Vier veiligheidswanden vanbeton voorDSMinZuid-LimburgInleidingVoor DSMin Zuid-Limburg, in het Tanken-parklil te Geleen, worden dit jaar door VanEgteren Bouwnijverheid BV drie bijzonderebetonconstructies gebouwd. Het gaat hier omzgn. veiligheidswanden van voorgespannenbeton, die elk om een stalen opslagtank ko-men te staan ten einde bij deze tank de be-scherming tegen bijzondere invloeden van in-en externe oorsprong te vergroten.Gezien hun functie komen deze wanden over-een met de veiligheidswanden bij de opslagvan LNG, LPG en andere tot vloeistof gekoei-de gassen, zoals die al meer dan eens in Ce-ment aan de orde zijn geweest [1, 2, 3]. Maarterwijl de opslagtanks voor LNG en LPGmeestal een capaciteit van 50 000 ?100 000 ma bezitten, zijn de in aanmerkingkomende DSM-tanks niet groter dan zo'n25000 ma, Dat verschil is echter uitsluitendeen kwestie van schaal, waardoor aan .deprincipes van de veiligheidswand niets ver-andert.Een groter verschil ligt misschien in het feitdat van de hier beschouwde drie DSM-tankser zeker ??n niet tot de categorie 'gekoeldeopslag' behoort. Daardoor vervallen enkeleontwerp-criteria die met de zgn. cryogeneeisen samenhangen. Desondanks blijft erook in dat geval sprake van een 'gevaarlijkestof', waarbij evenzeer een betonnen veil ig-heidswand rondom de opslagtank een bete-re bescherming naarbinnen en buiten biedt.De drie bedoelde veiligheidswanden zijn inzowel constructieve als uitvoerinqstechni-sche opzichten identiek aan een veilig-heidswand die in 1977/1978 eveneens doorVan Egteren Bouwnijverheid BVop de DSM-terreinen is gebouwd voor SBB-UKF te Ge-leen (foto I). Daarom wordt dit viertal in ??nartikel behandeld.VoorgeschiedenisDeze vier betonnen veiligheidswanden uit1978 1980 zijn voor DSM beslist niet iets'nieuws', want in de voorafgaande jaren wer-den er eveneens in opdracht van DSM Afde-ling Nieuwbouw in Zuid-Limburg 11 ge-bouwd, zodat binnen enkele maanden hettotale aantal op 15 komt (tabel I).Het is overigens opmerkelijk dat de eerstebetonnen veiligheidswand bij DSM niet directals zodanig wasontworpen: Wanttoen in 1974werd besloten om een bestaande nafta-tankCement XXXII (1980) nr. 11bij de nafta-kraker 11 (NAK 11) van een beton-wand te voorzien, gebeurdedatmetde bedoe-Iing omin geval van ernstige lekkage e.d. een'opvang' te bezitten. Er was namelijk niet vol-doende ruimte voorde gebruikelijke 'tankput'met een aarden wal. Daarom kreeg deze be-tonwand, die aanvankelijk 'omwalling' werdgenoemd, een hoogte van 11,5 m (bij eentankwandhoogte van 15,6 mi, zodat de op-vangcapaciteit even groot was als de nuttigetankinhoud van 15000 ma. Gezien zijn698IVoltooide veiligheidswand rondomemmoniek-tenk; de afdrukken van dekl?mbek?sting (panelen en stijlen) zijnzichtbaarfoto: AA van derVlist2Betonnen wand in uitvoetinqfoto: DSM* De codering is overeenkomstig [2, 6], waarin C = beton (concrete), I = isolatie (insulation)en S = staal (steel), speciaal staal of normaal koolstofstaal, terwijl een spouw wordtaangegeven met -t-,** MTBE = methyl-tertiair-butyl-ether, een octaanverbeteraar van benzine.produkt code* inw.diam. hoogte wanddikte1 nafta 41,8 11,5 0,30/0,252 acrylnitril (ACN) 24,9 14,0 0,60/0,303 propeen (-48 0G) 36,0 26,7 0,254 etheen (-104?C) C-SIS 29,5 25,7 0,305 butadieen (-4 ?C) C-IS 24,0 19,9 0,306-8 nafta/gasolie (3x) C-S 53,0 20,0 0,359-10 nafta/gasolie (2x) C-S 24,5 15,9 0,3011 benzeen 8,0 8,0 0,2512 ammoniak (-36?C) C-IS 40,1 23,3 0,3013 MTBE** C-S 24,5 15,9 0,3014 butadieen (-4 ?C) C-IS 27,9 21,6 0,3015 etheen (-104?C) C-SIS 28,8 24,3 0,30Tabel 1Overzicht betonnen veiligheidswanden bijDSM in Zuid-Limburg (de nummers 3,4 en 13zijn gerealiseerd voordat de stalen tank werdgebouwd; de overige zijn om bestaande tanksgeplaatst)'opvang-functie' werd deze betonwand al-leen in horizontale richting voorgespannen.Aldus kwam het idee van een betonnen vei-Iigheidswand, hoewel nog niet als zodanigbeschouwd, bij DSM eerder tot toepassingdan bij de LNG-opslagtanks op de Maasvlak-te uit 1975/1976 [1].Deze eerste DSM-veiligheidswand was nogmaar een paar maanden oud, toen hij aan eenbijzonder zware praktijkbelasting werdblootgesteld. Dat gebeurde op 7 november1975, toen er in de nabije nafta-kraker 11 (NAKeen zware explosie plaatsvond [4]. Dezeexplosie, die onmiddellijk werd gevolgddoor een hevige brand, werd voorafgegaandoor een lekkage als gevolg van leiding?breuk. Daardoor ontsnapte een hoeveelheidtot vloeistof gekoeld propeen, dat vervol-gens verdampte, waarna een gas/lucht-wolkontstond die door een of andere ontste-ki ngsbron tot explosie is gebracht.De betonwand, hoewel niet hiervoor be-doeld, bleek deze explosiebelasting goeddoorstaan te hebben, zodat die wand nogaltijd intact is. Deze praktijkervaring werdvoor DSM een belangrijke reden om met hettoepassen van dergelijke betonwandenvoort te gaan. Vanzelfsprekend was de ont-wikkeling op dit gebied geleidelijk en nietsprongsgewijs.Aanvankelijk werd aan de om bestaande op-slagtanks te bouwen betonwanden vooral defunctie