6EJAARGANG19-20AUGUSTUS1954CEMENTtijdschrift 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 f 5,-- p.j.3. Buitenland 12,--p.j.overneming van artikelen en illu-straties na schriftelijke 'toestemminguitgave ENCI-CEMIJ n.v.I. InleidingHet toepassen van voorgespannen beton isvoor Nieuw-Zeeland tamelijk nieuw en of-schoon de ontwikkelingen overzee met be-langstelling werden gevolgd, was niemandbereid de eerste te zijn.In het begin hadden wij dan ook moeitemensen te vinden, die hun bouwwerken invoorgespannen beton wilden laten uit-voeren, totdat een raadgevend ingenieur inAuckland werd ge?nteresseerd in een voor-gespannen beton reservoir. Zes maandenlater werden contracten getekend voortotaal 9 reservoirs in de buurten van Hen-derson (Auckland), Waharoa, Rotorua enWellington. Omdat al deze reservoirs eeninhoud moesten krijgen van 4,5 millioen liter(1 millioen gallon) of minder, werd beslotenze in spuitbeton uit te voeren en volgens de,,Preload wire systems" voor te spannen.Het waren: I reservoir van 4,5 millioen liter,vijf van 2,3 en drie van 1,2 millioen liter.Uitgezonderd het grootste kregen alle reser-voirs koepeldaken met overspanningen va-ri?rend van 20,4 m (67') tot 25,3 m (83'). Dewaterhoogte in de reservoirs was 4,6 m(15') tot 9,2 m (30'). Deze reservoirs be-horen feitelijk tot de kleinere typen, omdatin de V.S. gewoonlijk tot 98 m (320') ? enkoepeldaken tot 62,5 m (205') vrije over-spanning worden gebouwd.In het algemeen kan worden gezegd, datreservoirs en tanks in voorgespannen betonbeter zijn dan die in gewoon gewapendbeton; in de V.S. alleen werden reeds meer'dan 750 grote voorraadtanks gemaakt voorallerlei doeleinden (w.o. cellulose-, benzine-,brandstof- en wateropslag). De reservoirszijn bestand gebleken tegen hitte en koudeen tegen aardbevingen. Ook in vele anderelanden werden reservoirs volgens het boven-genoemde systeem gebouwd.foto I. betonnen reservoir te Henderson2. OntwerpDe reservoirs in Nieuw-Zeeland zijn opstaal gefundeerd,, waarbij de vloer van hetreservoir op dieper aangelegde funderings-muren is opgelegd, zoals voor grote reser-voirs wordt toegepast, en daarbij wordtuitgegaan, dat de muur gedeeltelijk aan devoet is geklemd. Voor de berekening vande buigende momenten is gebruik ge-maakt van de co?ffici?nten zoals deze zijngegeven door de Portland Cement Associa-tion in het artikel ST57 ,,Circular TanksWithout Pre-stressing". De gronddruk is inde meeste gevallen 1,5 kg/cm2(3 000 p.s.f.).De koepel, met een pijl van 1/8 van haar mid-dellijn, is ontworpen vooreen veranderlijkebelasting van 100 kg/m2(20 p.s.f.), vermeer-derd met haar eigen gewicht. Alle koepelsvoor Nieuw-Zeeland hebben een koepel-schaal ter dikte van 5 cm (2"). Al lijkt dit erglicht, er kan worden verwezen naar een aan-tal tanks, die in 1939 zijn gebouwd voor deNorth Shore Paper Company (V.S.), waarbijPreload werd verzocht, een koepel te ont-werpen, die 40 ton machines moest dragen,ondersteund vanuit de top, de koepel be-dekt met" een laag aarde ter dikte van76 cm (2'6") en tevens berekend op eensneeuwbelasting van 250 kg/m2(50 p.s.f.).De totale belasting van deze koepel van5 cm dikte was 1 750 kg/m2(350 p.s.f.) overhet gehele koepeloppervlak.Speciaal in Nieuw-Zeeland is het in de prac-tijk gebruikelijk vloerdikten van 15 cm (6")en meer toe te passen voor waterbevattendebouwwerken. Het gebruik van 5 cm (2")dikke vloeren van spuitbeton is nog onder-werp van bespreking met vele ingenieurs enis dan ook aarzelend aanvaard voor boven-genoemde reservoirs. In de meeste