Nieuwsbrief Editie 1/2009 In deze nieuwsbrief: Voorstelling Technologische Dienstverlening Nieuwe generatie gelijmde betonwapening Voorstelling uitvoerende partners Kmo-portefeuille Voorstelling nieuwe techniek: SCRP Belangrijke data: 31 maart 2009 te Limelette: F.E.R.E.B Studiedag rond beton en gecertificeerde producten 02 april 2009 te Gent: F.E.R.E.B. Studiedag rond beton en gecertificeerde producten
Voorstelling Technologische Dienstverlening Nieuwe generatie gelijmde betonwapening De ecologische voetafdruk van een gebouw wordt meer en meer actueel. Het renoveren van gebouwen scoort hierin logischerwijze veel beter dan nieuwbouw. Maar vele van de oude gebouwen zijn aangetast of krijgen een nieuwe functie en moeten daardoor versterkt worden. Gelijmde wapeningen vormen onder andere in dit geval een passende en elegante oplossing. De techniek van uitwendige verlijming van wapening bestaat al een hele tijd. In het begin gebruikte men vooral staalplaten. Deze hebben het voordeel van een lage materiaalkost, maar ze zijn moeilijk hanteerbaar en corrosiegevoelig. Vanaf de jaren 90 wordt er meer en meer gebruik gemaakt van vezelcomposieten. Deze zijn makkelijker toepasbaar en zijn duurzamer, maar ze zijn gevoeliger voor impact en hebben een hoger prijskaartje. De laatste jaren is er veel onderzoek gevoerd naar technieken die de toepasbaarheid van gelijmde wapeningen nog kunnen verbeteren. Voornamelijk buitenlandse studies hebben een aantal interessante technieken voortgebracht. Enkele daarvan zijn near surface mounted -systemen (NSM), steel cord reinforced polymer (SCRP/SRP), textile reinforced mortar (TRM) en multidirectionele composieten (mfrp). Deze technieken zullen in de nieuwsbrieven telkens kort voorgesteld worden. Vandaag krijgt u meer uitleg over SCRP. Ondanks de blijvende groei van de renovatiemarkt in Vlaanderen volgt het gebruik van deze nieuwe technieken niet. Dat er op de Vlaamse markt veel kleine kmo s en zelfstandigen aan het werk zijn die weinig tijd en middelen hebben om alle technologische vernieuwingen op de voet te volgen, verklaart waarschijnlijk dit fenomeen. Dit project Technologische Dienstverlening (TD) werd opgestart om specifieke technische ondersteuning te bieden in de specialisatie van deze bedrijven en om innovatie en nieuwe ontwikkelingen te promoten. Bijkomend wil de TD de beschikbare kennis over gelijmde wapeningen en de nieuwe technieken verspreiden opdat ze een grotere toepassing zouden kennen. De doelgroep die de TD wil bereiken is erg ruim: om toegepast te worden dienen namelijk alle actoren, betrokken in het renovatieproject, op de hoogte te zijn van deze technieken en hun mogelijkheden: Grote patrimoniumbeheerders en architecten- en ingenieursbureaus dienen deze technieken van bij de start van een project als een mogelijkheid te beschouwen zodat ze eventueel in het bestek kunnen opgenomen worden. De aannemers van renovatiewerken moeten een goede kennis hebben van deze technieken zodat ze eventueel als alternatieve oplossing kunnen voorgesteld worden en correct kunnen worden toegepast. De nieuwe systemen van gelijmde wapeningen dienen ook aangeboden te worden op de Vlaamse markt. Hiertoe dienen de toeleveranciers en fabrikanten van deze systemen, die nochtans een ruime Europese ervaring hebben, aangespoord te worden om verder nieuwe producten te ontwikkelen en in te voeren. Op welke manier zal dit gebeuren? In de eerste plaats zal de TD en zijn opzet kenbaar gemaakt worden door middel van de website, de nieuwsbrief, publicaties in vakbladen en presentaties op studiedagen. Langs deze wegen zullen tevens de nieuwe technieken voorgesteld worden. In de loop van de TD worden er bedrijfsbezoeken georganiseerd die u in staat stellen om applicaties van de nieuwe materialen en technieken te bezichtigen. Voor vragen betreffende de nieuwe technieken en hun toepassing kan men steeds terecht bij de adviseurs van deze TD (via de website). Ook biedt deze TD bijstand bij het opstarten van innovatieprojecten, waarvoor gebruik kan gemaakt worden van financiële steun (kmo-portefeuille, zie verder). De verschillende uitvoerende partners en technologische adviseurs van de TD worden hierna voorgesteld. Het IWT (Instituut voor de Aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Technologie in Vlaanderen), infobeton.be en het WTCB staan in voor de financiering van het project.
