NL1013857C2

NL1013857C2 - Method and device for forming a concrete element.

Info

Publication number: NL1013857C2
Application number: NL1013857A
Authority: NL
Inventors: Peter Schaap; Jerardus Adrianus Waayer
Original assignee: Hollandsche Betongroep Nv
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-06-25
Also published as: WO2001043930A2; WO2001043930A3; AU3242701A

Description

Werkwijze en inrichting voor het vormen van een betonelementMethod and device for forming a concrete element

De uitvinding heeft betrekking op het vormen van een betonelement. Dat kan op allerlei wijzen plaatsvinden. Als voorbeeld wordt genoemd het vervaardigen van 5 vloerdelen of dakdelen in een gesloten fabrieksbekisting. Volgens weer een andere mogelijkheid wordt het betonelement gevormd in een bestaand raamwerk, zoals de zich tussen kolommen en liggers bevindende opening in een reeds bestaand gebouw.The invention relates to the formation of a concrete element. This can take place in many ways. Mention is made as an example of manufacturing 5 floor parts or roof parts in a closed factory formwork. According to yet another possibility, the concrete element is formed in an existing framework, such as the opening between columns and beams in an already existing building.

Bij al deze gevallen doet zich het probleem voor dat de veibarde betonspecie niet meer volledig aansluit op het raamwerk door het optreden van krimp. Deze krimp is het 10 gevolg van volume-vermindering die voortvloeit uit de chemische processen bij het verharden, en van temperatuurafhame. Zoals bekend is beton een mengsel, dat tenminste bestaat uit aggregaat, cement, zand en water. Bij het verharden van dit mengsel treedt hydrateren op, waardoor de temperatuur in het mengsel kan oplopen tot ongeveer 70 ° C.In all these cases, the problem arises that the flexible concrete mortar no longer fully matches the frame due to the occurrence of shrinkage. This shrinkage is the result of volume reduction resulting from the chemical processes during hardening, and from temperature decrease. As is known, concrete is a mixture, which at least consists of aggregate, cement, sand and water. When this mixture hardens, hydration occurs, so that the temperature in the mixture can rise to about 70 ° C.

15 Het water-aandeel van het beton omvat kristalwater, water dat gebonden is als gevolg van electrostatische ladingsverschillen, en vrij water. Het vrije water uit het mengsel verdampt daardoor. Mede als gevolg van het afkoelen van het mengsel krimpt het betonelement enigszins ten opzichte van de vormruimte.The water content of the concrete includes crystal water, water bound due to electrostatic charge differences, and free water. The free water from the mixture therefore evaporates. Partly as a result of the mixture cooling, the concrete element shrinks slightly relative to the mold space.

Doel van de uitvinding is een werkwijze zoals hiervoor beschreven voor het 20 vormen van een betonelement te verschaffen waarbij de vorming van scheuren, openingen en dergelijke kan worden vermeden. Dat doel wordt bereikt door een werkwijze voor het vormen van een betonelement, omvattende de stappen van: - het verschaffen van een raamwerk, zoals een kader of een omlijsting en dergelijke ter bepaling van de omtrek van het betonelement, 25 - het aan beide zijden afsluiten van het kader en dergelijke ter vorming van een vormruimte, - het verschaffen van een toevoer voor betonspecie, alsmede een afvoer voor de bij het toevoeren van de betonspecie verdrongen lucht, - het volledig vullen van de vormruimte met betonspecie, 30 - het onder een overdruk brengen van de betonspecie, - het laten verharden van de betonspecie onder handhaving van de overdruk van de bekistingwanden, - het verwijderen van de bekistingwanden.The object of the invention is to provide a method as described above for forming a concrete element in which the formation of cracks, openings and the like can be avoided. That object is achieved by a method of forming a concrete element, comprising the steps of: - providing a framework, such as a frame or a frame or the like, for determining the circumference of the concrete element, - closing on both sides of the frame or the like to form a mold space, - providing a supply for concrete mortar, as well as a discharge for the air displaced during the supply of the concrete mortar, - filling the mold space completely with concrete mortar, - filling it under an overpressure bringing the concrete mortar, - allowing the concrete mortar to harden while maintaining the overpressure of the formwork walls, - removing the formwork walls.

v1 0138 57 2v1 0138 57 2

Als gevolg van het op overdruk brengen van het mengsel treden verschillende verschijnselen op. Allereerst wordt de betreffende vormruimte volledig en betrouwbaar gevuld. Het volledig vullen is een eerste vereiste ter verkrijging van het gewenste resultaat, maar wordt vaak bemoeilijkt door gebrekkige controlemogelijkheden. Door 5 middel van zogenaamde opkomers in de afvoer kan de vullingsgraad echter betrouwbaar worden vastgesteld.Various phenomena occur as a result of overpressurizing the mixture. First of all, the respective mold space is filled completely and reliably. Full filling is a prerequisite for achieving the desired result, but is often complicated by inadequate control options. However, the degree of filling can be reliably determined by means of so-called risers in the discharge.

