Proeven met Prepakt-beton en toepassing van dit betonbij het maken van schachtbekledingendoor ir. C. H. Daleboudt, Staatsmijnen Limburg U.D.C. 666.97.031.5:620.16prepakt-beton: beproevingen en uitvoeringInleidingIn 1954 werd een aanvang gemaakt met de bouw van twee schach-ten in het dekterrein ten behoeve van de aanleg van StaatsmijnBeatrix te Herkenbosch (circa 10 km ten oosten van Roermondgelegen).De schachten werden afgediept volgens het boorproc?d?. Hierbijwordt het schachtgat geboord en tegen instorten gewaarborgd,door het gat gevuld te houden met een zogenaamde dikspoeling(een kleisuspensie met een soortelijk gewicht van ongeveer 1,2).Na het gereedkomen van dit met dikspoeling gevulde gat brengtmen de schachtbekleding aan.Deze bekleding bestaat bij de Beatrix-schachten uit 2 stalen man-tels, opgebouwd uit C-vormige voorwalsprofielen, met daar-tussen een betonvulling (fig. 1).De buitendiameter van de bekleding is kleiner dan de gat-diameter. Van onderen werd in dit geval de bekleding afgeslo-ten door middel van een bolvormige bodem. Door steeds seg-menten van 3,60 m hoogte op te bouwen en het geheel te ballas-ten met water, werd de bekleding naar beneden gebracht (flg. 2).De ruimte tussen bekleding en schachtwand werd naderhandgevuld. Bij de Beatrix-schachten bestaat de onderste 40 m achter-vulling uit mortel en de rest uit bitumen.Voor de vulling tussen de beide stalen mantels werd injectiebetontoegepast.De uitvoering hiervan werd verricht door de N.V. Intrusion Pre-pakt Inc., European Division.In dit artikel zullen de redenen worden besproken waarom be-sloten werd een injectiebeton toe te passen. Een overzicht zal ge-geven worden van de proeven, die ter ondersteuning van hetbesluit werden genomen. Verder zal de uitvoering op de Beatrixbehandeld worden.Op de mijnbouwkundige facetten zal niet worden ingegaan. Hier-voor wordt verwezen naar de litteratuuropgaven die aan heteinde van dit artikel zijn vermeld (?).De eisen waaraan het beton moest voldoena. DruksterkteZoals reeds vermeld wordt de ruimte tussen de schachtbekle-ding en de schachtwand grotendeels opgevuld met bitumen. Inhet bitumen (s.g. 1,3), dat een zeer visceuze vloeistof is, ont-staat na verloop van tijd een hydrostatische drukverdeling.De dikte van het dekterrein bedraagt ter plaatse ongeveer 500meter. Dit betekent dat de bekledingswand belast wordt dooreen vloeistof kolom met een hoogte van 500 meter en een soor-telijk gewicht van 1,3.In de berekening is uitgegaan van een volledig samenwerkenvan de stalen mantels en de betonnen tussenvulling. Bij verdereaanname van een elasticiteitsmodulusverhouding tussen staalen beton van 10, vindt men een betonspanning in het onderstedeel van de bekleding van maximaal 180 kg/cm2. Voor het bij debekleding gebruikte staal is ten opzichte van de vloeigrens eenveiligheid van 2,1 aanwezig. Wordt voor het beton eenzelfdeveiligheid ten opzichte van de druksterkte genomen, dan zalmet een druksterkte van 380 kg/cm2kunnen worden volstaan.Daar de radiale druk uitgeoefend door de vloeistofkolom dedruksterkte nog doet toenemen (cirkels van Mohr), is dezeveiligheid zeker voldoende te achten.Rekening houdende met het feit, dat de waarden, die bepaaldworden met kubussen met een ribbe van 20 cm, circa 1,2 maalde sterkte bedragen (invloed van de schuif kracht tussen pers enblok), betekent dit een druksterkte van 450 kg/cm2op de ku-bussen.b. KrimpUitgegaan is van een volledig samenwerken van stalen mantelsen beton. Dit houdt in dat de krimp van het tussen de stalenmantels ingesloten beton minimaal moet zijn. Dat de verhar-ding van het beton plaats vindt onder afsluiting van lucht (geenuitdroging dus) werkt gunstig ten opzichte van de krimp.c. UitvoeringBij het opstellen van een programma van de werkzaamheden,werd uitgegaan van een voortgang van 1 sectie per dienst, dit isfig. 1. detail schachtwandconstructie3,60 m in 8 uur. De werkzaamheden voor het aanbrengen vaneen dergelijke complete sectie bestaan uit:1. het aanbrengen van de stalen buitenmantel (inrijden, stellenen lassen);2. het aanbrengen van de stalen binnenmantel (inrijden, stellenen bouten);3. het betonneren.fig. 2. het aanbrengen van de schachtbekleding (schematisch)Cement 14 (1962) Nr. 4 215fig. 3. opstelling prepakt-apparatuur (schematisch)De tijd, die hierbij voor het betonneren beschikbaar werd ge-steld, was kort (sluitpost van de werkzaamheden!).In een tijdsbestek van 2 uur moest 35 m3beton tussen de beidestalen mantels worden aangebracht.Het betonneren is een werkzaamheid waarbij te allen tijdebeton gemorst wordt en waarbij delen, die met het beton inaanraking komen, verontreinigd worden. Ten opzichte van dewerkzaamheden aan de stalen ringen (stellen, lassen en bouten)heeft het betonneren een geheel ander karakter.De apparatuur, die gebruikt wordt, moet eenvoudig en ro-buust zijn, omdat anders storingen kunnen optreden door ver-vuiling. Na iedere betonneringsperiode moet alle gebruikte ap-paratuur op eenvoudige wijze zorgvuldig gereinigd kunnenworden.Vereist is daarom een uitvoeringswijze, die eenvoudig van op-zet is, weinig onderhoud vergt, weinig kans tot storingen geeften zo weinig mogelijk vervuiling veroorzaakt van het 'werk-terrein' in de onmiddellijke omgeving van