Als je werkt met beton, kies je voor een duurzaam bouwmateriaal. Beton heeft immers – mits op de juiste wijze verwerkt – een zeer lange levensduur. Maar toch gaat het nog weleens mis tijdens het verwerken van beton, met alle risico’s van dien. Daarom hebben wij – in samenwerking met de VOBN – dit blogartikel opgesteld met daarin enkele handige tips en feiten over het werken met beton. Vooral het inzetten en het gebruik van trilnaalden en trilspanen komen hierbij uitgebreid aan bod.
Tijdens het mengen en storten van betonmortel wordt lucht ingesloten
Tijdens het storten van betonmortel worden luchtbellen meegevoerd. Zo ontstaan er als gevolg hiervan holten in het beton zelf en tussen de betonspecie en de bekistingswand. Als je nu trilenergie toevoegt aan het vers gestorte beton, zal de lucht worden verdreven. Bovendien ontstaat er zo een dichte structuur.
Betonmortel 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 een vibrerend element is aangebracht. De trilnaald wordt in het beton gedompeld en brengt dus zo de trilenergie direct over op de betonmortel.
Als je kijkt naar de betontrilnaalden, dan zie je dat er in feite twee typen bestaan: de handstoktrilnaald en de hoogfrequent trilnaald. Om de grovere delen van de betonspecie te verdichten, maak je gebruik van een lage frequentie, oftewel de handstoktrilnaald. De uitvoering en overwegingen van Arbo-omstandigheden en energie maken de mechanische handstoktrilnaalden geschikt voor kortdurend gebruik tot max. ca. 60 minuten continu. Een trilnaald model handstok is dus uitermate geschikt voor betonconstructies met een beperkte omvang.
Als je juist de fijnere delen wilt verdichten en een gaaf betonoppervlak wilt creëren, gebruik je juist een trilnaald met een hoge trilfrequentie. Deze zogenoemde hoogfrequent-trilnaalden worden te allen tijde gebruikt in combinatie met een frequentie-omvormer. Dankzij de speciale constructie is een hoogfrequent trilnaald uitermate geschikt voor zeer langdurend gebruik tot wel 10 uur continu.
Het bereik van een trilnaald hangt onder andere af van de verwerkbaarheid van de betonmortel, de triltijd en de trilkracht van de gebruikte trilnaald. Een trilnaald is te bestellen met een trilfles die in diameter varieert tussen de 28 mm voor het lichtere werk tot en met wel 66 mm voor de echt zware vloeren. Standaard wordt een trilnaald met een dikte van 38 mm gebruikt. Een handstoktrilnaald kan worden gevoed door een elektromotor, een benzinemotor of door middel van perslucht.
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 kan een betonschop of een hark worden gebruikt. 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.
Het juist gebruiken van een trilnaald (illustratie: VOBN)
De trilnaald dient te allen tijde verticaal in de betonspecie te worden gestoken. Om de koeling van de betontrilnaald hoef je je gelukkig niet druk te maken. Een trilnaald wordt namelijk gekoeld door zijn warmte af te 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 betonmortel 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. Als je de betontrilnaald namelijk te snel uit het beton wilt trekken, 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 betonspecie 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) (foto en illustratie: VOBN)
| Diameter trilnaald (A) |
Effectieve verdichting (B) |
| Direct verband tussen trilnaald en verdichting, bron: VOBN Betonbouwgids 2012 |
| Ca. 28 mm |
Ca. 300 mm |
| Ca. 36 mm |
Ca. 400 mm |
| Ca. 50 mm |
Ca. 550 mm |
| Ca. 57 mm |
Ca. 750 mm |
| Ca. 65 mm |
Ca. 900 mm |
Wat is de afstand tussen de trilpunten?
Bij het trillen van de betonmortel, kun je niet lukraak je trilnaald in het beton steken en je gang gaan. Je dient namelijk rekening te houden met de afstand tussen de punten waar je je betontrilnaald 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
Wanneer kun je een trilbalk of oppervlaktetriller gebruiken in plaats van een trilnaald?
Om snel en gemakkelijk grote oppervlakten met vers gestort beton aan te kunnen trillen, zou je kunnen overwegen om gebruik te maken van een zogenoemde trilbalk of een oppervlaktetriller. Het nadeel van een oppervlaktetriller is dat deze de trillingen op de meest ongunstige plaats doorgeeft, namelijk aan de oppervlakte van het beton. Deze systemen hebben dan ook een geringe dieptewerking en zijn uitsluitend geschikt om horizontale of nagenoeg horizontale constructiedelen van een beperkte dikte mee te kunnen verdichten. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een weg of een betonvloer.
Omdat bij het verdichten van beton met name de zwaartekracht een grote rol speelt, zal een oppervlaktetriller een veel geringere verdichting mogelijk kunnen maken. Zo is de Duoscreed van Lievers Holland in staat het beton tot zo’n 20 centimeter diep te kunnen verdichten. Dit is uiteraard wel afhankelijk van de samenstelling van het beton.
Omdat een oppervlaktetriller of een trilbalk in één beweging zowel kan verdichten als nivelleren, kun je hiermee sneller werken dan wanneer er wordt gewerkt met zowel een trilnaald als een afreibalk. Deze laatste twee dienen immers na elkaar te worden gebruikt.
Wanneer kunnen triltafels of trilmotoren worden gebruikt?
Soms laat het gewenste product het niet toe om met behulp van een trilnaald te kunnen verdichten. Dit kan bijvoorbeeld komen door de vorm van het product of door de zeer fijne wapening van het beton. In dat geval kun je ervoor kiezen om door middel van trilmotoren de bekisting van het beton zelf te laten trillen.
Omdat de trilmotoren de bekisting zelf ter plaatse in beweging brengen, zal de bekisting van het beton hiervoor wel geschikt moeten zijn. Bovendien zal een groot deel van de trilenergie verloren gaan omdat de bekisting zelf ter plaatse in beweging wordt gebracht en de trillingen dus niet in het beton terechtkomen. Daarom is de verdichtingsdiepte in het geval van trilmotoren niet erg hoog.
Wel kun je met behulp van de HTRS motoren van Lievers Holland (die 6.000 toeren leveren) de oppervlakte van de wanden verbeteren. Deze motoren concentreren de energie namelijk vlakbij het oppervlak en zorgen dat hier op een kleine schaal wordt verdicht. Het gevolg hiervan is dat er bij het oppervlak cementpasta (een mengsel van water en cement) samenkomt en dat vult alle gaatjes en kiertjes. Dit geeft een zeer mooi resultaat na het ontkisten.
Een triltafel ten slotte wordt met name gebruikt als de betonproducten constant hetzelfde zijn en de productie op een vaste locatie plaatsvindt. De triltafel kan zo worden afgesteld, dat deze precies hard en lang genoeg trilt om het bewuste product optimaal te kunnen verdichten. We komen een triltafel dan ook vrijwel uitsluitend tegen in een betonfabriek, bijvoorbeeld bij de fabricage van prefab-elementen.
Deze poster/strip vat alle informatie in één keer samen (bron: VOBN). Deze poster is ook te downloaden in PDF-formaat
Alle trilnaalden bekijken ►
