Afdichting van dilatatievoegenmet rubberprofielstrokendoor ir P. WestbroekWanneer men grote gewapend-betonconstructies moet ontwerpen voorwaterbouwkundige bouwwerken, is men genoodzaakt, op zekere afstandenin dat bouwwerk dilatatievoegen aan te brengen. Doet men dit niet, dan kun-nen door temperatuurwisseling in het bouwwerkzulke spanningen optreden,dat scheuren ontstaan. Hetzelfde kan gebeuren, indien, na voltooiing vanhet bouwwerk, door ongelijkmatige zettingen van de ondergrond onge-wenste en niet te voorziene spanningen optreden. Door het aanbrengenvan een dilatatievoeg schept men de mogelijkheid, vormveranderingen toete laten zonder te hoog oplopende spanningen en dus zonder schade te ver-oorzaken aan het bouwwerk. Zulk een voeg brengt echter mee, dat terplaatse geen verbinding bestaat tussen twee delen van het bouwwerk terweerszijden van de voeg. Hoewel dus beweging mogelijk wordt, ontstaanhierdoor echter andere nadelen. Het voornaamste nadeel is, dat water doorde voeg, welke door de optredende vormveranderingen bovendien nooitconstant van afmeting blijft, zonder bezwaar kan binnendringen (kelders,tunnels beneden de grondwaterstand).Om dit te voorkomen werd tot nu door middel van dunne koperplaten eenwaterdichte sluiting van de voegen gemaakt. Om de somtijds vrij groteverplaatsingen van de samenstellende delen van het bouwwerk te kunnenvolgen, werd de koperplaat dan tevoren bewerkt door haar in een deronderstaande vormen te buigen of te lassen. Men koos koper als materiaal:a. omdat koper bestand is tegen inwerking van de chemische stoffen ingrondwater en in beton enb. omdat koperplaat gemakkelijk vervormbaar is.tek. 1-2. doorsneden van koperplaten voor waterdichte sluiting van voegenDeze constructies voldoen goed, mits de verplaatsingen in de richting lood-recht op de as van de plooi of de blaas optreden; in het algemeen dus doortemperatuurschommelingen. De voegplaat wordt dan zonder schade meerof minder uitgerekt dan wel samengedrukt.Anders is het, indien in vertikale zin verplaatsingen van de onderdelentengevolge van zettingen optreden. Het behoeft geen betoog, dat wanneerdit gebeurt, het bijna onmogelijk is, lekken in een beweeglijke voeg achter-af te dichten.Dit was de reden, dat gezocht is naar een ander materiaal, dat dit euvelvan de koperplaat niet zou vertonen. Hierbij komt als vanzelfsprekend hetmateriaal rubber ter sprake.In 1948 is een ontwerp van een rubbervoegplaat gemaakt en voorge-legd aan de Directeur van het Rubber Instituut T.N.O.Hierbij is er van uitgegaan, dat bij een voegafstand van 30 m, een tempe-ratuurschommeling van 30 ?C en een uitzettingsco?fficient van 1 ? 10-5vanbeton, een speling in de voegbreedte van 1,5 cm kan optreden.Voorts zijn aan de rubberkwaliteit de volgende eisen gesteld geworden:1. bestendigheid tegen aantasting door beton en grondwater,2. een bepaalde graad hardheid van de rubber, zodat bij vernauwing van devoeg de rubber in de expansieruimte kan worden gecomprimeerd, en3. lange levensduur.Om aan de bovenstaande factoren te voldoen werd door het Rubberinsti-tuut T.N.O. het volgende mengsel vastgesteld:stoffen gewichtsdelennatuurrubber ................................... 100zinkoxyde ....................................... 10roet (Philblack A) ........................... 44tuads ............................................... 3,5stearinezuur .................................... 2waarbij een hardheid van tenminste 60 Shore-A-eenh. wordt verkregen.?)