MiniBarTM

Revolutie in vezelversterkte beton!

INHOUD

• Aanleiding

• Kenmerken

• Innovatie

• Toepassingen

• Case studies

• Conclusies

AANLEIDING

• Plaatsing van staalnet in beton is arbeidsintensief proces

• Vraag naar minder arbeidsintensieve oplossingen

• Bestaande vezelwapening (zoals staal- en plastic vezels) biedt oplossingen, maar kent ook nadelen

• Dus: is er een vezel die sterk is, goed verwerkbaar én niet roest? Kortom: ideaal voor toepassing in beton?

• ANTWOORD: JA, DE MINIBAR

• MiniBars zijn gemaakt van basalt

• Basalt is een natuurlijk product met waardevolle eigenschappen op

gebied van sterkte, chemische eigenschappen en (ver)werkbaarheid

• Via hoogwaardig productieproces kent het innovatieve toepassingen

• Van basaltsteen - > basaltvezel

• Van basaltvezel - > MiniBar

• MiniBar is een alternatief voor staalnet en andere betonvezels met

onderscheidende eigenschappen én een economisch interessante

businesscase (ook hybride oplossingen met staal mogelijk).

• De MiniBar is een revolutie in vezelversterkte beton!

KENMERKENVan basaltvezel tot MiniBar

Productieproces basaltvezel algemeen

• Basalt gesteente

• Vermalen

• Smelten (+/- 1400°C)

• Vormen/uittrekken van vezels

• Winden op spoel

• Van vezel naar eindproduct (zoals MiniBar)

De MiniBarTM

• 1 MiniBar: 1200 individuele vezels

• Diameter 1 minibar: 0,65 mm

• Dichtheid: 1,9 gr/cm3 (verg. staal 7,9)

• Omgeven door vinylester coating, gedraaid in helix

• 3 Lengtes mogelijk: 20,30 of 43 mm (afhankelijk van C klasse beton)

• E-modulus vezel: 44 Gpa / treksterkte: 1080 Mpa

FIBRE EXPERTS distributeur ReforceTech (Noorwegen)

Sterke binding aan beton door• Lengte

• Diameter

• Ruwe oppervlakte

• Helix (‘twist’)

De MiniBar is te zien als lange dunne elastische ‘steen’ die de beton aggregaten bijeen houdt als een spin in het web. Bij belasting wordt de spanning door gehele beton verdeeld (daardoor hoge treksterkte; FTS)

→ zeer sterke fysisch-mechanische verbinding MiniBar-beton

Kenmerken in het kort

• Treksterkte beton met MiniBar overstijgt de 15 Mpa (C65 beton)

• Reststerkte beton met MiniBar (sterkte na scheur) tot 17 Mpa (C65 beton)

• Staalnet overbodig, alternatief voor andere betonvezels

• MiniBar maakt beton buigzamer & scheuren worden direct gestopt

• Groot gebruiksgemak, door gelijke dichtheid MiniBar-beton:

Makkelijk te mixen

Laat zich goed verpompen

Zakt niet en drijft niet

MiniBars verdelen zich gelijkmatig door de beton

Kan in hoge volumefractie worden toegepast

INNOVATIEVergelijking met traditioneel staalnet

• Geen ingewikkelde afstandhouders, koppelstukken meer nodig zoals in traditionele wapening

• Direct meemengen met beton

• Geheel inert; roest is verleden tijd

• Dunnere bouwwerken mogelijk, betondekking vervalt

• Daardoor besparing kosten & tijd, bewezen businesscases

• Zeer weerbaar tegen sterk basische (beton)omgevingen

• Dichtheid MiniBar slechts ¼ van dichtheid staal

• Vanwege besparing op beton + wapening is MiniBar oplossing zeer interessant,

10-50% besparing mogelijk (afhankelijk van toepassing)

Vergelijking met staalvezel (I)

• Basalt• Geen roest, mengt goed en is goed verpompbaar

• Dichtheid• MiniBar is 1,9 gr/cm3; staal 7,9 gr/cm3

• MiniBar zakt niet naar beneden, verdwijnt niet in de hoeken van de mixer

• Dichtheid en vorm maken dat MiniBar (MB) in hoge volumefractie (VF) KAN worden gemixt, bedenk: MB : 28.850 vezels/kg. 4,0% VF ≈ 80 kg ≈ 2.300.000 MB vezels (mixbaar!) . Vergelijk staalvezel : 3.200 vezels/kg. 1,0% VF staalvezel ≈ 80kg ≈ 250.000 vezels (mixbaar?)

• Vorm• MiniBar kent 4 bindingsmechanismen- > ontworpen voor FTS (hoge treksterkte,

scheurvorming direct gestopt)

• Staalvezel kent m.n. 1 bindingsmechanisme: rechtbuigen hoek - > ontworpen voor ARS (reststerkte)

Vergelijking met staalvezel (II)

• Sterkte • MiniBar heeft treksterkte die 2x GROTER is dan de elasticiteitsgrens van staal(vezel)

• Staalvezels vervormen plastisch (onomkeerbaar) na scheur in beton. MiniBar is geheel elastisch en voorkomt/minimaliseert scheurvorming DIRECT.

• Nabehandeling beton(oppervlak)• Optimaal bij gebruik van MiniBar; geen uitstekende vezels (vanwege dichtheid +

adhesieve kracht MiniBar-beton) + uitblijven corrosie

• MiniBar beton ideaal voor facade panelen

• Prestaties• Staalvezel wordt ingezet voor structurele versterking van beton, echter mixproblemen

maken het moeilijk de benodigde sterkte te verkrijgen

• Kosten• Prijs staalvezel variabel, i.h.a.: MiniBar toepassing geeft lagere kosten voor hogere

sterkte

Vergelijking met plastic vezel • Basalt

• Dichtheid

• Vorm

• Sterkte• Treksterkte MiniBar significant hoger dan plastic vezel

• Plastic vezels vervormen plastisch (onomkeerbaar) na scheur in beton. MiniBar is geheel elastisch en voorkomt/minimaliseert scheurvorming DIRECT.

