<Desc/Clms Page number 1>
VERVAARDIGING VAN EEN CONTINUE VLOERPLAATCONSTRUCTIE.
De uitvinding heeft betrekking op de vervaardiging van een vloerplaatconstructie, geschikt voor een industriële vloer, op volle grond en met een continue betonnen vloer-
EMI1.1
plaat die minstens 500 m2 oppervlakte heeft en gewapend is met 25 tot 50 Kg/m3 gel i jkmatig verdeel de staalwapenings-vezels.
Industriële vloeren zijn vloeren van relatief grote oppervlakte, minstens 500m2 en vaak meer dan 10000 m2, die geschikt zijn om een gemiddelde last te dragen van minstens 4 kN/m2, normalerwijze meer dan 10 kN/m2, in de vorm van opeengestapelde paletten. poten van stapelrekken, wielen van heftrucks of van andere stapelvoertuigen. Ze worden meestal gebouwd op volle grond, d. w. z. de oorspronkelijke natuurlijke grond waar al dan niet een bovendeel van werd afgegraven en/of aangestampt en genivelleerd. Het bovenoppervlak van de vloer bevat een of meer afzonderlijke betonnen vloerplaten, waarbij deze laatste dan van elkaar gescheiden zijn door dagvoegen en/of uitzettingsvoegen.
De dagvoegen zijn de voegen die tussen de platen worden gelaten bij het stopzetten van elke continue stortperiode, meestal een dag. De uitzettingsvoegen zijn de voegen die men tussen vloerplaten laat om ze de mogelijkheid te geven om uit te zetten bij warm weer. Zulk een afzonderlijke betonnen vloerplaat is op zichzelf reeds groot van oppervlakte, minstens 500 m2 en soms meer dan 2000 m2. Dit hangt af van de verwachte blootstelling van de vloer aan temperatuurschommelingen (binnenvloer of buitenvloer) en van de toegepaste stortmethode (lange of korte continue stortperiodes).
Een dergelijke betonnen vloerplaat rust via een funderingslaag op de volle grond. Aldus wordt de ongelijkmatig verdeelde belasting boven op de vloerplaat via de
<Desc/Clms Page number 2>
vloerplaat en via deze funderingslaag doorgegeven. in een meer gelijkmatig verdeelde vorm, naar de volle grond die uiteindelijk de last draagt. Indien nodig zal, in afhankelijkheid van de kwaliteit van de grond en van de verwachte gemiddelde last, de grond eerst uitgegraven en/of aangestampt en genivelleerd worden vooraleer de funderingslaag erop aangebracht wordt. De funderingslaag kan. indien gewenst, uit meerdere deellagen bestaan.
De uitvinding heeft betrekking op het vervaardigen van een dergelijke vioerplaat- constructie, dit wil zeggen. van het geheel van dergelijke betonnen vloerplaat en onderliggende funderingslaag. op volle grond. en dit onafhankelijk of deze constructie deel uitmaakt van een grotere vioer met verschillende betonnen vloerplaten die van elkaar gescheiden zijn door voegen over de volle dikte. dan wel de volledige oppervlakte van de vloer bestrijkt.
De uitvinding heeft verder betrekking op een hierboven beschreven vloerplaatconstructie, waar de betonnen vloer- plaat "continu" iso Hiermede wordt bedoeld dat de vloerplaat geen gezaagde krimpvoegen bevat. die dienen om het probleem van de krimpscheuren op te lossen. Na het gieten krimpt het beton immers bij het drogen en uitharden, en hierbij bestaat het gevaar dat de krimp van de ganse plaat opgevangen wordt door een enkele. of een klein aantal wijde scheuren die zeer schadelijk zijn. Een middel om dit te vermijden bestaat erin, een aantal zogenaamde"krimpvoegen"in het bovenoppervlak van de vloerplaat te zagen na eerste harding. Dit zijn gleuven tot een deel van de diepte van de betonplaat en volgens een relatief dichte configuratie.
Bij het krimpen scheurt het beton dan volgens deze dichte configuratie. zodat een groter aantal minder schadelijke nauwe scheuren ontstaat. Deze krimpvoegen zijn echter ook plaatsen van initiatie van beschadiging bij gebruik van de vloer, en het is bekend van
<Desc/Clms Page number 3>
die krimpvoegen te vermijden door het probleem der krimpscheuren op een andere wijze op te lossen.
Aldus is het bekend van, in plaats van de krimpscheuren op een gecontroleerde manier te laten ontstaan zoals hierboven beschreven, het ontstaan zelf te bestrijden van de krimpscheuren, door het beton te wapenen. Dit gebeurt, hetzij met gewone stalen wapeningsnetten, hetzij met in het beton gelijkmatig verdeelde staalwapeningsvezels, die in de mengfaze van het beton gelijkmatig in het verse beton worden verdeeld. De krimpspanningen worden dan door de wapening opgevangen. Hierbij worden deze krimpspanningen met de bekende middelen laag gehouden (o. a. gebruik van een glijfolie, meestal een dubbele folie uit polyethyleen, waar de vloerplaat bij het krimpen vrij op kan glijden, en die ook een te snelle uitdroging naar onder. een der oorzaken van krimpbarsten, mede belet).
Bij staalvezelwapening zal men ook zoal s gebrui kel i jk staal vezel s gebrui ken met geoptimaliseerde wapeningsefficientie. Wanneer aan deze maatregelen voldoende zorg wordt besteed. dan zal een hoeveelheid van 25 tot 50 Kg/m3 aan staalvezels meestal kunnen volstaan, althans wat betreft het opvangen der krimpspanningen voor het vermijden van krimpscheuren. Dit zal ook volstaan qua scheuren door buigspanningen onder de last, indien de betonplaat voldoende dik bemeten wordt in functie van deze last. Men heeft echter nooit de zekerheid dat, niettegenstaande de beste zorgen bij de constructie, er zich bij het drogen en uitharden toch een aantal krimpscheuren vormen, die dan niet meer controleerbaar zijn.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vloerplaatconstructie voor een industriële vloer, waar een continue vloerplaat van minstens 500 m2 eveneens gewapend kan zijn met 25 tot 50 Kg/m3 gelijkmatig verdeelde"staalvezels, en waar het probleem der te wijde krimpscheuren eveneens
<Desc/Clms Page number 4>
wordt opgelost, maar op een andere wijze, waarbij het probleem der onverwachte oncontroleerbare krimpscheuren niet optreedt. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een aldus verkregen vloerplaatconstructie.
Volgens de uitvinding nu, is de vervaardiging van de vloerplaatconstructie gekenmerkt door : (a) het aanbrengen, op genoemde volle grond, van een initiële laag uit gestabiliseerd zandmateriaal : (b) het aanbrengen, boven op genoemde initiële laag en voor harding ervan. van een hoeveelheid tussen 50 en 130
Kg/m3 steenmateriaal. gelijkmatig verdeeld over het oppervlak, en het indrukken van dit steenmateriaal in de initiële laag, waardoor na harding dit zandmateriaal samen met het steenmateriaal een steunlaag vormt met een ruw oppervlak waar de ruwheden door genoemd steenmate-
EMI4.1
riaal gevormd worden (c) het storten van het beton voor de vloerplaat, recht- streeks op het ruw oppervlak van genoemde steunlaag, gevolgd van de afwerking en uitharding tot verkrijging van genoemde vloerplaat.
Door deze werkwijze wordt een kontaktopperlak tussen vloerplaat en steunlaag verkregen die op continue wijze, over het ganse oppervlak zeer onregelmatig is met scherpe punten van de uitstekende stenen, waardoor de vloerplaat tegen hori- zontale bewegingen continu verankerd is en nergens vrijheid krijgt om te krimpen. Hierdoor zal, dank zij de aanwezigheid de staalvezels, de krimp opgevangen worden door een grote
EMI4.2
hoeveelheid lukraak verdeelde microscheurtjes in het beton van maximum 0, minder dan 0, en in die dimensies worden ze als onschadelijk voor de vloer beschouwd.
Een dergelijke verdeling over een groot aantal microscheurtjes wordt verkregen dank zij het feit dat, wanneer de eerste scheur ontstaat, de vezels die de scheur
<Desc/Clms Page number 5>
overbruggen een groter wordende weerstand leveren tegen de verdere opening van de scheur (in het bijzonder wanneer de vezels voorzien zijn van verankeringsuiteinden, zoals verder vermeld). Hierdoor zal het beton bij verdere krimp een andere plaats uitzoeken om een scheur te genereren, eerder dan de bestaande scheur wijder te maken.
Het bijzondere bij de uitvoering volgens de uitvinding is, dat voor het verhinderen van de krimp een systeem vermeden wordt, waarbij de vloerplaat op stevig hechtende wijze bevestigd is, bijvoorbeeld met een cementpap, aan een stevige steunlaag uit beton. In dit laatste geval riskeert de steunlaag bij het harden krimpbarsten te vertonen, die zich, omwille van de sterke hechting, doorheen het kontaktoppervlak propageren naar boven toe, en waarbij de vloerplaat dan barsten vertoont die een kopie zijn van de barsten in de steunlaag eronder. In het systeem volgens de uitvinding echter zal enerzijds de kans tot barsten in de steunlaag veel kleiner zijn, omdat het over een zeer droog cementarm mengsel gaat met weinig neiging tot krimp.
