Een uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht507 Amsterdamtelefoon 020-238531 februari 1970 TIl!PompbetonInleidingHet transporteren van betonspecie op het bouw-werk door middel van betonpompen is reedslang bekend. De eerste patenten op dit gebiedin Amerika en Duitsland dateren uit de jaren1910 tot 1920 en in ons land uit het begin van dedertiger jaren.Gedurende lange tijd is het verpompen vanbetonspecie omgeven geweest met een waasvan geheimzinnigheid, zodanig dat iedere toe-passing werd gezien en ervaren als iets heelbijzonders. Deze situatie is de laatste tijd ingrij-pend veranderd. De inschakeling van beton-pompen neemt hand over hand toe. De redenhiervan is voor een belangrijk deel gelegen inhet feit dat de pompen door compactere bouwen montage op auto-chassis of aanhangwagensmobiele eenheden zijn geworden. Tevens is deconstructie van de pompen sterk verbeterd, watde bedrijfszekerheid, in vergelijking metvroeger, zeer ten voordele heeft beïnvloed.Een tweede oorzaak die tot het toenemend ge-bruik van betonpompen heeft bijgedragen, isde ontdekking dat goed samengestelde beton-specie kan worden verpompt d00rleidingenmet kleinere diameter dan meli vroeger voormogelijk hield. Een bekende vuistregel wasbij voorbeeld die, waarbij de minimale leiding-diameter werd berekend door de maximalekorrelgrootte te vermenigvuldigen met 5. Voormengsels met normaal betongrind (maximalekorrelgrootte 30 mm) vond men op deze wijzeeen minimale diameter van 5X 3= 15 cm. qwoordig worden leidingen gebruikt met dia-meters van 8, 10en 12,5 cm. Deze kleineredoorsnede van de leidingen en de daarmeesamenhangende gewichtsvermindering beteke-nen onder meer eenvoudiger ondersteunings-constructies en betere hanteerbaarheid bij hetaanbrengen, verleggen en reinigen.Door de genoemde ontwikkeling is het gebruikvan pompen bij het storten van betonspecietegenwoordig, zowel uit economisch als uittechnisch oogpunt, voor veel meer soortenbouwwerk interessant dan vroeger. Het pompenis van iets speciaals geworden tot een gewonezaak. Van het waas van geheimzinnigheid isechter nog veel blijven hangen.Dit komt hoofdzakelijk omdat vele betrokkenente weinig op de hoogte zijn met de elementairevoorwaarden, waaraan moet worden voldaanom het pompen van betonspecie te doenslagen. Voldoet men niet aan deze voorwaar-den, dan wordt men geconfronteerd mèt narig-heden als verstoppingen, lage opbrengst,defecten aan de pomp en dergelijke.Dit blad heeft de bedoeling die informatie teverschaffen waarmee men zich een oordeelkan vormen omtrent de te nemen maatregelenbij het gebruik van betonpompen.De pompHet werken met betonspecie is van een wat ruwkarakter. In contrast hiermee moet men zich ervan bewust zijn, dat een betonpomp een nogalgevoelige machine is, die tot in details eengoede verzorging nodig heeft. Dit betekent datde bediening en het onderhoud moeten wordenI..litgevoerd door hiervoor opgeleid personeel,precies volgens de aanwijzingen van defabrikant.Een eerste vereiste is uiteraard dat de pomp inoptimale staat verkeert; is dit niet het geval,dan komen er zeker storingen. Het is daaromlogisch en toe te juichen dat speciale pomp-bedrijven zijn opgericht, meestal door beton-mortelfabrieken, die ook werkelijk in staat zijnhet pompen van betonspecie vakkundig uit tevoeren.PersleidingenHet aanbrengen van de persleiding voor hetpompen en het verleggen ervan gedurende hetstorten moet door vakmensen geschieden.Enkele punten verdienen grote aandacht. Hetaantal bochten in de leiding moet zo beperktmogelijk blijven. Evenals stijgingen geven boch-ten extra weerstand in de leiding. Deze ver-hoging van de weerstand drukt men meestal uitin het aantal strekkende meters horizontaleleiding, waarmee een bocht of stijging is gelijkte stellen.Zo rekent men bij voorbeeld dat 1 m' stijgenovereenkomt met am' horizontale leiding en dateen bochtstuk per 10° gelijk is aan 1 m' horizon-taleleiding.Op deze manier kan men ieder praktischleidingpatroon omrekenen naar een theore-tische horizontale leiding en op die manier eenindruk krijgen van de grootte van de leiding-weerstand.Zo kunnen leidingen van dezelfde werkelijkelengte door hun verschillende opbouw eentotaal verschillende berekende lengte en daar-mee een geheel verschillende weerstandhebben.Betonpompauto met giek (boven)Pompbeton voor een grachtenhuis (rechts)Voorbeelden:Werkelijke leiding overeenkomstige Werkelijke leidinghorizontale leidingovereenkomstigehorizontale leidinghorizontaal1 bocht 90°1 bocht 60°Totaal250m'3m'2m'55m'50m'9m'6m'65m'horizontaalverticale stijging1 bocht 90°1 bocht 60°Totaal40m'10 m'3m'2m'55m'40m'aOm'9 m'6m'135 m'3De laatste ontwikkeling op het gebied van debetonpompen is de pomp met giek, welke het invele gevallen onnodig maakt om apart leidingente leggen. Wanneer een stijgleiding moet wor-den aangebracht, verdient het aanbeveling omvanaf de pomp eerst een horizontale leidingte leggen waarvan de lengte ongeveergeHjk isaan die van de stijgleiding. De weerstand in dithorizontale gedeelte voorkomt terugzakken vande betonkolom in de stijgleiding, ten gevolgewaarvan anders capaciteitsverlies zou optreden(zie figuur 2a).Wanneer in de leiding over een grote hoogteeen rechtstandige daling voorkomt, bestaat hetgevaar, dat de specie onderin sneller zakt danboven, waardoor de betonkolom wordt onder-broken. Dit kan worden voorkomen door in hetdalende gedeelte enkele bochten en kortehorizontale stukken aan te brengen (zie fig. 2b).De uiteinden van de leidingstukken en de kop-pelingen moeten in goede staat verkeren omeen dichte verbinding tussen de verschillendeleidingstukken te waarborgen. Het einde van depersleiding wordt bij leidingdiameters tot12,5 cm gevormd door een slang. De lengtehiervan is meestal 4 tot 6 m. Met specialebeugels kan men de slang sturen. Zodoendebereikt men dat de betonspecie vanuit de lei-ding niet op één plaats valt.Na de pOI'JlPwerkzaamheden moeten de kop-pelingen en leidingen goedyvorden schoonge-maakt. Leidingstukken die voor langere tijdbuiten bedrijf blijven moeten worden be-schermd tegen inwendige roestvorming.Pompen van betonspecieTijdens het pompen wordt de betonspeciesamengeperst tot een cilinder, die langs eensmeerlaag van cementpasta op de binnenwand41Bereik van betonpompauto met giek2aBij een stijgleiding de pomp zodanig opstellendat eerst horizontale leiding van gelijke lengteals de stijgleiding kan worden gelegd: a =b.Is hiervoor geen ruimte aanwezig dan kan menin het horizontale gedeelte bochten inbouwen.2bBij belangrijke dalingen in de leiding kan men,om het onderbreken van betonkolom te voor-komen, bochten inbouwen.2ab.2bZo moet de specie uit de leiding komenvan de leiding wordt voortbewogen. De zelf-smering door deze smeerlaag is essentieel omte kunnen pompen. Verbreking ervan geeftonherroepelijk storingen en moet dus wordenvoorkomen. Daarom dient men te vermijdendat de structuur van de betonspecie aanleidinggeeft tot ontmenging in de leiding, waarbij desmeerlaag door grindkorrels weggeschuurdkan worden. Het verpompen van betonspeciemet een hoge zetmaat kan met het oog hieropgevaarlijk zijn.Om de laag in eerste instantie aan te brengenmoet een zogenaamd smeerbed worden voor-gepompt. Het smeerbed bestaat in de regel uiteen mengsel van cement en water of cement,zand en water. De consistentie moet deeg-achtig zijn. Wordt een smeerbed te vloeibaargemaakt, dan is de kans groot dat niet degehele leidingwand wordt geraakt.Het is aan te bevelen om boven de ontvangsilovan de pomp een zeef te plaatsen met zodanigernaaswijdte dat de betonspecie er gemakkelijkdoorvalt. Daarmee wordt voorkomen, dat toe-vallige vreemde voorwerpen in het pomphuisgeraken. De ontvangsilo mag tijdens hetpom-pen nooit geheel leegkomen, omdat anders ge-vaar bestaat dat zich in de leiding luchtzakkenvormen. Wanneer, door welke oorzaak dan ook,het pompen gedurende langere tijd, bij voor-beeld een half uur of meer, wordt onderbroken,dan moet men regelmatig door enkele slagenvan de pomp de betonspecie in bewegingbrengen om te voorkomen, dat deze zich in deleiding vastzet. Na beëindiging van het pompenwordt de nog in de leiding aanwezige beton-specie met lucht- of waterdruk uit de leidinggeperst.PompbetonHelaas wordt nog dikwijls de opvatting verkon-5digd, dat betonspecie, die via pompén in eenconstructie wordt gebracht, wat de samenstel-ling aangaat aan deze methode van transportzou moeten worden aangepast.Deze aanpas-sing zou dan betekenen dat met een hogerzandpercentage moet worden gerekend dananders. Verder zou de specie een grote matevan vloeibaarheid moeten bezitten; met anderewoorden een hoge zetmaat. De conclusie, datpompen van betonspecie gepaard gaat met eenkwaliteitsvermindering, ligt dan voor de hand.Is dit nu wel zo? Neen.Pompbeton moet inderdaad wel voldoen aanbepaalde eisen betreffende de samenstellingen het constant houden hiervan. Die samenstel-ling moet juist vanuit betontechnologisch stand-punt gezien zeer goed zijn. Een eerste vereisteis dat de specie homogeen is en blijft.Ontmenging moet beslist worden voorkomen.Daarnaast dient de specie zelf zo min mogelijkoorzaak te zijn van optredende weerstand in deleiding. Een overmaat van fijne delen moetdaarom worden vermeden, want die bei'nvloe-den juist de weerstand in de leiding nadelig. Eris een minimale hoeveelheid cementlijm vereistom de pompdruk op de toeslagkorrels over tebrengen. Een extra hoog cementgehalte heeftechter geen enkele zin.Het zand-grindmengsel moet een continue op-bouw bezitten, waarbij het aantal holle ruimtenzo gering mogelijk is. Bijzonder belangrijk iseen voldoende hoeveelheid van de zandfractiekleiner dan 0,3 mmo Deze fractie vormt samenmet het cèment de smeerlaag en voorkomt hetafstoten van water uit de betonspecie. Deervaring leert dat het gehalte aan cement+dezandfractie kleiner dan 0,3 moet liggen tussen6Reikwijdte van een giek in beeld (links)Voor de fundering van A/bert Heijn's hoofd-kantoor te Zaandam is in één dag 1300 m3 betongestort met drie betonpompen. De aanvoer vande specie geschiedde met 25 truckmixers(rechts)globaal 380 en 430 kg per kubieke meter beton-specie.De plasticiteit van pompbeton moet, uitgedruktin zetmaat, liggen in het gebied van 6 tot 14 cm.Ook bij zetmaten kleiner dan 6 cm is verpompennog mogelijk, maar vooral bij de kleinereleidingdiameters neemt de pompcapaciteit dansterk af. Bij zetmaten boven 14 cm krijgt menontmengingsverschijnselen met alle bezwarenvan dien.Bij pompen van betonspecie moet meer danwaar ook worden voorkomen dat tijdens deproduktie sterke wisselingen in dekorrelop-bouw van het zand-grindmengsel en in deplasticiteit van de specie optreden. Constantesamenstelling en verwerkbaarheid is een eerste7vereiste en daarom is een scherpe controle opde grondstoffen, de bereiding en de eigen-schappen van de betonspecie van evidentbelang.Wanneer bij de samenstelling en de produktievan betonspecie, die met pompen wordtverwerkt, de normale betontechnologischeeisen op een goede wijze worden ge'interpre-teerd en wanneer men zich verzekerd weet datpomp en leidingen in de best mogelijke staatzijn en worden gehouden, dan zal het verpom-pen van beton zeker een bijzonder geslaagdezaak worden.Tot sloteen voorbeeld van de samenstellingvaneen betonmengsel dat voor pompengeschikt is(zieb/z. 8).oa5 13,3 19 26,6 38 tylec zeven11.2 16 23 32 46 ned. zeven4,85,62,42.8/ //J09 10././i LU 20TV 1'// vI' /30S/ K//'.40/ / 60I /' V3n- 70zand /J.....-Full c2n '/ 80JLJ JJ /N 90Z-/'----- 10lIN 0,300 0,60 1,2maaswijdte in mm in log. schaal (log. d) -----+1,4$2D-.5Olc:oo'0;;..NtZeefanalyses beschikbaar zand, grind enmengselfiguur 3Zeef N 480-d Zand % Grind % Mengsel %aanbevolen litteratuur:1. Ir. B. R. van Neerbos, Mechanische aspectenvan betonpompen, Cement XX (1968) nr. 92. Dr.-Ing. R. Weber, Pumpbeton, Cement XX(1968) nr. 93. Dr.-Ing. R Weber, Hohrförderung von Beton;Düsseldorf 1963, Beton-Verlag GmbHCementgehalte en -soort: 325 kg hoogoven-cement per m3.Water-cementfactor: 0,52.De samenstellingsberekening bij een zand-grindverhouding van 37 : 63 geeft per m3:cement : 325 kgzand + grind : 1900 kgwater (totaal) : 169 literzand: 703 kg 2 I1 b ... d . htgrind: 1197 k9S a e el In roge geWlc enVoor zand-grindmengsel zie figuur 2.Beoordeling zand-grindmengsel: zeefkrommeis goed.Doorval door zeef 0,3 is 4%, dus van de1900 kg zand + grind is 4X 19 =76 kg kleinerdan 0,3mm.Cement + fractie kleiner dan 0,3 mm : 325 +76 = 401 kg/m3 (is voldoende).8322311,25,6 12,8 151,4 280,60 510,300 880,150 100Fijnheids- 2,83modulus(4)246893991001001001006,84(3)154359687382961005,36foto's:B. J. de Ruiter, Amsterdam