• Nabehandeling beton• Optimaal bij gebruik van MiniBar

• Plastic vezels neigen uit te steken waardoor nabehandeling oppervlak noodzakelijk is

• Prestaties• Plastic vezel met name ontworpen voor tegengaan krimpscheuren (i.c.m. staalnet) en niet

voor structurele FTS en ARS

• Kosten • Lastig te vergelijken (in sommige gevallen kan MB zowel plastic vezel als staalnet vervangen!)

Treksterkte (FTS)

The MiniBarTM Reinforced Concrete demonstrates high Flexural Tensile Strength as the MinibarsTM are randomly oriented

and evenly distributed thus strengthening concrete throughout in a uniform manner enabling

Pre-Reinforced Concrete

MiniBar getest door:

(ASTM C78)

Residusterkte (ARS)

0

5

10

15

20

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

AR

S, M

Pa

MiniBar Dosage in Percent

MB3C65

MB3C35

Achieving these high strength levels above 15MPa, and the ability to mix in high volume fractions is unique for the MiniBars™, enabling

Pre-Reinforced Concrete

MiniBar getest door:

(ASTM C1399)

EN14651 tests (2,5% VF)

EN14651 tests (4,0% VF)

TOEPASSINGEN MiniBar

• Vervangt staalwapening in vloeren en binnenmuren waar kostenbesparing en high performance belangrijk is

• Sandwichpanelen waarbij lichtgewicht, dunnere elementen en tegengaan corrosie belangrijk is

• (Zee)watermilieu waarbij tegengaan corrosie belangrijk is

• Drijvende betonelementen waarbij duurzaamheid en tegengaan corrosie belangrijk is

• Tunnelelementen waarbij lichtgewicht en tegengaan corrosie belangrijk is

• Funderingspalen waarbij lichtgewicht, tegengaan corrosie enhoge treksterkte belangrijk is

ZOWEL VOOR PREFAB ALS TER PLAATSE GESTORTE BETON

CASE STUDIESFacade paneel ontwikkeling• Gepolijste Facade panelen / sandwichpanelen

• Buitenpaneel teruggebracht van 80mm naar 40mm (nu ontwikk. 20mm)

• 0,3% VF MiniBar waardoor staalnet overbodig is

• Gebruik van BasBars bij ramen en deuren

• Resulteerde in lagere materiaalkosten van 65% voor buitenpaneel

• Verlaging totale materiaalkosten van 30% per m2

Facade paneel ontwikkelingOverige voordelen

• Meer panelen te vervoeren per truck en lagere logistieke kosten

• Dunnere panelen vergroten het bruto vloeroppervlak; meer

leefruimte

Drijvende infrastructuur

• 21% lagere materiaalkosten

• Lagere productie-, transport en onderhoudskosten

• 40% lichter dan standaard alternatief

• Geheel corrosie vrij

• Geplaatst in Noorwegen, Zweden, Duitsland en Midden Oosten

Transit project Gotenburg (Zweden)• Trambaan; hoge belastingen (!)

• 2.5%VF oftewel 50Kg per m3 in C35 beton

• Beter bestand tegen trekspanningen en geen elektrische geleiding

• Vezel steekt niet uit, goed verwerkbaar

• Kostenbesparing en toekomstbestendiger

• Nieuwe projecten aanstaande

Binnenmuur • Veidekke Konfektfabrikken Oslo, appartementencomplex

• Ramboll engineering i.s.m. University of Akron en NTNU

• C30 beton, 20cm dik, 0,3% VF MiniBar

• 50% productiviteitsverbetering bij plaatsen muur (vanwege geen arbeidsintensieve handelingen staalwapening)

• 20% kostenbesparing door gebruik MiniBar i.p.v. staalnet

Prefab wand

Prefab paneel, gewapend

met MiniBar

MiniBar blower op locatie

Duurzaamheidsaspecten

• Basalt overvloedig aanwezig

• Groene stroom productieproces

• Transport en verwerking lichter en gemakkelijker

• Langere levensduur bouwwerk

• Optimale recycling mogelijkheden

• Duurzame waterwerken mogelijk (geen roest)

• Fors lagere CO2 uitstoot dan staalproductie

• Productie staal kost 1,1 kg CO2/kg staal• Productie MiniBar kost 2,1 kg CO2/kg staal

MAAR: VOOR 60KG STAAL MAAR 6KG MINIBAR NODIG (zelfde sterkte)Uiteindelijk 81% CO2 reductie

CONCLUSIESWerken met MiniBars betekent

• DUNNER kunnen bouwen want betondekking is overbodig

• Dus: LICHTER kunnen bouwen, waardoor werkbaarheid verbetert

• Dus: GOEDKOPER bouwen, want minder beton en arbeidsinzet nodig

• Voorgoed AFSCHEID NEMEN VAN ROEST

• Verzekerd zijn van HOGE TREK- EN RESIDU STERKTE van de beton

• Geen last van ELEKTRISCHE GELEIDING in beton door aanwezigheid staal

• Verzekert zijn van OPTIMALE MIX-EIGENSCHAPPEN van vezel in de beton

• Op een DUURZAME manier bouwen

CONTACT

FIBRE EXPERTS B.V.

Oude Apeldoornseweg 69

8171 LV Vaassen

The Netherlands

Tel: +31 (0)578 569 951

E-mail: d.dubbelhuis@fibreexperts.com