5EJAARGANG9-10OCTOBER1953CEMENTtijdschrift gewijd aancement en betonalgemeen-redacteur:ing. G. J. Hamer(verantwoordelijk voor de inhoud)redactie-secretaris:H. M. Mosredactie-adres:Herengracht 507, Amsterdam-C,telefoonnummer: 38531administratie-adres :Nw. Achtergracht 102-104, A'dam-C,tel. 56968, Postgiro 525812 t.n.v. N.V.Uitg. Mij ,,Met Couragie", A'damabonnementsprijzen:1. Nederland, Indonesi?,Overzeese Gebiedsdelen,Belgi? en Luxemburg 9,-- p.j.2. Studie-abonnementen voor:T.H.-studenten, M.T.S.-ersen militairen 5,-- p.j.3. Buitenland 12,-- p.j.Overneming van artikelen en illu-straties na schriftelijke toestemminguitgave ENCI-CEM IJ n.v.Silo's in prefab-elementendoor Ing. J. J. SmeeleDoor de stijging van de prijzen voorhet verpakkingsmateriaal van ce-ment overwoog de directie der NV.Schokindustrie te Zwijndrecht devoor haar bedrijf benodigde cementin ,,bulk" aan te voeren, en voor hetopslaan hiervan op haar terreinsilo's te laten bouwen met een totaleinhoud van 1 600 m3. Gekozen wer-den eenheden van 400 m3, gebaseerdop scheepsladingen.Nadat eerst de verschillende moge-lijkheden in monolitische betonbouwvan ronde, vierkante, rechthoekigeen veelhoekige vorm onderzochtwaren, kwam de gedachte op, desilo's van geschokte prefab-elemen-ten te maken. Dit had het voordeel,dat de elementen in eigen fabriekvervaardigd konden worden. Met dedaaruit verkregen ervaring bestonddan tevens de mogelijkheid, dezeelementen later in de handel tebrengen voor veelzijdige toepassing,zoals silo's voor graan, gras, enz.Verschillende proefberekeningenwerden opgezet en uiteindelijk werdgekozen een element van 2 m lengte,ter hoogte van 50 cm, terwijl voorde stabiliteit een werkende breedtevan 25 cm werd aangehouden. Hetelement heeft een [-vormige door-snede, met een wanddikte van 5 cm,waardoor het gewicht per element285 kg bedraagt (zie fig. 1).Met deze elementen is het mogelijk,silo's van 6-hoekige tot 16-hoekigegrondvorm te maken, waarin de wa-pening zodanig is aangebracht, datdeze zowel de ringtrek als de posi-tieve veld- en de negatieve hoek-momenten kan opnemen. Het grotevoordeel van het gekozen profielbestaat hierin, dat met een een-heidsmal voor deze elementen kanworden gewerkt, daar alleen de wa-pening, naarmate de trekkrachtenen momenten kleiner worden, ver-anderd behoeft te worden. Dezefig. 2. proef met de verbindingvan de silo-elementenwapening steekt lusvormig aanbeide zijden van de elementen uit.Na het stellen van enige lagen wor-den de hoekverbindingen in hetwerk aangestort. De hechtheid vandeze verbinding werd op een proef-stuk, gewapend met 2 0 16 aan eenbeproeving onderworpen, 28 dagenna het storten van deze verbinding(zie fig. 2).Cement 5 (195J) Nr 9-10fig. 1. schema van 10-hoekige silo123De specie voor deze verbinding, ont-trokken aan een molen in de fabriekte Zwijndrecht, was normale pa-lenspecie, welke in de molen vanhet laboratorium op gietconsistentiewerd gebracht door toevoegen vanwater tot een zetmaat van 20--22 cm.De kubussterkte van de tegelijk ver-vaardigde kuben met afmetingen20 ? 20 ? 