NL1007476C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een gewapend langwerpig in lengterichting belastbaar betonproduct, en een heipaal. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van een gewapend langwerpig in lengterichting belastbaar betonprodukt, en een heipaal

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een gewapend langwerpig betonprodukt dat in lengterichting belastbaar is, welke werkwijze de stappen omvat van i) het spannen van ten minste 5 één voor te spannen wapeningskabel, waarbij de genoemde kabel een lengte heeft van ten minste de lengte van het gerede produkt en wordt georiënteerd in een richting welke in hoofdzaak parallel is met de lengte-as van het gerede produkt; ii) het verschaffen van middelen voor het voorkomen van 10 het tengevolge van radiale krachten uiteenvallen van het betonprodukt; iii) het aanbrengen van een betonsamenstelling op de wapeningskabel; en iv) het laten uitharden van de genoemde betonsamenstelling.

Een dergelijke werkwijze is op het gebied van de 15 vervaardiging van heipalen of kolommen algemeen bekend. In het bijzonder is het bekend om een goot te verschaffen met een lengte van, bijvoorbeeld, 100 m, met, gebruikelijk, ten minste één paar scheidingswanden. Elke scheidingswand is voorzien van gaten voor de voor te spannen wapeningskabel.

20 Ten minste nabij de scheidingswand en aan de uiteinden van de goot worden beugels verschaft. Het is niet ongebruikelijk om beugels over de volle lengte van de goot te verschaffen (met uitzondering tussen de scheidingswanden van een scheidingswandenpaar) . Beugels zijn middelen om te voorkomen dat het 25 beton tengevolge van radiale krachten uiteenvalt, zoals die tijdens heien optreden. Vervolgens wordt ten minste één wapeningskabel door de gaten van de scheidingswanden geleid. Elk van de wapeningskabels wordt voorgespannen en de goot wordt gevuld met een betonsamenstelling, welke men vervolgens 30 laat uitharden.

Deze werkwijze heeft verscheidene nadelen. Ten eerste is deze werkwijze zeer arbeidsintensief, aangezien de wapeningskabel over de lengte van de goot door de beugels moet worden geleid, welke beugels gewoonlijk spiraalvormige 35 elementen zijn. Daarenboven moet dit, aangezien de goten op

100747S

2 de vloer liggen, in een voor de werkman onaangename houding worden uitgevoerd. Het resulterende betonprodukt is relatief duur. Ten tweede vereist elke heipaal met een andere diameter of dwarsdoorsnede een andere goot. Goten die niet in gebruik 5 zijn nemen vloeroppervlak in beslag en zijn niet produktief, als gevolg waarvan de kostprijs wordt verhoogd.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een gewapend langwerpig betonprodukt welke minder 10 arbeidsintensief en inspannend is, en een goedkoper produkt oplevert.

In overeenstemming daarmee wordt de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat wapeningsvezels worden gebruikt als het middel voor het 15 voorkomen van het uiteenvallen van het beton tengevolge van radiale krachten, de betonsamenstelling wordt van de wapeningsvezels voorzien voordat de betonsamenstelling op de wapeningskabel wordt aangebracht, en de betonsamenstelling wordt aangebracht met een inrichting gekozen uit een "slide-20 forming" inrichting en een extrusie-inrichting zodanig dat een in de lengterichting verlopende holte wordt gevormd.

