Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531 juli/augustus 1977BetonstaalEen goed huwelijk is zelden gebaseerd opéén eigenschap van de partners, die weder-zijds wordt gewaardeerd. Meestal komt er vooreen huwelijk meer kijken.Het goede huwelijk tussen staal en beton is danook gebaseerd op een gelukkige combinatievan eigenschappen van beide materialen.Een combinatie, die er voor zorgt dat er eenander materiaal door ontstaat metmeer mogelijkheden dan met deuitgangsmaterialen alleen.Het zwakke punt van ongewapend beton isimmers dat het weinig treksterkte bezit en daar-door maar weinig trekspanningen kan opnemen.Een op buiging belaste ongewapende balk zaldan ook bij een relatief geringe belastingal bezwijken. Dat bezwijken wordt ingeleid doorscheuren aan de onderzijde van de balk. Doorhet aanbrengen van wapening in deze trek-zone kan de draagkracht enorm toenemen. Hetstaal neemt de trekspanningen op, terwijlhet beton de aan de bovenkant van de balkoptredende drukspanningen opneemt.De samenwerking tussen beton en staal isvoorts gebaseerd op:· de goede hechting tussen beton en staal;· de vrijwel gelijke uitzettingscoëfficiënt vanbeton en staal, waardoor ook de vormverande-ringen bij temperatuurwisselingen gelijke tredhouden;· de bescherming van de wapening tegenroesten.1Van de twee partners in het huwelijk krijgt hetbeton veelal de meeste aandacht. Dit is niethelemaal terecht, want een aantal onderdelenvan de staaltechnologie is van wezenlijk belangvoor de betonpraktijk. Vooral het herkennenvan staalsoorten, de eigenschappen van hetstaal en de controle daarop zijn van dagelijksterugkerend belang.In november 1976 is een tweede ontwerp vanNEN 6008 'Staal voor gewapend beton' ver-schenen. De meeste gegevens uit dit nummervan BETON/EK zijn aan deze norm ontleend.Soorten wapeningWapening wordt voornamelijk toegepast inde vorrn van gladde of geprofileerde staven,draden en in de vorm van gepuntlaste wape-ningsnetten. Naast betonstaal voor gewapendbetonconstructies wordt voorspanstaal voorvoorgespannen betonconstructies gebruikt.Betonstaal is tevens in geprofileerde vormverkrijgbaar. Het doel van de profilering is dehechting tussen beton en staal te verbeteren.De profilering is in het staal aangebracht inde vorm van langsribben en dwarsribben of inde vorm van schroefsgewijs lopende ribben.Belangrijk is ook de wijze waarop het staalwordt nabehandeld. Daarbij wordt onderscheidgemaakt tussen warmgewalst of koudvervormdstaal. Hierop zal wat dieper worden ingegaanbij het bespreken van de eigenschappen vanbetonstaal.De diameter van betonstaal kan worden ge-kozen tussen 6 en 40 mmo De voorkeurreeks,die ter wille van het beperken van het aantaltoegepaste diameters wordt aanbevolen, omvatde diameters 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32 en40 mrn.Omdat geprofileerd staal door de bewerkingvaak de ronde diameter kwijtgeraakt is, kan1o-e-äieqrem voor betonsteel; na het vloeienven het staal kan de spanning nog toenemen,echter meteen veel sterkere vervorming ,...cvervormingtot breuk wordt belast. Een typerende vorm vaneen u-e-diagram is weergegeven in figuur 1.Hieruit blijkt dat de vervorming van de staafbij het opbouwen van de belasting gelijkmatigtoeneemt totdat de staaf gaat vloeien. Na hetpasseren van deze vloeigrens neemtspanning weer toe, maar nu met sterk toe-genomen vervorming, tot