NL9900014A

NL9900014A - Shuttering for forming concrete structures, e.g. tunnel sections, has heat exchange medium conduit formed between two plates next to shuttering support

Info

Publication number: NL9900014A
Application number: NL9900014A
Authority: NL
Inventors: Wilhelmina Jeanette Bouwme Bos; Peter Cornelis Prins
Original assignee: Hollandsche Betongroep Nv
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2001-07-02
Also published as: NL194242B; NL194943B; NL194242C; NL9500383A; NL194943C

Abstract

A counter-plate is provided on the side of the forming plate (9) facing the support structure (1), so that a cavity connected to an inlet and exit for a heat exchange medium is formed. The shuttering comprises a support structure and a forming device (3) secured to it, one of the forming device surfaces (9, 10) being used to form at least part of the concrete structure. The forming devices are plates with heat exchanger means provided on the side facing the support structure.

Description

Bek is tingel emeu t. alsmede werkwi i ze voor gebruik daarvanBek is tingel emeu t. as well as method for use thereof

De uiLvinding betreft een bekistingeleiuent voor toepassing' bij de vervaardiging van betonconstructies en dergelijke, welk element een steunconstructie omvat alsmede een aan die steunconstructie bevestigd vormorgaan waarvan een oppervlak bestemd is voor het vormen van tenminste een gedeelte van de betonconstructie.The invention relates to a formwork element for use in the manufacture of concrete structures and the like, which element comprises a supporting structure as well as a molding member attached to said supporting structure, a surface of which is intended for forming at least a part of the concrete structure.

Bij de bouw van constructies uit beton worden bekistingelementen toegepast die een ruimte begrenzen waarin het beton gestort moet worden.When constructing constructions from concrete, formwork elements are used that delimit a space in which the concrete must be poured.

De bekistingelementen blijven in positie tot het beton verhard is en voldoende zelfdragend is.The formwork elements remain in position until the concrete has hardened and is sufficiently self-supporting.

Bij het verharden van het beton komt tengevolge van chemische reacties warmte vrij, welke hoofdzakelijk via de bekistingelementen moet worden afgevoerd. Vooral bij dikke constructies, zoals die bijvoorbeeld voorkomen bij tunnels, doen zich in dat verband problemen voor. Bij dikke constructies komen gebieden voor die relatief ver van de bekistingelementen af liggen, waardoor de afvoer van warmte te langzaam geschiedt en de temperatuur bij het verharden tot onaanvaardbare hoogten zou stijgen.During the hardening of the concrete, heat is released as a result of chemical reactions, which must mainly be removed via the formwork elements. Problems arise especially in thick structures, such as those that occur in tunnels, for example. In thick structures, areas occur that are relatively far away from the formwork elements, as a result of which heat is dissipated too slowly and the temperature would rise to unacceptable heights during hardening.

Constructies, zoals bijvoorbeeld tunnelelementen, worden niet in één keer vervaardigd, maar achtereenvolgend: bodem, opstaande wanden en dan het dak. Aanzienlijke problemen kunnen optreden indien een onderdeel wordt vervaardigd op een reeds verhard en afgekoeld onderdeel. Bij het verharden bereikt het beton, indien dat niet kunstmatig wordt gekoeld, een temperatuur van bijvoorbeeld 50 a 70 Celsius; tegelijkertijd verkrijgt het beton een zodanige sterkte dat dit zelfdragend wordt. Bij verdere uitharding neemt de snelheid van de chemische reactie af en daalt de temperatuur; de sterkte en de samenhang zijn inmiddels echter dusdanig dat het verharde materiaal gaat krimpen.Constructions, such as tunnel elements, are not manufactured in one go, but successively: bottom, upright walls and then the roof. Significant problems can arise if a part is manufactured on an already hardened and cooled part. During hardening, if not artificially cooled, the concrete reaches a temperature of, for example, 50 to 70 Celsius; at the same time, the concrete acquires such strength that it becomes self-supporting. With further curing, the speed of the chemical reaction decreases and the temperature drops; however, the strength and consistency are now such that the hardened material will shrink.