Voorstelling van de partners WTCB Laboratorium Betontechnologie Het WTCB heeft als hoofdopdrachten het verrichten van wetenschappelijk en technisch onderzoek ten behoeve van zijn leden, het verlenen van technische voorlichting, bijstand en advies aan zijn leden en het bijdragen tot de algemene innovatie en ontwikkeling in de bouwsector door middel van contractonderzoek op aanvraag van de industrie en de overheid. Om deze opdrachten te vervullen, steunt het WTCB op de kennis en ervaring van meer dan 220 hooggeschoolde medewerkers. Het WTCB onderhoudt, parallel aan de diensten van de Technologische Dienstverlening een afdeling Technisch Advies (ATA) die de rol vervult van helpdesk voor praktische, korte termijn problemen waarmee de aannemer wordt geconfronteerd. Meer gespecialiseerde vragen en vragen naar innovatieve oplossingen worden doorgeschoven naar de Technologische Dienstverleningen. Adviseurs: Ir. Bram Dooms Dr. ir. Filip Van Rickstal KULeuven Laboratorium Reyntjens De afdeling Bouwmaterialen en Bouwtechnieken behoort tot het departement Burgerlijke Bouwkunde van de KULeuven. Het onderzoek aan deze afdeling spitst zich toe op materialenkennis, innoverende bouwtechnieken en hun toepassing bij renovatie en restauratie. Dit onderzoek wordt uitgevoerd in het Laboratorium Reyntjens. In dit laboratorium met zijn hedendaagse testuitrusting kunnen verschillende materialen worden getest: beton, staal, hout, metselwerk en grond maar ook vezelcomposieten. Aan het Laboratorium Reyntjens wordt reeds vanaf 1975 onderzoek verricht naar de techniek van uitwendig gelijmde wapening als versterkingstechniek van betonstructuren. Het initiële onderzoek betrof opgelijmde staalplaten. Het recent onderzoek richt zich op koolstofvezel-composietlaminaten en staaldraadpolymeercomposieten als alternatieve wapening en anorganische polymeren, of ook geopolymeren genoemd, als brandveilig alternatief voor de huidige epoxylijm. Voor het voorspannen van vezelversterkte laminaten werd een bijzonder verankeringssysteem ontwikkeld. Naar het ontwerp toe werden modellen ontwikkeld voor de krachtswerking in gelijmde verankeringen, en voor het berekenen van dwarskrachtversterking met uitwendig opgelijmde beugels. Adviseur: Dr. ir.-arch Wine Figeys Prof. Dr. ir. Luc Schueremans (raadgever) UGent Laboratorium Magnel Nationaal en internationaal behoort het Labo Magnel tot de bekendste laboratoria op het vlak van betononderzoek. De onderzoeksstaf bestaat uit meer dan 15 onderzoekers die voltijds actief zijn op verschillende aan beton gerelateerde onderzoeksdomeinen, o.a. met bijzondere expertise op het gebied van gelijmde vezelcomposietwapening. De strategie van de onderzoeksgroep is zich niet enkel vanuit een academisch oogpunt te profileren, doch ook bijzondere aandacht te hebben voor technologievertaling en effectieve toepassing van innovaties door de industrie. Het Laboratorium Magnel is nationaal zowel als internationaal sterk betrokken in diverse commissies en werkgroepen met bijvoorbeeld (pre) normatief karakter, waaronder fib (International Federation for Structural Concrete) TG9.3 Vezelcomposietwapening voor beton. Adviseur: Ing. Brenda Debbaut Prof dr. ir. Stijn Matthys (raadgever)