de schacht.Mogelijke methoden van betonnerenVoor het betonneren stonden de volgende mogelijkheden open:a. het storten van aard vochtige betonspecie;b. het verwerken van plastische betonspecie;c. het verwerken van gietbetonspecie;d. het toepassen van een injectiebeton.a. Het storten van aardvochtige betonspecieBij toepassing van dit beton zal getrild moeten worden. Dittrillen moet in een vrij snel tempo geschieden in verband metde beschikbare tijd.De praktische uitvoering van het trillen is niet eenvoudig. Opmaximaal 3,60 m diepte moeten enkele mensen zich bewegenin een ruimte van 50 cm breedte. Men is volkomen afhankelijkvan de mensen aan wie het trillen wordt toevertrouwd. Con-troleren, of het trillen op de juiste wijze plaatsvindt, is niet danwei zeer moeilijk uit te voeren.Het transport kan plaatsvinden met transportbanden. Een der-gelijke installatie is kwetsbaar en vraagt veel onderhoud. Hettransportsysteem zal demontabel moeten zijn en eenvoudigverplaatsbaar. Gewaakt zal moeten worden tegen ontmengingtijdens het transport en het inbrengen van het beton.De vereiste druksterkte van 450 kg/cm2zal zonder meer be-reikt kunnen worden. Bij de eerder uitgevoerde gewapend-be-tonnen schachtbekledingen op Staatsmijn Hendrik en Staats-mijn Maurits werd met trilbeton ten minste 500 kg/cm2na 28dagen bereikt.b. Het verwerken van plastische betonspecieBij de ondergrondse werken van de Staatsmijnen wordt veelaldit type beton toegepast. Voor het transport wordt gebruikgemaakt van een pomp- of blaasinstallatie; de apparatuur iseenvoudig wat betreft montage, verplaatsbaarheid en onder-houd.Men kan van een redelijk vollopen van de ruimte verzekerdzijn, ook onder de flenzen.Voor de ondergrondse werken zijn vele malen sterkten van400 kg/cm2bereikt. Het merendeel van de cijfers ligt echter be-neden deze waarde. Met verhoging van het cementgehalte enbeperking van het water zou de vereiste druksterkte bereiktkunnen worden; garantie hieromtrent is echter moeilijk tegeven.c. Het verwerken van gietbetonspecieBij een dergelijke wijze van werken is men volkomen verzekerdvan een goede vulling tussen de stalen mantels.Grote sterkten zijn uitgesloten en daarom moet deze methodedan ook niet aanvaardbaar worden geacht.d. Het toepossen van een injectiebetonInjectiesystemen zijn niet ontwikkeld voor het maken vankwaliteitsbeton, doch hebben hun grote verdienste gevondenin de simpele en snelle wijze waarmee men hiermee grote mas-sa's beton kan storten, vooral onder water. Uit de litteratuurwaren echter gegevens bekend van toepassingen, waarbij ookkwaliteitseisen werden gesteld.Omtrent een mogelijke uitvoering met injectiebeton werd in1956 contact opgenomen met Intrusion Prepakt Inc. De be-sprekingen die hierop volgden en de gegevens, die uit de terbeschikking staande litteratuur werden verkregen (in Neder-land had toen nog geen uitvoering met 'prepakt' op technischeschaal plaatsgevonden), versterkten de mening dat deze wijzevan betonneren voor dit speciale werk vele voordelen zoukunnen bieden.Ten einde hierover nadere informatie te verkrijgen, werd eengroot aantal proeven verricht, die verderop in dit artikel naderworden vermeld: proeven die een inzicht moesten geven be-treffende de technische en praktische facetten van het systeem.De resultaten waren van dien aard, dat uiteindelijk beslotenwerd tot de uitvoering met dit systeem.Omschrijving van het 'Prepakt-systeem'Bij het vervaardigen van constructies uit 'prepakt-beton' wordteerst de bekisting met schoon, grof grind of steenslag (minimum-afmetingca. 10 mm) gevuld. Hierna worden de holle ruimten tus-sen de grindkorrels ge?njecteerd met mortel. Voordat het grindwordt ingebracht worden daartoe injectiepijpen in de bekistinggesteld, die gedurende het injecteren opgetrokken worden en welzodanig dat de onderzijde van de pijpen steeds beneden hetmorteloppervlak blijft.De mortel, die voor het prepakt-beton wordt gebruikt, bestaatuit een mengsel van portlandcement, een toeslagstof 'Alfesil'(hiervoor kan vliegas worden gebruikt), een geringe hoeveelheid'Intrusion Aid', een fijn soort zand en water.Alfesil (vliegas) heeft een veel groter specifiek oppervlak dan nor-maal portlandcement. Het voornaamste bestanddeel is een amorfsiliciumdioxyde, dat met de vrije kalk reageert onder vormingvan onoplosbare verbindingen, die aan het beton een groteresterkte verlenen. In de vloeibare mortel hebben de Alfesil-deeltjesde neiging samenklonteren van cementdeeltjes te voorkomen enhet uitzakken van de mortel tegen te gaan.De Intrusion Aid heeft verschillende functies: als beschermendecollo?de verhindert het een te snelle verharding van de mortel endient dus als 'weekhouder'; het heeft de neiging de vaste bestand-delen van de mortel in suspensie te houden, en het veroorzaakteen zekere uitzetting van de mortel voordat deze begint te ver-harden. Dit laatste ten gevolge van een bepaald aluminiumgehaltein deze hulpstof.Figuur 3 geeft een schematisch overzicht van de benodigde appa-ratuur. Het mengen vindt plaats in speciale prepaktmolens. Dezefoto 4. proefblok van prepakt-beton na het ontkisten216 Cement 14 (1962) Nr. 4bestaan uit 2 mengtrommels met ieder een inhoud van ca. 500liter, aangedreven door ??n motor. Na het mengen wordt