Structural Concrete Vol. 23/4 (augustus 2022) bevat een variatie aan papers, dit keer met een focus op materiaalgedrag. Van een selectie van de voor Cement-lezers meest interessante papers uit dit nummer staat in dit artikel een Nederlandstalige samenvatting.
68? CEMENT 7 20 22
Structural Concrete Vol. 23/4 (augustus 2022)
bevat een variatie aan papers, dit keer met een
focus op materiaalgedrag. Van een selectie
van de voor Cement-lezers meest interessante
papers uit dit nummer staat in dit artikel een
Nederlandstalige samenvatting.
Opvallend: in dit nummer staat ook een artikel
(short project note) over het Theemswegtracé,
geschreven door Steven de Mos (Havenbedrijf
Rotterdam) en Wiljan de Moor (Movares). Deze
paper 'The Theemsweg Route: A new high-level
railway line' is gebaseerd op een artikelenserie
die eerder in Cement 2021/1 is verschenen. Dit is,
net als de rubriek Gelezen in Structural Concrete,
het resultaat van de samenwerking tussen
Cement en Structural Concrete.
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). Paper
Influence of temperature on the compressive strength of high performance and
ultra-high performance concretes (SC23/4, p. 2381 ? 2390)
Door: Melchior Deutscher, Martin Markert, Silke Scheerer
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100153 foto 1 Proefstuk van hogesterktebeton in de oven, foto: Martin Markert
INVLOED VAN DE TEMPERATUUR OP DE DRUKSTERKTE
VAN (U)HSB
In een Duits onderzoek is gekeken naar de invloed van hoge tempe-
raturen op de vermoeiingssterkte van hogesterktebeton (HSB) en
ultra-hogesterktebeton (UHSB). Er zijn twee testseries uitgevoerd, een
met HSB en een met UHSB, waarbij de statische druksterkte is be-
paald in een temperatuurbereik van -30 °C tot +90 °C. Aanvullend
is gekeken naar de invloed van de bewaarcondities.
Uit het onderzoek blijkt dat HSB een hoger vochtgehalte heeft dan
UHSB, vanwege een minder dichte betonmatrix. Bij UHSB leidt dro-
gen tot een significante toename van de druksterkte. Beide beton-
soorten vertonen een afname van de druksterkte bij toenemende
betontemperatuur. Deze is in absolute waarden even sterk voor beide
betonsoorten, maar is procentueel voor HSB groter. Het drogen van
de proefstukken vermindert de invloed van temperatuur op de sterkte
in belangrijke mate.
Op basis van de resultaten kunnen conclusies worden getrokken over
de vermoeiingsproeven en kunnen suggesties worden gedaan om bij
de berekening van de reductie volgens fib Model Code 2010 rekening
te houden met vocht. Het bereik tussen 80°C en 100°C zou nader
moeten worden onderzocht, waarbij zich een trendbreuk van het
sterktegedrag kan voordoen. Ook moet nog worden verduidelijkt in
hoeverre andere parameters, zoals de betonsamenstelling, de sterkte-
vermindering beïnvloeden.
CEMENT 7 2022 ?69
structural concrete
INVLOED SLANKHEID BOORKERNEN OP DRUKSTERKTE
Paper Effect of the core sample in low aspect ratio on concrete compressive
strength (SC23/4, p. 2365 ? 2380)
Door: Suhang Yang, Chuan Chen, Zhifeng Xu
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100148
fig. 2 Correctiefactoren bij varierende l/d -ratio, bij kernen met d = 75 mm,
bij 7 dagen (a), 28 dagen (b). 60 dagen (c) en 120 dagen (d)
De sterkte van beton wordt normaal gesproken in het
lab gemeten op basis van cilinders met Ø150 mm en
hoogte 300 mm, of kubussen 150 x 150 x 150 mm². Om
de werkelijke sterkte van beton te meten geven boor-
kernen uit de gerealiseerde constructie een goed
beeld. Bij een afwijkende lengte-diameterverhouding
(l/d-ratio) tussen de 1,0 en 2,0 moeten de sterktes wor-
den gecorrigeerd met een factor. Er is echter weinig
bekend over de betrouwbaarheid van de druksterkte
van kernen met l/d-ratios lager dan 1,0.
In een Chinees onderzoek is gekeken naar de invloed
van lagere l/d-ratio's alsmede de invloed van korrel-
diameter, ouderdom van het beton en de betonsterkte.
Kernen met diameters van 100, 75 en 50? mm, met een
variërende l/d-ratio van 1,0, 0,9, 0,8, 0,7 en 0,6 zijn ge-
boord uit betonnen platen van 11 verschillende beton-
mengsels. Er zijn drukproeven uitgevoerd op 7, 28, 60
en 120 dagen.