20 cm3na 28 dagen ver-harden was:294, 308 en 294 kg/cm2; de gem.sterkte bedroeg dus 300 kg/cm2.Bij de beproeving ontstond het eer-ste scheurtje bij een belasting vanca 10 000 kg en bij 11 500 kg tradvloeien van het staal op, gepaardgaande met inspringen van grotescheuren in het verbindingsblok.Door het vloeien van het staal zaktede opneembare belasting af tot ca8 000 kg, bleef dan ongeveer con-stant met doorgaand uittrekken vande wapeningsstaven, waarbij grotestukken van het betonblok afspron-gen.De belasting werd gehandhaafd totde uiteinden van de haken ca 2? cmvan hun oorspronkelijke plaats wa-ren verschoven, waarna de proefwerd be?indigd.De hieruit voortvloeiende conclu-sies waren:1. vloeien van staal is opgetredenbij een belasting van ca2 900 kg/cm2;2. met de verbinding is de wape-ning niet tot breuk te brengen;3. t.o.v. de ,,werkbelasting" is vol-doende zekerheid aanwezig.Daar de eerste, met deze elementente bouwen silo's bestemd zijn vooropslag cement en de gegevens be-treffende natuurlijk talud, wrijvings-hoek op de wanden, volumegewicht,in de geraadpleegde werken aan-merkelijk uiteenliepen, werd tot hetnemen van enige proeven overge-gaan.Ook de maalfijnheid van het cementis hierbij van invloed, zodat proevenwerden genomen; de zeef rest op zeef4 900 mazen/cm2bedroeg van port-landcement Klasse A 13% en vanportlandcement Klasse C 0,11%.Er werden drie proeven genomen:Proef A. Het cement werd gestortin een cylinder zonder bodem (hoog200 mm, diameter 200 mm), welkena het volstorten voorzichtig werdopgetrokken, zodat het cement on-der de cylinder uitvloeide.De aldus gevormde vloeihoeken zijnop twee manieren bepaald t.o.v. hethorizontale vlak:a. door opmeting van de gevorm-de hoeken;b. door berekening uit de ge-vormde grondvlakken, waarbijis aangenomen, dat vrijwelzuivere kegels ontstaan.De proeven zijn gedaan volgens driemethoden:1. de cylinder te vullen door hetcement via een zeef je zo losmogelijk in te schudden;2. los gevuld als boven, daarnagedurende 14 uren in rust ge-laten;3. de grens gezocht, waarbij --nahet vullen via een zeefje --door het geven van tikjes meteen latje tegen de cylinder hetcement zo vast is geworden, dater geen uitvloeiing meer plaatsheeft.Van cement, behandeld volgens me-thode 1 en 3 werd tevens het volu-megewicht bepaald.Proef B. Geheel overeenkomendemet proef A zijn deze proeven ge-daan met een cylinder zonder bo-dem, hoog 300 mm en diameter300 mm.Proef C. Bepaling van de uitvloei-hoek van cement, losgestort dooreen trechter, met een vrije val over43 cm hoogte.De aldus gevormde hoek t.o.v. hethorizontale vlak is ook op dezelfdetwee manieren bepaald als bij proefA (a en b).De resultaten van de proeven zijnals volgt samengevat (gemiddeldevan 3 proeven) in Tabel I.Gemiddelde van de hoeken vanmethode 1 staan in Tabel II.Het gemiddelde van de gevondenvolumegewichten bedraagt 1107,5kg/m?.Tevens werden op het laboratoriumvan de N.V. Schokindustrie proevengenomen betreffende de wrijvings-weerstand van het cement op beton.De cementkegels werden gestort opbetonplanken van dezelfde samen-stelling en gladheid als de prefab-elementen. Nadat de cementkegelstot rust waren gekomen, werden deTabel I. Samenvatting van de proevenvulling en verwijdering van de cylinder volgens:methode 1hoekbepalingmethode 2hoekbepalingmethode 3l ikkvolumegewichtbij vulling van decylinder volgens:proefsoortcementsoortmanieramanierbmanieramanierbtegen de cyl.methode 1kg/m3methode 3kg/m342? 10'42? 20'40?40?37'90?90?90?90?12014010808201340950AAp.c. kl. Ap.c. kl. Cgemiddeld:42?15' 40? 18' 90? 90? 130 950 114539? 50'40?35? 30'35? 43'31?28'34?52'26?23'32?12001200116089014901130BBp.c. kl. Ap.c. kl. Cgemiddeld:39? 55' 35? 36' 33? 10' 29?11' 1200 1025 131029? 40'36? 37'24?40'33?20'CCp.c. kl. Ap.c. kl. Cgemiddeld:33? 8' 29?124 Cement 5 (1953) Nr 9-10proef manier manier gemiddelde vansoort a b a en bABC42? 15'39?55'33? 8'40? 18'35? 36'29?41 "16?37?45'31? 4'gemiddeld: 38?26' 34?58' 36?42'Tabel . Hoekgemiddelden van methode 1planken zeer voorzichtig aan ??nzijde omhooggebracht en werd dehoek gemeten, onder welke standhet cement begon te vloeien. Dezehoek bleek 25? te bedragen.Op grond van bovengenoemdeproefnemingen werd besloten voorde berekeningen aan te houden:hoek van inwendige wrijving vancement en natuurlijk talud = 25?wrijvingshoek op wanden ' = 25?volumegewicht = 1 200 kg/m3Waren door deze proefnemingen degegevens voor het gedrag van hetcement bij het vullen van de silo'svastgesteld, het aftappen van decement uit de silo's bracht een ge-heel nieuw probleem naar voren.De directie van de N.V. Schokin-dustrie had bij haar studiereis naarAmerika aldaar kennis gemaakt meteen nieuwe wijze van aftappen,waarbij lucht, verspreid over desilobodem, wordt ingeblazen, die hetcement ,,vloeibaar" maakt. Ge-schiedt dit met poreuze platen overde gehele bodem verspreid, dan be-hoeft men de bodem slechts een hel-ling van 5?--15? naar de uitlaatope-ning te geven; men spaart zodoendede trechterruimte uit.Echter treedt door deze wijze vanaftappen een verstoring in de even-wichtstoestand van de silo-inhoudop. De vraag rees, in hoeverre dezevloeibaarmaking van het cement in-vloed heeft op de silowerking.Toen dan ook werd besloten boven-genoemde wijze van aftappen voorde prefab silo's toe te passen, moestook dit probleem onderzocht wor-den. Bij onderzoek naar de reedsvolgens dit systeem van aftappengemaakte silo's, bleken hierover zeerverschillende meningen te heersen.a) In Zweden o.a. zijn silo's uitge-voerd met aanneming van volle-dige hydrostatische druk meteen s.g. van 1,1 t/m 3(zie fig.3-a).,b) Daarentegen rekent Smith, Ko-penhagen, dat het cement alleenonder een hoek van 60? vanuit deaftapopening vloeibaar wordt,terwijl verder op instortingen bijbrugvorming wordt gerekend envoor het gedeelte boven de snij-lijn van deze hoek van 60? metde wand op normale silowerking(zie fig. 3-b).c) Verder onderscheidt men bij hetsysteem Polysius twee geval-len:Geval 1. pneumatische aftapping,waarbij over de gehele bodemporeuze platen zijn gelegd enlucht wordt ingeblazen ondereen overdruk van ca 0,8 ato,waarbij Polysius aanneemt, datdeze lucht slechts over ca 25 cmhoogte op het materiaal inwerkten dan het cement meesleeptnaar de aftapopening, zodat deberekening als voor normale ge-vallen met inachtneming van desilowerking kan worden uitge-voerd met eventueel een kleinetoeslag voor de belasting van10?--15? voor de onderste strook(zie fig. 3-c).Geval 2. pneumatische menging,waarbij de poreuze platen nietalleen in de bodem zijn gelegd,fig. 5. montage van de silo's met behulp van een torenkraansilowand op de onlangs gereed ge-komen silo bij de Cemij te IJmui-den, waarbij gerekend is op hydro-statische druk van de inhoud meteen s.g. van 1,1 t/m 3en welke isuitgevoerd in voorgespannen beton,waarbij d.m.v. ingebetonneerdedrukdozen het gedrag van de silo-inhoud beter kan worden gerecon-strueerd en metingen kunnen wor-den verricht betreffende de horizon-tale en de verticale druk (wrijvingmateriaal op wand) en de druk vande lucht, werd met het oog op deurgentie van het bouwen van decementsilo's besloten, op het terreinte Zwijndrecht enige proeven te ne-fig. 4. aanvoer van de elementenper lorrieCement 5 (1953) Nr 9-10125maar ook nog over het onderstedeel van de wanden. De mengingvindt nu plaats, doordat bij ge-sloten aftapopening lucht onder2 tot 3 ato plaatselijk wordt in-geblazen, waardoor ter plaatseeen opwaartse materiaalstroomwordt verkregen, waarbij doorPolysius wordt voorgeschreven,de silo op hydrostatische druk teberekenen en voor het s.g. 0,9t/m 3aan te houden (zie fig.3-d).Alhoewel bekend met het feit, datin het kader van de research proe-ven zullen worden genomen betref-fende het max. drukverloop op defig. 3a-d. aannemingen vandruk op silowandmen en aan de hand daarvan vastte stellen, met welk geval rekeningdient te worden gehouden.Te dien einde is op kleine schaaleen ijzeren tank gemaakt, waarinonderin lucht kan worden ingebla-zen, terwijl op verschillende hoogteaftapopeningen zijn aangebracht.Hierbij bleek, dat het cement zichinderdaad m.b.v. slechts geringeperskracht over de onderste laagals vloeistof ging gedragen en zichuit de onderste, op de zijwand aan-gebrachte kraan gemakkelijk lietaftappen. Werd de druk voortgezet,dan kon men uit de volgende ietshoger gelegen kraan aftappen envoortgaan tot inderdaad de geheleinhoud hydrostatisch ging werken.Uit deze proef bleek tevens de mo-gelijkheid, de luchtdruk zodanig teregelen, dat deze gelijke tred hieldmet de aftap-capaciteit, dus in over-eenstemming met het geval 1 vanPolysius.Besloten werd daarom de silo's teberekenen met:volledige silowerking over devolle hoogte ende extra druk op het onderstegedeelte van de wand,waarvoor Polysius een toeslag voor-schrijft van max. 15%, te onder-vangen door een trechtervormigeafwerking, welke na gereedkomenvan de wanden aan de binnenzijdewordt aangebracht, waardoor dewand daar dus een grotere diktekrijgt.In verband met het gekozen systeemvan aftapping werd toen besloten,de afschuining vanaf de aftapope-ning onder een hoek van 50? tot aande wanden aan te brengen, zodateen compromis werd bereikt tussensysteem Polysius (1) en systeemSmith (b) ; zie fig. 3-a-b-c-d.Toen aldus naar de mening derdirectie voldoende gegevens omtrenthet gedrag van de vulling bekendwaren, besloot zij over te gaan tothet laten maken van 2 silo's, elkmet een inhoud van ruim 400 m3, inplattegrond een regelmatige twaalf-hoek en met een hoogte van ca 13 m.De elementen werden op de fabriekzelf gemaakt, waarbij de wapeningvari?erde van 2 0 16 tot 2 0 12per element.Het overige werk, zoals paalfun-deringen, bodemplaat, afdekplaat,trechtervormige afwerking, bene-vens het stellen en aangieten van deelementen werd door derden ver-zorgd.Nadat de paalfundering met ring-balk gereed was, kon onmiddellijkbegonnen worden met het stellenvan de elementen.Bij de aangenomen aftapwijzemoest er een ruimte onder de silo-bodems zijn van ca 2,50 m; voortoegang en leidingen moesten in ditondergedeclte doorgangen wordengespaard. Dit kon heel gemakkelijkgeschieden, door aan twee tegen-over elkaar liggende zijden in deplattegrond een element van 2 mweg te laten, daar deze wel op hetgewicht van de silo maar niet optrek belast werden.Na het stellen van vijf ringen(2,50 m hoogte) werd de bodem-plaat gekist en gestort, waarna di-126fig. 6. de eerste silo in aanbouwreet voortgegaan werd met het stel-len van de elementen van de eigen-lijke silo, waarbij de kist van debodemplaat niet in de weg stond engeen belemmering vormde voor di-recte voortgang van de werkzaam-heden, waarna ten slotte de binnen.afschuining werd gemaakt.fig. 7. De twee achterste silo's zijn gereed en ingebruiken de beide voorste zijn in aanbouwDe aanvoer geschiedde met eenlorrie en het stellen met een kleinetorenkraan of mast met giek.De twee tegenover de titelpaginaafgebeelde silo's zijn reeds meer daneen half jaar in gebruik tot volletevredenheid van de Directie.(wordt voortgezet)