34 ArtikelUltrahogesterktebeton De betontechnologie staat bepaald niet stil. Langzaam maar zeker komen er steeds sterkere soorten beton. Zo'n vijfentwintig jaar geleden zijn Nederlandse (wegen)bouwers hogesterktebeton gaan gebruiken. Een voorbeeld hiervan is de Stichtse Brug in de A27 tussen Noord-Holland en Flevoland. Deze is in 1983 geopend. Het was de eerste grote voorgespannen brug waarin dit materiaal is toegepast. Inmiddels staan we aan het begin van het gebruik van UHSB, ofwel ultra- hogesterktebeton. Dit ontleent zijn sterkte aan de toevoeging van andere granulaten, poeders en hulpstoffen. Granulaat heeft een grootte van maxi- maal acht millimeter. Poeder waarvan de deeltjes niet groter zijn dan drie millimeter vormen een andere belangrijke toevoeging. Verder wordt er min- der zand gebruikt. Dit wordt voor een deel vervangen door fijngemalen kwarts. De grootte van deze deeltjes is minder dan achthonderd microme- ter en daarmee aanzienlijk kleiner dan de gemiddelde zandkorrel die voor beton wordt gebruikt. De verhouding tussen grote en kleine deeltjes bepaalt de sterkte van het beton. In het algemeen geldt dat deze toeneemt, naarmate de deeltjes kleiner zijn. Doordat de gemiddelde omvang van de deeltjes in het beton kleiner is, is de oppervlakte van alle deeltjes samen groter. Daardoor ont- staat een grotere mate van binding tussen de deeltjes. Een andere nieuwe toevoeging bestaat uit staalvezels. Deze werken als wapening op microschaal. De brosheid van het beton neemt hierdoor af. Dit komt ten goede aan de treksterkte, die kan oplopen tot 50 N/mm2. Ook wordt de slijtvastheid groter door de toevoeging van de vezels. Een voor- deel van de staalvezels, is dat er in veel gevallen geen wapening hoeft te worden gebruikt. De toevoeging van staalvezels leidt wel tot een iets hoger gewicht. De soortelijke massa bedraagt ongeveer 2.800 kilo per kubieke meter. Dit kan echter ondervangen worden door het gebruik van kunststof vezels. Hierbij moeten we bedenken dat de kosten hiervan hoger kunnen uitvallen, zodat een afweging tussen kosten en gewicht noodzakelijk is. De toevoegingen maken UHSB niet alleen sterker, maar ook duurzamer. Wegens de hogere dichtheid zullen er minder snel scheurtjes ontstaan. Bovendien is het oppervlak gladder waardoor water minder kans heeft om in het beton te dringen. Verder zorgt de betere hechting van de deeltjes in het beton voor een grotere slijtvastheid. Weinig toegepast Ondanks de voordelen wordt UHSB in Nederland nog weinig toegepast. Minder dan in bijvoorbeeld Duitsland en Frankrijk. Er zijn momenteel drie factoren waarmee we dit kunnen verklaren. In de eerste plaats is er in Ne- derland nog weinig ervaring met UHSB. Dit hangt samen met de tweede factor, te weten het ontbreken van algemene ontwerpaanbevelingen en -voorschriften. Architecten en ontwerpers hebben het gevoel dat ze nog niet precies weten waar ze aan toe zijn. In de loop van volgend jaar worden de aanbevelingen en voorschriften beschikbaar. Dit zal de toepassing be- vorderen. In de derde plaats is UHSB duurder dan minder sterke soorten beton. Het kost rond de tweeduizend euro per kubieke meter. Doordat er minder van nodig is, lijkt het echter waarschijnlijk dat de hogere kosten in ieder geval voor een deel weg kunnen vallen tegen het lagere benodigde volume. Be- Ultrahogesterktebeton Maakt slankere constructies mogelijk Jan van den Berg Ultrahogesterktebeton is bezig aan een opmars. Het is duurder, maar er is