Fundering van een 8-tons smeedhamer*door ir D. DickeEen wel zeer bijzondere toepassing van hetvoorgespannen beton vormt de funderingvoor een 8-tons smeedhamer voor groteingots van nikkel en nikkellegeringen. Ditsoort van fundering vereist een geheel an-dere opzet van constructie en berekeningdan in de normale practijk gebruikelijk is.De problemen liggen hier in hoofdzaak ophet terrein van de trillingen, terwijl bijzon-dere aandacht moet worden geschonkenaan een zodanige vormgeving, dat het on-derhoud zeer eenvoudig wordt.De onderhavige constructie is onderworpenaan een zware schok met een periode van3/4 sec. Bij normaal bedrijf treden aldus inde fundering op bewegingen, trillingen enbelastingen in alle richtingen. Gezien dezeperiodieke stootbelasting is het gevaar voorvermoeidheid van het beton niet meerdenkbeeldig. Door de zeer hoge eisen, dieaan de sterkte en in het bijzonder aan dehomogeniteit van het beton moeten wordengesteld, en de vrij ingewikkelde constructiekomt gewoon beton niet in aanmerking.In principe bestaan smeedhamers uit eenzwaar aambeeld gemonteerd op een beton-fundering. Om de fundering te beschermentegen de zware stoot bevindt zich normaaltussen fundering en aambeeld een houtenopvulling. De laatste werkt als een veer, diedus met het gewicht van het aambeeld alsmassa een harmonische beweging levert.Maar behalve deze trilling zijn er nog anderetrillingen in de constructie, daar ook degrond veerkrachtig is, waarbij de gewichtenvan aambeeld, fundering en grond de massavormen. Het geheel vormt een ingewikkeldtrillend systeem van rotatie- en translatie-trillingen.Tengevolge van een klap van de hamer plantzich door de gehele constructie een stoot-golf voort, waardoor alle delen in trillinggeraken, elk deel met zijn eigen frequentie.Zodra twee delen met gelijke frequentietrillen, hebben we het geval van resonnantiemet alle schadelijke gevoigen van dien. Datdit geval niet denkbeeldig is, bleek bij enkelebestaande smeedhamerfundaties, die zeersterk trilden en waarbij bezwijken van be-paalde delen van de constructies is gecon-stateerd.Zeer belangrijk is het afdempen van detrillingen. Om, voordat een nieuwe slagvolgt, de constructie weer tot rust te bren-gen, past men olie- of wrijvingsdemperstoe. Binnen de 3/4 sec moeten hier dusaambeeld, hameropbouw en fundering weerin rusttoestand teruggekeerd zijn.Tek. I geeft een vrij duidelijk overzicht vande gehele constructie, terwijl tek. 2 schema-tisch het systeem van trillingen weergeeft.De stootgolf, die zich voortplant door deconstructie, heeft een golflengte die afhan-kelijk is van de elasticiteitsmodulus en dedichtheid van het materiaal, waardoor heenze zich voortplant, alsmede van de duur vande klap. Worden nu zeer harde nikkellege-ringen gesmeed, dan is deze golflengte zeerkort en daardoor gevaarlijk. Bij overgangenop een ander materiaal of op de lucht wordtdeze golf makkelijkteruggekaatst. Een druk-golf wordt een trekgolf en wanneer ver-schillende van deze teruggekaatste golvenzich verzamelen in een brandpunt, kan --*) Bewerkt naar "Design and Construction ofa Fully Vibration-Controlled Forging HammerFoundation", door Alden M. Klein en J. H.Crockett, Journal of the American Concrete In-stitute, nr 5, Jan. 1953tek. I. algemeen overzicht van de constructieOp het onderste funderingsblok staat het aambeeld en daaromheen, geheel vrij er van, staathet bovenste funderingsblok op vier poten, zodat het aambeeld van alle zijden bereikbaaris. Het onderste blok rust via schroefveren op de bodem van de put.Toegepast is voorspanning volgens systeemFreyssinet. De put, waarin de constructieis opgesteld (zie tek, I) bestond reeds,slechts de bodem werd aanzienlijk versterkt.Zij was echter te nauw om langs de langezijden van het blok nog gelegenheid te gevenvoor het manoeuvreren met de Freyssinet-vijzels (deze hebben ca I m ruimte nodigachter de conus). Daarom moest de gehelevoorspanning vanuit de twee korte zijdenvan het blok geschieden. Op tek. 4 (z.o.z.) iste zien, hoe toch nog gestreefd is naar een zogoed mogelijke drie-dimensionale voorspan-ning. De A-en B-kabels hebben zeer scherpebochten, dus veel wrijvingsverliezen. Om demiddengedeelten van deze kabels toch opvoldoende spanning te brengen, werden bijieder van de twee punten x 2 platte Freys-sinetvijzels aangebracht met een zadel er op(zie ookfoto 9). Door deze vijzels