Verder treedt onder invloed van de overdruk in het mengsel uitbuigen van de bekistingwanden op. Daardoor gaan deze een membraanwerking vertonen. De bekistingwanden kunnen daardoor de krimp van het mengsel enigszins volgen door 10 elastisch terug te veren naar de vlakke toestand. Het mengsel blijft daardoor, ondanks de krimp, aanvankelijk onder overdruk, en wordt aangedrukt in die gebieden waar zich eventueel scheurvorming of holtevorming dreigt voor te doen.Furthermore, the form walls are bent out under the influence of the overpressure in the mixture. As a result, they will exhibit a membrane effect. The formwork walls can therefore somewhat follow the shrinkage of the mixture by resiliently springing back to the flat state. The mixture therefore remains, despite the shrinkage, initially under overpressure, and is pressed in those areas where cracks or cavities are likely to occur.

Weliswaar treedt de krimp, die het terugveren van de bekistingwanden tot gevolg heeft, pas op nadat het mengsel reeds in enige mate een plastisch karakter heeft 15 gekregen. Er hebben zich in dat stadium reeds enige kristalverbindingen gevormd, maar de mate van kristallisatie is nog dusdanig gering dat vervormen van het mengsel onder invloed van de aandrukking door de bekistingwanden nog mogelijk is.It is true that the shrinkage, which results in the springing back of the formwork walls, only occurs after the mixture has already acquired a plastic character to some extent. Some crystal compounds have already formed at that stage, but the degree of crystallization is still so small that deformation of the mixture is still possible under the influence of the compression by the formwork walls.

De beste resultaten worden verkregen indien de overdruk in de gehele vormruimte heerst. De werkwijze omvat daarom tevens het onder een zodanige 20 overdruk brengen van de betonspecie dat die druk ter plaatse van het hoogste niveau van de betonspecie tenminste 0,5 bar is.The best results are obtained if the overpressure prevails in the entire molding space. The method therefore also comprises placing the concrete mortar under an overpressure such that the pressure at the highest level of the concrete mortar is at least 0.5 bar.

Het volledig vullen van de vormruimte kan het best worden verkregen bij toepassing van vloeibeton of zelfhivellerend beton.Full filling of the mold space is best achieved when using liquid concrete or self-leveling concrete.

De duurzaamheid van het verkregen betonelement hangt vooral af van de 25 kwaliteit van de buitenste laag. Deze kan verhoogd worden door het aanbrengen van een fijnmazige doek aan de naar de vormruimte gekeerde zijde van de bekistingwanden en het daarna inbrengen van de betonspecie.The durability of the obtained concrete element mainly depends on the quality of the outer layer. This can be increased by applying a fine-mesh cloth on the side of the formwork walls facing the molding space and then introducing the concrete mortar.

De fijnmazig doek is doorlaatbaar voor water, maar niet voor de verschillende componenten van het mengsel. Daardoor is een vrije afVoer van water en lucht 30 mogelijk, die nog verbeterd wordt door de overdruk in de vormruimte.The fine-mesh cloth is permeable to water, but not to the various components of the mixture. This allows a free discharge of water and air 30, which is further improved by the overpressure in the molding space.

Water, lucht en damp kunnen ontwijken door de afvoer, maar ook door eventuele kleine spleten die vrijwel altijd zullen voorkomen in de aansluitingen tussen de bekistingwanden en het kader. Een dergelijke geringe lekkage is aanvaardbaar en hoeft 1Q\óoï 1 3 niet tot een al te grote afname van de overdruk in de vormruimte te leiden. Na zekere tijd slibben dergelijke geringe openingen dicht als gevolg van de passerende, minuscule mengseldeeltjes.Water, air and vapor can escape through the drain, but also through any small gaps that will almost always occur in the connections between the formwork walls and the frame. Such a small leakage is acceptable and does not have to lead to an excessive reduction of the overpressure in the mold space. After some time, such small openings silt up due to the passing, miniscule mixture particles.