bouw-Werken is het noodzakelijk, de vloer zo dikte maken, dat ze geconcentreerde lastenCement 6 (1954) Nr 19-20 315Voorgespannen Betonreservoirsin Nieuw-Zeeland en eldersdoor M.J. Dijkmans, directeur van het filiaal in Nieuw-Zeelandvan de Preload Central Corporation (Inc. U.S.A.)kunnen verspreiden. Voor belasting door vloeistoffen is het echtervoldoende, indien de belasting gelijkmatig over de vloer wordtverdeeld, opdat er geen puntlasten zullen optreden. De enigeeisen voor een tankvloer zijn waterdichtheid en voldoende elasti-citeit om gematigde zetting van de ondergrond te kunnen volgen.Vele jaren van experimenteren heeft bewezen, dat de betrouw-baarste tankvloer, die dus de minste kans biedt op lekkage ofgrondzetting, bestaat uit een 5 cm dikke laag spuitbeton gewapendmet 0,5% staal in beide richtingen.Het is niet voldoende, dat deze vloer zo elastisch is, dat zij zichvoegt naar de bewegingen, die door vorst en gematigde zettingenkunnen worden veroorzaakt, maar zij geeft ook voldoende be-scherrring tegen lekkage tot een vloeistofhoogte van 3 m (10').Eveneens maakt zij verbindingen overbodig, die moeilijkhedenku nnen opleveren en bij zwaardere vloeren wel nodig zouden zijn.3. Bouwmethodea, VIoerenVoor alle tanks zijn de grondcondities tamelijk goed, zodat paal-funderingen niet nodig zijn. De bouwput wordt eerst met eenbulldozer ontgraven om zoveel mogelijk het juiste peil te be-reiken. Hierna volgt een fijnere nivellering, waarbij het helevloeroppervlak nauwkeurig op peil wordt afgewerkt tot de ver-langde helling en het definitieve grondpeil.Alvorens het draadnet te leggen wordt de grond met bouwpapier(sisalkraft) bedekt en worden cirkelvormige profielmallen ge-plaatst om het vloeroppervlak te bepalen. Het spuiten van eenvloer kan verschillend geschieden. E?n manier is het leggen vanvlakke geleidelatten, waarvan de bovenkant 5 cm (2") boven hetgrondpeil uitsteekt en waarbij de latten 1,5 m (5') uit elkaar lig-gen. Hierdoor kan de vloer worden gespoten tot het verlangdepeil zonder te veel materiaal te vermorsen. Om verzekerd tezijn dat voldoende spuitbeton onder het wapeningsnet komt, kandit met haken worden opgelicht, zolang er betonspecie wordtgespoten. Ook kunnen kleine betonblokjes worden gebruiktom het net vrij te houden van het papier.foto 2. betonnen reservoir te Waharoa met vertikale voor-spanning m.b.v. het Preload-apparaat type 4Afoto 3. vier waterreservoirs van 62,5 m (205') binnenwerks, van de Chester-Pennsylvania Water Authorityvoor totaal 177 000 m2(39 000 000 gall.)316 Cement 6 (1954) Nr 19-20b. MurenZodra de vloer gespoten is, worden de muurbekistingselementenopgesteld en de wapening aangebracht. Bij het betonspuiten wor-den de muren van de binnenzijde uit tegen de buitenbekistinggespoten. De gehele muur kan in lagen van 19 tot 25 mm (?"--1") worden opgebouwd, totdat de volle dikte is verkregen.Men dient zorg te dragen, dat het juiste zand en cementworden gebruikt, omdat de druksterkte van spuitbeton gewoon-lijk hoog ligt. Te Waharoa werd bijvoorbeeld zand gebruikt methoog silicagehalte. De kubussterkte (zijde 10 cm) van het spuit-beton, waarin cement van Nieuw-Zeeland werd gebruikt, bedroegmeer dan 700 kg/cm2(10 000 lb/sq.in. = p.s.i.); verscheidene kerenwerden echter waarden verkregen van 875 kg/cm2(12 500 p.s.i.),zodat de bereikte sterkte tweemaal zo groot was als de volgensde berekening noodzakelijke sterkte.Spuitbeton bevat meer mikroskopisch grote holle ruimten dangewoon beton; dit is een van de redenen, waarom het beterevorstbestendige eigenschappen heeft dan gewoon beton.Het vertikaal voorspanneh kan op vele wijzen geschieden. Voortanks in spuitbeton gebruiken wij gewoonlijk ons voorspantype4A, dat uit zes draden van ? 4 (0,162"?) bestaat, en onder enboven wordt verankerd. Zes kleine gaten worden in een rij in degewapende plaat van de bovenverankering geboord. De beneden-verankering heeft de vorm van een haarpen. De zes draden bestaanuit drie lussen van twee draden, waarvan de luseinden zijn ver-ankerd door middel van een stalen pen in de haarpen van de be-nedenverankering.De draden worden tegen de binnenkant van het muuroppervlakgelegd en van boven af voorgespannen. Het verankeren van devoorgespannen draden wordt gedaan met het ,,Preload Doull"-apparaat, dat bestaat uit een conisch uitgeboorde pompcylinder,die twee taps toelopende halfcirkelvormige wiggen insluit.Na het vertikaal spannen worden de draden met een laag spuit-beton ter dikte van 19-25 mm (3/4"-1") bedekt om de wapeningtegen roesten te beschermen.c. KoepeldakHierna volgen het aanbrengen van de formelen voor het koepeldaken de plaatsing van het draadnet en de wapeningsstaven. Het be-spuiten van het koepeldak gebeurt dan zo spoedig mogelijk. Doorfoto 5. het winden van de voorspandraad van een betonnen buister lengte van 5,5 m (18'), een middellijn van 2,13 m (84")en een wanddikte van 10 cm (4"); proefdruk 18 t, werk-druk 4,4 kg/cm2(60 p.s.i.); te Montreal, P.Q., Canadafoto 4. een van de twee betonnen reservoirs van 38,4 m (126') middellijn en 16,58 m (54'4") hoogtetijdens de bouw voor de Philadelphia Suburban Water Company, Wayne/Pa.Cement 6 (1954) Nr 19-20317foto 6. spuiten van de gedeeltelijke deklaag van de gerektedraden te ivoorkoming van verlies van meer dan I win-ding bij plotselinge breuk van een der draden. De vol-ledige deklaag wordt aangebracht, zodra de draden overde gehele hoogte zijn voorgespannen.het snel verharden van spuitbeton kan de horizontale voorspanninggewoonlijk binnen ??n week na be?indiging van het spuiten plaatsvinden. Het voorspannen geschiedt met het ,,Preload-wire-wound" systeem, dat --zover mij bekend-- nog steeds het enigebetrouwbare systeem is, dat een constante en vooruit te bepalenspanning in de draad geeft in elk deel van de muur. Het principevan spannen is het trekken van een draad door een treksteen, diezodanig is gecalibreerd, dat ze de verlangde spanning van 9 700kg/cm2(140 000 p.s.i.) geeft.Er zijn 3 grootten van draadhaspels of zgn. ,,merry-go-round" ingebruik. De kleinste kan een snelheid ontwikkelen van bijna7 km/h (4 mile per hour) en de grootste 17 km/h.In Nieuw-Zeeland gebruiken wij de middelste grootte, die 12km/h tijdens het spannen ontwikkelt. Gewoonlijk wordt Roebling-draad van ?4 (0,162") toegepast; onze machine kan echter ook?5 (0,2") verwerken.Een rijdende wagen met grote tandwielen wordt gemonteerd opde rand van de tank en gedragen door kabels, geleid door eenpen, die in het midden van het koepeldak is vastgemaakt.*) Dedraadhaspel is opgehangen aan de rijdende wagen en is beweegbaarverbonden aan een eindloze ketting, die rondom de tankmuur isgewikkeld. De aandrijving geschiedt met een benzinemotor, dieeen kettingwiel drijft. Dit wiel grijpt in de ketting en beweegtaldus de haspel voorwaarts. De machine rijst en daalt door hy-* Zie de grote voorplaat in het vorige nummer van 'Cement'foto 7. het spuiten van de 2" dikke betonnen koepelhuid vanhet Henderson reservoirdraulische motoren, die door de draadhaspel wordt bediend.Het vertikaal op afstand brengen van de draden dient zeer nauw-keurig te gebeuren. Overigens is de hele bewerking van hetspannen zeer eenvoudig. De spanduur van een tank van 4,5 mil-lioen liter is een kwestie van slechts enige dagen.Soms gebeurt het spannen van de koepel, voordat het spannen van-de muren plaats vindt. Dit maakt het ontkisten van de koepel-formelen tijdens het horizontale voorspannen mogelijk. Heteffect van het horizontaal voorspannen van de koepelring wordthet beste gedemonstreerd door het daaruit voortkomende op-lichten van de koepelschaal uit haar formelen.De draden worden tegen roesten beschermd door een deklaagvan spuitbeton ter dikte van ca 19 mm (3/4").Een laagje witte cementverf geeft het reservoir een prettiguiterlijk.4. BouwtijdDe gemiddelde bouwtijd voor een 2,3 millioen liter tank bedraagtongeveer negen weken en voor een 0,3 millioen liter reservoir bijgoed weer elf weken.foto 8. het spuiten van de benedenverankering van hetUpper Hutt reservoirfoto 9. overzicht van proefbalken tijdens het voorspannen voorde Lower Tampa Bay Brug, Florida318 Cement 6 (1954) Nr 19-205. OpmerkingenVoorgespannen beton heeft ongetwijfeld de mogelijkheden vanhet maken van grote oppervlakken zonder ondersteuningen doenstijgen. Ofschoon het reeds bekend kan zijn, is het toch nuttig erop te wijzen, dat koepels met 62,5 m (205') overspanning, ge-bouwd voor de Pennsylvania Water Authority, een schaaldiktehebben van slechts 11,5 cm (4?") en datde Preload Company Inc.een hangar gaat bouwen met een overspanning van 91,5 m (300').De grootst mogelijke overspanning van koepeldaken ligt bij dehuidige techniek ongeveer bij 135 m (450').Ook watertorens zijn bijzonder geschikt om in voorgespannenbeton te worden gebouwd. De vloer van een watertoren kan ineen lichte constructie worden gemaakt, evenzo het dak. De kostenzullen bij een juist ontwerp weinig verschillen van die van hetplatte-daktype. Ongetwijfeld zullen in Nederland nog vele water-torens nodig zijn, waarbij da toepassing van voorgespannen betonde ideale oplossing kan geven.Het voordeel van tanks met een koepeldak is, dat een vloerzonder kolommen wordt gebouwd, zodat er geen kans bestaat oplekkage door ongelijkmatige zetting van kolomvoet en vloer. Ookbij het schoonmaken heeft de koepelconstructie voorkeur bovende bouwwijze met plat dak.Voorgespannen betonbuizen zonder stalen cylinder zijn thans ge-ruime tijd in gebruik. Da grootste buismiddellijn bedraagt 2,15 m(7') voor de waterleiding van Montreal; de langste leiding heefteen lengte van 51 km (30 mijl).Er bestaan vele systemen; ongetwijfeld is het systeem, waarbij dedraden worden gerekt met een treksteen het eenvoudigste.Ook het lineair voorspannen heefteen sterke ontwikkeling in deV.S. doorgemaakt. Het nieuwste ,,Preload-Crom" systeem is ver-moedelijk even revolutionnair voor het lineaire voorspannen alsde ,,merry-go-round" voor cirkelvormige voorraadtanks. Ik hoophierop nog terug te komen in een volgend artikel, zodra heteerste werk in Nieuw-Zeeland in dit systeem gereed is gekomen,hetgeen binnenkort het geval zal zijn.Prestressed concrete tanksin New-Zealandby M. J. DijkmansGenerally prestressing offers advantages for theconstruction of large tanks. The article points outthe various advantages of a 2" floor slab. Slab,walls and roof are executed in gunite.The Preload-system is described. This systemlends itself well to the construction of water-towers.R?servoirs pr?contraints enNouvelle-Z?landepar M. J. DijkmansII est g?n?ralement avantageux de construire degrands r?servoirs en b?ton pr?contraint.Divers avantages d'un radier de fondation de 5 cmd'?paisseur sont d?crits. Le radier ainsi que iaparoi et Ia couverture sont ex?cut?s en gunite. Lesyst?me de pr?contrainte Preload a ?t? ?tudi?.Ce syst?me s'adapte facilement a la constructionde chateaux d'eau.Spannbetonbehalter in Neu-Seelandvon M. J. DijkmansSpannbeton eignet sich im Allgemeinen besser alsStahlbeton zur Ausf?hrung grosser Behalter. DerBoden, die Wande und das Kuppeldach sind ausSpritzbeton hergestellt; die bisher in Neu-Seelandf?r Behalter gebrauchliche Flurstarke von 15 cmwird auf 5 cm gebracht. Das ,,Preload-Wire"-Vor-spannungssystem wird ausf?hrlich besprochen.Es eignet sich auch f?r Wassert?rme.Vorstgevoeligheid van cementhetonwegenIn ,,Strasse und Autobahn" van Mei 1954 behandelt HeinrichPfeifer het resultaat van onderzoekingen naar de vorstgevoelig-heid van cementbetonwegen.De schrijver voert als definitie van plotseling, sterke temperatuur-verlaging van de betonweg het begrip ,,Abschrecken" in. Ge-schiedt dit droog, dan is er sprake van ,,trockener Abschreck-frost"; komt er een vloeistof aan te pas, dan spreekt hij van,,nasser Abschreckfrost". Beide soorten vorst werden bij deproeven op betonproeflichamen toegepast.Het resultaat van de onderzoekingen wordt als volgt samengevat.Beton- en mortelproeflichamen werden ?f in warme toestand inwarme, geconcentreerde NaCI-oplossing gelegd en na afkoelingtot -20 ?C twee weken waargenomen (nassen Schwellfrost), ?f inwarme toestand in een reeds op -20 ?C afgekoelde omgeving ge-bracht en twee weken lang waargenomen. Droog beton bleek in,,Nassfrost" ruimtebestendig te zijn. De door het strooien vanzout op de betonverharding ontstane beschadiging moet wordenverklaard door een naar verhouding tot de open pori?nruimtete hoog gehalte aan vrij water, dat door het gestrooide koud-makend mengsel bevriest en daarbij het springen van de mortelveroorzaakt. Bij een bepaalde soort beton of mortel kan een zo-genaamd vorstgevoeligheidscijfer worden vastgesteld. ir F. K.Verbreden van betonverhardingen zonder bekistingIn Roods and Road Construction, September 1952, Vol. 30, blz. 260,beschrijft Michael Lorant het verbreden van een versleten en on-gelijk liggende betonverharding zonder bekisting door het IllinoisState Highway Department (U.S.A.).Deze als revolutionnair betitelde werkwijze betekende het ver-breden van een 5,49 m (18 ft) brede verharding tot een breedtevan 6,71 m (22 ft).De sleuf voor het verbreden van de verharding werd machinaaluitgegraven en gewalst. De verbredingsmachine, welke zichzelfop luchtbanden voortbeweegt, ontvangt de specie van een hopper,zoals de foto laat zien.De specie wordt gestort in een opzij van de verbreder aangebrach-te stalen doos, welke als tijdelijke bekisting dienst doet. De afme-tingen van deze doos zijn: breed 0,61 m (2 ft), lang 1,22 m (4ft),hoog 0,61 m (2 ft).Een trilapparaat zorgt voor het verdichten van de specie.Onderzoekingen wezen uit, dat de buitenkant van de verbredingvertikaal bleef staan en weinig of geen neiging tot uitzakken ver-toonde.Verbreding tot grotere breedte is mogelijk door de afmetingenvan de stalen doos, die als tijdelijke bekisting dient, te veranderen.Het weglaten van de bekisting betekende een rekening met tabel-len of grafieken te denken: besparing van $ I 500 per mijl.Het artikel deelt niets mede omtrent het aanbrengen van voegenIn de verbreding, noch omtrent de aanhechting aan de oude ver-harding of het vullen van de daar ontstane naad.ir F. KansteinCement 6 (1954) Nr 19-20 319