Kunststof beton composieten

Onderzoeksproject (afgerond) - In de gebouwde omgeving is beton hét constructiemateriaal met het minste omkijken na realisatie. Gewapend beton is een composiet (materiaal dat is opgebouwd uit verschillende componenten). In dit onderzoek wordt bekeken in hoeverre kunststof in combinatie met beton meerwaarde kan bieden.

Vermoeiingsproblematiek van orthotrope stalen brugdekken 

Sinds 1997 is binnen Nederland aandacht gekomen voor de vermoeiingsproblematiek van orthotrope stalen brugdekken. Dit naar aanleiding van een inspectie van de tweede van Brienenoordbrug, waarbij er verschillende vermoeiingsscheuren werden ontdekt in dekplaat en trogvormige dekplaatverstijvingen. Om veelvuldige verkeershinder door inspecties en reparaties te voorkomen moeten scheuren in alle vaak belaste stalen bruggen worden voorkomen. De huidige oplossing is een hoge sterkte beton (HSB) overlaging.

Sandwichconstructie van vezel versterkte kunststof en een kern van beton

Het doel van het onderzoek was de haalbaarheid van een alternatieve oplossing voor de vermoeiingsproblemen te onderzoeken: sandwichconstructie bestaande uit schuimkern en een glasvezel versterkte kunststof (GVK) onderflens in plaats van de stalen troggen. Ten opzichte van HSB overlaging, biedt de GVK sandwich onderlaging verschillende voordelen:

  • Lichtere constructie: met name gunstig bij beweegbare bruggen
  • Wordt onder de brug aangebracht: minder verkeershinder bij renovatie
  • Geen ophoging van de landhoofden: minder raakvlak aanpassingen. 

Rijkwaterstaat schrijft voor dat een brugdek een vallende lading met een zekere valenergie zonder schade op moet kunnen nemen.

Resultaten

Experimenten laten zien dat bij voorgeschreven impact op de stalen dekplaat geen onthechting ontstaat tussen dekplaat en sandwichkern, mits er geen vezels worden toegepast in de lijmlaag. Aanvullende experimenten laten zien dat met vacuüm infusie van lijm boven het hoofd (van onder af) een volledige benatting onder een dekplaat kan worden verkregen zonder flowmedium/vezels te gebruiken. 

De resultaten van een engineeringscase laten zien dat een GVK sandwichconstructie alle overige bezwijkmechanismen lijkt te kunnen weerstaan. Voor een beweegbare brug case is een beknopt uitvoeringsplan opgesteld. Aan de hand daarvan is een kostenraming opgesteld voor zowel directe als indirecte kosten.  De GVK sandwich onderlaging lijkt zowel een technisch haalbare als een economisch gunstige oplossing te kunnen vormen voor beweegbare stalen brugdekken met vermoeiingsproblemen.

Download het artikel over Civiele Techniek
Download het artikel over Kunststof Rubber composiet

Green PAC

Logo Green PACDit project is een onderzoek van Green PAC, Centre of Expertise Smart Polymeric Materials. Green PAC is een initiatief van NHL Stenden en Windesheim en is een open innovatiecentrum voor (groene) kunststoffen, vezels en composieten, waar ‘businessdriven’ kennisontwikkeling wordt opgestart en gefaciliteerd.

Lees meer over het onderzoeksproject en het Centre of Expertise op de website van Green PAC

Soort Kwalitatief
Opdrachtgever GreenPAC
Partners DSM, Fiberneering Technology Development B.V., Witteveen + Bos, Mobilis TBI
Status Afgerond