Bij dikke elementen treden daarbij grote temperatuurverschillen op tussen buitenzijde en het inwendige. Daardoor kunnen gemakkelijk krimpscheuren ontstaan.With thick elements there are large temperature differences between the outside and the inside. This can easily cause shrinkage cracks.

Krimpscheuren treden ook op indien een verhardend deel op een reeds uitgehard en afgekoeld deel wordt vervaardigd. Daarbij treden ten gevolge van afkoeling krimpscheuren op in het gebied vanaf de plaats van aanhechting in de richting van het verhardende en afkoelende deel. Krimpscheuren ten gevolge van een tijdelijk aanzienlijk verschil in temperatuur zijn niet gewenst, evenals te hoge trekspanningen.Shrinkage cracks also occur if a hardening part is manufactured on an already hardened and cooled part. Thereby shrinkage cracks occur in the region from the point of adhesion towards the hardening and cooling part as a result of cooling. Shrinkage cracks due to a temporary significant difference in temperature are not desirable, as are too high tensile stresses.

In dergelijke dikke constructies komen daarom wel koelhuizen voor, welke een koelvloeistof bevatten die tijdens het verharden de warmte ‘ '·' I . .In such thick constructions, therefore, cooling houses do occur, which contain a cooling liquid that 'heats' during hardening. .

, i ..., i ...

afvoert en de temperatuur laag houdt. Het nadeel van een deigelijke aanpak is dat de in de gerede constructie achtergebleven buizen geen functie meer hebben en achteraf opgevuld moeten worden met bij voorbeeld een grout. Een en ander leidt echter tot hoge kosten.and keeps the temperature low. The disadvantage of a proper approach is that the pipes left in the finished construction no longer have a function and have to be filled afterwards with, for example, a grout. However, this leads to high costs.

Doel van de uitvinding is een oplossing voor deze problemen te bieden. Dat doel wordt bereikt door toepassing van een bekisting .element waarvan het vormorgaan is voorzien van warmtewisselingsmiddelen.The object of the invention is to provide a solution to these problems. This object is achieved by using a formwork element, the molding of which is provided with heat exchange means.

De betonconstructie kan nu dankzij de aanwezigheid van de warmtewisselingsmiddelen zodanig gekoeld worden dat de warmte op beheerste wijze kan worden afgevoerd. Daarmee wordt een te grote temperatuurstijging aldaar op effectieve wijze voorkomen, als gevolg waarvan het niet nodig is om koelhuizen in de constructie zelf aan te brengen.Thanks to the presence of the heat exchange means, the concrete construction can now be cooled such that the heat can be dissipated in a controlled manner. This effectively prevents an excessive temperature rise there, as a result of which it is not necessary to install cold stores in the construction itself.

Het vormorgaan kan een plaat zijn, terwijl de warmtewisselings-middelen zich aan de naar de steunconstructie gekeerde zijde van de plaat kunnen bevinden. De warmtewisselingsmiddelen kunnen buizen omvatten waar doorheen een vloeistof geleid kan worden. Teneinde een zo efficiënt mogelijke warmte-overdracht te verkrijgen, kan een reeks evenwijdige buizen zijn voorzien, waarbij de ruimten tussen de buizen kunren zijn opgevuld met isolatiemateriaal. Extra isolatie kan ook aan de bui;enzijde worden aangebracht.The forming member may be a plate, while the heat exchange means may be on the side of the plate facing the support structure. The heat exchange means may comprise tubes through which a liquid can be passed. In order to obtain the most efficient possible heat transfer, a series of parallel tubes may be provided, the spaces between the tubes may be filled with insulating material. Additional insulation can also be applied on the outside.

