Verdichten van beton
Met een trilnaald wordt de betonmortel in een regelmatig patroon met korte tussenafstanden verdicht om de ingesloten lucht uit betonspecie te krijgen zodat beton een dichte structuur krijgt. Een juiste verdichting van de betonmortel is belangrijk voor de kwaliteit en de eindsterkte.
Bij het storten van de betonmortel ontstaan, als gevolg van ingesloten lucht, holten in de betonspecie en tussen de betonspecie en de wand van de bekisting. Door deze lucht te verdrijven door middel van (tril)energie, krijgt betonspecie een dichte structuur. Betonmortel is opgebouwd uit delen met verschillende volumieke massa's. Onder invloed van de zwaartekracht bestaat bij het verdichten van beton de neiging tot ontmenging: de zwaardere delen (het grove grind) willen bezinken. Inwendige wrijving van het toeslagmateriaal gaat deze ontmenging tegen. Hoe groter de inwendige wrijving, hoe minder de ontmenging. Het verdichten vermindert de inwendige wrijving, waardoor de neiging tot ontmenging toeneemt. Daarom moet het verdichten van beton zorgvuldig gebeuren.
Welke verdichtingsmethoden voor beton zijn er?
Er bestaan talrijke verdichtingsmethoden met zeer verschillende intensiteit. Voor het verdichten van betonmortel op de bouwplaats komt voornamelijk de trilmethode in aanmerking. De vaste bestanddelen worden in een snelle, heen en weer gaande beweging gebracht waardoor de inwendige wrijving zeer sterk terugloopt. Schokken, centrifugeren, persen, walsen en het gebruik van triltafels zijn methoden die alleen in de betonproductenindustrie worden toegepast. Samengevat zijn de verdichtingsmethoden:
- trilnaalden;
- oppervlaktetrillers;
- bekistingstrillers;
- triltafels;
- schokken, centrifugeren, persen en walsen;
- een stamper (stampbeton);
- niet trillen (zelfverdichtend beton).
Verdichten van ter plaatse gestort beton met trilbalk en de trilnaald
Trilnaalden zijn cilindervormige, holle metalen cilinders, waarin een roterende vibrator is aangebracht. De trilnaald wordt in de betonspecie gedompeld en brengt de trilenergie dus direct op de betonspecie over. Om de grovere delen te verdichten, wordt een lage frequentie toegepast. Voor de verdichting van de fijnere delen en voor een gaaf betonoppervlak een hoge frequentie. Het bereik van een trilnaald hangt onder meer af van de verwerkbaarheid van de betonspecie, de triltijd en de trilkracht van de naald. Trilnaalden zijn verkrijgbaar in verschillende diameters van 28 mm voor het lichtere werk tot 66 mm voor zware vloeren. Deze worden elektrisch, met benzine of met lucht gevoed.
Zoals de naam aangeeft brengen oppervlaktetrillers het betonoppervlak in trilling om het beton te verdichten. Een trilbalk is een voorbeeld van een oppervlaktetriller.
De afstand tussen de trilpunten hangt af van het bereik van de trilnaalden. Het is beter een korte triltijd en een kleine afstand tussen de trilpunten aan te houden, dan een lange triltijd en een grote afstand. Bij het trillen mag de trilnaald tot een diepte van maximaal 300 tot 500 mm in de specie worden gedompeld. Als de naald korter is, mag hooguit de naald in de specie verdwijnen. In het belang van de homogeniteit moet de naald 100 tot 150 mm in de onderliggende, al verdichte laag komen. In het algemeen geldt dat hoe groter het te storten bouwdeel is, hoe dikker de trilnaad dient te zijn. Lange, maar relatief dunne wanden, balken, e.d., gelden als beperkt van afmeting. Het raken van de wapening bij het verdichten moet zoveel mogelijk worden voorkomen. Het aantal in te zetten betonwerkers met een trilnaald is afhankelijk van het vermogen en de frequentie; per uur kan een betonwerker 3m3 tot 12m3 betonspecie verdichten.
| Diameter trilnaald (A) | Effectieve verdichting (B) |
|---|---|
| Direct verband tussen trilnaald en verdichting, bron: Betonbouwgids | |
| Ca. 28 mm | Ca. 300 mm |
| Ca. 36 mm | Ca. 400 mm |
| Ca. 50 mm | Ca. 550 mm |
| Ca. 57 mm | Ca. 750 mm |
| Ca. 65 mm | Ca. 900 mm |
Trilbalk
Deze hebben een geringe dieptewerking en zijn alleen geschikt voor het verdichten van horizontale of nagenoeg horizontale constructiedelen van beperkte dikte (wegen en vloeren). De dikte van de te verdichten laag mag niet groter zijn dan 100 tot 150 mm. Bij droge betonspecie bestaat gevaar voor onvoldoende verdichting van het onderste deel van de laag. De balk moet op de specie trillen en niet op de geleiding.
Trilnaaldtechniek en KAM
In Nederland zijn de elektrisch aangedreven handstoktrilnaalden en de hoogfrequente trilnaalden het meest gangbaar. De uitvoering en overwegingen van Arbo-omstandigheden en energie maken de mechanische handstoktrilnaalden geschikt voor kortdurend gebruik tot max. ca. 60 minuten continue. Met andere woorden: deze toepassing is geschikt voor betonconstructies met een beperkte afmeting.
Voor het verdichten van kleine en grote betonconstructies kan gebruik worden gemaakt van hoogfrequente trilnaalden (bijvoorbeeld 42V-200Hz. met frequentie omvormer). Deze zijn geschikt voor langdurend gebruik tot ca. 10 uur continue. De keuze van de trilnaald dient altijd afgestemd te worden op de specificaties van de leverancier.
