gewapend beton

Beton is niet zonder meer voor dragende constructies te gebruiken: de druksterkte is hoog, maar de treksterkte is te gering. Het principe van het wapenen is, dat men in gebieden waar na belasten trekspanningen in beton worden verwacht, stalen wapeningsstaven aanbrengt. De stalen wapening wordt omringd door beton en is op die manier meestal beschermd tegen corrosie. 
De materialen staal en beton worden zo optimaal toegepast: 
- staal heeft een hoge treksterkte en zorgt daarom voor de afdracht van de trekkrachten
- beton heeft een lage treksterkte maar een hoge druksterkte en draagt daarom de drukkrachten over op bijvoorbeeld de fundering.

In op buiging belaste platen en balken ligt het wapeningspercentage in de praktijk ongeveer tussen 0,2 à 0,6 % bij platen en 0,5 à 1,2 % bij balken. Het maximum wapeningspercentage ligt in de buurt van de 2 %. Er kan onderscheid worden gemaakt in hoofdwapening, d.i. de wapening in de draagrichting, en verdeelwapening, d.i. de wapening loodrecht op de hoofdwapening. Bij gewapend beton wordt er ongespannen staal gebruikt, dit in tegenstelling met voorgespannen beton. 

Gewapend cement
Gewapend beton is mogelijk geworden door de uitvinding van het portlandcement door de Britse metselaar Joseph Aspdin (1824), door de grootschalige productie van staal en door het "trekken" van wapeningsstaven. Joseph Louis Lambot paste als eerste gewapend cement (ciment armée) toe bij watertanks voor de landbouw en vervaardigde een boot van gewapend cement (1848, Miraval) waarop hij in 1855 het patent verwierf. Zijn boot werd getoond op de Wereldtentoonstelling van 1855 in Parijs. De Franse tuinman Joseph Monier maakte bloembakken met een netwerk van ijzerdraad bedekt met cement. In 1867 kreeg hij wonderlijk genoeg patent op deze cementwapening (Joseph Lambot had immers het patent al) en ging er o.m. balken en zelfs vloeren mee maken. 

Gewapend beton
De Duitser Gustav Adolf Wayss kocht in 1879 een aantal patenten van Monier. Door de samenwerking van Wayss met de Duitser Matthias Koenen bleek dat de wapening van een balk niet in het midden moest liggen, zoals werd aangenomen, maar aan de onderzijde van de balk. Door grind toe te voegen was sprake van gewapend beton ipv. gewapend cement. 
De Fransman Hennebique maakte eind 19e eeuw een skelet van kolommen, balken en vloeren van gewapend beton mogelijk (eerste foto onder, zie ook bij betonskelet). Gewapend beton werd de nieuwe bouwmethode, zeker voor etagebouw. De foto onderaan, van het huis Dom-ino (letterlijk te vertalen als huis-innovatief) uit 1914 van Le Corbusier, geeft daarvan een voorbeeld.
Eind 19e eeuw waren ook al aanzetten gedaan voor voorgespannen beton, waarvoor de Fransman Eugène Freyssinet in 1928 het patent verwierf.

Gewapend beton met uitwendige wapening
In bepaalde situaties kan de wapening zich juist aan de buitenzijde van het beton bevinden. Voordeel is dat het staal aan de buitenzijde fungeert als wapening én als bekisting. Voorbeelden zijn een stalen buispaal (alleen het, ruim gekozen, stuk dat niet altijd onder water staat, wordt voorzien van inwendige wapening) en bijvoorbeeld Speedcore waarbij prefab stalen platen van 1,25 cm dik zowel bekisting als wapening vormen bij bijvoorbeeld een betonnen kern voor een hoog gebouw, wat zeer veel bouwtijd bespaart (dit beton heet in de Verenigde Staten Concete-Filled Composite Plate Shear Wall, CF-CPSW en bestaat ook uit inwendige wapening, maar wel prefab vastgezet aan de buitenplaat).

gewapend betonskelet; kolommen, liggers/balken, vloeren; hennebique 1892:

gewapend beton met mogelijke scheurvorming en daarmee het nut van wapening; drukspanning, trekspanning, drukkracht, trekkracht (civiele techniek tu delft):

gewapend cement, joseph louis lambot (musée brignolais):

gewapend beton, dom-ino, le corbusier:

gewapend beton met uitwendig staal; klik voor iets groter (bekisting en wapening):

Met dank aan o.m. TU Delft en "Inleiding in de Bouwhistorie" van Ronald Stenvert en Gabri van Tussenbroek (Uitgever Matrijs).

Zie ook wapening, sterkte.

Eng. reinforced concrete