Het op overdruk brengen van het mengsel kan in één of meerdere fasen 5 plaatsvinden, door middel van de pomp voor het vullen van de vormruimte, en eventueel in afhankelijkheid van de druk in de vormruimte. Als alternatief kan de druk ook worden opgebracht door middel van bijvoorbeeld een pneumatische accumulator die is aangesloten op de toevoerleiding voor het mengsel.The mixture can be pressurized in one or more phases, by means of the pump for filling the mold space, and optionally depending on the pressure in the mold space. Alternatively, the pressure can also be applied by means of, for example, a pneumatic accumulator connected to the mixture supply line.

De uitvinding betreft tevens een bekisting voor het uitvoeren van de werkwijze 10 zoals hiervoor beschreven, omvattende een raamwerk, zoals een kader of omlijsting die de omtrek van de vormholte bepaalt, alsmede twee op de zijden van het raamwerk aansluitbare bekistingwanden, een in het raamwerk en/of een bekistingwand aangebrachte toevoer voor betonspecie en afvoer voor verdrongen lucht.The invention also relates to a formwork for carrying out the method 10 as described above, comprising a frame, such as a frame or frame that determines the circumference of the mold cavity, as well as two formwork walls that can be connected to the sides of the frame, one in the frame and / or a formwork wall-mounted inlet for concrete mortar and outlet for displaced air.

De afvoer bevindt zich in het op het hoogste niveau zich bevindende deel van het 15 raamwerk en/of tenminste één der bekistingwanden, terwijl de toevoer zich bevindt in het op het laagste niveau zich bevindende deel van het raamwerk en/of tenminste één der bekistingwanden.The outlet is located in the top-level part of the framework and / or at least one of the formwork walls, while the supply is in the lowest level part of the framework and / or at least one of the formwork walls.

Ter verkrijging van een zo gunstig mogelijke membraanwerking zoals hiervoor toegelicht, kan de bekisting enigszins moeten worden aangepast. Dat kan volgens de 20 uitvinding worden bereikt door middel van een bekisting waarbij tenminste één der bekistingwanden een relatief lage stijfheid heeft zodanig dat als gevolg van membraanwerking die bekistingwand, onder invloed van het op overdruk brengen van de betonspecie naar buiten welft, en bij het krimpen van de betonspecie als gevolg van het hydrateren en/of afkoelen daarvan de welving afheemt voor het tenminste 25 gedeeltelijk tegengaan van de met krimpen samenhangende drukafname alsmede voor het opvullen van eventueel als gevolg van de krimp optredende krimpopeningen.In order to obtain the best possible membrane effect as explained above, the formwork may need to be slightly adjusted. According to the invention this can be achieved by means of a formwork in which at least one of the formwork walls has a relatively low stiffness, such that as a result of membrane action that formwork wall curves outwards under the influence of overpressurizing the concrete mortar and during shrinkage. of the concrete mortar as a result of the hydration and / or cooling thereof, the curvature decreases for at least partially counteracting the pressure drop associated with shrinkage as well as for filling up any shrinkage openings occurring as a result of the shrinkage.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van enkele in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.The invention will be explained in more detail below with reference to a few illustrative embodiments shown in the figures.

Figuur 1 toont een inrichting voor het vormen van een betonelement volgens de 30 uitvinding.Figure 1 shows a device for forming a concrete element according to the invention.

Figuur 2 toont een tweede uitvoering.Figure 2 shows a second embodiment.

Figuur 3 toont een mogelijke toepassing voor het aanbrengen van een betonelement volgens de uitvinding.Figure 3 shows a possible application for applying a concrete element according to the invention.

.1 013 8 57 4.1 013 8 57 4

De in figuur 1 weergegeven inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding omvat een bekisting 1, bestaande uit een kader 2 alsmede twee daarop aansluitende bekistingwanden 3, 4. Tenminste één der bekistingwanden 3 bezit een aansluitpunt 5 waarop een toevoerleiding 6 is aangesloten. Door middel van een 5 niet getoonde betonpomp wordt via deze leiding 6, geregeld door de capaciteitsregelaar 7, een mengsel uit aggregaat, cement en water voor het vormen van een betonelement toegevoerd aan de vormruimte die zich bevindt in de bekisting 1. Door middel van de manometer 8 kan de druk worden afgelezen waarmee dat mengsel wordt toegevoerd.The device for carrying out the method according to the invention shown in figure 1 comprises a formwork 1, consisting of a frame 2 and two formwork walls 3, 4 adjoining it. At least one of the formwork walls 3 has a connection point 5 to which a supply line 6 is connected. By means of a concrete pump (not shown) a mixture of aggregate, cement and water for forming a concrete element is supplied via this line 6, controlled by the capacity controller 7, to the molding space located in the formwork 1. By means of the manometer 8 shows the pressure at which that mixture is supplied.

