<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.