NL1019939C2 - Werkwijze voor het hechten van beton aan een substraat alsmede zo verkregen constructie. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het hechten van beton aan een substraat alsmede zo verkregen constructie

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het hechten van beton aan een substraat, 5 omvattende het samenvoegen van dat beton en substraat bij het tussenvoegen van lijm. Een dergelijke werkwijze is in de stand der techniek algemeen bekend. Daarbij wordt een uitgehard betonnen voorwerp aan een substraat gelijmd. Echter ontstaat daardoor niet een volledig homogene en continue verbinding tussen beton en substraat. Een dergelijk substraat kan bijvoorbeeld een brugdek of dergelijke zijn. Immers, indien het 10 beton op een vlakke plaat gestort wordt en deze vlakke zij de later verlijmd wordt aan het substraat zal de buitenzijde van het vlak gestorte deel verhoudingsgewijs dicht zijn en moeilijk hechting met een lijm aangaan.

Om dit probleem op te lossen, is voorgesteld op het substraat een gritlaag te verankeren met behulp van lijm en na het vastleggen van het grit in de lijmlaag en het 15 uitharden van de lijmlaag daarop beton te storten. Zo wordt een betere hechting tussen beton en substraat verkregen via het vergrote aangrijpingsoppervlak van het grit. Hoewel daarmee een verbeterde hechting verkregen wordt, bestaat nog steeds een aantal nadelen. Ten eerste is deze methode zeer tijdrovend. Immers eerst dient na het aanbrengen van het grit in de lijmlaag gewacht te worden tot de lijmlaag volledig 20 uitgehard is. Dit kan tot een dag (bij 20°C) duren. Pas daarna kan beton gestort worden. In de tussentijd mag geen verontreiniging op de gritlaag optreden, zoals veroorzaakt door regen en dergelijke. Bovendien is in het geval van een metalen substraat, het substraat onderhevig aan oxidatie tijdens de periode waarin nog geen lijm op het substraat aangebracht is.

25 Het is het doel van de onderhavige uitvinding de hierboven beschreven nadelen te vermijden en in een werkwijze te voorzien waarmee een optimale hechting tussen beton en substraat verkregen kan worden en welke op verhoudingsgewijs eenvoudige wijze te verwezenlijken is.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven werkwijze verwezenlijkt doordat het 30 samenvoegen van dat beton en substraat omvat het aanbrengen van die lijm op dat substraat en het storten van niet uitgehard beton op die lijm/dat substraat. De gebruikte lijm wordt bij voorkeur als lijmlaag met een dikte van meer dan 1 mm en bij voorkeur ongeveer 2 mm dik aangebracht. Deze lijm heeft bij voorkeur pasta-achtige 1 1 ft Λ* (r\ ^ l U '' : · 2 eigenschappen waarbij niet bijzonder veel vulmiddel toegepast wordt. De lijm kan op eenvoudige wijze uit een voorraadreservoir aangebracht worden.

Verrassenderwijs is gebleken dat na het uitharden van beton/lijm een bijzonder hechte verbinding ontstaat met het daaronder liggende substraat, zoals een stalen 5 drager. Het hierboven beschreven nadeel van wachttijd bestaat niet omdat direct of slechts binnen enkele uren na het opbrengen van de lijm het beton opgebracht moet worden. De lijm omvat bij voorkeur een tweecomponentenlijm en meer in het bijzonder een epoxyhars met harder waarbij eventuele vulstoffen toegevoegd zijn.

Een bijzonder goed werkend voorbeeld is een mengsel van Eurepox 730/Euredur 10 450, verkocht door de firma Vantico in België, waarbij in een bijzondere uitvoering ongeveer 5 gew.% Aerosil als verdikkingsmiddel toegevoegd wordt.

Echter kunnen eveneens andere lijmsoorten gebmikt worden die in een waterig milieu uitharden. De uithardingstijd van de lijm is belangrijk. Te snelle uitharding heeft verhoogde kans op onvoldoende hechting met het beton tot gevolg terwijl te langzaam 15 uitharden tot vertraging van het proces leidt. Daarom moet er de voorkeur aan worden gegeven de lijmsamenstelling zodanig uit te voeren dat in een periode van ongeveer 15 minuten tot ongeveer 3 uur deze lijm nog steeds kleverige eigenschappen heeft. Na 3 uur dient het uitharden zo ver gevorderd te zijn dat deze kleverige eigenschappen niet meer of veel minder aanwezig zijn.

20 De hierboven beschreven werkwijze kan bijvoorbeeld gebruikt worden bij het verstevigen van stalen dragers, zoals brugdekken. Het blijkt dat deze na verloop van tijd door grotere belasting dan oorspronkelijk berekend vermoeiingsscheuren vertonen.

