INLIJMEN STEKWAPENING -KENNISGEBIED MET NOG VELELEEMTENOp basis van een Duits onderzoek heeft de STUBECO een studieuitgevoerd, aangevuld met enkele proevenseriesover het inlijmen van stekwapening met kunstharsen. Een en ander issamengevat ineen rapport waarvan de hoofdpunten nader wordentoegelicht.Het is geruime tiJ'd geleden datSTUBECO (StudieverenigingUitvoering Betonconstucties)besloot om het inlijmen van stekwape-ning nader te bestuderen, Dat eenstudiecel die in 1980 werd ingesteld 6jaar later pas met een rapport komt, be~wijst hoe moeilijk de consequenties vanhet gebruik van kunstharsen bij het lij-n:en van stekwapening waren te over-ZIen.In de praktijkkunnenzichverschillenderedenen voordoen die het achterafaan~brengen van stekwapening rechtvaardi-gen. Een van de mogelijkheden is dandeze in te lijmen. Wanneer bestaandeconstructies van stekwapening moetenworden voorzien, kan het moeilijkan-dets.Bij de kunststofgebonden mortels wor-den twee systemen onderscheiden, na-melijk chemische ankers en kunststof-gebonden gietmortels. Hetinlijmen kandaarnaast plaatshebben met behulp vankrimparme cementgebonden gietmor-tels. Deze echterstaanin deze studie nietter discussie.Vervolg van blz. 32plaats te vinden van de functionele ei-sen. Ook zal op systematische wijze hetontwerp verder ontwikkeld moetenworden met de technieken zoals eerderbehandeld in deze artikelenreeks.Ten behoeve van een goede detailleringis het aan te bevelen systematisch studiete verrichten naar het gedrag van be-staande doorgaande (plaatvormige) wa-terkeringen en taludbeschermingen, alofniet nog functionerend volgens oor-spronkelijke aannamen.De organisatorische kaders om een der-gelijke studie te verrichten zijn ruim-schoots voorhanden. Daarnaast zal dekennis omtrent de berekeningsmetho-Cement 1986 nr. 11Inmiddels wordt het inlijmen van wa-pening al in de praktijk toegepast. Metname bij de Rijkswaterstaat beschiktmen over de nodige ervaring, die overi-gens in het bovengenoemde rapport isverwerkt.Het probleem van kunstharsgebondenmortels is, dat nog weinig ervaring be-staat met het materiaalgedrag op lange-re duur. Ookontbreekthetoverzichtin-zake de aangeboden produkten, geziende grote verscheidenheid aan de combi-natie van hars en harder: Dat zal conse-quenties hebben bij het voldoen aan deopgave richdijnen te verstrekken voorde uitvoering, alsmede besteksartikelente formuleren.De studiecel heeft zich tijdens de studieverdiept in de bestaande literatuur diehoofdzakelijk van Duitse origine blijktte zijnJn dat land bestaan 'Zulassungen'waarin de te stellen eisen aan kunsthars-mortels nauwkeurig zijn omschreven.Illustratiefvoor de literatuurstudie zijnde belangrijkste conclusies:den minstens op gelijk niveau noetenkomen te staan om een objectieve afWe-ging te kunnen maken tussen de ver-schillende alternatieve ontwerpen enmaterialen.Verder zal de ~ potenti?le - producentvan de plaatbekleding voordat hij deontwikkeling doorzet, inzicht moetenhebben in de marktsituatie. Wat zijn deafnamemogelijkheden, wil de potenti?-le klant wel een nieuw type bekleding,zelfs al is dit goedkoper?Een nieuw type bekleding zal in een de-monstratieprojectmoetenbewijzenhoehet functioneert. In het kader Van doorde overheid ingestelde innovatie-sti-mulerings regelingen is hiervoor wel-licht enige ruimte.