C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTe x tielbeton54 cement 2008 4De ontwikkeling van textielgewa-pend beton (Textile ReinforcedConcrete = TRC) bouwt voort op desuccessen van glasvezelwapening.Waar glasvezelgewapend betonechter beperkt blijft tot 2D-toepas-singen, zijn met textielgewapendbeton ook 3D-uitvoeringen moge-lijk. Gevelpanelen van 0,5 tot 3,0m2worden in Duitsland al volopmet textiel gewapend [1, 2]. Gro-tere panelen ? tot 7 m2? kunnenvooralsnog alleen in combinatiemet een ondersteunend frameworden geproduceerd [3]. Verderblijft de regelgeving in Duitslandvoorlopig achter bij de ontwikke-lingen, waardoor elke toepassingnog een individuele goedkeuringvergt.Z e l f d r a g e n d e s a n d w i c h -e l e m e n t e nZelfdragende sandwichelementenbestaan doorgaans uit een con-structieve binnenschil (d = 100 ?140 mm), een isolatielaag en eenbuitenschil (d 70 mm). Hoewelde buitenschil geen constructievefunctie heeft, is er toch wapeningnodig om de trekkrachten op tekunnen nemen ten gevolge vantemperatuur- en krimpvervormin-gen. Daarbij is minimaal eenbetondekking van 35 mm op hetstaal vereist.Als de buitenschil in TRC wordtvervaardigd, kan de totale dikte vanhet gevelpaneel met 50 tot 60 mmworden teruggebracht en wordt ookhet aantal koppelankers geredu-ceerd. Als vervolgens ook voor debinnenschil TRC wordt toegepast,in combinatie met een duurzaam,warmte-isolerend en vormvastpolyurethaanschuim, kunnen licht-gewicht sandwichpanelen met gro-te overspanningen worden gepro-duceerd.In een onderzoek zijn geprefabri-ceerde, vormvaste PU-schuimblok-ken (hc= 150 mm) als kern gekop-peld aan een binnen- en een bui-tenschil in TRC (hf= 15 mm), inhet ene geval verlijmd en in hetandere geval verdeuveld (fig. 2 en3). In vierpuntsbuigproeven (fig. 4)op panelen met overspanningenvan 1,90 en 4,90 m zijn bevredi-gende resultaten met betrekking tothet draagvermogen behaald. Daar-bij waren vooral de dwarskracht-stijfheid van het kernmateriaal ende voegkwaliteit tussen kern enschil belangrijk. De bezwijkbelas-ting werd bereikt na brosse breukvan de kern, behalve bij paneel P3met een kern met hoge dichtheid,waar de textielwapening in de on-derschil het begaf (tabel 1).Toepassingen vantextielgewapendbetonJ. Hegger, M. Zell en M. Horstmann, RWTH Aachen, Institut f?r MassivbauSinds een aantal jaren wordt aan de RWTH Aachen omvangrijk onderzoekuitgevoerd naar betonconstructies met textiel als wapening. Omdat textiel-wapening in vergelijking met staal maar een zeer geringe dekking nodigheeft, kunnen in principe zeer slanke en lichte betonconstructies worden ver-vaardigd, met hoge duurzaamheid en hoge oppervlaktekwaliteit. In de afge-lopen jaren is het materiaal succesvol ingezet in de productie van sandwichgevelpanelen. Recente onderzoekgegevens verbreden de toepassing naargevelsystemen met grote overspanningen en hoge belastingen.verdeuveldsponningvers beton15015betonschil50PU-schuimverlijmdlijm1 |Prototype van ruitvor-mig tralierooster2 |Productiemethodeverdeuveld3 |Productiemethodeverlijmd4 |Proefopstelling vier-puntsbuigproevenrekstrookF/2 F/2b=300 (800)LVDTs50 50650 (1700) 600 (1500)2000 (5000)600 (1700)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTe x tielbetoncement 2008 4 55Met het oog op de toekomstigetoepassing als gevel in kantorenen bedrijfshallen, zijn ook deprestaties op het gebied vanbrandwerendheid, geluid- enwarmte-isolatie onderzocht. In allegevallen werd voldaan aan de mi-nimumvereisten.M o d u l a i r p r o t o t y p eDe voordelen