Verrassend genoeg waren de verfijnde Romeinen ook de eersten die luchtverwarmende stralingsvloeren gebruikten als verwarming in hun villa's die op een hangende betonnen plaat waren gebouwd, waardoor ze er een hypocaustiek verwarmingssysteem onder konden inbouwen. De Romeinen waardeerden beton om zijn superieure sterkte, brandwerendheid, thermische massa en zijn flexibiliteit - net zoals de mensen dat vandaag de dag weer doen! Hoe konden ze anders de grootste koepel van ongewapend beton ter wereld in het Pantheon bouwen?
Om deze verbazingwekkende prestatie van de vroege betonbouw te bereiken met behulp van wat in principe een vloeibaar en kneedbaar materiaal is, moesten de Romeinen ook Betonmallen uitvinden
- maar de dingen op dat front zijn sindsdien iets verfijnder geworden - en deze vroege mallen (of mallen, voor de Europeanen) hebben zich ontwikkeld tot wat nu algemeen wordt aangeduid als Betonmallen of Bekistingen die tot doel hebben het vloeibare beton stevig op zijn plaats te houden terwijl het chemisch verhardt in zijn afgewerkte vorm.
Dus, nu we hebben vastgesteld dat de geschiedenis van de betonbouw en betonvormen ver terug is gegaan in de tijd van de Romeinen, hoe zit het dan met de moderne ICF's of Isolerende Betonvormen?
Geschiedenis
Om te beginnen moeten we waarschijnlijk uitleggen over betonbouw en de verschillende soorten bekisting die beschikbaar zijn voordat er een bestemming wordt gegeven aan de geschiedenis van ICF of Isolerende Betonvormen zelf. Historisch gezien werd de geschiktheid van beton als bouwmateriaal voor het eerst erkend door de Romeinen, met veel grote structuren die met beton werden gebouwd, waaronder het Pantheon en het Colosseum in Rome.
Wat waren de belangrijkste fasen in hun ontwikkeling, in de materialen die werden gebruikt om ICF's te bouwen, en welke soorten ICF's zijn in de loop der tijd ontstaan als de marktleiders in de geïsoleerde betonnen vormenindustrie?
Houten bekisting.
Dit type betonbekisting is de oudste en eenvoudigste, ter plaatse gebouwd uit hout, multiplex of vochtbestendige spaanplaat en hoewel gemakkelijk te produceren en volledig flexibel is, is het tijdrovend voor grotere constructies. Beton gevormd met behulp van hout kan ook resulteren in een zeer onregelmatige afwerking van het oppervlak, en hoewel sommige architecten en huisontwerpers hier veel gebruik van maken, brengt het veel planning, aandacht voor detail en tijd met zich mee.
Een ander ongemak is dat het multiplex en het hout vaak mono worden gebruikt, wat extra kosten met zich meebrengt voor elke constructie en veel afvalmateriaal oplevert dat moet worden weggegooid. Bovendien zal in de meeste toepassingen voor de bouw van bewoonbare woningen later secundaire isolatie moeten worden toegevoegd - wat ook bijdraagt aan de tijd en kosten van de bouw. Houten bekistingen worden nog steeds voornamelijk gebruikt wanneer de arbeidskosten lager zijn dan de kosten voor het verkrijgen en opzetten van herbruikbare bekistingen of omdat het het meest flexibele type bekisting is, waarbij gecompliceerde delen van de constructie een op maat gemaakte bekistingsoplossing nodig hebben.
Het is historisch gezien ook gebruikelijk om houten bekistingen te combineren met
bepaalde soorten bekistingen om overgangen of de variabele aspecten van de
dagelijkse bouw te overbruggen.
Systemen voor zware betonbekisting.
Dit type gestandaardiseerde bekisting is opgebouwd uit geprefabriceerde panelen die meestal worden ondersteund door een stalen of aluminium frame dat aan de te vormen zijde wordt bedekt met een herbruikbaar materiaal met de gewenste afgewerkte oppervlaktestructuur. Historisch gezien zijn de twee grote voordelen van geprefabriceerde bekistingssystemen, in vergelijking met de meer traditionele houten bekisting, de snelheid van de constructie (modulaire systemen bout, pin of clip snel in elkaar), wat resulteert in lagere totale bouwkosten bij grote betonnen bouwprojecten.
