Een sterke pleister voor de breedplaatvloer
bouwbreed 96
Een sterke pleister voor de breedplaatvloer
Tegen de intuïtie van menig constructeur in, zijn verlijmde koolstofstrips volgens de ingenieurs van ABT prima in staat een breedplaatvloer te versterken. De proefstukken in de testbank bezweken bij een drie keer hogere belasting dan die van de beruchte parkeergarage in Eindhoven. En dat gebeurde ver uit de buurt van de voeg.
Het is een verleidelijk perspectief: koolstofstrips aan de onderkant plakken over de naad van een verdachte breedplaatvloer. En verder vrijwel niets doen. Niet boren, niet hakken, niet injecteren, alleen die strips aanbrengen over de voeg. Als een soort pleister over een wond.
Net zoals dat bij bruggen en viaducten sinds een jaar of vijftien succesvol gebeurt. Daar is koolstof lijmwapening uitgegroeid tot een beproefde techniek, die door een reeks erkende bedrijven of applicateurs in praktijk wordt gebracht. Van alle beschikbare versterkingsmethoden die tot nu toe zijn ontwikkeld voor de breedplaatvloeren, lijkt dit de meest elegante. De vloer moet ter plekke goed geschuurd worden, de hechtsterkte bepaald met een proefje, maar verder hoeft er niet veel te gebeuren.
De methode ligt niet direct voor de hand erkennen Mark Verbaten en Rudi Roijakkers van ABT. In dat opzicht begrijpen ze de aarzeling bij de methode die Simon Wijte van bureau Hageman uitsprak vanaf het moment dat de breedplaatkwestie losbarstte. Want koolstofstrips zijn weliswaar fenomenaal sterk; de lijm waarmee ze onder het beton worden geplakt is niet goed in het opnemen van de normaalkrachten, haaks op het oppervlak. Schuifkrachten vormen geen enkel probleem, maar die afpelkrachten, daar leek koolstofverlijming niet tegen opgewassen. En daar leek het in de breedplaatkwestie juist voor een belangrijk deel om te gaan.
Koostofstrip werkt als een soort trekband die de breedplaat terugduwt
Na ruim anderhalf jaar modelleren en beproeven weten ze bij ABT dat het subtieler ligt. Die lijm wordt nauwelijks op zo’n ongunstige manier belast. Technisch directeur Roijakkers: “Het effect van een goed verlijmde koolstofstrip is dat die een soort trekband vormt, die de breedplaat terug omhoog duwt als die loskomt van het stortbeton. Dat bleek al gauw in de computersimulaties die we uitvoerden met het programma DIANA.”
Technisch directeur Rudi Roijakkers van ABT
Naarmate ze het computermodel verfijnden pakten de simulaties steeds veelbelovender uit. Toen kwam het moment dat ze besloten om proefstukken te vervaardigen voor tests in het laboratorium van de TU Eindhoven. De proefstukken waren precies zo vormgegeven en gedimensioneerd als die waarmee in hetzelfde lab eerder de oorzaak van de instorting van de parkeergarage in Eindhoven werd achterhaald. Zo konden de meetgegevens goed worden vergeleken.
Bij het lab-onderzoek bezweken die proefstukken al net zo laat als op het computerscherm. Ondanks het feit dat de onderzoekers tussen de breedplaat en de stortlaag een folie hadden aangebracht. Er was dus niet een beperkte aanhechting tussen de twee lagen van de vloer. Er was geen enkele aanhechting. De schuifkrachten konden niet via het scheidingsvlak worden overgedragen.
De bezwijkproef verliep vrijwel wel synchroon aan de simulatie (rechts).
Verbaten laat een montage-filmpje van de simulatie en de praktijkproef zien, die exact synchroon lopen. Twee dingen vallen op. Het eerste is de kracht waarbij de vloer bezweek. Die was met 300 kN drie keer zo hoog als de kracht waarbij de proefstukken voor Eindhoven bezweken. Maar opvallender is dat de vloer niet bezwijkt op de voeg tussen twee platen, maar ver daar vandaan, tot achter de koolstofstrips. Hij bezwijkt daar op dwarskracht en niet op afschuiving. En daarmee is het probleem volgens de specialist koolstof lijmwapening effectief getackled. “Het betekent dat de strips de functies van de koppelstaven effectief overnemen. Het kritische punt is niet langer de voeg waar een moment over staat, maar een gebied ver daar vandaan; een zone waarover geen enkele twijfel bestaat. Dat betekent dus dat de versterkingsmethode voldoet.”
Infrezen koolstofstrips bleek niet nodig
Dat opvallende resultaat werd uiteraard niet in één rechte lijn bereikt, maar was de uitkomst van een uitvoerige zoektocht afgelopen anderhalf jaar. In eerste instantie is gedacht aan koolstofstrips die ingefreesd zouden worden in de breedplaatschil. Hierbij zou de verbinding minder last hebben van het ‘afpel-effect’ van de lijmwapening ter plaatse van de naad. De lijmwapening kon volgens Verbaten echter slechts een beperkte doorsnede hebben, omdat de sleuven niet te diep gefreesd konden worden om de bestaande wapening niet te onderbreken. De stijfheid van de verbinding bleek echter onvoldoende. Daarnaast zou de uitvoering gepaard gaan met veel herrie en stof.Al zoekende en optimaliserend kwamen ze op de huidige methode waarbij de strips dus compleet onder de vloer worden geplakt, die eerst is opgeschuurd en gereinigd en waarop een snelle hechtproef is uitgevoerd. Dat levert volgens de constructeurs een heel werkbaar resultaat op. Zowel de berekeningen als de beproevingen tonen aan dat de lijmwapening de breedplaatschil tegen het opstortbeton aanduwt. Dit verhoogt de capaciteit van de verbinding.