-verbindingen van geprofileerd staal enkunstharsmortel zijn zeer sterk (45N/mm2);- de oppervlakteruwheid van het gladdedeel van geribde staven draagt in be-langrijke mate bij inhetvervormingsge-drag van de verlijming;- er is geen verschil tussen het gedragvan kunstharsmortel en cementmortel;- bij een inlijmdiepte van 8 maal de dia-meter komt het uitbreken van een kegelpraktisch niet voor;- kunstharsmortels hebben een lagereE-modulus dan beton. Dit is een be-langrijk uitgangspunt bij het vaststellenvan de verankeringslengte;- eigenschappen en gedrag van polyes-ter- en epoxymortels vertonen geen be-langrijke onderlinge verschillen;- vergroting van de inlijmdiepte totmeer dan 10 maal de staafdiameter isnauwelijks van invloed op de vervor-m~ng aan de belaste zijde van de verlij-mmg;-dynamische belastingen hebben geeninvloed op de maximale sterkte van deverlijming;Geraadpleegde literatuur- Beton in de waterkering,J. Stuip, Ce-ment 1985 nr. 12, blz. 906-914- Artikelenserie 'Betonnen dijk- en oe-verbekledingen', Cement 1986, nr. 2, 3, 6en 8- Betonnen bekledingen op dijken enlangs kanalen, symposium-verslag vande studiedag Waterbouwkunde, 4 juni1986, uitgave VNC- Zee- en rivierwerken, PJColijn, NVuitg. Van Mantgem en De Does, Am-sterdam 1921- Recente evolutie in de oeverbescher-ming van de waterwegen, Technolo-gisch Instituut, K.VIV, Gent 198133UITVOERINGSTECHNIEK WAPENINGstaafdiameter FeB 400TabellBoorgatdiepte in mm, voor het inlij:menvan stekwapening,betonstaal FeB 400beton-kwaliteitB 17,5B 22,5B 30B 37,5B4512255 - 21d211 - 18d188 - 16d154 - 13d140 - 12d16372 - 23d314 - 20d271 - 17d222 - 14d200 - 12,5d20484 - 24d445 - 22d357 - 18d290 - 14d262 - 13d25631 - 25d532 - 22d463 - 19d379 - lsd342 - 14d- ook in normaal beton is de kruip onderbelasting van een staaf niet te verwaar-lozen;- in normaal beton vindt geen zuivereaanhechting aan het staal plaats, maarbelastingoverdracht door vertanding englijweerstand;- de betonkwaliteit is van invloed op desterkte van de lijmverbinding. Deze in-vloed speelt slechts bij de lagere kwali-teiten mee.Teneinde het Duitse onderzoek te toet-sen aan eigen ervaringen, heeft de STU-BECO niet volstaan met bestuderingvan het onderwerp, maar zijn ook enke-le proevenseries opgezet.Alvorens daarop in te gaan geefthetrap-port eerst een algemene omschrijvingvan de gevolgde systemen en het toepas-sen ervan, wordt een analyse gegevenvan de belastingoverdracht en wordende factoren aangegeven waarvan dezeoverdracht afhankelijk is. Deze zijn: dekwaliteit en het oppervlak van het staal,het toegepaste bindmiddel, de hoe-danigheden van het geboorde gat, als-mede de betonkwaliteit.Ten aanzien van de optredende slip bijtrekproeven op stekwapening wordtdoor sommige Duitse onderzoekersgeoordeeld, dat deze nooit meer dan0,3 mm zal bedragen bij een gemiddeldeschuifspanning van 2,5 N/mm2? Bij eenander onderzoek wordt melding ge~maaktvan een berekening van de slip na105 uur (ca. Hl/daar) die 2 - 2'h maal deaanvangsslip is.Bij de STUBECO-proeven werden destaven over een diepte van 10 maal dedoorsnede ingelijmd. De resultatenechter waren teleurstellend. Daaromwerdende proevenherhaald meteenin~lijmdiepte van 16d. Gebruikt werdenstaven van 16 mm diameter (FeB 400),ingestort in beton B22,5. De staalspan-ning werd gebracht op 230 N/mm2,hetgeen resulteerde in een schuifspan-ning van 2,72 N/mm2? De berekendeslip aan de belaste zijde bedroeg gemid-deld 0,17 mm, hetgeen zou inhoudendat een op trek belastestortnaad na ver-loop van 6 maanden ongeveer 0,3 ? 