (1954) Nr 15-16 227graf. 1. ijkcurvencurve staafdiameterin mmmeetbereiknr cap. in cm12345678914--16--22102214--161014--16--221014--16--2210432116--1012--79--46--1?graf. 2. invloed van staaf lengtecurve afstand in cmI23456staafdiameter 12 mm; meetbereik 9--4 cmgraf. 3. invloed van aangrenzende stavenstaafdiameter 10 mm, afstand 4, S en 6 cm(curve 1, 2 en 3), meetbereik 2maar neemt men direct de verschilspanningals maat voor de te meten afstand, dan is hetbij de hierboven besproken apparaten nood-zakelijk, de uitslag van het meetinstrumentte ijken. Men verkrijgt dan een ijkcurve,waarbij de meteruitslag als functie van destaafafstand is uitgezet. Een belangrijke te-kortkoming van bovenbeschreven meet-methode is, dat de optredende verschil-spanning, behalve door de afstand van de temeten staaf, ook nog wordt be?nvloed doorde staafdikte, zodat voor iedere staafdikteeen afzonderlijke ijkcurve geldt; op een-zelfde afstand geeft een dikke staaf eengrotere uitslag van het meetinstrument daneen dunne staaf. In de meeste gevallen isechter de staafdikte een bekend gegeven.Voor het storten van het beton dient im-mers steeds te worden gecontroleerd, ofhet wapeningsnet met de tekening overeen-stemt.MeetresultatenMet het door het BouwmaterialeninstituutT.N.O. ontwikkelde apparaat zijn een aantalmetingen verricht, teneinde een inzicht teverkrijgen in de mogelijkheden van dezemeetmethode. Bepaald zijn:1) de ijkcurven voor verschillende staaf-dikten (graf. 1).2) de invloed van de lengte van de te metenstaaf (graf. 2),3) de invloed van aangrenzende staven(graf. 3 en 3').Het gebruikte apparaat heeft vier meetbe-reiken, nl. voor betondekkingen van 16-10cm, 12-7 cm, 9-4 cm en 6-1,5 cm. Deze ge-voeligheid is bereikt, door de te meten ver-schilspanning eerst te versterken en dan toete voeren aan een meetinstrument. Demeetresultaten zijn in de grafieken 1,2, 3 en31uitgezet.TABEL1dieptewapeningin cmmeteraflezingin schaaldelenge-middeld17161514131211105,56,08,511,015,020,028,038,05,06,58,012,016,020,027,037,05,06,58,510,515,021,528,538,05,56,08,511,515,021,028,037,55,06,08,010,515,021,028,038,55,26,28,311,115,220,727,937,8meetbereik 4 (16-10 cm); staafdiameter 16 mmHierbij is de dekking in cm uitgezet alsfunctie van de meteruitslag in schaaldelen.Tabel 1 geeft de meetresultaten voor eenstaaf van 16 mm diameter bij het gevoeligstemeetbereik voor vijf achtereenvolgendemetingen. Hieruit volgt een reproduceer-baarheid met een gemiddelde spreiding van3%. Voor de kleinere meetbereiken is dereproduceerbaarheid beter. De ligging vaneen staaf van 16 mm diameter, die zich opeen diepte van 13 cm bevindt, kan met eennauwkeurigheid van ongeveer 3 mm wordengemeten, zoals uit graf. I blijkt. De plaatsvan dezelfde staaf kan op een diepte van5 cm met een nauwkeurigheid van 1 mmworden bepaald. Deze nauwkeurigheidgeldt echter alleen, als er geen andere sta-ven in de directe nabijheid liggen.Bij het grootste meetbereik hebben fluctu-aties in de netspanning een storende invloed.Dit uit zich o.a. in het verlopen van het nul-punt. Bij elke meting in dit meetbereik moetde nulinstelling dus worden gecorrigeerd.Een oplossing voor deze moeilijkheid is invoorbereiding.graf. 3'. invloed van aangrenzende stavenstaafdiameter 16 mmafstand 4, 5 en 6 cm (curve 1, 2 en 3)meetbereik 2Om de invloed van aangrenzende staven nate gaan, zijn de grafieken 3 en 31opgenomen.Uit tek. 5 blijkt de hierbij gebruikte metho-de. Een proefstaaf (x) wordt in een horizon-tek. 5taal vlak (op een afstanda van de meetkop),loodrecht op de as van de meetkop, ver-plaatst en de uitslag van de meter bepaaldals functie van de afstand p. Uit de grafiekenblijkt, dat de invloed van een staaf, welkezich op een afstand van 10 cm van de hart-lijn van de meetkop bevindt, nog slechts eenuitslag van 1 schaaldeel op de meter geeft.Meten wij bijv. een netwerk met mazen van20 cm en staven van 16 mm diameter, danwijst de meter ongeveer 4% te hoog aan.Aan de hand van bovengenoemde grafiekenkan dus een correctie worden aangebrachtvoor de invloed van aangrenzende staven.Vanzelfsprekend moet men nooit op eenkruispunt van twee staven meten!Alvorens tot dieptemetingen over te gaan,moet eerst de juiste ligging van het wape-ningsnet worden bepaald. Dit kan geschie-den, door