Viscoelastische materialen in funderingsconstructies: Toepassing en technische kenmerken

Published by Redactie on juli 28, 2025 | Category fundering

Inleiding

In de bouwsector wordt steeds meer aandacht besteed aan het gebruik van innovatieve materialen om de duurzaamheid, efficiëntie en stabiliteit van constructies te verbeteren. Een van de materialen die op het ogenblik in opkomst zijn, zijn viscoelastische stoffen. Deze materialen vertonen zowel elastische als viskeuze eigenschappen, wat hen uniek maakt in hun gedrag onder belasting. In combinatie met funderingssystemen wordt viscoelastisch gedrag steeds relevanter, bijvoorbeeld bij het voorkomen van lekkages en het verlagen van schokgevoeligheid in infrastructuur. Dit artikel richt zich op de viscoelastische eigenschappen van materialen, hun toepassing in funderingsconstructies en relevante bouwtechnieken. De informatie is gebaseerd op gegevens uit betrouwbare bronnen, zoals bouwtechnische websites en wetenschappelijke onderzoeken.

Viscoelasticiteit: Een technische uitleg

Viscoelasticiteit is een eigenschap die voorkomt bij materialen die tegelijkertijd elastische en viskeuze kenmerken vertonen. Deze combinatie leidt tot tijdsafhankelijke vervorming onder belasting. In tegenstelling tot puur elastische materialen, die direct en volledig terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm, vertonen viscoelastische stoffen een gedrag waarbij de vervorming zich in de tijd ontwikkelt. Bovendien dissiperen deze materialen energie in de vorm van warmte, wat een belangrijk verschil maakt ten opzichte van puur elastische materialen.

De belangrijkste kenmerken van viscoelastische materialen zijn:

Hysterese: Tijdens een belastingcyclus ontstaat een spannings-straincurve met een lusvorm. Het oppervlak van deze lus vertegenwoordigt de hoeveelheid energie die verloren gaat in de vorm van warmte.
Spanningsrelaxatie: Bij constante vervorming neemt de spanning in het materiaal geleidelijk af.
Kruip: Bij constante belasting neemt de vervorming in het materiaal toe met de tijd.
Vervormingssnelheidafhankelijkheid: De stijfheid van het materiaal is afhankelijk van de snelheid waarmee het wordt vervormd.

Deze eigenschappen worden vaak gemeten met behulp van dynamische mechanische analyse, waarbij een kleine oscillerende spanning wordt aangebracht en de reactie van het materiaal wordt geobserveerd. De verhouding tussen spanning en vervorming wordt uitgedrukt in een complex dynamisch modulus G, dat bestaat uit een opslagmodulus (G') en een verliesmodulus (G''). De opslagmodulus vertegenwoordigt de elastische component van het materiaal, terwijl de verliesmodulus de viskeuze component aangeeft.

Toepassing van viscoelastische materialen in funderingsconstructies

De viscoelastische eigenschappen van bepaalde materialen maken ze geschikt voor gebruik in funderingsconstructies, met name in situaties waar flexibiliteit en energieafgifte belangrijk zijn. Deze toepassingen kunnen bijvoorbeeld gericht zijn op het voorkomen van lekkages, het verlagen van schokgevoeligheid, of het vergroten van de duurzaamheid van constructies.

Een concrete toepassing van viscoelastische materialen in funderingsconstructies is te vinden in de vergrendeling van kabels in waterkeringen. Volgens de lokaal geldende regelgeving (bron 3), moeten kabels in waterkeringen bij vervanging of verwijdering blijvend waterdicht worden afgedicht met een viscoelastische corrosiewerende dichtingmassa. Deze dichtingmassa biedt een flexibele, tijdsafhankelijke afdichting die goed werkt bij variabele belastingen en temperatuurveranderingen. Omdat het materiaal viscoelastisch is, kan het zich aanpassen aan kleine bewegingen in de constructie, zonder het afdichtingsniveau te verliezen.

