thema UHSB: duurzaam en economisch 6 2 012 10 thema UHSB: duurzaam en economisch Ultra-hogesterktebeton is één van de modernste betonsoorten die de laatste tien jaar zijn ontwikkeld. Kenmerkend is de hoge druksterkte van 150 tot 200 MPa. Er zijn zelfs speciale hightech soorten die tot een sterkte van 500 MPa gaan. De potentie van het materiaal wordt steeds duidelijker nu wereldwijd geleidelijk aan meer en meer projec- ten met dit nieuwe cementgebonden materiaal worden gerealiseerd. 1 Hightech beton leidt tot nieuwe toepassingen Er is een nieuwe generatie ultra-hogesterktebeton (UHSB) waarvan het de vraag is of het nog als beton kan worden bestempeld. Deze nieuwe, nano-geoptimaliseerde materialen hebben immers veel betere mechanische en fysische eigen- schappen: zij kunnen sterker zijn dan staal, keramische opper- vlakte-eigenschappen hebben, niet permeabel zijn voor water en gas, hittebestendig zijn en functioneren als isolatiemateriaal. Deze producten kunnen worden toegepast in klassieke gebouwtoepassingen, zoals prefab elementen, gevels en kolom- men, maar ook in de werktuigbouw bij de vormgeving van gereedschappen. Naast de klassieke toepassingen worden De auteur, Gregor Zimmermann, en zijn bedrijf G.tecz in Kassel, Duitsland, hebben inmiddels in Nederland goede bekendheid verworven. In het UHSB-casestudieproject van het Cement&BetonCentrum heeft Gregor Zimmermann een actieve rol gespeeld, zowel met consultancy in de casestudieteams als met presentaties in de workshops en seminars. 10_13 1_Zimmerman.indd 10 13-09-2012 08:39:52 UHSB: duurzaam en economisch 11 ontwerpers, architecten en ingenieurs geïnspireerd tot compleet nieuwe toepassingen die voorheen in beton onmoge- lijk waren. Technologie UHSB kenmerkt zich door een extreem dichte structuur zonder capillaire poriën, waardoor de weerstand tegen corrosie toeneemt en druksterkten kunnen worden bereikt tot 500 MPa. Voor de normale productie van gevelelementen, bruggen en andere prefab elementen gebruikt men meestal sterkten van 135 tot 185 MPa. UHSB met voldoende wapening of hoog- waardige vezels levert een treksterkte tot 30 MPa en een buig- sterkte tot 75 MPa in een 10 mm dikke plaat. Met name de hoge druksterkte biedt de mogelijkheid om een hoge mate van voorspanning toe te passen in prefab kolommen of in monoliete bruggen, zoals de Gooisebrug in Utrecht. Alle materiaalparameters van UHSB kunnen individueel worden beïnvloed. Zaken als verwerkbaarheid, snelle sterkte- ontwikkeling, druksterkte, buigsterkte en kosten kunnen worden aangepast aan de vraagspecificatie. De 'prestatie' gaat dus verder dan alleen druksterkte. Deze materiaaltechnologie is mogelijk door met wiskundige algoritmen de optimale pakkingsdichtheid te bepalen in combinatie met de optimale dikte van de waterfilm, die om ieder nanodeeltje in het mengsel aanwezig is. Bovendien kan worden gebruikgemaakt van lokale grondstoffen waarvan de eigenschappen goed bekend zijn. Door deze methodiek kan de hoeveelheid reactieve bindmid- delen, hulpstoffen en chemische toevoegingen worden beperkt. Over het algemeen bestaat het ontwikkelde materiaal slechts uit vier of vijf componenten, wat de productie vereenvoudigt. Tegelijkertijd wordt de UHSB-samenstelling zo ontwikkeld dat Dr.-Ing. Gregor Zimmermann 1) G.tecz 1 In UHSB kan slanker worden geconstrueerd dan in traditioneel beton, waardoor veel materiaal kan worden bespaard 2 Gevelelementen in 9 mm dik ongewapend UHSB, Kunststiftung Sachsen Anhalt in Halle, Duitsland 1) Dit artikel is vertaald door ir. Paul Lagendijk (Aronsohn raadgevende ingenieurs) G.tecz (German technologies and engineering conceptz) is gespecia- liseerd in cementgebonden hightech materialen en in het bijzonder in het ontwikkelen van UHSB op basis van lokale grondstoffen en productiefaciliteiten. G.tecz ontwikkelt de cementgebonden materia- len onder de merknaam Quantz. Eigenschappen Quantz 2): ? druksterkte: 80 ? 500 MPa ? treksterkte: 3 ? 20 MPa ? buigsterkte (matrix): 3 ? 30 MPa ? buigsterkte (gewapend): 5 -75 MPa ? breukenergie: 50 ? 90 kN/m ? materiaaldikte: >2 mm ? carbonatatie: 1,5 mm na drie jaar ? chloride-indringing: niet meetbaar ? waterindringing: niet meetbaar ? vorstbestendigheid: