NL2017600A - Holtenvullende vacuum nabehandeling HSB brugrijvloer - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het nabehandelen van een op een ondergrond gestorte, uitgeharde laag van een aanvankelijk vormvrij stortmateriaal, zoals cementbeton, waarbij in de laag een toeen afvoerkanaal worden gemaakt die op afstand van elkaar eindigen in de laag en uitmonden in een zich in de laag bevindende holte die eventueel gevuld is met een gas of vloeistof, en waarbij een bron van vloeibaar materiaal wordt aangesloten op het toevoerkanaal en het materiaal door het toevoerkanaal en naar binnen in de holte stroomt terwijl een op het afvoerkanaal aangesloten zuigbron door zuigen een drukverlaging binnenin de holte veroorzaakt en in stand houdt en eventueel het materiaal uit de holte zuigt.

Description

Holtenvullende vacuum nabehandeling HSB brugrijvloer

De uitvinding heeft betrekking op het nabehandelen van een constructie van aanvankelijk vormvrij, steenachtig materiaal, zoals cementbeton, bijvoorbeeld hoogesterktebeton (hierna te noemen: HSB), in het bijzonder van een brugrijvloer.

Hierna wordt de uitvinding beschreven aan de hand van HSB, echter is de uitvinding eveneens toepasbaar op andere constructies van aanvankelijk vormvrij, steenachtig materiaal (bij voorkeur in het werk gestort), al dan niet gedragen door een brugrijvloer.

Vooral door zwaar vrachtverkeer heeft een stalen brugdek (ook wel genoemd: brugrijvloer), in het bijzonder een orthotrope stalen brugrijvloer (bijvoorbeeld van de Galecoppenbrug in de A12 bij de stad Utrecht in Nederland) in toenemende mate last van scheurvorming door vermoeiing. Door het gewoonlijk bovenop de brugrijvloer aanwezige rijvlak, bijvoorbeeld asfaltverharding van asfaltbeton, te verwijderen van het brugdek, wordt het stalen oppervlak bloot gelegd om te kunnen worden geïnspecteerd en indien nodig gerepareerd.

Fig. 1 toont een doorsnede van een brugdek en fig. 2 toont een detail daarvan op grotere schaal. De tekening is bijgevoegd om de uitvinding beter te kunnen uitleggen.

Fig. 1 toont een schematische dwarsdoorsnede van een voorbeeld brugdek, een horizontale staalplaat 7 met aan de onderkant daaraan vast gelaste V-vormige of trogvormige verstijvingsprofielen (verstijvertrog).

Recent wordt op de staalplaat (de zich daar bovenop bevindende asfaltering of ander rijvlak is verwijderd) een wapeningnet gemonteerd en vervolgens HSB 1 gestort. Het wapeningnet wordt bijvoorbeeld aan de staalplaat gemonteerd via op de staalplaat gelaste strippen of L-profielen 8 (slechts 1 van de vele profielen 8 is getoond in fig. 1 ter illustratie) . Bij voorkeur wordt op de staalplaat over het gehele bovenvlak een hechtlaag aangebracht, bijvoorbeeld een lijm (bijv. epoxy, bijv. 2 mm dik), waarop korrels (dia. groter dan lijmdikte, bijvoorbeeld tussen 3 en 6 mm) worden gestrooid (bijv. bauxiet) .

Het HSB wordt in een dikte tussen 5 en 15, bijv. 9 cm, over het wapeningnet in het werk gestort, zodat het wapeningnet volledig wordt ingebed onder voldoende dekking HSB (bijvoorbeeld minimaal 1 of 2 cm dekking). Het HSB bevat bijvoorbeeld staalvezels als wapening. Tijdens storten is het HSB relatief droog en spreidt of vloeit niet of nauwelijks vanzelf uit waardoor het gestorte HSB mechanisch moet worden belast om zich goed te verspreiden en intensief verdichten met trilgereedschap is nodig, bovendien moet snel gewerkt worden wegens de relatief snelle uitharding van het HSB. Na uitharden wordt op het HSB een slijtlaag aangebracht, bijvoorbeeld een lijm (zoals epoxy) die wordt ingestrooid met korrels, bijvoorbeeld bauxiet. Op de slijtlaag rijden de auto's.