Behalve bij een ongeluk is het frame ontworpen om bijna onverwoestbaar te zijn, terwijl het oppervlak van de bekistingsplaat na verschillende toepassingen kan moeten worden vervangen als de bekisting op basis van hout of multiplex is, maar als de bekisting is gemaakt met staal, aluminium of fenolplaat kan de vorm met succes enkele duizenden toepassingen bereiken, afhankelijk van het verzorgingsniveau van de medewerker
De nadelen van Heavy Duty Engineered Formwork systemen zijn de kapitaalkosten, de logistieke vereisten om de juiste vormen op het juiste moment op de juiste plaats te krijgen, de uitrustingskosten voor de behandeling van de vormen (kranen, vrachtwagens, bekisting) en de precisie die nodig is voor het afstemmen van de vormen op de plannen om een perfecte pasvorm te garanderen. Bovendien zal in de meeste toepassingen later secundaire isolatie moeten worden toegevoegd - wat ook bijdraagt aan de tijd en de kosten van de bouw.
Isolerende Betonvormen.
Isolerende betonvormen of isolerende betonvormen (ICF) zijn een bekistingssysteem voor gewapend beton dat is opgebouwd uit een stijve thermische isolatie die op zijn plaats blijft als permanente binnen- en buitensubstraat voor wanden, vloeren en daken nadat het beton binnenin is gezet. De vormen zijn in elkaar grijpende modulaire eenheden die droog worden gestapeld (zonder mortel) en met beton worden gevuld door het te pompen en te storten en die horizontaal georiënteerd, verticaal of in grotere stijve panelen kunnen worden geplaatst - soms met de wapening voorgemonteerd. aten in combinatie met vorstbestendige ondiepe funderingen (FPSF).
De eenheden sluiten op een manier die vaak vergeleken wordt met Legoblokstenen en creëren een betonnen vorm voor de structurele muren, vloeren en soms het dak van een gebouw. ICF-constructie wint aan populariteit in de VS, Canada en het Caribisch gebied voor zowel laag- tot middelhoogbouw als hoogwaardige woningbouw, omdat er strengere eisen worden
gesteld aan de energie-efficiëntie en de natuurrampenbestendigheid van gebouwen.
ICF's worden vaak gebruikt in zware klimaten.
Zoals de missie van Green Harbor Building Systems GA in de eerste plaats is:
"Assisteren, opleiden en inspireren van de residentiële en commerciële bouwsector en huiseigenaren in het zuidoosten van de VS om betere, groenere en veiligere gebouwen te bouwen tegen lagere kosten door gebruik te maken van superieure geïsoleerde betonnen vormen".
Dit artikel gaat zich concentreren op het gebruik van Isolerende Betonvormen in de Betonbouw. Laten we eerst eens kijken naar de verschillende soorten ICF, (hier dieper op in gaan).
Bij Flat Wall System ICF'sheeft het beton binnen de vorm eenvoudigweg de vorm van een vlakke wand van massief gewapend beton, zoals de vorm van een betonnen wand die is geconstrueerd met behulp van uitneembare betonnen vormen. Historisch gezien waren de vroegste commerciële ICF-systemen van dit type.
In tegenstelling tot veel slecht onderzochte artikelen over de geschiedenis van ICF's die hun uitvinding toeschrijven aan de jaren '60, of andere die stellen dat isolerende betonvormen uit een mengsel van behandelde houtvezels en portlandcement kort na de Tweede Wereldoorlog in Zwitserland werden uitgevonden, werd Durisol, zoals het eerste ICF bekend was, in 1937 daadwerkelijk in België ontwikkeld door de Zwitsers August Schnell en Alex Bosshard (in het verlengde van een Nederlands octrooi dat in 1932 werd geregistreerd). ) Destijds hadden ze weinig invloed op de bouwindustrie, maar in 1938 richtten deze twee mannen Durisol AG für Leichtbaustoffe op in Dietikon bij Zürich, Zwitserland, om de industriële ontwikkeling van deze ICF te stimuleren en het bedrijf in staat te stellen in te breken op de internationale markten, waaronder Nederland, Frankrijk en België na de Tweede Wereldoorlog - het vullen van de leegte voor een snelle, kosteneffectieve en solide bouwmethode met behulp van grotendeels ongeschoolde arbeidskrachten. Daarna volgden internationale octrooien, waaronder (volgens het Canadese Octrooibureau Record and Register Volume 81, Issues 4-6 mei 19 1953) - Zwitserse octrooiaanvraag 4 november 1949 Serienummer 593.899 In CH 6 november 1948 en vervolgens Canadese octrooi 492.991 van dezelfde datum. Tegen 1959, zoals gerapporteerd in Barron's National Business and Financial Weekly, Volume 39, werd Durisol gepromoot als een verlaging van de traditionele bouwkosten met 20-30% en werd het al in 13 landen geproduceerd! Durisol opereert vandaag de dag wereldwijd als fabrikant van cementgebonden houtvezelproducten, met 14 productielocaties over de hele wereld en neemt daarom de kroon op het feit dat het ICF's heeft uitgevonden en al meer dan 80 jaar wereldwijd in de bouw wordt gebruikt.
