Ingenieurs geven de voorkeur aan synthetische vezels boven draadgaas in beton

Scheurcontrole in gewapende betonconstructies is al lange tijd een kritische focus in de techniek. Traditioneel is gelast stalen gaas veel gebruikt in betonstortingen over metalen dekken als secundaire wapening om scheuren te minimaliseren. Echter, ontwikkelingen in de materiaalkunde hebben synthetische vezels - met name macro synthetische vezels - gepositioneerd als een veiligere, economischere en effectievere alternatief. Dit artikel onderzoekt de voordelen van synthetische vezels in betonconstructies, vergelijkt ze met traditioneel stalen gaas en evalueert hun prestaties op het gebied van veiligheid, kosten en constructie-efficiëntie.

De conventionele methode voor het construeren van betonnen platen op metalen dekken omvat structurele stalen balken en metalen dekken als een ondersteuningsplatform, gevolgd door betonstorten. Gelast stalen gaas wordt in het beton ingebed om scheuren door vroege krimp en thermische spanning te beheersen. Hoewel stalen gaas secundaire (niet-structurele) wapening biedt om scheurvorming te beperken en de duurzaamheid te verbeteren, heeft het inherente beperkingen:

• Veiligheidsrisico's: Stalen gaas vormt gevaren tijdens het hanteren, snijden en installeren, waarbij scherpe randen het risico op snijwonden en punctiewonden voor werknemers vergroten.
• Arbeidsintensieve installatie: Het proces van het leggen en vastzetten van stalen gaas om de positionering tijdens het betonstorten te behouden, voegt complexiteit en tijdskosten toe.
• Beperkte scheurcontrole: Stalen gaas pakt voornamelijk oppervlakkige scheuren aan, met minimale effectiviteit tegen diepere breuken. Vaste maasgroottes en draaddiameters beperken de optimale prestaties verder.
• Corrosiegevoeligheid: Blootstelling aan vocht versnelt roesten, waardoor de effectiviteit van de wapening in gevaar komt en de levensduur van de constructie wordt verkort.

Macro synthetische vezels, vervaardigd uit polymeermaterialen, bieden een hoge sterkte, modulus en corrosiebestendigheid. Wanneer ze in beton worden gemengd, verbeteren ze de scheurweerstand, de impactprestaties en de duurzaamheid. Belangrijkste voordelen ten opzichte van stalen gaas zijn:

• Superieure scheurweerstand: Het driedimensionale vezelnetwerk verdeelt interne spanningen, waardoor scheurvorming en -groei worden geremd. De hoge treksterkte en modulus van macrovezels verbeteren het draagvermogen, waardoor de scheurbreedte en -frequentie worden verminderd.
• Verbeterde duurzaamheid: In tegenstelling tot staal zijn synthetische vezels bestand tegen corrosie, waardoor de structurele integriteit behouden blijft en de doorlaatbaarheid van beton voor schadelijke stoffen wordt verminderd.
• Verbeterde slagvastheid: Vezels absorberen kinetische energie, waardoor snelle scheurvorming onder dynamische belastingen wordt voorkomen - cruciaal voor bruggen, tunnels en constructies met veel verkeer.
• Kosten- en tijdbesparing: Direct mengen in beton elimineert handmatige gaasinstallatie, waardoor arbeidsuren worden bespaard en de logistiek wordt gestroomlijnd. Lichtgewicht vezels verminderen ook de transportkosten.
• Veiligheid op de werkplek: Zachte, flexibele vezels elimineren letselrisico's die gepaard gaan met scherpe stalen randen, waardoor de veiligheidsrecords op de bouwplaats worden verbeterd.

Synthetische vezels worden erkend door toonaangevende normenorganisaties, waaronder het Steel Deck Institute (SDI), Underwriters Laboratories (UL), ASTM International en het American Concrete Institute (ACI). Hun richtlijnen valideren de vezelprestaties en toepassingsprotocollen, waardoor de technische betrouwbaarheid wordt gewaarborgd.

Hoogbouw vloerplaten en brugdekken gebruiken steeds vaker synthetische vezels ter vervanging van stalen gaas. Gedocumenteerde projecten tonen meetbare verbeteringen in scheurcontrole, levensduur en kostenefficiëntie, terwijl de bouwtijd wordt versneld.

Synthetische vezels vertegenwoordigen een transformatieve vooruitgang in betonwapening en bieden ongeëvenaarde scheurweerstand, duurzaamheid en operationele efficiëntie. Naarmate de materiaalkunde vordert, zal hun adoptie waarschijnlijk toenemen, waardoor veiligere, duurzamere oplossingen worden geleverd voor moderne constructie-uitdagingen.