Enkele toepassingen vanUltra-snelverhardend cementdoor Ir. C. W. J. GroothoffIn een continu- of bijna continu-bedrijf is voor ver-bouw of reparatie van de mechanische installatiemeestal maar weinig gelegenheid.Is het in de korte beschikbare tijd ook nog nodigbetonwerken uit te voeren (b.v. machinefundamenten)of ankers aan te gieten, dan zal men daarvoor gaarnebeschikken over zeer snel verhardend cement.V??r de oorlog werd voor dit doel aluminiumcementgebruikt, doch toen dit daarna schaars en zeer kost-baar was, of in het geheel niet verkrijgbaar, is menbij de Staatsmijnen overgegaan tot toepassing vanultra-snelverhardend cement, aanvankelijk van Deen-se, later ook van Belgische en Duitse herkomst.Allengs is men er toe gekomen, deze cementen ookvoor grotere objecten toe te passen, teneinde bepaaldeonderdelen sneller te kunnen ontkisten.Hierbij mag er wel op worden gewezen, dat toepassingvan ultra-snelverhardend cement op zichzelf geensnellere oplevering van het gehele werk betekent, tenhoogste van een onderdeel. Immers, het totale aantalvoor het werk benodigde arbeidsuren blijft hetzelfde.Wil men dus met dit cement de totale opleveringstijdverkorten, dan moet men tevens de organisatie vanhet werk wijzigen en meer arbeiders te werk stellen.Gezien de hoge kosten en het feit, dat dit cement totnu toe nog moet worden ge?mporteerd, is het nood-zakelijk te overwegen, of toepassing hiervan in iedergeval afzonderlijk verantwoord is.In het voorjaar van 1949 bleek, dat een geconstru-eerde stalen ligger, welke in een ondergrondsekolenbunker in het emplacement onder de wasserijvan Staatsmijn Emma als hoofddraagbalk voor 2 spo-ren fungeerde, dusdanig doorgeroest en doorgevretenwas, dat veiligheidshalve onmiddellijk maatregelenmoesten worden genomen.Het zou voor de hand hebben gelegen, deze ligger opde voor staalconstructies gebruikelijke wijze te her-stellen en te versterken. De bunker kon echter alleenvan Zaterdagavond 18 uur tot Maandagmorgen 6 uurvoor dergelijke werkzaamheden beschikbaar wordengesteld en was van binnen z? stoffig, dat lassen veilig-heidshalve niet kon worden toegestaan. Daar menbovendien herhaling van het gebeurde wilde voor-komen, werd een reparatie in gewapend beton aan-gevraagd.De kolen worden vanuit de wasserij in de onder desporen gelegen bunker gestort door de bemetseldekoker, die tussen de kolommen van de wasserij isaangebracht. De beide sporen zijn practisch door-lopend met wagons bezet, terwijl er ook locomotievenover rijden.Op tek. 1 is te zien, hoe deze sporen oorspronkelijkdoor de geconstrueerde stalen ligger werden gedragenen hoe deze moest worden ingebetonneerd in de nieuwte maken balk van gewapend beton.Vanzelfsprekend kwamen voor de uitvoering ookalleen de week-einden in aanmerking en hiervan zijner dan ook verscheidene benut. Het werk werd uit-gevoerd door de Gebrs. van Heeswijk te Best, dieterzelfder tijd ook een grote verbouwing in de wasserijverrichtten.Wanneer 's Zaterdagsavonds de bunker beschikbaarwas gesteld, duurde het meestal nog enige tijd, v??r-dat bij de balk voldoende werkruimte was verkregen.In de bunker werd gewerkt in mijnkleding met lerenpetten, hetgeen ook nodig was! Soms kwam er doorde koker nog heel wat kool nastorten. Na het werkzagen de timmerlieden en vlechters er in het bad-lokaal dan ook als ,,echte" mijnwerkers uit.Het eerste week-einde werd besteed aan werkzaam-heden aan de stalen ligger. Nabij de opleggingenmoesten enige hoekstalen worden verwijderd om dewapening te laten passeren. Verder werd enig breek-werk verricht voor de opleggingen.Het tweede week-einde werden de vooraf gereedge-maakte balkbodem met onderstempeling