aPompen van beton van betonspecie weer eens op eenrijtje gezet.Waarorn pompen van beton?Betonpompen vormen een vertrouwd beeld op debouwplaats. Dank zij technische verbeteringen is stortenmet de betonpomp een uiterst snelle en bedrijfszekeremethode geworden. In deze aflevering van BETONlEKworden de technische ontwikkelingen op een rijgezet envuistregels gegeven voor de betontechnologischebenadering van het verpompen van betonspecie.Pompen van beton isvaker inBETO-N/EK aan de orde geweest. Verza-melaars onder u zijnwellicht nog inhet bezit van aflevering 1/2'Pomp-beton'. Dit artikel, daterend uitfebruari 1970,geeft een overzichtvan wat ruim 20 jaar geleden almogelijkwas op het gebied vanpompen van beton. De geschie-denis van het verpompen vanbetonspecie gaat echter veel verderterug, zelfs naar de dertiger jaren.Gedurende de eerste decennia waser bijvelen nog de nodige terughou-dendheid bijhet gebruik van beton-pompen. Deze argwaan werdveroorzaakt doordat nogal eensstagnatie ontstond alsgevolg vanhet verstoppen vanleidingen ofdoor storing aan de pomp zelf.Vaakwerd om die reden een reserve-pomp op het werk verlangd doorde opdrachtgever; een situatie dievandaag de dag niet meer voor-komt. De betonpomp isnu eenvertrouwd beeld op de bouwplaats.Terecht, want het transporterenvan betonspecie met een pomp iseen efficiënte en bedrijfszekeremethode gebleken.Indeze afleveringvan BETON/EKworden naast min of meer bekendefeiten, de ontwikkelingen Van delaatste jaren rond het verpompenHet storten met een betonpomp iseen snelle en efficiënte manier vanhet transporteren van een continuestroom betonspecie. Invergelijkingmet andere methoden is de hogestortsnelheid een belangrijkvoor-deel. Zeker -.yanneerer ineenkorte periode veel beton moetworden verwerkt zalde keuzevrijwel altijdop een betonpompvallen.Slechts wanneer met behulpvan de goot direct vanuitde mixerinhet werk kan worden gestort zaldeze wijzevan storten de stortsnel-heid van het pompen overtreffen.Wanneer de betonspecie op debouwplaats arriveert moet ook ophet werk nog een bepaalde afstandworden overbrugd. Inprincipe iserde keuze uit kraan plus kubel ofbetonpomp.Transport van betonspecie met eenkraan legt een belangrijk tijdsbeslagop de kraan waardoor de inzetbaar-heid voor andere bouwactiviteitenin het gedrang komt. Bovendien isapril 1993POMPTYPENde capaciteit van het storten metkraan en kubel veel lager. Dehoeveelheid betonspecie die metde huidige betonpompen verwerktkan worden isminimaalhet dubbeleten opzichte van de bouwkraanterwijl ook de afstand waarover debetonspecie kanworden getrans-porteerd vrijwel onbeperkt is.MaterieelBehalve betonspecie zijner op debouwplaats nog andere cementge-bonden produkten te transpor-teren, zoals spuitmortels, zand-cementmortel voor dekvloeren,schuimbeton enzovoort. Vaakworden ook deze materialen meteen pomp getransporteerd. Voorde volledigheid isineen kader eenoverzichtgegeven van de verschil-lende typen pompen en hun speci-fieke toepassing.Voor het transport van betonspeciewordt tegenwoordig vrijwel uitslui-tend gebruikgemaakt van de plun-jerpomp. Het werkingsprincipe vandeze pomp is inde loop der jarenniet veranderd. Wel zijndeafstanden waarover kan wordenverpompt alsmede de te verwerkenhoeveelheden aanzienlijktoege-nomen.De opgegeven maximum pompca-paciteit kan niet volledigwordenbenut. Dit isafhankelijkvan desamenstelling en vooral ook deconsistentie van de betonspecie.Dit heeft te maken met de vullings-graad van de cilinders bijhetaanzuigen van betonspecie (tabel I).Wanneer betonspecie verticaalwordt verpompt, moet naast dewrijvingsweerstand inde leidingook nog een hydrostatische druk,ten gevolge van de zwaartekracht,worden overwonnen.PulnjerpompPrincipeDeze pomp bestaat uit eenontvangbak voor betonspeciemet onderin de bak eenopening naar twee (of drie)cilinders. De cilinders zuigen enpersen beurtelings. Bijdezuigende slagvult de cilinderzich met betonspecie en met depersende slagwordt de beton-specie