In de stand van de techniek werden in dergelijke gevallen deze scheuren uitgeslepen, dicht gelast en eventuele versterkingsstrips aangebracht. Ook werden op 25 het stalen dek staven gelast waarin later te storten beton verankerd werd.

Echter geven al deze "oplossingen" aanleiding tot concentratie van spanningen op bepaalde punten, hetgeen vermoeiing bevordert waardoor uiteindelijk toch weer problemen optreden.

Door het gebruik van de hierboven beschreven lijmtechniek in combinatie met 30 (gewapend) beton wordt verzekerd dat de belasting die op het beton werkt door het beton en de bewapening homogeen verspreid wordt naar het contactvlak met het substraat. Door de lijm vindt continue overdracht van de krachten naar het substraat 3 plaatst. Daardoor treden geen spanningspieken op en kan in een effectieve oplossing tegen vermoeiing voorzien worden.

Bovendien is het mogelijk dat het betonmateriaal als deel van een wegdek fungeert. Dit is weinig gevoelig voor vorstschade en bovendien zal spoorvorming niet 5 gauw optreden.

Zoals hierboven beschreven kan het aanbrengen van de lijmlaag met elke bekende doseerinrichting plaatsvinden. Bij voorkeur wordt vervolgens een wapening aangebracht. Eventueel zijn afstandshouders aanwezig om de wapening op afstand van de lijm te houden en vervolgens wordt beton aangebracht. Dit beton wordt met een 10 verhoudingsgewijs dunne gelijkmatige laag opgebracht. Daarbij dient het beton niet vanaf grote hoogte op het substraat te vallen omdat daar het gevaar bestaat dat de lijmlaag ter plaatse weggedrukt wordt. Gezien de verhoudingsgewijs geringe dikte bestaan ook weinig problemen met luchtinsluitsels. Volgens een verdere van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding is het mogelijk in de lijmlaag een wapening zoals 15 een vezelmat van kunststof of staal of combinatie daarvan aan te bengen. Daardoor ontstaat een verbeterde overgang tussen substraat en betonmateriaal waardoor de inleiding van krachten en hechting tussen lijm en beton geoptimaliseerd wordt. Een dergelijke wapening moet onderscheiden worden van de hierboven beschreven wapening.

20 De hier beschreven werkwijze is echter ook toepasbaar voor het vervaardigen van andersoortige constructies. Voor de verbinding tussen staal en beton is het niet langer noodzakelijk dat het staal van uitstekende delen voorzien is. Immers met de hierboven beschreven lijmtechniek wordt in een optimale hechting tussen beton en lijm voorzien en is de vorm van het staal of andere substraat niet relevant.

25 Zoals hierboven beschreven, heeft het de voorkeur dat, bij toepassing van een stalen substraat, dit vooraf opgeruwd wordt en gereinigd met behulp van bijvoorbeeld stralen. Eventueel kan voor het aanbrengen van de lijmlaag primer toegepast worden.

In plaats van de hierboven beschreven wapening kunnen andere wapeningstechnieken, zoals staal- of kunststofvezels toegepast worden.

30 Bovendien is het mogelijk voor het storten van het beton sensoren aan te brengen waarmee later de doorzakking van het substraat, zoals een brugdek gemeten kan worden. Als voorbeeld worden optische sensoren, zoals glasvezels genoemd.

101 0 V? ,-f 4

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een constructie verkregen met de hierboven beschreven werkwijze en zoals beschreven in de conclusies.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij toont de enige figuur schematisch 5 een dwarsdoorsnede de combinatie betonsubstraat.

In de figuur is het substraat met 1 aangegeven. Dit kan een stalen dek zijn, zoals een brugdek. Bij een eerste stap wordt dit gestraald zodat dit schoon is. Om roest te vermijden welke dadelijk na het stralen optreedt en zeker indien het dek buiten aanwezig is wordt direct daama een primerlaag 5 aangebracht. Dit kan elke 10 gebruikelijke primerlaag zijn met verhoudingsgewijs geringe dikte. Als voorbeeld wordt een dikte van ongeveer 0,01 mm genoemd. Deze primer kan sneldrogend zijn.

Daama, en vanwege de aanwezigheid van primer is het tijdstip niet kritisch, kan een lijmlaag opgebracht worden.

Deze lijmlaag bestaat bij voorkeur uit een mengsel van Europox 730/Euredur 450, 15 verkrijgbaar bij Vantico in België. Deze lijmlaag is in de tekening met 2 aangegeven.