Aan de bovenzijde van het kader 2 bevinden zich opkomers of afvoeren 9, via 10 welke de lucht uit de vormruimte kan ontwijken. Zodra het mengsel tevoorschijn komt bij deze opkomers 9, is verzekerd dat de gehele vormruimte met het betonmengsel is gevuld. Daarna worden de opkomers 9 afgesloten door middel van de kleppen 20.At the top of the frame 2 there are risers or drains 9, via 10, which can escape the air from the molding space. As soon as the mixture emerges from these risers 9, it is ensured that the entire mold space is filled with the concrete mixture. Then the risers 9 are closed by means of the valves 20.

Eventueel kan voor het sluiten van de bekisting 1 daarin een wapening zijn opgenomen.Optionally, a reinforcement can be included therein for closing the formwork 1.

15 De pompwerking bij het toevoeren van het mengsel via de toevoerleiding 6 wordt zolang doorgezet, tot in het gehele mengsel in de vormruimte een overdruk heerst Dat kan eventueel gemeten worden door drukmeters 10, aangebracht in de bekistingwanden 3.The pumping action during the supply of the mixture via the supply pipe 6 is continued until an overpressure prevails in the entire mixture in the molding space. This can optionally be measured by pressure gauges 10 fitted in the formwork walls 3.

Bij voorkeur wordt de druk zo geregeld dat in het bovenste gedeelte van de 20 vormruimte een overdruk van tenminste 0,5 bar heerst. De druk kan bijvoorbeeld waarden bereiken van 200 a 300 bar.The pressure is preferably regulated such that an overpressure of at least 0.5 bar prevails in the upper part of the mold space. For example, the pressure can reach values of 200 to 300 bar.

Onder invloed van deze overdruk wijken de bekistingwanden 3, 4 een weinig naar buiten uit. Bij het krimpen van het mengsel als gevolg van het verharden daarvan kunnen de bekistingwanden 3 ten gevolge van hun membraanwerking enigszins 25 terugveren. Het nog plastische mengsel kan daarbij voortdurend aangedrukt gehouden worden, zodanig dat eventueel zich vormende gaten of spleten tussen het mengsel en de wanden van de vormruimte opgevuld kunnen blijven.Under the influence of this overpressure, the formwork walls 3, 4 deviate slightly outwards. When the mixture shrinks as a result of its hardening, the formwork walls 3 can bounce back somewhat due to their membrane action. The still plastic mixture can be kept pressed continuously, such that any holes or gaps that may form between the mixture and the walls of the mold space can remain filled.

Aldus kan worden verzekerd dat het betonelement ook in verharde toestand de gehele vormruimte vult, waardoor een nauwkeurig product is verzekerd.In this way it can be ensured that the concrete element also fills the entire mold space in a hardened state, whereby an accurate product is ensured.

30 In de variant van figuur 2 is getoond dat op de toevoerleiding 6 ook een pneumatische of hydraulische accumulator 13 kan zijn aangesloten. Deze pneumatische accumulator 13 heeft ten doel om bij en na het verpompen van het mengsel 12, voortdurend een overdruk daarin te garanderen.In the variant of figure 2 it is shown that a pneumatic or hydraulic accumulator 13 can also be connected to the supply line 6. The purpose of this pneumatic accumulator 13 is to continuously guarantee an overpressure therein during and after pumping of the mixture 12.

1 n ^ Λ :> ? i u p ·· 51 n ^ Λ:>? i u p ·· 5

Door de kleppen 18, 19 en 20 op geschikte wijze te manipuleren, kan de drukopbouw in de bekisting 1 worden beïnvloed. Zo kan de bekisting 1 in één doorgaande pompfase op druk worden gebracht, waarna de klep 18 wordt gesloten en de accumulator 13 zorgdraagt voor het handhaven van de druk.The pressure build-up in the formwork 1 can be influenced by suitably manipulating the valves 18, 19 and 20. Thus, the formwork 1 can be pressurized in one continuous pumping phase, after which the valve 18 is closed and the accumulator 13 ensures that the pressure is maintained.

5 De drukopbouw kan ook in fasen plaatsvinden. In dat geval wordt bij het bereiken van een eerste druk de klep 19 gesloten. Vervolgens wordt de pompwerking voortgezet, zodanig dat de druk in de accumulator 13 stijgt. Daarna wordt klep 18 gesloten en klep 19 geopend, zodanig dat een aanvullende drukverhoging in de bekisting wordt verkregen.5 The pressure build-up can also take place in stages. In that case the valve 19 is closed when a first pressure is reached. Then the pumping operation is continued, such that the pressure in the accumulator 13 increases. Then valve 18 is closed and valve 19 is opened, such that an additional pressure increase in the formwork is obtained.