breuk.StaalkwaliteitenDe kwaliteit van betonstaal wordt aangegevendoor een getal, gecombineerd met een letter-combinatie, die aangeeft welke wijze vanvervaardigen is toegepast. Het getal geeft deminimaal vereiste vloei- of rekgrens van hetstaal aan in N/mm2· De staal kwaliteiten wordenals volgt ingedeeld:· normaal warmgewalst beton-staal - FeB 220 HW· hoogwaardig warmgewalstbetonstaal - FeB 400 HW- FeB 500 HW· hoogwaardigkoudvervormdbetonstaal - FeB 400 HK- FeB500HKDe lettercombinatie (HW, HK) heeft de volgendebetekenis:· HW = warmgewalst bestonstaal ;· HK = koudvervormd betonstaal.De betekenis van de getallen is in onderstaandetabel aangegevenmen moeilijk over diameter spreken. Dit begripis bij geprofileerd staal vervangen door dezogenaamde kenmiddellijn, dat is de middel-lijn van een denkbeeldige staaf met een zelfdelengte en inhoud als de geprofileerde staaf.Gepuntlaste wapeningsnetten zijn in de fabrieksamengesteld uit langs- en dwarsstaven, dieook als hoofd- en verdeelwapening dienstkunnen doen. De netten worden vervaardigdvan hoogwaardig staal (FeB 500). De ken-middellijn van de staven kan variëren van 4 tot14 mmoEigenschappenKenmerkende eigenschappen van betonstaalzijn:· de treksterkte. Deze kan worden bepaaldaan de hand van een trekproef· de vloeigrens of rekgrens. Dit is de belastingwaarbij het staal gaat vloeien. Bij vrijwel ge-lijkblijvende belasting treedt daardoor eensterke vervorming op;· de breukrek. Dit is de rek op het momentvan breuk bij de trekproef;· de taaiheid. Deze wordt beoordeeld aan dehand van een buigproef op het staal;· het verouderingsgedrag. Hierover krijgt menmeer informatie door het staal meermalen tebuigen, de verouderingsterugbuigproet.Voorts is ook het koolstofgehalte van het staalbelangrijk, omdat onder meer de lasbaarheldvan het staal hiermee samenhangt.Een aantal eigenschappen van betonstaal isaf te leiden :uit het zogenaamde sigma-epsilondiagram, waarin het verband tussenspanning (u) en vervorming is aangegeven.De gegevens voor het opzetten van eendergelijk diagram verkrijgt men door het uit-voeren van een trekproef, waarbij een staaf2staalkwaliteitFeB 220FeB 400FeB 500karakteristiekevloeigrensrekgrens inN/mm2220400500karakteristieketreksterkteinN/mm2340500550ribafstandWarmgewalst geribd betonstaal FeB 400 HWI I.. torderingsgraad : 8 à 12Getordeerd geribd betonstaal FeB 400 HKWarmgewalst geribd betonstaal FeB 500 HWI. ctorderingsgraad 8Getordeerd geribd betonstaal FeB 500 HK2Herkenning van betonstaal: verschillendevoorbeelden van profilering (figuur ontleendaan deel 1 van de GTB 1974, uitgaveBetonvereniging, Zoetermeer)33Vlechten van een balkwapeningWarmgewalst betonstaalFeB 400 kan ookin een lasbare toestand met een gegarandeerdlager koolstofgehaltedan worden ge-leverd. Het staal krijgt dan de aanduidingFeB 400 HWL.Betonstaal voor gepuntlaste wapeningsnettenmoet altijd in lasbare toestand worden geleverd.Daarom is ook bij deze staalsoort het maximumkoolstofgehalte op De aan-duiding van de staalkwaliteit voor gepuntlastewapeningsnetten is:· FeB 500 HWN bij warmgewalst betonstaal en· FeB 500 HKN bij koudvervormd betonstaat.4o-e-dieçrem voor koudvervormd betonsteel.in vergelijking met warmgewalst betonstaal(gestippeld)Wapeningsnetten worden dus maar in éénstaalkwaliteit geleverd.Normaal betonstaal (FeB 220) wordt alleenglad geleverd, de hoogwaardige staalsoorten(FeB 400 en 