Na het uitharden moet het HSB worden onderzocht op holten 4 (zie fig. 1) die onvermijdelijk ontstaan wegens de lastige verwerking van het HSB, in de regel in de onderste helft van het HSB en/of nabij de staalplaat 7. Met de huidige detectiemethoden is men hooguit in staat de vorm en plaats van een holte bij benadering te bepalen. Deze holten hebben vaak een grillige vorm, een beetje te vergelijken met een druipsteengrot. De hoogte van de holte, dat wil zeggen de afmeting in dikterichting van de HSB laag, meet in de regel tussen 0,5 en 3 cm. Er zijn holten gevonden die in bovenaanzicht op het ri jvlak van de brug gezien een vorm hebben die doet denken aan de letter M. Geprobeerd is deze holten te vullen door de holten vanaf het rijvlak aan te boren en met overdruk vormvrij vulmateriaal via deze geboorde kanalen in de holten te persen. Per holte zijn gemiddeld ongeveer 50 aangeboorde kanalen nodig om door persen een voldoende vullen van een holte te bereiken en vrijwel nooit slaagt men erin een holte volledig te vullen.

Met de uitvinding wordt beoogd het volledig vullen van de holten betrouwbaar te maken en/of het aantal aangeboorde kanalen te verminderen en/of de rijbaan korter of helemaal niet buiten dienst te hoeven stellen.

Daartoe wordt voorgesteld te zuigen in plaats van of in aanvulling op persen om het gewenste materiaal, bij voorkeur een vormvrij materiaal dat bij voorkeur vervolgens uithardt, zoals een epoxy of andere kunststof of mono- of polymeer, in de holte te krijgen en deze in hoofdzaak volledig te vullen.

Het zuigen biedt de mogelijkheid om het materiaal vanaf de onderkant van de HSB laag aan de holte toe te voeren, waardoor het rijvlak onaangeroerd kan blijven zodat de rijbaan in bedrijf kan blijven terwijl de holten worden aangeboord en gevuld.

Door het HSB te sealen, zoals door boven het HSB een afdichtlaag aan te brengen, bijvoorbeeld een folie, kan beter gewaarborgd worden dat tijdens het zuigen geen valse lucht van boven het HSB wordt aangezogen.

Fig. 2 toont een detail van fig. 1. Volgens de uitvinding worden kanalen in het HSB gemaakt, bijvoorbeeld geboord. Dit kan vanaf de bovenzijde (kanalen 2,3) of vanaf de onderzijde (kanalen 5, 6). Gezorgd wordt dat deze kanalen uitmonden in een holte 4 onder het oppervlak van het HSB, zo een holte 4 bevindt zich boven de staalplaat 7 in de regel minimaal 1 of 2 cm onder het bovenvlak van het HSB 1, dus is hermetisch van de buitenlucht afgesloten. De kanalen 2, 3 worden tot op de staalplaat 7 geboord of eindigen op afstand daarboven. De kanalen 5, 6 worden door de staalplaat 7 heen geboord en eindigen op afstand onder het bovenvlak 1 van het HSB. Door aldus te zorgen dat blinde kanalen worden gemaakt, wordt gezorgd dat de kanalen 2, 3, 5, 6 een dicht uiteinde hebben. Alternatief kunnen deze uiteinden na het maken van de kanalen worden afgedicht, nadat de kanalen zijn doorgeboord, bijvoorbeeld door de plaat 7 heen.

Op een toevoerkanaal 2 resp. 5 en een afvoerkanaal 3 resp. 6 worden bij voorkeur een leiding aangesloten zodat een fluïdumdichte communicatie tussen kanaal en leiding ontstaat, bijvoorbeeld door een pijp of slang in het kanaal te steken en de ringruimte tussen pijp en kanaalwand geheel te vullen met afdichtmateriaal. Via de leiding wordt gezogen aan kanaal 3 resp. 6 door deze aan te sluiten op een zuigbron, bijvoorbeeld vacuümbron of onderdrukbron. Via de leiding wordt kanaal 2 resp. 5 aangesloten op een bron van vormvrij vulmateriaal waarmee de holte 4 dient te worden gevuld.

De zuigbron zorgt ervoor dat de pneumatische of hydrostatische druk in de holte 4 wordt verlaagd en dat deze drukverlaging wordt gehandhaafd zodat bij voorkeur in de holte 4 een onderdruk heerst. De zuigbron zorgt bij voorkeur voor een drukverlaging, bij voorkeur ten opzichte van de omgevingsluchtdruk of de druk die heerst in het via het toevoerkanaal toegevoerde materiaal stroomopwaarts van de holte, bijvoorbeeld in het toevoerkanaal of de monding van een persbron, van minimaal 10 of 100 of 500 Pa of 1 of 5 of 10 of 20 of 50 of 75 kPa (100 kPa = de omgevingsluchtdruk op zeeniveau) , zodat bijvoorbeeld in de holte een druk heerst van maximaal 0,01 of 0,025 of 0,05 of 0,1 of 0,25 of 0,5 of 0,8 bar, bijvoorbeeld bij een druk tussen 0,95 of 0,99 en 1 bar in de omgevende atmosfeer. Deze drukverlaging is bij voorkeur zodanig dat het via het kanaal 2 resp. 5 en naar binnen in de holte 4 stromende vulmateriaal een onderdruk ervaart. Eventueel is het zuigen zodanig beperkt wanneer toegepast bij actief (door een mechanische persbron) of passief (alleen door de zwaartekracht) persen dat alleen de overdruk door het persen wordt gecompenseerd zodat in de holte ongeveer dezelfde druk heerst als in de omgevende atmosfeer.

Door de drukverlaging wegens het zuigen wordt alle zich in de holte 4 bevindende lucht of een ander vloeibaar of gasvormig medium, bijvoorbeeld gebruikt voor het voorafgaand spoelen, verdrongen.

In de regel zal bij de start van de behandeling de holte 4 zijn gevuld met water dat daarin onbedoeld aanwezig is als gevolg van de tekortschietende processen tijdens het storten en uitharden van het HSB. Het gebruikte vulmateriaal is bij voorkeur van een type met groot wateropnemend vermogen, bijvoorbeeld minimaal 5 of 10 of 12 vol.% wateropnemend vermogen. In een voorkeursuitvoering wordt eerst de holte 4 gespoeld om ofwel het water te vervangen door een gas, zoals lucht, ofwel door een vloeistof waarvoor het vulmateriaal een nog groter water opnemend vermogen heeft. Wanneer het vulmateriaal van 2- of meercomponenttype is, bijvoorbeeld waarbij het uitharden pas begint wanneer 2 of meer componenten zijn gemengd, zou kunnen worden gespoeld met vulmateriaal waaruit 1 of meer componenten zijn weggelaten zodat geen uitharding optreedt.

Alternatief zou gespoeld kunnen worden met bijvoorbeeld aceton of met vulmateriaal bij een temperatuur zodat uitharden aanzienlijk trager of zelfs niet gebeurd. Het spoelen gaat bij voorkeur eveneens met zuigen, bij voorkeur eveneens met de boven aangegeven drukwaarden.

Het vulmateriaal is bij voorkeur tijdens de procedure van het de holten in zuigen, gemakkelijk vloeibaar, bijvoorbeeld in hoofdzaak vergelijkbaar met vloeibaar water, bijvoorbeeld een viscositeit van ongeveer 1 mPa.s. Het vulmateriaal heeft bij voorkeur een viscositeit die voldoet aan de volgende voorwaarden: minimaal 0 of 0,01 of 0,1 mPa.s en/of maximaal 50 of 100 of 1000 of 10.000 of 100.000 mPa.s (de waarden in deze alinea bij 20 graden Celsius).

