UITVOERINGSTECHNIEK VOORSPANNINGINJECTEREN VANVOORSP ALENir.A.J.Zielinski, Dywidag Systemen Nederland BY; ZaltbommelHet injecteren van voorspankanalen is van wezenlijke invloed op deduurzaamheid van betonconstructies die zijn voorgespannen metnagerekt voorspanstaal.De meningen over welke methode vaninjecteren in werkelijkheid de meeste zekerheid biedt ten aanzien vaneen volledige vulling van de voorspankanalen, lopen nogal uiteen enblijken meestal niet deugdelijk onderbouwd. Dywidag Nederlandpropageert toepassing van de zogenaamde afperstechniek. De waardevan deze methode is nu met praktijkproeven bevestigd.1. Proefopstelling op het terrein vanDywidag Nederland inZaltbommelOpzet van de proevenHet doel van de proeven was het verge-lijken van diverse methoden van injec-terenvan voorspankanalen. Foto 1geefteen algemene indruk van de proefop-stelling.Erzijn 10 kabels naastelkaarge-plaatst. De kabels zijn 14,60 m lang, meteen maximaal hoogteverschil van 1,25m. De kabels zijn opgebouwd uit 9strengen0 15,7 mm ineen doorzichtigementele onderzoekingen naar speciesa-menstelling en de wijze van het vullenvan de kanalen [1, 2, 3]. Telkens weerblijkt dat zowel internationaal als na-tionaal verschillende standpunten wor~den verdedigd omtrent het injecterenmet specie op cementbasis. Overigenszonder overtuigend bewijsmateriaalaan te dragen.Een tot nu toe minder gebruikelijkemethode van injecteren is de zoge-naamde afperstechniek. Hierbij wordtna het injecteren een hoge druk op despecie aangebracht waardoor opgeslo-ten water en lucht uit de kanalen wordtgeperst via de voorspanstrengen die alsdrainage functioneren. In het verledenis incidenteel ervaring opgedaan metdeze afperstechniek(o.a. bij debouwvanDe problematiek van het injecteren isonderzochtin diverse studies en experi-Injecteren van voorspankanalen isnodig voor de bescherming van?? voorspanstaal tegen corrosie, en hettot stand brengen van de hechting tus-sen de voorspanelementen en het om-ringende beton. Controle op volledigevullingvanvoorspankanalenende kwa-lite?t van de gebruikte injectiespecie, isonder praktijkomstandigheden vrijwelonmogelijk. Bekende problemen diezichvoordoen bij injectievolgens de ge-bruikelijke methoden en metspecies opcementbasis zijn onder andere het op-sluiten van luchtbellen en de vormingvan waterlenzen ten gevolge van water-afscheiding.de tuibrugover de Waal bij Tiel). Bij debouw van stormvloedkering in de Oos-tersche1de is voor het eerst de afpers-techniek op grote schaal toegepast.Dankzij veel onderzoek en controleheeft men daar goede ervaringen opge-bouwd.Bij Dywidag Systemen NederlandBVismen ervan overtuigd dat de afperstech-niekeen uitstekend hulpmiddelisvoor-spankanalen optimaal te vullen. Hetsysteem is eenvoudig en men kan opeenvoudige wijze controles uitvoeren.Omdat de resultaten van proeven metde afperstechpiek steeds 'onzichtbaar'waren, is besloten enige vergelijkendeproeven te doen met 'zichtbare' resulta-ten. Daartoe zijn op 17 oktober 1985 inZaltbommel door DSNL injectieproe-ven uitgevoerd, met medewerking vanr---~-------~~-~---,--~---~----.---, Rijkswaterstaat directie Bruggen en di-rectie Sluizen en Stuwen, alsmede deTechnische Hogeschool te Delft [4].Cement 1986 nr. 4 55UITVOERINGSTECHNIEK VOORSPANNING2 Schema van de vijfinjectiemethoden die zijntoegepast voor de injectieprotwen. ]>~rmethode zijn twee proeven uitgevoerdCD??~ = injectie-/ontluchtings-kap.Y = ontluchting.g = afdichtingmet SIKAv??r afpersen.= injecteren.NI =.,na-injecteren.AP = afpersen.