De case in het kort: Een brugdek in een kustregio had betonschade ontwikkeld die samenhing met blootstelling aan chloriden. De oorspronkelijke stalen wapening was aan het corroderen, wat bijdroeg aan scheurvorming, afsplintering en herhaalde plaatselijke reparaties. Voor de vervanging van het brugdek leverde HotFRP glasvezelversterkte kunststof (GFRP)-wapeningsstaven voor de nieuwe wapening. Het project gebruikte GFRP-wapeningsstaven om het roestmechanisme van stalen wapening te vermijden, terwijl het algemene concept van vervanging van het betonnen brugdek behouden bleef.

Achtergrond van het project

De brug werd blootgesteld aan strooizouten en zouthoudende lucht. Na verloop van tijd drongen chloriden door de betondekking en bereikten zij de stalen wapening. Uitzetting als gevolg van corrosie droeg bij aan scheurvorming, delaminatie en afsplintering van het beton. Voor de vervanging van het brugdek waren meerdere plaatselijke reparaties uitgevoerd.

Bij de voorbereiding van het nieuwe brugdek zocht het projectteam naar een wapeningsmateriaal dat bij chlorideblootstelling niet hetzelfde roestmechanisme zou vertonen als staal. Voor het nieuwe brugdek werd GFRP-wapening geselecteerd.

Materiaalkeuze en ontwerp

HotFRP leverde GFRP-wapeningsstaven in de door de ontwerper voorgeschreven diameters en lengtes. GFRP-wapeningsstaven bestaan uit continue glasvezels die zijn ingebed in een thermohardende harsmatrix. In tegenstelling tot stalen wapening is GFRP niet-metallisch en roest het bij blootstelling aan vocht en chloriden niet op dezelfde manier als staal. Het lagere gewicht maakte de handling en plaatsing op het project bovendien eenvoudiger.

Omdat GFRP andere mechanische eigenschappen heeft dan staal, waaronder een andere elasticiteitsmodulus en een ander aanhechtingsgedrag met beton, kon de wapening niet worden bepaald door stalen staven één op één te vervangen door GFRP-staven. De staafdiameter en -afstand werden door de ontwerper vastgesteld voor het met GFRP gewapende brugdek.

Verschillen in uitvoering ten opzichte van staalwapening

Voor het uitvoeringsteam lagen de belangrijkste verschillen bij handling en het zagen. GFRP-wapeningsstaven zijn lichter dan stalen wapening, terwijl voor het zagen geschikte slijpgereedschappen of andere goedgekeurde gereedschappen nodig zijn in plaats van standaardgereedschap voor staal. Op dit project werd niet op de bouwplaats gebogen; benodigde gebogen vormen werden als voorgevormde staven geleverd.

Ook tijdens de uitvoering was aandacht nodig voor ondersteuning, onderlinge afstand en positionering van de staven tijdens het storten van het beton, vanwege de lagere stijfheid van GFRP ten opzichte van staal. Het uitvoeringsteam paste de werkwijze voor handling en plaatsing aan om de wapening vóór en tijdens het storten op de voorgeschreven positie te houden.

Projectresultaat

Na het storten en uitharden van het beton werd het vervangen brugdek voltooid en opnieuw in gebruik genomen. Het project laat zien hoe GFRP-wapeningsstaven kunnen worden toegepast in een aan chloriden blootgesteld brugdek wanneer het ontwerp van de wapening en de uitvoeringsmethoden rekening houden met de verschillende materiaaleigenschappen.

Deze case is relevant voor projecten die GFRP-wapeningsstaven als alternatief voor staalwapening overwegen wanneer chlorideblootstelling een ontwerpfactor is. De case bewijst op zichzelf echter geen specifieke levensduur of onderhoudsvrije periode; daarvoor zijn langetermijngegevens over de prestaties van het specifieke project nodig.