van 'bescherming tegen uitwendigeinvloeden' toegekend. Vandaar dat in die tijdde naam 'schermwand ' zijn intrede deed. Desedertdien gebouwde betonwanden bezit-ten alle dezelfde hoogte als de te bescher-men opslagtank. Voor de alleszins gewenste'natuurlijke ventilatie' van de spouw is dieverhoging niet ongunstig, integendeel, vol-gens een windtunnel-onderzoek in het Na-tionaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratori um(NLR), uitgevoerd in opdracht van DSM Af-deling Nieuwbouw [5], 'is de ventilatie bijhoge beschermwanden beter dan bij lage'.Dat onderzoek is verricht op modellen(schaal 1:100) van wanden met een hoogtevan 24,7 m en van 19,7 rn, met een spouw-breedte van 3 m.Bij het ontwerp van de eerstvolgende beton-wanden is aan de 'invloeden van interne oor-sprong' niet zoveel aandacht besteed. De aardvan de opgeslagen produkten gaf hier geenaanleiding toe en bovendien waren de inzlch-ten op dit gebied nog niet zo tot ontwikkelinggekomen. Zo werd er een wand in gewapendDe codering is overeenkomstig [2,6]; zie ooktabel 1.Cement XXXII (1980) nr. 11beton uitgevoerd en kreeg de daarop volgen-de wand nog veel duidelijker de kenmerkenvan een 'schermwand " want deze wand moestallereerst dienen als bescherming tegenscherven e.d. en is zonder bezwaar van eendeur voorzien.Bij de daarna gerealiseerdebetonwandenechter ook de bescherming tegen inwendigeinvloeden (weer) in de beschouwing betrok-ken, daar de inzichten dienaangaande warenverdiept. Grote lekkage van stalen tanks isimmers ook mogelijk zonder dat de tankwandzelf lekt, maar bijvoorbeeld door het bezwij-ken van aansluitingen, leidingen, afsluiters,koppelingen e.d. die zich op of aan de tankbevinden. Vandaar dat de veiligheidswandenbij DSM al enige tijd worden ontworpen invoorgespannen beton (met zowel horizontaleals verticale voorspanning), zoals ookblijkt uithet hier beschreven viertal betonwanden.Deze vier veiligheidswanden bij DSM behorendaarom duidelijk tot een ontwikkelingslijn, diefeitelijk al in 1974 is begonnen en die zeker nunog niet tot een einde is gekomen. Bij zowelhet ontwerp als de uitvoering van dit viertalheeft men bij DSM kunnen putten uit de in-middels opgedane ervaringen en de hieropgebaseerde inzichten.Hoewel op diverse plaatsen in ons landsoortgelijke betonconstructies zijn of wordengebouwd, hebben de DSM-veiligheidswan-den met de daaraan ten grondslag liggendeervaringen en inzichten tot nu toe niet zo'nbrede belangstelling gekregen. Dat zal vooreen belangrijk deel het gevolg zijn van degeografisch wat excentrische ligging van deDSM-terreinen, die bovendien gekenmerktworden door concentratie en beslotenheid.Dit moet tevens de reden zijn waarom de be-trokkenen, ook letterlijk, niet aan de weg tim-meren.Alle DSM-veiligheidswanden, binnenkort 15in totaal, zijn rondom stalen opslagtanks ge-plaatst, in twaalf gevallen ging het om be-staande tanks, slechts in drie gevallen is destalen tank pas na voltooiing van de veilig-heidswand gebouwd.De stalen tanks zijn en worden gebouwd over-eenkomstig de daarvoor bestaande voor-schriften, zoals de API Standards (API = Ame-699rican Petroleum Institute) en de British Stan-dards (BS). Dergelijke tanks zijn enkelwandig(S)*, enkelwandig met een isolatie aan de bui-tenzijde (IS)*, of dubbelwandig met een isola-tie tussen de binnen- en buitentank (SIS)*.De bedoelde voorschriften zijn uiteraardvoortdurend in ontwikkeling. Daarbij komt dater ook ten aanzien van de veiligheidseisengeleidelijk nieuwe inzichten ontstaan. Als ge-volg daarvan kan ertoe worden besloten ombestaande opslagtanks van een betonnen vei-ligheidswand te voorzien en ook om bij debouw van nieuwe tanks een dergelijke wand aldirect in het ontwerp op te nemen. Zoals el-ders in het land, gebeurt dit bij DSM in nauwoverleg met de overheid die daarbij aanwijzin-gen geeft en wensen uit, daar op dit gebiednog geen complete voorschriften bestaan. Decriteria voor de beslissing 'een veilig-heidswand of niet' zijn kennelijk nog steedsniet goed teformuleren. Met andere woorden:wat vandaag niet nodig wordt geacht, kanmorgen een dwingende eis zijn. Ook in ditverband is er duidelijk sprake van een ontwik-keling.Er zijn verscheidene redenen waarom be-staande tanks niet allemaal tegelijk van eenbetonnen veiligheidswand worden voorzien,gesteld dat dit nodig wordt geacht. Uiteraardspelen financi?le overwegingen een rol, zij hetbelang, want van veel meerinvloed zijn de bedrijfstechnische en organi-satorische overwegingen. Bovendien moet derealisatie van een veiligheidswand op deDSM-terreinen noodgedwongen aan allerlei(veiligheids)eisen worden gebonden.Nog belangrijker is ongetwijfeld het feit, datelke veiligheidswand die rondom een be-staande opslagtank wordt geplaatst, eennieuw probleem introduceert: er ontstaat na-melijk een spouw (1,5 ? 2,5 m breed, 15 ? 25 mhoog). Deze spouw vormt een zgn. 