en de wape-ning aangebracht. De reeds eerder provisorisch ge-stutte stalen ligger werd met betonblokjes op de balk-bodem afgestempeld. De wapening werd aan de stalenligger opgehangen. Hierdoor werden gaten geboord enCement 4 (1952) Nr 13-14 221tek. 1. constructie van de betonbalk ter vervanging van de stalen balk in gruiskoolbunker op Staatsmijn Emmadaardoor hulpstaven gestoken ter verbinding van debeide balkhelften. Alles moest stevig in elkaar zitten,want 's Maandags kwamen zowel bekisting als wape-ning weer onder de kolen, welke in voortdurendschuivende beweging bleven, daar de bunker aan deonderzijde door een emmerladder wordt leegge-trokken.Het derde week-einde mocht niet worden gewerkt.Het vierde week-einde was bestemd voor het afstorten.Hiervoor was Pinksteren uitgekozen, wat nog ??n dagwinst betekende; die extra dag was dan ook wel nodig.Zaterdagavond moest worden begonnen met schoon-maken, wat nogal tijd vorderde, omdat de kolen tus-sen de wapening waren doorgedrongen. Daarna moestde bekisting verder klaargemaakt en afgestempeldworden, alvorens met het betonstorten kon wordenbegonnen. Zondagmorgen tegen twaalf uur was debalk afgestort.Dinsdagmorgen 6 uur, dus ongeveer 42 uur later,moesten de treinen weer passeren, dus nog wel terwijlde balk in de bekisting stond.Het kostte andermaal een week-einde om de balk teontkisten en bij te werken, maar toen was een veiligeondersteuning van de sporen boven de bunker weervoor jaren gewaarborgd.Het geheel was zonder enige bedrijfsstoring verlopen,zodat besloten werd onmiddellijk een dergelijke sta-len ligger in een tweede gruiskoolbunker op dezelfdewijze in te betonneren. Ook hierbij werd geprofiteerdvan een week-einde, waarop een feestdag (MariaHemelvaart) volgde.Hetzelfde week-einde, waarin op Staatsmijn Emmade tweede balk werd gebetonneerd, werd ook opStaatsmijn Wilhelmina gewerkt. Hier was het ten-gevolge van mijnverzakking nodig, een wachtpost1,50 m omhoog te brengen. Deze is geheel van ge-wapend beton en er behoefden dan ook maar 4 gatenin de wanden gebroken en daar 2 Differdingers door-gestoken te worden om het geheel met 4 vijzels om-hoog te brengen. De belasting per vijzel bedroeg 20tot 25 ton.Daar aan weerszijden van de wachtpost een spoormet het profiel van vrije ruimte eraan raakte, konalleen worden gevijzeld, zolang de sporen buiten be-drijf waren.Zaterdagavond 6 uur werden de sporen vrijgegeven.Het werd echter middernacht, v??r het eigenlijkevijzelen begon. De 2 vijzels aan iedere zijde werdenbediend door ??n pomp (zie foto 2). Er werd dus met2 pompen gewerkt; bovendien waren nog 2 pompen inreserve aanwezig. Alle vijzels en pompen waren enigedagen tevoren beproefd; de meeste hadden nog juist??n week tevoren dienst gedaan bij een ander vijzel-foto 2. opstelling van de vijzels met pomp aan ??n zijdevan de wachtpost op S.M. Wilhelminakarwei. Niettemin waren na ??n uur vijzelen reeds3 van de 4 pompen uitgevallen en leken de kansen,om het werk op tijd klaar te krijgen, vrij hopeloos.Het holst van de nacht van Zaterdag op Zondag isniet het geschiktste tijdstip om in zulk een geval vananderen hulp te verkrijgen, maar gelukkig slaagdende aannemers (fa. J. van Rossum, Den Haag) erin,2 van de 3 defecte pompen weer op gang te krijgen.Telkens, wanneer voldoende hoog was opgevijzeld,werd met dwarsliggers onderstopt en zo stond Zondag-middag 3 uur de wachtpost 1,50 m hoger op een stapeldwarsliggers.Toen werd begonnen met het ondermetselen van defundatieplaat met een rondgaande muur, dik 0,33 m,met een voet breed 0,55 m. Dit metselwerk werd uit-gevoerd in klinkers in cementspecie, waarvoor ultra-snelverhardende