Minder traditionele wapening nodig bij hybride wapening

Het gebruik van staalvezels in combinatie met traditionele wapening zorgt voor een afname van de scheurwijdte, waardoor er minder traditionele wapening nodig is.

Scheuren horen bij beton 

Wanneer in een betonverharding de betontreksterkte wordt overschreden bij een traditioneel belaste wapening, ontstaat er een scheur in het beton. De volledige trekkracht moet op dat ogenblik door het betonstaal worden opgenomen. Op dat punt is de vervorming van het staal maximaal, terwijl die van het beton nul is. Naarmate de afstand tot de scheur toeneemt, zal de spanning in de wapening dankzij aanhechtspanningen tussen staal en beton geleidelijk afnemen en zal de spanning in het staal worden overgedragen naar het beton.   

Toepassing staalvezels

Bij toepassing van staalvezels ontstaat er een ander fenomeen. In het beton zullen de vezels elke scheur overbruggen en wordt de betonspanning aan het eind van de scheur (de scheurtip) verminderd. De vezels overbruggen de scheur in willekeurige hoeken. De vezels buigen dus mee, zelfs bij kleine scheurbreedten. Betonspanningen worden lokaal verhoogd door de drukkrachten in de staalvezels die evenwijdig lopen aan de scheur. De trekspanningen die dit tot gevolg heeft, veroorzaken daarom secundaire scheuren. Deze zijn vergelijkbaar met de scheuren die zich vormen nabij de ribben van wapeningsstaven.  

Hybride wapening

Het is echter goed mogelijk de traditionele wapening te combineren met staalvezelwapening. In dat geval spreken we van hybride wapening. Hierbij kan een deel van de trekspanning worden opgenomen door de vezels. Daardoor is de kracht in de traditionele wapening lager en zal de spanning in het staal, de verankeringslengte, de scheurlengte, de scheurbreedte en de afstand tussen de scheuren afnemen. Anders gezegd: in de scheur valt de spanning niet terug naar nul omdat de vezels de kracht overgedragen.  

Alles overbruggen

Het gevolg van de toepassing van hybride wapening is dat de wapening nu minder hoeft te doen in de scheur om elders in het element weer een scheur te laten ontstaan. De vezels overbruggen bovendien alle gescheurde delen, inclusief ongewapende betondekking. Omdat dezelfde hoeveelheid wapening wordt aangehouden, verminderen de toegevoegde vezels de scheurenergie aanzienlijk en zodoende de schijnbare verankeringslengte. Bij hybride wapening is zelfs minder traditionele wapening nodig voor een afname van de scheurwijdte.