TM MiniBar Revolutie in vezelversterkte beton!
INHOUD • Aanleiding • Kenmerken • Innovatie
• Toepassingen • Case studies
• Conclusies
AANLEIDING • Plaatsing van staalnet in beton is arbeidsintensief proces • Vraag naar minder arbeidsintensieve oplossingen • Bestaande vezelwapening (zoals staal- en plastic vezels) biedt oplossingen, maar kent ook nadelen • Dus: is er een vezel die sterk is, goed verwerkbaar én niet roest? Kortom: ideaal voor toepassing in beton? • ANTWOORD: JA, DE MINIBAR
KENMERKEN Van basaltvezel tot MiniBar • MiniBars zijn gemaakt van basalt
• Basalt is een natuurlijk product met waardevolle eigenschappen op gebied van sterkte, chemische eigenschappen en (ver)werkbaarheid • Via hoogwaardig productieproces kent het innovatieve toepassingen • Van basaltsteen - > basaltvezel • Van basaltvezel - > MiniBar
• MiniBar is een alternatief voor staalnet en andere betonvezels met onderscheidende eigenschappen én een economisch interessante businesscase (ook hybride oplossingen met staal mogelijk). • De MiniBar is een revolutie in vezelversterkte beton!
Productieproces basaltvezel algemeen • Basalt gesteente • Vermalen • Smelten (+/- 1400°C) • Vormen/uittrekken van vezels • Winden op spoel • Van vezel naar eindproduct (zoals MiniBar)
De MiniBarTM • • • • • •
1 MiniBar: 1200 individuele vezels Diameter 1 minibar: 0,65 mm Dichtheid: 1,9 gr/cm3 (verg. staal 7,9) Omgeven door vinylester coating, gedraaid in helix 3 Lengtes mogelijk: 20,30 of 43 mm (afhankelijk van C klasse beton) E-modulus vezel: 44 Gpa / treksterkte: 1080 Mpa
FIBRE EXPERTS distributeur ReforceTech (Noorwegen)
Sterke binding aan beton door • • • •
Lengte Diameter Ruwe oppervlakte Helix (‘twist’)
De MiniBar is te zien als lange dunne elastische ‘steen’ die de beton aggregaten bijeen houdt als een spin in het web. Bij belasting wordt de spanning door gehele beton verdeeld (daardoor hoge treksterkte; FTS) → zeer sterke fysisch-mechanische verbinding MiniBar-beton
Kenmerken in het kort • Treksterkte beton met MiniBar overstijgt de 15 Mpa (C65 beton) • Reststerkte beton met MiniBar (sterkte na scheur) tot 17 Mpa (C65 beton) • Staalnet overbodig, alternatief voor andere betonvezels • MiniBar maakt beton buigzamer & scheuren worden direct gestopt • Groot gebruiksgemak, door gelijke dichtheid MiniBar-beton: Makkelijk te mixen Laat zich goed verpompen Zakt niet en drijft niet MiniBars verdelen zich gelijkmatig door de beton Kan in hoge volumefractie worden toegepast
INNOVATIE Vergelijking met traditioneel staalnet • Geen ingewikkelde afstandhouders, koppelstukken meer nodig zoals in traditionele wapening • Direct meemengen met beton • Geheel inert; roest is verleden tijd • Dunnere bouwwerken mogelijk, betondekking vervalt • Daardoor besparing kosten & tijd, bewezen businesscases • Zeer weerbaar tegen sterk basische (beton)omgevingen • Dichtheid MiniBar slechts ¼ van dichtheid staal • Vanwege besparing op beton + wapening is MiniBar oplossing zeer interessant, 10-50% besparing mogelijk (afhankelijk van toepassing)
Vergelijking met staalvezel (I) • Basalt • Geen roest, mengt goed en is goed verpompbaar
• Dichtheid • MiniBar is 1,9 gr/cm3; staal 7,9 gr/cm3 • MiniBar zakt niet naar beneden, verdwijnt niet in de hoeken van de mixer • Dichtheid en vorm maken dat MiniBar (MB) in hoge volumefractie (VF) KAN worden gemixt, bedenk: MB : 28.850 vezels/kg. 4,0% VF ≈ 80 kg ≈ 2.300.000 MB vezels (mixbaar!) . Vergelijk staalvezel : 3.200 vezels/kg. 1,0% VF staalvezel ≈ 80kg ≈ 250.000 vezels (mixbaar?)
• Vorm • MiniBar kent 4 bindingsmechanismen- > ontworpen voor FTS (hoge treksterkte, scheurvorming direct gestopt) • Staalvezel kent m.n. 1 bindingsmechanisme: rechtbuigen hoek - > ontworpen voor ARS (reststerkte)
Vergelijking met staalvezel (II) • Sterkte • MiniBar heeft treksterkte die 2x GROTER is dan de elasticiteitsgrens van staal(vezel) • Staalvezels vervormen plastisch (onomkeerbaar) na scheur in beton. MiniBar is geheel elastisch en voorkomt/minimaliseert scheurvorming DIRECT.
• Nabehandeling beton(oppervlak) • Optimaal bij gebruik van MiniBar; geen uitstekende vezels (vanwege dichtheid + adhesieve kracht MiniBar-beton) + uitblijven corrosie • MiniBar beton ideaal voor facade panelen
• Prestaties • Staalvezel wordt ingezet voor structurele versterking van beton, echter mixproblemen maken het moeilijk de benodigde sterkte te verkrijgen
• Kosten • Prijs staalvezel variabel, i.h.a.: MiniBar toepassing geeft lagere kosten voor hogere sterkte
Vergelijking met plastic vezel • Basalt • Dichtheid • Vorm
• Sterkte • Treksterkte MiniBar significant hoger dan plastic vezel • Plastic vezels vervormen plastisch (onomkeerbaar) na scheur in beton. MiniBar is geheel elastisch en voorkomt/minimaliseert scheurvorming DIRECT.