Uit het onderzoek blijkt dat kernen met een lage
l/d-verhouding ook een betrouwbaar beeld geven van
de betonsterkte. Er zijn correctiefactoren bepaald door
middel van een gewogen niet-lineaire regressieanalyse.
De testresultaten laten zien dat factoren lager zijn (la-
gere correctiefactor = meer corrigeren, want factoren
zijn < 1,0) bij een afname van de l/d-ratio. Verder is
gevonden dat bij een toenemende korreldiameter de
correctiefactoren toenemen. Dit is vooral van belang
bij kernen Ø75 mm en Ø50? mm. Correctiefactoren van
kernen met riviergrind zijn iets groter dan met gebro-
ken toeslagmateriaal. De factoren nemen af bij een
toenemende ouderdom en nemen toe bij een toename
van de betonsterkte. Verder is aangetoond is dat de
maximale verhouding d/d? (kerndiameter/korreldiame-
ter) eerder 2,0 bedraagt dan 3,0, waarvan in normen
wordt uitgegaan.
Samenvattend blijkt uit het onderzoek dat er goede
mogelijkheden zijn om kernen toe te passen uit con-
structies met een dikte van minder van 150 mm. Wel
blijken de correctiefactoren voor lage l/d-ratio's die in
eerder onderzoek zijn gevonden onveilig.
70? CEMENT 7 20 22
EXPERIMENTEEL ONDERZOEK NAAR DE TREKRESPONS VAN CHEMISCHE ANKERS IN BETONBALKEN
Paper Experimental study on the tensile response of post-installed adhesive anchor connections in reinforced and plain concrete beams (SC23/4, p. 2542 ? 2561)
Door: Sahand Sartipi, Seyed Mohammad Reza Emrani, Siamak Epackachi, Saeed Erfani
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202000775 fig. 3 Faalmechanismen van ankers in ongewapend beton
Chemische ankers worden veel toegepast bij het herstel, de ver-
sterking en de aanpassing van bestaande betonconstructies. Bij
kolommen en balken heeft de geringe maat van de constructie
invloed op het constructieve gedrag van achteraf aangebrachte
ankers. Ook de aanwezige wapening heeft een negatieve invloed
op het gedrag. In Iraans onderzoek is het gedrag van chemische
ankerverbindingen onderzocht op basis van 36 experimenten met
gewapende en ongewapende betonnen balken met een breedte
van 300, 400 en 500 mm. De onderzochte parameters zijn het
aantal ankers (1, 4 of 6), de inboordiepte (100 en 200 mm), de
randafstand en de invloed van de aanwezige wapening. Alle para-
meters blijken elkaar sterk te beïnvloeden.
Bij de grotere proefstukken is de trekcapaciteit over het algemeen
groter. Dit effect was groter bij ongewapend beton. De invloed van
de wapening is afhankelijk van de inboordiepte en de ankerconfi-
guratie. In gewapende balken hadden de enkelvoudige ankers en
ankers met beperkte diepte meestal een lagere capaciteit dan in
de ongewapende balken. Dit is toe te schrijven aan een verande-
ring in het faalmechanisme door het insluitingseffect van de beu-
gels. Bij grotere aantallen ankers met een grotere inboordiepte
was de capaciteit echter groter bij de gewapende balken. Het effect van de inboordiepte wordt sterk beïnvloed door de wape-
ningsconfiguratie, de afmeting van het proefstuk en het aantal
ankers. Bij ongewapend beton was in sommige gevallen de schade
groter bij een grotere inboordiepte. Bij gewapende proefstukken
was de capaciteit juist groter bij een grotere diepte. Ondiepe
ankers in gewapende balken waren gevoelig voor betonbreuk in
de dekking.
De treksterkte van de ankers is vergeleken met berekeningen vol-
gens ACI 318. In bijna alle geteste configuraties geven de factoren
?
ed en ? cp uit de ACI conservatieve voorspellingen van de trekca-
paciteit.
Paper Effect of micro-structural changes on concrete properties at elevated temperature: Current knowledge and outlook (SC23/4, p. 1995 ? 2014)
Door: Umang Pulkit, Satadru Das Adhikary
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202000365
INVLOED HOGERE TEMPERATUUR OP MICROSTRUCTUUR EN EIGENSCHAPPEN BETON
In een Indiaas onderzoek is de invloed van hogere temperatuur
op de microstructuur en daarmee de thermische en mechanische
eigenschappen van beton nader onderzocht.
Beton verliest sterkte bij hogere temperaturen. Dit komt vooral
door een toename van de poriegrootte en het ontstaan van micro-
scheurtjes bij een temperatuur lager dan 400 °C. Tussen 400 en
600°C is het door warmte geactiveerd chemisch-fysisch proces in
verharde cementpasta de belangrijkste oorzaak van sterkteverlies.