cement werd gebruikt. Veel ruimtewas er niet voor de metselaars. Maandagmorgen halfzeven werd begonnen met het verwijderen van dedwarsliggers en kwam de wachtpost dus op hetmetselwerk te dragen na een verhardingstijd vanca 12 uren.Middernacht waren alle dwarsliggers weer verwijderden waren de sporen dus vrij. De spoorwegdienst kwamin actie en bracht ook de sporen 1,50 m omhoog dooronderstopping met ballastmateriaal.Dinsdagmorgen 6 uur kon het normale treinverkeerweer plaatsvinden, zowel langs de gerezen wachtpostop Staatsmijn Wilhelmina als voor de betonbalk inde tweede gruiskoolbunker op Staatsmijn Emma.Foto 3 geeft nog een beeld van de wachtpost, v??r datde definitieve hoogte was bereikt.In de donkere dagen v??r Kerstmis van hetzelfdejaar 1949 ontdekte, men op Staatsmijn Wilhelmina,dat de ongewapende betonfundamenten voor deschuine schoren van de schachtbok van schacht II nietmeer als ??n geheel te beschouwen waren. Bij iederetrek van de ophaalmachine was duidelijk bewegingzichtbaar van de delen aan weerszijden van een stort-naad. Besloten werd, de fundamenten geheel met ge-wapend beton te ommantelen; er was nog juist tijdgenoeg om dit werk aan te besteden z?, dat geprofi-teerd kon worden van de extra Zondag met Kerstmisen Nieuwjaar. Op werkdagen kon de ophaalinstallatievoor deze schacht niet worden gemist. Ook voor ditwerk werd ultra-snelverhardend cement toegepast.Ter bespoediging van het tijdstip van ontkisten issedertdien ultra-snelverhardend cement nog verschei-dene malen toegepast. De belangrijkste objecten op ditgebied waren de kap met 19 m overspanning van demachinehal van de H.D.-centrale op Staatsmijn Emmaen de kap met 27 m overspanning voor de zuurstof-fabriek nabij Staatsmijn Maurits.foto 3. wachtpost gedurende het omhoog vijzelencp de Staatsm'jn Wilbelmina222 Cement 4 (1952) Nr 13-14Daar in alle bovengenoemde gevallen gebruik werdgemaakt van ultra-snelverhardend cement (II), vol-gen hieronder enige beproevingsresultaten ervanvergeleken met hoogwaardig Portlandcement, klasseB (I):begin der binding na het aanmaken.........35 min.einde der binding na het begin daarvan 2 uur 50 min.Proefstukken, vervaardigd van 1 deel S. R. cement op3 delen Belgisch normaalzand met 8? % water gavende volgende sterkten:tijdsduur treksterkte druksterkteinkg/cm2uren dagen I II I II16 13 28 64 2531 19 33 189 3741+1 23 35 220 4851+2 26 37 299 5181+6 29 40 397 572Na 16 uren wordt dus de voor cement klasse B ver-eiste treksterkte na 1 + 6 dagen, reeds overschreden,evenals de vereiste druksterkte van 1 + 2 dagen.Proefkuben, aangemaakt met dit cement, bereiktenonder normale omstandigheden een druksterkte van200 kg/cm2na 5 dagen en van 120 kg/cm2na 3 dagen;uitzonderingen kwamen echter voor.Bij ??n der schachtbokfundamenten op Staatsmijn Wil-helmina, die in de winter werden gestort, bereikteeen serie van 3 blokken na 4 dagen slechts een ge-middelde van 73 kg/cm2. Bij het andere fundamentwas dit gemiddelde 80 kg/cm2na 45 uren; een sterktedie ook wel na 28 tot 30 uren werd bereikt.Of men bij het bereiken van een sterkte van120 kg/cm2ook werkelijk zal ontkisten, hangt veel afvan de aard van het project. Men zal een kap met groteoverspanning toch liever niet zo gauw ontkisten alseen vloertje.Bij de kap met 19 m overspanning van de H.D.