En anderzijds, wanneer het toch tot een barst zou komen naar het kontaktoppervlak met de vloerplaat toe, dan zal aan het kontaktoppervlak ter hoogte van de scheur het verankerende steenmateriaal losser komen te liggen, en een relatieve beweging tussen steunlaag en vloerplaat toelaten, zodat de barst zich naar boven toe niet verder propageert. Aldus wordt een zeer locale automatische ontkoppeling verkregen tussen steunlaag en vloerplaat, alleen maar op de plaatsen waar nodig, terwijl op de andere plaatsen het steenmateriaal zijn functie als rem tegen krimp verder vervult.
In fuctie van de toegepaste hoeveelheid staalvezels, van de K-modulus (van Westergaard) van de steunlaag en van de te verwachten belasting, kan dan de dikte van de vloerplaat op de gebruikelijke wijze bemeten worden om te weerstaan aan de
<Desc/Clms Page number 6>
buigingen onder deze belasting. Hierbij zal men ervoor zorgen dat de steunlaag bij voorkeur een K-modulus van Westergaard heeft van minstens 50 MPa/m. De volle grond er onder moet eveneens voldoende draagkracht hebben. Met een steunlaag zoals hieronder beschreven zal een voor de grond een K-modulus van ongeveer een derde van de nagestreefde K-modulus voor de steunlaag volstaan. Indien nodig wordt de grond eerst afgegraven en/of verder aangestampt tot de gewenste K-modulus, en goed horizontaal genivelleerd, met een peilverschil van, bijvoorbeeld niet meer dan 15 mm bij 25 m afstand tussen de meetpunten.
Voor de steunlaag wordt dan eerst, op de eventueel aldus voorbereide grond, een initiële laag uit gestabiliseerd zandmateriaal aangebracht. Door"zandmateriaaT wordt hier bedoeld : inerte korrelige toeslagstof met korrelgrootte gelijk aan die van zand of kleiner, zoals zand, vliegas. of mengsels daarvan. Bij voorkeur gebruikt men hierbij mengsels van grote en kleine korrel teneinde de kompaktheid van het zandmateriaal te verhogen. Aan dit materiaal wordt een relatief kleine hoeveelheid cement. bij voorkeur van 4 tot 8 t van het totaal drooggewicht. bijgemengd en het geheel bevochtigd tot een water/cementverhouding die lager is dan de hoeveelheid om al het cement te laten reageren, bij voorkeur een verhouding van 0. 15 tot 0, 25.
Dit is dan het gestabiliseerd zandmateriaal dat op de volle grond wordt gestort, uitgespreid en aangestampt tot een initiële laag.
De initiële laag wordt zo sterk mogelijk gecompacteerd, in de mate als economisch verantwoord. bijvoorbeeld tot minstens 95 t, bij voorkeur minstens 97 % van het totaalvolume (dit wil zeggen dat het gevulde volume dan minstens 95 t, respectievelijk 97 t is van het totale schijnbare volume). De dikte van de initiële laag zal afhangen van de kompaktheid van de uiteindelijk verkregen steunlaag, initiële
<Desc/Clms Page number 7>
steunlaag en bovenliggend steenmateriaal inbegrepen, en van de vooropgestelde K-modulus voor deze steunlaag. Een gebruikelijke dikte voor de totale steunlaag zal hierbij liggen tussen 25 en 50 cm.
Voordat de initiële laag tot harding komt, wordt er boven op deze initiële laag een hoeveelheid tussen 50 en 130 Kg/m2 steenmateriaal aangebracht, gelijkmatig verdeeld over het oppervlak van deze initiële laag. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door gelijkmatig uitstrooien ofwel door ongelijkmatig uitstorten en dan gelijkmatig verdelen. Door"steen- materiaal" wordt hier bedoeld : grind of steenslag (gebroken steen) of ander gelijkaardig inert vulmateriaal voor beton. en van dimensie groter dan 3 mm. Dit steenmateriaal wordt dan. door pneumatisch aanstampen, of bij voorkeur door inwalsen met behulp van een zware rol, goed verdicht en in het oppervlak van de initiële laag ingedrukt.
Voor een goede verdichting wordt bij voorkeur een mengsel aan steenmateriaal genomen met een gelijkmatige verdeling in grootte tot een maximum van 20 mm. Dit wil zeggen, niet groter dan 20 mm en goed verdeeld tussen grote. gemiddeld grote en kleine stenen. zodat de ruimte die tussen de grote stenen ontstaat goed opgevuld kan worden met de kleinere. Na aldus kompakteren krijgt men een steenlaag van 1. 5 à 4 cm. min of meer verankerd in de initiële laag uit gestabiliseerd zandmateriaal.
Afgezien van de oneffenheden die door het steenmateriaal wordt veroorzaakt. zorgt men ervoor dat het gemiddelde oppervlak goed horizontaal ligt, met een peilverschil van, bijvoorbeeld niet meer dan 15 mm bij 25 m afstand tussen de meetpunten.
Vervolgens laat men het gestabiliseerd zandmateriaal, met het steenmateri aa 1 er bovenop, harden. bij voorkeur gedurende een twee à drie dagen. En. rechtstreeks op het aldus verkregen ruwe oppervlak, wordt dan het staalvezel-
<Desc/Clms Page number 8>
beton voor de vloerplaat gestort, afgestreken en dan verder afgewerkt op de gebruikelijke manier. Door "rechtstreeks op het ruw oppervlak" wordt niet noodzakelijk bedoeld dat er een rechtstreeks kontakt is tussen het steenmateri aa 1 van de steunlaag en het betonmateriaal van de vloerplaat.
Dit zal meestal zo zijn, maar er wordt hier bedoeld dat, wanneer er eventueel een tussenlaag zou zijn tussen het steenmateriaal en het betonmateriaal, die tussenlaag voldoende dun zal moeten zijn om geen afbreuk te doen aan de ruwheid van het bovenoppervlak van de steunlaag om het microscheurmechamsme, hierboven uiteengezet, toe te laten. In het bijzonder moet men er rekening mee houden dat in het systeem volgens de uitvinding, het gebruik van een glijfolie wordt vermeden zodat ook de tweede functie van die folie, het beletten van een te snelle uitdroging van het beton naar onder toe, oorzaak van krimp, ook niet meer aanwezig is.
Zo is het dan niet uitgesloten dat men boven op het het steenmateriaal nog een zeer dunne film zou opspuiten om als membraan te dienen voor het sluiten van de pari langswaar de niet volledig kompakte steunlaag het water van het beton naar onder zou zuigen naar de overgebleven caviteiten door capillariteit.
Bij voorkeur echter zal men het beton in rechtstreeks kontakt laten komen met het steenmateriaal van het oppervlak. In dat geval zal men een te snel uitdrogen van het beton naar onder toe beletten door ervoor te zorgen dat, bij het storten van het beton voor de vloerplaat, de steunlaag bevochtigd is tot tegen het verzadigingspunt. Hiervoor zal men, een hoeveelheid water opgegoten worden, in afhankelijkheid van de dikte en van de kompaktheid van de laag, in de orde van 8 tot 20 1/m2 zodat bv. minstens 75 t van de caviteiten in de steunlaag met water gevuld zijn. Echter mag bij het storten van het beton geen water op het oppervlak van de steunlaag blijven staan. Aldus begint men bij voorkeur het water op te gieten de dag voordien.
<Desc/Clms Page number 9>
Voor het te storten beton worden de gewone economisch verantwoorde samenstellingen gebruikt, waarbij men er in de eerste plaats de gebruikelijke maatregelen neemt opdat het beton zo weinig mogelijk neiging tot krimp zou vertonen.
Aldus zal men de voor bedrijfsvloeren gebruikelijke hoeveelheden cement blijven toepassen, ergens in het gebied tussen 300 en 340 kg/m3, waarbij de juiste hoeveelheid gekozen wordt in functie van de omgevingstemperatuur. de vochtigheidsgraad, het soort cement, eerder naar de hoge kant in de winter dan in de zomer, eerder een cement met lage hydratatiewarmte, vooral in de zomer (met een hoeveelheid vliegas zoals hoogovencement), eerder dan een gewoon Portlandcement. In ieder geval zal men een zo droog mogelijke betonsamenstelling gebruiken teneinde de neiging tot krimp door het uitdrogen te minimaliseren. Aldus zal men een water/cementverhouding nemen die zeker onder 0, 52 ligt. aanwezig water in zand en grind inbegrepen.
Indien dit moeilijkheden voor de verwerkbaarheid zou geven, wordt dan zoals bekend de nodige hoeveelheid superplastificeermiddel bijgevoegd, zodat het beton, met de ingemengde staalvezels, in een consistentieklasse valt met een zetmaat ("slump") tussen 15 en 18 cm met de Abramskegel.
Voor de sterkte van het beton zal men bij voorkeur streven naar een karakteristieke druksterkte in het gebied van 30 tot 42 N/mmz, gemeten op kubussen van 150 mm zijde na 28 dagen.
Aldus kan men bv. een beton gebruiken met zandhoeveelheid tussen 700 en 800 kg/m3 en een toeslaggranulaat men een beperkte maximale korrelgrootte. Aldus verdient het aanbeveling voor rolgrind 50 % te nemen van een grootte 4/14 mm en 50 X van een grootte 4/28 mm. Voor gebroken steenslag past men dan beter 40 X toe van de grootte 2/7 mm en 60 X van de grootte 7/20 mm.
Als staalvezel voor de wapening van het beton worden vezels gebruikt van de gebruikelijke dimensies om een goede vezelefficiëntie te verzoenen met een goede mengbaarheid. dit
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
wi met een dikte tussen 0. en 1. en een 1engte/dikteverhouding tussen 40 en 130. bij voorkeur tussen 65 en 85 bij een dikte tussen 0. 7 en 0,9 mm. De vezels moeten een goed nascheurgedrag vertonen. dit wil zeggen dat het beton na het optreden van de eerste scheur een verder stijgende weerstand moet vertonen bij de verdere vervorming. Dit wordt in ieder geva1 bevorderd bij vezels die voorzien zijn van verankeringsuiteinden.
Dit zijn vezels waarvan de uiteinden vervormingen bevatten. zoa1s haakvormen of verdikkingen die de verankering van deze uiteinden in het beton verbeteren. zodat het uitrukken ervan uit het beton verbeterd wordt. Het staa1 van de vezels heeft een treksterkte dat doorgaans ergens in het gebied ligt tussen 800 en 2000 N/mm, meestal tussen 900 en 1250 N/mm2. Deze vezels worden in het verse beton gebracht gedurende de mengfaze, en door de mengbeweging homogeen verdeeld in het beton. Bij voorkeur zal men een hoeveelheid nemen tussen 33 en 40 Kg per m3 beton van vezels met dergelijke verankeringsuitieinden en met de voorkeursdimensies zoals hierboven vermeld.
Na het storten van het beton op de steunlaag, wordt het beton eerst afgewerkt en uitgehard tot vorming van de vloer- plaat. De afwerking bevat in ieder geva1 het vlak afstrijken van het beton oppervlak tot vorming van de vloerplaat met effen oppervlak. Wanneer dan op het hardende beton nog verder een sl ijt1aag wordt aangebracht door instrooien van harde granulaten zoa1s kwarts of carborundum. gevolgd van een verdichting met een poliermachine, dan behoort dit eveneens tot de afwerking, zoals ook het eventuele aanbrengen van nabehande1ingsprodukten op wasbasis die een poriënvu11ing in het oppervlak verzekeren. Na het storten en afstrijken van het beton laat men het beton nu harden. waarbij het beton gedurende een eerste veertiental dagen niet wordt belast.
Gedurende de hardingsperiode moet dit beton, zoals gebruikelijk, beschermd worden tegen een te vlugge verdamping naar
<Desc/Clms Page number 11>
boven toe van het aanwezige water, oorzaak van krimp. Aldus kan men bijvoorbeeld een anti-verdampingsproduct ("curing- compound") verstuiven op het oppervlak, of een beschermende plastiekfolie leggen op dit oppervlak. Men kan de vloer ook voor een veertiental dagen onder water zetten en bedekken met een plastiekfolie zodat de vloer kan uitharden onder een vochtigheidsgraad van 100 X. De ingebruikname na veertien dagen kan geleidelijk gebeuren, in functie van de omgevingstemperatuur bij de uitharding : bv. van 0 % van de nominale belasting na twee weken tot 100 X ervan na een zestal weken wanneer de uitharding gebeurt bij 15 C.
Bij voorkeur worden hierbij vloerplaten gegoten die zoveel mogelijk het vierkant benaderen van vorm, d. w. z. dat de verhouding tussen de langste en de kortste zijde van de rechthoek niet meer is dan 1. 5 en zo dicht als mogelijk bij 1. Indien er dagvoegen en/of temperatuursuitzettingsvoegen nodig zijn, dan laat men bij voorkeur een tussenafstand tussen 30 en 55 meter, en laat men bij voorkeur de dagvoegen samenvallen met de temperatuursuitzettingsvoegen.
<Desc / Clms Page number 1>
MANUFACTURE OF A CONTINUOUS FLOOR PLATE CONSTRUCTION.
The invention relates to the manufacture of a floor slab construction, suitable for an industrial floor, on open ground and with a continuous concrete floor.
EMI1.1
slab that has at least 500 m2 surface area and is reinforced with 25 to 50 Kg / m3 gel i regularly distribute the steel reinforcement fibers.
Industrial floors are floors of relatively large surface area, at least 500m2 and often more than 10000 m2, which are suitable for carrying an average load of at least 4 kN / m2, normally more than 10 kN / m2, in the form of stacked pallets. legs of stacking racks, wheels of forklift trucks or other stacking vehicles. They are usually built on open ground, d. w. z. the original natural soil, whether or not an upper part was excavated and / or tamped and leveled. The top surface of the floor contains one or more separate concrete floor slabs, the latter then being separated from each other by reveal joints and / or expansion joints.
The day joints are the joints left between the slabs when stopping each continuous pouring period, usually one day. The expansion joints are the joints left between floorboards to allow them to expand in warm weather. Such a separate concrete floor slab is itself large in area, at least 500 m2 and sometimes more than 2000 m2. This depends on the expected exposure of the floor to temperature fluctuations (inner floor or outer floor) and on the pouring method used (long or short continuous pouring periods).
Such a concrete floor slab rests on the open ground via a foundation layer. Thus, the unevenly distributed load on top of the floorboard is passed through the
<Desc / Clms Page number 2>
floor slab and passed through this foundation layer. in a more evenly distributed form, to the open ground that ultimately bears the load. If necessary, depending on the quality of the soil and the expected average load, the soil will first be excavated and / or tamped and leveled before the foundation layer is applied to it. The foundation layer can. if desired, consist of several sub-layers.
The invention relates to the manufacture of such a plate plate construction, i.e. of the whole of such concrete floor slab and underlying foundation layer. on open ground. and this regardless of whether this construction is part of a larger spring with different concrete floor slabs separated by full thickness joints. or covers the entire surface of the floor.
The invention further relates to a floor slab construction described above, where the concrete floor slab is "continuous". By this is meant that the floor slab does not contain sawed shrink joints. which serve to solve the problem of shrinkage cracks. After pouring, the concrete shrinks during drying and curing, and there is a risk that the shrinkage of the entire slab is absorbed by a single one. or a small number of wide cracks that are very harmful. One way of avoiding this is to cut a number of so-called "shrink joints" in the top surface of the floor slab after initial curing. These are slots up to a part of the depth of the concrete slab and according to a relatively dense configuration.
When shrinking, the concrete then cracks according to this dense configuration. so that a larger number of less harmful narrow cracks are created. However, these shrinkage joints are also places of damage initiation when using the floor, and it is known from
<Desc / Clms Page number 3>
avoiding those shrinkage joints by solving the problem of shrinkage cracks in another way.
It is thus known, instead of causing the shrinkage cracks to occur in a controlled manner as described above, to combat the occurrence of the shrinkage cracks themselves, by reinforcing the concrete. This is done either with ordinary steel reinforcement meshes or with steel reinforcement fibers evenly distributed in the concrete, which are evenly distributed in the fresh concrete in the mixing phase of the concrete. The shrinkage stresses are then absorbed by the reinforcement. These shrinkage stresses are kept low by the known means (including use of a sliding oil, usually a double film of polyethylene, on which the floor plate can slide freely during shrinking, and which also dries out too quickly. One of the causes of shrinkage cracks , partly prevented).
Steel fiber reinforcement will also use such steel fibers with optimized reinforcement efficiency. When adequate care is taken in these measures. then an amount of 25 to 50 Kg / m3 of steel fibers will usually suffice, at least as regards the absorption of shrinkage stresses to avoid shrinkage cracks. This will also suffice in terms of cracks due to bending stresses under the load, if the concrete slab is dimensioned sufficiently thick in function of this load. However, it is never certain that, despite the best construction care, a number of shrinkage cracks will form during drying and curing, which will then no longer be controllable.
The present invention relates to a floor slab construction for an industrial floor, where a continuous floor slab of at least 500 m2 can also be reinforced with 25 to 50 Kg / m3 evenly distributed "steel fibers, and where the problem of too wide shrinkage cracks is also
<Desc / Clms Page number 4>
is solved, but in another way, where the problem of unexpected uncontrollable shrinkage cracks does not arise. The invention also relates to a floor slab construction thus obtained.
According to the invention now, the manufacture of the floor slab construction is characterized by: (a) applying, on said open ground, an initial layer of stabilized sand material: (b) applying, on top of said initial layer and for curing thereof. in an amount between 50 and 130
Kg / m3 stone material. evenly distributed over the surface, and the pressing of this stone material into the initial layer, so that after curing, this sand material together with the stone material forms a support layer with a rough surface where the roughnesses by said stone materials
EMI4.1
(c) pouring the concrete for the floor slab directly onto the rough surface of said backing, followed by finishing and curing to obtain said floor slab.
This method produces a contact top coating between the floor slab and support layer which is continuously irregular over the entire surface with sharp points of the protruding stones, whereby the floor slab is anchored continuously against horizontal movements and has no freedom to shrink anywhere. Due to the presence of the steel fibers, the shrinkage will hereby be absorbed by a large one
EMI4.2
amount of randomly distributed micro-cracks in the concrete of maximum 0, less than 0, and in those dimensions they are considered harmless to the floor.
Such a distribution over a large number of microcracks is achieved due to the fact that when the first crack occurs, the fibers forming the crack
<Desc / Clms Page number 5>
bridging provides increased resistance to the further opening of the crack (especially when the fibers are provided with anchoring ends, as mentioned further). As a result, upon further shrinkage, the concrete will select a different location to generate a crack, rather than widening the existing crack.
The special feature of the embodiment according to the invention is that a system is avoided in order to prevent shrinkage, in which the floor plate is attached in a firmly adhering manner, for instance with a cement paste, to a sturdy supporting layer of concrete. In the latter case, the backing layer will exhibit shrinkage cracks when cured, which propagate upwardly through the contact surface due to the strong adhesion, and the floor plate then exhibits cracks that are a copy of the cracks in the backing layer below. In the system according to the invention, on the one hand, the chance of cracking in the support layer will be much smaller, because it concerns a very dry cement-free mixture with little tendency to shrink.
On the other hand, if it does crack towards the contact surface with the floor slab, the anchoring stone material will loosen at the contact surface at the level of the crack, and allow a relative movement between support layer and floor slab, so that the crack does not propagate further upwards. A very local automatic decoupling is thus obtained between the supporting layer and the floor slab, only in the places where necessary, while in the other places the stone material further fulfills its function as a brake against shrinkage.
In reduction of the amount of steel fibers used, of the K-modulus (van Westergaard) of the support layer and of the expected load, the thickness of the floor slab can then be measured in the usual manner in order to resist the
<Desc / Clms Page number 6>
bends under this load. Hereby it will be ensured that the supporting layer preferably has a K-modulus of Westergaard of at least 50 MPa / m. The open ground underneath must also have sufficient carrying capacity. With a backing as described below, a K modulus of about one third of the target K modulus for the backing will suffice for the soil. If necessary, the soil is first excavated and / or further tamped to the desired K-modulus, and leveled well horizontally, with a level difference of, for example, no more than 15 mm at 25 m distance between the measuring points.
For the supporting layer, an initial layer of stabilized sand material is then first applied to any soil thus prepared. By "sand material" is meant here: inert granular aggregate with grain size equal to that of sand or smaller, such as sand, fly ash, or mixtures thereof. Preferably, mixtures of large and small grains are used in order to increase the compactness of the sand material. this material is mixed with a relatively small amount of cement, preferably from 4 to 8 t of the total dry weight, and wetted all to a water / cement ratio that is less than the amount to react all the cement, preferably a ratio of 0.15 to 0.25.
This is then the stabilized sand material that is poured on the open ground, spread and tamped to an initial layer.
The initial layer is compacted as strongly as possible, to the extent as economically justified. for example up to at least 95 t, preferably at least 97% of the total volume (ie the filled volume is then at least 95 t and 97 t of the total apparent volume, respectively). The thickness of the initial layer will depend on the compactness of the final backing layer obtained, initial
<Desc / Clms Page number 7>
support layer and top stone material included, and of the proposed K-modulus for this support layer. A usual thickness for the total support layer will be between 25 and 50 cm.
Before the initial layer hardens, an amount of between 50 and 130 Kg / m2 stone material is applied on top of this initial layer, evenly distributed over the surface of this initial layer. This can be done, for example, by evenly spreading or by unevenly pouring out and then evenly distributed. By "stone material" here is meant: gravel or crushed stone (broken stone) or other similar inert filler material for concrete. and of dimension greater than 3 mm. This stone material then becomes. by pneumatic tamping, or preferably by rolling with a heavy roller, well compacted and pressed into the surface of the initial layer.
For a good compaction, a mixture of stone material is preferably taken with an even distribution in size up to a maximum of 20 mm. That is, not larger than 20 mm and well distributed between large ones. average large and small stones. so that the space that arises between the large stones can be well filled with the smaller ones. After thus being compacted, a layer of stone of 1.5 to 4 cm is obtained. more or less anchored in the initial layer of stabilized sand material.
Apart from the unevenness caused by the stone material. ensure that the average surface is well horizontal, with a level difference of, for example, no more than 15 mm at 25 m distance between the measuring points.
The stabilized sand material, with the stone material aa 1 on top, is then allowed to harden. preferably for two to three days. And. directly on the rough surface thus obtained, the steel fiber is then
<Desc / Clms Page number 8>
poured concrete for the floor slab, leveled and then finished in the usual way. By "directly on the rough surface" it is not necessarily meant that there is a direct contact between the stone material 1 of the supporting layer and the concrete material of the floor slab.
This will usually be the case, but it is meant here that if there is an intermediate layer between the stone material and the concrete material, that intermediate layer should be thin enough not to detract from the roughness of the top surface of the support layer to microcrack mechanism set forth above. In particular, it must be taken into account that in the system according to the invention, the use of a sliding oil is avoided, so that the second function of that film, preventing too rapid drying of the concrete downwards, causes shrinkage , is also no longer present.
For example, it is not excluded that a very thin film would be sprayed on top of the stone material to serve as a membrane for closing the par along which the incompletely packed support layer would suck the water from the concrete down to the remaining cavities. by capillarity.
Preferably, however, the concrete will be brought into direct contact with the stone material of the surface. In that case, the concrete will dry out too quickly downwards by ensuring that, when pouring the concrete in front of the floor slab, the support layer is wetted up to the saturation point. For this, an amount of water will be poured, depending on the thickness and compactness of the layer, in the order of 8 to 20 l / m2, so that, for example, at least 75 t of the cavities in the support layer are filled with water. However, when pouring the concrete, no water should remain on the surface of the support layer. Thus, it is preferable to start pouring the water the day before.
<Desc / Clms Page number 9>
Ordinary economically sound compositions are used for the concrete to be poured, in the first place the usual measures are taken so that the concrete shows as little tendency to shrink as possible.
Thus, the usual amounts of cement for commercial floors will continue to be used, somewhere in the range between 300 and 340 kg / m3, the correct amount being chosen in function of the ambient temperature. the humidity, the type of cement, rather on the high side in the winter than in the summer, rather a cement with low heat of hydration, especially in the summer (with an amount of fly ash such as blast furnace cement), rather than an ordinary Portland cement. In any case, a concrete composition that is as dry as possible will be used in order to minimize the tendency for shrinkage due to drying. Thus one will take a water / cement ratio which is certainly below 0.52. present water in sand and gravel included.
If this would cause difficulties for the workability, then, as is known, the necessary amount of superplasticizer is added, so that the concrete, with the mixed steel fibers, falls into a consistency class with a slump between 15 and 18 cm with the Abrams cone.
For the strength of the concrete, one will preferably strive for a characteristic compressive strength in the range of 30 to 42 N / mm 2, measured on cubes of 150 mm silk after 28 days.
It is thus possible, for example, to use a concrete with a sand amount of between 700 and 800 kg / m3 and an additional granulate with a limited maximum grain size. Thus, it is recommended for roll gravel to take 50% of a size 4/14 mm and 50 X of a size 4/28 mm. For broken crushed stone it is better to use 40 X of the size 2/7 mm and 60 X of the size 7/20 mm.
As steel fiber for the reinforcement of the concrete, fibers of the usual dimensions are used to reconcile good fiber efficiency with good miscibility. this
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
wi with a thickness between 0. and 1. and a length / thickness ratio between 40 and 130. preferably between 65 and 85 with a thickness between 0.7 and 0.9 mm. The fibers must show good post-tear behavior. this means that after the first crack has occurred, the concrete must exhibit a further increasing resistance during further deformation. In any case, this is promoted with fibers provided with anchoring ends.
These are fibers whose ends contain deformations. such as hook shapes or thickenings that improve the anchoring of these ends in the concrete. so that its movement out of the concrete is improved. The steel of the fibers has a tensile strength which is usually somewhere in the range between 800 and 2000 N / mm, usually between 900 and 1250 N / mm2. These fibers are introduced into the fresh concrete during the mixing phase, and are homogeneously distributed in the concrete by the mixing movement. Preferably an amount will be taken between 33 and 40 Kg per m3 concrete of fibers with such anchoring ends and with the preferred dimensions as mentioned above.
After pouring the concrete onto the support layer, the concrete is first finished and cured to form the floor slab. In any case, the finish includes smoothing off the concrete surface to form the floor slab with a smooth surface. If, then, a further layer of coating is applied to the hardening concrete by sprinkling hard granules such as quartz or carborundum. followed by densification with a polishing machine, this is also part of the finish, as is the optional application of wax-based after-treatment products that ensure pore filling in the surface. After pouring and smoothing the concrete, the concrete is now allowed to harden. whereby the concrete is not loaded for a first fortnight.
During the hardening period, this concrete must, as usual, be protected against too rapid evaporation to
<Desc / Clms Page number 11>
above of the water present, cause of shrinkage. Thus, for example, one can spray an anti-evaporation product ("curing compound") on the surface, or place a protective plastic foil on this surface. You can also submerge the floor for a fortnight and cover it with a plastic foil so that the floor can harden under a humidity of 100 X. The commissioning after fourteen days can be done gradually, depending on the ambient temperature during curing: eg of 0% of the nominal load after two weeks to 100X of it after six weeks when curing takes place at 15 ° C.
Preferably, floor plates are cast here that approximate the shape of the square as much as possible, d. w. z. that the ratio between the longest and the shortest side of the rectangle is not more than 1.5 and as close as possible to 1. If day joints and / or temperature expansion joints are required, it is preferable to leave an intermediate distance between 30 and 55 meters, and preferably the day joints should coincide with the temperature expansion joints.