'beslotenruimte' waarvoor uit veiligheidsoverwegingenspeciale voorschriften gelden.Uitgangspunten bij het ontwerpBij het ontwerpen van betonnen veiligheids-wanden rondom stalen opslagtanks wordendoor DSM Afdeling Nieuwbouw al enige tijdde volgende uitgangspunten ingenomen. Hetzal duidelijk zijn, dat die vooral op de praktijk-ervaringen vanaf 1975 stoelen._ Binnen de veiligheidswand moet de geheletankinhoud opgevangen kunnen worden. De-ze 'opvang-functie' kan ruimschoots vervuldworden aangezien de wand tevens de geheletank moet afschermen en deze 'scherm-functie' leidt tot een veiligheidswand met de-zelfde hoogte als de tankwand.-Daar de veiligheidswand de gehele tankin-houd moet kunnen bergen, dient deze wandberekend te zijn op debijbehorende hydrosta-tische druk. De maximaal te verwachten vloei-stofhoogte en de dichtheid (volumieke massa)van de desbetreffende vloeistof (zie tabel 2)zijn hierbij maatgevend. De bedoelde vloei-stofdruk dient te worden opgenomen door(horizontale) voorspanning.- De door de veiligheidswand gevormde 'op-vang' dient waterdicht te zijn. Deze voorwaar-de stelt speciale eisen aan de waterdichtheidvan het beton, van de eventuele aansluitingenwand/wandfundering en wand/tankfunde-ring, van de eventuele stortvoegen enz. Degewenste vloeistofdichtheid, d.w.z. hetscheurvrij-zijn, moet ook worden verkregendoor (verticale) voorspanning.De controle op de bedoelde waterdichtheidkan gebeuren met de zgn. 'watertest',waarbijde waterhoogte zodanig is dat de hydrostati-sche belasting 1,25 maal de gebruiksbelas-ting bedraagt (Van de meeste tot vloeistofgekoelde gassen en van anderekoolwater-stoffen e.d. is de dichtheid kleiner dan die vanwater!).Is de veiligheidswand rondom een bestaandetank geplaatst, dan dient ook deze tank gelijk-tijdig met water te worden gevuld; dat is uiter-aard niet mogelijk als de tank met hetopgesla-gen produkt gevuld moet blijven. De 'water-test' is ook niet mogelijk bij een veilig-heidswand rondom een bestaande tank dieaan de buitenzijde van een isolatie isvoorzien.Wordt bij nieuwbouw de stalen tank pas laterbinnen de veiligheidswand gebouwd, wat ge-bruikelijk is, dan levert de 'watertest' geenenkel probleem.Vooral als de 'watertest' achterwege moetblijven, dient aan het beton (samenstelling,verdichting enz.) en evenzeer aan de uitvoe-ring van het betonwerk veel zorg te wordenbesteed. Voor de gewenste waterdichtheidvan de betonwand is hettevens van belang dathet aantal doorvoeringen tot het uiterstewordt beperkt. Vandaar dat de leidingen bijvoorkeur 'overdetop' worden gevoerd, vooralbij opslagtanks met 'gekoelde opslag'. (Omhet in de spouw gekomen water te kunnenverwijderen, zal gebruik worden gemaakt vaneen afsl uiter.- Bij opslagtanks met 'gekoelde opslag' dientde veiligheidswand berekend te zijn op zowelgelijkmatige afkoeling als ongelijkmatige af-koeling (temperatuurgradi?nt) (zie tabel 2).Inverband met deze 'cryogene eisen' wordt ge-steld dat de betonwand onder de bedoeldeomstandigheden over ten minste ruim V3 vande doorsnede ongescheurd moet blijven; bijde thans gebruikelijke wanddikte van 0,30 mwordt de dikte van de niet-gescheurde zoneopten minsteO,12 m gesteld.De hiervoor noodzakelijke 'temperatuur-voorspann ing' zal groter moeten zijn naarrna-te de opslagtemperatuurlager is.- Bij veiligheidswanden rondom tanks metCement XXXII (1980) nr. 11'gekoelde opslag' kan het noodzakelijk zijnOm er rekening mee te houden dat de mecha-nische eigenschappen van normaal beton-staal evenals die van normaal (koolstof) staalongunstig worden be?nvloed door (zeer) lagetemperaturen. In dergelijke gevallen kanvoorspanstaal als wapening worden toege-past en zal bijvoorbeeld een mangat met af-sluiter 'cryogene eigenschappen' moeten be-zitten. Ook de keuze van voegstrippen e.d. zalhiervan afhankelijk kunnen zijn._ Aan de weerstand van een veiligheidswandtegen uitwendige explosiebelastingen wor-den vooralsnog geen speciale eisen gesteld.Op dit gebied bestaan immers nog geen alge-meen geldende voorschriften en bovendienbestaat er zeker nog geen eenstemmigheidover de wijze waarop een bepaalde eis inconstructieve zin 'vertaald' moet worden.Vanzelfsprekend worden de ontwikkelingenop dit gebied nauwkeurig gevolgd en wordtniet nagelaten om de tot dusver bekende re-kentechnieken toe te passen, waar dit maarenigszins mogelijk is. Op grond van de eigenpraktijkervaring in 1975 kan echter wordenaangenomen, dat een cilindrische beton-wand met een dikte van 0,30 m een vrij groteexplosiebelasting kan weerstaan.- Ook aan de weerstand tegen 'inslagen' vanscherven, weggeslingerde brokstukken,'stompen' e.d. worden geen speciale eisengesteld. De praktijkervaring in 1975 is in ditopzicht niet zo duidelijk. Maar de voor deberekening vande 'penetratie-weerstand' be-kende formules [6]. hoe bescheiden ook, ge-ven een goede indicatie dat een wanddiktevan 0,30 m een vrij grote weerstand tegen'inslagen' bezit.