De warmte-overdracht kan verder gunstig beïnvloed worden door de buizen een rechthoekige doorsnede te geven en met een lange sijde te bevestigen aan de vormplaat. Als alternatief kunnen de buizen een trapeziumvormige doorsnede bezitten. Een driehoekige doorsnede is ook mogelijk.The heat transfer can furthermore be favorably influenced by giving the tubes a rectangular cross section and attaching them to the molding plate with a long edge. Alternatively, the tubes can have a trapezoidal cross section. A triangular cross section is also possible.

Volgens een verdere mogelijkheid kunnen de buizen een platte doorsnede hebben waarvan de dikte belangrijk kleiner is dan de oreedte, en aan elkaar grenzen. De buizen zelf verschaffen in dat geval het vormoppervlak indien zij aan een lange zijde tegen een steunorgaan zoals een steunplaat liggen, en aan de andere lange zijde zijn bedekt met een soepel vel. Het soepele vel verhindert dat de nog niet verharde oeton in de eventueel aanwezige spleten tussen de aan elkaar grenzende buizen dringt.According to a further possibility, the tubes can have a flat cross-section, the thickness of which is significantly smaller than the order section, and be adjacent to each other. In that case, the tubes themselves provide the molding surface if they lie on a long side against a support member such as a support plate, and on the other long side are covered with a flexible sheet. The flexible sheet prevents the not yet hardened concrete from penetrating the gaps, if any, between the adjacent pipes.

Een bijkomend voordeel van deze opbouw van het bekistingelement is dat de koelhuizen tevens een verstijving voor het vormorgaan verschaffen.An additional advantage of this construction of the formwork element is that the cold stores also provide stiffening for the molding member.

Volgens een andere uitvoering die relatief eenvoudig kan worden samengesteld, bevindt zich aan de naar de steunconstructie gekeerde zijde van de vormplaat een tegenplaat, welke platen een ruimte begrenzen die is voorzien van een toevoer en een afvoer voor een warmtewisselingsmedium.According to another embodiment which can be assembled relatively easily, a counter plate is located on the side of the molding plate facing the supporting construction, which plates delimit a space provided with an inlet and an outlet for a heat exchange medium.

Bij een eenvoudig samen te stellen uitvoeringsvorm zijn afstandsstroken voorzien die zich uitstrekken tussen de vormplaat en de tegenplaat en aan weerszijden waarvan de vormplaat en de tegenplaat afdichtend aanliggen.In an easy to assemble embodiment, spacer strips are provided which extend between the molding plate and the counter plate and on either side of which the molding plate and the counter plate are sealingly abutting.

Ter verzekering van een goede afdichting kunnen de afstandsstroken van soepel materiaal zijn, en onder voorspanning zijn ingeklemd tussen de vormplaat en de tegenplaat. De afstandsstroken vormen bij voorkeur een meandervormig stromingskanaal.To ensure good sealing, the spacer strips can be made of flexible material and clamped under pretension between the form plate and the counter plate. The spacer strips preferably form a meandering flow channel.

Indien als gevolg van lage omgevingstemperaturen het vers gestorte beton te snel zou afkoelen kan via liet bekistingselement ook warmte worden toegevoerd. Voor de verwarming, of een gedeelte daarvan, van het ene constructiedeel zou de warmte, welk uit het andere constructiedeel wordt afgevoerd, kunnen worden gebruikt.If, as a result of low ambient temperatures, the freshly poured concrete cools too quickly, heat can also be supplied via the formwork element. For the heating, or a part thereof, of one construction part, the heat which is removed from the other construction part could be used.

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

Figuur 1 toont een doorsnede volgens I-I van figuur 2, van een bekistingselement volgens de uitvinding.Figure 1 shows a section according to I-I of Figure 2 of a formwork element according to the invention.

Figuur 2 toont een vooraanzicht van het bekistingselement van figuur 1.Figure 2 shows a front view of the formwork element of Figure 1.

Figuur 3 toont een detail volgens III van figuur 1.Figure 3 shows a detail according to III of figure 1.

