Naar hoofdinhoud
REINFORCE Minimum wapening van beton plaatelementen

REINFORCE Minimum wapening van beton plaatelementen

Reinforce
Start: 1 oktober 2020 Eind: 30 september 2022

Jaarlijks behandelt onze afdeling Technisch Advies een veelheid aan gevallen van scheurvorming van gewapende betonnen vloeren en wanden. Velen van hen zijn het gevolg van een mismatch tussen de voorgeschreven minimum wapening en de vele randvoorwaarden van het werken op en in werfcondities. Om deze problematiek aan te pakken, voert het WTCB een uitgebreide, prenormatieve studie uit rond de vraag van de minimum wapening van betonnen plaatelementen: REINFORCE. Deze studie heeft tot doel om een beter inzicht te krijgen in de reële omstandigheden van de uitvoering van betonnen elementen op de werf, de invloed hiervan op de scheurvorming te evalueren en de grootteorde van de effecten op reële structuren op te meten. Dit om concrete antwoorden te bieden, aangepast aan de vragen die zich op de werf werkelijk stellen. Om dit ambitieuze doel te bereiken, is een intensieve samenwerking met de verschillende bouwactoren essentieel. Indien u geïnteresseerd bent om ons te helpen om U beter te helpen? Bezorg ons uw vragen, uw ervaringen, stel uw werven open voor monitoringsactiviteiten ... en contacteer ons!

Onderzoeksprojecten

Heb je vragen over dit onderzoeksproject ?

Bel ons dan

Contacteer ons:

Stuur ons een e-mail

REINFORCE

Het thema minimum wapening in betonnen vloeren of wanden is op de werf vaak een discussiepunt tussen de verschillende bouwpartners. Deze wapening is evenwel essentieel om de trekspanning op te vangen die in het beton ontwikkeld worden als gevolg van verhinderde krimp en verhinderde thermische vervormingen.

Een onvoldoende wapening leidt onvermijdelijk tot ongewenste scheurvorming, zoals blijkt uit de talrijke schadegevallen die jaarlijks door de dienst Technisch Advies (ATA) van het WTCB worden behandeld. Anderzijds leidt een buitensporige minimum wapening tot overconsumptie van staal, waarvan de negatieve economische en ecologische effecten (koolstofvoetafdruk) ook belangrijk zijn. Er zal enerzijds gewerkt worden aan de optimalisatie van de wapening, waarbij het minimum wapeningsoptimum zal bepaald worden welke voor een voldoende beheersing van de scheurvormingsproblematiek kan leiden waarbij rekening wordt gehouden met de kritieke randcondities en parameters.  Anderzijds zullen ook de regels voor de betonsamenstelling en de uitvoering van betonconstructies onder de loep genomen worden om ook de oorsprong zijde van de problematiek aan te pakken en ook daar een optimum te bereiken aangezien dit ook mede het benodigde minimum wapeningsgehalte zal bepalen. Hoe minder het beton bv. de tendens heeft om te krimpen, hoe minder aanleiding er zal zijn tot scheurvorming en dus ook hoe minder minimum wapenen vereist is in het element.

Om deze doelstellingen te bereiken, moeten de normen met betrekking tot de samenstelling van het beton, de bepaling van de minimum wapening en de uitvoering ervan ook rekening houden met de reële omstandigheden waaraan de gewapende betonconstructie op de werf zal worden onderworpen: uitvoeringsregels en toleranties, uithardingsomstandigheden, omgevingscondities (bv. wind), etc. zijn allemaal parameters waarvan de impact op de scheurvorming bepalend is en waarmee op passende wijze rekening moet worden gehouden in het ontwerp.