demortel via een zeef, waarop eventuele grindkorrels e.d. wordenopgevangen, in een roerwerk (agitator) gevoerd. Deze agitatordient als buffer van waaruit de mortel verpompt wordt naar hetpunt van injecteren. In de agitator wordt de mortel in beweginggehouden.Enige jaren geleden verscheen in 'De Ingenieur' een vrij uitvoerigebeschrijving van het prepakt-systeem (2).Proeven op Staatsmijn HendrikIn december 1956 werden proeven gedaan om betreffende de vol-gende punten nadere informatie te verkrijgen:1. het vollopen van de ruimte tussen de stalen mantels en vooralde aansluiting onder de flenzen;2. het druksterkteverloop met de tijd bij verschillende cement-gehalten, zowel bij portlandcement klasse A als klasse B;3. het krimpverschijnsel bij verharding wanneer geen water kanuittreden.Van hout werd een model gemaakt op ware grootte van de stalenbinnen- en buitenmantel van de schachtbekleding. In dit model,dat als bekisting fungeerde, waren ook de flenzen nagebootst.Het blok beton, dat in dit bekistingsmodel werd gemaakt, wasbestemd om op het oog de kwaliteit van het beton te beoordelen.In de bekisting waren venstertjes aangebracht om het stijgen vande mortel te kunnen waarnemen. Foto 4 toont het ontkisteblok. De 'flenzen' zijn in het beton achtergebleven. Duidelijk is deplaats van het venstertje te zien. Foto 5 toont een detail van hetblok, dat duidelijk laat zien hoe volkomen de aansluiting aan deonderzijde van de latten (de zogenaamde 'flenzen') is.Uit de proef bleek dus duidelijk, dat het vollopen van de ruimtenbij dit systeem geen problemen behoeft te geven.Ook met trilbeton was een dergelijke proef verricht. Ondanks demeest zorgvuldige wijze van trillen -een wijze die in de praktijkonmogelijk is te realiseren- waren grindnesten en onvolkomen-heden onder de flenzen niet te voorkomen (foto 6).Zoals reeds gezegd zijn injectiesystemen niet bepaald ontwikkeldvoor het maken van een goede kwaliteit beton, doch vooral voorhet maken van massabeton. De druksterkten, die daarbij wor-den vereist, zijn veelal van ondergeschikte betekenis. Ten eindena te gaan, welke sterkten bereikbaar zijn zonder tot exceptio-nele cementhoeveelheden over te gaan, werd een aantal blokkenprepakt-beton gemaakt. Hierbij werden het cementgehalte en decementsoort gevarieerd. Na verharding werden uit deze blokkencilinders geboord met een diameter van 113 mm en een hoogtevan 130 mm. De cilinders werden gedrukt na 3,15, 30,60,90,120,180 en 240 dagen.Omtrent de samenstelling van het beton en de gebruikte materi-alen kan nog het volgende worden opgemerkt:GrindHet toegepaste grind bestond uit 40% korrels van 20-40 mmen 60% korrels van 40-70 mm. Daar de handel normaal geenrond grind met afmetingen van 40-70 mm levert, werd ge-broken materiaal toegepast. Deze steenslag is ?ets duurder,doch is wat betreft de hechting van de mortel zeker in hetvoordeel.foto 5. detail van het ontkiste proef blok (foto 4);foto 6. proefblok van getrild beton na het ontkisten,ZandTabel I geeft een zeefanalyse van het bij de proeven verwerktezand.toegepastezeven in mmpercentage dat dezeven passeertdoor prepaktgestelde grenzen2,81,40,60,30,150,071009688383110085 -10055 - 8530 - 5510 - 300-10tabel I. zeefanalyse van het zand bij proeven op StaatsmijnHendrikVliegasIn plaats van de in Amerika toegepaste grondstof Alfesil werdvliegas toegevoegd. Het vliegas werd verkregen van de hoge-druk-centrale van Staatsmijn Emma.SamenstellingUitgegaan werd van een holle-ruimtepercentage in het grindvan 38%. Volgens de in tabel II gespecificeerde samenstellin-gen werden 4 blokken ge?njecteerd.cementsoort blokl blok II blok III blok IVportlandklasse Aportlandklasse Aportlandklasseportlandklassecementgehaltezandvliegasintrusion Aidwater300 kg330 kg48 kg3,6 kg144 liter375 kg210 kg40 kg4,2 kg168 liter300 kg330 kg48 kg3,6 kg144 liter375 kg210 kg40 kg4,2 kg168 literwater-cement-factorwater-cement-vliegasfactor0,520,450,470,430,520,450,470,43tabel II. mortelsamenstellingen bij de proeven op StaatsmijnHendrikDe blokken werden na een verhardingsperiode van circa een weeknaar het laboratorium gevoerd, waar de kernen werden geboord.De kernen werden onder water van 18-20?C bewaard.De resultaten van het druksterkte-onderzoek zijn in fig. 7 weer-gegeven. Vermoedelijk zijn in het laboratorium bij het boren vande cilinders de blokken met 300 kg en 375 kg portlandcementklasse A met elkaar verwisseld.Cement 14 (1962) Nr. 4 217fig. 7. druksterkten bij verschillende cementsoorten en -doseringDuidelijk blijkt de nog vrij grote toeneming van de druksterkte oplangere termijn. Voor een deel is dit toe te schrijven aan de vlieg-astoevoeging. Reeds eerder waren bij de Staatsmijnen in Limburgproeven genomen met vliegastoevoeging aan normaal beton. Ookhier viel dezelfde tendens waar te nemen.Op grond van de druksterktecijfers werd besloten, indien over-gegaan zou worden tot toepassing van het systeem, tot een do-sering van 375 kg portlandcement, klasse B, per m3beton.Bij de verder gememoreerde proeven is dan ook steeds, tenzijanders vermeld, deze cementdosering toegepast.Met een dosering van 375 kg portlandcement, klasse B, werdentwee blokken met afmetingen van 30 ? 50 ?70 cm3gemaakt. In hetmidden van de blokken werden twee rekstrookjes ingebetonneerdfoto 8). De blokken werden in een volledig dichte stalen kist ge-maakt. De bovenzijde van het blok werd afgedekt met een laagbitumen (foto 9). De blokken werden op het Centraal Proef-station van de Staatsmijnen onder constante temperatuur be-waard. De rekstrookjes werden 24 uur na het injecteren op demeetbrug aangesloten. Dit moment is aangenomen als nulpunt.Het verloop van de uitzetting is weergegeven in fig. 10. In dezegrafiek is ter vergelijking ook aangegeven, welke uitzetting menvindt bij een analoge proef met trilbeton. Trilbeton vertoont in deeerste tijd een veel kleinere uitzetting dan prepakt-beton. Nalangere tijd gaat bij trilbeton de uitzetting over in krimp. Bij deheersende omstandigheden werd bij trilbeton, dat geheel was af-gesloten en dus niet kon uitdrogen, geen grotere uiteindelijkekrimp gevonden (375 kg portlandcement, klasse B, per m3beton)dan 50x10-6.Proeven in het Centraal ProefstationTen einde na te gaan welke invloed de zandfractie op de druk-sterkte heeft, werd in maart 1957 een aantal proeven genomenmet verschillende zandsoorten. De gebruikte zandsoorten w?ren:a. vormzand (A)b. rivierzand (B)c. gewassen rivierzandfoto 8. het aanbrengen van rekstrookjes ten behoeve van het metenvan krimp en uitzettingHet gewassen rivierzand was hetzelfde als het rivierzand, met dienverstande, dat bij het gewassen materiaal alle deeltjes kleiner dan150 uitgewassen waren.De ze?flijnen voor het zand zijn aangegeven in fig. 11. De fijn-heidsmodulus van het vormzand (A) is 1,82, die van het rivier-zand (B) 2,59.Met ieder type zand werden 10 kubussen (ribbe 20 cm) en 3 cilin-ders (0 15 cm en 20 cm hoog) gemaakt. De kubussen en de cilin-ders werden na 18 uren uit de mallen genomen en onder watergeplaatst. Het water werd op circa 20?C gehouden. Van de kubus-sen werden er 2 na 3 dagen en 2 na 7 dagen op druksterkte be-proefd; de overige 6 na 28 dagen. De 3 cilinders werden na 28dagen op treksterkte beproefd (Braziliaanse trekproef).Tabel III geeft de samenstelling per mengsel (gebaseerd op 375 kgcement per m3beton), terwijl tabel IV de resultaten van deproefnemingen toont.Uit deze proeven blijkt duidelijk hoe gering de invloed van hetzand zowel op de druksterkte als op de treksterkte is. Bij dekeuze van het te gebruiken zand behoeft men dus niet al te kri-tisch te zijn.Proef op technische schaal op Staatsmijn MauritsUit de proeven op Staatsmijn Hendrik was duidelijk gebleken dataan de gestelde druksterkte-eisen zeker kon worden voldaan, endit werd bij de proeven in het Centraal Proefstation nogmaals be-vestigd.Voordat tot de uitvoering met injectiebeton van een dergelijkbelangrijk werk, als op de Staatsmijn Beatrix gemaakt moestworden, besloten werd, was enige praktische ervaring van grootbelang. Kinderziekten en aanloopmoeilijkheden moesten bij even-tuele uitvoering op Staatsmijn Beatrix zoveel mogelijk wordenvoorkomen. Vooral omdat juist die delen van de schachtbekle-ding, die later het zwaarst werden belast, het eerst moestenworden gemaakt.foto 9. prepakt-betonblokken voor bet meten van krimp en uitzettingfoto 10. uitzetting van prepakt- en trilbeton (begin van de meting24 uur na het injecteren respectievelijk storten)218 Cement 14 (1962) Nr. 4tabel III. samenstelling mortelmengsels bij de proeven in het Cen-traal Proefstationvormzand rivierzand gewassenrivierzandcementzandvliegasIntr. Aidwaterflow-cone82,5 kg46,2 kg ,8,25 kg0,907 kg39,2 liter21,5 sec82,5 kg46,2 kg8,25 kg0,907 kg39,2 liter22 sec82,5 kg46,2 kg8,25 kg0,907 kg39,8 liter23,5 sectabel IV. resultaten van de proeven in het Centraal Proefstationvormzand rivierzand gewassenrivierzanddruksterktena 3 dagen(gem. uit 2 cijfers)druksterktena 7 dagen(gem. uit 2 cijfers)druksterktena 28 dagen(gem. uit 6 cijfers)treksterktena 28 dagen(gem. uit 3 cijfers)160 kg/cm2303 kg/cm2427 kg/cm232,7 kg/cm2174 kg/cm2306 kg/cm2416 kg/cm232,7 kg/cm2164 kg/cm2286 kg/cm2406 kg/cm232,9 kg/cm2tabel V. overzicht grindgradering bij proeven op Staatsmijn Mauritsgradering gebr. grind(20-70 mm)rond grind(10-60 mm)rond grind(20-60 mm)10-20 mm20-40 mm40-60(70) mm40%60%10%30%60%40%60%tabel VI. druksterkten bij verschillende grindsoorten (proeven Staats-mijn Maurits)grindsoort kern druksterkte (in kg/cm2)na 28 dagenondercilinder bovencilindergebroken grind(20-70 mm)1234368345297326294298284290gemiddeld 334 292rond grind(20-60 mm)1234326290300320291275263287gemiddeld 309 280rond grind(10-60 mm)1234309331303293290291327275gemiddeld 309 296Om deze praktische ervaring op te doen werd besloten op Staats-mijn Maurits een gedeelte van de schachtbekleding voor schachtIII op deze wijze te maken. Het had hier betrekking op een ge-deelte schachtbekleding in het Carboon, nl. van 348 m tot 369 monder het maaiveld.Dit was de eerste maal dat het proc?d? in Nederland op tech-nische schaal werd toegepast.Het afdiepen van het schachtgedeelte vond plaats in 3 etappenvan 7 meter. Na het afdiepen werd iedere etappe van 7 meter indrie fasen gebetonneerd, resp. van 3 meter, 2 meter en 2 meter.Eerst werd voor zo'n gedeelte de wapening met de uitsparings-kasten gesteld, de stalen bekisting gesteld en de ruimte gevuldmet grind. Hierna werd ge?njecteerd met mortel.De mortel werd bovengronds gemaakt en met de ton neergelatenin de schacht. Op de werkvloer in de schacht waren ??n agitatoren twee pompen opgesteld. Menger en agitator waren van dezelf-de grootte als later te gebruiken op Staatsmijn Beatrix, ook depompen waren van hetzelfde type, alleen met een kleinere capa-citeit. In verband met de beschikbare werkruimte en de toe tefig. 