vol te pom-pen, worden de zadels naar buiten gedrukten werd het gestelde doel toch bereikt.Deze A- en B-kabels versterken bovendiende 4 hoeken van het blok (overkragingen),waarop de poten van het bovenste blokrusten.gezien de geringe treksterkte van beton --breuk optreden. De omtrek van het blokdient dus zodanig te zijn, dat deze congever-gentie niet kan voorkomen. De voortplan-tingssnelheid van de golf is evenredig metde wortel uit de elasticiteitsmodulus ge-deeld door de dichtheid.Dit heeft als consequentie dat, bij niet vol-doen aan de eis van homogeniteit, schuif-spanningen worden opgewekt. Immers, in-dien een gedeelte beton van goede kwaliteitis omringd door beton van mindere kwali-teit, dan vindt in het goede beton een snel-lere voortplanting plaats dan in de mindergoede (zie tek. 3). Er ontstaat dus een fase-verschil tussen beide golfdelen en daardoorontstaan op de scheidingsvlakken van beidesoorten beton sterke schuifspanningen, dietot breuk kunnen leiden.Evenals bij staal kan ook bij beton vermoeid-heid optreden. Vooral bij spanningswisse-lingen van trek naar druk en omgekeerd zalop den duur de sterkte flink teruglopen. In-dien geen trek kan optreden, dus bij over-gang van minder naar meer druk en omge-keerd is het gevaar voor vermoeidheid veelge ringer. Het blok is verder voorzien van een dichtewapening van zachtstaal om in deze dyna-misch belaste constructie haarscheurtjes tevermijden.Dit heeft er toe geleid om deze aan trillingenzo sterk onderhevige fundering te makenvan voorgespannen beton. Om deze voor-spanning zo effectief mogelijk te doen zijn, Ook werd gevreesd voor slip in de veranke-ringsconi tengevolge van de bijzonder hogedynamische spanningen.Om dit gevaar te reduceren, werden, voor-dat de draden na het spannen werden om-gezet, over de kabeleinden zachtstalenCement 5 (1953) Nr 9-10147werd zij driedimensionaal aangebracht.foto 5. aanzicht van de onderzijde van het onderste blokIn het midden zlet men de wrijvingsdempers en langsde zijkant de schroefveren, die de trillingen in de grondtot een minimum beperken.tek. 4. drie-dimensionale voorspanningvan het onderste blok.Hier zijn niet alle kabelgroepen aange-geven (zie ook foto 7 en 8).foto 6. gezicht op het aambeeld door een portaal van hetbovenste blokIn het midden 2 dempers, verder op de voorgrond eenhorizontals steunconstructie van het bovenste blok endaarachter eenzelfde constructie voor het aambeeldplaatjes geschoven en mee ingestort in delatere afwerking.Op de foto's 5 en 6 zijn de schroefvormigeveren en wrijvingsdempers te zien. Ze zijnalle gemakkelijk te vervangen.Op foto 6 is tevens te zien, hoe het bovensteblok en het aambeeld in zijdelingse richtingverend zijn gesteund. De veren zijn gesteldtegen schoor staande stalen balken. De ver-tical krachten, die kunnen optreden indezeschoorconstructie, worden opgenomendoor bouten van hoogwaardig staal, dievolgens het Lee-McCall systeem wordengespannen, zodat de veren onder voor-spanning staan, waardoor ze nooit kunnenrammelen, zelfs niet bij excentrische slagen.Hamer en aambeeld kunnen op deze wijzeten opzichte van elkaar zuiver worden afge-steld. Ze werken niet onafhankelijk van el-kaar, daar ze uiteindelijk op hetzelfde fun-datieblok zijn geplaatst. De rubberveringonder het aambeeld kan door water wordengekoeld, indien de temperatuur in hetaambeeld te hoog oploopt.Het beton moest beter dan normaal zijn.Geeist werd een uiteindelijke sterkte van600 kg/cm2gemeten aan cylinders van0 15x30 cm (=700 kg/cm2aan kubussenvan 15 cm). In verband met het aanbrengenvan de voorspanning moest na 7 dagen desterkte 280 kg/cm2zijn.foto 7. model van bekisting met wapening en kabelsvan het onderste blok148 Cement 5 (1953) Nr 9-10foto 8. onderste blok met volledige wapening enkabelsMen ziet ook duidelijk de draineerleidingen.De ingewikkelde vormgeving en de dicht-heid van wapening en kabels (zie foto 8).eiste daarentegen een beton, dat gemakke-lijk verwerkbaar moest zijn.Een hoog cementgehalte was niet toelaat-baar vanwege net gevaar van extra krimp.Daar kwam nog bij, dat de vijf voetplatenvan aambeeld en bovenste blok ongeveer25% van de oppervlakte bedekken en ge-steld moeten zijn voor met het storten konworden begonnen. Al deze eisen bij elkaarmaakten het practisch onmogelijk, beton testorten volgens de conventionele wijze.Besloten werd ,,Prepakt"-beton toe te