STUBECO HERZIET STUDIER APPORT 'INGELIJMDE STAVEN ALS STEK WAPENING' Hoe diep moet een wapeningsstaaf worden ingelijmd? Deze vraag wordt vaak gesteld. Maar op voorhand is daar geen zinnig antwoord op te geven; het is van te veel factoren afhankelijk. Over die factoren en over de aspecten waarmee in de uitvoering rekening moet worden gehouden, heeft Stubeco een studierapport gepubliceerd. Meer inzicht in ingelijmde wapening STUDIER APPORT Stubeco heeft begin 2020 het studierapport 'Ingelijmde staven als stekwapening' uitge- bracht. Dit rapport is een herziening van een eerdere versie uit 2003, dat weer een vervolg was op een rapport uit 1986. Er is de laatste tijd veel veranderd op het gebied van normen, voorschriften, toepas- singen en ervaringen met ingelijmde wape- ning. Dat was voor Stubeco aanleiding voor een kritische herziening van het eerder ver- schenen rapport. Het hoofddoel van het nieuwe rapport is het onderwerp weer duide- lijk in kaart te brengen, de laatste stand der techniek en normering te verwerken en de mogelijkheden beter onder de aandacht te brengen. De herziening is uitgevoerd door Studiecel B06-2. Zitting in deze cel hadden: ? Marjan Vos-Pols (Hilti Nederland B.V.) ? voorzitter ? Rob Cornelis (Hakron Nunspeet B.V.) ? mentor vanuit Stubeco ? Fred Gast ? secretaris ? Gerard van den Berg (Mobilis / TBI) ? Nick Nass (Mobilis / TBI) ? Frans Jansen (B+BTec B.V.) ? Fabian de Vos (Hilti Nederland B.V.) Het rapport (? g. 2) is gratis beschikbaar op www.stubeco.nl Ingelijmde staven als stekwapening Studiecel B06 -2 Datum: 29 januari 2020 Status: Definitie f 2 Rapport 'Ingelijmde staven als stekwapening' E r zijn veel situaties denkbaar waarin het wenselijk is stekwapening (wapenings- staven of draadeinden) achteraf in een betonconstructie te boren. Redenen zijn onder meer het wijzigen/uitbreiden van bestaande betonconstructies, het doorkoppelen van wapening ter plaatse van stortnaden, het later aanbrengen van stekken als deze vergeten zijn in te storten en het ver vangen van beschadigde stekken. Voor elke stek wordt een gat in de bestaande betonconstructie geboord. In dit gat wordt een lijmmortel aangebracht waarna de stek in het gat wordt geplaatst. CONSTRUCTIEVE EISEN Stekwapening moet in staat zijn de krachten over te brengen van de nieuwe op de bestaande constructie. Om dat mogelijk te maken, moet de staaf voldoende diep in de betonconstructie worden aangebracht. Hoe diep precies, is van vele factoren afhankelijk. Het is niet mogelijk een standaardmaat, bij- voorbeeld 20× de diameter, aan te geven. Om die maat te kunnen bepalen, is het belangrijk te weten hoe de trekkracht in de constructie wordt opgenomen. Bij een kort anker is dit anders dan bij een langere, ingelijmde wape- ningsstek. Bij een kort anker in een ongewapende con- structie wordt de maximale trekkracht bepaald met de korte-ankertheorie, op basis van NEN- EN 1992-4 [1] (voorheen met CUR-Aanbeveling 25). In deze theorie is de betonkegelbreuk bepa- lend, het bezwijkmechanisme bij een trekbelas- ting, waarbij door de verankering een betonke- gel uit het beton wordt getrokken. Maatgevend zijn vooral randafstanden, veel meer dan de diepte. Het bezwijkmechanisme is bij een gro- tere diepte namelijk exact hetzelfde (fi g. 3). Bij langere ingelijmde stekwapening speelt ook de in het beton aanwezige wapening een rol. De kracht uit de stek kan worden overgedragen op die wapening. De opneembare kracht is daar- door hoger dan volgens de korte-ankertheorie. Als gevolg van deze krachtswerking is vooral de 2 VAKBL AD 3 2020 Auteurs Marjan Vos-Pols, Hilti Nederland ? Jacques Linssen, Redactie Betoniek / Aeneas Media 1 Ingelijmde wapening, foto: Hilti Nederland Tabel 1 Ontwerpwaarde van de uiterst opneembare aanhechtspanning f bd bij wapeningsstaven tot Ø32 mm [2] BETON-STERK TE- KL ASSE A ANHECHTSPANNING f bd [MPa] C12/15 1,6 C16/20 2 C20/25 2,3 C25/30 2,7 C30/37 3 C35/45 3,4 C40/50 