Zwaar beton kan grote afstand aan

Zeer zwaar beton laat zich – mits enkele spelregels strikt in acht worden genomen – net zo goed over flinke afstanden verpompen als gewoon beton. Dat bleek eerder deze week bij het Fom-instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen. Om meer ruimte te creëren voor onderzoek met de in een kelder opgestelde vrije-elektronenlaser Felix wordt de werkruimte bovengronds uitgebreid. Een vloer van zwaar beton op basis van MagnaDense moet daarbij zorgen voor voldoende bescherming tegen straling.

Magnetiet is een zeer zwaar ijzerhoudend erts, dat in Noord-Zweden wordt gewonnen door LKAB. Minelco BV uit Moerdijk brengt het in Nederland onder de productnaam MagnaDense op de markt, onder meer als grindvervangend toeslagmateriaal. Als voordelen van Magnetiet noemt Minelco de ruime verkrijgbaarheid, relatief lage prijs en de goede verwerkbaarheid in beton. En dan is er nog het ‘gewicht’ van dit mineraal.
Heeft beton normaliter een volumieke massa van 2300 tot 2400 kilogram per kubieke meter, bij gebruik van MagnaDense kan dat oplopen tot bijna 4000 kilogram de kub. Dat betekent in de praktijk bijna een halvering van de constructiedikte bij een gelijkblijvende afscherming.
Want zwaar beton kan worden ingezet om de mens te beschermen tegen (radioactieve) straling. Bij de uitbreiding van het Felice-gebouw van het FOM-instituut door aannemer P. van Leeuwen uit Meerkerk wordt het gebruikt om de straling te dempen die wordt opgewekt door de vrije-elektronenlaser Felix.

Verpompen
Vaak wordt gedacht dat zwaar beton zich – vanwege het grote gewicht – niet laat verpompen. De werkelijkheid is anders, zo bleek in Nieuwegein.
Over een meter of vijftig is daar beton met een volumieke massa van ruim 3800 kilogram de kub met behulp van een Schwing-pomp door betonpompendienst Gebr. van Antwerpen verpompt naar het vloerveld op het dak van de Felix-kelder.
Als toeslagmateriaal werd een mengsel gebruikt van nagenoeg gelijke delen MagnaDense 2 en 14, waarvan door de Utrechtse betoncentrale Befu met behulp van plastificeerder een verpompbaar mengsel is samengesteld. Dat het nog even mis dreigde te gaan had te maken met de hoeveelheid water in relatie tot de vrij fijne fractie toeslagmateriaal, waardoor de grote drukopbouw van de ingezette Swing-pomp even meer een nadeel dan een voordeel leek. Na toevoeging van iets meer water was het euvel verholpen, al moest wel voor ontmenging worden gewaakt.
Minelco-medewerker Leon Hendriks verklaarde na afloop “zeer tevreden te zijn, omdat is aangetoond dat het over flinke afstand verpompen van zwaar beton met MagnaDense goed mogelijk is, waar dat met andere zware mineralen zoals Bariet niet lukt”. Hij benadrukt wel, dat daarbij strikte spelregels in acht moeten worden genomen, want het is en blijft geen alledaags product.

Dunner
Researchtechnicus Wim Mastop coördineert voor het FOM-instituut de uitbreiding van het Felice-gebouw. Mastop maakte zelf de afschermingsberekeningen.
Hij kwam tot een diktewinst van 25 centimeter door toepassing van zwaar beton met MagnaDense. Uitgangspunt is het reeds aanwezige 50 centimeter dikke traditionele betondak van de Felix-kelder. Daarop worden nu twee, door folie gescheiden, zware gewapend-betonvloeren van elk 20 centimeter dikte gestort, plus een afstrijkvloer van 5 centimeter gewoon beton. Die beperkt de hinder van de passief-magnetische eigenschappen van magnetiet: MagnaDense-beton gedraagt zich wat dat betreft als een staalplaat.
De gescheiden lagen maken latere aanpassingen aan het bovenste vloerveld eenvoudiger. De beide lagen zwaar beton vervangen de 2 meter dikke laag aarde die voorheen als afscherming op het betonnen dak lag.
Totale dikte van de nieuwe vloer/dakconstructie wordt 95 centimeter, waar bij toepassing van gewoon grindbeton zeker 120 centimeter nodig zou zijn geweest. En dat was volgens Mastop net iets te veel om een goede verbinding te houden tussen de vrije-elektronenlaser en de daarboven gelegen werkruimte.
Dat MagnaDense ook in prijs gunstig afsteekt tegen alternatieve zware toeslagmaterialen kwam daarbij natuurlijk budgettair goed uit.