auteurs Jurjen Talsma Kwaliteitsdienst beton, Jan Baijens Van Berlo Bedrijfsvloeren, Ferdy Willemsen Dyckerhoff Basal Betonmortel Strikte vlakheidseisen en specifieke uitvoeringsomstandigheden bij nieuwe ijsbaan Thialf Supervlak beton voor recordijs Het vermaarde IJsstadion Thialf in Heerenveen heeft een nieuwe, ultramoderne ijsvloer. Daarmee wil het stadion andere laagbanen achter zich laten als het gaat om snelle schaatstijden. Om dat mogelijk te maken was een extreem vlakke betonvloer nodig. De vlakste betonvloer ter wereld, zo claimen de Friezen. Wat betekende dat voor het beton en de verwerking ervan? T hialf is qua baanrecords na Salt Lake City en Calgary de derde snel- ste ijsbaan ter wereld, en daarmee ook de snelste laaglandbaan. Maar de baan was sterk verouderd, zeker vergeleken met nieuwe indoorbanen in Kolomna, Astana, Inzell en Sotsji. Veel topschaat- sers weken voor hun trainingen steeds vaker uit naar ijsvloeren elders in Europa. Aanvankelijk waren er plannen voor een geheel nieuw ijspaleis, maar dat bleek te duur. In 2012 werd beslo- 1 Het ijsstadion Thialf in Heerenveen, foto: Douwe Bijlsma grave 12 VAKBLAD I 3 2016 p00_Artikel 1.indd 12 13-09-16 14:43 ten tot een combinatie van nieuwbouw en renovatie (vernieuwbouw). Onder- deel van dat plan was een volledig nieuwe ijsvloer. Dat was hard nodig: het hoogteverschil in de betonnen ondergrond liep op tot wel 6 cm, waar- door ook het ijs zelf niet gelijkmatig van dikte was. Vervanging van de vloer was onderdeel van fase 1 van de vernieuw- bouw, die eind 2015 is afgerond. Na het seizoen 2015/2016 werd begonnen aan de tweede fase: de bin- nenkant en het dak. In november 2016 moet het hele stadion gereed zijn. Betonvloer Er komen in het stadion drie nieuwe ijsbanen: het binnendeel (met onder andere een krabbelbaan en een short- trackbaan), de inrijbaan (333 m) en de wedstrijdbaan (400 m). Hiervoor is in totaal 11.000 m 2 monolithisch afge- werkte betonvloer gerealiseerd. Deze vloer is gestort op de reeds aanwezige constructievloer, bestaande uit kanaal- platen voorzien van druklagen (fig. 2). Vlakheid Een van de eisen voor de vloer van de wedstrijdbaan was de vlakheid. Voor een echt snelle vloer moet het ijs namelijk overal even dik zijn. Bovendien kan het ijs dunner zijn bij een vlakkere vloer, oneffenheden hoeven minder te worden gecorrigeerd. En hoe dunner het ijs hoe beter je het kunt beheersen, dankzij de kortere afstand tussen het koelelement (de betonvloer) en de top van de ijslaag. Als eis voor de vlakheid gold voor de inrij- en de wedstrijdbaan klasse 1 uit NEN 2747 'Classificatie en meting van de vlakheid en evenwijdigheid van vloeroppervlakken'. Voor de overige vloeren gold klasse 3 uit diezelfde norm. Meer informatie over deze vlak- heidseisen is te vinden in Betoniek 14/12 'Vlak en glad'. Naast de genoemde norm is de wed- strijdbaan getoetst op evenwijdigheid (over het volledige vloerveld), waarbij er maximaal 10 mm ten opzichte van het horizontale vlak mocht worden afgeweken. Storten Het beton is gestort in vijf delen: het binnendeel in drie storten, daarna de in rijbaan en tot slot de wedstrijdbaan zelf. Afhankelijk van de fase zijn één of twee betonpompen gebruikt en één of twee stortploegen. Zo zijn voor de realisatie van de wedstrijdbaan twee pompen opge- steld, die elk eenmaal zijn verplaatst (fig. 3). Bij de inrichting van het bouw terrein is rekening gehouden met de opstelling van twee betonmixers per pomp, om te voorkomen dat de toevoer stokte. 2 Doorsnede vloer 3 Opstelling betonpompen 4 Het stortproces verliep opvallend rustig projectgegevens project IJsstadion Thialf opdrachtgever Thialf OG hoofdaannemer Ballast Nedam / Heddes Bouw uitvoering vloeren Van Berlo Bedrijfsvloeren leverancier betonmortel Dyckerhoff Basal Betonmortel betontechnologisch advies Kwaliteitsdienst beton wapening Gerliko Wapeningsstaal constructeur vloer Van Berlo Engineering metingen vloer Bureau Vloeradvies 13 VAKBLAD I 3 2016 p00_Artikel 1.indd 13 13-09-16 14:43 Alle afzonderlijke vloervelden zijn in één stort aangebracht, zonder stort- naden. Om risico's op onderbrekingen te minimaliseren, was er continu een reservebetonpomp beschikbaar en was er ruimte voor twee betonmixers per pomp. Daarnaast is er productie- capaciteit gereserveerd op een back-upbetoncentrale, die beschikking had over dezelfde grondstoffen als de primair leverende betoncentrale. In totaal is voor de wedstrijdbaan