het oppervlak van de betoncon-structie met de meetkop af te tasten en metkrijt het verloop van de staven aan te geven.Bevindt de meetkop zich nl. boven eenstaaf, dan geeft het meetinstrument eenmaximum uitslag. Voor nauwkeurige me-tingen aan een zeer dicht netwerk vanstaven is het aan te bevelen, het apparaateerst op een dergelijk netwerk te ijken,bijv. voor dat het beton wordt gestort.Een tweede bron van meetfouten ontstaat,indien men te dicht bij het uiteinde van eenstaaf meet. In graf. 2 is de invloed van de228 Cement 6 (1954) Nr 15-16staaflengte als functie van de meteruitslaguitgezet. Uit deze grafiek blijkt, dat de me-teruitslag onafhankelijk is van de staaf lengte,mits deze lengte groter is dan 35 cm. Menmoet bij metingen dus steeds zorgdragen,dat de meetkop ten minste 17 cm van hetuiteinde van de staaf is verwijderd.Invloed van de staafdiameterZoals uit graf. I blijkt, hebben staven meteen verschillende diameter een van elkaarverschillende ijkcurve. Voor staven met eendiameter, welke beneden 14 mm ligt, is dezeafwijking niet te verwaarlozen; voor stavenmet een diameter, tussen 14 en 22 mm vallende ijkcurven nagenoeg samen (uitgezonderdvoor zeer nauwkeurige metingen). Voorstaafdiameters boven 22 mm is de afwijkingweer iets groter.De invloed van de staafdiameter hangt samenmet het principe van de meetmethode en isdus niet op te heffen. Een staaf met een dia-meter van 10 mm geeft op een afstand van8 cm een meteruitslag van 11 schaaldelen(meetbereik 3); een staaf met een diametervan 14 mm geeft op een afstand van 9 cmdezelfde uitslag. Beweegt men de staven ineen vlak loodrecht op de as van de meetkop,en bepaalt men de meteruitslag als functievan de afstand tot deze as (p in tek. 5), danzal voor beide staven een curve wordenverkregen, die slechts zeer weinig verschilt.Op deze wijze is het dus ook niet mogelijkte bepalen, met welke diameter men temaken heeft. De enige mogelijkheid voorhet scheiden van de invloed van diameteren afstand is de navolgende.tek. 6Stel dat men een staaf x (tek. 6) heeft meteen onbekende diameter, op een diepte vanij cm onder het betonoppervlak gelegen. Menzoekt nu eerst de juiste ligging van deze staafop en tekent deze met krijt op het beton-oppervlak af (B). Men bevestigt nu de meet-kop in een beugel (hout of messing, g??nijzer!), zodat hij in een verticaal vlak kandraaien (tek. 6) en plaatst hem op enige af-stand van de op het betonoppervlak aange-geven plaats van de wapeningsstaaf, waarbijde as van de meetkop deze staaf loodrechtgraf. 4. invloed van dwarsstavenstaafdiameter 10 mm, afstand 4 cmmoet kruisen. Vervolgens draait men demeetkop tot dat de meter een maximumuitslag geeft. Uit de hoek, welke de as vande meetkop dan met het betonoppervlakmaakt, en de afstand A-B (tek. 6) is dan dediepte van de wapeningsstaaf te berekenen.Uit de directe meting in punt B en de ge-vonden diepteligging is dan bij benaderingde staafdiameter af te leiden.Bij deze methode is men dus onafhankelijkvan de ijking van het apparaat, daar menalleen instelt op maximum uitslag.Vergelijking van de apparatenZoals reeds werd opgemerkt, is het door deA.K.U. ontwikkelde apparaat in principegelijk aan het hierboven beschreven appa-raat. Door het ontbreken van de versterkingis de gevoeligheid echter klein, waardoorhet meetbereik beperkt blijft tot ongeveer5 cm. De bovenbeschreven meetmethode,waarbij de invloed van de staafdiameterwordt ge?limineerd, zal dan ook met ditapparaat meestal niet kunnen worden toe-gepast. Een voordeel is, dat de afmetingendoor het ontbreken van de versterker klei-ner kunnen zijn.De afwijkende uitvoeringsvorm van het inBelgi? ontwikkelde apparaat is aanleidinggeweest tot een aantal metingen met eenvolgens dit principe gebouwd apparaat. Hetbleek dat de gevoeligheid ongeveer gelijkwas aan de gevoeligheid van het A.K.U.-type. Ook de invloed van aangrenzendestaven op de meting is gelijk aan die bijde andere apparaten, zoals uit graf. 3'blijkttek. 