voor de gestelde problemen bieden. De techniek van de uitwendig gelijmde
wapening bestaat, in de meeste gevallen uit extra trekwapening, te lijmen op de te
renoveren constructie.
Vooral koolstoflaminaten bleken in aanmerking te komen voor het versterken van
betonconstructies. Er bestaan soepele- en al uitgeharde koolstoflaminaten.
Het gebruik van koolstofvezelversterkte kunststoflaminaten in plaats van de
traditionele stalen strippen heeft belangrijke voordelen. Zo is de treksterkte vijf a tien
keer groter dan die van plaatstaal. De E-modulus is vergelijkbaar of in sommige
soorten veel groter. De koolstoflaminaten zijn veel lichter en kunnen een onbeperkte
lengte hebben. Verder is er nog het voordeel dat de koolstofvezels corrosiebestendig
zijn.
Hoewel de materiaal kosten voor de koolstofvezellaminaten hoger liggen dan voor de
klassieke staalplaten, hoeft dit niet direct een nadeel te zijn. De verwerkingskosten
kunnen namelijk wel een stuk lager liggen. Er zijn ook nadelen. We hebben te maken
met een bros materiaal. De koolstofvezels gedragen zich lineair elastisch tot aan de
breuk. Er is dus geen plastische fase waarin het materiaal vloeit. Het materiaal
breekt zonder voorafgaande plastische vervorming, en heeft dus geen
waarschuwend vermogen. Een nadeel van zowel gelijmde staalplaten als
koolstofwapening, is de slechte brandweerstand van de gebruikte epoxylijmen.
Bij een temperatuur vanaf ongeveer 60°C verweekt de lijm en verliest
ze haar hechtvermogen.

Eisen en bepalingsmethoden
Het versterken van betonconstructies met uitwendig gelijmde koolstofvezelwapening
is een techniek die volledig afhankelijk is van de samenwerking van
de koolstofvezelwapening met de te versterken betonconstructie. Voor een veilige,
betrouwbare versterkte betonconstructie is het daarom erg belangrijk, dat het ontwerp
en de uitvoering van de versterking op een correcte wijze worden verricht.
Er bestaan voor het berekenen van gelijmde wapening nog geen internationaal
geldende normen, maar in Europa, in de Verenigde Staten en Japan wordt hier wel
aan gewerkt. In Nederland is er sinds medio 2002 een aanbevelingsnorm. Hierin
worden eisen en regels voor het berekenen en uitvoeren van op buiging en/of
dwarskracht te versterken gewapend-betonconstructies d.m.v. uitwendig gelijmde
koolstofvezelwapening samengevoegd.
Het uitvallen van de uitwendige koolstofvezelwapening wordt beschouwd als een
bijzondere belasting. Dit betekent dat de onversterkte constructie in de uiterste
grenstoestand moet worden beoordeeld op basis van de bijzondere
belastingscombinatie. Redenen voor het uitvallen van de koolstofvezelwapening
kunnen bijvoorbeeld vandalisme of brand zijn.
Dan moet de gebruiksgrenstoestand getoetst worden. Hier moet worden
nagegaan of de constructie voldoet aan de gebruiksvoorwaarden. Met
betrekking tot vervormingen en scheurvorming gelden in principe dezelfde
eisen als voor niet-versterkte constructies.
Door het toepassen van uitwendig gelijmde koolstofvezelwapening krijg je een verhoging
van zowel het draagvermogen als de stijfheid van de betonconstructie,
ook heeft het een positief effect op scheurvorming.
In de uiterste grenstoestand moeten bepaalde bezwijkmechanismen worden
onderzocht: vloeien van de inwendige wapening, bezwijken van de betondrukzone
of verlies van composietwerking.

