Rotonde met vezelversterkt beton
Eind oktober is een bijzondere rotonde opgeleverd ter hoogte van ‘t Stift in Weerselo, ten noorden van Hengelo. Voor de rotonde is beton toegepast, dat is gewapend met kunststof vezels. De Milieu Kosten Indicator (MKI-waarde) is bij deze toepassing 85% gunstiger, vergeleken met stalen wapening. De CO2-beparing vergeleken met staal is zelfs 95%. Reden genoeg voor de Provincie Overijssel om beton met kunststof vezels in het RAW-bestek voor te schrijven.
Tekst: ing. Frank de Groot
Wie gebruik maakt van de nieuwe rotonde in de N343 zal niet beseffen dat deze eigenlijk best wel bijzonder is. Het beton is namelijk gewapend met een constructieve kunststofvezel van Convez. De rotonde is aangelegd door Strukton Civiel en de beton is geleverd door de Rouwmaat Groep. Beide partijen houden wel van een uitdaging, want in 2017 werd in de nabijgelegen N737, ook in opdracht van de Provincie Overijssel, een rotonde met RAMAC geopolymeerbeton gerealiseerd. Bij RAMAC-geopolymeer is het bindmiddel cement vervangen door een geopolymeer. Bij de nieuwste rotonde is gewone betonmortel toegepast, maar is de stalen wapening vervangen door kunststof vezels. Beide oplossingen verminderen de milieubelasting aanzienlijk en dat sluit aan bij de doelstelling van de Provincie Overijssel.
Kunststof vezel
De trekkrachten van kunststofvezels variëren tussen de circa 400 N/mm² en 625 N/mm². De elasticiteit (E-module) varieert tussen de circa 4.900 N/mm² en ruim 11.000 N/mm². Dit leidt ertoe dat de traditionele stalen wapening deels of geheel kan worden vervangen. Statische berekeningen conform Eurocode 2 tonen aan in welke mate dit kan. “Voordelen van kunststofvezels zijn dat ze het mogelijk maken om sneller en efficiënter te werken, CO2-reductie geven, zuur- en corrosiebestendig zijn en – in dit geval – de mogelijkheid geven tot het slanker produceren”, zegt Leo Hoogezand van Convez.
De rotonde in Weerselo is gewapend met 4,5 kilogram Concrix® ES per m3 beton. Leo: “Dan praat je over ruim 450.000 kunststof vezels per kuub. Door dit grote aantal vezels per kuub beton en het driedimensionale vezelnet worden de krachten gelijkmatig verdeeld en ben je in staat de optredende krachten op te vangen. Hierdoor kon de betondikte worden gereduceerd van 25 cm naar 20 cm. Dat betekent dus een reductie van het gebruik van grondstoffen.”
Bij gebruik van wapeningsstaal is bovendien een aparte deklaag nodig van 30 tot 40 mm, om het staal tegen corrosie te beschermen. “Maar er kunnen in de loop der jaren altijd scheurtjes ontstaan in die ongewapende toplaag, waardoor bijvoorbeeld dooizouten tot de staalwapening kunnen doordingen. Dat verkort de levensduur”, aldus Leo.
De vezels hebben een MRPI®/EPD-certificaat. Hiermee zijn de milieukosten aantoonbaar. Bij traditionele stalen wapening is de Milieu Kosten Indicator (MKI-waarde) veel hoger dan bij constructieve kunststofvezel. Ten opzichte van staalwapening is het voordeel in dit specifieke geval 85%. Leo: “Dubbel voordeel dus: een veel lagere MKI en een reductie van gebruik van grondstoffen doordat de betondikte is te reduceren.”
Waarom beton?
Beton is het meest gebruikte materiaal voor de bouw van kunst- en waterwerken. Maar beton is ook geschikt voor talrijke andere toepassingen in de infra, zoals verhardingen. Voor een aantal toepassingen genieten betonverhardingen de voorkeur, zoals bij fietspaden in het buitengebied, bushaltes en busbanen, opstelplaatsen voor vrachtwagens bij onder andere verzorgingsplaatsen en containerterminals. Beton wordt ook veel gebruikt voor zwaar belaste rotondes, waar extra krachten op de verharding worden uitgevoerd door de wringende bewegingen. In Duitsland zijn in de achterliggende jaren al circa 650 betonnen rotondes aangelegd. Nederland telt naar schatting circa 150 betonnen rotondes, waaronder ook turborotondes.
Uitdaging
Ondanks de aantoonbare voordelen van kunststof vezels, was dit project voor Strukton Civiel en de Rouwmaat Groep een grote uitdaging. Roy Postma, Manager Materieel en Betonwegen bij Strukton Civiel: “Onze opdrachtgever heeft voor de aanbesteding overleg gehad met Convez over de mogelijkheden van kunststof vezels. Als voorbeeld diende een gelijksoortige rotonde die in 2020 in Vlaardingen is gerealiseerd met kunststof vezels. Maar je weet dan nog weinig over de doseringen en krachten. Daarom is het belangrijk om goed overleg te hebben over de risico’s en de nazorg. Ik denk dat als we nog eerder om tafel hadden gezeten met de Provincie en Convez, er nog grotere voordelen mogelijk zijn. De gezamenlijk doelstelling is immers CO2-besparen.”
Jan Smit, directeur Betoncentrales bij de Rouwmaat Groep, sluit zich hierbij aan: “Samenwerking is cruciaal bij deze innovatieve toepassing. Convez is ook bij onze betoncentrale geweest om te helpen bij de juiste dosering en wijze van mengen. Er is een dag van te voren eerst een proefmenging gedraaid. We hebben al eens eerder ervaring met kunststof vezels opgedaan, maar dat betrof een bodemplaat die we hebben gestort. Dat ging goed, maar een rotonde is toch weer een andere toepassing.”
Circulariteit
We willen tot slot weten hoe circulair beton met kunststof vezels is. Leo licht toe: “Momenteel kunnen we 80 tot 85% van de vezels terugwinnen uit oud beton. Er is al een partij die zegt tot 95% te komen. Uiteindelijk willen we die vezels weer bij kunnen mengen bij nieuwe vezels voor toepassing in nieuw beton. Overigens gaan die vezels wel 90 tot 100 jaar mee, maar in de praktijk wordt een betonnen rotonde na circa dertig jaar vervangen. Dat is altijd nog veel gunstiger dan bij asfalt, dat je iedere tien tot vijftien jaar moet vervangen. Vooral bij een rotonde treden grote wringingskrachten op. Wanneer we de langere levensduur en milieuwinst meewegen is beton met kunststof vezels zeker prijsconcurrerend met traditioneel gewapend beton.”
Roy is erg tevreden over het eindresultaat: “Het ziet er heel fraai uit! De betonwerkers waren natuurlijk ook benieuwd hoe de verwerking zou gaan, maar dat verliep goed. Het werk gaat ook veel sneller, want er is geen wapening nodig. Het werk is dus beter planbaar.”
Rouwmaat Groep
www.rouwmaat.nl/