11. zeeflijnen van het zand bij proeven in het Centraal Proef-stationlaten belasting op de werkvloer was het niet mogelijk het mengenook in de schacht te doen plaatsvinden.De agitator en de pompen gaven geen moeilijkheden. Het eigen-lijke injecteren verliep vlot. Bij het mengen van de mortel wer-den vele nuttige ervaringen opgedaan, vooral wat betreft de toe-voer van de materialen en de afvoer van de mortel.Ook bleek het belang van goede communicatiemiddelen en vaneen goede bescherming van de handen van het personeel.De proef werd genomen in de winter 1957/1958, gedeeltelijk ge-durende een vorstperiode, zodat ook enige ervaring werd op-gedaan betreffende de bij vorst te nemen maatregelen.Bij deze praktijkproef werd tevens de gelegenheid te baat ge-nomen om na te gaan wat de invloed van het grind is op de druk-sterkte en op de praktijk van het injecteren. Hiertoe werden driesoorten grind verwerkt (zie tabel V).a. gebroken materiaal 20-70 mmb. rond materiaal 10-60 mmc. rond materiaal 20-60 mmWat betreft de praktijk van het injecteren viel geen verschil tus-sen de drie materialen te bespeuren.Om de invloed op de druksterkte te bepalen werden drie afzon-derlijke blokken gemaakt, waaruit cilinders werden geboord diebeproefd werden na 28 dagen. De dikte van de blokken was zo-danig, dat hieruit 2 cilinders geboord konden worden, een boven-en een ondercilinder. Tabel VI geeft de resultaten van dit onder-zoek.Uit deze proeven valt te concluderen dat de druksterkte vanprepakt-beton met gebroken grind na 28 dagen circa 10% hogerligt dan die van prepakt-beton met rond materiaal.Tevens valt echter op dat de druksterkten met het gebroken ma-teriaal circa 25% lager liggen dan bij de proeven op StaatsmijnHendrik en in het Centraal Proefstation. Visueel onderzoek vande gedrukte cilinders toonde duidelijk een grotere poreusiteitbij de proef op Staatsmijn Maurits. Foto 12toont een detailopnamevan een gedrukte kubus.Gezien de grotere poreusheid ging de gedachte uit naar afwijkin-gen in de hulpstof Intrusion Aid. Omdat monsters Intrusion Aidvan elk van de proeven waren bewaard, was het mogelijk verge-lijkend onderzoek te verrichten.Cement 14 (1962) Nr. 4 219foto 12. detail gedrukte kubus bij proeven op de Staatsmijn Maurits(te hoog aluminiumgehalte in de Intrusion Aid)d. Proeven met Intrusion AidIn het laboratorium werden drie monsters, afkomstig van dediverse proeven, chemisch geanalyseerd. Ook werd de vrije ex-pansie van de mortel bepaald bij de verschillende monsters. TabelVII geeft de resultaten van dit onderzoek.Duidelijk blijkt hieruit de invloed van het aluminiumgehalte inde Intrusion Aid op de vrije expansie van de mortel en dus op deporeusheid.Op grond van dit onderzoek werd in verband met de hoge sterkte-eden het aluminiumgehalte van de Intrusion Aid vastgelegd tussen0,7 en 0,8%.Naast de hierboven gememoreerde onderzoekingen werden metdeze hulpstof (met 0,7% aluminium) proeven genomen om de in-vloed van het percentage toevoeging op de binding na te gaan.Met een samenstelling van 375 kg cement per m3beton (portland-cement, klasse B) werden onder toevoeging van resp. 1,1%, 0,9%,Intrusion Aidgebruikt bij% aluminiumin Intrusion Aidvrije expansievan de mortelproefSm. HendrikproefCentraalProefstationproefSm. Maurits0,7%0,8%1,05%4%5%10%tabel VII. onderzoekingsresultaten van de Intrusion Aidfig. 13. invloed van het gehalte aan Instrusion Aid op de binding vande mortel voor prekakt-beton0,7% en 0,5% Intrusion Aid (t.o.v. het cementgehalte) beginen einde binding vastgesteld met behulp van het toestel vanVicat. Ook werd een 'blanco' monster onderzocht. Fig. 13 geefteen overzicht van de resultaten van deze proeven.Ook de invloed van het percentage toevoeging Intrusion Aid opde druksterkte en op de buigtreksterkte werd onderzocht metbehulp van mortelprisma's. De samenstelling van de mortel voorde prisma's (afmetingen 160?40?40 mm3) is precies gelijk aandie voor het injecteren. De verharding vond plaats gedurende deeerste 24 uren in een ruimte met een relatieve vochtigheid van90-95%. De rest van de tijd onder water met een temperatuurvan 18-20 ?C.De proeven werden genomen met (t.o.v. het cementgehalte)0,7% en 1,1% toevoeging Intrusion Aid (aluminiumgehalte 0,7%),daarnaast werd een 'blanco' proef verricht.De tabellen VIII en IX geven een overzicht van de resultaten vandit onderzoek. Duidelijk spreekt ook hier weer uit hoe meer In-trusion Aid toevoeging (juister waarschijnlijk, gezien de Maurits-proef, hoe hoger het aluminiumgehalte) hoe sterker de afnemingvan de druksterkte.Ook op de buigtreksterkte is deze invloed merkbaar, hoewel nietin die mate als bij de druksterkte. Toevoeging van een zeker per-centage hulpstof is noodzakelijk als vertrager en als 'plastifkeer-proefstukken buigtreksterkte (in kg/cm2) na3dagen7dagen14dagen21dagen28dagenblancomet 0,7% Intr. Aidmet 1,1% lntr. Aid513935655449655770617470tabel VIII. invloed van het percentage Intrusion Aid op de buigtrek-sterktetabel IX. invloed van het percentage Intrusion Aid op de druksterkteproefstukken druksterkte (in kg/cm2) na3dagen7dagen14dagen21dagen28dagenblancomet 0,7% Intr. Aidmet 1,1% Intr. Aid218148126320259228335274372328411'347fig. 14. invloed van het gehalte aan Instrusion Aid op de (vrije) uit-zetting van de mortel voor prepakt-beton220 Cement 14 (1962) Nr. 4foto 15. 