Functie van voegen

Voegen in ongewapende betonverhardingen worden om verschillende redenen aangebracht. De belangrijkste functie van een voeg is het controleren van de door krimp optredende scheurvorming in het beton. Er is sprake van verschillende soorten krimp: plastische krimp, uitdrogingskrimp, temperatuurkrimp en hydratatiekrimp. De temperatuurkrimp is bij het verharden van beton het belangrijkst. Tijdens het verharden van de betonspecie treedt een tijdelijke temperatuurverhoging op. Bij het afkoelen van het beton krimpt het beton. Hierdoor ontstaan er in het beton trekspanningen. Door uitdroging kunnen extra spanningen optreden. Wanneer er geen voegen worden aangebracht, is de kans groot dat er ongecontroleerd, grillig scheurvorming in het beton ontstaat. Dit is onwenselijk omdat deze scheuren niet te onderhouden zijn.

Om de vormveranderingen als gevolg van variaties in temperatuur en vochtgehalte (uitdroging) te kunnen opnemen, worden dus voegen toegepast. Hiervoor worden in de betonverharding verticale doorsnedeverzwakkingen (voegen) aangebracht om het doorscheuren op vooraf bepaalde plaatsen te laten plaatsvinden. Door de voegen aan te brengen voordat de tijdens de verhardingsperiode optredende trekspanningen de treksterkte van het beton overschrijden, ontstaan de scheuren ter plaatse van de aangebrachte verzwakkingen. Dit type voeg wordt ‘krimpvoeg’ genoemd en moet normaal gesproken binnen 6 tot 24 uur na het storten van de betonspecie worden aangebracht.

Het vooraf bepalen van het rechthoekige scheurenpatroon biedt de mogelijkheid om maatregelen te nemen om het verlies aan lastoverdracht te beperken. Onder lastoverdracht wordt verstaan het vermogen van de verharding om een wiellast over verschillende platen te verdelen. Enige lastoverdracht kan plaatsvinden door wrijving van de grillig gevormde verticale breukvlakken. Dit wordt ‘aggregate interlock’ genoemd.

Het verlies aan lastoverdracht door het ontstaan van scheurvorming, kan grotendeels worden beperkt door het aanbrengen van deuvels en koppelstaven ter plaatse van voegen. Bij het machinaal aanbrengen van een betonverharding worden deze met een automatische intrilinstallatie aangebracht.

Figuur 1 Doorsnede krimpdwarsvoeg met lastoverdracht door middel van deuvel en interlock

Figuur 2 Gezaagde krimpdwarsscheur met interlock scheur

Deuvels worden parallel aan de stortrichting aangebracht. Het zijn ronde, gladde stalen staven, die volledig met kunststof zijn omhuld. Door de omhulling hechten de deuvels niet aan het beton en zijn horizontale bewegingen in de lengterichting van de staaf mogelijk. Horizontale bewegingen in dwarsrichting en verticale bewegingen van de platen ten opzichte van elkaar worden daarentegen belemmerd. Deuvels zijn gespecificeerd in NEN-EN 13877-3.

Figuur 3 Inboren van gaten ten behoeve van koppelstaven

Figuur 4 Deuvel; geboord en verlijmd

Koppelstaven worden aangebracht om te voorkomen dat platen door temperatuurvariaties uiteendrijven. De geprofileerde stalen staven in de staalkwaliteit B500B verbinden de platen en zijn hechtend aangebracht. Om roestvorming tegen te gaan, is het midden van de staaf van een erosiewerende omhulling voorzien.

Door de voegen af te dichten wordt voorkomen dat water, zand en steentjes in de ruimte tussen de betonplaten komt. Het indringen van water kan verweking en erosie van de fundering veroorzaken. Hierdoor gaat uiteindelijk de plaatondersteuning bij de voegen verloren en kan er een onvlakke verharding ontstaan. Schades in de vorm van scheuren en ongelijk liggende plaatranden kunnen het gevolg zijn. Zand, steentjes en ander vuil kunnen bij koud weer in de voeg komen. Bij een oplopende temperatuur wordt de uitzetting van het beton door de vervuiling van de voegen verhinderd. Door lokale spanningsconcentraties kan afschilfering van de voegranden optreden en er kunnen splijtscheuren ontstaan. In extreme gevallen kunnen de platen door de belemmerde uitzettingsmogelijkheid bij thermische lengte verandering gaan ‘wandelen’ of ‘spatten’. Dit spatten is het uitknikken van twee betonplaten. Wanneer dit gebeurt moet direct onderhoud aan de verharding worden uitgevoerd. Bij het aanleggen van ter plaatse gestorte vloeistofdichte verhardingen zijn voegafdichtingen wettelijk voorgeschreven.