- Met de mogelijkheid van een explosie in despouw wordt bij het ontwerpen van betonnenveiligheidswanden geen rekening gehouden;een spouwexplosie zou overigens ook op eennormale stalen opslagtank een desastreuzeuitwerking hebben!De vorming van een explosief gas/lucht-mengsel in de spouw zal tijdig worden gesig-naleerd doordat elke spouw wordt voorzienvan gas-detectoren ('snuffelaars'), die op eencentrale meldingskamer zijn aangesloten.Gezien de vrij sterke 'natuurlijke ventilatie'van de spouw wordt de kans op de aanwezig-heid van een grote hoeveelheid gas minimaalgeacht, terwijl verder de kans opeen of andereontsteking eveneens uiterst klein zal zijn.- Ter bevordering van de 'natuurlijke ventila-tie' wordt een spouw als regel niet afgedekt.Daardoor moeten voor de verwijdering vaneventueel in de spouw gekomen water voor-zieningen worden getroffen, meestal in devorm van een afsluiter, die bij opslagtanks met'gekoelde opslag' aan zgn. 'cryogene eisen'moeten voldoen.- Wat betreft de weerstand tegen warmte-uitstraling door een nabije brand wordt alleende eis gesteld 'dat de veiligheidswand tenminste ??n brand moet overleven', wat echtermet de thans beschikbare rekentechniekennog niet zo gemakkelijk te controleren is.Maar ook in dit opzicht geeft de praktijkerva-ring van 1975 een zeker vertrouwen.Overigens worden alle veiligheidswandenaan de buitenzijde voorzien van een bluswa-terleiding (sprinkler-installatie) om de ge-wenste bescherming te kunnen geven. Een700dergelijkevoorziening zou kunnen falen, bij-voorbeeld onder invloed van de stralinqs-warmte, waarna het voorspanstaal zo'n hogetemperatuur kan krijgen dat het zijn functieverliest. Desondanks zal de veiligheidswandintact moeten blijven als 'schermwand'. Diezekerheid lijkt verantwoord, althans zolangdez? wand niet op vloeistofdruk wordt belast;het gelijktijdig voorkomen van twee calami-teiten (externe brand en bezwijkende tank)wordt echter onwaarschijnlijk geacht._ Bij tanks meteen opslagtemperatuurbovenca. -5?C wordt ook ondergronds een'schermwand' aangebracht, in de vorm vaneen stalen damwand die ca. 6 m diep reikt.Deze wand moet ervoor zorgen dat een lek-kende tankwand of -bodem niet tot onder-spoeling van de veiligheidswandleidt. Bij la-gere opslagtemperaturen is dit gevaar niet teduchten omdat de grond direct zal bevriezenzodra de koude vloeistof ermee in contactkomt.Constructie en detailleringDe vier DSM-veiligheidswanden (de nummers12 tlm 15 van tabel 1) behoren zowel con-structief als uitvoeringstechnisch bij elkaar,vandaar dat zij in ??n artikel worden behan-deld. Dit viertal draagt, zoals al gezegd, dekenmerken van een ontwikkeling die in 1974 isbegonnen. DSM Afdeling Nieuwbouw heefthierbij de in voorafgaande jaren opgedane er-varing ingebracht en samen met Van EgterenBouwnijverheid BV zowel de constructie alsde detaillering verzorgd. Daarna kon met deuitvoering worden begonnen.Het algemene ontwerp van een veilig-heidswand, op basis van de genoemde uit-gangspunten, moet altijd worden gevolgddoor een veel omvangrijker werk: de detaille-ring. Een cirkelcilindrische betonwand magdan constructief bijzonder eenvoudig zijn, dedetaillering van zo'n veiligheidswand vereiststeeds weer veel werk.Waarschijnlijk meer dan in andere gevallenmoet de constructie van veiligheidswandenworden afgestemd op de uitvoering, vooralomdat de opzet en het verloop van de werk-zaamheden veelal in belangrijke mate wordengedecreteerd door bedrijfstechnische condi-ties en vooral - door veiligheidseisen. Zomoesten drie van de vier veiligheidswanden(behalve nr. 13) rondom bestaande opslag-tanks worden gebouwd, terwijl de ammoniak-tank (nr. 12) daarbij in bedrijf, d.W.Z. gevuldmoest blijven. Bij de twee enkelwandige tanksmet een isolatie aan de buitenzijde (nrs. 12 en13) diende die isolatie niet beschadigd te wor-den.Verder was het bij debouw van alle vier beton-wanden verboden om met bouwkranen tewerken vanwege het grote gevaar dat zij kun-nen opleveren voor naburige tanks, leidingene.d. De aldus aan de uitvoering gestelde eisenzijn van invloed geweest op de constructie endetaillering.Bij het bouwen van een veiligheidswand rond-om een bestaande opslagtank zijn omvang enaard van de tankfundering veelal in belangrij-ke mate bepalend voor de detaillering van de-ze wand. Daarbij moet vooral worden gedachtaan de aansluitingen wand/wandfunderingen wandfundering/tankfundering, die in elkdichtheid grootte van de temperatuur-produkt (kg/m3) gelijkmatige gradi?ntafkoelingammoniak (-36?C) 680 -36?C 62?CMTBE (+35 ?C) 750butadieen "C) 650 -20?C 31?Cetheen (-104?C) 570 _77?C 104?C3Verticale doorsnede veiligheidswand rondomemmenlek-tenk met horizontale span kabels12/12,5 (onderste gedeelte) en 12/7,5 (overigegedeelte)27500+90150 150350Tabel 2Enkele gegevens voor het ontwerpCement XXXII (1980) nr. 11geval waterdicht moeten worden en veelalook flexibel moeten zijn. Daar deze aansluitin-gen bij elk van de vier betonwanden weer an-ders zijn, worden zij in dit artikel afzonderlijkbehandeld.De vier betonnen veiligheidswanden zijn ge-bouwd op een grondslag die tot een diepteVan ca. 6 m overwegend uit niet-homogeenl?ss-leem bestaat, terwijl de dieper gelegenlagen uit grindhoudende zanden