<Desc/Clms Page number 1>
Betonsteen.
Deze uitvinding heeft betrekking op een betonsteen.
Meer speciaal heeft zij betrekking op betonstenen van het blokvormig type, met andere woorden betonstenen die een relatief grote dikte vertonen ten opzichte van de afmetingen van hun bovenzijde, waarbij zowel betonstenen bedoeld zijn die zoals bekend kunnen worden aangewend voor het verwezenlijken van bestratingen, opritten, terrassen en dergelijke, als betonstenen die voor muren en wanden worden aangewend.
Het is bekend dat dergelijke betonstenen doorgaans uit een relatief droog beton worden vervaardigd. Hiertoe wordt dit beton in een starre vorm aangebracht en door middel van een pers- en trilinrichting aangedrukt.
Het is eveneens bekend om betonnen vloertegels, welke relatief dun zijn ten opzichte van de afmetingen van hun oppervlak, te vervaardigen uit twee lagen van een verschillende specie op basis van cement. De bovenste laag is hierbij gevormd uit een fijnkorrelige, vrij vloeibare en doorgaans ingekleurde mortelspecie, terwijl de onderste laag bestaat uit een relatief droog beton. Bij het vormen van dergelijke betonnen vloertegels wordt eerst de mortelspecie in een vorm aangebracht, waarna het relatief droge of aardvochtige beton op de mortelspecie wordt gedeponeerd. Doordat het aardvochtige beton als het ware een aaneenhangende massa vormt, blijft deze op de vrij vloeibare mortelspecie liggen, waarna het geheel kan worden aangedrukt en getrild.
<Desc/Clms Page number 2>
De uitvinding beoogt een nieuwe opbouw van een betonsteen, die nieuwe mogelijkheden biedt ten opzichte van de bekende technieken. Hiertoe bestaat het voorwerp van de uitvinding uit een betonsteen die het kenmerk vertoont dat hij uit minstens twee lagen beton bestaat, waarvan één van deze lagen een toplaag vormt en waarbij minstens deze twee lagen gevormd zijn uit uitgehard vloeibaar beton.
Onder vloeibaar beton wordt volgens de uitvinding beton verstaan dat zich bij het aanbrengen in een gietvorm automatisch vrij goed verspreidt, dit in tegenstelling tot de aardvochtige betonsoorten die klassiek voor het vormen van bestratingsstenen worden aangewend. Voor de vakman is het duidelijk wanneer wel en niet over, enerzijds, een vloeibare betonsoort en, anderzijds, een "droge" of "aardvochtige" betonsoort wordt gesproken. Bij voorkeur evenwel zal onder vloeibaar beton een beton worden verstaan dat aan bepaalde criteria voldoet, welke hierna nog in de gedetailleerde beschrijving zullen worden gedefinieerd en toegelicht.
Ter verduidelijking wordt vermeld dat het bedoelde vloeibaar beton soms ook vloeibeton of gietbeton wordt genoemd, terwijl het aardvochtige beton ook wel persbeton wordt genoemd.
In de uitgeharde toestand is doorgaans ook een onderscheid tussen de twee betonsoorten waar te nemen. Een techniek die normalerwijze toelaat zulk onderscheid waar te nemen bestaat erin gebruik te maken van een slijpplaatje en petrografische technieken : de structuur van vloeibeton wordt gekenmerkt door vloeistructuren en hoofdzakelijk ronde poriën, terwijl aardvochtig geperst beton gekenmerkt
<Desc/Clms Page number 3>
is door vooral langgerekte poriën, kanalen en een meer gelamineerde structuur.
Door gebruik te maken van twee of meer lagen die gevormd zijn uit vloeibaar beton, worden verschillende voordelen bekomen, en biedt dit tevens nieuwe mogelijkheden voor het realiseren van bijzondere betonstenen.
Een eerste voordeel bestaat erin dat, doordat tijdens het vormen van de betonsteen de twee betonsoorten in zeer vloeibare toestand met elkaar in contact komen, de betonsoorten in hun contactzone als het ware in elkaar overvloeien, waarbij, na uitharding, een degelijke binding tussen beide lagen bestaat.
Een tweede voordeel bestaat erin dat, enerzijds, betonstenen kunnen worden verwezenlijkt waarbij de basis uit minder duur beton is vervaardigd, terwijl de toplaag uit een meer edele betonsoort bestaat, terwijl, anderzijds, nog steeds de mogelijkheid blijft bestaan om de betonstenen te vormen in soepele, bijvoorbeeld rubberen, gietvormen.
Bij het gebruik van vloeibaar beton hoeft immers geen aandrukking met grote krachten te worden verwezenlijkt, zodat geen noodzaak bestaat aan drukbestendige gietvormen.
Door gebruik te maken van soepele gietvormen is het mogelijk om bijzondere vormen van betonstenen te verwezenlijken. Zulke soepele gietvormen laten immers toe om bijvoorbeeld onregelmatige vormen te realiseren, alsook bijvoorbeeld betonstenen te realiseren met een basis die smaller is dan het bovenoppervlak, betonstenen die aan hun omtrek voorzien zijn van ondersnijdingen, enzovoort, zonder dat dit alles een probleem stelt om de betonstenen na uitharding uit hun gietvorm te halen.
<Desc/Clms Page number 4>
Bij voorkeur zijn minstens de toplaag en de zich onmiddellijk daaronder bevindende laag uit vloeibaar beton vervaardigd. Meer speciaal geniet het ook de voorkeur dat de betonsteen uitsluitend uit de voornoemde twee lagen is gevormd, met andere woorden dat hij uitsluitend bestaat uit een toplaag en een zich daaronder bevindende basislaag.
De toplaag kan verschillende diktes bezitten, doch bij voorkeur is deze in de orde van grootte van 1 a 2 cm, wat het voordeel biedt dat zij, enerzijds, voldoende dik is om te verhinderen dat, bij het gieten van deze betonstenen, het beton van de onderste laag doorheen de toplaag zou dringen, en, anderzijds, niet onnodig dik is, waardoor de kostprijs van de betonstenen onnodig zou stijgen door het feit dat de toplaag normalerwijze uit een duurdere betonsoort is vervaardigd. Dit sluit echter niet uit dat andere diktes mogelijk zijn.
De betonsteen kan, zowel een regelmatige, als onregelmatige vorm vertonen. Met de onregelmatige vorm wordt bijvoorbeeld bedoeld dat het bovenoppervlak oneffen is. Zulk oneffen oppervlak wordt verkregen door gebruik te maken van gietvormen met een niet vlakke bodem. Bij gebruik van aardvochtig beton is het dan bijzonder moeilijk om met zekerheid het beton op alle plaatsen aan de bodem aan te drukken en een nauwkeurige haarfijne weergave van de originele textuur te verwezenlijken. Door evenwel volgens de uitvinding gebruik te maken van vloeibaar beton, wordt verkregen dat het beton automatisch, eventueel geassisteerd door een trilwerking, op alle plaatsen aan de bodem van de gietvorm aansluit, ongeacht de vorm hiervan.
Bij voorkeur is de voornoemde toplaag uit fijnkorrelig beton, ook wel mortel genoemd, uitgevoerd, met andere
<Desc/Clms Page number 5>
woorden gevormd uit een substantie waarvan de maximale korrelgrootte kleiner is dan 4 mm, of althans hoofdzakelijk kleiner is dan 4 mm, waarmee bedoeld wordt dat geen of nauwelijks korrelvormige of granulaatvormige substanties in het beton voorkomen die groter zijn dan 4 mm.
Daarentegen geniet het de voorkeur dat minstens één of meer van de lagen die niet als toplaag fungeren, zijn gevormd uit beton met substanties welke onder meer korrels met korrelgrootten bevatten die groter zijn dan 4 mm.
Het is duidelijk dat de toplaag eventueel kan ingekleurd zijn en/of edele granulaten kan bevatten.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van dergelijke betonsteen, met als kenmerk dat hij wordt gevormd in een mal waarin eerst het beton voor het vormen van de toplaag wordt gegoten en vervolgens, terwijl het beton van de toplaag nog vloeibaar is, het beton van de daarop volgende laag hierin wordt aangebracht.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
Figuur 1 een betonsteen volgens de uitvinding in perspectief weergeeft; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; figuur 3 weergeeft hoe de betonsteen uit figuur 1 kan worden vervaardigd;
<Desc/Clms Page number 6>
figuur 4 nog een betonsteen volgens de uitvinding weergeeft; figuur 5 nog een doorsnede weergeeft volgens lijn V-V in figuur 4; figuren 6 en 7 geven voor twee verschillende stappen weer hoe de betonsteen uit figuren 4 en 5 kan worden vervaardigd; figuren 8,9 en 10 schematisch een aantal op zich bekende proefopstellingen weergeven voor het bepalen van de vloeibaarheid van beton.
Zoals weergegeven in de figuren 1 en 2, heeft de uitvinding betrekking op een betonsteen 1 die bij voorkeur van het blokvormige type is, meer speciaal een bestratingssteen of zogenaamde betonklinker.
In de uitvoeringsvorm van figuren 1 en 2 heeft de betonsteen 1 een eenvoudige prismatische vorm en een glad bovenoppervlak 2, doch zoals hierna nog zal worden toegelicht, kan zulke betonsteen 1 ook in andere vormen worden uitgevoerd.
Zoals in het bijzonder is weergegeven in de doorsnede van figuur 2, is de betonsteen 1 daardoor gekenmerkt dat hij vervaardigd is uit minstens twee, en bij voorkeur precies twee, lagen beton 3-4, waarvan beide gevormd zijn uit uitgehard "vloeibaar beton", dit in tegenstelling tot het tot op heden doorgaans aangewende "droge beton". Deze lagen 3-4 vormen, enerzijds, een toplaag, hierna eveneens aangeduid met referentiecijfer 3, en, anderzijds, een zich daaronder bevindende basislaag, hierna eveneens aangeduid met referentiecijfer 4. De hiertoe aangewende betonsoorten vertonen bij voorkeur vloeibaarheidskenmerken, zoals hierna
<Desc/Clms Page number 7>
nog uitgezet. Qua samenstelling vertonen zij bij voorkeur kenmerken zoals gedefinieerd in de inleiding.
Zoals weergegeven in de figuur 3, worden de betonstenen 1 bij voorkeur gevormd in een soepele gietvorm 5, bijvoorbeeld uit rubber of kunststof. Hierbij wordt eerst het beton 6 voor het vormen van de toplaag 3 onderaan in de gietvorm 5 gegoten of aangebracht. Terwijl het beton 6 nog vloeibaar is, wordt het beton 7 voor het vormen van de basislaag 4 op het beton 6 gegoten of gedeponeerd.
Nadat alle beton 6-7 voldoende is uitgehard, wordt de aldan verkregen betonsteen 1 uit de gietvorm 5 gehaald.
In de figuren 4 en 5 is een variante weergegeven van een betonsteen 1 volgens de uitvinding, die een aantal bijzondere vormkenmerken vertoont, zoals het feit dat hij is voorzien van een onregelmatig gevormd bovenoppervlak 2, een groefvormige verzinking 8 langs de omtrek, in de vorm van een ondersnijding, voor het vormen van een voeg, en uitsparingen 9 voor het vormen van een doorgang voor water.
Figuur 6 geeft op een analoge wijze als figuur 3 weer hoe de betonsteen 1 uit figuren 4 en 5 in een soepele gietvorm 5 kan worden verwezenlijkt. Doordat de betonsteen 1 volledig uit "vloeibaar beton" is vervaardigd, bestaat er immers geen noodzaak aan een aandrukking van het beton 6-7 met een grote aandrukkracht en bestaat er bijgevolg evenmin noodzaak aan het gebruik van een starre gietvorm. Dankzij het gebruik van de soepele gietvorm 5, en dankzij het feit dat de betonsteen 1 uit meerdere lagen vloeibaar beton 3-4 wordt vervaardigd, ontstaat het voordeel dat meerlagige betonstenen 1 kunnen worden verwezenlijkt, welke een vorm
<Desc/Clms Page number 8>
vertonen die normalerwijze niet in een simpele eendelige starre gietvorm kunnen tot stand worden gebracht.
De soepele gietvorm 5 laat immers toe dat, door de soepelheid van het materiaal waaruit hij bestaat, iedere vorm van betonsteen 1 na het uitharden van het beton 6-7 uit deze gietvorm 5 kan worden gehaald, bijvoorbeeld eruit worden losgetrokken zoals in figuur 7 is weergegeven voor de betonsteen 1 uit de figuren 4 en 5.
Uiteraard is het gebruik van starre al dan niet meerdelige gietvormen volgens de uitvinding niet uitgesloten.
Het beton 6 en het beton 7 beantwoorden qua vloeibaarheid bij voorkeur aan welbepaalde criteria die vastgelegd zijn aan de hand van algemeen bekende proeven voor het meten van de vloeibaarheid. Deze proeven, alsmede de criteria die voor het beton 6 en 7 bij voorkeur worden toegepast, worden hierna kort toegelicht.
Voor het beton 6 van de toplaag 3 wordt bij voorkeur gewerkt met een betonsoort waarvan de vloeibaarheidsgraad voldoet aan welbepaalde criteria, welke gedefinieerd zijn aan de hand van de zogenaamde trechterproef voor mortel, en/of de proef met de zogenaamde Abramskegel, en/of de zogenaamde uitspreidingsproef.
Bij de trechterproef wordt gebruik gemaakt van een trechter 10 met een vorm, zoals afgebeeld in figuur 8, en met afmetingen U = 30 mm, V = 270 mm, W = 30 mm, X = 30 mm, Y = 60 mm en Z = 240 mm. Dit zijn de trechterafmetingen die worden toegepast voor de "trechterproef voor mortel". Het beton 6 is immers fijnkorrelig en vormt in feite een mortel, waardoor aldus de "trechterproef voor mortel" moet
<Desc/Clms Page number 9>
worden toegepast in plaats van de "trechterproef voor beton" waarbij met andere trechterafmetingen wordt gewerkt.
De proef zelf bestaat erin de trechter 10 volledig te vullen met het betreffende beton 6, terwijl deze trechter 10 onderaan afgesloten is, waarna de trechter 10 onderaan geopend wordt en de uitstroomtijd als criteria dienst doet voor de vloeibaarheid van het beton 6.
Bij voorkeur vertoont het beton 6 een zodanige vloeibaarheid dat het, volgens de trechterproef voor mortel, een uitstroomtijd van 5 a 15 seconden benodigt, en in de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm een uitstroomtijd benodigt in de orde van grootte van 10 seconden.
Bij de proef met de Abramskegel wordt, zoals schematisch weergegeven in figuur 9, gebruik gemaakt van een afgeknotte kegel 11, die bovenaan en onderaan open is, met volgende afmetingen : DA = 100 mm, DB = 200 mm en H = 300 mm.
De proef bestaat erin dat de Abramskegel op een ondergrond wordt opgesteld, wordt gevuld met het beton 6, waarna de kegel 11 wordt opgetild, zodat het beton 6, zoals schematisch weergegeven in figuur 9, zich over de ondergrond uitspreidt. De gemiddelde diameter waarover het beton 6 zich uitspreidt, is dan een maat voor de vloeibaarheid. Deze gemiddelde diameter is het gemiddelde van de in figuur 9 aangeduide diameters Dl en D2.
Bij voorkeur vertoont het beton 6 een zodanige vloeibaarheid dat, bij de proef met de Abramskegel, een uitspreiding wordt verkregen van 65 a 80 cm, en in de meest
<Desc/Clms Page number 10>
voorkeurdragende uitvoeringsvorm een uitspreiding in de orde van grootte van 70 cm.
Bij de zogenaamde "uitspreidingsproef" wordt dezelfde werkwijze toegepast als bij de Abramskegel, doch wordt gewerkt met een kleine versie van kegel, namelijk met afmetingen DA = 70 mm, DB = 100 mm en H = 60 mm.
Bij voorkeur vertoont het beton 6 een zodanige vloeibaarheid dat bij deze "uitspreidingsproef" een uitspreiding wordt verkregen van 20 a 30 cm, en in de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm een uitspreiding in de orde van grootte van 24,5 cm.
Voor het beton 7 van de basislaag 4 wordt bij voorkeur gewerkt met een betonsoort waarvan de vloeibaarheidsgraad voldoet aan welbepaalde criteria, welke gedefinieerd zijn aan de hand van een proef op de zogenaamde schoktafel volgens norm NBN B15-205.
Bij de proef aan de hand van zulke schoktafel kunnen twee types van genormaliseerde schoktafels worden aangewend.
Bij de schoktafel van het type I wordt gebruik gemaakt van een vormvaste staalplaat van 800 mm doormeter, uitgerust met een verticale staaf. Door middel van een hendel verbonden met een nok, kan men aan deze plaat schokken geven, door ze door middel van de nok op te heffen en telkens terug te laten vallen, welke schokken overeenstemmen met een vrije val over 15 mm.
Op deze schoktafel wordt een hoeveelheid beton uitgespreid, uitgaande van een met dit beton gevulde vorm welke ongeveer
<Desc/Clms Page number 11>
dezelfde is als de Abramskegel, doch met afmetingen DA = 200 mm, DB = 300 mm en H = 150 mm.
Aan de tafel worden door middel van een regelmatige beweging via de nok dan 15 schokken in ongeveer 15 seconden gegeven. De gemiddelde diameter van het uitgespreide beton vormt dan een maat voor de vloeibaarheid van het beton 7.
Deze gemiddelde diameter is het gemiddelde van twee loodrecht op elkaar gemeten diameters van de uitgespreide betonmassa.
De schoktafel 12 van type II bestaat, zoals weergegeven in figuur 10, uit twee boven elkaar geplaatste houten ramen 13-14 van 700 x 700 mm, die rond de gemeenschappelijke zijde, door middel van een scharnier 15, kunnen draaien.
Het bovenste raam 14 is bekleed met een stalen plaat 16 van 2 mm dikte en weegt 16 kg. Op het onderste raam 13 en langs de zijde tegengesteld aan het scharnier 15, is een aanslag 17 bevestigd die het opheffen van het bovenste raam 14 beperkt tot 35 mm, alsmede één of meer steunen 18 waarop de gebruiker zijn voeten kan plaatsen teneinde een verplaatsing van het onderste raam 13 te beletten. Het bovenste raam 14 is tevens uitgerust met een handvat 19 aan de tegenovergestelde kant van het scharnier 15.
Bij het gebruik van de schoktafel 12 worden de schokken gegenereerd door het bovenste raam 14 met het handvat 19 op te lichten tot tegen de aanslag 17 en vervolgens het raam 14 te laten vallen. Dit wordt ook 15 maal herhaald in een periode van ongeveer 15 seconden. Het gemiddelde van de weergegeven diameters Dl en D2 vormt dan een maat voor de vloeibaarheid van het beton 7.
<Desc/Clms Page number 12>
Bij voorkeur vertoont het beton 7 een zodanige vloeibaarheid dat bij een proef door middel van zulke schoktafel, hetzij van type I of van type II, een gemiddelde uitspreidingsdiameter wordt verkregen van 55 a 65 cm, en in de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm een uitspreidingsdiameter in de orde van grootte van 60 cm.
Het is duidelijk dat de uitvinding zich niet beperkt tot rechthoekige betonstenen, doch zich uitstrekt tot allerlei vormen van betonstenen, dus ook betonstenen die in bovenaanzicht een gebogen vorm hebben, spievormig zijn uitgevoerd, enzovoort.
Het is duidelijk dat wanneer de betonsteen volgens de uitvinding bedoeld is als steen voor het verwezenlijken van muren of wanden, onder de "toplaag" of bovenste laag, dan de laag moet worden verstaan die zich aan de zijkant van de steen bevindt, meer speciaal de zijkant die bedoeld is om bij het verwezenlijken van een muur of wand de zichtbare zijde te vormen. In het geval van dergelijke stenen is het bovendien niet uitgesloten om de meer edele betonsoort aan meer dan twee zijden van de betonsteen te voorzien.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven uitvoeringsvormen, doch dergelijke betonstenen, alsmede de werkwijze voor het vervaardigen ervan, kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.