Als alternatief voor traditionele stalen beugels kunnen beugels van basaltvezelcomposiet worden toegepast. Op de TU Delft is onderzoek gedaan naar het gedrag van betonnen balken op dwarskracht bij toepassing van deze basalt-beugelwapening. Daartoe zijn driepuntsbuigproeven uitgevoerd op zes gewapende betonbalken met verschillende beugelconfiguraties.

Door het hoge energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen bij de productie van staal, zorgt de toepassing van traditionele wapening voor een flinke milieu-impact. Daarnaast is staal gevoelig voor corrosie, wat regelmatig leidt tot forse renovatiekosten. Basaltvezelcomposiet wapening (Basalt Fibre Reinforced Polymer, BFRP) is een veelbelovend alternatief, met een hogere treksterkte en betere corrosiebestendigheid.

In een voorgaand Cement-artikel [1] is het buig- en scheurgedrag van beton met BFRP-wapening toegelicht. Dit artikel beschrijft het gedrag van beton met BFRP-beugelwapening onder dwarskracht.

BFRP biedt voordelen zoals hogere treksterkte, corrosiebestendigheid en lage milieu-impact. Ondanks deze voordelen is de toepassing van BFRP als dwarskrachtwapening beperkt. Een van de redenen is dat de kunstvezelcomposietstaven – als gevolg van het uitharden van de kunstharsmatrix – na productie niet meer buigbaar zijn. Het richten van de staven moet dus tijdens het productieproces gebeuren.

Basaltvezelstaven worden veelal geproduceerd door middel van pultrusie (gebruikt voor rechte wapeningsstaven van kunstvezelcomposiet [1, 2]). Deze lenen zich niet voor ombuiging, omdat de vezels in de binnenbocht dan zullen gaan plooien (fig. 2a). Hierdoor kunnen alleen de vezels in de buitenbocht bij belasting goed op spanning worden gebracht. Daarnaast worden de buitenste vezels van een staafbundel in een ombuiging bovengemiddeld zwaar belast als gevolg van de hoge schuifspanning die op deze buitenste vezels aangrijpt (fig. 2b). Deze effecten tezamen, en het gebrek aan een vloeitraject van basaltvezels die voor interne herverdeling kan zorgen, leiden er bij gebogen gepultrudeerde basaltvezelcomposietstaven toe dat de staven een sterke verzwakking in de ombuiging vertonen.

Een andere reden waardoor de toepassing van basaltvezelcomposiet als dwarskrachtwapening twijfelachtig is, is de relatief lage rekstijfheid. Hierdoor ontstaan grotere scheurwijdtes dan met stalen beugelwapening met gelijke doorsnede-oppervlakte. En de wijdte van de dwarskrachtscheuren is sterk bepalend voor de samenwerking tussen beton en beugelwapening en daarmee voor de effectiviteit van de diverse afschuifmechanismen die samen de dwarskrachtcapaciteit bepalen. Het effect van relatief rekslappe basaltvezelcomposietbeugels op deze mechanismen is nog nauwelijks onderzocht.