bestaan. Opeen dergelijke ondergrond kan een verticaledruk van 0,15 0,20 N/mm2 worden toeqela-ten. Daarom is elke betonwand van een ver-brede voet voorzien.Het lag voor de hand om de aansluitingwand/voet monolitisch, d.w.z. buigstijf temaken om ook op deze wijze de verticalegronddruk te beperken. Een dergelijke op-lossing vereiste echter een nadere detaille-ring, daar zo'n funderingsvoet feitelijk driefuncties kan vervullen:? afdichten, d.w.z. waterdicht en veelal ookflexibel;? glijden, m.a.w. een glij-oplegging;? bergen van de verticale voorspan-veranke-ringen.Vooral ter verkrijging van de gewenste water-dichtheid en -zonodig - de gewenste flexibili-teit is al in 1977, bij het ontwerp van de veilig-heidswand voor de ammoniak-tank (nr. 12),gestreefd naar een splitsing van deze driefuncties en zo mogelijk een verplaatsing ervannaar verschillende niveaus.Wat betreft het 'afdichten' en 'glijden' is feite-lijk voor elk van de vier betonwanden een ei-gen oplossing gevonden, maar voor het 'ber-gen' is bi j alle vier wanden dezelfde oplossingtot toepassing gekomen: voor de verticalevoorspanning worden namelijk zgn.luskabelsvolgens het systeem Freyssinet (kabels 12/7,FeP 1670) toegepast Dat systeem met luska-bels is in 1977 voorgesteld door IBIS Neder-land BV, die daarmee deze nieuwe methodevan verticaal voorspannen in ons land intro-duceerde. Dat dergelijke luskabels ook thansworden toegepast, is op zich al een bewijs datde toen voorgestelde oplossing 'goed' is.Van elke luskabel. die aan beide einden tege-lijk wordt gespannen, komen de beide veran-keringen bovenin de betonwand. Aan deonderzijde ontbreken dus de sparingen, dietoch altijd moeilijk goed waterdicht zijn te ma-ken, hoewel dit beslist nodig is omdat hier invoorkomende gevallen de grootste hydrosta-tische druk zal optreden. Bovendien behoe-ven de bovenin de wand geplaatste veranke-ringen geen 'cryogene eigenschappen' te be-zitten.701Ook al omdat inmiddels was besloten de be-tonwand (nr. 12) met behulp van eenklimbe-kisting uit te voeren, in 'ringen' van 1,60 m (zieverder), kreeg de voorgestelde oplossing metluskabels de voorkeur. De toepassing van zgn.blinde verankeringen is zeker overwogen,maar voorspanstaven zouden dan onvermij-delijk een aantal malen met (dure) koppelin-gen verlengd moeten worden.Bij de aldus gekozen oplossing behoeven al-leen de omhullingen te worden verlengd, ter-wijl pas na voltooiing van het betonwerk devoorspankabels worden aangebracht.Ook voorde horizontale voorspanning is hetsysteem Freyssinet gekozen. Voor het veran-keren van de kabels is elke betonwand aan debuitenzijde voorzien van vier spanribben of-consoles (2,50 m x 0,35 m). De kabels lopenelk over een halve omtrek en de verankerin-gen van opeenvolgende kabels zijn verscrin-gend aangebracht.Bij de twee tanks met niet te lage opslaqtern-peratuur (nrs. 13 en 14) kon de gewenste hori-zontale voorspanning worden verkregen metbehulp van kabels 12/7,5, FeP 1670. Bij deandere twee tanks, met (sterk) gekoelde op-slag, maakte de vereiste 'temperatuur-voor-spanning' het noodzakelijk om in het onderstewandgedeelte kabels 12/12,5, FeP 1680 toe tepassen (fig. 3).Het zal duidelijk zijn dat het (onvermijdelijke)mangat en de een of meer noodzakelijkedoorvoeringen in de veiligheidswand 'verste-rend' werken op de overigens evenwijdige lig-ging van de horizontale span kabels.De uitvoering van een betonwand met behulpvan een klimbekisting wordt gekenmerkt doorstortvoegen, waaraan altijd veel zorg moetworden besteed. Voor alle zekerheid is echterelke stortvoeg voorzien van een stalen strip(140 mm x3 mm).Zoals gebruikelijk is, zijn de cirkelcilindrischebetonwanden met hun verbrede voet bij deberekening beschouwd als elastisch onder-steunde liggers, waarvoor computerpro-gramma's beschikbaar zijn. De stijfheid vandefunderingsvoet en de rotatiestijfheid vande fundering kunnen hierbij als 'toegevoegdeveerconstanten' in het rekenmodel wordenopgenomen. Vanzelfsprekend moet ook re-kening worden gehouden met de wrij-vingsweerstand onder de funderingsvoet.De benodigde (horizontale) voorspanning isvooral afhankelijk van de te verwachten hy-drostatische druk en - zonodig - van de mo-gelijke gelijkmatige en ongelijkmatige afkoe-ling die 'temperatuur-voorspanning' noodza-kelijk maakt (tabel 2).gaten IIi\ I ,M-12 h.o.h 350 1tempex302voegstripsR 184002126114420050150I 4504Detail van figuur 3 metaansluiting oud/nieuw5Detail van figuur 4 met voegstrip e.d.Gezien de vrij lage opslagtemperatuur(-36?C) en de vri j grote afmetingen, vooral dediameter (40,1 rn), vereiste de veiligheids-wand rondom de ammoniak-tank (nr. 12) vrijveel voorspanning. De diametervan de beton-wand rondom de etheen-tank (nr. 15) iswelis-waar minder groot (28,8 m), maar als gevolgvan de lage opslagtemperatuur (-104?C) waser vrij veel 'temperatuur-voorspanning' no-dig, namelijk ongeveer de helft van de totalehorizontale voorspanning.Vier veiligheidswandena. rondom de ammoniak-tank (nr. 12)De breedte van de bestaande