'flow-cone' proefmiddel', doch bij hoge druksterkte-eisen zal dit percentage zolaag mogelijk gehouden moeten worden.Of het door de Intrusion Prepakt Inc. voorgeschreven percentageIntrusion Aid van 1,1% bij verwerking van 375 kg cement/m3noodzakelijk is, kan in twijfel worden getrokken.Verder werd de invloed van het percentage Intrusion Aid op devrije uitzetting van de mortel onderzocht. Het verloop van deuitzetting bij verschillende percentages Intrusion Aid is bepaaldmet behulp van maatcilinders, die alle tot gelijke hoogte met mor-tel werden gevuld. Het resultaat van de metingen is weergegeveninfig. 14.Bij een zeer gering percentage van 0,3% Intrusion Aid blijkt nogeen duidelijke zwelling plaats te vinden, hetgeen vergeleken metde uitzakking van de 'blanco' mortel, duidelijk aantoont, dat desuspensie reeds bij een gering gehalte aan hulpstof verbetert.Proef in PettenIn verband met de vrij sterke afwijking in de kwaliteit van de opStaatsmijn Maurits gemaakte proefblokken werd besloten inPetten, waar door de Instrusion Prepakt Inc. een werk in uit-voering was, enkele nieuwe proefstukken te maken. Deze proe-ven werden genomen met een nieuw ontvangen monster Intru-sion Aid (aluminiumgehalte 0,8%, vrije uitzetting 5,9%).Na 7 dagen werden druksterkten verkregen van gemiddeld 380kg/cm2. Dit cijfer ligt aanzienlijk hoger dan de proeven op Staats-mijn Hendrik en het Centraal Proefstation (297 resp. 306 kg/cm2).Deze hogere cijfers zijn toe te schrijven aan het verwerken vaneen ?ets dikkere mortel ('flow cone' van 25-30 sec) en een hogereomgevingstemperatuur. De proef in Petten vond plaats mediojuni 1958.ControleNa het zeer uitvoerige onderzoek van vrijwel alle facetten, dievan invloed kunnen zijn op de kwaliteit van prepakt-beton, werdhet punt controle nader onder de loep genomen.foto 16. apparatuur voor de verhittingsproef volgens Ordman enBondreVan te voren kan worden nagegaan, of de grondstoffen aan de ge-stelde voorschriften voldoen en verder is het met behulp van'flow-cone test' (foto 15) mogelijk te controleren, of de mortel dejuiste vloeibaarheid heeft.Om echter iets naders over de kwaliteit van het gemaakte betonte kunnen zeggen, zal bij normale temperatuuromstandighedeneen verhardingstijd van ten minste 7 dagen nodig zijn. Het is danook niet uitgesloten, dat men eerst na vrij lange tijd bij het uit-voeren van drukproeven tot de conclusie kan komen, dat dekwaliteit van de mortel niet aan de gestelde verwachtingen vol-doet. Dat dit niet denkbeeldig is, bleek wel bij de proef op Staats-mijn Maurits. In verband hiermee zou een snellere controle opde verharding zeer aantrekkelijk zijn.In een artikel wordt door Ordman en Bondre (3) aangetoond,dat er een duidelijke correlatie bestaat tussen de in zeer korte tijddoor verhitting verkregen druksterkten en de op normale wijzena 7 en 28 dagen verharding verkregen waarden.Besloten werd een aantal verhittingsproeven met prepakt uit tevoeren. Aangezien het even doeltreffend is alleen de mortel voorprepakt-beton te onderzoeken als het beton zelf te beproeven,werd besloten deze proeven uit te voeren met proefstukkenzonder grind. Een aantal speciale mallen werd hiervoor gemaakt.Uitgegaan werd van een normale mortelsamenstelling, te weten:375 kg portlandcement, klasse B;210 kg zand;38 kg vliegas;4 kg Intrusion Aid.Verder werden de volgende variaties in de mortelsamenstellingaangebracht :a. 25% te veel en 25% te weinig cement;b. 25% te veel en 25% te weinig vliegas;c. 40% te weinig cement;d. 40% van het cement vervangen door vliegas;e. zonder Intrusion Aid;f. dubbele dosering Intrusion Aid;g. 8% water te veel ('flow-cone' 15 sec);h. 9,5% water te weinig ('flow-cone' 35 sec).De verhittingsproef werd uitgevoerd volgens tabel X.Foto 16 geeft n beeld vaneen matrijs in de oven, terwijl hettem-peratuurverloop in het hart van het proefstuk is weergegeven infig. 17.tabel X. tijdcyclus van de verhittingsproeftijdcyclus behandeling0.00 uur5.00 uur7.30 uur21.00 uur24.00 uurmortel aanmaken, mallen vullen, van dekselvoorzien en bij kamertemperatuur laten staanmal afsluiten met stop, in droogstoof met eentemperatuur van 80 ?C plaatsentemperatuur van de mortel op 80 ?C,verhittingstijd gaat inmal uit oven, proefstukken in mal latenafkoelenontkisten en druksterkte bepalenfig. 