Structural Concrete Vol. 26/3 (juni 2025) bevat een variatie aan papers. Van een selectie van de voor Cement-lezers meest interessante, staat in dit artikel een Nederlandstalige samenvatting.
CEMENT 5 2025 ?45
Paper Determining the strength of 3D printed concrete with the modified slant shear test
(SC 26/3, p. 2467?2486)
Door: Lucia Licciardello, Alejandro Giraldo Soto, Walter
Kaufmann, Giovanni Metelli
BEPALEN VAN DE STERKTE VAN 3D-GEPRINT BETON
MET DE MODIFIED SLANT SHEAR TEST
Door de opbouw uit lagen van 3D-geprint beton (3DPC) ontstaat
anisotropie in het materiaal. Hierdoor kan de sterkte niet worden
bepaald met traditionele beproevingsmethoden. In een Italiaans/
Zwitserse studie is een afschuifproef toegepast, de zogenoemde
Modified Slant Shear Test (MSST), om de capaciteit van 3DPC in
kaart te brengen en een spanningsomhullende volgens Mohr op
te stellen. Hiervoor is de bestaande Coulomb-vloeiconditie van
het beton aangevuld met een Coulomb-faalcriterium voor de
laagovergangen.
Er zijn 45 proefstukken getest, op verschillende tijdstippen (7, 14 en
28 dagen), met verschillende hellingshoeken van de printlagen
(0°, 30°, 60°, 75°, 90°). Ieder proefstuk is voorzien van één verbin-
ding met gereduceerde hechting tussen twee lagen, door een
onderbreking van 30 minuten.
Er treden twee faalmechanismen op: het falen van de betonmatrix
(bij 0°, 30°, 90°) en het falen van de interface (bij 60° en 75°). Dit
laatste falen trad op ter plaatse van de gereduceerde hechting.
De proefstukken waarbij de interface bezweek hadden een 10?20%
lagere sterkte. Dit was onafhankelijk van andere factoren zoals
ruwheid of nabehandeling, aangezien dit bezwijken exact ter
plaatse van de gereduceerde hechting plaatsvond en niet bij een
andere interface.
Op basis van deze studie kunnen geen conclusies worden getrok-
ken over de invloed van de tijdsinterval tussen lagen, aangezien
geen proefstukken zijn meegenomen met uitsluitend lagen zonder
onderbreking of met een langere tussenperiode.
Structural Concrete Vol. 26/3 (juni 2025)
bevat een variatie aan papers. Van een selectie
van de voor Cement-lezers meest interessante
papers uit dit nummer staat in dit artikel een
korte Nederlandstalige samenvatting.
Gelezen in
Structural
Concrete
structural concrete
RUBRIEK STRUCTURAL CONCRETE
Één van de meest toonaangevende internationale
vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete
(SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib
(The international federation for Structural Concrete). Cement
plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een
selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit
ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige
papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis
voor leden van fib).
Fig. 1 Bezwijken van de proefstukken met verschillende hellingshoek
46?CEMENT?5 2025
INZICHT IN HET BUIGGEDRAG VAN GEWAPENDE BETONPLATEN MET BEHULP VAN OPTISCHE SENSOREN
Paper Revealing fundamental flexural behavior of reinforced concrete slabs using distributed fiber optic sensors (SC 26/3, p. 3146?3159)
Door: Jacob Yager, Evan C. Bentz, Joshua E. Woods, Neil A. Hoult
Paper Development of a new analytical model for circular concrete ring segments with dry joints under combined effects (SC 26/3, p. 3256?3268)
Door: S. Hartwig, C. Kang, F. Fürll, F. Klein, M. Classen, S. Marx
Fig. 2 Schematische weergaven van de scheurvorming (niet op schaal), met
scheuren met en zonder rotatiebeperking
Fig. 3 Schematische weergave windturbine, opgebouwd uit
betonnen ringsegmenten
In een Canadese studie is het buiggedrag van in één richting ge-
wapende betonnen platen onderzocht met behulp van sensoren,
zogenoemde Distributed Fiber Optic Sensors (DFOS). Deze technolo-
gie maakt het mogelijk om nauwkeurig de rekken langs het opper-
vlak van het beton en langs de wapening te meten. Dit levert waar-
devolle inzichten op in het lokale gedrag van betonconstructies.
Er zijn twee types proefstukken getest: licht en matig gewapende
betonnen platen. De proefstukken zijn onderworpen aan vierpunts-
buigproeven. Er zijn relatief dunne wapeningsstaven toegepast
(Ø10/Ø15).
Door gebruik te maken van de meetgegevens uit DFOS konden
belangrijke parameters worden bepaald, zoals kromming, span-
ningsprofielen over de hoogte, en de positie van de neutrale lijn.