De dikte daarvan is bij voorkeur ongeveer 2 mm. Afhankelijk van de kwaliteit van het beton kan deze laag dikker of dunner uitgevoerd zijn. Deze lijm heeft pasta-achtige eigenschappen. In deze lijmlaag kan een niet afgebeelde vezelmat van kunststof of staal aangebracht worden.

20 Direct na het opbrengen van de lijm wordt wapening 3 met behulp van afstandsblokjes 6 op de lijmlaag geplaatst. Deze wapening kan een wapeningsnet omvatten. Vervolgens wordt beton 4 gestort. Dit wordt in een verhoudingsgewijs dunne laag gestort. Als voorbeeld wordt een waarde van 5 cm genoemd.

Omdat het beton door het gewicht daarvan de lijm neigt weg te drukken dient de 25 lijm na het opbrengen bij voorkeur eerst enigszins uit te harden om voldoende weerstand aan dergelijke krachten te bieden. Deze tijd ligt bij voorkeur 1-3 uur na het bereiden (en aanbrengen) van de lijm en is meer in het bijzonder ongeveer 2 uur. Begrepen zal worden dat een en ander afhankelijk is van de lijmsamenstelling en de omstandigheden, zoals de verwerkingstemperatuur. Als alternatief of in combinatie kan 30 het beton "voorzichtig" gestort worden. Daartoe kunnen machines toegepast worden waarmee bijvoorbeeld betonnen fietspaden worden aangelegd. Deze werken overeenkomstig asfalteermachines waarbij dat betonmateriaal uit een sleuf op geringe hoogte boven het substraat gestort wordt.

5

Bij vergelijkingsproeven van de onderhavige combinatie beton-staal met een combinatie waarbij op staal eerst grit van de constructie gelijmd werd en na het uitharden deze grit ingestort werd, blijkt dat de breukrek en sterkte van de combinatie volgens de uitvinding meer dan 10% groter zijn dan de breukrek en sterkte van de 5 combinatie staal-gelijmd grit-gestort beton.

Gebleken is dat bij toepassing op een wegdek, zoals een brugdek de vermoeiingssterkte van de combinatie bestaande uit beton-staal groter is dan bij toepassing van staal alleen. De constructie heeft een verhoudingsgewijs licht gewicht.

Voor het beton kan elk in de stand der techniek bekend beton gebruikt worden 10 maar de voorkeur wordt gegeven aan een hoge sterkte beton. Onder een snel uithardend beton wordt een beton verstaan dat bij een temperatuur van 20°C in 24 uur + 50% van de eindsterkte bereikt (40-50 MPa) (na zeven dagen 80-90% van de eindsterkte) uitgehard is. Een voorbeeld is snelbeton van de firma Contec.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuitvoering 15 beschreven is, dient begrepen te worden dat talrijke wijzingen aangebracht kunnen worden zonder buiten het bereik van de onderhavige uitvinding te geraken. Talrijke varianten van de hierboven genoemde stoffen zijn mogelijk waarbij ook vele andere toepassingen dan hier beschreven bestaan. Deze liggen binnen het bereik van de bijgaande conclusies.

20 25

Claims (15)

1. Werkwijze voor het hechten van beton aan een substraat, omvattende het samen voegen van dat beton en substraat bij het tussenvoegen van lijm, met het 5 kenmerk, dat het samenvoegen van dat beton en substraat omvat het aanbrengen van die lijm op dat substraat en het storten van niet uitgehard beton op die lijm/dat substraat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij die lijm als doorlopende laag 10 aangebracht wordt.

3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die lijm in een waterig milieu uithardende lijm omvat.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij dat substraat een metalen drager omvat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij die drager voor het opbrengen van de lijmlaag aan de lijmlaagzijde gestraald wordt. 20

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die lijm een tweecomponentenlijm omvat.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die beton 25 snel uithardend beton omvat.

8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij na/bij het aanbrengen van die lijm in, respectievelijk direct liggend op de lijm een wapening aangebracht wordt. 30

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij na het aanbrengen van die lijm een wapening op afstand daarvan liggend aangebracht wordt. " 0 1 o 9 :r’ 9

10. Constructie omvattende een substraat, daarop aangebrachte lijm alsmede een daarop aangebrachte betonlaag, met het kenmerk, dat die lijm een in waterig milieu uithardende lijm omvat.

11. Constructie volgens conclusie 9, waarbij die lijm een tweecomponentenlijm omvat.

12. Constructie volgens conclusie 9, waarbij die lijm een epoxylijm omvat.

13. Constructie volgens een van de conclusies 9-11, waarbij dat substraat een brugdek omvat.

14. Constructie volgens een van de conclusies 9-12, waarbij dat substraat een stalen drager omvat. 15

15. Constructie volgens conclusie 12 of 13, waarbij dat beton een wegdek omvat. fj k ·