Velen zijn echter van mening dat de moderne ICF's die de markt voor isolerende betonvormen wereldwijd in 2018 domineren, die zijn welke worden vervaardigd van EPS-schuim. Dus eerst en vooral - wat is EPS en waar wordt het van gemaakt?
Kort gezegd wordt EPS of polystyreenschuim (vaak ten onrechte piepschuim genoemd, een geregistreerd merk van de DuPont Corporation voor een specifiek en ongelijksoortig type geëxtrudeerd schuim op basis van polystyreen) vervaardigd uit ongeveer 2% polystyreen en 98% lucht.
In detail, voor het eeuwige nieuwsgierige, werd polystyreen in 1839 ontdekt door Eduard Simon, een in Berlijn gevestigde apotheker, die benzoë of copalm balsem, de juiste naam voor de hars van de Amerikaanse sweetgum boom (Liquidambar styraciflua), tot een olieachtige substantie distilleerde, een monomeer dat hij styrol noemde zoals hij de hars ten onrechte aanduidde met de naam storax (een bastaardisering van de bomen geslacht naam van styrax). Enkele dagen later ontdekte Simon dat zijn styrol was verdikt tot een gel die hij vervolgens ten onrechte styroloxyd ("Styroloxyd") noemde omdat hij vermoedde dat er oxidatie had plaatsgevonden. In 1845 demonstreerden de Jamaicaanse chemicus John Buddle Blyth en de Duitse chemicus August Wilhelm von Hofmann de transformatie van styrol in een gel in afwezigheid van zuurstof en zij doopten deze "metastyrol". Vervolgens toonde een chemische analyse aan dat dit identiek was aan Simon's Styroloxyd en in 1866 identificeerde Marcelin Berthelot de vorming van metastyrol/Styroloxyd uit styrol correct als een proces van polymerisatie. Rond 1946 realiseerde men zich dat het verhitten van styrol een kettingreactie start die macromoleculen produceert zoals in het proefschrift van de Duitse organisch chemicus Hermann Staudinger (1881-1965). Dit leidde er uiteindelijk toe dat de harde, heldere stof die werd geproduceerd zijn huidige naam polystyreen kreeg - hoewel de meeste mensen de naam polystyreen associëren met wat eigenlijk en nauwkeuriger wordt beschreven als EPS-schuim.
Enigszins verwarrend, volgens het boek van Fritz Störi met de titel "The Stuff Foams Are Made of - The History of Styropor". Polystyreen, het geplastificeerde materiaal dat is afgeleid van styreen (dat weliswaar als "plastic" is geclassificeerd, maar dat, zoals men hierboven ziet, van plantaardige oorsprong is), werd in 1930 uitgevonden - maar BASF Expandable Polystyrene (EPS) foam (Styropor®) werd toevallig uitgevonden door een BASF-wetenschapper Fritz Stastny in 1949 toen hij experimenteerde met het proces van het gebruik van stoom om kralen uit te zetten en de mogelijke commerciële toepassingen voor polystyreen in het algemeen als mogelijke isolator voor telefoondraden. Hij liet een monster van helder polystyreen achter in de bakoven in een schoenpoetsblik, om na enkele uren te vinden wat hij beschreef als "een echt schuimmonster" dat "in de loop van de volgende 36 uur verscheen". Als een baret zat het deksel van het blikje precies bovenop een 10 inch dikke brok schuim"! BASF perfectioneerde het spuitgietproces voor hun nieuwe kunststofschuim, patenteerde het in 1952 en BASF introduceerde zijn nieuwe product Styropor® EPS voor het eerst aan het publiek op de kunststofbeurs in Düsseldorf, Duitsland, die met behulp van stoom direct op de beursstand werd gevormd in de vorm van "het lichtste speelgoedschip ter wereld". Sindsdien is EPS een van de meest gebruikte thermische isolaties ter wereld en wordt het steeds vaker toegepast in architectonisch ontworpen, energie-efficiënte gebouwen. Zijn lage kosten, veelzijdigheid ....