Ook de thermische eigenschappen (soortelijke warmte, thermische
geleidbaarheid en dichtheid) variëren met de betontemperatuur.
De soortelijke warmte blijft tot 200 °C gelijk, terwijl de thermische
geleidbaarheid en dichtheid afnemen. Ook het soort toeslagmate -
riaal heeft invloed. Zo presteert kalkhoudend toeslagmateriaal ten
aanzien van mechanische en thermische eigenschappen beter dan
grind bij een verhoogde temperatuur. Verder neemt de treksterkte van de wapening af bij een hogere
temperatuur, wat ook geldt voor de hechtsterkte tussen de wape-
ning en het beton. Tot slot wordt het afspatgedrag genoemd dat
wordt gekenmerkt door drie hoofdmechanismen: thermische
spanningen, dampdruk in de capillaire poriën en uitgeoefende
belastingen.
fig. 4 Veranderingen in beton bij stijgende temperaturen
CEMENT 7 2022 ?71
Paper Mechanical performances of high-strength concrete-filled steel tubular medium?long columns with square cross section (SC23/4, p. 2562 ? 2575)
Door: Jun Chen, Zhe Liu, Ping Xiang, Xuebing Zhang, Caiqian Yang, Faxing Ding, Fu Xu, Yue Peng
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100094 foto 5 Testopstelling
CONSTRUCTIEVE EIGENSCHAPPEN VAN STAAL-BETONKOLOMMEN MET HOGE STERKTE
In een Chinees onderzoek is de invloed
bekeken van betonsterkte, slankheid en
excentriciteit op het draagvermogen, de
initiële stijfheid en andere mechanische
eigenschappen van stalen kokervormige
kolommen opgevuld met beton. Er is speci-
fiek gekeken naar vierkante, middellange
kolommen met hogesterktestaal en hoge-
sterktebeton. In het onderzoek zijn 11 ko-
lommen op druk belast. Hierbij zijn curves
opgesteld voor de relatie belasting versus
longitudinale vervorming, belasting versus
uitbuiging en de longitudinale rekverdeling.
Ook zijn verschillende faalmechanismen
vastgesteld. Er zijn numerieke simulaties
uitgevoerd en de resultaten komen goed
overeen met de experimentele resultaten.
Het blijkt dat de betonsterkte weinig effect
heeft op de initiële stijfheid. Een hogere
sterkte leidt weliswaar tot een hogere
draagcapaciteit maar beperkt de ductili-
teit. De invloed van de betonsterkte neemt
af met een toename van de slankheid. Het
draagvermogen en de initiële stijfheid ne-
men af met de toename van de slankheid
en de excentriciteit. Met name de excentri-
citeit heeft een zeer grote invloed op het
draagvermogen. Het tweede-orde-effect
neemt toe bij een grotere slankheid en
excentriciteit.
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).
Opvallend: in dit nummer staat ook een artikel (short project note) over het Theemswegtracé, geschreven door Steven de Mos (Havenbedrijf Rotterdam) en Wiljan de Moor (Movares). Deze paper ‘The Theemsweg Route: A new high-level railway line’ is gebaseerd op een artikelenserie die eerder in Cement 2021/1 is verschenen. Dit is, net als de rubriek Gelezen in Structural Concrete, het resultaat van de samenwerking tussen Cement en Structural Concrete.
In een Indiaas onderzoek is de invloed van hogere temperatuur op de microstructuur en daarmee de thermische en mechanische eigenschappen van beton nader onderzocht.
Beton verliest sterkte bij hogere temperaturen. Dit komt vooral door een toename van de poriegrootte en het ontstaan van microscheurtjes bij een temperatuur lager dan 400 °C. Tussen 400 en 600°C is het door warmte geactiveerd chemisch-fysisch proces in verharde cementpasta de belangrijkste oorzaak van sterkteverlies.
Ook de thermische eigenschappen (soortelijke warmte, thermische geleidbaarheid en dichtheid) variëren met de betontemperatuur. De soortelijke warmte blijft tot 200 °C gelijk, terwijl de thermische geleidbaarheid en dichtheid afnemen. Ook het soort toeslagmateriaal heeft invloed. Zo presteert kalkhoudend toeslagmateriaal ten aanzien van mechanische en thermische eigenschappen beter dan grind bij een verhoogde temperatuur.
Verder neemt de treksterkte van de wapening af bij een hogere temperatuur, wat ook geldt voor de hechtsterkte tussen de wapening en het beton. Tot slot wordt het afspatgedrag genoemd dat wordt gekenmerkt door drie hoofdmechanismen: thermische spanningen, dampdruk in de capillaire poriën en uitgeoefende belastingen.
Reacties