17. temperatuurverloop in het hart van het proefstuk (bij 80 ?C)Cement 14 (1962) Nr. 4 221fig. 18. de relatie tussen de druksterkte bij de verhittingsproef en bijnormale verhardingNaast de verhittingsproeven werden op normale wijze na 7 dagenen na 28 dagen de druksterkten bepaald. Tabel XI geeft een over-zicht van alle resultaten.In fig. 18 zijn de gemiddelde druksterkten uit de versnelde ver-hardingsproeven en de na 7 en 28 dagen verkregen waarden tegenelkaar uitgezet. Het blijkt, dat bij verhitting van mortel meteennormale samenstelling na 24 uur een gemiddelde druksterkte van230 kg/cm2wordt gevonden. Dezelfde mortel zal onder normaleomstandigheden druksterkten van resp. 270-300 kg/cm2en370-400 kg/cm2bij 7 en 28 dagen verharding opleveren. De sterkte-cijfers van prepakt-beton, ge?njecteerd met deze mortel, liggen nadeze verhardingstijden circa 25 kg/cm2hoger. Dit wordt waar-schijnlijk veroorzaakt door het minder 'vrij' kunnen uitzettenvan de mortel tussen het grind.Wat het afleiden van de te verwachten kwaliteit betreft, is hetmet behulp van fig. 18 mogelijk om uit de verhittingsproeven de teverwachten druksterkten na 7 en 28 dagen af te leiden met eennauwkeurigheid van ?15 kg/cm2. Voor mortels met een sterkafwijkende 'flow-cone', met andere woorden, met een geheelandere water-cementfactor, gaat dit niet geheel op. Uit fig. 18zijn dan ook de resultaten van de proeven met een 'flow-cone'van 15 sec weggelaten.De uitvoering op Staatsmijn BeatrixBegin januari 1959 was men met het afdiep?n van het eersteschachtgat gereedgekomen. Medio januari werd een aanvang ge-maakt met het inlaten van de schachtbekleding. De werkzaam-heden aan de tweede schacht hadden een faseverschil van circaeen halfjaar, zodat het inlaten van deze bekleding plaats vond inde zomer van 1959.Zoals reeds in de inleiding is vermeld, bestaat de bekleding uitsecties van 3,60 m lengte; in totaal moesten per schacht 141 vandeze secties worden aangebracht. Per sectie moest gemiddeld33 m3beton worden verwerkt.samenstelling 'flow-cone'druksterkte in kg/cm2naverhit-tings-proef24 uur inmal6 dagenin water24 uur inmal27 dagenin waternormaal 22 232238285 37838525% minder cement 23 178175235 33433225% meer cement 22 226228262 36937425% minder vliegas 23 242237292 39138525% meer vliegas 23 201208242 36540% minder cement 22 155158221 29940% cement vervangendoor vliegas23,5 144140213 2822798% meer water 15 198193238 3069?% minder water 35 268263308 416zonder Intr. Aid 22 306304350342442dubbele doseringIntr. Aid23.5 170161210 293tabel XI. resultaten vergelijkende controleproevenHet inbrengen van het grind vond plaats via een transportbanden-systeem en een draaibare vulgoot, die centrisch boven de schachtwas opgehangen. In 15 ? 20 minuten werd de ruimte tussen destalen mantels met de benodigde hoeveelheid grind (gemiddeld33 m3) gevuld. Bij het aanbrengen van de bekleding voor deeerste schacht, waarvan de start plaats vond medio januari tijdenseen vriesperiode, was de installatie in een tent ondergebracht.In deze tent was tevens een voorraad grind voor ongeveer 1 weekopgeslagen (foto 19). Met behulp van enkele grote luchtverhitterswerd de ruimte vorstvrij gehouden.Voor het bereiden van de mortel werd gebruik gemaakt van eenaanwezige betoninstallatie van het fabrikaat Fourray. De molensdie in deze installatie op een vloer circa 3 meter boven het maai-foto 19. grindtransport naar de schacht tijdens vorstperiode222 Cement 14 (1962) Nr. 4fig. 20. opstelling mortelinstallatieveld zijn geplaatst, werden vervangen door twee zogenaamdedubbelmixers. Op de begane-grondvloer werden de agitators ende pompen geplaatst, van elk 3 stuks.Aan de bepaling van de grootte van de benodigde apparatuur lagde volgende gedachte ten grondslag.Het inlaten van de schachtbekleding is een kritieke fase bij hetmaken van schachten volgens het boorproc?d?. Zodra de booruit het schachtgat is verdwenen en de bodem van de bekleding isgeplaatst, kan men niets meer aan de schachtwand doen, terwijlverschijnselen als het naar binnen groeien van de schachtwand,na-val enz. niet denkbeeldig zijn. Het is daarom van belang deperiode van het inlaten van de bekleding zoveel mogelijk te be-korten; dit betekent onder meer werken in 3 diensten. Boven-dien moet men de factor storing bij de uitvoering zoveel mogelijktrachten te elimineren. Voor de prepakt-apparatuur werd daar-om wat betreft de mixer, de roerwerken en de pompen ??n stukvan elk als reserve opgesteld. Verder was de apparatuur berekendom in 2 uur tijd ??n sectie te betonneren.De gebruikte betoninstallatie, waarvan fig. 20 een beeld geeft,werd omringd door 5 zand- en grindbunkers (totaal 60 m3bunkerinhoud) met een centraal daartussen gelegen cement-bunker (inhoud 15 m3); de laatste kon gevoed worden uit eenmoeder-silo van 100 ton. Dit centrale bunkertje werd ingescha-keld als vliegasbunker (de vliegas werd betrokken van de Hoge-druk Centrale van Staatsmijn Emma). In twee van de vijf toeslag-bunkers werd een klein cementbunkertje aangebracht, ter ver-vanging van het centrale bunkertje. De gehele mortelinstallatiewerd van een betimmering voorzien. Tussen de bunkers en deomtimmering werd in verband met het werken in de winter eenstoomspiraal gelegd. De benodigde stoom werd geleverd dooreen locomotief.De mortelinstallatie was uitgerust met een automatische dosering.Foto 21 toont de opstelling van deze installatie. Het was nood-zakelijk de mort?lfabriek op een afstand van circa 100 meter vande schachten te plaatsen. De pompleidingen naar de schacht wer-den gelegd in een kanaal, gevormd door twee baddingen op z'nkant, en afgedekt met hout. Onder de drie pompleidingen warentwee stoomleidingen geplaatst ten einde de mortel in de winterop temperatuur te kunnen houden.Voor beide schachten werd 10000 m3grind, 