7Voor staven, welke dwars op de richtingvan de te meten staaf liggen, is de situatieechter anders, tengevolge van het niet sym-metrisch zijn van de meetkop. Om deze in-vloed na te gaan, is een meting gedaan op dewijze, zoals in tek. 7 is afgebeeld. Een staafx, welke zich dwars op de meetkop kan be-wegen, in een vlak loodrecht op de as van demeetkop, geeft een meteruitslag, als functievan de afstand p tot de as van de meetkop,zoals in graf. 4 is afgebeeld. Bij metingenaan een niet al te wijdmazig wapeningsnetgeeft dit dus complicaties, die bij een sym-metrische uitvoeringsvorm niet optreden.ConclusiesDe vele in de practijk voorkomende vraag-stukken, zoals:1) is er voldoende betonbedekking bovende wapening aanwezig om corrosie tevoorkomen ?2) is na het storten de wapening niet te veelverzakt ?3) is het op de tekening aangegeven aantalwapeningsstaven aanwezig ? enz.,kunnen met behulp van de hierboven be-schreven wapeningsdetector worden opge-lost. De meetnauwkeurigheid is voor bijnaalle gevallen voldoende groot en de metingis op zeer eenvoudige wijze uit te voeren.Tenslotte is ook de mogelijkheid aanwezigom de apparatuur geschikt te maken voorbatterijvoeding, zodat men niet afhankelijkis van een lichtnet-aansluiting.Baanbreker van demoderne betonarchitectuurEen maand geleden overleed de 80-jarige, ook inons land bekende Franse architect AugustePerret, wiens broer, constructeur GustavePerret, vorige zomer is heengegaan. Was AugustePerret naast bouwmeester ook een opvallend goedconstructeur, Gustave Perret was een geborenuitvoerder en een bekwaam zakenman, die delaatste jaren minder op de voorgrond trad.Samen gaven zij hun beste krachten aan de indus-tri?le betonbouw; zij wisten daarbij geheel nieu-we wegen op te sporen en door felle strijd ook teverwezenlijken.Vooral Auguste Perret was als architect heiligovertuigd van de grote mogelijkheden van onbe-kleed beton, hetgeen hem als ??n van zijn groteverdiensten wordt toegewezen. Door zijn werkenwerden dan ook steeds meer architecten ervanovertuigd, dat beton-zonder-meer een vooraan-staand, modern bouwmateriaal is. De Perretshebben dan ook hun levensdoel weten te bereiken,door aan het gewone beton een eigen, stijlvol ka-rakter te verlenen.Reeds in 1903 maakte architect Perret zich vrijvan de geijkte plattegronden, doordat hij ge?nspi-reerd werd betonnen kolommen toe te passen inplaats van de klassieke, dragende muren. Hij washet, die kwam tot de scheiding van de tweefu nc t ie s : het dragen en het omsluiten, zoals hetpand rue Franklin te Parijs uit genoemd jaar toont.Perret is hiermee de grondlegger van ??n van debijzondere kenmerken van het bouwen in het zichnog steeds verder ontwikkelende beton; hij wasde leermeester van Le Corbusier en anderen,die op zijn gedachten voortbouwden.In 1905 ontstond een ander bekend bouwwerk vanPerret, een garage in de rue de Pothieu, welkedoor een bijzonder strakke Vormgeving en een op-vallend groot raam wordt gekenmerkt. Perretbeschouwde dit bouwwerk zelf dan ook terechtals de eerste poging om de gewapend-betonbouweeneigen aesthetische taak te verlenen.In 1911 verrees op de Champs-Elys?es een theater,waarbij door Perret vormen in gewapend betonals elementen van architectuur werden bereikt.In 1922 bouwde Perret zijn N?tre-Dame van LeRaincy jzie Cement 1 (1949) Nr 9-10, blz. 156 en 2(1950) Nr 13-14, blz. 264-265, die een storm deedopgaan, omdat hij niet alleen in zijn vormgevingvan de kerk principieel afweek van wat eeuwenlang niet was gewijzigd, maar hij gaf aan gewapendbeton de voorkeur boven baksteen. Nog steedsmaakt vooral de koorzijde een diepe indruk opons; helaas stond de betonbouw toentertijde nogniet zo hoog als thans het geval is; de Fransen ver-waarloosden dit machtige bouwwerk zelfs.Perrets Franse geest maakte de aesthetiek van hetbouwen in beton opnieuw actueel door zijn ratio-neel denken in klassieke zuiverheid, waardoor deuitvoering een hoge verfijning onderging. De metraffinement herbouwde flats in Le Havre zijn waar-achtige getuigen van zijn kunnen.Met ,,C'est le b?-ton, qui fait la musique", plachtPerret zijn visie geestig weer te geven.In Nederland vond zijn invloed weerklank bij ar-chitect ir H. G. j. Sc he l li n g in de nieuwe stations-gebouwen te Enschede, Hengelo (O), Zutphen enLeiden, waarover zowel in Cement 3 (1951) Nr1-2, blz. 12-17 en t/o blz. 1 als in 5 (1953) Nr 1-2,blz. 1-8 publicaties verschenen.Auguste en Gustave worden met eerbied enrespect herdacht door hun uitzonderlijke combi-natie en grote prestaties. G. J. HamerCement 6 (1954) Nr 15-16 229AUGUSTE PERRET