Beton is bijna altijd gewapend. Dit moet omdat beton wel drukkrachten maar bijna geen trekkrachten kan opnemen. Omdat vrijwel altijd trekkrachten optreden, wordt wapening aangebracht om deze trekkrachten op te nemen.

Het principe is eenvoudig: als een element wordt belast en buigt, ontstaan in de doorsnede druk- en trekspanningen. Door wapening aan te brengen, kan de wapening op het moment dat beton scheurt deze trekspanningen overnemen.

Bij voorgespannen beton wordt de op trek belaste betondoorsnede zodanig onder spanning gezet (voorgespannen), dat ook onder belasting nog steeds een drukspanning in de hele doorsnede aanwezig is. Dit is mogelijk omdat beton veel hogere drukkrachten dan trekkrachten kan opnemen. Door deze techniek zijn veel hogere belastingen op de betonconstructie mogelijk dan bij traditioneel wapenen, bovendien blijft de constructie onder belasting ongescheurd.

Groot voordeel van voorgespannen elementen is dat de constructie mooier, duurzamer en waterdicht is.

Wand gewapend met traditionele wapening

Traditioneel gewapend element.

Element vervormd door belasting en wapening moet scheurvorming voorkomen.

Voorspanning in de beton zorgt voor druk in de elementen dat scheurvorming voorkomt

Voorgespannen element.

Belasting wordt direct door voorspanning opgenomen. Element vervormd niet daardoor treed er geen scheurvorming op.

Voorspanstaal wordt op de rol geleverd en heeft per streng meestal 7-draden in een spiraalvorm. De treksterkte van voorspanstaal is ca. 3,5 keer zo hoog als die van traditionele wapening.

AquaStruct past 2 systemen toe: Voorspanstaal met aanhechting en voorspanning zonder aanhechting.

  1. Voorspanstaal zonder aanhechting (VZA) zit in een PE-mantel met vet. (Door AquaStruct toegepast in de omtrek van de silo door de elementen)
  2. Voorspanstaal met aanhechting (VMA) is voorspanstaal dat meestal wordt toegepast bij prefab elementen. Het voorspanstaal wordt voorgerekt in de elementen aangebracht

Bij voorgespannen betonconstructies wordt het voorspanstaal op verschillende manieren verwerkt:

  1. Voorspannen met voorgerekt staal (voor prefab constructies zoals wandelementen en brugbalken) Voorspanning in de wanden van AquaStruct.
  2. Voorspanning zonder aanhechting (streng/kabel omringd door kunststof met inwendig vet aanwezig). Hierbij wordt de kabel op zijn plaats gelegd, waarna men beton stort. Nadat het beton op voldoende sterkte is gekomen, wordt aangespannen. Voorspanning in de wanden van AquaStruct na het plaatsen van de wanden.
  3. Voorspannen met nagerekt staal. Hierbij worden kokers aangebracht in de bekisting, voorspankabels worden door de kokers getrokken, beton gestort en na het verharden van het beton worden de kabels aangetrokken. De holte van de koker wordt dan opgevuld met grout.
  4. Externe voorspanning waarbij de strengen buiten de constructie worden aangetrokken.

Productie van voorgespannen wanden

AquaStruct past uitsluitend voorgespannen wanden toe.

Hoe worden deze elementen geproduceerd?

De prefab tank-en silowanden worden gemaakt in stalen mallen. In de fabriek worden meerdere mallen in lengte richting achter elkaar geplaatst, tussen twee spanbokken. Ook wel het langebaan systeem genoemd.

De binnenzijde van de tankwanden is de stort/afwerkzijde, de buiten/zichtzijde is de onderkant van de mal welke een houtnerfstructuur heeft. De onder- en bovenzijde van de elementen worden gemaakt door het toepassen van zogenaamde kopschotten. In deze kopschotten zitten kleine sparingen waar het voorspanstaal (7 draden per streng) doorheen wordt geleid van het ene spanbok naar de andere. Hier worden ze gefixeerd met wiggen.  Daarna worden alle strengen op dezelfde trekspanning gezet met behulp van een spanpistool. Door één of twee spanbokken hydraulisch te verplaatsen wordt aan alle voorspanstaal gelijktijdig getrokken zodat het voorspanstaalstaal uitrekt. Wanneer ook de traditionele  wapening en alle voorzieningen in de mal zijn aangebracht worden de elementen gestort met beton en daarna afgewerkt met een vlindermachine.

Na het verharden van het beton wordt de spanning op de betonnen wanden overgebracht door de spanbokken terug te plaatsen. Na het ontkisten van de wandelementen worden de voorspandraden aan de koppen van de elementen afgeslepen en afgewerkt. Door de verharding van de beton wordt voorkomen dat het voorspanstaal volledig terug kan gaan naar haar oude lengte. In de beton is de trek van de voorspandraden omgezet in een druk in de beton.

Uitleg-productie wandelementen met voorspanning