-cen-trale op Staatsmijn Emma werd begonnen met ont-kisten na 7 resp. 10 dagen.Bij de kap met 27 m overspanning van de zuurstof-fabriek geschiedde dit na 9 resp. 10 dagen.Hierbij is te bedenken, dat bij dergelijke objecten hetontkisten zelf ook nog al tijd vordert.Zeer globaal kan worden gezegd, dat met ultra-snel-verhardend cement de ontkistingstijd met 7 tot 10dagen kan worden verkort t.o.v. het gebruik vancement, klasse B.Uittreksels uitRapporten OVer Wegenbouw door Ir. F. KansteinDoor de ,,Highway Research Board" van de ,,National Research Coun-cil" te Washington 25, D.C. wordt maandelijks een bulletin uitigegeven,getiteld: ,,Highway Research Abstracts" (Uittreksels uit rapportenbetreuende wegenonderzoek).Nummer 11 van December 1949 bevat beknopte overzichten van alleartikelen en rapporten, welke waren uitgebracht op de 29e Jaarverga-dering van de Highway Research Board, welke van 13--16 December1949 te Washington werd gehouden.Van de 74 uittreksels van rapporten en beknopte overzichten kunnener enkele voor de lezers van ,,Cement" van belang worden geacht.Uittreksels-ln-het-quadraat betreffende een zevental onderwerpen vol-gen hieionder.1. Doorgaande wapening In betonverhardlngenH. D. Cashell en S. W. Benham, ,,Research Engineers", de eerstevan het ,,Bureau ot Public Roads", de tweede van de ,,Indiana High-way Commission", doen mededelingen omtrent proeven met door-gaande wapening In betonveihatdingen.In 1938 is een belangrijk aantal proetvlakken met doorgaande wape-ning aangelegd bij Stllesville, Indiana, op U.S. weg 40, ten einde heteffect te bestuderen van verschillende doorgaande wapeningen invakken van verschillende lengte zonder dwarsvoegen.De ervaring met de proefvlakken gedurende de eerste 10 jaar weesuit, dat de doorgaande wapening het opengaan van dwarsscheurenkon voorkomen. In lange, zwaar gewapende vakken traden in hetmidden fijne scheuren op, die niet verder open gingen en geenbijzonder onderhoud vereisten.Het beton bleef gaaf, er waren in het geheel g.een langsscheurenboven de wapeningsstaven en de rijkwaliteit bleef uitstekend.Ter plaatse van de dwarsscheuren werd geen verticale beweging vande betonplaat (pumping) waargenomen. Hieruit werd geconcludeerd,dat een betonverharding zonder dwarsvoegen met een juiste door-gaande langswapening minder gevoelig is voor verticale verplaatsing(pumping) dan een gewone betonverharding.Beha.ve bedoelde proetvlakken zijn nog twee andere betonvlakkenmet doorgaande wapening aangelegd, ??n in New Jersey en ??n inIllinois. Deze vakken hebben grotere lengte dan de langste bijStllesville en de toegepas'e langswapening is geringer.2. Betonondencoek door middel van de sonlscoopW. 3. Cheeseman, ,,Assistant Research Engineer", te Toronto,Canada, beschrijft het onderzoek van beton door middel van desonlscoop.De sonlscoop is een instrument, waarmede de voortplantingssnelheidvan geluidsgolven door beton kan worden gemeten. Met succes ismet dit instrument het beton van dammen, bruggen en verhardingenonderzocht. De voortplantingssnelheid van de geluidsgolven bleek eenmaatstaf te zijn voor de kwaliteit of de toestand van het beton.In goed beton bedraagt de voortplantingssnelheid tussen 13 000 en16 000 voet per seconde, terwijl snelheden onder de 5 000 voet perseconde werden gevonden in slecht beton (1 000 Eng. voet = 305 m).3. Het krimpenvan betonG e r a l d Pick et t, Professor in de toegepaste mechanica aan het,,Kansas State College", deelt het volgende mede omtrent een studievan de fundamentele oorzaken van het krimpen van beton. Deze studiewijst op een niet tot de zwaartekracht te rekenen aantrekkingskrachtvan electrostatische oorsprong. Die kracht ?s de kracht, welke ver-band houdt met de cohesie en de spankracht van materialen, diematerialen doet bestaan in vloeibare en in vaste vorm, die aan dematerialen eigenschappen geeft als viscositeit, plasticiteit, elasticiteit,latente warmte enz. en die verband houdt met adhesie, absorptie,oppervlaktespanning, verspreidingsdruk en andere oppervlakte-ver-schijnselen.Het oppervlakte-verschijnsel tussen vloeibaar water en zijn damp,welk resulteert in oppervlaktespanning, leidt direct naar krimpen ofuitzetten van collo?dale materialen, zoals met water aangemaaktecementmortel, zodra er een verandering in de vochtlgheidstoestandoptreedt.De manier, waarop deze spanningen krachten produceren op devloeibare en vaste phasen van beton en daa.bij vo.umeveranderlngenveroorzaken, welke weer verandering /an de vochtigheldstoestandtengevolge hebben, wordt verklaard.4. Vereiste hoeveelheid lucht van tegen vorst bestendiq betonT. C. P o w e rs , ,,Manager of Basic Research" van de ,,PortlandCement Association", wijst er op, dat de bestendigheid van betontegen vorst verband houdt met de in het beton voorkomende lucnt-beiletjes. De grootste theoretisch toelaatbare luchtbelletjes-inhoudblijkt een tunctie te zijn van de eigenschappen van de mortel, degraad van verzadiging van de mortel en de graad van afkoeling.5. Invloed van gedeeltelijke vervanging van cement door vliegas In,,ali-entrained" betonG. H. Larson, ,,Materials-Engineer" van de ,,Wisconsin State HighwayCommission", behandelt proeven, welke zijn genomen om het effectte bestuderen van het vervangen van een gedeelte van cement doorvliegas op de eigenschappen van ,,air-entrained" of lucht-bevattendbeton.De proeven wijzen uit, dat deze vervanging in lucht-bevattend betonleidt tot:. toenemen van de water-cement-factor;b. afnemen van de hoeveelheid lucht;c. toenemen van de sterkte van het beton na 28 dagen, met eenmaximum vliegas-vervanging van cement van rond 25 tot 35% end. toenemen van het sterkte-verlies, veroorzaakt door vriezen endooien.6. Rapport van de Commissie Inzakevoegvulmaterlalen in betonveihaidlngenW il l i am van Breemen, voorzitter van de commissie, deelt deresultaten mede van een onderzoek, dat In de verschillende wegen-departementen van de U.S.A. is ingesteld naar voegmaterialen inbetonverhardlngen. Zij lulden als vo.gt.1. Vermindering van het aantal ultzetvoegen, of het geheel weglatendaarvan, schijnt toe te nemen.2. Er is een bepaalde voorkeur voor voegvulling, die niet gevoeligis voor ultdiljven, zoals gsbltumeerde nber, boa.d, kurk en hout.3. Voegafstanden vari?.en van 15 tot 100 voet; afstanden van 15 tot2 voet komen het meest voor.4. Drie en twintig staten gebiuiken rubber-asfalt-voegvulling.5. Het geb.ulk van rubber-astalt neemt toe, omdat de resultatenbevredigend zijn.6. Het voornaamste bezwaar tegen rubber-asfalt schijnt te zijn deonvoldoende gevoeligheid voor grote warmte.7. De behoefte wo.dt gevoeld aan verbetering van de uitrusting voorverwaimen en aanb,engen van voegvulmateraal, In het bijzondervan rubber-asfalt.8. De gewone asialt-voegvullingen zijn slechts middelmatig voldoende.7. Onderhoud van voegen en scheuren in betonverhardlngenA. A. Anderson, voorzitter, bedrijfsleider van het ,,Highways andMunicipal Bureau" van de ,,Portland Cement Association", bericht netvo.gende omtrent het onderhoud van voegen en scheuren in beton-veiha dingen in de verschillende Highway Departments van de Staten.44 Staten, die 90 813 mijl betonverharding onderhouden, onderhoudenvoegen en scheuren periodiek, gewoonlijk in het najaar; 32 statenberichten, dat dat werk jaarlijks wordt gedaan.Het materiaal, waarmede wordt onderhouden, vari?ert sterk. Gebruiktworden geblazen asfalt en rubber-aslalt-mengsels. Gezocht wordt nogsteeds naar het ideale voegvulreparatiemateriaal, dat tegalljk duur-zaam, elastisch onder alle weersomstandigheden, goedkoop en ge-makkelijk te verwerken is en dat niet boven de verharding uitsteekt.Cement 4 (1952) Nr 13-14 223