C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 4 33De bassinwanden van het Ocea-nium zijn 5 tot 7 m hoog, 250 tot350 mm dik en zeer complex vanvorm (foto 1). De wanden heb-ben grote wapeningshoeveelhe-den en zijn plaatselijk voorzienvan verschillende lagen voor-spanning. Vanwege de diversevloerniveaus moesten ook nogveel stekkenbakken worden in-gestort. Grote sparingen voor depanoramavensters, soms ver-schillende boven elkaar geplaatsten slechts door lage borstwerin-gen gescheiden, bepaalden medede complexiteit van de bekistingen de storttechniek.Het gebruik van trilnaalden wasdoor bovenstaande factoren nietmogelijk. Eventuele grindnestenzouden in verband met de aan-wezige voorspanning niet uit tehakken en te repareren zijn. Enjuist in dit project waren de vol-gende aspecten expliciet aan deorde: het leveren van een water-dichte constructie, het zoveelmogelijk voorkomen van stort-naden, het realiseren van een zoglad mogelijk oppervlak en hetbereiken van de vereiste dicht-heid van het oppervlak.Daarom is door de aannemer, inOceanium Blijdorp RotterdamGeslaagd experiment metzelfverdichtend betonir. P.J. Heijboer, J.P. van Eesteren, RotterdamJ. van Eldik, Mebin RotterdamDe wanden van de bassins van het Oceanium zijn uitgevoerd met zelfverdich-tend beton. Nog niet eerder was deze betonsoort op een dergelijk grote schaalin Nederland op de bouwplaats toegepast. Het ontwerp zat dermate complexin elkaar, dat vrij spoedig door alle betrokkenen tot deze keuze werd besloten.Het ontwikkelingsproces leverde nogal wat bruikbare ervaringen op.1 | Het bouwproces in vollegangfoto: Aeroview Dick SellenraadC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 434nauwe samenwerking met con-structeur en betonleverancier,gezocht naar een betonspecie dievoldoet aan de gestelde techni-sche eigenschappen en die tevensuitvoeringstechnisch toepasbaaris.E e n b e t o n t e c h n o l o g i s c h eu i t d a g i n gUitgangspunt was dat de ont-werpeisen uit het bestek onver-anderd dienden te blijven: sterk-teklasse B 35, milieuklasse 5d.Als eerste voorstel is gekozenvoor een verwerkbaarheid in con-sistentiegebied 4 en korrelgrade-ringsgebied AB 16 mm, in feiteeen `gewone' mortel. Uiteraardwaren deze mengsels voorzienvan een ruime hoeveelheid fijnmateriaal < 250 ?m.In vervolggesprekken groeideechter de twijfel of de gekozenoplossing wel het antwoord wasop alle te verwachten moeilijkhe-den, reden waarom de aannemerde betonleverancier verzocht nate gaan of er een betonspecie wassamen te stellen die (bijna) nietverdicht behoefde te worden. Debetonspecie moest blijven vol-doen aan de gestelde technischeeigenschappen uit het bestek enuitvoeringstechnisch toe te pas-sen zijn.Overeengekomen is na te gaanof het toepassen van zelfverdich-tend beton (ZVB) een mogelijk-heid zou kunnen zijn. Dezebetonsoort was destijds inNederland nog niet eerder opdergelijk grote schaal toegepastvoor in het werk gestort beton.ZVB is een betonspecie waaraanwerkelijk geen enkele vorm vanverdichtingsenergie behoeft teworden toegevoegd. Het meng-sel is zo vloeibaar, dat het vloei-gedrag niet meer in zetmaat ofschudmaat is uit te drukken. Devloeimaat is vaak groter dan 700mm en daarmee onvergelijkbaarmet gewone betonspecie. De spe-cie is bij deze hoge vloeibaarheidzeer stabiel. Ontmenging en/ofbleeding treden niet op. De