tankfunderingen de gekozen spouwbreedte hebben ertoegeleid, dat de funderingsvoet excentrischonder de nieuwe betonwand is geplaatst (fig.4). De waterdichte entevens flexibele aanslui-ting oud/nieuw is verkregen met een specialevoegstrip van natuurrubber, dat bestand istegen temperaturen tot ca. -35?C (fig. 5). Hetbetreft hier een 'afgeplatte' Vredestein-voegstrip, die indertijd is ontwikkeld voor deNederlandse Spoorwegen en daarom 'typeNS' wordt genoemd.Deze strip is voorde ene helft ingebetonneerdin de funderingsvoet van de nieuwe beton-wand en voor de rest met behulp van eenspeciale klemconstructie vastgezet op de be-staande tankfundering. Bij de ontwikkelingvan deze klemconstructie heeft Van EgterenBouwnijverheid BV gebruik kunnen makenvan ervaringenbij de bouw van de Afvalwater-zuivering DSM in Stein [7], waar geprefabri-ceerde betonelementen waterdicht ?nflexibel aan elkaar gekoppeld moesten wor-den.6Buigstijve aansluitingen bij deveiligheidswand rondom de MTBE-tank metstalen strippen in de twee stortvoegenDe aldus aangebrachte klemconstructies zijnnaderhand beschermd door een laag vuIbe-ton op de bestaande fundering aan te bren-gen, waarna de verticale voeg aan de boven-zijde werd afgesloten met een voegprofiel.De glij-oplegging (onder de voet en bijgevolgbreder dan direct onder de wand mogelijkzouzijn) is verkregen door onder de funderings-voet een 0,5 mrn dikke glij-folie van polyethy-leen aan te brengen. Deze folie, die aan debovenzijde is afgeschermd met een 50 rnrndikke beton laag, ligt op 5 mrn haarvilt dat vaneen glijlaag is voorzien. Dit hele pakket ligt opeen glad afgewerkte laag beton, met een diktevan 0,20 m, voorzien van een krimpwapening.b. rondom de MTBE-tank (nr. 13)Daar het hierom een geheel nieuwe opslagging, lagen de problemen watanders. Het isnamelijk in dergelijkegevallen goed mogelijk,en gebruikelijk, om eerst de betonwand tebouwen en daarna de stalen tank er binneninte plaatsen. Zoals gebruikelijk is voor niet-gekoelde opslag, lOU de nieuwe tank wordengeplaatstopeen kleine 'terp'.ca, 0,80 m hoog,rondom voorzien van een betonnen ring. Ge-zien de beperkte wandafmetingen, vooral dehoogte (15,9 m),lag het voorde hand om dezebetonnen ringbalk m?t de veiligheidswand enzijn fundering monolitisch uit te voeren (fig.6). Op deze wijze ontstaanbuigstijve aanslui-tingen wand/funderingsvoet en funderings-voetlringbalk, zodat er geen glij-opleggingnodig is.De genoemde drie onderdelen zijn echter nietin ??n keer te storten. Er ontstaan bijgevolg22501850dakleerstalen damwandtwee stortvoegen (de ene verticaal en de an-dere horizontaal), die ter vergroting van dewaterdichtheid beide zijn voorzien van eenstalen strip (140 mrn x 3 mrn). Onder de verti-cale voeg is bovendien een rubber voegbandaangebracht, als extra waterkering.Bij het opeenvolgende storten van funde-ringsvoet en wand diende de krimp beperkt teworden, teneinde de gewenste waterdicht-heid te kunnen behouden. In overleg met deAfdeling MCO-Centraal Laboratorium DSM,i.c, het betonlaboratorium van DSM,is daar-om besloten in dit geval vloei beton toe tepassen. Aan de door de betoncentrale MEBINBV te Urmond aangevoerde betonspeciediende dus een superplastificeerder te wor-den toegevoegd alvorens met het verpompenwerd begonnen.Het lag in de bedoeling om deze werkwijzealleen voor de funderingsvoet en de onderstering toe te passen. Om versch iIlende redenenis er echter mee doorgegaan tot een hoogtevan ca. 10 m, wat bij de uitvoering geen bij-zondereproblemen heeft opgeleverd. Aan hetuiterlijk van de inmiddels voltooide beton-wand zijn geen verschillen te zien. Belangrij-ker is echter, dat deze werkwijze inderdaadhet beoogde resultaat heeft opgeleverd: erzijn geen ongewenste krimpscheuren ont-staan!Daar het produkt MTBE geen gekoelde opslagvereist, diende ook ondergronds een'schermwand' te worden geplaatst. De hier-voor_ aangebrachte damwand, ca. 6 rn diep,R 1000050 150Cement XXXII (1980) nr. 11 702ondergrondse 'schermwand' (damwand)achterwege blijven,UitvoeringBij de uitvoering van de veiligheidswandrondom de bestaande ammoniak-tank (nr. 12)in 1977/1978, diende deze tank in gebruik teblijven. Beide feiten (bestaande tank, gevuldetank) hebben opdrachtgever en aannemerdoen besluiten om debetonwand met behulpvan een klim bekisting uit te voeren. Dezezeis verder ingegeven door het verbod ommetbouwkranen te werken en door nog ande-re, strenge veiligheidseisen.Om de laatstgenoemde redenen bleek het ooknoodzakelijk een bekistingssysteem methandzame onderdelen te gaan toepassen, watonverminderd ook voor de steigers gold. Eenen ander heeft geleid tot de keuze van eenbekistingssysteem dat gebaseerd was op pa-nelen en klimstijlen van Matab BV te Nieuwer-kerk aan de IJssel. De hiermee opgedanegunstige ervaringen hebben ertoe geleid datdit systeem ook dit jaar - en zelfs in dubbeleomvang -op de DSM-terreinen tot toepassingis gekomen.Dit systeem, ontwikkeld uit de Uni-form rnon-tagebekisting, is voor het eerst toegepast bijde bouw