Eventueel wordt via twee of meer toevoerkanalen 2, 5 en/of afvoerkanalen 3, 6 het vulmateriaal aan de holte toegevoerd respectievelijk fluïdum uit de holte gezogen.

Bij voorkeur wordt de onderdruk na voltooien van het met vulmateriaal vullen van de holte gehandhaafd, waartoe bijvoorbeeld stroomopwaarts en stroomafwaarts van de holte in de toe- en afvoer een fluïdumdichte afsluiting wordt verschaft, bijvoorbeeld door in de op de kanalen 2, 3, 5, 6 aangesloten leidingen een afsluitkraan op te nemen. Zodoende zal het vulmateriaal uitharden terwijl in de holte een pneumatische en/of hydrostatische onderdruk heerst.

In geval het via het toevoerkanaal naar de holte toe stromende fluïde medium geneigd is om vanzelf toe te stromen (passief persen), bijvoorbeeld geholpen door de zwaartekracht, bijvoorbeeld wanneer de fluïdumspiegel van het fluïde materiaal in de bron zich op hoger niveau dan de holte bevindt, wordt gezorgd dat de zuigbron voldoende zuiging levert zodat het fluïde medium door de zuigbron naar de holte en uit het afvoerkanaal wordt gezogen zodat in de holte onderdruk heerst.

In een voorbeeld toepassing omvat het proces één of meer van de volgende stappen: het steenachtige materiaal wordt geseald om het meer gasdicht te maken, bijvoorbeeld door een folie er over te leggen; in de holten op afstand van elkaar uitmondende toe- en afvoerkanalen worden gemaakt in het gestorte, bij voorkeur in het werk, aanvankelijk vormvrije, uitgeharde steenachtige materiaal; het toevoerkanaal wordt aangesloten op een bron van fluïde spoel- of vulmateriaal; het afvoerkanaal wordt aangesloten op een, bij voorkeur mechanische, zuigbron; het zich in de holte bevindende fluïde medium wordt door zuigen uit de holte afgevoerd via het afvoerkanaal; fluïde medium wordt door de zuigbron naar binnen in de holte gezogen, stromend door het toevoerkanaal, eventueel wordt dit medium actief of passief in het toevoerkanaal geperst, bijvoorbeeld door een mechanische persbron; terwijl fluïde materiaal via het toevoerkanaal naar binnen in de holte stroomt wordt door de zuigbron een drukverlaging, bij voorkeur onderdruk in de holte gehandhaafd; aan het begin van het uitharden van het naar binnen in de holte gezogen fluïde materiaal wordt drukverlaging, bij voorkeur onderdruk, in de holte gehandhaafd.

Dit document openbaart vele maatregelen in wederzijdse samenhang en openbaart tevens deze maatregelen separaat van deze samenhang, als zelfstandige maatregelen. Elk van deze zelfstandige maatregelen individueel of in combinatie met één of meer andere zelfstandige maatregelen vormt de uitvinding.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het nabehandelen van een op een ondergrond gestorte, uitgeharde laag van een aanvankelijk vormvrij stortmateriaal, zoals cementbeton, waarbij in de laag een toe-en afvoerkanaal worden gemaakt die op afstand van elkaar eindigen in de laag en uitmonden in een zich in de laag bevindende holte die eventueel gevuld is met een gas of vloeistof, en waarbij een bron van vloeibaar materiaal wordt aangesloten op het toevoerkanaal en het materiaal door het toevoerkanaal en naar binnen in de holte stroomt terwijl een op het afvoerkanaal aangesloten zuigbron door zuigen een drukverlaging binnenin de holte veroorzaakt en in stand houdt en eventueel het materiaal uit de holte zuigt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het vloeibare materiaal vanaf de onderkant van het cementbeton aan de holte wordt toegevoerd, en bij voorkeur de bovenop het cementbeton gelegen rijbaan in bedrijf blijft.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, het cementbeton wordt gesealed, bijvoorbeeld door een afdichtlaag er op aan te brengen.