3,7 C45/55 4 C50/60 4,3 overlappingslengte bepalend (fi g. 4). En die is afhankelijk van de uiterst opneembare aan- hechtspanning f bd, die weer afhangt van de staafdiameter en betonsterkteklasse. De hoogte van de aanhechtsterkte moet wor- den bepaald volgens de Europese norm voor verlijmde wapeningsstaven, de TR023 [2]. In [2] is, overeenkomstig Eurocode 2, een tabel opgenomen voor die toelaatbare hechtspan- ning (tabel 1). Leveranciers kunnen via een ETA-certifi caat aantonen dat de geleverde lijm aan die voorwaarde voldoet. Er worden in dit certifi caat overigens ook andere rand- voorwaarden omschreven waaraan een inge- lijmde stekwapening moet voldoen. In feite 3 Het bezwijkmechanisme volgens de korte-ankertheorie is hetzelfde bij grotere en kleinere diepte kan ? als aan de voorwaarden wordt voldaan ? worden gerekend alsof de stek is ingestort. Bij ingelijmde stekwapening is vooral de overlappingslengte bepalend 3 VAKBL AD 3 2020 Overige constructieve invloedsfactoren In het Stubeco-rapport is een nadere toelichting gegeven op deze constructieve onderbouwing. Ook wordt kort ingegaan op andere construc- tieve factoren die een rol spelen bij de maximale belastbaarheid van ingelijmde stekwapening. Genoemd worden temperatuur, vermoeiing, seismische belasting en levensduur. Voor alle boormethoden bestaan er eisen ten aanzien van randafstanden en hart-op-hartafstanden BOREN Om in een bestaande betonconstructie stekwa - pening te kunnen aanbrengen, moeten uiteraard eerst gaten worden geboord. Voor het boren van gaten in beton bestaan drie methoden: ? met behulp van hamerboren; ? met behulp van luchtboren; ? met diamant. Elke methode heeft zijn voor- en nadelen. Zo is diamantboren wat nauwkeuriger. Het risico bij deze methode is echter dat bestaande wape - ning wordt beschadigd, hetgeen bij hamerbo- ren niet het geval is. Voor alle boormethoden bestaan er eisen ten aanzien van randafstan- den en hart-op-hartafstanden (tabel 2). Dit vooral om te voorkomen dat je door scheef - stand uit de dekking loopt of dat andere ankers worden geraakt. Hierbij is het van belang of je met of zonder een boorstandaard werkt. Afzuigen Bij het boren in beton ontstaat stof. Omdat dit problemen met de gezondheid kan veroorza- ken, is het verplicht dit stof af te zuigen. Er zijn eisen geformuleerd ten aanzien van het vrijko- men van kwartsstof (< 0,05 mg/m 3). Voor de afzuiging zijn voor alle boormethoden oplossingen beschikbaar. Zo kan om de boor een kous worden aangebracht aangesloten op een afzuigsysteem (foto 5). Er zijn ook syste - men waarin een afzuigsysteem direct op de boor wordt aangesloten. Het stof wordt zo via gaten in de boor zelf bij de bron afgezogen (fig. 6). Voordeel van dit laatste systeem is dat aparte reiniging van het boorgat niet meer nodig is. Reinigen Voor het reinigen gelden overigens ook afzon- derlijke eisen. Hierbij is het nodig gebruiksin- structies te raadplegen, omdat die instructies per lijmsoort en per leverancier verschillend zijn. Dit is van groot belang, want op basis van deze reinigingsinstructies is de ETA-certifica- tie gehaald. LIJM Er kunnen verschillende soorten lijm worden gebruikt. Hierbij kan onderscheid worden Tabel 2 Eisen ten aanzien van dekking op de boorgaten uit ETA-certificaat van specifieke lijmsoort BOORMETHODE STA AFDIAMETERMINIMUM DEKKING C MIN [MM] ZONDER BOORSTANDA ARD MET BOORSTANDA ARD Hamergeboord gat ? < 2530 + 0,06 × lv ? 2 × ?30 + 0,02 × lv ? 2 × ? ? ? 25 40 + 0,06 × lv ? 2 × ?40 + 0,02 × lv ? 2 × ? Luchtgeboord gat ? < 2550 + 0,08 × lv 50 + 0,02 × lv ? ? 25 60 + 0,08 × lv ? 2 × ?60 + 0,02 × lv ? 2 × ? Dîamantgeboord gat ? < 25altijd met boorstandaard 30 + 0,02 × lv ? 2 × ? ? ? 25 altijd met boorstandaard 40 + 0,02 × lv ? 