unie-ke eigenschappen worden ver-kregen dankzij een speciaal voordit beton ontwikkelde ontwerp-methode voor de betonsamen-stelling en een aangepast pro-ductieproces.V a n l a b o r a t o r i u m n a a rp r a k t i j kOp het moment van de voorbe-reiding van het project Oceanium(1998) was er in Nederland wei-nig (praktijk)ervaring met hetontwerpen, produceren en ver-werken van ZVB. Mebin ontbeer-de de praktische ervaring, maarhad al wel, door haar AfdelingTechnologische Adviezen, denoodzakelijke kennis in huis.Toepassing van ZVB zou daar-om, bij gemis aan praktijkerva-ring, in goed overleg met aanne-mer en constructeur moetenplaatshebben.Voor Mebin betekende dit datbinnen een kort tijdsbestek delaboratoriumervaringen met hetontwerpen en produceren vanZVB moesten worden opge-schaald naar de praktijk. De ont-werpmethodiek voor ZVB, be-kend geworden onder de naam`Japanse methode', wijkt nogal afvan de in Nederland gebruiktemethode voor het ontwerpen vanbetonsamenstellingen. Deze me-thode komt er in het kort op neerdat eerst de gewenste cement/vulstofcombinatie en daarna detheoretisch minimale waterbe-hoefte van deze poeders wordtvastgesteld. Vervolgens wordt viaeen zand/cement-mortelproefmet behulp van een specialesuperplastificeerder de gewenste2 | Bekisting van de `grote-gatenwand' van hethaaienbassin.De betondoorsnede isblauw gerasterdC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 4 35combinatie van stabiliteit en vloei-baarheid gezocht. In het ontwerpvan ZVB kunnen de traditioneleNederlandse cementen wordentoegepast en poederkoolvliegasals vulstof. Een belangrijke rol isweggelegd voor de plastificeer-middelen. De conventioneleplastificeerders zijn onvoldoendeom de gewenste combinatie vanhoogvloeibaar en stabiel te reali-seren. Voor ZVB zijn speciaalontwikkelde plastificeerders opde markt gebracht. Voor toepas-sing van ZVB bij het Oceaniumzijn de ontwerpeisen voor sterk-teklasse en duurzaamheid onver-anderd gebleven. Het ontwerp vanZVB is aan deze eisen getoetst;aan de criteria B 35, milieuklasse5d, kon zonder meer worden vol-daan.P r o e f s t o r tNa het ontwerpen van de beton-samenstelling is circa 20 m3ineen fundering verwerkt. De aan-maak van de betonspecie hadplaats op de centrale Waalhavenin een vrije-valmenger met eeninhoud van 6 m3. Tijdens dezeeerste productie van ZVB inRotterdam is het productieprocesgeoptimaliseerd ten aanzien vanvolgorde en tijdstip van instro-men van materialen in de men-ger, tijdstip van doseren van plas-tificeermiddelen en mengtijd. Debetonspecie is daarna getrans-porteerd en vanaf ??n losopstel-ling rechtstreeks uit de mixer, viade uitlosgoot, in de funderinggestort. Hierbij heeft geen ver-dichting plaatsgehad. Toch konhet balkenframe volledig wordengevuld. Dit was spectaculair om3 | Een gedeelte van degrote-gatenwand moestnoodgedwongen in tweefasen worden gestortC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 436waar te nemen. Het resultaat naontkisten was zo mogelijk nogspectaculairder: een betonopper-vlak volledig dicht, glad en strak,tot stand gekomen zonder enigevorm van verdichting.De resultaten van dit proefstortzijn besproken met de aanne-mer. De keuze van de aannemerom tot ZVB over te gaan hing afvan twee risico's, te weten krimpen kruip. In overleg met deopdrachtgever is toen besloteneen kleine wand op het werk