Daarnaast wordt viscoelasticiteit ook gebruikt in isolatiematerialen voor funderingsconstructies. Bijvoorbeeld in strookfunderingen, waarbij funderingsbekistingen gemaakt zijn van EPS (geëxpandeerd polystyreen), wordt gebruikgemaakt van materialen die thermisch en mechanisch stabiel zijn. Hoewel EPS zelf niet viscoelastisch is, kunnen andere viscoelastische stoffen gebruikt worden in combinatie met EPS om de prestaties van de fundering te verbeteren, bijvoorbeeld door het voorkomen van koudebruggen of het verlagen van de druk op ondergrondse constructies.

Viscoelastische materialen in de praktijk: Voorbeelden uit de bouw

In de praktijk worden viscoelastische materialen toegepast in verschillende bouwprojecten, zowel bij funderingen als bij de constructie van bovenliggende elementen. Hieronder worden enkele voorbeelden besproken:

1. Dichtingmassa’s in funderingsconstructies

Een veelvoorkomende toepassing van viscoelastische materialen is in de vorm van dichtingmassa’s voor het afsluiten van doorvoeren in funderingsconstructies. Volgens de lokaal geldende regelgeving (bron 3) dient bij het vervangen of verwijderen van kabels gebruik te worden gemaakt van een viscoelastische corrosiewerende dichtingmassa. Deze massa’s zijn geschikt voor het voorkomen van lekkages in waterkeringen, omdat ze flexibel zijn en zich kunnen aanpassen aan kleine bewegingen in de constructie. Bovendien zijn ze resistent tegen corrosie en kunnen ze langdurig hun prestaties behouden.

2. Hybride materialen in funderingsbekistingen

In funderingsbekistingen, zoals bij strokfunderingen, worden hybride materialen gebruikt die viscoelastische eigenschappen kunnen bevatten. Deze materialen kunnen bijdragen aan een betere thermische isolatie en verminderen het risico op koudebruggen of vochtproblemen. Een voorbeeld van een hybride funderingsconstructie is de HAVEBO Ekokist H, waarbij funderingsbekistingen worden gebruikt in combinatie met EPS. Hoewel EPS zelf niet viscoelastisch is, kunnen andere viscoelastische materialen worden toegevoegd om de prestaties van de fundering te optimaliseren, zoals het verbeteren van de afdichting of het verlagen van schokgevoeligheid.

3. Viscoelastische materialen in isolatielagen

In funderingsconstructies wordt viscoelasticiteit ook gebruikt in isolatielagen om de thermische en akoestische prestaties van een gebouw te verbeteren. Deze materialen kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden om koudebruggen te voorkomen of om akoestische isolatie te verbeteren. Omdat viscoelastische materialen tijdsafhankelijk vervormen, kunnen ze ook gebruikt worden als schokdemper in funderingsconstructies, bijvoorbeeld bij het verlagen van de impact van aardbevingen of trillingen in de ondergrond.

Technische kenmerken van viscoelastische materialen in de bouw

De viscoelastische eigenschappen van materialen maken ze geschikt voor toepassing in de bouw, vooral in situaties waar flexibiliteit en energieafgifte belangrijk zijn. Hieronder worden enkele technische kenmerken besproken die van invloed zijn op de prestaties van viscoelastische materialen in funderingsconstructies:

1. Tijdsafhankelijke vervorming

Een van de belangrijkste kenmerken van viscoelastische materialen is dat ze tijdsafhankelijk vervormen onder belasting. Dit betekent dat de vervorming van het materiaal niet direct gebeurt, maar zich geleidelijk ontwikkelt. Deze eigenschap kan nuttig zijn in funderingsconstructies, waarbij het materiaal zich moet aanpassen aan variabele belastingen en temperatuurveranderingen.

2. Energieverlies bij vervorming

Viscoelastische materialen dissiperen energie in de vorm van warmte bij vervorming. Deze eigenschap maakt ze geschikt voor toepassing in situaties waar schokdemping belangrijk is, zoals bij funderingsconstructies in gebieden met aardbevingen of trillingen. Het energieverlies bij vervorming kan ook bijdragen aan de duurzaamheid van de constructie, omdat het voorkomt dat energie wordt opgeslagen in het materiaal.