van de sandwichtech-nologie zijn ook benut in een ont-werpstudie naar een modulairbouwsysteem gebaseerd op dra-gende en demontabele sandwichpa-nelen voor wanden en daken.Gebaseerd op een breedtemaat van1 m zijn wandelementen (h = 2,82m) en dakplaten (l = 4,73 m)samengesteld tot een klein demon-stratiegebouw (foto 7). De binnen-schil van de dakplaten was geprofi-leerd en om de doorbuiging tebeperken werd voor een PU-schuimdichtheid van 50 kg/m3gekozen. De langsvoegen van zoweldak- als wandplaten werden uitge-voerd als messing en groef.Beide elementen zijn onderworpenaan buigproeven. Figuur 5 en 6tonen de opstellingen; tabel 2 laatde resultaten zien. Beide panelenbezweken dankzij afschuifbreuk inde kern, waarna delaminatie tussenbetonschillen en kern optrad.R u i t v o r m i gt r a l i e r o o s t e rRuitvormige vakwerken worden almeer dan een eeuw toegepast ingebogen hallen. Het geringeeigengewicht maakt TRC bij uit-stek geschikt om hiervoor te wor-den toegepast. Ook nu is een pro-totype gemaakt en beproefd [4, 5].De constructie bestond uit 36enkelvoudige ruitelementen,samengesteld tot drie parallellebogen van 12 elementen elk (foto1). De totale overspanning van deboog was 10 m, de hoogte 3 m ende breedte 1,8 m. De ruitelemen-ten met afmetingen 1000 x 600 x160 m (l x b x h) waren vervaardigdin een cnc-gefreesde bekisting. Debetonschil was 25 mm dik en decomplete constructie woog 23 kg.S c h a a l c o n s t r u c t i e sOok voor de productie van com-plexe geometrie?n is het materi-aal TRC veelbelovend. De draag-capaciteit kan flink worden opge-voerd door er ruimtelijke bou-welementen van te maken. Degemakkelijke vervormbaarheidvan de textielen maakt het een-voudig er gekromde oppervlak-ken van te maken, zoals cilinder-vormige schaaldakelementen.Ook hier is de geringe noodzake-lijke dikte van TRC een grootvoordeel. Met een dikte van 25mm en een constructieve hoogtevan 500 mm kan een overspan-ning van 8 m worden gehaald.Spuitbeton is hiervoor de meestgeschikte productiewijze. Een 1,5m lang schaalelement is succes-vol beproefd. nL i t e r a t u u r1. Hegger, J., N. Will et al., Appli-cations of Textile ReinforcedConcrete. In: State-of-the-ArtReport of RILEM TechnicalCommittee 201-TRC. RILEMReport 36, 2006.2. Brameshuber, W., Textile Rein-forced Concrete. In: State-of-the-Art Report of RILEM Tech-nical Committee 201-TRC.RILEM Report 36, 2006.3. Engberts, E., Large-size facadeelements of Textile ReinforcedConcrete. In: Proc. 1stInterna-tional RILEM Symposium onTRC, Aachen 2006.4. Schneider, H.N. et al., Structureconstruction/rhombic latticestructures ? Bar nets of textilereinforced concrete. Betonwerk+ Fertigteil-Technik 2006 nr. 3.5. Hegger, J. et al., FiligraneTragstrukturen aus Textilbeton-fertigteilen. Beton + Fertigteil-Jahrbuch 2007, Bauverlag,G?tersloh.paneel kern verbinding overspanning(m)bezwijkbelastingFu(kN/m)doorbuigingw (mm)P1 PU 32 verdeuveld 1,9 27,6 43,0P2 PU 32 verlijmd 1,9 18,1 29,2P3 PU 200 verdeuveld 1,9 151,2 1) 28,0P4 PU 40 verdeuveld 4,9 23,2 99,81) Breuk in textiel in onderschilpaneel kern overspanningLs(m)bezwijkbelastingFu(kN/m)doorbuigingw (mm)P5 PU 50 4,73 28,0 108P6 PU 50 2,73 34,6 38,95 |Proefopstelling buig-proeven op dakelement6 |Proefopstelling buig-proeven op wandelement7 |Modulair sandwichge-bouwTabel 1 |Testresultaten op sandwichbalkenTabel 2 |Resultaten van buigproeven op dakelement (P5) en wandelement (P6)paneel 6paneel 5F FFrekstrookrekstrookrekrekrekdoorbuiging wdoorbuiging w2002007550 50136528301580 1570 1580 751365