circa 550 m 3 betonspecie met een snelheid van 70 m 3 per uur geproduceerd, ofwel 35 m 3 per pomp per uur (foto 4). Inclu- sief pauze en het verplaatsen van de pompen duurde de stort uiteindelijk ongeveer elf uur. Dankzij dit relatief lage storttempo hoefden de verwerkers en afwerkers niet onder grote tijdsdruk te werken. Bovendien was het hierdoor mogelijk de totale leverantie vanuit één betoncentrale te verzorgen. Eisen aan de betonspecie De betonstort voor de nieuwe vloer was niet alledaags. De vlakheidseisen, de vormgeving en de uitvoeringsom- standigheden resulteerden in een aantal betontechnologische uitdagingen. Vlakheid De eerder genoemde vlakheidseisen vroegen om een beton dat snel en goed is af te werken. Op basis van deze eis zou de voorkeur uitgaan naar een consistentieklasse F4. In te storten onderdelen In de vloer ligt een net van vriesleidin- gen (Ø32 mm, h.o.h. 90,7 mm). Deze zijn bevestigd op het ondernet (foto 5). Op de vriesleidingen is het bovennet aangebracht. De grote hoeveelheid leidingen en wapening vroeg om een consistentieklasse F5, hoewel dat voor het afwerken niet optimaal was. Verpompen De maximale afstand waarover het beton werd verpompt bedroeg circa 200 m (foto 6). Ook dat vroeg om consistentieklasse F5. Belangrijk was dat die consistentie constant was, en dat aan het einde van de slang. Daarbij moest rekening worden gehouden met variërende lengtes van de slang. Om dat mogelijk te maken, moest het beton in wisselende consistenties worden aangeleverd. Het aangeleverde beton varieerde in consistentieklassen F5 tot een F5 met aangepaste ver- hoogde schudmaat. Verharding en krimp Om de verhardingskrimp en het risico op scheurvorming te beperken, was een beton nodig met een langzame sterkte- ontwikkeling en dus langzame warmteontwikkeling. Bovendien moest de betonspecietemperatuur zo constant mogelijk worden gehouden om een goede afwerking mogelijk te maken. Om die redenen is de vloer tijdens de stort actief gekoeld. Daartoe werden de koel- leidingen al tijdens het storten in gebruik genomen. De eerste temperatuurpiek tijdens het verharden (als gevolg van de chemische reactie) is hiermee zo veel mogelijk beperkt. De temperatuur van de leidingen is voor aanvang vloerstort verlaagd tot 1 ºC boven het dauwpunt. Dit om maximaal te koelen en condens- vorming op de leidingen te voorkomen. Hiervoor de luchtvochtigheid perma- nent gemonitord. De temperatuur van de leidingen lag uiteindelijk tussen 13 en 15 ºC. Aan de andere kant was het van- 6 Het beton moest voor sommige delen over een afstand van 200 m worden verpompt 5 De grote hoeveelheid leidingen en wapening vroeg om een consis- tentieklasse F5 14 VAKBLAD I 3 2016 p00_Artikel 1.indd 14 13-09-16 14:44 wege de strakke planning nodig de baan in één dag (24 uur) te storten en af te werken. Bovendien komt het de kwaliteit van de toplaag ten goede als er met de afwerking binnen een niet al te lange tijd na het storten kan worden begonnen. Dit vroeg dus om beton dat juist voldoende snel verhardt, ondanks de lage temperaturen. Warmtegeleiding Voor een optimale werking van de vloer moet het beton goed kou en warmte kunnen overdragen. Het beton moet dus voldoende temperatuurgeleidend zijn. Normaal grind en zand zijn prima warmtegeleiders. Betonsamenstelling Al deze eisen, sommige tegengesteld, leidden tot de nodige betontechno- logische uitdagingen. Omdat er in verschillende fasen werd gestort kon er wel enige ervaring worden opge- daan, alvorens werd begonnen met de grootste uitdaging: de wedstrijdbaan. Er is gekozen voor een mengsel op samenstelling, met als aanvullende eis een karakteristieke sterkte van ten min- ste 37 N/mm 2 na 56 dagen. Om de krimp te beperken werd 20% van het cement vervangen door vliegas, waar- bij de vliegas volledig als bindmiddel is meegeteld (k = 1). Hierdoor was er met een laag cementgehalte met toepas- sing van een water-bindmiddelfactor ? 