Door het gebruik van wapeningsvezels kan het gebruik van beugels worden verminderd of er zelfs volledig van worden afgezien, hetgeen het mogelijk maakt betonprodukten sneller 25 te vervaardigen. Aangezien de vezels door het hele betonprodukt aanwezig zijn, in het bijzonder ook nabij het oppervlak van het betonprodukt, wordt een produkt met grotere sterkte verkregen. Dit kan het ook mogelijk maken dat betonprodukten met een geringere diameter kunnen worden 30 vervaardigd onder behoud van sterkte-eigenschappen, hetgeen de prijs verder verlaagt, waaronder de prijs van het hanteren, transport en uitgangsmaterialen voor de betonsamenstelling. Geschikte vezels zijn, bijvoorbeeld, koolstofvezel, natuurlijke vezels zoals vlas en ramee, 35 supervezels zoals aramide vezels (Twaron™) of polyamide (Dyneema™) . De vervaardiging van betonprodukten door middel van "slide-forming" of extrusie is op zichzelf bekend. Echter, thans wordt het gebruik van deze werkwijzen haalbaar voor een gewapend in lengterichting belastbaar langwerpig 1007476 3 betonprodukt. Het resulterende betonprodukt wordt door en door met vezels gewapend, in tegenstelling tot conventionele met beugels versterkte produkten. Heipalen met uiteenlopende vormen, zoals die met een vierkante inwendige holte of T-5 vormige palen, konden niet of slechts met grote moeite worden vervaardigd. Een fabriek kan in veel grotere mate worden gebruikt, aangezien een verandering van produktvorm of grootte slechts een verandering van delen in de "slide-forming"- of extrusie-apparatuur vergt.

10 Het gebruik van wapeningsvezels is op het gebied van de vervaardiging van betonprodukten algemeen gedurende lange tijd bekend, maar de deskundige heeft nooit ingezien dat dit het zou mogelijk maken om de vervaardiging van een gewapend langwerpig betonprodukt met een holte voor het dragen van 15 lasten in lengterichting zoals hierboven omschreven te verbeteren.

US 5.509.759 heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een voorgespannen betonnen paal. De werkwijze omvat het gebruik van mallen en heeft niet betrek-20 king op een "slide-forming" of extrusie. De vervaardigde paal omvat geen holte, noch versterkingsvezels.

AU 4.774.372 heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van betonnen voorgespannen bielzen (dwarsliggers) onder gebruikmaking van mallen. Er wordt geen vorm-25 machine gebruikt. De bielzen die wapeningsvezels bevatten bezitten geen holte.

GB-2.062.073 heeft betrekking op een voorgespannen betonnen paal vervaardigd onder gebruikmaking van een op centrifugatie gebaseerde werkwijze. Een dergelijke werkwijze 30 is zeer duur, iets dat in het bijzonder voor seriematige productie geldt.

DE 3.828.703 heeft betrekking op met wapeningsvezels versterkte palen. De palen zijn geen heipalen en zij worden gemaakt door het in situ gieten van de palen, d.w.z. zonder 35 gebruik van een "slide-forming" of extrusie-inrichting.

Ook EP-A-0.565.816 heeft betrekking op een in situ gegoten betonnen paal.

US 5.599.599 heeft betrekking op betonnen heipalen omringd door een vezelversterkt kunststof omhulsel. De beton 1007476 4 nen palen worden hetzij in situ gegoten of onder gebruikmaking van centrifugatie gevormd.

US 3.200.177 heeft betrekking op een werkwijze voor het door middel van "slide-forming" vervaardigen van betonnen 5 producten, waaronder voorgespannen producten. Het gebruik van wapeningsvezels wordt niet beschreven, noch zijn middelen aanwezig om het betonnen product tegen radiale krachten te beschermen.

Volgens een voorkeursuitvoering worden 10 wapeningsvezels gebruikt voorzien van middelen voor het mechanisch in het beton verankeren.

Door het gebruik van vezels met een vorm die mechanische verankering in het beton mogelijk maakt, kan de hoeveelheid vezels die nodig is voor voldoende weerstand 15 tegen radiale krachten worden terug gebracht. Gunstige vezels zijn, bijvoorbeeld, vezels met aan of nabij tegenoverliggende uiteinden van de vezels een grotere diameter, of vezels die ten minste één bocht bezitten, zoals S-vormige vezels.

Bij voorkeur worden als de wapeningsvezels 20 staalvezels gebruikt.

Staalvezels zijn goedkoop en hebben uitstekende treksterkte-eigenschappen. Geschikte staalvezels zijn Dramix™ en Silidur™. Het spreekt voor zich dat hoe hoger de treksterkte, des te minder vezelmateriaal nodig is om een 25 produkt te verkrijgen dat aan de gewenste produktspecificaties voldoet.