testorten met ZVB. De indicatorenten aanzien van de warmteont-wikkeling in de wanden gavengeen aanleiding voor enig risicoinzake krimp. De risico's aan-gaande kruipvervormingen zijnniet groot, omdat het scheurwijd-tecriterium maatgevend is. Boven-dien werden de bassins pas naeen lange verhardingsperiodebelast met water. Voorts zijnkrimp en kruip niet te verwach-ten door de permanente hogerelatieve vochtigheid in het com-plex. Om de kruip van ZVB teonderzoeken zijn in het Stevin-laboratorium lange-duurkruip-proeven gedaan. De positieveresultaten van de proefwand,afgewogen tegen genoemde risi-co-analyse, hebben geleid tot hetbesluit alle moeilijke wanden vande waterbassins van het Oceaniumin ZVB uit te voeren.B e p e r k i n g e nMet dit besluit waren evenwelnog niet alle problemen dewereld uit. ZVB kent namelijkook beperkingen. Het beton isdermate `stroperig', dat dit eenbegrenzing oplevert bij het uit-stromen van de specie. Om de-zelfde reden leidt het gebruikvan stortkokers tot vertraging bijde verwerking. De toepassing vanharinggraatstaal bij stortnaden isuitgesloten, omdat de bekistingop alle punten goed dicht moetzijn. Alle stortnaden moetengoed worden afgezet, bijvoor-beeld met houten latten en zwel-band. Hoogteverschillen in stort-niveaus zijn pas na een langestortpauze te verwezenlijken. Despeciedrukken in de bekistingzijn hoog en geven een bijna hy-drostatisch verloop. De gemetensterkteontwikkeling kent de eer-ste 24 tot 36 uur een tragere start.B e k i s t i n gVoorafgaand aan de feitelijkeaanmaak van de specie moestallereerst een proevencyclus inde centrale worden uitgevoerdalvorens de juiste samenstellingte kunnen bepalen. Daardoorkon niet eerder dan negen uur,half tien 's morgens specie wor-den geleverd. Aangezien uit rijp-heidsmetingen tevens was geble-ken dat de sterkteontwikkeling inde eerste uren aanzienlijk traagverliep, werd het besluit geno-men de bekisting een dag telaten `overstaan'.Vanwege de grote hoeveelheid encomplexiteit is gekozen voor eengroot-paneelbekisting van Peri,die gemakkelijk in diverse vor-men is aan te passen. De eerstehaaienbassinwand, zonder spa-ringen, werd in rustig tempogestort. Het ontkisten verliepzonder noemenswaardige pro-blemen. Het resultaat was zon-der meer goed te noemen. Meerproblemen gaf de grote, 6,5 mhoge haaienbassinwand met deeerder genoemde sparingen (fig.2). Toen de bekisting tot op eenhalve meter van de bovenkantwas gevuld, klapten enkele cen-terpennen onderin. Een gedeeltevan de bekisting is daardoor leeg-gelopen. Na reparatie van debekisting is besloten het leegge-lopen gedeelte van deze wand intwee lagen te storten (foto 3).Daardoor werd een horizontalestortnaad onvermijdelijk. Ditheeft uiteindelijk het resultaatniet nadelig be?nvloed (foto 4).De betonspecie heeft verder aande verwachtingen voldaan: despecie liep als vanzelf in en doorde bekisting, heeft de wapeningvolledig omhuld en vulde daarbijalle hoekjes en gaatjes, ook bij4 | Het resultaat naontkisten: afwerkings-klasse 1A!C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 4 37grote wapeningshoeveelheden ensparingen. Ontmenging en blee-ding traden niet op. Kim-aanslui-tingen zijn perfect uit te voerenwant er is geen ontmenging doorweglopend cementwater. Grind-nesten komen niet voor en erzijn betrekkelijk weinig krimp-scheurtjes te bekennen. Het