De normen die momenteel van toepassing zijn voor de samenstelling en de uitvoering van beton, evenals voor de berekening van de minimum hoeveelheid wapening, houden momenteel echter te weinig rekening met al deze parameters en hun onderlinge interacties. De werkelijke samenstelling van het geleverde beton, de uitvoeringsomstandigheden op de werf, de aanwezige betondekking op de wapening (uitvoeringstoleranties), de curing condities, de fasering van de betonneringswerken, enz. zijn maar enkele van de parameters die enigszins beheersbaar en/of kwantificeerbaar zijn. Andere omgevingsfactoren zoals variaties in temperatuur, relatieve vochtigheid, wind, enz. zijn evenwel onvoorspelbaar alsook moeilijk beheersbaar, waardoor ze de problematiek des te complexer evenwel worden deze zelden in aanmerking genomen in het ontwerp en/of de dimensionering. Aangezien de relatieve impact van al deze parameters op de scheurvorming van plaatelementen uit gewapend beton tot op heden beperkt gekend is, wordt er slechts zeer gedeeltelijk rekening mee gehouden in de geldende normen. Indien hun aandeel in de scheurvormingsproblematiek evenwel beter gekend zou zijn, zou dit toelaten om passende en effectievere oplossingen (naast verhoging van minimum wapening) voor te stellen binnen het bredere normatieve kader.

Doelstellingen

Het op punt stellen van een coherent en volledig normatief kader vereist een holistische benadering die het mogelijk maakt om tegelijkertijd rekening te houden met alle bovengenoemde parameters en hun aandeel/effecten op een gepaste wijze te integreren in de regelgeving en dit zowel voor wat de samenstelling van het beton, de uitvoering van betonconstructies als de dimensionering van de gewapende betonnen elementen (de bepaling van de minimum wapening) betreft.

Om dit complexe vraagstuk op te lossen, werd een uitgebreid en ambitieus studieprogramma opgezet door het onderzoeksteam bestaande uit het WTCB en twee universitaire instellingen (KU Leuven - Campus De Nayer; UHasselt - Campus Diepenbeek). Dit programma omvat de studie van de verschillende facetten van de vraag, gaande van de analyse van de invloed van de samenstelling van het beton op de krimp (preventief) tot de aftoetsing van van eindige-elementen modellen met ware schaal monitoringcampagnes van constructies hetzij onder gecontroleerde omstandigheden (in labo) hetzij ook in-situ op de werf. Om dit te doen, zal ook een grondige monitoring ter plaatse worden uitgevoerd met behulp van hoogtechnologische meettechnieken (optische vezels, 3D-scanning technieken, enz.) die gekozen worden vanwege hun precisie en niet-invasieve aard op de werf.

Het eerste doel van de prenormatieve studie REINFORCE is daarom om de regels met betrekking tot de berekening van de minimum wapening van gewapende betonnen plaat elementen beter te specificeren, te verduidelijken, uit te breiden en zo nodig aan te passen, maar ook om de coördinatie tussen de toepassingsnormen voor wat betreft betonsamenstelling en de uitvoering van betonconstructies op de werf te verbeteren. In deze studie zal ook bijzondere aandacht besteed worden aan de manier waarop de verschillende normen aansluiten op elkaar en hoe deze beter kunnen geïntegreerd worden in elkaar en ook beter kunnen aansluiten op de feitelijke praktijkomstandigheden aanwezig op de Belgische werven. Het WTCB zal hierbij ook streven om na afloop van dit project alle opgebouwde kennis te synthetiseren in praktische aanbevelingen voor de aannemer en andere bouwactoren om zo tot een wezenlijke vermindering van de scheurproblematiek op de werf te komen.

Om dit essentiële praktijkonderdeel van de studie uit te voeren, is een intensieve samenwerking met de bouwsector evenwel essentieel. Dit zal ons in staat stellen om de vragen die zich op de werf stellen beter te begrijpen, evenals de beslissingen en effectieve praktijken waarmee ze kunnen worden opgelost, maar ook om de effectieve invloed van deze parameters op de scheurvormingsproblematiek in in-situ omstandigheden beter te evalueren.

U kunt ons helpen! Hoe?

  • Meldt uw schadegevallen of uw vragen via het formulier Technisch Advies.
  • Door uw kennis en praktijkervaring te delen
  • Door uw werven open te stellen voor een monitoringcampagne

Om een einde te maken aan de problematiek van de scheurvorming van vloeren en wanden in gewapend beton hebben we uw hulp nodig! Deel uw ervaringen en uw werven met ons!