Eerste sluisdeur van ultrahogesterkte beton
Het is Nederlandse ingenieurs en betonexperts voor het eerst gelukt een onderhoudsvrije sluisdeur te produceren van ultrahogesterkte beton (UHSB). Een wereldprimeur die door deze ontwikkeling waterkeringen en windmolens van beton mogelijk maakt.
Foto: FDN Group.
Nagenoeg alle sluisdeuren in de wereld worden momenteel gemaakt van hout of staal. Materiaal dat zeer onderhoudsintensief is en een veel kortere levensduur heeft in vergelijking met beton, zeker als het gaat om projecten op zee. Houten sluisdeuren moeten na circa 25 jaar vervangen worden en stalen deuren hebben na tien tot vijftien jaar een nieuwe (en vervuilende) coating nodig tegen roest. Betonnen producten hebben daarentegen een onderhoudsvrije levensduur van minimaal 100 jaar. Al eerder werden pogingen gedaan betonnen sluisdeuren te produceren, wat dat mislukte mede door de strenge constructieve eisen.
De betonnen sluisdeuren, geproduceerd in opdracht van de Provincie Groningen en mede gefinancierd door de Provincie Friesland, vervangen de bestaande houten sluisdeuren in de Robbengatsluis, Lauwersoog. Een sluisdeur van beton is eerder in Nederland toegepast, maar bleek te zwaar voor wijdverbreide praktische toepassingen.
Tien keer zo sterk
Het Nederlandse ingenieurs en constructiebureau FDN Group ontwierp al in 2018 in samenwerking met de ontwerpers van de Provincie Groningen een sluisdeur van ultrahogesterkte beton met in de kern EPS (geëxpandeerd polystyreen). Hierdoor wordt enorm veel gewicht bespaard terwijl het dezelfde hoge druk aankan, vergelijkbaar met staal. Door een grotere dichtheid en het gebruik van staalvezels en speciale vulstoffen is UHSB tien keer zo sterk als traditioneel beton. FDN heeft er tot nu toe vooral slanke, maar supersterke fietsbruggen mee gebouwd en internationaal wordt dit materiaal gebruikt voor vele infrastructurele en bouwtoepassingen.
Hoewel het materiaalonderzoek en ontwerp inclusief dynamisch testen voor scheepsstoten relatief vlot verliep, bleek het storten van een UHSB-sluisdeur gecompliceerd. Er wordt namelijk weinig water gebruikt voor het betonmengsel en de mal was gecompliceerd door de polystyreen delen waaronder het beton moest vloeien. Na drie mislukte pogingen lukte het de specialisten van Waco Concrete Valley uit Bergen op Zoom eind februari 2024 om de eerste sluisdeur te storten volgens het uitvoeringsprotocol van FDN. Op 12 maart volgt de tweede. Beide deuren van 7,3 bij 5,3 meter en 0,4 meter dikte worden na het vaarseizoen in oktober in de sluis in Lauwersoog gehangen. De ultrahogesterkte betonnen deuren, inclusief hun opwaartse kracht door een polystyreen kern, zijn net zo zwaar als de stalen en houten varianten en hebben een sterkteklasse van orde C200. Ter vergelijking: traditioneel beton heeft een sterkteklasse van tussen de C20/25 en de C30/37.
Foto: FDN Group.
Meer toepassingen
Deze succesvolle toepassing van UHSB opent volgens directeur Dil Tirimanna van FDN de weg naar meer toepassingen in de waterbouw en offshore: “Je kunt er alle typen sluisdeuren van maken, maar ook de stalen schuiven in de Oosterscheldekering en andere stormvloedkeringen zijn hierdoor te vervangen. Grote voordeel is het onderhoudsvrije karakter en de lange levensduur. We hebben nu bewezen dat ingewikkelde producten op deze manier geproduceerd kunnen worden. Je kunt er zelfs windmolens op zee van bouwen, in plaats van met staal.”