pas-sen.Volgens deze methode wordt de bekistingeerst gevuld met de grove toeslagstoffen,waarna cementmortel wordt ingeperst.verkleinde schaal gemaakt van bekistingmet wapening en kabels (zie foto 7). Zoalste verwachten was, had men veel lastvan breuken in de kabelomhullingen van degebogen kabels, hetgeen bij enkele kabelsmoeilijkheden gaf tijdens het voorspannen,vooral daar de mortel in het Prepakt-sy-steem veel gemakkelijker kan binnendrin-gen dan bij normaal beton. Voor het boven-ste blok is men overgegaan op stalen pijpenvoor de kabelomhullingen, wat wel moei-lijker verwerkbaar was, maar meer zeker-heid opleverde.Na het vullen van de bekisting met de grovetoeslagstoffen wordt de kist afgedekt meteen laag mousseline, waarover staalgaas enstalen strippen, het geheel opgehangen enverbonden aan houten delen, die met eentussenruimtevanca I cm naast elkaar liggen.Hierdoor kunnen lucht en teveel waterontsnappen en wordt een vlak oppervlakverkregen, dat voldoende weerstand biedttegen de druk, die nodig is om alle holtenmet mortel te vullen. Voordat met mortelinpersen werd begonnen, werd een dag tevoren ca S? ton ijs boven de kist uitgespreiden met water besprenkeld, waardoor bijhet begin van de pompoperatie de tempera-tuur in de toeslag 10 ?C bedroeg. Verderekoeling werd tijdens het pompen en daarnaverkregen door water te pompen doordraineerbuizen, die in het blok werden ir.-gestort (zie foto 8).foto 9. korte zijde van onderste blokEnige maanden na het in gebruik nemen vande constructie (October 1951) bleken derubberveren onder het aambeeld enigszinsverschoven te zijn. Het beton onder devoetplaat van het aambeeld bleek op som-mige plaatsen meer dan I cm samengedruktte zijn. De oorzaak hiervan lag in plaatselijkeschuimvorming onder de voetplaat tijdenshet mortelpompen. Na herstelling (hier-voor hoefde slechts het aambeeld verwij-derd te worden) is geen enkele beschadi-ging van betekenis meer ontdekt.Boven ziet men het zadel, dat door deplatte Freyssinetvijzels naar buiten isgedrukt.Als grove toeslag werd gebroken kalksteengekozen en als mortel een mengsel van port-landcement, zand, puzzolaantoeslag (Alfe-sil), een air-hulpstof en water.Na vele proeven kwam men op een mortel-mengsel:LitteratuurAndrews and Crockett:Large Hammers and Thei Foundations (Inst.rStruct. Engrs, London 1945)The Theory of Hammers and Their Foundations(Inst. Engrs & Shipb. Scotland, 1945)Reduction of Ground Vibration nto Structuresi(Inst. Civ. Engrs, London 1947)Dynamic Principles of Machine Foundation andGround (Inst. Mech. Engrs, London 1949)cement: alfesil: zand van 9: 1:6 (gew. verh.).Het cementgehalte bedroeg 10 zakkencement per m3beton.Behaalde vastheden 280, 400, 490, 630 en745 kg/cm2na resp. 6, 27, 60, 90 en 180 da-gen op cylinders van 15x30 cm.Dezelfde mortel werd gebruikt voor hetinjecteren van de kabels. Om de uitvoeringeenvoudiger te maken werd een model opZILVEREN JUBELEUM VERKOOPASSOC1ATIEENCI-CEMIJ N.V.Medio November herdenkt het verkooporgaan der NederlandseCementindustrie, de Verkoopassociatie Enci-Cemij N.V. te Am-sterdam, haar 25-jarig bestaan.Opgericht door de N.V. Eerste Nederlandse Cement-IndustrieE.N.C.I. te Maastricht, die in 1928 een aanvang maakte met deproductie van Portland cement, en uitgebreid in 1931 met de ver-koop van Hoogovencement, afkomstig van de in voornoemd jaarvoltooide Cementfabriek IJmuiden ,,CEMIj" N.V., dochter-onder-neming der Kon. Ned. Hoogovens en Staalfabrieken N.V. teIJmuiden, heeft de Verkoopassociatie Enci-Cemij N.V. gedurendehaar bestaan een belangrijke functie als verkoop- en distributie-apparaat op de Nederlandse cementmarkt vervult.De betekenis daarvan komt onder meer tot uiting in de stijgingvan de afzet der nationale producten, welke aanvankelijk 20%van het binnenlandse verbruik bedroeg tegen ruim 48% in 1952,waarbij in aanmerking dient te worden genomen, dat het cement-verbruik inmiddels is verdubbeld en in het jubileumjaar ver-moedelijk een recordhoogte zal bereiken van circa 2.000.000 ton.Gelijktijdig met het zilveren jubileum van het bedrijf zullen deDirectie en enkele harer medewerkers het feit herdenken, datzij gedurende 25 jaren hun krachten aan de onderneming hebbengewijd.Op 12 November a.s. zullen Commissarissen en Directie van15.00--17.00 uur in een der zalen van het Carlton-restaurantte Amsterdam recipieren.Cement 5 (1953) Nr 9-10 14 9