be-tonoppervlak is van zeer hogekwaliteit, vertoont nauwelijksluchtbellen en behoefde nietverder afgewerkt te worden.Het gebruik van trilnaalden wasvolledig overbodig. Een resultaatdat gegeven de problematiek vandeze opgave, niet met anderemethodieken en materialen be-haald had kunnen worden.P r o d u c t i e e n t r a n s p o r tv a n Z V BDe productie van ZVB is met eenjuiste mengprocedure, afhanke-lijk van de beschikbare mengin-stallatie, zeer goed mogelijk. Degewenste, extreme, vloeieigen-schappen zijn goed reproduceer-baar. Wel vergt elke leverantieeen grondige voorbereiding eneen intensieve procesbewakingvan de betonmortelproducent.Van groot belang is tevens demengtijd; deze is, afhankelijkvan het type menger, aanmerke-lijk langer.Bij transporteren van ZVB moetrekening worden gehouden meteen aangepaste vullingsgraadvan de truckmixerketel (90%) inverband met morsen op hellendevlakken. Het hoge vloeigedrag(als een `vloeistof') van ZVB kantevens leiden tot een andergedrag van de truckmixer bij hetnemen van scherpe bochten enplotseling remmen. Het lossenvan ZVB uit de truckmixerketelkan als gevolg van het stroperigekarakter van de specie iets meertijd vragen. De laatste hoeveel-heid betonspecie dient met eenlage omwentelingssnelheid vande truckmixerketel te wordengelost in verband met aanhangen(plakken) van de specie aan deketelwand.C o n t r o l e o p e i g e n s c h a p p e nv a n Z V BControle op de eigenschappenvan het verharde beton, de karak-teristieke kubusdruksterkte en dewater-bindmiddelfactor, geschie-den zoals gebruikelijk. Echtercontrole op de eigenschappenvan de betonspecie, met namehet rheologisch gedrag, hebbenop geheel andere wijze plaats.Een probleem is dat de verwerk-baarheid van ZVB zich niet laatplaatsen binnen de in Nederlandgebruikelijke consistentiegebie-den. De zetmaat is ruim boven200 mm en bij bepaling van deschudmaat loopt de specie van deschudtafel af. Bovendien is hetbepalen van de zetmaat eenoverwegend statische proef dieweinig zegt over het rheologischgedrag van de betonspecie. Hoebepalen we nu de specie-eigen-schappen van ZVB? Aangeziende ontwerpmethode van ZVBzijn oorsprong vindt in Japan,wordt eveneens gebruikgemaaktvan de daar gehanteerde metho-den van meten. Hierbij zijn debij ons overbekende zetmaatke-gel en schudtafel vervangen doorapparaten als V-funnel, Boxtesten Vessel-test.Voor het bepalen van de viscosi-teit wordt gebruikgemaakt vande V-funnel test. Meting ge-schiedt met een aan de onderzij-de afsluitbare V-vormige trechter(fig. 5). Deze wordt gevuld metspecie, waarna men de afsluiteropent en de doorstroomtijd meet.Criterium hierbij is dat de door-stroomtijd moet liggen tussen 10en 20 seconden.Voor het meten van de zelfver-dichtendheid wordt gebruikge-maakt van de L-vormige boxtest(fig. 6). Deze wordt aan de hogezijde gevuld met specie, waarna5 | V-funnel, ter bepaling van de gemiddel-de uitstroomtijd en de stabiliteit van debetonspecie6 | BOX-test, ter bepaling van de zelfverdichtendheid van betonspecietabel bij fig. 5trechterafm. korrelgroepin mm 0-4 0-8 0-16 0-32A 270 390 515 600B 240 350 450 515C 60 105 150 195D 30 40 65 85E 30 40 75 95inhoud (liters) 21,13 3,27 10,51 18,30C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 438een schuif tussen de twee com-partimenten wordt geopend. Despecie stroomt het lage