17oktober 2013 VAKBLAD I 1auteur Richard Faber Faber betonpompenMogelijkheden van het verpompen van betonStorten met eenbetonpomp is eensnelle en effici?ntemanier om betonspeciein een continue stroom tetransporteren. Het is een methodedie al decennialang wordt toegepast maarnog steeds in ontwikkeling is. Om bij het verpom-pen een goed resultaat te verkrijgen, moet met een aan-tal randvoorwaarden rekening worden gehouden.Pompen naargrote hoogte1Betonstorten met eenmobiele pomp is eensnelle en effici?ntemethodeLees meer inBetoniek Standaard? 1/2 Pompbeton? 4/25 Pompen of...? 9/14 Pompen van betonDeze uitgaven zijn te raadplegen opwww.betoniek.nl.18 oktober 2013 VAKBLAD I 1Wanneer de betonspecie op debouwplaats arriveert, moet ookop het werk nog een bepaalde afstandworden overbrugd. De meest ambach-telijke manier is toepassing van eenkruiwagen of een stortgoot. Vaak wordtechter gekozen voor een kraan pluskubel of een betonpomp. Ten opzichtevan andere methoden is het verpom-pen een eenvoudige en snelle manierom beton te verwerken. Omdat ergeen kraan nodig is, legt het pompengeen tijdsbeslag op de kraan. Die kandaardoor bij andere bouwactiviteitenworden ingezet. Logistieke redenenkunnen desondanks doorslaggevendzijn voor het kiezen van een anderemethode dan het verpompen vanbeton. Voorbeelden daarvan zijn onbe-reikbaarheid van de bouwplaats, nietvoldoende opstempelruimte of eenonvoldoende draagkrachtige bodem.Uiteraard spelen ook ecomomischeaspecten een rol. Als er bijvoorbeeldtoch een kraan beschikbaar is die ophet moment van storten niet voor eenandere activiteit kan worden ingezet,zal kubelen al snel een goedkopereoptie zijn. En ook bij kleine hoeveelhe-den is het inzetten van een pomp door-gaans minder interessant.De betonpomp maakte in 1920 zijn in-trede in Nederland, maar was toenvanwege de matige techniek beperktinzetbaar. Vanaf de jaren zeventig namde technologie een enorme vlucht.Door de ontwikkeling in de kwaliteitvan toeslagmaterialen speelde de be-tonpomp gaandeweg een steeds be-langrijkere rol. Daarmee werd het mo-gelijk mengsels verpompbaar te makenzonder dat de vereiste prestaties daaronder hadden te lijden. De traditionelekruiwagens en de moderne versie daar-van, de zogenoemde japanners (twee-wielige bakken), werden in korte tijdvervangen. Tegenwoordig is de beton-pomp een heel vertrouwd beeld op debouwplaats. Mede door de komst vande mixerpomp is het pompen voor eengroter publiek interessant geworden. Erzijn circa 250 verschillende soortenbetonpompen in Nederland in gebruik.Verschillende typenHet verpompen van betonspecie wordtsteeds meer maatwerk. Voor elke typewerk is een specifieke pomp nodig. Vanoudsher is de bekende M32 giekpompgangbaar voor kleinere storten en bijbijvoorbeeld binnenvloeren. M32 staathierbij voor een lengte van de mast van32 m, inclusief onderstel. Horizontaalkomt dat neer op circa 28 m bereik. Vooriets grotere storten en verdiepingsvloe-ren is er de M42. De meeste giekpom-pen hebben een capaciteit van circa 100tot 120 m3.Door toenemende vraag vanuit de marktzijn de typen betonpompen steeds ver-der uitgebreid.Aan de ene kant van het spectrum be-staat er tegenwoordig een aanhangerbe-tonpomp. Met deze pomp kunnen, bijde juiste betonsamenstelling, moeilijkestorten worden gerealiseerd zoals hetstorten van kolommen, het vullen vanvoegen, buizen, strookjes, enzovoort.Relatief kleine hoeveelheden zijn effici?ntte verwerken.Aan de andere kant is er de grootstegiekbetonpomp van Nederland, deM63, met een reikwijdte van ruim 60 m.De giek kan met slangen en leidingenmet wel 200 m worden verlengd, zodat2Een stationaire beton-pomp kan uitkomstbieden bij hoogbouw-projecten19oktober 2013 VAKBLAD I 1nog grotere lengten kunnen worden be-reikt. In dat geval wordt echter meestalvoor een kleinere giekpomp gekozen,omdat de lengte van de giek en de grotecapaciteit dan vaak niet meer belangrijkzijn. De capaciteit ligt bij ideale omstan-digheden nabij de 150 m3/u.Tussen deze twee typen betonpompenligt een groot arsenaal van soorten be-tonpompen. Zo is er de hallenpomp, dieminder ruimte nodig heeft om uit tevouwen en daardoor geschikt is om laagbij de grond te werken. Deze pompwordt vooral ingezet bij het storten vanbinnenvloeren. De leidingpomp is voor-namelijk