~I,AP?3 Door de kunststofomhullingsbuizen zijn op dehoogste punten grote lucht- enwateropsluitingen zichtbaar4 Na afloop van de injectieproevenzijn de omhullingsbuizenopengezaagd om de resultaten tekunnen tonenkunststofomhullingsbuis 076/86 mmoDe strengen zijn zodanig met de handaangetrokken, datzij hetwerkelijkever-loop van gespannen strengen naboot-.sten.Figuur 2 geeft schematisch de gekozenuitvoeringsmethoden van de 10 injec-tieproeven weer (2 proeven per metho-de).AenB zijn twee gebruikelijkeinjec-tiemethoden, nl. zonder en met na~injecterenvan kanalen. C, D enE zijn drieinjectiemethoden met gebruik van deafperstechniek .Er is steeds ge?njecteerd met specie be-staande uit Enci portlandcement klassePi., 1%Tricosal H181 en een water-ce-mentfactor van 0,37 ? 0,38.Proe&esultatenIn de voorbereidende fase is gebleken 1------------------------------1dat het in de praktijk niet mogelijk is alhet spoelwater weg te blazen.Er is daar-om water in de kanalen gebracht via deinjectievoorzieningen, zodat in alle ka-nalen nagenoeg een gelijke hoeveelheidwater aanwezig was (4 liter). .Tijdens het injecteren was duidelijkzichtbaar dat de specie zich in een vrijsmalle stroomdoor devoorspankanalenverplaatsteendatonmiddellijkwateraf-56 Cement 1986 nr. 4scheiding plaats vond. De specie kroopals hetware onder het spoelwater, zodatdit niet volledig naar de uitstroomzijdewerd gedrukt. Ook de opgesloten luchtWas duidelijk zichtbaar. In de proeven-series A, B, C en D is vanuit punt 1(uit-einde) ge?njecteerd; in serie E vanuitpunt 3 (midden). De ontluchtingen inde punten 2, 3 en 4 werden gesloten alsdaar enige tijd specie uit vloeide.Methode A: injecteren 'vol is vol'Er is als het ware 'blind' ge?njecteerdzonderrekening te houden met de vul-ling vande kanalen, zoals deze door deomhulling heen zichtbaar was. Op hetmomentdatde specie uitdeontluchtingop het hoogste punt vloeide, was heteerste deel van de voorspankanalen nogniet volledig gevuld. Ongeveer 15 mi-nuten na het injecteren waren circa 2 mlange lucht- en wateropslu?tingenzichtbaar terplaatse vanhet middenvande voorspankanalen (foto 3). Ook achterde ankerplatenblekengrote niet-gevul-de ruimtes te zijn ontstaan.Methode B: injecteren en na-injecterenDe voorspankanalenB1enB2 zijn ge?n-jecteerd zoals de kanalenAl enAZ. Cir-ca 40 minuten na injecteren zijn de ka-nalen vanuit de punten 2 en 4 na-ge?n-jecteerd, waarbij de zichtbaarheid vandevullingwerd benutvoorhetoptimaalna-injecteren, tot al de lucht- en water-opsluitingen uit de kanalen war?n ver-drongen. Een uur later hadden zich op-nieuw aanziefilijke waterlenzen ge-vormd ten gevolge van verdergaandewaterafscheiding. Achter de ankerpla-ten bleken enkele strengen niet afdoen-de met specie omhuld.Methode C, D en E: injecteren en afpersenDeze proevenseries zijn 'blind' uitge-voerd. Bij het verminderen van de wa-teruitstrorning uit de strengen is het af-persen be?indigd, zonder' rekening tehouden metde doorde omhulling heenzichtbare luchtbellen. Na het injecterenvan de kabelkanalen Cl en C2 is eensoortgelijk beeld als bij de proeven A enB ontstaan. Tijdens het afpersen nam deomvangvan de lucht- enwaterbellenaf.Hetfunctioneren van de afperstechniekwas bij de proevenserie D het meestovertuigend, omdat in dit geval g??ntussenonduchtingen zijn toegepast.Opvallend was hoe de opgesloten luchtonder druk, zonder in contact te staanmet de strengen verdween.Tijdens de proevenserieEis sterk totui-ting gekomen, dat het injecteren en af-persen Van de kabelkanalen vanuit hetmidden zeer goed werkt en veel snellerverloopt dan het eenzijdig afpersen (se-rieCen D).Cement 1986 nr. 4Foto 4 toont de resultaten van de proe-ven. De vulling van de afgeperste voor-spankanalenis beter dan de traditioneelge?njecteerde kanalen. Het kan echterniet in alle gevallen 100% bevredigendworden genoemd. De reden kan wor-dengezochtinderelatieflagedrukvan 5?6 bar voor de proeven; in de praktijkis8 ? 