Een maandelijkse Uitgave van deVereniging Nederlandse Cementindustriepostbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenbosch maart 1987Bouwen met ongewapendbetonBij het toepassen van bouwmaterialen wordt nuttiggebruik gemaakt van de sterke kanten van hetmateriaal, terwijl de zwakkere kanten zoveelmogelijk in het ontwerp worden verdisconteerd. Zoook bij beton. In afwijking van wat gebruikelijk is,zullen we om te beginnen de zwakkere kanten vanongewapend beton noemen.In BETON/EK 7/11 hebben we kunnen lezen datbeton een steenachtig materiaal is dat door zijnheterogene samenstelling een relatief lage trek-sterkte heeft vergeleken met de druksterkte.Verder weten we dat beton bij uitdroging enigszinskrimpt. Het gevolg van beide eigenschappen is dathet bij belemmering van deze krimp trekspan-ningen opbouwt, die spoedig de beschikbaretreksterkte zullen overschrijden, met scheur-vorming als gevolg. Bij toepassingen van beton zalmet deze minder gunstige materiaaleigen-schappen rekening moeten worden gehouden.Maar dan nu de sterke kanten. Beton is duurzaam,dat wil zeggen goed bestand tegen invloeden vanweer en wind en verder goed bestand tegenaantasting van mechanische en chemische aard,wat voor veel toepassingen weer zeer interessantis. Bovendien is het vormvast en stijf, waardoor hetonder langdurige belastingen weinig vervormt. Enwellicht het belangrijkste pluspunt van beton alsbouwmateriaal is: het is betrekkelijk goedkoop.Op plaatsen in de constructie waar hoge trekspan-ningen optreden, is versterking van het beton metbehulp van wapening noodzakelijk.Toepassen van wapeningsstaal brengt echterextra kosten met zich mee en maakt de uitvoeringgecompliceerder. Ongewapend beton is het meesteenvoudig en goedkoop. In het streven naargoedkope bouwmethoden is het dus zaak zodanigte construeren dat, waar mogelijk, in ongewapendbeton kan worden gebouwd.Toepassingen van ongewapend beton liggen inconstructievormen waar de trekspanningen alsgevolg van belasting en krimp beperkt blijven.Deze constructievormen komen voor in:- de wegenbouw voor de aanleg van fietspaden,autowegen, vliegvelden en bedrijfsterreinen;- de waterbouw bij de aanleg van dijk- enoeverbekledingen;- de woning- en utiliteitsbouw voor de bouw vanwanden en de aanleg van bedrijfsvloeren;In deze aflevering van BETON/EKwordt bekekenonder welke omstandigheden ongewapend betonmet succes kan worden toegepast en welkemaatregelen eventueel nodig zijn om het probleemvan scheurvorming te beheersen.Hierbij maken we een onderscheid tussen geprefa-briceerd en ter plaatse gestort beton.GEPREFABRICEERDIn de betonwarenindustrie worden talloze bouwele-mentengemaakt van ongewapend beton. Het gaatdan voornamelijk om kleinere elementen (tegels,blokken, stenen, buizen, dakpannen etc.). Voorgrotere elementen is al gauw een zogenaamdetransportwapening nodig, omdat anders tijdens deverschillende stadia van transport en montageontoelaatbaar hoge trekspanningen in het elementkunnen ontstaan.1Metselwerk van betonstenen. De uitdrogingskrimp speeltgeen rol meer. Wel zijn nog maatregelen nodig om detrekspanning tengevolge van temperatuurveranderingente beperken; dilatatievoegen zijn nodig om de 6 à 10 m,afhankelijk van de steen- ofblokvormStenen en tegels voor bestratingenBij de aanleg van wegen en bedrijfsterreinen ofandersoortige bestratingen wordt gekozen voorstenen of tegels als de ondergrond gevoelig is voorzettingen. Een bestrating van kleinere elementenkan eventuele vervormingen van de ondergrondvolgen zonder dat schade optreedt. De trekspan-ningenin de stenen of tegels blijven dan gering enzullen niet tot breuk leiden. Ook als sprake is vaneen tijdelijke bestrating of een bestrating bovenleidingen die bereikbaar moeten blijven, zijn zulkeprodukten van ongewapend beton de aangewezenweg.Stenen en blokken voor wandenStenen en blokken van ongewapend beton kunnenals metselwerk worden gestapeld tot wandcon-structies. Daardoor ontstaat alsnog een monolieteconstructie. De uitdrogingskrimp van de beton-elementen is dan grotendeels achter de rug, zodatdaardoor geen trekspanningen meer zijn tevrezen. Wat dan nog wel een rol speelt zijntrekspanningendiekunnen ontstaan tengevolgevan