De terzakekundige kan gemakkelijk middels routine-experimenten de vereiste hoeveelheid vezels bepalen. Deze hoeveelheid wordt bepaald door de belasting, in het bijzonder 30 de dynamische belasting, van het betonprodukt, tijdens installatie (heien). De hoeveelheid vezels moet worden vergroot totdat geen wezenlijke schade wordt waargenomen bij testen met een kracht die ten minste even groot is als die verwacht wordt in elk van de eerdergenoemde stadia. Het 35 spreekt voor zich dat de betonsamenstelling elke conventionele toevoeging kan bevatten, zoals een plastisch makend middel om de viscositeit van de betonsamenstelling aan te passen.

Volgens een voorkeursuitvoering heeft de ten minste 100747$ 5 één wapeningskabel een lengte die ten minste gelijk is aan de lengte van ten minste twee gerede betonprodukten, en het uitgeharde beton dat de wapeningskabel omvat wordt doorgesneden om de gerede betonprodukten van de gewenste lengte op te 5 leveren.

Met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is het mogelijk om het gebruik van scheidingswanden terug te brengen of daarvan af te zien. Momenteel wordt de wapeningskabel(s) tussen een paar scheidingswanden 10 doorgesneden. Vervolgens wordt de uitgeharde betonnen paal uit de goot getild en worden de scheidingswanden verwijderd, waarna de uitstekende uiteinden van de wapeningskabel worden afgeslepen. Dit alles is zeer arbeidsintensief, hetgeen de kosten verhoogt en de mate waarin de fabriek kan worden 15 gebruikt verlaagt. Met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kunnen de betonprodukten op de gewenste lengte worden gesneden, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van een diamantzaag. Eventueel kan deze enkele stap worden geautomatiseerd.

20 Volgens een voorkeursuitvoering wordt de betonsamenstelling aangebracht onder gebruikmaking van "slide-forming", in het bijzonder door middel van extrusie.

Aldus is het mogelijk om, onder gebruikmaking van een half-vaste betonsamenstelling, af te zien van het gebruik 25 van de goot en direct op de vloer te produceren, waardoor de kosten van vervaardiging verder afnemen. Bovendien wordt het mogelijk om betonprodukten met uiteenlopende vormen te produceren, in het bijzonder, maar niet beperkt tot, holle of I-balk-vormige produkten. Dit maakt een aanzienlijke 30 besparing op grondstof mogelijk.

Naar wordt gewenst of nodig kan de betonsamenstelling in één of meer stappen worden aangebracht.

De vervaardiging van betonprodukten door middel van "slide-forming" of extrusie is op zichzelf bekend. Echter, 35 thans wordt het gebruik van deze werkwijzen haalbaar voor een gewapend in lengterichting belastbaar langwerpig betonpro-dukt. Het resulterende betonprodukt wordt door en door met vezels gewapend, in tegenstelling tot conventionele met beugels versterkte produkten. Heipalen met uiteenlopende 1007478 6 vormen, zoals die met een vierkante inwendige holte of T-vormige palen, konden niet of slechts met grote moeite worden vervaardigd. Een fabriek kan in veel grotere mate worden gebruikt, aangezien een verandering van produktvorm of 5 grootte slechts een verandering van delen in de "slide-forming"- of extrusie-apparatuur vergt.

Tenslotte heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een heipaal die een voorgespannen wapeningskabel en versterkingsvezels omvat.

10 Een dergelijke heipaal heeft een goed beschermd oppervlak, tengevolge van de aanwezigheid van de versterkende vezels, en er kan heel wel goedkoper zijn aangezien de diameter ervan in vergelijking met conventionele heipalen die gebruik maken van beugels om de paal tegen radiale krachten 15 te beschermen, kleiner kan zijn.

Het toepassen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ligt zeker binnen het bereik van de terzakekundige. Zowel "slide-forming" als extrusie van betonprodukten zijn welbekend en de bij de onderhavige 20 uitvinding te gebruiken betonsamenstellingen zijn in wezen hetzelfde als die momenteel worden toegepast.