500) dienen altijd te zijn voorzienvan een profilering. Dit maakt het makkelijkonderscheid te maken tussen normaal enhoogwaardig staal. Het doel van de profileringbij hoogwaardig staal is het verbeteren vande aanhechting tussen beton en staal. Dit isvan belang omdat de optredende spanningenbij hoogwaardig staal groter zijn.Warmgewalst betonstaal volgt bij de trekproefhet in figuur 1 aangegeven e-s-dlaqram. Koud-vervormd betonstaal wordt vervaardigd uithoogwaardig warmgewalst betonstaal door ditstaal koud te trekken, te torderen of te walsen.Door deze bewerking verbeteren de eigen-schappen, wat tot uiting komt in het in figuur 4getekende u-e-diagram. Ter vergelijking is hetdiagram van figuur 1 ook in figuur 4 aan-gegeven. HK-staal haalt na het passeren van devloeigrens van HW-staal bij een zelfde ver-vorming een veel hogere treksterkte. De ver-eiste karakteristieke treksterkte van beidestaalsoorten ligt weliswaar op hetzelfde niveau,4HK _--__.-vervorming5Laswerkzaamheden aan een wapenings-constructiemaar de vervorming is bij HK-staal aanzienlijkgeringer.Bij langdurig verwarmen van HK-staal, zoalsbij lassen kan voorkomen, bestaat het gevaardat de eigenschappen van het staal ter plaatseweer teruglopen tot de oorspronkelijke eigen-schappen van het HW-staal. Bij het lassen isdaarom grote voorzichtigheid geboden. Ookhet lassen van warmgewalst betonstaal isoverigens aan beperkingen onderhevig. Dooreen CUR-commissie is een uitvoerig onder-zoek verricht naar de lasbaarheid van beton-staal, omdat in vlechtcentrales, op beton-fabrieken en op bouwwerken steeds meer metlasverbindingen wordt gewerkt. Voor deresultaten van dit onderzoek, speciaal gericht5op overlap- en stompe lasverbindingen, wordtverwezen naar CUR-rappbrt 72.In de Voorschriften Beton 1974, deel A, art.801.2.3 en 801.2.4, wordt bepaald dat zowel delasser als de opzichter een bepaalde vak-bekwaamheid oplasgebied dienen te bezitten.Nu zijn er in Nederland veel vakbekwamelassers, maar deze werken voornamelijk instaalverwerkende bedrijven en nauwelijks inde betonbouw. Daarom zijn cursussen ge-organiseerd door de Betonvereniging, :insamenwerking met het Metaalinstituut TNO,het Nederlands Lasinstituut en het Opleidings-instituut AVAL. De cursussen voor lassers(hechtlassen en verbindingslassen) zullenworden gegeven bij AVAL te Rotterdam; decursussen voor het toezichthoudend personeelbij het Metaalinstituut TNO te Apeldoorn.Norm betonstaalIn november 1976 verscheen de ontwerpnormNEN 6008 'Staal voor gewapend beton'. Ditontwerp was reeds eerder, namelijk in oktober1975, gepubliceerd, maar al spoedig bleek datmeer aansluiting bij de Voorschriften Beton 1974gewenst was. De normcommissie beslootdaarom het oorspronkelijk concept te herzien.In deze norm wordt onder meer aandachtbesteed aan de tasbaarheld. de vorm en profi-lering en de keuring van betonstaal. In ditlaatste uitvoerige onderdeel wordt ingegaanop de doorlopende keuring met certificaat enop de partijkeuring.In een volgende aflevering zal op deze as-pecten nader worden ingegaan.Aanbevolen literatuur· Grafieken en tabellenboek (GTB 1974),deel 1 en 2, uitgave Betonvereniglnq,ZoetermeerCUR-rapport 72 'Lasbaarheid betonstaal',uitgave Betonvereniging, Zoetermeer· 'Goed betonwerk', uitgave Betonvereniging,Zoetermeer· NEN 6008 'Betonstaal voor gewapend beton',uitgave Nederlands Normalisatie-instituut,Rijswijk (ZH)6