10 bar gebruikelijk.Deenkeleovergeblevenluchtbellenzijnplat en hebben beperkte lengte. Deruimten achter de ankerplaten zijn vrijgoed gevuld; daar waar holle ruimtenzijn aangetroffen, waren de strengengoed omhuld. .DiscussieDe vulling van voorspankanalen is vanvele factoren afhankelijk. De belang-rijkste zijn:- het beloop van de kabels (lengte,hoogteverschillen, krommingen);- de groottevande kabelsenkabelkana-len (aantal strengen, type omhulling,doorsnede omhulling);- atmosferische omstandigheden (tem-peratuur, vochtigheid);- injectiespecie (samenstelling, eigen-schappen van de grondstoffen);- injectiemethode (voorzieningenaande kanalen, injectie-apparatuur, in-jectieprocedure);Verbetering van de kwaliteitvan het in-jecteren van voorspankanalen met spe-cie op cementbasis kan in pricipe vantwee kanten worden bereikt:1.traditioneel injecten met 'super-spe-cie';2.toepassen van geavanceerde injectie-technieken voor 'standaardspecie'.Een 'super-specie' dient een probleem-loze vulling van de voorspankanalen tegaranderen. Het ontstaan van holleruimten tengevolgevanluchtopsluitin-gen en waterafscheiding tijdens het in-jecteren en ook tijdens het verhardenvan specie dient uitgesloten te zijn.Bij gebruik van de in de praktijk be-proefde 'standaard-specie' zal altijd wa-terafscheiding plaatsvinden. Ter plaatsev:m de hoogst gelegen .stukken van devoorspankanalenzullen altijd holleruimten ontstaan, als gevolg van lucht-opsluiting en waterafscheiding alsmededoor achtergeblevenspoelwater.Hetin-jecteren volgens metliode A (vol is vol),dient derhalve als minder geschikt teworden beschouwd,zekerbij zwaarderekabels ofkabels met aanzienlijke hoog-tevariaties.N a-injecteren resulteert in tijdelijkeverwijdering van lucht en vrij water uitde kabelkanalen. Na enige tijd wordenechter opnieuw waterlenzen gevormddoor verdergaande waterafscheiding.Volgens Duitse voorschriften dient mentwee keer na te vullen. Het na-injecte-ren wordt bemoeilijkt door het opstij-ven van de specie, terwijl men niet kanobserveren wat er in de kabelkanalenplaatsvindt.Injecteren en aansluitend daarop afper-sen van lucht en water via de als drainsfunctionerende strengen blijkt goeduitvoerbaar te zijn. De afperstechniek isin principe eenvoudig, indien men een-maal de grondbeginselen beheerst. Ietsverhogen van de water-cementfactorom hetrisico van verstoppingen tijdenshet injecteren te verminderen, is danverantwoord,omdathetwaterernader-hand weer uit geperst wordt.BesluitAande hand van hetverkregen vergelij-kingsmateriaal en de eerder opgedanepraktijkervaringen lijkt hetverant-woord te concluderen dat de afpers-techniek eengoede oplossing biedtvoorhetinjecterenvanvoorspankanalen metstrengen en een vrij grote zekerheidgeeft voor een goede vulling van voor-spankanalen .Het verdient aanbeveling de nieuwe af-perstechniek verder te bestuderen en. ontwikkelen. Stuvo en CDR kunnendaarbij een belangrijke rol spelen.Literatuur1. CDR-rapport27, Onderzoekoverin-jectieproblemen bij voorgespannen be-ton; 19632. Engelke, P., et al, ZurEinpresstechnikbei Spannglieders mit mehr als 1500 kNSpannkraft; 19793. Deutsche Ausschuss f?r Stahlbeton,Heft 353, 19844. Zielinksi, A.J., Injectieproeven;DSNL-rapport, 198557
Reacties