Voorgespannen beton

Betekenis

Voorgespannen beton bevat wapening waaraan vooraf een spanning wordt opgelegd zodat het beton in gebruik beter tegen trekspanningen bestand is. Door die voorspanning kan de constructie hogere belastingen dragen en grotere overspanningen maken dan gewoon gewapend beton.

Toepassing

Voorgespannen beton wordt toegepast waar hogere draagkracht of grotere overspanningen vereist zijn.

• In prefab-elementen, omdat fabriekstoestand het vaakst wordt gebruikt voor voorgerekt staal.
• Bij grotere constructies zoals bruggen en civiele werken.
• In situaties met beperkte constructiehoogte, bijvoorbeeld vloeren in gebouwen (vaak met voorspanning zonder hechting).
• Waar specifieke plaatsingsomstandigheden voorgerekt staal onmogelijk maken, wordt nagerekte voorspanning toegepast.

Aandachtspunten

• Kies de voorspanmethode afhankelijk van vorm en locatie; niet altijd is voorgerekt staal mogelijk.
• Bij nagerekte voorspanning met hechting worden kokers na het spannen geïnjecteerd met cementspecie (grout) om hechting tot stand te brengen.
• Bij voorspanning zonder hechting (VZA) is een kleinere betonbedekking voor de strengen toelaatbaar.
• Spankabels bestaan vaak uit strengen van meerdere smallere kabels; controleer samenstelling en verankering.

Typen / uitvoeringen

• Voorgerekt staal: de wapening wordt in de bekisting eerst onder spanning gebracht en daarna wordt het beton gestort; na verharding blijft de voorspanwapening in de constructie aanwezig. Meestal wordt het voorspanstaal excentrisch geplaatst, met aangrijpingspunten onder het midden van de ligger.
• Nagerekt staal met hechting (voorspanning met aanhechting, VMA): in de bekisting worden kokers aangebracht, door die kokers worden spankabels getrokken; na het storten van het beton worden de kabels op spanning gebracht, verankerd en daarna worden de kokers geïnjecteerd met grout zodat staal en beton adhesief verbonden raken.
• Nagerekt staal zonder hechting (voorspanning zonder aanhechting, VZA): de kabels hechten niet aan het beton, wat nuttig is bij zeer beperkte constructiehoogte; voor VZA-strengen is een kleinere dekking toegestaan.
• Externe voorspanning: de voorspanning wordt aangebracht buiten de constructie (externe aanleg van kabels); hiervoor kan men kokers van kunststof gebruiken.

Uitvoering (procesbeschrijvingen)

• Bij voorgerekt staal: span de staalkabel(s) in de bekisting, stort daarna het beton en handhaaf de spanning tijdens het uitharden; na verharding functioneert het voorgerekte staal als voorspanwapening.
• Bij nagerekte voorspanning met hechting: plaats kokers tussen wapeningsnetten, voer spankabels door de kokers, stort beton, draai de kabels aan en veranker ze, en injecteer daarna grout in de kokers.
• Bij nagerekte voorspanning zonder hechting: vergelijkbaar met VMA maar zonder het injecteren van grout en zonder hechting tussen staal en beton.

Materialen / uitvoeringsvormen

• Spankabels/voorspankabels: samengesteld uit meerdere smallere kabels (strengen).
• Kokers/omhullingsbuizen: vervaardigd uit gefelst bandstaal met dubbele felsrand of uit kunststof (bv. HDPE) voor externe systemen.
• Grout: cementspecie die in kokers geïnjecteerd wordt om hechting tussen kabel en beton tot stand te brengen.
• Verankeringen en verankeringspunten: noodzakelijk om de aangebrachte spanning op te nemen en over te dragen.

Verschil met gewapend beton

• Bij gewapend beton is er wel sprake van wapening in het beton, maar het staal is niet voorgespannen; voorgespannen beton onderscheidt zich doordat één of meer delen van de wapening vóór of na het storten onder spanning worden gebracht.