2 × ? over lappi ngslen gte 4 Bij de lange-ankertheorie is de overlappingslengte bepalend 5 Systeem met kous om de boor ETA Als er geen geharmoniseerde Europese norm beschikbaar is of een product sterk van een norm afwijkt, kunnen fabrikanten vrijwillig kiezen voor CE-markering via een 'European Technical Assess - ment' (ETA). Dit kan worden beschouwd als een Europees attest. Een ETA kan worden aangevraagd bij een Technical Assessment Body (TAB). 4 VAKBL AD 3 2020 gemaakt tussen producten met kunstharsen als bindmiddel en producten met cement als bindmiddel. Tot de eerste groep behoren epoxy's, polyesters, polyurethanen, vinyles- ters en vinylurethanen. Als cementgebonden mortels kennen we traditionele gietmortels en hybride mortels. Deze laatste bevatten naast cement ook chemische componenten. In de ETA staat per lijmsoort wat de mogelijke toepassingen zijn. Zo is de ene lijmsoort geschikt voor diamantboren en de andere niet. Zo is weer een andere lijmsoort wel of niet 7 Injectiepistool, foto:B+Btec l 6 Systeem met afzuiggat in de boor 5 VAKBL AD 3 2020 geschikt voor applicatie onder water. En de ene lijmsoort hardt sneller uit dan de andere. Het is dus van belang te weten wat de eisen zijn en om de productinformatie van de leverancier te raadplegen. In de ETA staat per lijmsoort wat de mogelijke toepassingen zijn Aanbrengen lijm Voor het aanbrengen van de lijm bestaan ver- schillende methoden. Dit kan bijvoorbeeld met injectiedispensers ofwel pistolen, waarin harde of zachte kokers worden geplaatst (fi g. 7). Dit injecteren kan tot grote diepten ? diepte kan wel 2000 mm bedragen. Voor deze grotere diepten moeten verlengslangen worden toe- gepast, waarmee de mortel helemaal achter in het gat wordt aangebracht. Met deze methode wordt luchtinsluiting voorkomen. Het kan nodig zijn een vlotter, een opzetstukje op de verlengslang, te gebruiken om lucht- en waterinsluitingen te voorkomen (fi g. 8). Als de verlengslang op de juiste wijze wordt afgete- kend, kan de juiste hoeveelheid lijm in het boorgat worden geïnjecteerd waarmee ver- spilling wordt voorkomen. Wanneer de marke- ring zichtbaar uit het boorgat is geduwd door de lijm die tegen de vlotter drukt, is dit het teken dat kan worden gestopt met injecteren. 8 Verlengslang met vlotter en markering Lijm kan ook worden aangebracht met glazen capsules (fi g. 9). De capsules worden in het boorgat aangebracht en het anker slaat de capsule stuk, waardoor componenten kunnen mengen. Gietmortels, die bestaan uit een poeder vorm en water, worden op het werk aangemaakt en in de boorgaten gegoten. K WALITEITSBORGING De kwaliteitsborging van ingelijmde stekwa- pening wordt via het ETA-certifi caat van de leveranciers geregeld. Daarnaast wordt ver- wezen naar de Nationale Beoordelingsrichtlijn BRL 0509 [3] voor het proces van verlijming en installeren van de stekken. Als een stek volgens de richtlijnen van het ETA- certifi caat is aangebracht, hoeft deze in prin- cipe niet te worden getest. Hier kan privaat- rechtelijk wel verschillend mee worden omgegaan. Zo staan er in de ROK (Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken) van Rijkswaterstaat strengere eisen ten aanzien van testen. Ook andere organisaties maken nog weleens gebruik van deze eisen uit de ROK. LEVER ANCIERS Elk systeem kent zijn eigen kenmerken en eigenschappen. Denk daarbij aan de samen- stelling van de mortel, de uithardingstijden, de verwerkingsinstructies en de boordiameter. Toch geeft het rapport van Stubeco goed inzicht in de algemene mogelijkheden en aan- dachtspunten van ingelijmde stekwapening. Wel is het, juist door die variëteit aan kenmer- ken, van belang altijd de productinformatie van de leverancier te raadplegen. LITER ATUUR 1. NEN-EN 1992-4:2018 Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies ? Deel 4: Ontwerp en berekening van bevestigings- middelen voor gebruik in beton. 2. EOTA TR023 ? A ssessment of post-installed rebar connections. 3. BRL 0509: Het achteraf aanbrengen van con- structieve ankers in verharde betoncon- structies. lm lv vlotter markering 9 Lijmcapsule, foto:B+Btec 6 VAKBL AD 3 2020