» Beton verdichten met een trilnaald of trilspaan

.

Beton verdichten met een trilnaald

Tijdens het storten van beton worden er luchtbellen meegevoerd. Zo ontstaan er als gevolg hiervan holten in het beton zelf en tussen de betonspecie en de bekistingswand. Wanneer er een trilling in het vers gestort beton plaatsvindt zal de lucht worden verdreven. Zo ontstaat er een dichte structuur.
We kunnen beton verdichten met een trilnaald of trilspaan. Verder zijn er nog een aantal andere technieken die hieronder worden benoemd.

Beton is uit verschillende delen opgebouwd met elk zijn massa. Onder invloed van de zwaartekracht bestaat bij het verdichten van beton de neiging tot ontmenging: de zwaardere delen (het grove grind) willen bezinken. De inwendige wrijving van het toeslagmateriaal gaat deze inmenging echter tegen. En hoe groter de inwendige wrijving, des te minder is de ontmenging. Door het verdichten neemt de inwendige wrijving echter af, waardoor dus de neiging tot ontmenging toeneemt.
Daarom vereist het verdichten van beton de nodige aandacht en zorgvuldigheid.

Het verdichten van beton en de verschillende methoden

Om het beton op een juiste manier te verdichten, is er een groot aantal methoden voor handen met elk zijn eigen intensiteit. Om de betonspecie op de bouwplaats te verdichten, wordt met name de trilmethode toegepast. De vaste bestanddelen in het beton worden in een zeer snelle heen-en-weergaande beweging gebracht met als gevolg het zeer sterk afnemen van de inwendige wrijving. Het 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)

Het ter plaatse verdichten van beton met behulp van een trilnaald

Om het ter plaatse gestorte beton te verdichten, wordt vaak gebruikgemaakt van een trilnaald. Een trilnaald is een holle, metalen cilinder waarin draaiend onbalans is aangebracht. De trilnaald wordt in het beton gedompeld en brengt zo de trilenergie direct over in het beton.

Als je kijkt naar de beton trilnaalden, dan zie je dat er meerdere soorten bestaan:
– Handstok trilnaalden
– Hoogfrequent trilnaalden
– Hoogfrequent trilnaalden met geïntegreerde omvormer
– Honda powered trilnaalden

Om de grovere delen van het beton te verdichten, maak je gebruik van een lage frequentie. Hierbij is de handstoktrilnaald geschikt. De uitvoering en overwegingen van Arbo-omstandigheden en energie maken de mechanische handstok trilnaalden geschikt voor kortdurend gebruik tot max. ca. 60 minuten continu. Een handstok trilnaald is dus uitermate geschikt voor betonconstructies met een beperkte omvang zoals woningvloeren, kleine bekistingen en poeren.

Als je juist de fijnere delen wilt verdichten en een glad egaal betonoppervlak wilt creëren, gebruik je juist een trilnaald met een hoge trilfrequentie. Deze zogenoemde hoogfrequent-trilnaalden worden gebruikt in combinatie met een hoogfrequent-omvormer. Dankzij de speciale constructie is een hoogfrequent trilnaald uitermate geschikt voor zeer langdurend gebruik tot wel 10 uur continu.
Ook hebben wij hoogfrequent trilnaalden met ingebouwde omvormer. Bij deze trilnaalden is de hoogfrequentie omvormer ingebouwd waardoor het gebruik van een losse omvormer niet nodig is.

Het bereik van een trilnaald hangt onder andere af van de verwerkbaarheid van het beton, de triltijd en de trilkracht van de gebruikte trilnaald.
Trilnaalden zijn te bestellen in diverse diameters en slanglengtes. De meest gebruikte maat is 45mm of 58mm.
Bij een handstoktrilnaald is de meest gebruikte maat 38mm.

Hoe gebruik je de trilnaald na het storten van het beton?

Om het insluiten van luchtbellen te voorkomen, is het eerst noodzakelijk om gedoseerd en systematisch het beton te storten. Dit kan met behulp van een betonkubel of een betonpomp, waarmee je het betonmengsel kunt verdelen over het oppervlak. Voor een verdere gelijkmatige verdeling is het aan te raden om een betonhark te gebruiken.
Vervolgens gebruik je een trilnaald om het beton in een regelmatig patroon en met korte tussenafstanden te verdichten. De trilnaald mag dus niet worden gebruikt om hopen betonmortel mee te verdelen. Dit kan namelijk leiden tot ontmenging en dus kwaliteitsverlies.

De trilnaald dient te allen tijde verticaal in het beton te worden gestoken. De trilfles ontwikkeld warmte tijdens het trillen en moet worden gekoeld. Daarom moet de gehele trilfles zo ver mogelijk in het beton worden geplaatst zodat de trilnaald zijn warmte af kan geven aan het beton. Indien je een relatief dunne vloer wilt verdichten, dan zie je dat de trilfles een deel boven het oppervlakte uitsteekt. Daarom is een trilnaald met korte trilfles zeker aan te bevelen.

Tijdens het verdichten van beton met behulp van een trilnaald klinkt het betonmengsel in en zie je luchtbellen aan de oppervlakte verschijnen. Als je ziet dat het beton een glanzende laag begint te vertonen, is het tijd de trilnaald uit het betonmengsel te halen. Doe dit echter wel met beleid want als je de trilnaald te snel uit het beton trekt kunnen er opnieuw holle ruimten ontstaan.

Welke diameter trilnaald is geschikt voor welke klus?

De diameter van de trilfles bepaalt voor een groot deel de slagkracht van de trilnaald en de grootte van het gebied dat de trilnaald in één keer kan verdichten. Als je puur kijkt naar de dikte van de trilnaald, zou je natuurlijk denken dat een dikke betontrilnaald met een diameter van 65 mm wel de meest verkochte trilnaald zal zijn. Iedereen wil immers zo snel mogelijk het beton kunnen verdichten en met meer slagkracht zal het dus ook minder tijd in beslag gaan nemen.

In de praktijk werkt het allemaal toch net even een beetje anders. De dikte van de gekozen trilnaald hangt namelijk af van de volgende drie factoren:

De afstand tussen de bewapeningsstaven
Om het beton tegen trekspanningen te verstevigen, worden er stalen bewapeningsstaven in de betonbekisting geplaatst. Deze staven mogen niet door de trilnaald worden geraakt omdat ander de wapening en de trilnaald kunnen beschadigen. Als gevolg hiervan wordt bij fijnmazige wapening vaak een kleinere flesdiameter gebruikt.
De vorm die moet worden getrild (vloer, dunne wand of een dikke wand)
Het gebied dat een trilnaald kan bereiken is ongeveer 8 keer de diameter van de fles. Bij een trilfles met een diameter van 65 mm komt dit overeen met een bol (dus geen cirkel!) met een doorsnede van 520 mm. Als je nu te maken hebt met een vloer van een geringe dikte (minder dan 30 cm) heeft het niet zo heel veel nut om zo’n dikke trilnaald te gebruiken, omdat dan een hoop trilenergie wordt weerkaatst door de ondergrond.
Bovendien kan dit ervoor zorgen dat er te veel wordt verdicht, waardoor weer ontmenging van het betonmengsel op kan treden. Hetzelfde verschijnsel kan ook optreden bij bijvoorbeeld wandbekisting; de trilgolven worden dan door de wandbekistingen weerkaatst en dit kan eveneens ter plaatse weer ontmenging van de bekisting veroorzaken.
Het voordeel van het grotere oppervlak dat de trilnaald van 65 mm dik in één keer kan verdichten ten opzichte van een betonnaald met een kleinere diameter wordt eveneens tenietgedaan door het hogere gewicht van de trilnaald. Het gebruiksgemak van een lichtere trilnaald weegt in dat geval dan veel zwaarder bij de keuze welke diameter betontrilnaald er moet worden gebruikt.
De samenstelling van het beton
Omdat de slagkracht van de trilnaald voor een groot deel afhangt van de diameter van de trilfles, is het belangrijk om de samenstelling van het betonmengsel mee te nemen in je keuze van de juiste trilnaald. Over het algemeen kun je stellen dat hoe stugger de betonspecie is, des te meer slagkracht er nodig zal zijn om het mengsel te verdichten. Gebruikt men bijvoorbeeld speciaal, aardvochtig beton, dan kan een 65 millimeter dikke trilnaald soms de enige betontrilnaald zijn die de verdichting van het beton mogelijk kan maken. Daar staat echter tegenover dat indien deze naald wordt gebruikt in een zeer plastisch beton, er heel snel ontmenging kan ontstaan vanwege de grote trilkracht.
Het aantal in te zetten betonwerkers met een trilnaald is afhankelijk van het vermogen en de frequentie; per uur kan een betonwerker 3 m³ tot 12 m³ beton verdichten. Bekijk hieronder de tabel om te zien wat de gemiddelde effectieve verdichting is van de trilnaald:
Er is een direct verband tussen de doorsnede van de trilnaald (A) en het gebied rond de trilnaald dat wordt verdicht (B)

Diameter trilnaald (A) Effectieve verdichting (B)

Ca. 28 mm Ca. 300 mm

Ca. 38 mm Ca. 400 mm

Ca. 50 mm Ca. 550 mm

Ca. 58 mm Ca. 750 mm

Ca. 65 mm Ca. 900 mm

Diameter trilnaald (A)	Effectieve verdichting (B)

Ca. 28 mm	Ca. 300 mm
Ca. 38 mm	Ca. 400 mm
Ca. 50 mm	Ca. 550 mm
Ca. 58 mm	Ca. 750 mm
Ca. 65 mm	Ca. 900 mm

Wat is de afstand tussen de trilpunten?

Bij het verdichten van beton kun je niet zomaar de trilnaald in het beton steken en je gang gaan. Je dient namelijk rekening te houden met de afstand tussen de punten waar je je trilnaald in het beton steekt, de zogenoemde trilpunten. De afstand tussen deze trilpunten hangt af van het bereik van de gebruikte trilnaald. Aangeraden wordt de afstand zo klein mogelijk te houden. Je kunt immers beter een korte triltijd en een kleine afstand tussen de trilpunten aanhouden, dan dat je kiest voor een grote afstand en een lange triltijd.

Bij het trillen mag je de trilnaald niet dieper dan 300 tot 500 mm in het beton dompelen. Als de betontrilnaald nog korter is, dan mag uitsluitend de trilfles in het betonmengsel verdwijnen. In het belang van de homogeniteit moet de naald 100 tot 150 mm in de onderliggende, al verdichte laag komen.

Wat is een trilnaald en waar gebruik je het voor?

Beton verdichten met een trilnaald of trilspaan

.