bedoeld voor grote afstanden(200 m en meer). Bij stationaire beton-pompen is de giek losgekoppeld engemonteerd op een verdieping van eenhoogbouw (vanaf 60 m en meer)(foto 2). De mixerpomp is een combina-tie van een betonpomp en betonmixer,die zijn eigen betonmortel kan meene-men (foto 3). Deze mixerpomp, ook welde MIPO genoemd, is geschikt voor watkleinere storten en kan een eigen vrachtmeenemen. Ook bij deze specifiekebetonpomp zijn er verschillende lengtenen capaciteiten beschikbaar.De ontwikkeling van betonpompengaat door. In het buitenland zijn er aleen M70 en een M100 operationeel.Het zal niet lang meer duren voordat inNederland de M63 zal worden over-troffen door een M70 of een M80.De pompen kunnen worden voorzienvan extra voorzieningen en attributenals stortpijpen, afsluitventielen, dunneslangen, een valonderbreker of een be-tondobber. Deze zorgen voor een be-tere werking van de pomp.RandvoorwaardenOm het pompen met succes te latenverlopen, moet betonspecie zodanigzijn samengesteld dat ontmenging zoveel mogelijk wordt voorkomen en datde weerstand in de leidingen gering is.Belangrijke randvoorwaarde is de con-3Voor kleinschalige pro-jecten kan een mixer-pomp interessant zijn20 oktober 2013 VAKBLAD I 1sistentieklasse. Die moet minimaal S2bedragen, beter is echter S3. Het gaatdaarbij om de verwerkbaarheid aan heteinde van de slang en die kan afwijkenvan de verwerkbaarheid aan het begin.De door leveranciers opgegeven maxi-mumpompcapaciteit kan niet volledigworden benut. De werkelijke capaciteitis vooral afhankelijk van de consistentievan het beton. Dit heeft te maken metde vullingsgraad van de cilinders bij hetaanzuigen van betonspecie.De afstand waarover wordt verpompt,is, zeker niet verticaal, niet oneindig.Wanneer betonspecie verticaal wordtverpompt, moet naast de wrijvings-weerstand in de leiding immers ooknog een hydrostatische druk ten ge-volge van de zwaartekracht wordenoverwonnen. Door de aanwezigheidvan bochten in de leiding, zal de af-stand afnemen waarover de betonspe-cie kan worden verpompt.Bij het verpompen gelden specifiekeeisen voor de korrelgraad en de korrel-verdeling, mede afhankelijk van de lei-4Op de bouwplaatswordt de vloeimaatvaak nog gecontro-leerddingdiameter. Zo mogen er niet tegrove fracties in de betonspecie zitten.Gebruik van granulaat is mogelijk. Welmoet de waterbehoefte in het mengselnauwkeurig worden bepaald om ver-stopping tegen te gaan. Ook moet re-kening worden gehouden met moge-lijke verontreinigingen. Verder zal deapparatuur sneller slijten bij gebrokenmateriaal.Ook het verpompen van staalvezels ismogelijk. Het is daarbij van belang datde diameter van de pijp of slang groteris dan anderhalf keer de lengte van destaalvezel.Vooral bij grote hoogten is de con-stante aanvoer van betonspecie essenti-eel. De massa van de betonspecie moetin beweging blijven.Betonspecie met een verhoogd lucht-gehalte en betonspecie met lichte toe-slagmaterialen vragen bijzondere aan-dacht bij het verpompen.Mede dankzij moderne hulpstoffen enhet specialisme van de betonleveran-cier, is het bijna altijd mogelijk vol-doende stabiele en vloeibare mengselste realiseren. De betonsamentellingmoet echter wel voorafgaand, in nauwoverleg met de betrokken partijen,worden vastgesteld. Soms is een proef-stort nodig, vooral bij zeer grote bouw-werken. Zowel op de betoncentrale alsop de bouwplaats wordt vaak nog eenvisuele controle en zetmaatinspectieuitgevoerd (foto 4).BotlekbrugVerreweg het grootste deel van de tijd worden betonpompeningezet bij relatief gewone en vaak eendaagse storten, meestal inopdracht van aannemers en vloerenbedrijven. Maar er zijn spraak-makende uitzonderingen als de nieuwe Botlekbrug. Hier is een inNederland nog niet eerder toegepaste fundatie gerealiseerd: eenmassief onderwaterbetonblok gefundeerd op staal. Het totalevolume bedroeg 46 000 m3, verdeeld over drie pijlers. Hiervoorzijn meerdere betonpompen ingezet die dag en nacht opereer-den. Er is een leidingstelsel van 300 m en een reserveleiding alsback-up aangelegd. De betonpompen op de pontons werdengevoed door betonpompen op de vaste wal (foto 5). Hierdoorwerd het storten uit de giek mogelijk, met als groot voordeel eenzeer nauwkeurige controle op het storten onder water.In nauwe samenwerking met de betontechnologen van de beton-leverancier en de opdrachtgever, is een uitgekiende verpompbaremengselsamenstelling vastgesteld. Deze was nodig om de langeafstand te kunnen overbruggen en het verpompen door tweebetonpompen te realiseren. De samenwerking was mede cruciaalom de moeilijkheden, die ontstonden vanwege de flinke stromingin de Oude Maas en het getijdeverschil, het hoofd te kunnen bie-den.5Het onderwaterbeton bij de Botlekbrug is verpompt door het leidingstelsel van twee betonpompenop pontons21oktober 2013 VAKBLAD I 1De RotterdamBij het project De Rotterdam, bestaande uit drie torens van 150 m, is het uiterstegevraagd van mens en materieel. De totale hoeveelheid verpompte betonspeciebedroeg 48 753 m3, verdeeld over 93 storten met een mobiele giekpomp (13 858m3) en 242 storten met drie hoogbouwverdeelgieken, een M24, een M32 en eenM35 (34 895 m3). De lengte van de betonleiding bedroeg 550 m1, zowel verticaalals horizontaal.OnderwaterbetonBij onderwaterbeton wordt het betongestort via een stortbuis die is gekop-peld aan de giek. Deze stortbuis be-vindt zich tijdens het storten in hetreeds gestorte vloeibare beton. Doorhet tweecilinderpompsysteem maaktde betonpomp slagen waarbij de giekeen horizontale beweging maakt. Hier-door kan de stortbuis een op- en neer-gaande beweging maken in de vloei-bare betonspecie. Bij een capaciteit van100 m3/u gebeurt dit circa 100 keerper 5 minuten. Op deze wijze wordt debetonspecie op verschillende plaatsenextra verdicht en is de kans op ontmen-ging re?el. Door het toepassen van eenbetondobber wordt dit in grote matevoorkomen. De dobber drijft als hetware op het reeds gestorte, nog vloei-bare beton en de stortbuis komt nietmeer in aanraking met het beton. Bo-vendien is hiermee de hoogte van hette storten beton nauwkeurig temonitoren.Schoonmaak en verliesZodra er voldoende betonspecie is ge-stort, kan het pompen stoppen. Er blijftdan nog altijd wat betonspecie achter,circa 12,5 l per m1 leiding. Bij een langeleiding heb je het dan al snel over rede-lijk grote hoeveelheden. Mogelijkhedenom de leiding na het beton met waterof lucht aan te vullen zijn er eigenlijkniet. Het is nauwelijks uitvoerbaar en deveiligheid is, zeker in geval van lucht,niet te garanderen. Je hebt hetimmmers algauw over een druk van60 - 70 bar.Het beton dat in de leiding zit wordt omdie reden teruggepompt. Dit restantkan in een kubel worden gestort en als-nog worden verwerkt. Er moet op datmoment wel een kraan beschikbaar zijnen het pompen moet precies op tijdworden gestopt. Vaak wordt dit restantdan ook teruggestuurd naar de centrale.Bij het bepalen van de hoeveelheid be-tonspecie wordt er vaak enige margegehanteerd. Het exact bepalen van dehoeveelheid, rekening houdend met debetonspecie die in de leidingen achter-blijft, is erg lastig. Bij de wat eenvoudi-gere storts met veel regelmaat, zoals bijtunnelbekistingsprojecten, is dat nogwel mogelijk. Maar bij de iets ingewik-kelder en grotere storts is dat nauwe-lijks nog te doen.Na gebruik van de betonpomp moetende leidingen worden schoongemaakt.Normaal gesproken gebeurt dat meteen bal die door de leding wordt ge-pompt. Helemaal schoon wordt hijBurj DubaiIn de 818 m hoge Burj Dubai (foto 6) in de Verenigde Arabische Emiraten, is in totaal230 000 m3 gebruikt, exclusief de fundering. Het beton is tot een hoogte van 606 mverpompt. Grotendeels is betonsterkteklasse C50/60 toegepast, maar voor een deelook C80/95 met een maximale korrelgrootte van 20 mm. Voor dit hogesterktebetonis de leidingdiameter ?150 mm en voor C50/60 een diameter van ?125 mm. Demaximaal gerealiseerde betondruk bedroeg 250 bar. Vanwege de hoge temperaturenis voornamelijk 's nachts gestort met een capaciteit die uiteindelijk 10 m3/u bedroeg.daardoor echter niet. Er blijven altijdwel wat resten achter die bij een vol-gende stort water kunnen onttrekken.Vooral bij de wat langere leidingen ofbij grote tussenpauzes tussen storten(bijvoorbeeld vanwege het weekend),kan dat problemen geven. Een nieuweontwikkeling is de toepassing van eenspons in combinatie met water. Daar-mee kan de leiding nagenoeg volledigworden gereinigd en is het risico op hetvastlopen van de betonspecie aanzien-lijk kleiner.6Lange stortleidingen bij het storten van de Burj Dubai