0,50 voldoende water beschikbaar om in combinatie met een superplasti- ficeerder mengsels te ontwerpen die aan alle verwerkingseisen voldeden (F5 aan het einde van de slang). Vaak is het dan met dit soort mengsels wel zo dat, vooral bij lagere betontempe- raturen, het moment dat met het afwerken van de vloer kan worden begonnen, ongewenst lang op zich laat wachten. Om dit tijdstip wat te vervroe- gen, is gekozen om voor de eerste stort (krabbelbaan) circa 30% CEM III/B 42,5N te vervangen door CEM I 52,5R. Toepassing van dit sneller verhardende cement was minder kritisch door de constant lage temperatuur van de vloer door de actieve koeling. Omdat met het toegepaste mengsel voor de krabbel- baan direct aan alle eisen werd voldaan, is dit basismengsel voor alle resterende storts ongewijzigd gebleven. Constante kwaliteit Belangrijke eis was een zo constant mogelijke kwaliteit van de betonspecie. De specie is daarom op één locatie geproduceerd. Ook is er op de productie- locatie in de laatste dagen voorafgaand aan de leveranties voor met name de wedstrijdbaan geen cement meer aan- gevoerd. Dit om wisselingen in de verwerkbaarheid als gevolg van tempe- ratuurschommelingen te voorkomen. Ook ten aanzien van het toeslagmateriaal zijn speciale maatregelen genomen, zoals partijreservering en - controle en geen aanvoer op de dag van productie. Hiermee werden verschillen in korrel- opbouw en vochtgehalte vermeden. Op locatie werd de kwaliteit bij beide pompen continu gecontroleerd door twee betontechnologen van de beton - centrale, die ook de communicatie met betrekking tot de betonkwaliteit en logistiek verzorgde. Daarbij ging het ook om aanvoersnelheid en het ver - werkingstempo van de betonspecie. Daarnaast had de Kwaliteitsdienst Beton een toezichthoudende rol en had het vloerenbedrijf ook nog een laborant op het werk. 7 De stortmachines (Whiteman super- screeds) zijn met de ruggen tegen elkaar gestart 15 VAKBLAD I 3 2016 p00_Artikel 1.indd 15 13-09-16 14:44 Afwerken en nabehandeling Het afwerken van de vloer is gedaan met behulp van twee Whiteman super - screeds. Een superscreed bestaat uit een langzaam tegengesteld draaiende rol. Superscreeds zijn geschikt voor de vlakheidseisen uit DIN 15185. Ten aan - zien van de lengterichting is de eis uit NEN 2747 strenger dan DIN 15185. Om een stortnaad in de vloer te voor - komen, zijn de stortmachines 'met de ruggen tegen elkaar' gestart om van elkaar af te werken en aan de overzijde van de baan elkaar weer tegen te komen (foto 7). De stortmachines zijn recht en op hoogte gehouden met behulp van een zijgeleiding (foto 8). Deze zijgeleiding is geïntegreerd in een randbekisting. Deze bekisting is samengesteld met een extreem maatvast stalen profiel om de hoogte te waarborgen. De hoogte - maatvoering van deze bekisting is gewaarborgd door een zogenoemde 'mm- laser'. Dit is momenteel de meest nauwkeurige beschikbare mobiele meetapparatuur. Vervolgens zijn de stelwerkzaamheden gecontroleerd met behulp van een waterpasinstrument, waardoor verloop over grote afstand ten opzichte van het horizontale vlak wordt uitgesloten. Enkele uren na aanvang van de stort, maar nog voordat de stort gereed was, werd begonnen met het monolithisch afwerken van de vloer (foto 9). Dit is gebeurd met vlindermachines voorzien van verschillende afwerkbladen in verschillende fases. Hiermee is het vloeroppervlak spiegelglad gemaakt. Om de vlakheid nog verder te verho - gen, is de vloer tussen het vlinderen door bewerkt met een Bertec FFE (Floor Flatness Enhancer). De nabehandeling van het beton was uiteraard net zo belangrijk als de samenstelling en de verwerking. Geko - zen is voor toepassing van plastic folie. Voordeel hiervan is dat dit voor iedereen duidelijk zichtbaar is, zodat er in die fase zorgvuldig met de vloer wordt omgesprongen. De vloer heeft dankzij medewerking van alle partijen vier weken onder het plastic gezeten. Het resultaat bleek na het verwijderen van het plastic uitstekend. Samenwerking Het storten van de wedstijdbaan zelf duurde slechts één dag. Maar daar is een maandenlange voorbereiding aan voorafgegaan, waarin diverse partijen intensief met elkaar samenwerkten. Ook de betonstort werd al in een vroeg stadium besproken. Onder werpen als veiligheid, de opstelplaatsen van betonpompen, routing en beton- samen stelling werden in een stortplan en een aangepast productie (controle) plan verwerkt. De mede werkers op locatie zijn met een speciale werkwijze voor dit project geïnstrueerd om zo alle stappen in het productie proces, van de aanvoer van de grondstoffen tot het afleveren van de specie in de pomp, onder controle te hebben. Dit alles heeft uiteindelijk geleid tot een in ieders ogen bijzonder geslaagd project. Het wachten is nu op de eerste wereld - records! 9 De vloeren zijn afgewerkt met vlindermachine 8 Zijgeleiding geïntegreerd in randbekisting 16 VAKBLAD I 3 2016 p00_Artikel 1.indd 16 13-09-16 14:44