temperatuurverschillen in de constructie.Ook zogenaamde opgelegde vormveranderingen(bijvoorbeeld ten gevolge van zettingen van defundering of doorbuiging of verlenging/verkortingvan in de wand opgenomen constructiedelen) zijneen potentiële bron van trekspanningen en dusscheurvorming in een wand van gemetselde2betonstenen of -blokken. (Dit geldt overigens vooralle metselwerk.)In het ontwerpstadium moeten al zulke belasting-situaties worden overdacht om vervolgensafdoende maatregelen te treffen dat geen scheur-vorming zal optreden. Bijvoorbeeld door hetmaken van dilatatievoegen en het toepassen van'glijdende' opleggingen voor lateien e.d. (bijv. doorgebruik van oplegvilt).TER PLAATSE GESTORTIn de ter plaatse gestorte vorm komt ongewapendbeton vooral in aanmerking voor de aanleg vanwegen, dijk- en oeverbekledingen, bedrijfsvloerenen voor allerlei wandconstructiesin de woning-bouwen utiliteitsbouw (ook de agrarische sector).Het gaat daarbij steeds om plaatvormige construc-ties, zowel horizontale (wegen en vloeren) alsverticale (wanden).Wegen en vloerenAan wegen en vloeren worden vrijwel altijd eisengesteld ten aanzien van de bestandheid tegenaantasting van mechanische, chemische enfysische aard. Zeker voor verhardingen 'buiten' isde weerstand tegen invloeden van weer en wind,vorst en eventueel dooizouten van groot belang.Beton kan vrijwel altijd aan deze eisen voldoen.Enkele betontechnologische voorwaarden diedaartoe in acht moeten worden genomen, zijnbesproken in BETON/EK 7/7.Bij de keuze van een verharding spelen niet alleenbovengenoemde factoren mee; ook het gedragonder belasting is uiteraard bepalend. Beton iszeer vormvast, ongevoelig voor temperatuurveran-deringen en bij uitstek geschikt als verhardingwaarop geconcentreerde lasten van wielen,stellingpoten e.d. voorkomen.Toepassingen van ter plaatse gestorte, ongewa-pende betonverhardingen liggen bij vliegvelden,wegen en bedrijfsvloeren en wellicht in de nabijetoekomst ook dijk- en oeverbekledingen. De toe-nemende aandacht voor onderhoudskosten bij hetbeheer van wegen, heeft ertoe geleid dat delaatste jaren de toepassing van beton in dezesector sterk is toegenomen, niet alleen voor platte-landswegen, maar ook voor de grotere autowegen.Voor betonverhardingen op vliegvelden moetvoornamelijk worden gedacht aan platforms enbaankoppen, waar vliegtuigen kortere of langeretijd stilstaan. Zulke langdurige statische belas-tingen leiden bij plastische materialen, zoals asfalt,tot grote vervormingen. Om deze reden wordtveelal de voorkeur gegeven aan beton.In bedrijfsverhardingen komt ongewapend betonzowel binnen als buiten gebouwen voor, bijvoor-beeld opslagplaatsen.Dijk- en oeverbekledingenDe huidige techniek uit de betonwegenbouw kanmet enige aanpassingen worden ingezet voor hetaanbrengen van een doorgaande bekleding optaluds van dijken, voorzover deze boven waterliggen. Een dergelijke bekleding beschermt hetdijklichaam tegen 'golfaanvallen'. Op dit momentworden daarvoor nog andere constructies toege-past, zoals los-gezette stenen en blokken(voorheen natuursteen, tegenwoordig beton) ofzogenaamde blokkenmatten.Het ontwerpen van dijk- en oeverbekledingen islange tijd vooral een kwestie van praktijkervaringgeweest. De laatste jaren is veel studie verricht omtot een meer technisch-wetenschappelijke basishiervoor te komen. In datzelfde spoor zal dekomende tijd veel aandacht worden besteed aannieuwe materialen en technieken in de waterbouw,onder andere door de CUR. Doorgaande bekle-2Zagen van krimpvoegen in een wegverharding vanongewapend beton. Ten gevolge van de uitdrogings-krimp zullen onder de zaagsneden krimpscheurenoptreden. De scheurwijdte is zo gering, dat tussen degrensvlakken voldoende haakweerstand bestaat om eenvlak wegdek te garanderendingen van ter plaatse gestort beton zijn daarbijzeker aan de orde.Voor toepassingen onder water zijn nog verderetechnische ontwikkelingen nodig (zowel theore-tisch atspraktisch). Colloïdaal beton, dat speciaalis ontwikkeld om bij storten onder waterontmenging en uitspoeling te voorkomen, kanhierbij een grote rol gaan spelen.Maatregelen in verband met krimpGesloten verhardingen worden veelal in strokengestort, waarna op afstanden