het leidingsysteem inge-perst.Toepassingverpompen van betonspecieinconsistentîegebied 2, 3en 4;natte spuitmortels.SlangenpompPrincipeDoor het met een roterendebeweging invoorwaartse rich-ting platdrukken van de slangwordt de specie weggeperst.Daarna herstelt de slangzichweer inzijn ronde vorm, zuigtdaardoor specie aan, vult zichen wordt vervolgens weer leeg-geperst.ToepassingVerpompen van (dun)vloeibarespecies zoals:vloeispecie, een zand-cementspecie voor werk-vloeren;- schuimspecie, een zand-cementspecie met eentoegevoegd schuimmiddelvoor werkvloeren en afslui-tende isolatielagen;gietvloerspecie, bijvoorbeeldeen anhydriet- of cementge-bonden afwerkvloer.WormpomprincipeDe wormpomp beschikt overeen excentrische wormgeplaatst ineen rond huis,waarbij de specie door verdrin-gingwordt weggeperst. Hetronde huis bestaat aan debinnenzijde uit een slijtvastpolyurethaan.ToepassingVerpompen vanvloeibarespecies zoals:vloeispecies;gietvloerspecie;schuimbetonspecie.Pneumatische pompPrincipeHet verpompen geschiedt doorhet op druk brengen van eenmet specie gevulde mixerketel.De machines zijn leverbaar methoge of lagedruken in eendiesel- of elektrische uitvoe-ring.Toepassing- species voor zand-cementdekvloeren. Toepassingbijvoorbeeld in combinatiemet een silo-systeem;droge spuitmortels.Tabel IRelatie tussen consistentiegebieden rendement betonpompTabel 2Invloed vandepompsnelheid opdeverhouding tussen verticale en equivalente horizontaleafstondenconsistentiegebiedDe verhouding tussen een verticaleen een equivalente horizontaleafstand is naast de viscositeit van debetonspecie vooral afhankelijk vande snelheid van de betonspecie inde leiding (tabel2).Ook door de aanwezigheid vanbochten inde leidingzal de afstandwaarover de betonspecie kanworden verpompt afnemen(tabel3).Gewoonlijk worden leidingeno 125 mm toegepast. Maar inverband met de hanteerbaarheid bijhet verplaatsen en het schoon-maken van de leidingen worden ookwel leidingen 0 100mm toegepast.snelheidbetonspecie0,1 mIs0,7 mIs234verticale afstand(m)rendement t.O.V. de opgegeventheoretische maximum capaciteit70-80%80-90%>90%equivalente horizontaleafstand (m)245Tabel 3Weerstand door bochten inpompleidingen, uitgedrukt inequivalente horizontale en verticaleafstandenPlunjerpompen komen we inverschillende uitvoeringen tegen.Voor transport van betonspecie isonderscheid te maken ingiek-pompen en leidingpompen.bochtequivalentehorizontale afstand (m)equivalenteverticale afstand (m)gehouden met de beschikbareruimte en de draagkracht van deondergrond. De grotere pompenhebben al gauw een stempelbreedtevan meer dan 8 m. Naast debeschikbare ruimte voor de pompmoet ook nogvoorzien worden ineen opstelplaats voor, bijvoorkeur,twee truckmixers. Een mixer meteen inhoud van 12m3heeft eenopstellengte nodig van I I m, inclu-sief de goot.Om de bereikbaarheid van de pompvoor de truckmixers zeker tekunnen stellen zal soms de aanlegvan een tijdelijke verharding nodigzijn.Sinds een aantal jaren zijnvrijwelalle giekpompen uitgerustmet eenventiel in het slanggedeelte van degiek. Hiermee wordt voorkomendat tijdens het verplaatsen van deGiekpompenDe giekpomp is een uitvoeringwaarbij de pomp isgemonteerd opeen auto en uitgerust met eenhydraulisch bestuurbare, drie- ofvierdelige giek.Afhankelijk van deomstandigheden kan men gebruikmaken van giekpompen metverschillende capaciteit enreikwijdte (foto's 1-2).Giekpompen worden ook wel incombinatie gebruikt met leidingen;met degiek wordt bijvoorbeeld eenbepaalde hoogte overbrugd waarnaop een horizontale leidingwordtaangesloten. Aan het einde van deleiding wordt een slang bevestigdom de betonspecie op de juisteplaatsen in het werk te kunnenbrengen. Metgiekpompen kan opdeze wijze betonspecie over onge-veer I00 m worden getranspor-teerd.Voor de opstelling van een giek-pomp moet rekening worden90°45°30°22,5°126432I0,70,5giek, van de ene stortplaats naar deandere, het verticale deel van degiek leegloopt en delen van debouwplaats worden vervuild metbetonspecie.Een andere technische verbeteringis de radiografisch - op afstand -bestuurbare pomp en giek. Demachinist hoeft niet meer achter opde betonpomp te staan en daarbijafhankelijk te zijnvan onduidelijketekens van de stortbaas. Met eenbedieningspaneel aan een riem omde schouders kan de machinist hetverwerken van de betonspecie vandichtbij volgen en zodoende snelinspelen op de activiteiten van destortploeg.Daar waar de werkhoogte beperktis kan gebruik worden gemaakt van[E!] Metde betonpomp kunnenbijna allebetonspecies snelenineencontinue stroomworden getransporteerdeen speciale uitvoering van de giek-pomp; de 'hallenpomp'. Dezepompen hebben een vierdelige giekmet een ruim knikvermogen zodatbinnen een betrekkelijke kleine envooral lageruimte (fabriekshallen)gewerkt kan worden.LeidingpompEenandere uitvoering van de plun-jerpomp is de leidingpomp. Dezepomp kan op een auto gemonteerdzijn of als losse unit gebruiktworden. Voor het transport vanbetonspecie over grote afstandenkan de leidingpomp worden voor-zien van een hoge-druk ollepornp,zodat de betonspecie velehonderden meters horizontaal entot wel 300 meter verticaal kanworden verpompt.Leidingpompen vinden toepassingin bijvoorbeeld de hoogbouwwaarbij een vaste pompleiding metde kern vanhet bouwwerk meeomhoog gaat. Op de stortplaats kaneen losse giek wordenaangekop-peld om de betonspecie teverspreiden.PompmixerSindsenige jaren kunnen betoncen-trales met een pompmixer beton-specie én pomp in één aanbieden.De pompmixer is een truckmixerwaarop een driedelige giek isgemonteerd. Hiermee kan detruckmixer zijn eigen lading in hetwerk brengen. Vooral bij kleinereleveranties, bij renovaties in debinnenstad ofbi] individuele klanten13-41 Uitvoering vaneengrootschaligbetonwerk met eengiekpomp, met draad-lozebesturingop het platteland levert de pomp-mixer een enorm voordeel entijdwinst op. De mixer arriveert alshet ware 'tegelijkertijd met depomp' op het werk. De reikwijdtevan de giek isweliswaar iets minderdan de gangbare giekpompen maarhij kan altijd nog een 17tot 21 moverbruggen (foto's3-4).De stortcapaciteitbedraagt rond de25 m3per uur.De maximale capaciteit isvoor eenbelangrijk deel afhankelijk van derijafstanden van debetoncentraletot het werk. Gemiddeld kan depompmixer per dag op 3 à 4verschillende werken wordeningezet. Wanneer de hoeveelheidbetonspecie op een stort groter isdan de eigen lading van de pomp-mixer wordt de overige beton-specie door andere mixer(s)aangeleverd. De pompmixer heeftnamelijk ookeen ontvangbakwaarin ook andere mixers hunlading kunnen lossen.Toepassingsgebied voorpompenHet toepassingsgebied van debetonpomp isgroot. Er zijn vrijwelgeen beperkingen ten aanzien vanspecifieke bouwonderdelen ofconsistentiegebieden. Een uitzon-dering moet worden gemaakt voorconsistentiegebied I (zetmaat < 40mm). Verpompen van aardvochtigebetonspecie is niet mogelijk.Dankzij technische verbeteringenkunnen de pompen veel meer aandan vroeger. Ook betontechnolo-gisch zijn er in de afgelopen jarenInzetvaneenpompmixer voor eenkleinschalig bouwprojectenkele zaken veranderd. De beton-technoloog heeft immers bijdelevering op gebruikseisen (vooralsinds de invoering van de VBT1986) veel meer vrijheid in hetmengselontwerp gekregen. Zoheeft hij de mogelijkheid om desamenstelling op hetgebruikvan debetonpomp af te stemmen, metname door extra aandacht aan demengselstabiliteit.In het verleden hielden opdrachtge-vers nogal eens angstvallig vast aaneen vaste zand/grind verhouding ofeen vast cementgehalte. Ditbeperkte de mogelijkheden van debetontechnoloog om in te grijpenwanneer daar tijdens hetverpompen aanleiding toe was.Ook zijn erin het verleden moeilijk-heden ontstaan door een te laaggehalte fijn materiaal. Men trachtteditte compenseren door hetpercentage zand ten opzichte vanhet percentage grind iets op tevoeren, wat niet altijd een gunstigeuitwerking had. Pas het inzicht inhet gebruik van fijn materiaal< 250 um betekende een door-braak naar een betere verwerk-baarheid bij het verpompen vanbetonspecie.Eén bijzondere toepassing van debetonpomp mag hier niet onver-meld blijven. Dat is de toepassing bijonderwaterbeton. Het belang-rijkste aandachtspunt bijde verwer-king van onderwaterbeton is hetvoorkomen van uitspoeling. Debetonpomp iswat dat betreft uiter-mate geschikt.BetontechnologieHet ontwerp van een betonmengselis inde eerste plaats gebaseerd opsterkteklasse en milieuklasse.Wordt besloten om de betonspeciemet de betonpomp in het werktebrengen dan zijn nog tweeontwerpparameters van belang:- verwerkbaarheid;- mengselsamenstelling.De samenhang vereist extraaandacht om ontmenging en blee-ding te voorkomen.Daarnaast moet voldoendecementlijm aanwezig zijn zodat eensmeerlaag ontstaat tussen debetonspecie en de leiding, waar-door de wrijvingsweerstand wordtverlaagd.Op basis van ervaring ishetmogelijk om voor het verpompenvan de verschillende betonsoorteneen aantal vuistregels te geven.Korre/grootteEén regel isdat de maximum korrelniet groter magzijn dan 1/3van dediameter van de leiding.Dit bete-kent dat voor het verpompen vanbetonspecie met een korrelgroep4-32 een leidingmet een diametervan I00 mm voldoende is. Bedraagtde leidingdiameter 80 mm, danmoet korrelgroep 4-16gekozen worden.Korre/verdelingInhet verledenwerd de korrelver-deling hoofdzakelijk vastgesteld aande hand van de theorieën van FullerofRengers en Antonisse. Uit erva-ring blijktdat wanneer de graderingbinnen hetgraderingsgebied A-Bvalt, zoals gedefinieerd in de YBT1986, het mengsel goed teverpompen is.Toch iserbij de korrelverdelingnog een aandachtspunt tevermelden. Bij een mengsel met eengrootste korrelafmeting van 32 mmmoet bijvoorkeur de zeefrestop dezeef 16mm kleiner dan 25%zijn.Globaal betekent dit dat bijeenzand/grind-verhouding van 40/60 dezeefrest van het grind op de zeefvan 16 mm niet meer mag bedragendan 40%.16-71 Dankzij deafstandsbediening heeftdemachinist zichtophet werkfoto's: TeaKrijgsman, AmsterdamFijn materiaalTheoretisch moet de hoeveelheidfijnmateriaal (cement en eventueelvulstoffen) in het mengsel wordenafgestemd op de hoeveelheid holleruimte in het toeslagmateriaal. Teweinig fijnmateriaal betekent eenschraal mengsel dat gevoelig isvoorontmenging.Een overmaat aan fijnmateriaalveroorzaakt eveneens een moei-Iijkerverpompbaar mengsel dooreen verhoogde wrijvingsweerstand.Het verband tussen de hoeveelheidholle ruimte in het toeslagmateriaal,de hoeveelheid fijnen de mate vanverpompbaarheidis weergegeveninfiguur 5.In de praktijkzal de totale hoeveel-heid fijnmateriaal in het mengsel,dus de hoeveelheid materiaal< 250 um met zeker 20 literworden verhoogd.Het minimum gehalte aan fijnmate-riaal per kubieke meter beton-specie isaangegeven intabel 4.Alsfijnmateriaal kan naast cementfijnzand, vliegasen kalksteenmeelworden gebruikt.Een praktische vuistregel is dat hetabsoluut volume aan mortelspecie(zand, cement en water) minimaal550 liter per m3moet bedragen omstoringen tijdens het pompen tevermijden. Dit betekent vooral datTabel 4Minimaal gehalte materiaal « 250 voorpompen vanbetonspecieInvloecJ vancJe hoeveelheicJ fijn materiaal encJe hoeveelheicJ holle ruimte intoeslagmate-riaal cJe verpompbaarheicJ vanbetonspeciewanneer met lagere zandpercen-tages wordt gewerkt, bijvoorbeeldkleiner dan 40%, controle hieropwenselijk is.Gebroken materiaal/steenslagDe toepassing van gebroken mate-rialen zal inhet mengselontwerpleiden tot een grotere hoeveelheidfijn materiaal. Gebruik vangebroken toeslagmaterialen leidttot meer slijtage aan de apparatuur.BetongranulaatlmetselwerkgranulaatBijhet gebruik van granulaten zalmen met name bij metselwerkgra-nulaat of een menggranulaat reke-ning moeten houden met dewaterabsorptie van het toeslagma-teriaal. Om verstopping tegen tekunnen gaan moet het absorptie-vermogen van het granulaat bekendzijn.Bijde mengselsamenstellingkan dan een extra hoeveelheidaanmaakwater in rekening wordengebracht.grootstekorrel-afmetingmin. gehalte fijnmateriaal