• Nabehandeling beton • Optimaal bij gebruik van MiniBar • Plastic vezels neigen uit te steken waardoor nabehandeling oppervlak noodzakelijk is
• Prestaties • Plastic vezel met name ontworpen voor tegengaan krimpscheuren (i.c.m. staalnet) en niet voor structurele FTS en ARS
• Kosten • Lastig te vergelijken (in sommige gevallen kan MB zowel plastic vezel als staalnet vervangen!)
Treksterkte (FTS) MiniBar getest door: (ASTM C78)
The MiniBarTM Reinforced Concrete demonstrates high Flexural Tensile Strength as the MinibarsTM are randomly oriented and evenly distributed thus strengthening concrete throughout in a uniform manner enabling Pre-Reinforced Concrete
Residusterkte (ARS) 20
MiniBar getest door: (ASTM C1399)
MB3C65 MB3C35
ARS, MPa
15
10
5
0 0
0.5
1
1.5 2 2.5 MiniBar Dosage in Percent
3
3.5
4
Achieving these high strength levels above 15MPa, and the ability to mix in high volume fractions is unique for the MiniBars™, enabling Pre-Reinforced Concrete
EN14651 tests (2,5% VF)
EN14651 tests (4,0% VF)
TOEPASSINGEN MiniBar • Vervangt staalwapening in vloeren en binnenmuren waar kostenbesparing en high performance belangrijk is • Sandwichpanelen waarbij lichtgewicht, dunnere elementen en tegengaan corrosie belangrijk is • (Zee)watermilieu waarbij tegengaan corrosie belangrijk is • Drijvende betonelementen waarbij duurzaamheid en tegengaan corrosie belangrijk is • Tunnelelementen waarbij lichtgewicht en tegengaan corrosie belangrijk is • Funderingspalen waarbij lichtgewicht, tegengaan corrosie en hoge treksterkte belangrijk is ZOWEL VOOR PREFAB ALS TER PLAATSE GESTORTE BETON
CASE STUDIES Facade paneel ontwikkeling • • • • • •
Gepolijste Facade panelen / sandwichpanelen Buitenpaneel teruggebracht van 80mm naar 40mm (nu ontwikk. 20mm) 0,3% VF MiniBar waardoor staalnet overbodig is Gebruik van BasBars bij ramen en deuren Resulteerde in lagere materiaalkosten van 65% voor buitenpaneel Verlaging totale materiaalkosten van 30% per m2
Facade paneel ontwikkeling Overige voordelen • Meer panelen te vervoeren per truck en lagere logistieke kosten
• Dunnere panelen vergroten het bruto vloeroppervlak; meer leefruimte
Drijvende infrastructuur • • • • •
21% lagere materiaalkosten Lagere productie-, transport en onderhoudskosten 40% lichter dan standaard alternatief Geheel corrosie vrij Geplaatst in Noorwegen, Zweden, Duitsland en Midden Oosten
Transit project Gotenburg (Zweden) • • • • • •
Trambaan; hoge belastingen (!) 2.5%VF oftewel 50Kg per m3 in C35 beton Beter bestand tegen trekspanningen en geen elektrische geleiding Vezel steekt niet uit, goed verwerkbaar Kostenbesparing en toekomstbestendiger Nieuwe projecten aanstaande
Binnenmuur • • • •
Veidekke Konfektfabrikken Oslo, appartementencomplex Ramboll engineering i.s.m. University of Akron en NTNU C30 beton, 20cm dik, 0,3% VF MiniBar 50% productiviteitsverbetering bij plaatsen muur (vanwege geen arbeidsintensieve handelingen staalwapening) • 20% kostenbesparing door gebruik MiniBar i.p.v. staalnet
Prefab wand Prefab paneel, gewapend met MiniBar
MiniBar blower op locatie
Duurzaamheidsaspecten • • • • • • •
Basalt overvloedig aanwezig Groene stroom productieproces Transport en verwerking lichter en gemakkelijker Langere levensduur bouwwerk Optimale recycling mogelijkheden Duurzame waterwerken mogelijk (geen roest) Fors lagere CO2 uitstoot dan staalproductie • Productie staal kost 1,1 kg CO2/kg staal • Productie MiniBar kost 2,1 kg CO2/kg staal MAAR: VOOR 60KG STAAL MAAR 6KG MINIBAR NODIG (zelfde sterkte) Uiteindelijk 81% CO2 reductie
CONCLUSIES Werken met MiniBars betekent • • • • • • • •
DUNNER kunnen bouwen want betondekking is overbodig Dus: LICHTER kunnen bouwen, waardoor werkbaarheid verbetert Dus: GOEDKOPER bouwen, want minder beton en arbeidsinzet nodig Voorgoed AFSCHEID NEMEN VAN ROEST Verzekerd zijn van HOGE TREK- EN RESIDU STERKTE van de beton Geen last van ELEKTRISCHE GELEIDING in beton door aanwezigheid staal Verzekert zijn van OPTIMALE MIX-EIGENSCHAPPEN van vezel in de beton Op een DUURZAME manier bouwen
CONTACT FIBRE EXPERTS B.V. Oude Apeldoornseweg 69 8171 LV Vaassen The Netherlands
Tel: +31 (0)578 569 951 E-mail:
[email protected]