van maximaal 5 mdwarse krimpvoegen worden aangebracht(meestal d.m.v, een zaagsnede) om de verkor-tingen ten gevolge van uitdroging en temperatuurdaarin te concentreren. Als de trekspanningen tengevolge van de krimp te groot worden, zal debetonplaat scheuren ter plaatse van de zwakstedoorsnede, dat is onder de zaagsnede. Op dezewijze wordt de scheurvorming 'in juiste banen'geleid.Door de afstand tussen de krimpvoegen te beper-ken, zal descheurwijdte klein zijn. Hierdoor blijft ervoldoende wrijving of haakweerstand tussen degrensvlakken om ook ter plaatse van de krimp-voegeneen vlakke plaat (= rijcomfort) tebehouden.Vanaf een bepaalde wegbreedte (circa 5 rn)worden niet alleen dwarse krimpvoegen, maar ook33Storten van wanden voor een mestkeldereen of meer krimpvoegen in lengterichtingaangebracht.Bij bedrijfsvloeren wordt het beton ook wel als ééngrote plaat gestort. Als het verse beton voldoendeis opgesteven, wordt het oppervlak geschuurd.Voor het beïnvloeden van bepaalde eigenschap-pen van het oppervlak, zoals slijtvastheid, kunnendan tegelijkertijd speciale materialen (bijvoorbeeldcarborundumpoeder of staalschilfers) wordenverwerkt. Vervolgens wordt de vloer door hetaanbrengen van zaagsneden verdeeld in kleinerevelden.WandconstructiesWandconstructies in ter plaatse gestort ongewa-pend beton zijn een zeer economische bouwwijzeen kunnen worden toegepast voor wanden waarbeperkte horizontale krachten op worden uitge-oefend. Hierbij kan wordengedachtaan toepas-singen in de landbouw (mestkelders) en in dewoningbouw (woningscheidende wanden enbinnenwanden).LandbouwBij de bouw van stallen voor rundvee, varkens ofpluimvee moeten voorzieningen worden getroffenvoor de opslag van mest. In verband met denagestreefde besparing op arbeid bij hetuitmesten, wordt meestal gekozen voor het zgn.4mengmestsysteem, waarbij de mest wordtverwij-derd met spoelwater (via hoge-drukspuiten). Viaopeningen in de roostervloerenkomt de verdundemest terecht in de onder de stal gelegen kelder.Voor de bouw van deze kelders wordt in veelgevallen ongewapend beton gebruikt. De kelder-wanden dragen de stalvloer; de buitenwanden.worden bovendien belast door grond- en grond-waterdruk van buiten en vloeistofdruk van binnen.Dekelderwanden worden zodaniggedimen-sioneerd, dat ten gevolge van deze belastingen detoelaatbare trekspanning van ongewapend betonniet wordt overschreden. Bij een voor mestkeldersgebruikelijke hoogte van 1,50 m leidt dit tot eenwanddikte van 150 mm tot 250 mm, afhankelijkvan het niveau van het grondwater.Bij de opslag van mest ontstaan ten gevolge vanrottingsprocessen agressieve stoffen, zoalszwavelzuur. Beton voor deze toepassing moetdaarom voldoen aan de eisen voor milieuklasse5(a-d), volgens de VBT 1986. De mate van agressi-viteit is afhankelijk van de mestsoort, waarbij demest van pluimvee als het meest agressief bekendstaat. De maximale waler-cementfactor is dus inieder geval 0,55 of lager. De ontwerper zal opgrond hiervan meestal uitgaan van sterkteklasseB 25. Toepassing van een sulfaatbestand cementis gewenst.Naast de eisen ten aanzien van sterkte enduurzaamheid van de constructie, zijn er eisendie verband houden met milieubescherming.De kelder moet 'mestdicht' zijn. Voor ongewapendbeton betekent dit dat geen 'wilde scheuren'mogen optreden. Gezien de vaak grote lengtenvan mestkelders (60 m is geen uitzondering) moe-ten daarom maatregelen worden genomen.Krimpvoegen kunnen op een eenvoudige methodeworden gemaakt, bijvoorbeeld door om de 5 m4-5Bouw van een stallencomplex met meetkelders.Door toepassing van ongewapend beton voor dedragende wanden is de uitvoering eenvoudig engoedkoop. Krimpvoegen in de lange buitenwandenkunnen op eenvoudigen wijze worden gerealiseerd doorom de circa 5 m verticale latjes in de bekisting op tenemenlatjes verticaal in de bekisting op te nemen. Descheurtjes die dan later optreden ter plaatse vandeze krimpvoegen, hebben dan een zo geringewijdte dat in de praktijk snel dichtslibbing optreedten de kelder 'mestdicht' is.Afhankelijk van de lengte en de vorm van de kelderkunnen eventueel dilatatievoegen en/of plaatselijkenige wapening nodig zijn.De belangrijkste betontechnologische maatregelter beperking