Polypropyleenvezels

Uit brandproeven is gebleken dat bij toepassing van polypropyleenvezels in het beton, afhankelijk van het vezelgehalte, de mate van afspatten significant kan worden beperkt. Het principe van de werking is gebaseerd op het smelten van de vezels (bij circa 150 °C), waardoor kanaaltjes ontstaan; de ontstane waterdamp kan hierdoor ontsnappen met als gevolg dat geen te hoge trekspanningen ontstaan. De goede werking van de vezels wordt in hoge mate beïnvloed door de combinatie van de hoeveelheid, de lengte en de diameter van de toegepaste vezels. Zeer fijne vezels beperken het afspatten meer dan grove vezels. Gebleken is dat met toepassing van voldoende vezels het afspatten zelfs nagenoeg geheel te voorkomen is.

Uit onderzoek is inmiddels gebleken dat het toepassen van polypropyleenvezels de duurzaamheid van de constructie niet nadelig beïnvloedt.

Polypropyleenvezels zijn begin deze eeuw voor het eerst toegepast bij tunnels in Oost-Engeland, Madrid en Leipzig.

In Nederland is het onder meer toegepast in de Leidsche Rijntunnel in de A2 bij Utrecht en voor de Noord-Zuidlijn in Amsterdam. De Sluiskiltunnel is de eerste wegtunnel waar alleen polypropyleenvezels als materiaal tegen brandschade in het beton van de tunnelsegmenten van een boortunnel worden gebruikt.

Daarnaast zijn polypropyleenvezels ook toegepast in barriers, hulpposten en randafwerking waar geen hittewerende bekleding aanwezig is.

In Duitsland en Oostenrijk gaat toepassing van deze vezels voorgeschreven worden in de tunnelbouwrichtlijnen.

De werking en de hoeveelheid vezels dienen door middel van een brandproef te worden aangetoond.

Voordelen:

• Polypropyleenvezels hebben tevens gunstige eigenschappen ten aanzien van vorst-dooiaantasting.

• Prefab constructie onderdelen met deze vezels zijn minder kwetsbaar voor bouw en installatie schade.

• Voor reparatie van de betonnen tunnelwand na brand is ook een pleister ontwikkeld. Hiermee kan de sterkte en hittewerendheid van de constructie na brand weer op peil worden gebracht.

• Er is geen sprake van bouwtijdverlies omdat de vezels in het te storten beton zijn verwerkt.

• Minder gevoelig voor aanrijdschade.

• De kosten en de betrouwbaarheid voor de polypropyleenvezels.

Nadelen:

• De dosering van de kunststofvezels en het verwerkbaar houden van het betonmengsel is kritisch.

• Het uitvoeren van de reparatie van het beton na een brand.

• Extra betondekking is noodzakelijk om de temperatuur bij de wapening niet te hoog te laten oplopen.

Kritische aspecten

Een te hoge dosering maakt het lastig het betonmengsel door de dichte wapeningsnetten heen te krijgen. Een te lichte dosering biedt te weinig bescherming. Uit onderzoek (numerieke simulaties en brandproeven) bij een brandinstituut in Leipzig en uit beproevingen voor de A2 Leidsche Rijntunnel bleek een dosering van 2 kilogram vezels per m³ goed te presteren en goed verwerkbaar.

Duurzaamheid

Beton waarbij polypropyleenvezels is toegevoegd is net zo duurzaam als gewoon gewapend beton.

Aspecten ten aanzien van de RAMS-score