3. Vervormingssnelheidafhankelijkheid

De stijfheid van viscoelastische materialen is afhankelijk van de vervormingssnelheid. Dit betekent dat het materiaal harder reageert op snelle vervormingen en zachter op langzaam aangetrokken belastingen. Deze eigenschap maakt viscoelastische materialen geschikt voor toepassing in funderingsconstructies waar variabele belastingen voorkomen, zoals bij verkeer of in gebouwen met veel beweging.

Bouwtechnieken en funderingsystemen met viscoelastische toepassingen

In de bouwsector worden diverse funderingsystemen gebruikt, waarin viscoelastische materialen een rol kunnen spelen. Hieronder worden enkele van deze systemen besproken:

1. Strookfundering

De strookfundering is een veelvoorkomend type fundering dat gebruikt wordt bij het bouwen van muren of vloeren. Deze fundering bestaat uit een strook beton die onder de constructie wordt geplaatst om de belasting te verdelen. Bij de constructie van een strookfundering kan gebruik worden gemaakt van viscoelastische materialen in de vorm van dichtingmassa’s of isolatielagen. Deze materialen helpen bij het voorkomen van lekkages en verbeteren de thermische prestaties van de fundering.

2. Poerfundering

De poerfundering is een andere veelvoorkomende fundering die voornamelijk gebruikt wordt bij kleinere bouwprojecten, zoals het bouwen van een veranda of tuinkamer. Bij deze fundering wordt een blok beton gebruikt als poer om de belasting van de constructie op te nemen. Ondanks de eenvoud van deze fundering zijn er risico’s op scheuren en vervorming, vooral bij variabele belastingen. In dergelijke gevallen kan het gebruik van viscoelastische materialen helpen bij het verlagen van schokgevoeligheid en het verbeteren van de duurzaamheid van de fundering.

3. Isobouw Powerkist

De Isobouw Powerkist is een type funderingsbekisting dat vaak gebruikt wordt bij de constructie van funderingen. Deze bekisting is gemaakt van EPS en biedt een goede thermische isolatie. In combinatie met viscoelastische materialen kan deze bekisting gebruikt worden om de prestaties van de fundering te verbeteren, bijvoorbeeld door het voorkomen van koudebruggen of het verlagen van de druk op de ondergrond.

Viscoelastische materialen in hybride constructies

Een interessante ontwikkeling in de bouwsector is het gebruik van hybride constructies, waarbij verschillende materialen worden gecombineerd om de prestaties van de constructie te verbeteren. In deze context kunnen viscoelastische materialen worden gebruikt in combinatie met andere bouwmaterialen, zoals beton of stalen constructies.

Een voorbeeld van een hybride constructie is een hybride matras zoals het Polypreen Fusion Intense (bron 2). Hoewel dit product niet direct gerelateerd is aan funderingsconstructies, toont het aan hoe viscoelastische materialen kunnen worden gebruikt in hybride systemen om de prestaties te verbeteren. In de bouwsector kunnen dergelijke hybride systemen gebruikt worden om de prestaties van funderingen te optimaliseren, bijvoorbeeld door het verlagen van de druk op de ondergrond of het verbeteren van de afdichting.

Conclusie

Viscoelastische materialen spelen een steeds belangrijkere rol in de bouwsector, met name in funderingsconstructies. Deze materialen vertonen een unieke combinatie van elastische en viskeuze eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor toepassing in situaties waar flexibiliteit en energieafgifte belangrijk zijn. In funderingsconstructies kunnen viscoelastische materialen bijvoorbeeld gebruikt worden in de vorm van dichtingmassa’s of isolatielagen om lekkages te voorkomen en de thermische prestaties te verbeteren.

De toepassing van viscoelastische materialen in funderingsconstructies kan bijdragen aan de duurzaamheid, efficiëntie en stabiliteit van constructies. Bovendien bieden deze materialen een betere afdichting en verlagen ze het risico op schokgevoeligheid. In de praktijk worden viscoelastische materialen al ingezet in diverse bouwprojecten, zoals in waterkeringen of funderingsbekistingen. Met het verdere ontwikkeling van materialen en bouwtechnieken is te verwachten dat viscoelastische materialen nog meer invloed zullen krijgen in de bouwsector.