4. Werkwijze volgens één van conclusies 1-3, kanalen worden gemaakt in het cementbeton, die uitmonden in een holte (4) in het cementbeton (1).

5. Werkwijze volgens één van conclusies 1-4, de zuigbron zorgt ervoor dat de pneumatische of hydrostatische druk in het cementbeton, bij voorkeur de holte (4) wordt verlaagd en dat deze drukverlaging wordt gehandhaafd zodat bij voorkeur in het cementbeton een onderdruk heerst.

6. Werkwijze volgens één van conclusies 1-5, de zuigbron zorgt voor een drukverlaging, bij voorkeur ten opzichte van de omgevingsluchtdruk of de druk die heerst in het via het toevoerkanaal toegevoerde materiaal stroomopwaarts van de holte, bijvoorbeeld in het toevoerkanaal of de monding van een persbron, van minimaal 10 of 100 of 500 Pa of 1 of 5 of 10 of 20 of 50 of 75 kPa (100 kPa = de omgevingsluchtdruk op zeeniveau) , zodat bijvoorbeeld in de holte een druk heerst van maximaal 0,01 of 0,025 of 0,05 of 0,1 of 0,25 of 0,5 of 0,8 bar, bijvoorbeeld bij een druk tussen 0,95 of 0,99 en 1 bar in de omgevende atmosfeer.

7 . Werkwijze volgens één van conclusies 1-6, de drukverlaging is zodanig dat het via een kanaal (2, 5) en naar binnen in de holte (4) stromende vulmateriaal een onderdruk ervaart; en/of door de drukverlaging wegens het zuigen wordt alle zich in de holte 4 bevindende lucht of een ander vloeibaar of gasvormig medium, bijvoorbeeld gebruikt voor het voorafgaand spoelen, verdringen.

8. Werkwijze volgens één van conclusies 1-7, het gebruikte vulmateriaal is van een type met groot wateropnemend vermogen, bijvoorbeeld minimaal 5 of 10 of 12 vol. % wateropnemend vermogen; en/of wordt eerst de holte (4) gespoeld om ofwel het water te vervangen door een gas, zoals lucht, ofwel door een vloeistof, bij voorkeur waarvoor het vulmateriaal een nog groter water opnemend vermogen heeft.

9. Werkwijze volgens één van conclusies 1-8, het vulmateriaal is tijdens de procedure van het de holten in zuigen, gemakkelijk vloeibaar, bijvoorbeeld in hoofdzaak vergelijkbaar met vloeibaar water, bijvoorbeeld een viscositeit van ongeveer 1 mPa.s; en/of het vulmateriaal heeft een viscositeit die voldoet aan de volgende voorwaarden: minimaal 0 of 0,01 of 0,1 mPa.s en/of maximaal 50 of 100 of 1000 of 10.000 of 100.000 mPa.s.

10. Werkwijze volgens één van conclusies 1-9, de onderdruk wordt na voltooien van het met vulmateriaal vullen van de holte gehandhaafd; en/of het vulmateriaal zal uitharden terwijl in de holte een pneumatische en/of hydrostatische onderdruk heerst.

11. Werkwijze volgens één van conclusies 1-10, fluïde medium wordt door de zuigbron naar binnen in de holte (4) gezogen, stromend door het toevoerkanaal, eventueel wordt dit medium actief of passief in het toevoerkanaal geperst, bijvoorbeeld door een mechanische persbron.

12. Werkwijze volgens één van conclusies 1-11, toegepast op een verkeersbrug met stalen brugdek, in het bijzonder met een orthotrope stalen brugrijvloer en/of met V-vormige of trogvormige verstijvingsprofielen.

13. Werkwijze volgens één van conclusies 1-12, waarbij het rijvlak eerst wordt verwijderd.

14. Werkwijze volgens één van conclusies 1-13, waarbij het cementbeton een wapeningnet bevat, bij voorkeur door montegemiddelen gemonteerd aan de rijvloer.

15. Werkwijze volgens één van conclusies 1-14, waarbij het cementbeton is gestort op een hechtlaag.