KMO-portefeuille Hij is uniek, hij heeft een opdracht en hij is overal inzetbaar. Zijn actieterrein: opleiding, advies over ondernemen, innoveren en internationaliseren. Zijn doel: opkomen voor de goeie zaak. > Back in business, binnenkort ook in uw bedrijf? Heb je deze reclamespot van de kmoportefeuille van de Vlaamse Overheid al gehoord? Die klinkt als een filmtrailer maar dient eigenlijk ter promotie van het nieuwe subsidiesysteem. Hiermee kan je als Vlaamse ondernemer steun krijgen voor opleidingen en voor het inwinnen van advies. Er zijn verschillende pijlers waarvoor je steun kan vragen: opleiding, advies, technologieverkenning, advies internationaal ondernemen en strategisch advies. Naargelang de pijler varieert het steunpercentage. Voor technologieverkenning gaat dit tot 75% met een maximum van 10.000 per jaar. In totaal kan voor alle pijlers tot 15.000 door de Vlaamse overheid betaald worden. Deze steun moet via een interactieve webtoepassing (www.kmo-portefeuille.be) opgehaald worden. De uitvoerders moeten erkend zijn door de overheid en kan u terugvinden op de website. U vindt hier ook meer informatie over de mogelijkheden en financiering. Enkele voorbeelden die in aanmerking komen voor steun: Het identificeren, analyseren en bestuderen van de mogelijke technische problemen, parameters of belemmeringen die zich stellen rond innovatie. Het uitvoeren van eerste berekeningen, proeven en simulaties. Zoeken naar geschikte technologieën. Al deze zaken kunnen natuurlijk ook een voorloper zijn voor een grotere haalbaarheidsstudie of innovatieproject. Alle partners van de TD Nieuwe generatie gelijmde betonwapening zijn erkende dienstverleners waarbij u advies kan inwinnen over innoveren op technologisch vlak. We kunnen u dus helpen met het geven van technologische adviezen op maat van uw kmo, en dit zowel op het gebied van gelijmde wapeningen als over andere zaken.
SCRP: een nieuwe uitwendige wapening De eerste nieuwe evolutie die we toelichten is de ontwikkeling van staaldraadpolymeercomposieten (SCRP: Steel Cord Reinforced Polymer/ SRP: Steel Reinforced Polymer) als nieuwe uitwendige wapening. Dit nieuwe materiaal combineert de voornaamste voordelen van staalplaten en koolstofvezels: een lage kost met flexibilteit. De draagcapaciteit van een structureel element kan met de techniek van de opgelijmde wapening worden verhoogd. De techniek van gelijmde wapening is ontstaan in de jaren 60, mogelijk gemaakt door de ontwikkeling van hoogtechnologische lijmen die gekenmerkt worden door een hoge sterkte. Initieel werden staalplaten gekleefd. Sinds de opkomst van de lichtgewichtcomposieten in de jaren 90 werd het toepassingsgebied van de uitwendige wapening sterk uitgebreid. Koolstofvezels (CFRP: Carbon Fibre Reinforced Polymers), glasvezels (GFRP: Glass Fibre Reinforced Polymers) en aramidevezels (AFRP: Aramid Fibre Reinforced Polymers) deden hun intrede. Vooral koolstofvezel wordt vandaag de dag frequent gebruikt omwille van zijn hoge E- modulus en hoge treksterkte. Met deze materialen worden balken in buiging versterkt door bijvoorbeeld extra wapening te kleven in de trekzone, wordt de dwarskrachtcapaciteit verhoogd door het kleven van uitwendige beugels, kunnen kolommen worden versterkt door het omwikkelen met uitwendige wapening en ook meer complexe elementen zoals gewelven of schalen kunnen worden versterkt. zijn, maakt de vezels erg gebruiksvriendelijk. De hoge materiaalkost is dan weer een belangrijk nadeel. SCRP: een nieuwe uitwendige wapening SCRP is een nieuw materiaal dat bestaat uit dunne hoogwaardige staaldraad die met een kunststofweefsel tot een unidirectioneel legsel is samengevoegd, figuur 1. Staalplaten versus CFRP Staalplaten hebben een hoge sterkte (tot 460 MPa) en stijfheid (210 GPa). Bovendien is staal compatibel met de al aanwezige inwendige wapening. De materiaalkost van staal is laag en staalplaten laten een eenvoudige eindverankering met bouten toe. Een belangrijk nadeel is het hoge soortelijk gewicht waardoor het moeilijker hanteerbaar is. Ook is de commerciële lengte beperkt tot 6m. Koolstofvezels zijn lichte maar uiterst sterke vezels. De treksterkte van de vezels voor bouwtoepassingen is vijf keer zo hoog als deze van standaard staal (2000-3000 MPa) en ook de E-modulus moet niet veel onderdoen voor deze van staal (150 à 200 GPa). Koolstofvezels zijn quasi onbeperkt in lengte en men kan ze op de werf eenvoudig knippen met een schaar. Tevens zijn ze verkrijgbaar in uitgeharde laminaten. Het feit dat ze licht en flexibel Figuur 1. SCRP [bron: 1, 2] Het materiaal combineert de voornaamste voordelen van CFRP en staalplaten. Het innovatieve SCRP is een nieuwe speler op de markt van uitwendige wapening. Het heeft dezelfde sterkte-eigenschappen als CFRP maar gedraagt zich ductieler, is flexibel en daardoor gebruiksvriendelijk. Nieuwe toepassingsmogelijkheden zijn dwarskrachtversterking voor complexere vormen, omwikkelen van rechthoekige kolommen doordat een kleine kromtestraal mogelijk is en verbeterde toepassingsmogelijkheden voor voorspanning van uitwendige wapening.
Onderzoek naar SCRP Aan de KULeuven werd in het kader van het doctoraatsonderzoek van W. Figeys en in samenwerking met Bekaert N.V. onderzoek verricht naar het gebruik van SCRP als alternatieve wapening. Daartoe werden de materiaaleigenschappen bepaald van verschillende types SCRP. De flexibiliteit van het materiaal en de hechting van het SCRP werden getest alsook werden de materiaalspecifieke parameters bepaald, nodig voor het berekenen van de overdraagbare kracht en de nodige verankeringslengte, figuur 2. De eerste toepassingen van SCRP De eerste commerciële toepassingen van SCRP vonden plaats in Italië. Verschillende historische panden waaronder enkele metselwerkgewelven, figuur 4, werden versterkt met SCRP door Tec Inn. Momenteel wordt gezocht naar een piloottoepassing in België om de techniek ook hier te introduceren. Figuur 4. Versterken van een metselwerkgewelf in Italië [bron: 3] Figuur 2. Onderzoek van materiaaleigenschappen van SCRP [bron: 1] In het buitenland, vooral de Verenigde Staten en Italië, is gelijkaardig onderzoek verricht met het commercieel beschikbare SCRP van Hardwire llc waarbij ook een reële afgedankte parkeergarage werd versterkt en nadien getest. Hierbij werden dubbele T-liggers met een lengte van 5 tot 13m versterkt in buiging en in dwarskracht. Referenties [1] Figeys W., Shear modeling of Steel Cord Reinforced Polymer, prestressing and bonding technology for externally bonded reinforcement, PhDthesis, KULeuven, 2008. [2] Casadei, P., Nanni, A., and Ibell, T. (2005). Development and validation of Steel Reinforced Polymer (SRP) for strengthening of transportation infrastructures. Technical report, Transportation Center Program at The University of Missouri-Rolla. [3] http://www.fidiaglobalservice.com/eng/materials_ steel_fiber.html. Figuur 3. Versterken in buiging met SCRP van een dubbel T-ligger [bron: 2]