De resultaten laten zien dat er aanzienlijke verschillen bestaan
tussen licht en matig gewapende platen. Bij licht gewapende ele-
menten werd lokaal afwijkend gedrag waargenomen, waaronder
niet-lineaire rekverdelingen, lokale verschillen in kromming, en
aanwijzingen voor verschillende interne scheurmechanismen. Bij
ANALYTISCH MODEL VOOR BETONNEN RINGSEGMENTEN MET DROGE VOEGEN
de matig gewapende platen hield het klassieke uitgangspunt van
vlakke doorsneden grotendeels stand.
Bovendien werden zones zonder kromming in de wapening geïden-
tificeerd, wat kan duiden op interne scheuren langs de wapening.
Met DFOS kon ook de doorbuiging in het middenveld nauwkeurig
(binnen 6%) worden bepaald via dubbele integratie van de gemeten
krommingen.
Bij de analyse van betonnen ringsegmenten met droge voegen, zoals ze onder
meer worden toegepast in windturbinetorens, schieten bestaande modellen
tekort. Ze houden onvoldoende rekening met de interactie tussen schuifkrach-
ten en buigende momenten, wat leidt tot een onnauwkeurige voorspelling van
de draagkracht.
In een Duitse studie is een nieuw analytisch model ontwikkeld dat wél rekening
houdt met de gecombineerde invloed van moment, afschuiving en torsie op
de draagkracht van dit type voegen. Het model is gevalideerd via numerieke
simulaties met verschillende belastingcombinaties. De resultaten laten een
sterke overeenkomst met de simulaties zien, vooral bij lagere afschuiving. Bij
hogere afschuiving ontstaan lichte afwijkingen. Het model valt soms iets con-
servatiever of juist iets optimistischer uit, afhankelijk van het moment. Bij hoge
momenten boven 110 MNm stuiten zowel de numerieke simulaties als het ana-
lytische model op beperkingen.
Het model biedt een verbeterd inzicht in hoe torsiekrachten zich gedragen in
interactie met andere belastingen. Het vormt een belangrijke stap in het be-
trouwbaar ontwerpen van droge voegen in segmentconstructies, maar aan-
vullend experimenteel onderzoek blijft nodig om grensgevallen en dynamische
belastingen beter te onderbouwen.
structural concrete CEMENT 5 2025 ?47
PRESTATIES VAN GEWAPENDE BETONNEN KOLOMMEN ONDER EXPLOSIEBELASTING
Paper Blast performance of RC columns with different levels of concrete grades and reinforcing ratios (SC 26/3, p. 3282?3304)
Door: Ali Abdelrahim Mohamed, Osama Ali, Ibrahim M. Metwally
Paper Influence of diagonal reinforcement in grouted vertical joints between precast concrete wall panels, part I: Experimental investigation geometry and positions
(SC 26/3, p. 3365?3394)
Door: Aparup Biswal, A. Meher Prasad, Amlan Kumar Sengupta
Fig. 4 Modellen in ABAQUS voor het beton
(vierkant en rechthoekig) en de wapening
Fig. 5
Detail van een proefstuk met diagonale wapening,
gecombineerd met beugels (dimensies in mm)
In een Egyptische studie is het gedrag van gewapende betonnen
(RC) kolommen onder explosiebelasting onderzocht, via een
niet-lineair dynamisch 3D-eindige-elementenmodel in ABAQUS.
Er werd een parametrisch onderzoek uitgevoerd naar het effect
van sterkteklasse, wapening en belastingstoestand bij drie ge-
schaalde explosieafstanden: dichtbij (z = 0,23 m/kg
1/3
), gemiddeld
(z = 0,5 m/kg
1/3
) en ver weg (z = 1,07 m/kg
1/3
).
Drie betonsoorten werden vergeleken: normaal beton (NSC, f
c
? =?
40 Mpa), hogesterktebeton (HSC, f
c
?= ?80Mpa) en ultra-hogesterkte-
beton (UHPC, f
c
?=?138Mpa). Daarnaast werden variaties in langs-
en dwarswapening (respectievelijk ?
L
= 1,28?3,1% en ?
s
= 0,6?1,35%)
en drie axiale belastingverhoudingen (ALR = 0,01, 0,2, 0,4) geanaly-
seerd. (ALR is een verhoudingsgetal dat aangeeft hoe zwaar een
kolom in lengterichting wordt belast ten opzichte van zijn maximale
draagcapaciteit.)