van de uitdrogingskrimp is de keuzevoor een lage water-cementfactor, of in feite eenzo laag mogelijk watergehalte.566-9Casco's voor sociale woningbouw. Indien de stabiliteit inde lengterichting van het woningblok wordt ontleend aandwarswanden of de spouwbladen, kunnen de woning-scheidende wanden in ongewapend beton wordenuitgevoerdWoningbouwDe woningbouw, en dan vooral de sociale woning-bouw, wordt gekenmerkt door eenvoudige dragen-de constructies (wanden en vloeren) met een hogemate van repetitie. In verband met de noodzaakeen zo laag mogelijke kostprijs te realiseren, ligthet voor de hand te bezien in hoeverre ongewa-pend beton tegemoet komt aan de verschillendeconstructieve en functionele eisen voor woningen.Indien de stabiliteit in de lengterichting van eenblok woningen niet wordt ontleend aan de stijfheidvan het knooppunt van wanden en vloeren is hetkrachtenspel in de dragende wanden simpel: erkomen vrijwel uitsluitend drukkrachten in de wandvoor. Een geschikte toepassing dus voor ongewa-pend beton.Aan woningscheidende wanden worden echterook eisen gesteld wat betreft geluidsisolatie. Ditbetekent dat scheurvorming in principe nietaanvaardbaar is. Beton kan door z'n grote massaeen prima isolator van geluid zijn. Een betrekkelijkkleine opening doet de isolatie echter grotendeelsteniet. Dankzij het ruwe, grillige oppervlak van degrensvlakken van een scheur in beton, zal nietieder scheurtje een geluidlek zijn. De qeluids-golvenzuIlen bij een scheurwijdte van bijv. 0,1 mmdoor de talloze reflecties zo worden afgezwakt, datze het menselijk oor aan de andere zijde van dewand niet meer bereiken.Toch kunnen maatregelen nodig zijn omongewenste scheurvorming te voorkomen. Als eenwand wordt gestort op een al verharde vloer, wordtdekrimpverkorting in deze aansluiting verhinderd.Bij een wandlengte van circa 9 m (een gebruike-lijke woningdiepte) kan dit tot zichtbare scheur-vorming leiden. Bepalend voor de mate van krimpen dus van het risico van scheurvorming zijn dewater-cementfactor (of meer precies: het water-Foto's: Bob de Ruiter, Peter Blok e.a.gehalte) en het temperatuurverloop c.q, de tempe-ratuurverschillen in de wand tijdens de verharding.Vooral op het moment van ontkisten kan een ware'temperatuurschok' optreden, als de geïsoleerdebekisting wordt verwijderd en het beton wordtblootgesteld aan koude buitenlucht.In de zgn. koude gietbouw, waarbij door hetgebruik van geprefabriceerde vloerplaten dewanden en vloeren onafhankelijk worden gepro-duceerd, wordt geen versnelde verharding toege-past, waardoor de betontemperatuur op hetmoment van ontkisten niet veel hoger is dan deomgevingstemperatuur. Dit is een gunstigeomstandigheid in het streven naar 'scheurvrije'wanden yan ongewapend beton.Naast het voorkomen van temperatuurschokken inverhardend beton moeten ook grote temperatuur-verschillen tussen constructiedelen wordenvermeden. Er moet dus een optimum wordengezocht tussen de vraag naar hogere tempera-turen voor een snelle sterkteontwikkeling en denoodzaak trekspanningen ten gevolge van tempe-ratuurverschillen beperken.BesluitIn deze en een vorige uitgave (7/11) vanBETON/EK is aandacht besteed aan eigen-schappen van ongewapend beton als bouwma-teriaal voor dragende constructies.Ongewapend beton is een goedkoop en eenvoudigte verwerken bouwmateriaal, dat zich bij uitstekleent voor constructies die overwegend op drukworden belast. In het ontwerp en in de uitvoeringzal men zich terdege rekenschap moeten gevenvan de beperkte treksterkte en de onvermijdelijkekrimp in de fase van de verharding.Goed ontworpen en uitgevoerde constructies inongewapend beton zullen gedurende een langelevensduur hun dragende en beschermendefunctie kunnen vervullen.7BETONlEK verschijnt 10 x per jaar.Abonnementsprijzen per jaar, inclusief verzamelbandvoor 3 jaargangen (incl. 6% BTW):Nederland, Nederlandse Anti lIen, België f 18,50overige landen f 29,ISSN 0166-137x8administratie:postbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenboschtelefoon (073) 401231Abonnementen lopen per kalenderjaar. Aan het eindvan een kalenderjaar wordt het abonnement auto-matisch verlengd, tenzij het abonnement vóór1 december schriftelijk wordt opgezegd.