10 In figuur 3 is een mogelijk toepassingsvoorbeeld van de werkwijze volgens de uitvinding weergegeven. De daar getoonde ondergrondse parkeergarage omvat een werkvloer 14, die zich op enige afstand onder de parkeervloer 15 bevindt. Deze parkeervloer 15 is ondersteund door de wanden 16, alsmede door de kolommen 17 die steunen op de werkvloer 14.Figure 3 shows a possible application example of the method according to the invention. The underground parking garage shown there comprises a work floor 14, which is located some distance below the parking floor 15. This parking floor 15 is supported by the walls 16, as well as by the columns 17 that rest on the work floor 14.

15 In verband met het sluiten van de openingen tussen naburige kolommen 17, de werkvloer 14 en de parkeervloer 15, kunnen daarop de bekistingwanden 3, 4 worden aangesloten.In connection with the closing of the openings between adjacent columns 17, the work floor 14 and the parking floor 15, the formwork walls 3, 4 can be connected thereto.

Door middel van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen de ruimten tussen deze kolommen 17 en de vloeren 14, 15 op betrouwbare wijze geheel met het mengsel 20 worden gevuld, waarbij het aldus tussen die kolommen 17 en wanden 14, 15 verkregen betonelement volledig aansluit, ondanks de daarin bij het verharden optredende krimp.By means of the method according to the invention, the spaces between these columns 17 and the floors 14, 15 can be reliably filled completely with the mixture 20, the concrete element thus obtained between those columns 17 and walls 14, 15 being fully connected, despite the shrinkage occurring therein during curing.

101385?101385?

Claims

Method for forming a concrete element, comprising the steps of: - providing a framework, such as a frame (2) or a frame (14, 15, 5 17) and the like, for determining the circumference of the concrete element, - closing the frame (2; 14, 15, 17) and the like on both sides to form a mold space (11), - providing a feed (5) for concrete mortar (12), as well as a drain (9) for the air displaced during the supply of the concrete mortar (12), 10. completely filling the mold space (11) with concrete mortar (12), - placing the concrete mortar (12) under pressure, - allowing the concrete to harden. concrete mortar (12) while maintaining the overpressure of the formwork walls (3,4), - removing the formwork walls (3,4). 15

Method according to claim 1, comprising placing the concrete mortar (12) under overpressure such that the pressure at the highest level of the concrete mortar (12) is at least 0.5 bar.

A method according to claim 1 or 2, comprising using a mixture (12) for liquid concrete or self-leveling concrete.

Method according to any one of the preceding claims, comprising applying a fine-mesh cloth to the side of the formwork walls (3,4) facing the molding space (11) and subsequently introducing the concrete mortar (12).

Method according to one of the preceding claims, comprising overpressurizing the concrete mortar (12) in two successive phases.

Method according to any one of the preceding claims, comprising pressurizing the concrete mortar (12) by means of a pump.

Method according to any one of the preceding claims, comprising pressurizing the concrete mortar (12) by means of an accumulator (13).

Method according to any one of the preceding claims, comprising arranging a reinforcement in the molding space (11). 5

Method according to any one of the preceding claims, comprising controlling the step of pressurizing and / or holding in dependence on the pressure in the concrete mortar (12).

Formwork for performing the method according to any one of the preceding claims, comprising a framework, such as a frame (2) or frame (14, 15, 17), which defines the circumference of the mold cavity (11), and two on the sides of the frame (2; 14, 15, 17), connectable formwork walls (3, 4), an inlet (5) arranged in the frame (2; 14, 15, 17) and / or a formwork wall (3, 4) for concrete mortar 15 (12) and outlet (9) for displaced air.

Formwork according to claim 10, wherein the drain (9) is located in the top-level part of the framework (2; 14, 15, 17) and / or at least one of the formwork walls (3,4). 20

Formwork according to claim 10 or 11, wherein the feed (5) is located in the lowest level part of the frame (2; 14, 15, 17) and / or at least one of the formwork walls (3,4) .

Formwork as claimed in any of the claims 10-12, wherein at least one of the formwork walls (3, 4) has a relatively low stiffness such that as a result of membrane action said formwork wall (3, 4), under the effect of overpressurizing the concrete mortar (12) curves outward, and when the concrete mix (12) shrinks as a result of hydration and / or cooling thereof, the curvature 30 decreases in order to at least partially counteract the decrease in pressure associated with shrinkage and to fill up any resulting shrinkage openings that occur. j Q 4 o -3 £ '7