0,4mm open zal staan.34De inlijmdiepte van 16d kan op grondvandeze proevenacceptabelwordenge-noemd. Bij belasting op breuk werd inalle gevallen de rekgrens van het staalbereikt. Opgemerkt wordt dat bij deproeven uitgegaan werd van geboordegaten van 5 mm ruimer dan de ken-middellijn van de geprofileerde staven,teneinde de dikte van de lijmlaag te be~perken.Evenals de profilering van het staal,be?nvloedt ook het oppervlak van hetgeboorde gat de sterkte van de verbin-ding. Wanneer het oppervlak ruw is, zalde krachtsoverdracht lijm-beton nietuitsluitend door aanhechting wordenbepaald. Vanuit dit opzicht bekekenmaakt het verschil indien hetgat wordtverkregen met een hamerboor dan welmet een diamantboor. Met de laatsteimmers wordt een veel gladdere wandverkregen. Proeven over de invloed vande wandstructuur van het geboorde gatzijn indertijd genomen door Rijks-waterstaat, directie Bruggen. Opvallendwas dat de lengte Van de verlijming bijeen glad aanhechtingsoppervlak geenrol meer speelde. Wanneer de maximaleaanhechtspannning wordt overschre-den, schiet de verlijming over de vollelengte los. Bij de serie met de hamer~boorgaten werd steeds de rekgrens vanhet staal bereikt.De metingen toonden bovendien aandat de belastingoverdrachtvan het staalnaar het beton via de kunstharslijm nietgelijkmatig was. De gemiddeldeschuif-spanning bijvoorbeeld bij serie 2 be-droeg voor de verbinding staal-lijm21,9 N/mm2en voor de verbindinglijm-beton 15 N/mm2?Metaanvullendeproeven werd vastgesteld dat een aan-zienlijkgedeelte van de ingelijmde staafspanningsloos bleef.De besproken Rijkswaterstaat-proevenhebben evenzeer informatie opgeleverdomtrent de invloed van de betonkwali-teit op de sterkte van de verlijming. Deovergang kunsthars-beton bezwijkteerder dan de overgang geprofileerdstaal-kunsthars. Gebleken is dat de ge-middelde aanhechtingssterkte kan op-lopen tot 18 - 20 N/mm2bij zeer goedebetonkwaliteiten, ofschoon al bij enigeruwheid van de oppervlakstructuur vanhet beton niet meervanzuivere afschui-ving sprake zal zijn.In het hele krachtenspel tussen kunst-harslijm en beton blijktde laatste dus dezwakste schakel te zijn. Daarom wordtgeoordeeld dat de verankeringslengtevan gelijmde stekwapening dient teworden bepaald overeenkomstig de VB1974/84 (art.A 703.1.6). Het zalduidelijkzijn dat de verlijmingsdiepte daarmeeaanzienlijk groter wordt dan op grondvan de Duitse literatuur nodig zou zijn.Concluderend:Geadviseerd wordt de diepte van hetboorgat, bij toepassing op zuivere trek,te ontlenen aan tabel 1 (bij een toelaat-bare staalspanning van 240 N/mm2,staalkwaliteit FeB 400 en dekking 4d).Wanneer een gelijmde verbinding optrek wordt belast, ontstaat een vervor-ming die in de loop van de tijd nog zaltoenemen. De 'slip' kan worden bere~kend met de formule:Smax ~ 0,12 "tgcm (in mm). Deze formule isontleend aan de proeven door en deberekeningen van sell (Duitse Bonds~republiek).Geziende gevoeligheidvan kunstharsenvoor hogere temperaturen, zullen bijtemperaturen in de gebruikstoestandvan meer dan 50?C beschermendemaatregelen moeten worden genomen,indien kunstharsmortels daaraan wordtblootgesteld.Aan het einde van het rapport wordende gevraagde richtlijnen voor de prak-tijk verstrekt, alsmede de besteksartike~len. In het laatste is opgenomen dat dekwaliteit van de gelijmde verbindingmet proeven dient te worden aange-toond.Thans wordt gewerkt aan de definitieveversie van het besproken rapport.M.G.P.NelissenCement 1986 nr. 11
Reacties