Figuren 4, 5 en 6 tonen verdere mogelijke uitvoeringsvormen.Figures 4, 5 and 6 show further possible embodiments.

Figuur 7 toont een detail van een andere uitvoeringsvorm.Figure 7 shows a detail of another embodiment.

Figuur 8 toont een aanzicht volgens VIII-VIII van figuur 7·Figure 8 shows a view according to VIII-VIII of figure 7

Figuur 9 toont weer een andere uitvoeringsvorm.Figure 9 shows yet another embodiment.

Het in figuur 1 en 2 weergegeven bekistingelement omvat een steunconstructie 1, waarop een als vlakke plaat 9» 10 uitgevoerd vormorgaan 13 is aangebracht. De steunconstructie omvat staanders 4, die aan elkaar zijn verbonden door horizontale balken 5- Plaat 10 is door middel van balken 6, 7 in een schuine stand geplaatst.The formwork element shown in Figures 1 and 2 comprises a support construction 1 on which a molding member 13 designed as flat plate 9 »10 is arranged. The support construction comprises uprights 4, which are connected to each other by horizontal beams 5. Plate 10 is placed in an inclined position by means of beams 6, 7.

Op de staanders 4 en balken 6 is een aantal koelhuizen 8 bevestigd, op welke koelhuizen vervolgens de uiteindelijke platen 9. 10 zijn aangebracht.A number of cold stores 8 is mounted on the uprights 4 and beams 6, on which cold stores the final plates 9, 10 are subsequently mounted.

Zoals te zien in figuur 3 is tussen de koelbuizen 8 een laag isolatiemateriaal 21 aangebracht, waardoor de temperatuur van het beton 11, dat tegen de platen 9 en 10 is aangestort, goed beheerst worden.As can be seen in figure 3, a layer of insulating material 21 is arranged between the cooling tubes 8, whereby the temperature of the concrete 11, which has been poured against the plates 9 and 10, is well controlled.

Indien nodig kan aan de buitenzijde nog extra isolatie worden aangebracht.If necessary, additional insulation can be added on the outside.

De in figuur 3 weergegeven koelbuizen hebben een rechthoekige doorsnede, waarbij één van hun lange zijden is bevestigd aan de platen 9, 10. Aldus wordt een goede warmteuitwisseling verkregen.The cooling tubes shown in Figure 3 have a rectangular cross-section, one of their long sides being attached to the plates 9, 10. Thus, a good heat exchange is obtained.

In de variant van figuur 4 zijn buizen 12 met een trapeziuravormige doorsnede weergegeven. De lange zijde 13 van de trapezii invormige doorsnede van de koelhuizen 12 is bevestigd aan de plaat 9. zodanig dat ook hier een goede warmtewisseling is verzekerd.In the variant of figure 4, tubes 12 with a trapeziura-shaped cross section are shown. The long side 13 of the trapezoidal cross-section of the cold stores 12 is attached to the plate 9. such that a good heat exchange is also ensured here.

In de uitvoeringsvariant van figuur 5 zijn platte, rechthoekige metalen of kunststofbuizen 14 toegepast, die met hun zijkanten 15 tegen elkaar aanliggen. Aldus wordt een doorgaand oppervlak gevormd door de buitenwanden 16 van de buizen 14. Over deze buitenwanden kan een folie 17 gelegd, waar tegenaan de betonmassa 11 wordt gestort.In the embodiment variant of figure 5 flat, rectangular metal or plastic pipes 14 are used, which abut against each other with their sides 15. A continuous surface is thus formed by the outer walls 16 of the tubes 14. A foil 17 can be placed over these outer walls, against which the concrete mass 11 is poured.

Door de buizen 14 kan koelwater worden geleid, terwijl folie 17 er voor zorgt dat in de gerede beton geen naden te zien zijn.Cooling water can be passed through the pipes 14, while foil 17 ensures that no seams can be seen in the finished concrete.