minder van nodig. Daardoor zijn slankere constructies mogelijk. De toepassing in Nederland loopt nog wat achter, maar daar komt verandering in. MArcELVANKErcKHOVEN Titel 35 Artikel mogelijk, zoals twee voorbeelden laten zien. Bij een kantoorgebouw in Hel- mond zijn UHSB raamkaders toegepast met een aanzicht van 28 millime- ter oplopend tot 56 millimeter. Wapening is er niet gebruikt. Er zijn kunst- stof vezels toegepast. Een ander voorbeeld is een folly op het terrein van Sanatorium Zonnestraal in Hilversum (zie afbeeldingen). De Betonvereniging en sommige van haar leden hebben deze geschonken ter gelegenheid van haar 75-jarige be- staan, onder andere om de mogelijkheden van UHSB te benadrukken. Het betreft een luifel van acht meter in het vierkant, die door ??n kolom wordt gedragen. De kolom is van staal, terwijl de luifel uit geprefabriceerde beton- nen delen is geconstrueerd. Wellicht zal de folly in de toekomst worden gezien als een monument voor het nieuwe materiaal. Net zoals Sanatorium Zonnestraal nu wordt gezien als een monument van het moderne bouwen ten tijde van de bouw tachtig jaar geleden. langrijk is voorts dat de onderhoudskosten van UHSB lager zijn wegens de grotere duurzaamheid. Verdere ontwikkeling van UHSB kan de kosten omlaag brengen. Zo is nog niet precies bekend hoeveel staalvezels toegevoegd moeten worden om de gewenste (trek)sterkte te krijgen. Naar verwachting kan minder staal volstaan, als er meer ervaring is opgedaan met het beton. Betonstorters Behalve ontwerpers moeten ook de betonstorters ervaring opdoen met UHSB. Het materiaal kan op het eerste gezicht behoorlijk vloeibaar lijken, maar schijn bedriegt. Wegens het grote bestanddeel fijne vulstoffen is het vloeibare UHSB van zichzelf behoorlijk taai. Het wordt alleen vloeibaar als er veel energie wordt toegevoegd. Er zijn tijdens het storten dus trilnaalden nodig. De werking hiervan is echter beperkt, omdat de trillingen snel dem- pen. Het is dus zaak de trilnaalden overal in het gestorte mengsel te ge- bruiken. Hierdoor zal het storten wat langer duren dan bij traditioneel be- ton, maar hier staat tegenover dat UHSB sneller een hoge sterkte bereikt. Daardoor kan de bekisting eerder worden verwijderd, wat dus ten goede komt aan een kortere bouwtijd. UHSB zal wegens de hogere kosten niet overal toegepast gaan worden. De hogere kosten rechtvaardigen het gebruik voor constructiedelen die een hoge belasting moeten weerstaan. Dit zijn bijvoorbeeld kolommen, dragers en liggers voor gebouwen en bruggen en buizen voor persleidin- gen en damwanden. Daarnaast is de slijtvastheid een belangrijk argument om het te gebruiken voor bijvoorbeeld brugdekken. rijkswaterstaat heeft hier al voor gekozen bij de renovatie van enkele bruggen. Daarnaast zijn er toepassingen bij prefabricage. We kunnen denken aan dunne wandele- menten en verloren bekistingen. UHSB biedt niet alleen voordelen op technisch vlak. Ook in esthetisch op- zicht is er veel voor dit materiaal te zeggen. Er zijn slankere constructies Steeds sterker beton De druksterkte van traditioneel beton bedraagt tussen de 20 en 60 N/mm2. We spreken over hogesterktebeton als deze waarde tussen de 60 en 120 N/mm2 ligt. Ultrahogesterktebeton is nog een stuk sterker met waarden tussen de 120 en 200 N/mm2. De trek- sterkte kan oplopen tot 50 N/mm2. Het einde van de ontwikkeling van UHSB is nog lang niet in zicht. In laboratoria wordt beton getest met druksterktes tot 800 N/mm2. MArcELVANKErcKHOVEN