1750 m3zand, 4500ton cement en 450 ton vliegas gebruikt. Foto 22 geeft een over-zicht van het injecteren.Bij de programmering van de werkzaamheden was men uitgegaanvan een tijdsduur van twee uren voor het betonneren van ??nsectie (dus grindvullen + injecteren), de gemiddelde tijdsduurbleek bij de eerste schacht 1 uur en 40 minuten te zijn en bij detweede schacht was deze zelfs 1 uur en 25 minuten. De geheleinlaatperiode duurde bij de eerste schacht 44 dagen en bij detweede schacht 32 dagen.Gedurende de tweede inlaatperiode in de zomer van 1959 blekende mortelcijfers 20% lager te liggen dan in januari het geval was.De oorzaak werd op het eerste moment gezocht in eventuelefouten bij de uitvoering van de verhittingsproef. Dit was echterniet het geval, wel bleek het een gevolg te zijn van de vrij hogezomertemperaturen (30?C).Bij deze temperatuur bleek bij het gebruik van portlandcement,klasse B, een soort schijnbinding op te treden, waardoor de'flow-cone' van 22-24 seconden in de menger opliep tot 40 secon-den (en meer) in de agitators. In verband met de verpompbaarheidwerd de water-cementfactor verhoogd, waardoor de druksterk-ten lager werden.Verder bleken de uitzettingsverschijnselen ten gevolge van deIntrusion Aid sneller te verlopen bij hogere temperaturen dan bijlagere. Bij temperaturen van 20 ?C duurt het uitzettingsprocesongeveer een uur, bij een temperatuur van 30 ?C is het proces na15 tot 20 minuten reeds be?indigd. Het gevolg hiervan is een watgrotere poreusheid, wat zijn weerslag heeft op de druksterkte-cijfers.foto 21. mortelinstallatie met locomotief voor stoomopwekking foto 22. het injecteren van een sectieCement 14 (1962) Nr. 4 223Na het analyseren van deze oorzaken werd overgegaan op port-landcement, klasse A, en werd het percentage Intrusion Aid ver-laagd tot 0,85% van het cementgewicht.Bij deze complicaties bleek duidelijk het grote nut van alle ver-richte proeven en van het beschikbaar zijn van de vermelde con-trole door middel van de verhittingsproef.Tijdens de werkzaamheden aan de eerste schacht zijn water-doorlatingsproeven verricht op kubussen met een ribbe van 20cm. Deze proeven werden verricht met het toestel van Bur-chartz tot de maximaal met dit apparaat te bereiken waterdrukvan 10 atmosfeer. Na 7 dagen beproefd te zijn op 5 atmosfeer en14 dagen op 10 atmosfeer bleken de kubussen niet doorlatend tezijn.Tot slot volgen nog de resultaten van de verhardingsproeven,uitgevoerd tijdens de werkzaamheden aan beide schachten, dieuitgezet zijn in een grafiek (fig. 23) naast de resultaten, verkregenbij de voorafgaande proefnemingen.De druksterkte na 1 jaar blijkt bij beide schachten circa 560kg/cm2te bedragen. De cijfers met cement, klasse A, blijken dievan cement, klasse B, in te halen en blijken zelfs na een jaar ietshoger te liggen. Mede van invloed is hierbij het lagere gehalteaan Intrusion Aid.Al met al kan worden teruggezien op een zeer geslaagde toepas-sing van prepakt-beton bij het maken van de schachtbekledingenvoor Staatsmijn Beatrix, waarbij de uitvoerige, vooraf genomenproefnemingen zeer nuttig zijn gebleken.Litteratuur1. Weehuizen en Voncken, 'Das Abteufen der Beatrix-Sch?chte nach dem Honigmann-de Vooys-Verfahren'. Gl?ckAuf (1961 ), Heft 8.fig. 23. het verloop van de druksterkte van prepakt-beton2. Semelas, 'Intrusion prepakt processes'. De Ingenieur (1956),nr. 26.3. Ordman en Bondre, 'Accelerated curing tests on concrete'.Engineering 185 (1958), blz. 243/245.RollcurlingBinnenkort zal het mogelijk zijn om op vele plaatsen in Nederlandeen nieuwe, zeer aantrekkelijke sport te beoefenen, het zoge-naamde rollcurling. Deze sport, die van Vlaams-Nederlandse oor-sprong is -en reeds door Pieter Breughel op een schilderij werdvereeuwigd- heeft veel gelijkenis met het (ijs)curling, een sportdie overal ter wereld enthousiaste beoefenaars kent. Wordt bijdit (ijs)curling gespeeld met granieten of geocrateerde ocriet-stenen, rollcurling wordt uitsluitend gespeeld met soortgelijkeocrietstenen, die van een drietal gelagerde kogels zijn voorzien.Omdat er een duidelijk tekort is aan curlingstenen, heeft deOcrietfabrieken N.V. te Baarn curlingstenen vervaardigd uit ge-reconstrueerde steen, die in sterkte en slijtweerstand niet voorhet natuurprodukt behoeft onder te doen. Om dit te bereikenmoeten speciale fabricage- en verdichtingsmiddelen worden toe-gepast. Het Ocraatproc?d? is er speciaal op gericht via een fysisch-chemisch proces, waarin een fluorgas de hoofdrol speelt, aan eencementhoudend materiaal naast chemische bestendigheid eenextreem hoge slijtweerstand te geven.Bovendien is in dezelfde fabriek het idee geboren om het curling-spel, zowel in de zomer als 's winters op gepolijste banen vanocriettegels te beoefenen. Om deze reden zijn de stenen op ge-lagerde kogels geplaatst.MededelingC.I.B. congres te Cambridge (Engeland)Van woensdag 5 september t/m dinsdag 11 september wordt inCambridge (Engeland) een internationaal C.I.B.-congres (Inter-national Council for Building Research) georganiseerd, dat zalhandelen over de invloed van de steeds veranderlijke behoeftenen de ontwikkeling van materialen op ontwerp en constructie.Op vrijdag 7 september zullen negen excursies worden geor-ganiseerd.224 Cement 14 (1962) Nr. 4