Steunplaat 22 kan er zorg voor dragen, dat het vormor^aan 13, hierbij gevormd door buizen 1^1 en folie 17, wordt verstevigd.Support plate 22 can ensure that the molding 13, which is hereby formed by tubes 11 and foil 17, is reinforced.

Bij de in figuur 6 weergegeven variant is een van verstevigings-ribben 18 voorziene vormplaat 9 aangebracht, waarbij ti.ssen de verstevigingsribben 18 soepele slangen 20 zijn geplaatst. Dx>r deze soepele slangen 20 kan vloeistof stromen, welke warmte kan of nemen of af geven.In the variant shown in figure 6, a mold plate 9 provided with reinforcing ribs 18 is provided, wherein flexible hoses 20 are placed between the reinforcing ribs 18. These flexible hoses 20 can flow liquid, which can either take or give off heat.

Bij de uitvoeringsvorm van figuur 7 is tegenover de vormplaat 9 (of 10) een tegenplaat 22 aangebracht. Tussen de platen 9 en 22 bev:.ndt zich een aantal afstandsstroken 26, die onder voorspanning aangedrukt worden gehouden. Aan de vormplaat 9 is daartoe een aantal van schroefdraad voorziene pennen 28 gelast, waarop telkens een moer 29 is geschroefd.In the embodiment of figure 7, a counter plate 22 is arranged opposite the mold plate 9 (or 10). Between the plates 9 and 22 there is a number of spacer strips 26, which are kept pressed under pretension. To this end a number of threaded pins 28 are welded to the mold plate 9, onto which a nut 29 is screwed.

De afstandsstroken zijn bij voorkeur aangebracht volgens het in figuur 8 weergegeven patroon, waardoor een meandervormig stromiagskanaal wordt gevormd. Het warmtewisselingsmedium wordt via de toevoer 30 en de afvoer 31 door dat stromingskanaal geleid.The spacer strips are preferably arranged in accordance with the pattern shown in Figure 8, thereby forming a meandering flow channel. The heat exchange medium is passed through that flow channel via the inlet 30 and the outlet 31.

In de uitvoeringsvorm van figuur 9 is op de vormplaat 9 (of 10) een aantal kanalen vastgelast, deze kanalen zijn van dunwandig plaatmetaal, en dragen daarom weinig bij tot de sterkte van het bekistingelement. Door middel van isolatielaag 33 zijn vormplaat 9 en kanalen 32 geïsoleerd.In the embodiment of figure 9, a number of channels are welded to the molding plate 9 (or 10), these channels are made of thin-walled sheet metal, and therefore contribute little to the strength of the formwork element. Form plate 9 and channels 32 are insulated by means of insulating layer 33.

Claims

Formwork element for use in the manufacture of concrete structures or the like, which element comprises a supporting structure (1) as well as a molding member (2, 3) attached to said supporting structure (1), a surface of which (9, 10) is intended for forming at least a part of the concrete construction, which molding member (2, 3) is provided with heat exchange means (8), the molding member (2, 3) being a plate (9, 10), and the heat exchanging means (8) adhering to the supporting structure (1) facing the side of the plate (9, 10), characterized in that on the side of the molding plate (9) facing the supporting structure (1) there is a counter plate (22), which plates (9,22 ) define a space (27) which is provided with an inlet (24) and an outlet (25) for a heat exchange medium.

Element according to claim 1, wherein spacer strips (26) are provided which extend between the molding plate (9) and the counter plate (22) and on which the molding plate (9) and the counter plate (22) are sealingly abutting.

The element according to claim 2, wherein the spacer strips (26) are of flexible material, and are biased between the mold plate (9) and the counter plate (22).

The element of claim 3, wherein pins or bolts (28) are attached to the mold plate (9) and are inserted through the spacer strips (26) and the counter plate (22).

The element of claim 4, wherein the pins or bolts (28) are secured on the side of the counter plate (22) remote from the spacer strips (26) by means of nuts (29).

The element of claim 2, 3, 4 or 5, wherein the spacer strips (26) form a meandering flow channel.