Onder verwijzing naar de enige figuur wordt de onderhavige uitvinding thans bij wijze van voorbeeld toegelicht. De figuur laat een holle heipaal 1 zien vervaardigd 25 onder gebruikmaking van "slide-forming", welke wapeningskabel en wapeningsvezels (niet weergegeven) omvat. De heipaal 1 is voorzien van een voet 2, hetgeen een verbeterde steun door het grotere basisoppervlak ervan mogelijk maakt. Zoals weergeven kan de voet 2 een hulsvormig deel zijn, dat al dan niet 30 door middel van bevestigingsmiddelen 3, 3' zoals staven of bouten kan zijn vastgemaakt. Teneinde een goede verbinding tussen heipaal 1 en de fundering van de structuur, zoals een gebouw, te verzekeren, kan met voordeel de volgende werkwijze worden toegepast. Barrièremiddelen 4 kunnen worden voorzien 35 in het lumen van de heipaal 1 en een versterkingsstaaf 5 wordt in de holte gestoken. Gewoonlijk zal de wapeningsstaaf 5 aan een in beton te gieten wapeningsstructuur (niet weergegeven) worden bevestigd. Vervolgens wordt beton in de holte en op de wapeningsstructuur gegoten, en uitgehard onder

100747R

7 oplevering van de fundering 6. Na uitharden wordt een stevige verbinding tussen heipaal 1 en de fundering 6 verzekerd. De bovengenoemde voorkeurskeursuitvoering maakt aanzienlijke besparingen mogelijk. Ten eerste is de vezelversterkte hei-5 paal 1 aanmerkelijk eenvoudiger te vervaardigen, waarbij materiaalbesparing de kostprijs verder verlaagt. Ten tweede is het gemakkelijk om een stevige verbinding tussen de heipaal 1 en de fundering 6 te bereiken, welke geen arbeidsintensieve en tijdrovend verwijderen van beton van de bovenzij-10 de van de paal vereist om de uiteinden van de wapeningskabels bloot te leggen. Tenslotte kan het optionele gebruik van een voet 2 een verdere materiaalvermindering mogelijk maken.

1007476

Claims (7)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een gewapend langwerpig betonprodukt dat in lengterichting belastbaar is, welke werkwijze de stappen omvat van i) het spannen van ten minste één voor te spannen wapeningskabel, waarbij de genoem- 5 de kabel een lengte heeft van ten minste de lengte van het gerede produkt en wordt georiënteerd in een richting welke in hoofdzaak parallel is met de lengte-as van het gerede produkt; ii) het verschaffen van middelen voor het voorkomen van het tengevolge van radiale krachten uiteenvallen van het 10 betonprodukt; iii) het aanbrengen van een betonsamenstelling op de wapeningskabel; en iv) het laten uitharden van de genoemde betonsamenstelling, met het kenmerk, dat wapenings-vezels worden gebruikt als het middel voor het voorkomen van het uiteenvallen van het beton tengevolge van radiale krach-15 ten, de betonsamenstelling wordt met de wapeningsvezels voorzien voordat de betonsamenstelling op de wapeningskabel wordt aangebracht, en de betonsamenstelling wordt aangebracht met een inrichting gekozen uit een "slide-forming" inrichting en een extrusie-inrichting zodanig dat een in de lengterich-20 ting verlopende holte wordt gevormd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat wapeningsvezels worden gebruikt voorzien van middelen voor het mechanisch in het beton verankeren.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het 25 kenmerk, dat staalvezels als de wapeningsvezels worden gebruikt .

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste één wapeningskabel een lengte heeft die ten minste gelijk wordt aan de lengte van 30 ten minste twee gerede betonprodukten gebruikt, en het uitgeharde beton dat de wapeningskabel omvat wordt doorgesneden om de gerede betonprodukten van de gewenste lengte op te leveren.

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclu-35 sies, met het kenmerk, dat de betonsamenstelling door middel van "slide-forming" wordt aangebracht. 1007476

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de betonsamenstelling door middel van extruderen van de betonsamenstelling wordt aangebracht.

7. Heipaal welke een voorgespannen wapeningskabel en 5 wapeningsvezels omvat. 1007476