De resultaten laten zien dat UHPC de explosieschade aanzienlijk
vermindert: de vervorming in het midden van de kolom nam af
met circa 60% voor vierkante kolommen en 55% voor ronde ko-
lommen vergeleken met NSC. Ook HSC verbeterde de prestaties,
maar in mindere mate (44% voor de vierkante kolom en 42% voor
INVLOED VAN DIAGONALE WAPENING OP HET GEDRAG VAN VERTICALE VOEGEN TUSSEN PREFAB BETONNEN
WANDEN
de ronde kolom). Hogere
wapeningspercentages
verlaagden de doorbui-
ging eveneens substanti-
eel, vooral bij langswape-
ning (11?40%). Een hogere
axiale belasting (tot ALR
= 0,2) beperkte de piek-
vervorming (38?46%);
verder verhogen tot 0,4
had weinig extra effect.
Ronde kolommen pres-
teerden over het alge-
meen beter dan vierkante
kolommen bij gelijke op-
pervlakte en belasting. De toegepaste materiaalmodellen (Concrete
Damage Plasticity voor beton, Johnson?Cook voor staal) bleken
betrouwbaar voor het voor spellen van schade en vervorming, en
het model sluit goed aan bij experimentele data.
In betonconstructies die zijn opgebouwd uit prefab betonnen wand-
elementen, vormen de verticale voegen tussen die elementen vaak
een zwakke schakel, met name onder aardbevingsbelastingen.
Deze voegen worden traditioneel verbonden met mortel met daar-
in overlappende horizontale beugels of lussen van staalkabels.
Dergelijke verbindingen, vooral die met lussen, vertonen echter
bros schuifgedrag bij
belasting in het vlak.
In een Indiase studie
is de effectiviteit van
diagonale wapening
(DR) in de voeg on-
derzocht. In totaal
werden 15 proefstuk-
ken getest. Hierbij is
diagonale wapening
in de voeg aange-
bracht, bestaande
uit sets met twee via een ankerplaat aan elkaar gekoppelde staven
(Ø16). 13 proefstukken zijn onder constante belasting beproefd en
2 onder cyclische, quasi-statische belasting. Verschillende typen
en sterktes van de wapening zijn geanalyseerd. Voor het beton en
de mortel werden samenstellingen aangehouden die in de praktijk
gebruikelijk zijn.
De voegverbindingen met alleen DR laten een verdubbeling van de
afschuifcapaciteit zien ten opzichte van conventionele verbindin
-
gen met alleen kabellussen. Daarnaast werd een duidelijk ductieler
gedrag waargenomen, met behoud van draagkracht na piekbelas
-
ting. Het gebruik van extra dwarswapening, zoals beugels, leidde
tot betere reststerkte en minder plotseling verlies van draagkracht.
De combinatie van DR met traditionele wapening geeft dus een
robuuster en duurzamer gedrag van de voeg, wat relevant is voor
de aardbevingsbestendige detaillering van prefab wandsystemen.
Wel bleek de effectiviteit mede afhankelijk van factoren als de
sterkte van de mortel en het type staaf (bijvoorbeeld
met of zonder draadprofiel).
Rubriek Structural Concrete
Één van de meest toonaangevende internationale vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete (SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib (The international federation for Structural Concrete). Cement plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis voor leden van fib).
Door de opbouw uit lagen van 3D-geprint beton (3DPC) ontstaat anisotropie in het materiaal. Hierdoor kan de sterkte niet worden bepaald met traditionele beproevingsmethoden. In een Italiaans/Zwitserse studie is een afschuifproef toegepast, de zogenoemde Modified Slant Shear Test (MSST), om de capaciteit van 3DPC in kaart te brengen en een spanningsomhullende volgens Mohr op te stellen. Hiervoor is de bestaande Coulomb-vloeiconditie van het beton aangevuld met een Coulomb-faalcriterium voor de laagovergangen.
Er zijn 45 proefstukken getest, op verschillende tijdstippen (7, 14 en 28 dagen), met verschillende hellingshoeken van de printlagen (0°, 30°, 60°, 75°, 90°). Ieder proefstuk is voorzien van één verbinding met gereduceerde hechting tussen twee lagen, door een onderbreking van 30 minuten.
Er treden twee faalmechanismen op: het falen van de betonmatrix (bij 0°, 30°, 90°) en het falen van de interface (bij 60° en 75°). Dit laatste falen trad op ter plaatse van de gereduceerde hechting.
De proefstukken waarbij de interface bezweek hadden een 10–20% lagere sterkte. Dit was onafhankelijk van andere factoren zoals ruwheid of nabehandeling, aangezien dit bezwijken exact ter plaatse van de gereduceerde hechting plaatsvond en niet bij een andere interface.
Op basis van deze studie kunnen geen conclusies worden getrokken over de invloed van de tijdsinterval tussen lagen, aangezien geen proefstukken zijn meegenomen met uitsluitend lagen zonder onderbreking of met een langere tussenperiode.
Reacties