Materialen en uitgangspunten
De sterkte van beton wordt uitgedrukt in sterkteklasse. Deze wordt bepaald door het
belasten tot bezwijken van bepaalde proefstukken. De treksterkte van beton is veel
lager dan de druksterkte, het bepalen van de treksterkte wordt bepaald door een
trekproef op een betoncilinder. De elasticiteitsmodulus is de verhouding tussen de
drukspanning en de relatieve vervorming. Het a-s-diagram van beton bestaat uit een
bi-lineair stelsel. Het eerste deel geeft elastische vervorming. Het tweede deel geeft
plastische vervorming, deze vervorming keert na ontlasten niet terug in de
oorspronkelijke vorm.
Bij het construeren in gewapend beton zijn de eigenschappen van betonstaal erg
belangrijk. De materiaaleigenschappen van betonstaal worden bepaald met een
trekproef, waarbij een staaf tot breuk wordt belast. De elasticiteitsmodulus voor alle
betonstaalsoorten zijn ook bi-lineaire schema's.
Afhankelijk van het tijdstip van uitharden van de epoxy-lamel waarin de
koolstofvezels zijn ingebed, kan onderscheid worden gemaakt tussen geprefabriceerde
koolstofvezelwapeningssystemen en ter plaatse uithardende koolstofvezel
wapeningssystemen. De verschillende koolstofvezel-wapeningssystemen
leiden met name tot verschillen bij de uitvoering en de kwaliteitscontrole daarvan.
Voor de berekening van de versterkingen is er geen verschil.
Ontwerpen van koolstofvezelwapening
Een betonnen balk of plaat kan worden versterkt door het aanbrengen van extra
trekwapening aan de trekzijde van de constructie. Hierdoor wordt het
draagvermogen van de constructie op buiging verhoogd.
Men moet rekening houden met dat er al spanningen vóór het aanbrengen van de
gelijmde wapening in de te versterken constructie aanwezig zijn. Wanneer de
vervormingen beperkt moeten worden dient de buigstijfheid van de dwarsdoorsnede
verhoogd te worden.
Uitwendig gelijmde wapening kan ook gebruikt worden om de dwarskrachtcapaciteit
van betonnen balken te verhogen,hiervoor worden meestal prefab L-vormige,
koolstofvezellamellen voor gebruikt.
Een rechthoekige gewapende betonplaat, zal het grootste gedeelte van de kracht via
de kortste overspanning afdragen. Wanneer één draagrichting versterkt wordt met
uitwendig gelijmde wapening, zal het buigmoment in die richting groter worden, en
zal het buigmoment in de andere draagrichting afnemen. Zo kan men de
ene draagmuur ontlasten.
Voor voorgespannen betonnen platen is vaak geen versterking meer mogelijk. Door
de voorspanning wordt meestal de maximale drukspanning in het beton bereikt. Ook
het voorspannen van de uitwendige wapening biedt een mogelijke oplossing. Helaas
zijn er in Nederland, voor deze oplossing, geen voorschriften beschikbaar.

Brandwerendheid
Een nadeel van zowel gelijmde staalplaten als koolstofwapening, is de slechte
brandweerstand van de gebruikte epoxylijmen. Indien een brand weerstand geëist
wordt, moeten de laminaten een warmte-isolerende beschermingsmacht krijgen.
In het bouwbesluit is brandwerendheid gedefinieerd als "de tijd gedurende welke een
constuctieonderdeel bij verhitting volgens de standaardbrandkromme weerstand kan
bieden aan de erop werkende belasting".
Er kunnen voor het beschermen van koolstofvezellaminaten bijvoorbeeld brandwerende
platen of brandwerende coating toegepast worden. Deze platen moeten
dan de temperatuur ter plaatse van de lijm beneden de 60°C houden, vanwege het
bindend materiaal van de lamel, moet deze beneden de 150°C blijven.

Uitvoeringsfase
Bij voorkeur dient de koolstofvezelwapening, in het veld van een op buiging belaste
constructie, zover mogelijk naar de oplegging door te lopen. Koolstofvezelwapening
mag in meerdere lagen worden toegepast. Bij geprefabriceerde systemen is het
maximum aantal lagen twee en bij "ter plaatse uithardende" systemen maximaal vijf.
Er moet een minimale afstand tussen de strippen vrijgelaten worden, want als de
strippen direct naast elkaar worden geplaatst kan er geen waterdamp meer door de
betonconstructie komen. Door de eis van de maximale onderlinge afstand bij
dwarskrachtversterking, zal er geen diagonale scheur kunnen ontstaan zonder een
versterkingselement te snijden.
De juiste uitvoering bij het aanbrengen van uitwendig gelijmde koolstofvezelwapening
is van essentieel belang voor het functioneren ervan. De uitvoering moet daarom
gebeuren door gecertificeerde bedrijven en personen. De manier waarop de uitwendig
gelijmde koolstofvezelwapening moet worden aangebracht, alsmede alle daarvoor uit
te voeren controles en te nemen maatregelen, moeten door de leverancier van het
toe te passen systeem worden aangegeven.
Het betonoppervlak moet ter plaatse van de aan te brengen koolstofvezelwapening: vrij
zijn van defecten; geen scheuren met een grote scheurwijdte bevatten; geen grote
oneffenheden bezitten; opgeruwd zijn.
Om verschillende reden kan het nodig zijn een afwerking toe te passen. Dit kan
bescherming tegen brand of vandalisme zijn, maar ook om esthetische redenen kan
een afwerklaag worden toegepast. toon minder