Noodzaak controle scheurvorming beton

Heeft men de benodigde wapening bij een betonconstructie bepaald om belasting op te kunnen nemen, dan dient de mate van scheurvorming te worden bepaald. Het vormt een belangrijke controle bij milieuklassen, waarbij het beton en nog belangrijker het wapeningsstaal door omgevingsinvloeden kan worden aangetast. Waarom is controle van de scheurvorming beton noodzakelijk en hoeveel mag het beton per milieuklasse scheuren?

Controle scheurvorming beton

• Wanneer komt het voor?
• Milieuklasse en scheurvorming beton
• Diametereis
• Maximale hart op hart afstand
• Een voorbeeld

Wanneer komt het voor?

Scheurvorming van beton is een compleet normaal fenomeen. We hebben het dan niet over gescheurd beton zoals dat bij falende constructies zichtbaar is, echter het is de mate van openheid van het beton ten gevolge van de gebruiksbelasting. Het beton gaat daardoor een fractie van een millimeter openstaan. Inwendig wordt de momentbelasting door het beton via de inwendige hefboomsarm ontbonden in een betondrukvlak en een betonstaaltrekkracht. Het staal neemt die trekkracht op, echter om dat te realiseren kan het beton door enige vervorming van het staal verbuigen. Daardoor kunnen minieme scheuren ontstaan. Let wel dat het deel van het buiten gelegen beton geen functie binnen de drukzone heeft echter dient ter inkapseling en ter bescherming van het aanwezige betonstaal. Die scheurvorming mag niet groter zijn dan een bepaalde mate om bescherming te bieden tegen invloeden van buitenaf.

Milieuklasse en scheurvorming beton

Indien een betonbalk in een meer agressief milieu wordt toegepast des te kleiner mag de scheurvorming zijn. Er wordt gesteld dat bij milieuklasse:

• XC1 die scheur niet meer mag zijn dan 0,4 mm;
• XC2 mag het niet meer dan 0,3 mm;
• XC3 en meer mag het niet meer dan 0,2 mm zijn.

Let wel naarmate men in een hogere milieuklasse betonwapening toepast dient een hogere dekking aangehouden te worden. Oftewel er is sprake van een dubbel veiligheid aangaande de kans dat er indringing optreedt. Omdat het zeer onzeker is hoe het beton in bepaalde situaties gaat reageren door temperatuur, krimp, materiaalvariaties, betondekking en trekkrachten wordt deze scheurwijdte niet rechtstreeks gecontroleerd. Men moet echter aan één van twee andere rekenregels voldoen om er zeker van de zijn dat de scheurwijdte de voorgestelde eisen niet overschrijden. Met moet voldoen aan de eisen aangaande de diameter of aan de eisen van de maximale hart op hart afstand van de staven.

Diametereis

In de gebruikstoestand wordt de wapeningsstaaf belast op een representatieve belasting, echter de wapeningshoeveelheid is bepaald op basis van de rekenbelasting. Afhankelijk van de veiligheidsklasse kan de rekenspanning worden teruggerekend naar de representatieve spanning door:

• veiligheidsklasse 2: σ;s = (q;p+q;var)/(1,2*q;p+1,50*q;var)*fs;
• veiligheidsklasse 3:σ;s = (q;p+q;var)/(1,2*q;p+1,65*q;var)*fs.

Voor de diametereis wordt het volgende gesteld dat Фkm =< aan onderstaande voorwaarden moet voldoen;


Indien de werkelijke dekking groter is dan de voorgeschreven dekking dan mag voorgaande worden vermenigvuldigd met: [dekking;toegepast/dekking;vereist] met een maximum van 2.

Maximale hart op hart afstand

Een tweede eis gaat over de maximale afstand tussen de staven. Normaal wordt een betonnen balk bijvoorbeeld middels een aantal staven (#st) afgewapend bij een bepaalde breedte (b) van die balk. Die verhouding (b/#st) mag niet groter zijn dat de volgende aangegeven hart op hart afstanden (s):


Indien de werkelijke dekking groter is dan de voorgeschreven dekking dan mag voorgaande worden vermenigvuldigd met: √[dekking;toegepast/dekking;vereist] met een maximum van √2.

Een voorbeeld

Stel je voor dat een kesp (XC2) een belasting van Frep = 950 kN met Fd = 1285 kN moet afdragen naar palen hart op hart 1000 mm en een balkdoorsnede bxh = 400 mm * 600 mm (z=0,2*1000+0,4*600= 440 mm) geldt het volgende:

• Md = 0,25*1285*1,00 = 321,3 kNm;
• As;ben = 321.300.000/(435*440) = 1678 mm2;
• As;toepassen = 4 rond 20 + 1 rond 25 = 1748 mm2;
• σ;s = 950/1285 * 1678/1748 * 435 = 309 kNm.

Hierbij geldt het volgende aangaande scheurvormingseisen:

• Ф;mk =< 3750/309 = 12 mm. Er is een combinatie van rond 20 met rond 25 toegepast dus voldoet niet;
• s;max =< 75.000/309 – 130 = 112 mm;
• s;aanwezig = 400 / 5 = 80 mm < s;max.

Omdat aan één van beide eisen moet worden voldaan, voldoet de scheurvormingseis hier. Het betekent dat het beton beperkte scheurvorming zal vertonen, echter minder is dan de maximale 0,3 mm voor XC2. Dat betekent dat de aanwezige wapening gedurende de levensduur van het gebouw onaangetast zal blijven.

Lees verder

• Hoe wordt een gewapende betonnen kesp doorgerekend?
• Hoe wordt drukwapening in betonconstructies berekend?
• De plaats van wapening in een betonbalk
• Hoeveel wapening (wapeningspercentage) mag er in beton?
• Hoe reken je een betonnen balk door?