van de kerncentrale te Borssele [8].Het wordt gekenmerkt door 0,60 m brede be-kistingspanelen (standaard-MATABschotten,1,80 m hoog) en door tevens als bekisting die-nende stijlen, die 0,10 m en 0,15 m breed zijn.De zgn. klimstijlen, die in de binnenkist wor-den opgenomen, zijn 3,50 m lang; de stijlenvoor de buitenkist zijn 2,10 men 1,80 m lang.Uit deze (handzame) stijlen en panelen wordtzowel de binnenkist als de buitenkist samen-gesteld, met consoles aan de klimstijlen voorde werksteiger aan de binnenzijde van de be-jstalen damwand9Detail van figuur 8 met strip van roestvast staal10Zijkant van de ringbalk met ingebetonneerdestrip van roestvast staal7Flexibele en waterdichte aansluitingen en een'aangespannen' ringbalk bij deveiligheidswand rondom de etheen-tenkfundering worden gespannen, wat uiteraardeen vrij starre verbinding opleverde.Daar slechts geringe zettingsverschillen wor-den verwacht, kon in dit geval worden vol-staan met slechts ??n flexibele en tevens wa-terdichte verbinding, namelijk de aansluitingringbalk/funderingsvoet. Gezien de zeer lageopslagtemperatuur konden rubber voeqstrip-pen niet worden toegepast en daarom is hiereen speciale strip van roestvast staal inqebe-tonneerd (fig. gen foto la). Deze voeg is aande bovenzijde afgesloten met een normaalvoegprofiel dat alleen de indringing van vuile.d. moet verhinderen, zodat er geen 'cryoqe-ne eisen' aan gesteld worden.De funderingsvoet is ook bij deze veilig-heidswand voorzien van een glihoplegging,die in dit geval eveneens onder de aaneren-zende ring balk doorloopt. Daar het hier dui-delijk om een gekoelde opslag gaat, kon eend. rondom de etheen-terik (nr. 15)Deze tank dient voor de opslag van etheen, inhet algemeen de C2-fractie (behalve etheendesgewenst ook ethaan en ethyn). Van hetbeschreven viertal bezit deze tank verrewegde laagste opslagtemperatuur (-104?C), van-daar ook dat er in de betonwand vrij veel'temperatuur-voorspanninq' moest komen,met het gevolg dat hier in het onderste gedeel-te van de wand kabels 12/12,5 nodig waren.De bestaande dubbelwandige tank bezit eenvrij brede fundering, zodat erbij de gekozenspouwbreedte van ca. 2 m maar een vrij smal'vulstuk' nodig was (fig. 8). Deze smalleringbalk kon daarom met behulp van spanale-menten (mono-strengen) tegen de bestaandeC. rondom de butedieen-tenk (nr. 14)Dezetank dient voor de opslag van butadieen,in het algemeen de C4-fractie (behalve buta-dieen desgewenst ook butaan en buteen).Omdat de tank enkelwandig is, met een isola-tie aan de buitenzijde, is zijn fundering vrijsmal. Daar de spouw een bepaalde minimumbreedte dientte bezitten, die hieropten rnins-te 1,95 m is gesteld, diende tussen de be-staande fundering van de tank en de runde-ringsvoet van de nieuwe betonwand een 'vul-stuk' te worden aangebracht (fig. 7).Bij de hiervoor gekozen platte ringbalk dien-den uiteraard de verbindingen zowel water-dicht als flexibel te zijn. De aansluiting vandeze balk met de tankfundering is daaromvoorzien van een haaks omgebogen voegpro-fiel en de aansluiting balk/funderingsvoetwerd om dezelfde redenen voorzien van eennormaal voeg profiel. Gezien de opslaqtem-peratuur (niet lager dan -6?C) behoeven indit geval geen 'cryogene eisen' te wordengesteld. Beide voegen zijn aan de bovenzijdeafgesloten met een voegprofiel. De funde-ringsvoet is vanzelfsprekend van een glij-oplegging voorzien. Ook bij deze veilig-heidswand was het nodig een ondergrondse'schermw?nd' aan te brengen: een damwand,ca. 6 m diep, die zonder bezwaar onder deringbalk kon worden geplaatst.staat echter niet direct onder de betonwand.maar er iets buiten. Dat is met opzet gedaan,daarbi j deze nieuwe 'terp' ongelijkmatige zet-tin gen zijn te verwachten.8Flexibele en waterdichte aansluiting en een'aangespannen' ringbalk bij deveiligheidswand rondom de etheentank100'1mm r50mineraalwol/Cement XXXII (1980) nr. 11 70311Binnenzijde klimbekisting met aangehangenwerksteiger: zichtbaarzijn: verlengdeklimstijlen in de binnenkist, verlengdewapeningsstaven en steigerstijlen12Detail-opname na storten: zichtbaar zijnonderdelen van de bekisting, wapening enomhullingen - al dan niet verlengd - alsmedede stalen strip in het stortvlak13De per truckmixer aangevoerde betonspeciewordt gestort met behulp van een giekpompCement XXXII (1980) nr. 11kisting (foto 11). De hoeveelheid benodigdestijlen van 0,10 m enO,15m breedte kan op detekenkamer slechts globaal worden bepaald,want pas bij de montage in de praktijk blijktwelke stijlbreedten nodig zijn en op welkeplaatsen zij moeten komen. De bekisting vooreen cilinderwand heeft het voordeel, dat hetuitzetten en monteren over een kwart van deomtrek voor de overige drie kwarten maatge-vend is. Het zal dikwijls nodig zijn om de be-kisting (per kwart omtrek) met een passtuk tesluiten.De klimstijlen in de binnenkist, staan om enom verankerd in de eerder uitgevoerde beton-'ring'; de tussenstaande stijlen daarentegensteken twee 'ring'-hoogten (= 3,20 m) orn-hoog.Nadat de binnenkist is samengesteld, wordtde wapening aangebracht. Van de binnenwa-pening worden de staven om en om met sta-ven van ca. 3,50 m verlengd. Daardoor komtslechts de helft van het aantal lassen op het-zelfde niveau en bovendien wordt per 'ring'het verlengwerk gehalveerd.De verticale kabelomhullingen voor de zgn.luskabels, in het hart van de betonwand, veor-den steeds met eenheden van 1,60 m ver-lengd, wat een zeer eenvoudige handeling is.De omhullingen voor de horizontale voor-spanning worden tegelijk met de zich daarinbevindende spankabels. die in de gewenstelengte zijn aangevoerd, in de bekisting ge-plaatst, waar zij door speciale supporten wor-den ondersteund.De buitenwapening (verticale staven) en debuitenbekisting (panelen en stijlen) wordensteeds met ??n 'ring'-hoogte (1,60 m) ver-lengd, omdat zij anders de werkzaamhedenzouden belemmeren. De stalen strip (140 mmx 3 mm) voor de stortvoeg wordt tegelijk metde wapening aangebracht, aan de buitenkantvan de verticale kabelomhullingen (foto 12),waarna met het betonstortenkan worden be-gonnen.De met truckmixers vanuit Urmond aange-voerdebetonspecie wordt met behulp van eengiekpomp in de bekisting gestort (foto 13). Degehele bekisting wordt eerst tot halve hoogtegevuld en daarna volgestort.Bij de samenstelling van het betonmengselvoorde kwaliteit B30 heeft er nauw overlegplaatsgevonden met de Afdeling MCO-Centraal Laboratorium DSM. Daarbij is vooralgelet op de eis van 'waterdicht beton', dat metbehulp van de Voorschriften Beton de VB '74te realiseren moet zijn. Maar omdat in de VBniet staat aangegeven hoe de waterdichtheidvan beton moet worden bepaald, is in dit op-zicht ook gebruik gemaakt van de Duitse voor-schriften DIN 1045 en DIN 1048, wat echter inde betonsamenstelling geen essenti?le wijzi-ging noodzakelijk maakte.Volgens de resultaten van controleproevenwordt de betonkwaliteit B30 ruimschoots ge-haald. De water-indringdiepte, bepaald vol-gens de genoemde Duitse voorschriften, iskleiner dan in die voorschriften wordt toege-staan.Het blijkt goed mogelijk te zijn om per week??n 'ring' van 1,60 m compleet uit te voeren.Als regel wordt er elke vrijdag gestort en daar-door zijn de tijdstippen van de overige hande-lingen vrij nauwkeurig vastgelegd. Dat dit704strakke werkschema nog niet bij de onderstetwee 'ringen' wordt nagekomen, zal duidelijkzijn als wordt gelet op de extra werkzaamhe-den die dan nog verricht moeten worden (be-kisting uitzetten en monteren, gebogen kabel-omhullingen, i.c.istalen pijpen voor de luska-bels plaatsen, steigers monteren enz.).Met het ontkisten kan meestal al op de eerst-volgende maandag worden begonnen om hetde volgende dag te kunnen voortzetten. Daar-na kan de beschreven cyclus opnieuw begin-nen. Vanzelfsprekend dient elke stortvoegd.W.Z. elk stortvlak, schoongemaakt enschoongeblazen te worden voordat het vol-gende stort begint.Nadat het betonwerk is voltooid, worden deverticale luskabels door 'duwen' in hun om-huUingen gevoerd, wat soms nogal zwaar gaatals gevolg van de wrijving in de lus. Deze ka-bels worden tweezijdig gespannen, in ??n fa-se tot 100%, waarna het injecteren kan plaats-vinden. AI deze werkzaamheden worden ver-richt door IBIS Nederland BV, die ook hetspannen van de horizontale kabels verzorgt:eerst de ene helft tot 50%, dan de andere helfttot 100% en ten slotte ook de eerste helft tot100%.Daar een betonnen veiligheidswand op eenindustrieterrein hoofdzakelijk een 'utilitairefunctie' heeft, worden er geen esthetische ei-sen aan gesteld. Vanzelfsprekend worden aanzowel binnen- als buitenzijde de gaten van decenterpennengoed en vlak dichtgezet. Aan debuitenzijde worden bovendien de bramen vande stortvoegen weggeslepen.A.A.van der VlistDit artikel kon worden samengesteld dank zijde medewerking van de heren ir.R.J.Piepers,ir.R.Housmans en ing.H.Th. van Noort (al/envan DSM Afdeling Nieuwbouw) en van de he-ren ir.J.H.M.P.Cauberg en ir.H.Ouwerkerk(beiden van Van Egteren Bouwnijverheid BV),aan wie de auteur graag ook op deze plaatsnogmaals zijn dank wil uitbrengen.Literatuur1. Vet, P.N., Opslaginstallatie voor vloeibaaraardgas op de Maasvlakte, A.lnleiding, Ce-ment XXVIII(1976) nr. 12, blz. 566-567.Meinen, E., Opslaginstallatie voor vloei-baar aardgas op de Maasvlakte, B.Veilig-heidswanden rondom de LNG-tanks, Ce-ment XXVIII(1976) nr. 12, blz. 567-573.2. Bruggeling, Betonconstructiesvoor de opslag van vloeibaar gemaaktegassen, Cement XXXI (1979) nr.12, blz.49-64.3. Hampe, E., Over de veiligheid van LNG-opslagtanks, Cement XXXI(1979) nr.8, blz.353-361, en Cement XXXI(1979) nr.9,blz.405-410.4 Rapport over de explosie bij DSM te Beek(L), 7 november 1975, Gaswolk-explosie inNafta-kraker 11, in twee delen, z.j.5. Leijnse, C., Windtunnel-onderzoek naar deventilatie van de ruimte tussen tankwan-den, 1977.6. Bruggeling, A.S.G., Betonnen vaten, 1979.7. Zoon, H.J., Afvalwaterzuivering DSM inStein, Cement XXIX(1977) nr. 8, blz. 325-329.8. Petri, W.J., Bouw van de kerncentrale teBorssele, Cement XXIII(1971) nr. 4.
Reacties