Wapening in beton

Alles wat je moet weten in een handig overzicht.

Wat is wapening

Wapeningsstaven worden gebruikt in beton om trekkrachten op te vangen, iets waar beton veel moeite mee heeft. Tegenwoordig wordt enkel gekarteld of geribbeld wapeningsstaal gebruikt met een kwaliteit van FeB 500. Deze kwaliteit bepaalt verschillende toleranties op het gebied van samenstelling, sterkte, afmetingen en meer. Het aantal en type te gebruiken staven wordt steeds bepaald door een ingenieur. Deze berekent de inwerkende krachten op het beton en wat het staal dus moet opvangen.

Wapeningsbaren gekarteld

Geribbeld wapeningsnet

Wapeningsbaren vormen de basis van alle type wapening. De meest bekende zijn de wapeningsnetten die toegepast worden bij vloeren. Voor verschillende toepassingen zijn verschillende maten beschikbaar. Enerzijds kunnen de mazen groter of kleiner gemaakt worden. Anderzijds kunnen de diameters van de staven aangepast worden.

Naast wapeningsnetten kunnen er nog veel meer vormen gemaakt worden met de gewone staven. Beugels worden hoofdzakelijk gebruikt bij balken om dwarsverbindingen te maken tussen boven- en onderwapening bij balken. Wapeningskorven worden op maat gemaakt voor funderingen,...


Gevlochten wapening

Al die wapeningsvormen kunnen op 2 manieren gemaakt worden. De wapeningsstaven worden onderling gelast of ze worden gevlochten. In  geval van een overlap wordt minimaal 40 keer de diameter van de staven geteld. Vlechtdraad heeft in de meeste gevallen een Ø van 1,2mm. Het vlechten zelf gebeurt met een vlechttang. De vlechtdraad wordt rond de wapening geplooid en met de tang geklemd. Met een draaiende beweging wordt de draad aangetrokken tot de wapening tegen elkaar wordt geklemd. De uiteindelijke, onderlinge 'hechting' gebeurt in het beton zelf. Door de minimale overlap heeft het staal voldoende mogelijkheid om doorheen het beton de trekkrachten over te brengen op de volgende staaf. Lassen en vlechten van wapening is echter een werk voor specialisten.

Wapeningsnet gevlochten

Waarom moet wapening voorzien worden

Wapening wordt gebruikt om één van de zwakste punten van beton te elimineren. Beton is ontzettend druksterk, maar is vrij zwak in het opvangen van trekkrachten. Krachtwerking is vrij complex zonder een bepaalde basis, maar we gaan het toch vereenvoudigd proberen uit te leggen.
Stel dat men een dunne, houten plank neemt en die op de uiteinden ondersteund, zodat het midden van de plank zweeft. Wanneer men midden op de plank gaat staan, gaat deze doorbuigen. Indien de plank sterk genoeg is, zal er niets gebeuren. Indien ze wat zwakker maar flexibel is, zal ze enkel buigen, indien ze te zwak is, zal ze gewoon doorbreken.

We vervangen nu de plank door een betonnen balk, opgelegd op twee vaste punten. Stel nu dat we midden op de betonnen balk een zwaar gewicht plaatsen, dan treden in de balk dezelfde krachten op als in de houten plank, de balk wil namelijk ook beginnen doorbuigen. Beton is echter niet zo flexibel als hout waardoor een analyse nodig is welke krachten ontstaan door de doorbuiging en wat de gevolgen ervan zijn.

Inwerkende kracht op betonbalk met trek en druk

  • In het midden van de balk vinden we horizontaal de nullijn. Hier zijn geen enkele krachten aan het werk en is de balk onvervormbaar (in horizontale richting).
  • Boven de nullijn ontstaan drukkrachten. Aangezien de balk wil doorbuigen, zal het bovenste gedeelte van de balk samengedrukt worden. Beton is ontzettend sterk wanneer het over drukkrachten gaat, dus dit gedeelte van de balk is onvervormbaar.
  • Onder de nullijn ontstaan er trekkrachten. Door de doorbuiging wordt de onderzijde van de balk ‘langer’. Beton is echter zeer zwak in het opvangen van trekkrachten en zal heel snel beginnen scheuren.

Betonbalk zonder wapening barsten onderzijde


MATERIAALGIDSEN & KWALITATIEVE BOUWMATERIALEN

Gedetailleerde uitleg bij elk proces in industriebouw.

Bekijk alle artikels
Ga naar de webshop

Wapening in een betonbalk

Om het barsten tegen te gaan en de balk in zijn geheel sterker te maken worden onderin lange wapeningsbaren voorzien. De staven beginnen bij het ene oplegpunt en gaan volledig door tot het andere. Door de karteling van de wapeningsbaren hechten het beton en het staal heel goed aan elkaar. Wanneer de balk dus wil beginnen barsten zal het staal in het midden van de balk de trekkrachten op zich nemen. Aan het einde van de balk zullen die krachten weer doorgegeven worden aan het beton.