?) Inmiddels is een nieuwe samenstelling tot stand gekomen, waarmee de resul-taten nog hoger liggen (Red.).tek. 3 en foto 4. detail en doorsnede van de rubbervoegplaatDe vorm is vastgesteld als in tek. 3 en foto 4 wordt aangegeven.Verwacht wordt, dat de rubbervoegplaat bij verwijding van de voeg, wan-neer dus de rubber wordt gerekt en van het beton los dreigt te gaan, tochnog voldoende waterdicht zal blijven afsluiten door de ruggen op de plaaten door het zwaluwstaartvormige einde.Hierna werd met de N.V. Ned. Caoutchouc- en Gutta-Percha Fabriek v.h.Bakker & Zoon overeengekomen, dat een stalen matrijs zou worden ge-maakt en een proefstrook vervaardigd. Met deze strook is de volgendeproef uitgevoerd.Een betonnen doos werd vervaardigd, bestaande uit twee delen, welkeverbonden werden door de rubberplaat. De uiteinden hiervan werden doorde fabriek middels vulcanisatie aan elkaar gelast. De ene helft van de dooswerd vast opgesteld en de andere beweeglijk op stalen rollen geplaatst (ziefoto 5 en tek. 6).262 Cement 6 (1954) Nr 15-16foto 5. de betonnen doos *)tek. 6. langsdoorsnede van de betonnen doosfoto 7. de rubbervoegplaat in het beton *)*) foto 5 en 7: Openbare Werken, RotterdamHet beweeglijke deel werd gemonteerd in een verstelbaar stalen raam. Dedoos werd d.m.v. een buis aangesloten op de waterleiding. Hierop werdeen manometer geplaatst. Om bij het inbrengen van het water de lucht uitde doos te laten ontsnappen, werd bovendien een buisje aangebracht, waar-op zich een peitglas met afsluiter bevond. Nadat een en ander vervaardigd enhet beton voldoende verhard was, werd de doos met water gevuld, terwijlde afsluiter bij het peilglas openstond. Toen het water in het peilglas op-steeg, werd de afsluiter gesloten en de druk opgevoerd tot 2? at. Gedurende8 dagen werd het resultaat afgewacht.Na deze periode kon worden vastgesteld, dat zich g??n lek had voorgedaan.Vervolgens werd onder deze druk de afstand tussen de beide dooshelftenvergroot tot 4 cm. Daarna werd de doos weer teruggeschroefd tot I cm.Ook hierbij traden geen lekken op. Vervolgens werd het beweeglijke deeld.m.v. een vijzel 2 cm omhoog en weer terug bewogen. De rubbervoegmaakte deze bewegingen zonder bezwaar mede; lekken traden niet op.Deze geslaagde krachtproeven deden concluderen, dat de rubbervoegplaatvoor wat betreft waterdruk en beweeglijkheid aan de hoogste eisen voldeed.De duurzaamheid en de weerstand tegen aantasting zijn voldoende ge-bleken uit de versnelde proeven bij het Rubber Instituut uitgevoerd. Een enander heeft dan ook tot gevolg gehad, dat deze stroken voor het onderhandenzijnde bouwwerk van Gemeentewerken Rotterdam (nl. de verkeerstunnelin Het Weena) zijn toegepast. Foto's 6 en 7 geven een beeld van deproeftank en de profielstroken gedurende de uitvoering van het werk.Tenslotte zij nog vermeld, dat de veelmindere kwetsbaarheid van de rub-berprofielstroken in Vergelijking met de gebruikelijke koperen platen eengroot voordeel biedt bij de altijd enigszins ruwe uitvoering van beton-werken.(overgenomen uit ,,Rubber", Oct. '51)LitteratuurCiv. Eng. & Public Works Review, Jan. '53Construction, Aug. '53In aansluiting op het bovenstaande kan thans nog worden meegedeeld, dat na dezeeerste toepassing hier te lande (1952) zij thans ook zijn gebruikt bij de bouwvan tunnels en viaducten, bij de onderbouw van bruggen, dokken en scheeps-hellingen, bij zieken- en warenhuizen, kerken en bij zwembaden, maar tevens inbestaande gebouwen, waar andere materialen hebben gefaald,De hoofdfactoren voor doelmatigheid zijn:een zeer lange levensduuren blijvende elasticiteitgedurende het bestaan van het bouwwerk. De stroken zouden namelijk alleenmet veel ongerief en zeer hoge kosten kunnen worden vernieuwd. Vandaar danook, dat het Rubberinst?tuut T.N.O. speciale keuringseisen hiertoe heeft opge-steld betreffende een lange levensduur, die veilig op 100 jaren is te stellen.De rubberprofselstroken worden gefabriceerd in verschillende breedten en ver-scheidene profielen, van zeer zwaar tot licht, geschikt voor grote en kleine bouw-werken. Red.BoekbesprekingDr.-lng. Georg Anger und Karl Tramm, Durch-b?egungsordinaten f?r Einfeld- und durchlau-fende Tr?ger; Formeln und zehnteilige Einfluss-linien, D?sseldorf-Lohauzen, 1953; 11 ? 21 cm,193 blz. met 152 afb. en 79 tab.De bedoeling van de schrijver is het verstrekken vangegevens, die het rekenwerk voor de bepaling vandoorbuigingen van liggers als gevolg van vertikalebelastingen tot het minimum beperken. In zijn in-troductie geeft hij een beknopte uiteenzettingover de theoretische afleiding van de berekeningvan doorbuigingen van liggers, opgewekt door eenwillekeurig-aangebrachte vertikale belasting enverder van de elastische lijn.als gevolg van de be-lasting door de als puntlast opgebrachte lasteen-heid, die geplaatst is in een bepaalde doorsnede.De elastische lijn kan dan volgens Maxwell metde invloedslijn van de vertikale verplaatsingen vandeze doorsnede worden ge?dentificeerd. De in-leiding besluit met een theoretische beschouwingomtrent de vervormi ng van een over meer dan tweesteunpunten doorlopende ligger (13 pagina's) enwordt gevolgd door de opsomming van de elasti-citeitsmoduli van een aantal houtsoorten en me-talen. Daaraan sluit de behandeling van het begrip,,traagheidsmoment"; aan een theoretische be-schouwing is een negental bladzijden met tabellenvan traagheidsmomenten van doorsneden toege-voegd, die voor constructies van hout en staal inaanmerking komen; naar de Differdinger I-pro-fielen heb ik helaas tevergeefs gezocht. De bereke-ning van de traagheidsmomenten van doorsnedenvan gewapend beton is eveneens toegelicht.De dimensionneringstabeilen bevatten inderdaadalle gegevens, die benodigd zijn om de ordinatenvan de invloedslijnen van de doorbuigingen in eenminimum van tijd te bepalen. Om te beginnen isde aan ??n kant ingeklemde cons?le behandeld,gevolgd door de ligger op twee steunpunten, aldan niet aan ??n of beide kanten ingeklemd. Inbeide gevallen worden niet alleen de invloedslijnenbehandeld, maar ook de belasting gevormd door:puntlasten, gelijkmatig verdeelde belastingen,overde gehele overspanning of parti?el aangebracht,en door driehoekig verdeelde belastingen. Ineen reeks tabellen zijn verder de co?fficientenvoor de bepaling van de kleinste waarde van het(Zie ook blz. 226, 244 en 246)benodigde traagheidsmoment bijeengebracht,wanneer de belasting, de voorspanning en de ver-houding tussen overspanning en doorbuiging ge-geven zijn. Voorts wordt de doorbuiging van vak-werkliggers onder de ogen gezien. Het slot wordtgevormd door tabellen met gegevens voor de be-rekening van de invloedsordinaten van de door-buigingen van liggers, doorlopend over 2, 3 en 4vakken. De verhoudingen tussen de overspannin-gen is van 1 :l -- met kleine intervallen oplopendtot 1 : 2 : 5; 1 : 0,8 : 1 -- met kleine intervallenoplopend tot 1 : 2 : 1 -- en tenslotte 1 : 0,3 : 0,3 : 1,met kleine intervallen oplopend tot 1 : 2 ; 2 : 1.De door het gebruik van dit boek te bshalen tijds-besparing kan tot gevolg hebben, dat aan de be-oordeling van de stijfheid van een constructiereeds bij het voorontwerp voor de begroting meeraandacht kan worden besteed. Ook voor de defi-nitieve constructie kunnen dan binnen korte tijdverscheidene variaties onder de ogen worden ge-zien, wat aan de economie ervan ten goede kankomen. Dipl.-Ing. E, A. F. HuberDr.-Ing. Gerhard Marten, Modellversuche?berden Einfluss der Torsionssteifigkeit bei ein?rPlattenbalkenbr?cke. Deutscher Ausschuss f?rStahlbeton, Heft 111, Berlin 1952, Wilhelm Ernst& Sohn; 21 ? 29,5 cm, 26 blz., D.M. 5,--.Om de invloed van de weerstand tegen verdraaiingop de spanningsverdeling over een gewapend-betonbrug te bepalen, werden proefnemingenverricht met een model, vervaardigd uit silumin,schaal 1 : 27,75. Silumin is een legering van alumi-nium met een door de auteur niet genoemd me-taal, vermoedelijk wel silicium. De toelaatbarenormaalspanningen bedragen 1200 kg/cm2, E == 780 000 kg/cm2, G/E = 0,358 (tegenover 0,4 bijbeton, de overeenkomst is dus zeer bevredigend).Vergeleken werd de spanningsverdeling, afgeleiduit de aan het model (bij 6 verschillende karakte-ristieke plaatsingen van een puntlast) optredendevervormingen, met de uitkomsten van een stati-sche berekening volgens een ook in de practijkgevolgde methode, waarbij echter de torsiespan-ningen bewust werden verwaarloods. De bedoe-ling ervan is, de constructeur in staat te stellen, deuitkomsten te verbeteren, die hij volgens de ver-eenvoudigde berekening heeft gevonden.Om te beginnen deed zich de noodzakelijkheidvoor, de meewerkende plaatbreedte door proef-nemingen vast te stellen. Zij bleek groter te zijndan de volgens de Duitse voorschriften aan tenemen waarde. Men verkreeg ermee de volgenderesultaten:1. bij de lastverdelende dwarsdragers bereiken deuit de vervormingen van het model bepaaldespanningen slechts 53--76% van de met ver-waarlozing van de torsie berekende waarden;2. bij de hoofdliggers moet onderscheid wordengemaakt tussen de rand- en tussenliggers.a. De randliggers: de buigspahningen, bepaalduit de vervormingen, waren minimaal 4% lagertot maximaal 20% hoger dan de volgens de con-ventionele berekening gevonden spanningen.b. Voor de tussenliggers van het middelste ge-deelte van de brug, dat door twee voegen in delengterichting van de buitenste stroken was ge-scheiden en drie hoofdliggers bevatte, bleek,dat de op grond van de waargenomen vervor-mingen bepaalde buigspanningen ca 33% lagerlagen dan de volgens de vereenvoudigde bere-kening verkregen waarden.3. Verder werd gevonden, dat de laststellingen,die voor de dimensionnering de doorslag geven,onafhankelijk zijn van beide onderzoekings-methoden.4. Tenslotte bleken bij belasting van een rand balkdoor een puntlast in het midden torsiespannin-gen op te treden, die noemenswaardig hogerwaren dan de tegelijk, t.g.v. de dwarskrachtoptredende schuifspanningen.De behandelde stof is overzichtelijk gerangschikt;de voor de proefnemingen gebruikte toestellen ende proefnemingen zelf zijn uitvoerig behandeld.De auteur heeft hiermee een weg gewezen, diekan worden bewandeld, om de uitkomsten vaneen vereenvoudigde statische berekening aan mo-del proeven te toetsen resp. aan de hand ervan tecorrigeren. Aangezien de brug in kwestie nietwerd uitgevoerd, konden geen contr?lemetingenworden verricht, zodat geen oordeel erover kanworden uitgesproken, in hoeverre de aan het iso-trope en homogene silumin-model geobserveerdevervormingen overeenstemmen met de doorbui-gingen van de constructie van gewapend beton.E.A.F. H.Cement 6 (1954) Nr 15-16 263
Reacties