comparti-ment binnen en men meet detijd die dit vergt en het uitein-delijke niveauverschil. Criteriahierbij zijn voor de tijd < 20 se-conden en voor het uiteindelijkehoogteverschil maximaal 20 mm.Voor het meten van het zelfver-dichtend en ruimtevullend ver-mogen wordt gebruikgemaaktvan de Vessel-test (fig. 7, foto 8).Men vult de box, via een 500 mmhoge pijp voorzien van een trech-ter van 100 mm hoog, met eensnelheid van circa 1 liter perseconde tot het niveau aan devulzijde de bovenzijde van debovenste rij PVC-pijpjes heeftbereikt. Men meet het hoogtever-schil tussen het specieniveau aande vulzijde en aan de tegenover-liggende zijde. Criteria hierbijzijn het hoogteverschil, maxi-maal 50 mm, en er mogen geenluchtblazen tegen de boxwand(transparant) of holle ruimtenzichtbaar zijn.Toch is er nog een rol weggelegdvoor de zetmaatkegel (foto 9).Voor het bepalen van de uitvloei-maat van betonspecie wordt dezetmaatkegel centraal op een uit-vloeitafel van 1000 x 1000 mm2geplaatst, gevuld met betonspe-cie, waarna de kegel in een vloei-ende beweging wordt opgetrok-ken en de betonspecie over detafel uitvloeit. Criterium hierbijis een uitvloeimaat van 700 mm? 50 mm.H e t m e n g s e l e n d er e g e l g e v i n gOp dit moment is het mogelijkom naast de eerder genoemdeervaringen een aantal conclusieste trekken inzake het mengsel.De aanmaak van ZVB in eenvrije-valmenger is met een juistemengprocedure zeer goed moge-lijk. De gewenste extreme vloei-eigenschappen zijn met hetontwerpen volgens de `Japansemethode' goed reproduceerbaar.Wel vergt het product een zeerintensieve procesbewaking bij debetonleverancier. Het voldoenaan de in NEN 5950 (VBT 1995)gestelde criteria met betrekkingtot sterkteklasse en milieuklasseis geen probleem.Voor zowel de constructeur, deaannemer als de betontechno-loog zijn er evenwel nog wat vra-gen te beantwoorden. Hoe zit hetmet materiaaleigenschappen alskrimp en kruip? Hoeft er echtnooit meer getrild te worden?Kan het afgewerkt worden alsnormaal beton? Op dit momentwordt door verschillende partijenuitgebreid onderzoek gedaannaar de technologie en de toepas-singsmogelijkheden van ZVB,waaruit hopelijk antwoord opdeze vragen zal komen.Aangezien de regelgeving (VBC,VBT en VBU) op dit momentnog niet is ingesteld op de toe-passing van ZVB, moeten bijpraktijktoepassingen goede af-spraken worden gemaakt tussenalle partijen. Er wordt overigensdoor CUR-commissie B79 ge-werkt aan het opstellen van regel-geving. Vanaf het moment dat ditis gerealiseerd staat niets eensuccesvolle, gerichte, toepassingvan ZVB in de weg. 7,8 | Vessel-test, eveneens ter bepaling van de zelfverdichtend-heid van betonspecie9 | Bepalen van de uitvloeimaatfoto's: Henk van der VeenKunstig betonKunstig beschilderde betonnen rotspartijen en koraalrif-fen voorzien de levende planten, vissen en zoogdierenvan een `levensechte' entourage. De productie van dezenamaakrotsen en -koraalriffen is de specialiteit van eenteam in Hollywood opgeleide decorbouwers, dat met eenomvangrijke collectie rotsmallen de hele wereld afreist.2 | Het spuitbeton wordt gemodelleerd en geconserveerd1 | Op een frame van pvc-pijpjes en gaaswerkwordt spuitbeton aange-bracht3,4 | In de decoratie worden gaten geboord, waarin kunstplantenworden gelijmdfoto's: Henk van der VeenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2001 4 39