Ook bovenaan de betonnen balk worden de wapeningsbaren voorzien om stabiliteitsredenen. Met verticale beugels worden deze baren op afstand gehouden wanneer de balk in zijn bekisting vol beton wordt gestort. (Deze beugels hebben ook een stabiliteitsfunctie in complexere structuren, waarbij de onderlinge afstand van de beugels zelfs kan variëren.)

Beton is zeer weerbestendig, zeker wanneer het in bekisting is gestort. Door het trillen tijdens het storten vloeit het zeer compact tot tegen de gladde bekisting waardoor de elementen een zeer gladde afwerking hebben. Bijna alle vuil en water loop van het element af zodat het ook nog behoorlijk proper blijft.

Wapening in betonbalk met bovenwapening, onderwapening en beugels

Betondekking

Staal is zeer gevoelig voor corrosie. Wanneer men wapening in betonelementen voorziet tijdens de prefabricatie is dit heel vaak onbehandeld staal, dit is gewoon het goedkoopste voor de producent. Indien de wapening slecht geplaatst wordt tijdens het storten kan het zijn dat deze zichtbaar wordt aan de oppervlakte. Tijdens het storten moet de wapening dus op een minimumafstand van 30mm van de bekisting gelegd worden, waardoor er voldoende beton rond de wapening kan vloeien om het te beschermen tegen volgende problemen:

  • Corrosie: met voldoende dekking wordt vocht zo ver mogelijk weggehouden van de stalen wapening. Indien het staal toch begint te roesten zal het door het corrosieproces beginnen uitzetten en zo het beton doen afschilferen, meer staal blootgeven en uiteindelijk bezwijkt de balk doordat er niet meer genoeg staal aanwezig is om alle krachten op te vangen. Een dunne deklaag zou veel sneller beschadigd worden in geval van doordringend vocht en het staal zou nog sneller roesten. Roest geeft verder ook vuile bruine plekken. Handig om problemen te ontdekken, maar best lelijk.
  • Brandveiligheid: beton is van nature brandwerend, staal echter niet. Bij brand zal de temperatuur in het beton onvermijdelijk stijgen. De wapening zal het opnemen en beginnen uitzetten. Met voldoende dekking wordt voorkomen dat het staal te snel uitzet. Zo kan het betonelement voor een minimale tijd zijn structurele taak behouden alvorens het zal begeven en het gebouw instort.

Betonnen vloerplaat

Afstandshouder voor wapening in betonvloer

Afstandshouder voor netten

Wanneer men zware lasten bovenop een vloerplaat zet ontstaat dezelfde krachtwerking als in een balk zoals hierboven besproken. Aan de onderzijde van de betonnen plaat ontstaan trekkrachten waardoor de plaat zal beginnen scheuren. Om dit te voorkomen worden netten mee ingestort aan de onderzijde van de plaat zodat de trekkrachten kunnen worden opgevangen. Hoe zwaarder de lasten, gemiddeld genomen of lokaal door plaatselijke machines, hoe groter de wapening gedimensioneerd kan worden. Wanneer zeer zware machines geplaatst moeten worden, kan het zijn dat de ingenieur besluit om lokaal zelfs de vloerplaat te verdikken en mee als fundering te laten dienen.

De netten worden steeds op afstandshouders geplaatst zodat de wapening voldoende dekking rondom heeft. Die dekking zorgt er namelijk voor dat de inwerkende krachten volledig worden overgebracht naar de netten. Indien de netten te laag zitten zal eerst de dunne dekking loskomen en daarna komt ook de wapening los van de vloer met alle nare gevolgen van dien.


 

Tegenwoordig kan men de vloerplaat ook wapenen met kunststof- of staalvezels. Kunststof wordt enkel gebruikt voor kleinere vloeren, terwijl staalvezels ingezet kunnen worden voor grotere oppervlakten. Het voordeel van werken met vezels is de tijdwinst die men haalt omdat er geen netten gelegd moeten worden, de vezels worden in de betoncentrale al vermengd. Werken met vezels is echter niet altijd de oplossing, het is aan de ingenieur om te bepalen of dit op gebied van stabiliteit haalbaar is en het economisch aspect speelt uiteraard ook een rol.

Men kan zijn uiterste best doen om een vloer zo goed mogelijk te wapenen, maar het is haast onvermijdelijk om toch haarscheurtjes te krijgen na verloop van tijd. Dit door zettingen van het gebouw, minimale veranderingen in de grond onder de vloerplaat ondanks het verdichten alvorens de vloer te storten, overbelasting, uitzetten en krimpen door temperatuursverschillen… Met het inzagen van de vloer, wordt de vloer bewust verzwakt zodat de scheurtjes net op die plaats voorkomen. Het inzagen gebeurt altijd van en naar kritieke punten. Van kolom naar kolom, naar vloerkader in de poortopening, naar zware machines…

Betonvloer ingezaagd

Ingezaagde betonvloer

 

Abonneer je en ontvang gratis industriebouw-tips!


Door je in te schrijven ontvang je gratis periodiek tips en promoties voor industriebouwen.

[caldera_form id="CF5cdc21b349ab5"]

Hebt u vragen, een opmerking of een suggestie? Hebt u iets foutief opgemerkt? Neem dan zeker even contact met ons op.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *