In de vele jaren dat Visser Assen en AIC Harderwijk los van elkaar bestaan, hebben wij veel gereedschappen en machines zien komen en gaan. De ene innovatie kwam op de markt, terwijl een ander weer via de achterdeur uit de schappen verdween. Een blijvertje in ons omvangrijke assortiment is echter de trilnaald. Reeds uitgevonden in de jaren zestig van de vorige eeuw, is de betontrilnaald inmiddels niet meer weg te denken van de bouwplaats. Daarom gaan wij in dit uitgebreide blogartikel dieper in op het product trilnaald.
Bij het gieten van betonmortel worden luchtbellen ingesloten, waardoor holtes ontstaan in zowel het beton zelf als tussen de betonspecie en de bekisting. Door trillingen toe te passen op het verse beton, worden deze luchtbellen verdreven, wat resulteert in een compacte structuur. Dat kan natuurlijk op verschillende manieren, waarvan de trilnaald waarschijnlijk de meestgebruikte methode is.
Trilnaalden bekijken ►
Trilnaald beton: waarom gebruik je deze?
Betonmortel bestaat uit diverse componenten met elk hun eigen massa. Tijdens het verdichten van beton treedt het fenomeen van segregatie op, waarbij de zwaardere delen, zoals het grove grind, de neiging hebben om naar beneden te zakken onder invloed van zwaartekracht. Deze ontmenging wordt echter tegengegaan door de inwendige wrijving van de toeslagmaterialen. Een hogere inwendige wrijving resulteert in minder segregatie. Echter, tijdens het verdichtingsproces neemt de inwendige wrijving af, wat de neiging tot ontmenging vergroot. Daarom is het belangrijk om bij het verdichten van beton extra aandacht en zorgvuldigheid te betrachten.
Voor het verdichten van beton op locatie wordt dan ook vaak een trilnaald ingezet. Een trilnaald is een holle metalen cilinder met een ingebouwd vibrerend element. Door de trilnaald in het beton te dompelen, wordt de trilenergie rechtstreeks overgebracht op de betonmortel.
Trilnaald hoogfrequent of handstoktrilnaald?
Als we kijken naar betontrilnaalden, kunnen we in feite twee soorten onderscheiden: de handstoktrilnaald en de hoogfrequente trilnaald. Voor het verdichten van grovere delen van de betonspecie wordt meestal een lage frequentie gebruikt, zoals bij de handstoktrilnaald. De ontwerpkenmerken en arbeidsomstandigheden maken de mechanische handstoktrilnaalden geschikt voor kortdurend gebruik tot ongeveer 60 minuten continu. Daarom is een handstoktrilnaald ideaal voor betonconstructies van beperkte omvang.
Voor het verdichten van fijnere delen en het creëren van een glad betonoppervlak wordt juist een trilnaald met een hoge trilfrequentie gebruikt. Deze hoogfrequente trilnaalden worden altijd gebruikt in combinatie met een frequentie-omvormer. Dankzij hun speciale constructie zijn hoogfrequente trilnaalden geschikt voor zeer langdurig gebruik, tot wel 10 uur continu.
De effectiviteit van een trilnaald hangt af van factoren zoals de verwerkbaarheid van de betonmortel, de duur van het trillen en de trilkracht van de gebruikte trilnaald. Trilnaalden zijn verkrijgbaar met verschillende diameters voor verschillende toepassingen, variërend van 28 mm voor licht werk tot wel 66 mm voor zware vloeren. Over het algemeen wordt een handstok-trilnaald met een diameter van 38 mm standaard gebruikt. Een handstoktrilnaald kan worden aangedreven door een elektromotor, benzinemotor of perslucht.
Hoe moet je de trilnaald inzetten nadat het beton is gestort?
Om te voorkomen dat er luchtbellen ingesloten raken, is het essentieel om het beton geleidelijk en systematisch te storten. Dit kan worden gedaan met een betonkubel of een betonpomp, waarmee het betonmengsel gelijkmatig over het oppervlak kan worden verdeeld. Voor een nog gelijkmatigere verdeling kan een betonschop of een hark worden gebruikt. Vervolgens wordt een trilnaald gebruikt om het beton in een gelijkmatig patroon en met korte tussenpozen te verdichten. Het is belangrijk om de trilnaald niet te gebruiken om klonten betonmortel te verspreiden, aangezien dit kan leiden tot ontmenging en dus tot een verlies aan kwaliteit.
Zo moet je een trilnaald op de goede manier gebruiken (illustratie: VOBN)
Het correct gebruiken van een trilnaald vereist dat deze te allen tijde verticaal in de betonspecie wordt gestoken. Gelukkig hoef je je geen zorgen te maken over de koeling van de betontrilnaald, omdat deze wordt gekoeld door warmte af te geven aan het beton. Als je een relatief dunne vloer wilt verdichten, steekt een deel van de trilfles mogelijk boven het oppervlak uit. Daarom is het raadzaam om een trilnaald met een korte trilfles te gebruiken.
Tijdens het verdichten van betonmortel met een trilnaald, zal het betonmengsel inklinken en zullen er luchtbellen aan de oppervlakte verschijnen. Wanneer je ziet dat het beton een glanzende laag begint te vertonen, is het tijd om de trilnaald uit het betonmengsel te halen. Doe dit echter voorzichtig, want als je de betontrilnaald te snel uit het beton trekt, kunnen er opnieuw holle ruimten ontstaan.
Hoe bepaal je de benodigde diameter van de trilnaald?
De diameter van de trilfles speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de kracht van de trilnaald en het oppervlak dat deze in één keer kan verdichten. Op het eerste gezicht zou je kunnen denken dat een dikke trilnaald met een diameter van 65 mm het meest populair is, omdat deze een grotere slagkracht heeft en dus het beton sneller zou kunnen verdichten.
Echter, in de praktijk zit het iets ingewikkelder in elkaar. De keuze voor de dikte van de trilnaald hangt af van verschillende factoren:
- De afstand tussen de bewapeningsstaven
Om het beton te versterken tegen trekspanningen, worden er stalen bewapeningsstaven in de betonbekisting geplaatst. Het is belangrijk dat deze staven niet worden geraakt door de trilnaald, omdat dit zowel de wapening als de trilnaald kan beschadigen. Daarom wordt bij fijnmazige wapening vaak gekozen voor een kleinere flesdiameter
- De vorm die moet worden getrild (vloer, dunne wand of een dikke wand)
Het bereik van een trilnaald strekt zich uit tot ongeveer 8 keer de diameter van de fles*. Met een trilfles van 65 mm diameter komt dit overeen met een bolvormig gebied (geen cirkel!) met een diameter van 520 mm. In het geval van een dunne vloer (minder dan 30 cm) heeft het gebruik van een dergelijk dikke trilnaald niet veel zin, omdat veel trilenergie wordt teruggekaatst door de ondergrond. Dit kan leiden tot overmatige verdichting, wat op zijn beurt weer kan leiden tot ontmenging van het betonmengsel. Een vergelijkbaar effect kan optreden bij wandbekisting; de trillingen worden dan teruggekaatst door de bekisting, wat ook ontmenging kan veroorzaken.
Het voordeel van het grotere verdichtingsgebied van een 65 mm dikke trilnaald ten opzichte van een kleinere diameter wordt tenietgedaan door het hogere gewicht van de trilnaald. In dit geval weegt het gebruiksgemak van een lichtere trilnaald zwaarder bij de keuze van de diameter van de betontrilnaald
*De praktijk heeft inmiddels uitgewezen dat in veel gevallen de reikwijdte zich uitstrekt tot maar liefst 10 maal de diameter van de trilfles
- De samenstelling van het beton
Aangezien de slagkracht van de trilnaald grotendeels wordt bepaald door de diameter van de trilfles, is het van belang om rekening te houden met de samenstelling van het betonmengsel bij het kiezen van de juiste trilnaald. Over het algemeen geldt dat hoe stijver de betonspecie is, hoe meer slagkracht er nodig zal zijn om het mengsel te verdichten.
Bijvoorbeeld, bij het gebruik van speciaal, aardvochtig beton, kan een trilnaald met een diameter van 65 millimeter soms de enige optie zijn om het beton effectief te verdichten. Echter, wanneer deze naald wordt gebruikt in zeer plastisch beton, kan dit snel leiden tot ontmenging als gevolg van de grote trilkracht.
Het aantal betonwerkers dat met een trilnaald werkt, hangt af van het vermogen en de frequentie; per uur kan een betonwerker 3 m3 tot 12 m3 betonspecie verdichten. In onderstaande tabel kun je zien wat de gemiddelde effectieve verdichting van de trilnaald is:
Er is een verband tussen de diameter van de trilnaald (A) en de effectieve verdichting (B) (foto en illustratie: VOBN)
| Diameter trilnaald (A) |
Effectieve verdichting (B) |
| ø 28 mm |
± 300 mm |
| ø 36 mm |
± 400 mm |
| ø 50 mm |
± 550 mm |
| ø 57 mm |
± 750 mm |
| ø 65 mm |
± 900 mm |
| Direct verband tussen trilnaald en verdichting, bron: VOBN Betonbouwgids 2012 |
Trilnaalden bekijken ►
