Als u ooit wiebelig aan de eettafel hebt gezeten, waarbij de wijn uit uw glas spatte en u vervolgens cherrytomaatjes door de kamer strooide, weet u hoe onhandig een golvende vloer is.
Maar in hoogbouwmagazijnen, fabrieken en industriële gebouwen kan de vlakheid en waterpasheid van de vloer (FF/FL) een succes- of faalprobleem zijn, wat de beoogde gebruiksprestaties van het gebouw beïnvloedt. Zelfs in gewone woon- en bedrijfsgebouwen kunnen oneffen vloeren de prestaties beïnvloeden, problemen met de vloerbedekking veroorzaken en tot gevaarlijke situaties leiden.
Waterpasheid, de mate waarin de vloer de opgegeven helling volgt, en vlakheid, de mate waarin het oppervlak afwijkt van het tweedimensionale vlak, zijn belangrijke specificaties geworden in de bouw. Gelukkig kunnen moderne meetmethoden waterpasheid en vlakheid nauwkeuriger detecteren dan het menselijk oog. De nieuwste methoden stellen ons in staat dit vrijwel direct te doen; bijvoorbeeld wanneer het beton nog bruikbaar is en kan worden gefixeerd voordat het uithardt. Vlakkere vloeren zijn nu gemakkelijker, sneller en eenvoudiger te realiseren dan ooit tevoren. Dit wordt bereikt door de onwaarschijnlijke combinatie van beton en computers.
Die eettafel is mogelijk "gerepareerd" door een poot met een luciferdoosje te bedekken, waardoor een laag punt op de vloer wordt opgevuld, wat een probleem is met de vloer. Als je stokbrood vanzelf van de tafel rolt, heb je mogelijk ook problemen met de vloerhoogte.
Maar de impact van vlakheid en waterpasheid gaat veel verder dan gemak. In een hoogbouwmagazijn kan de oneffen vloer een stelling van 6 meter hoog met tonnen spullen niet goed dragen. Het kan een levensgevaarlijk gevaar vormen voor degenen die het gebruiken of er langs lopen. De nieuwste ontwikkeling in magazijnen, pneumatische pallettrucks, vertrouwen nog meer op vlakke, vlakke vloeren. Deze handbediende apparaten kunnen tot 340 kilo aan pallets tillen en gebruiken persluchtkussens om het hele gewicht te dragen, zodat één persoon ze met de hand kan duwen. Een zeer vlakke, vlakke vloer is vereist om goed te kunnen werken.
Vlakheid is ook essentieel voor elke vloer die bedekt wordt met een harde vloerbedekking, zoals stenen of keramische tegels. Zelfs flexibele vloerbedekkingen zoals vinylcomposietvloertegels (VCT) hebben last van oneffen vloeren, die de neiging hebben om op te tillen of volledig los te raken. Dit kan struikelgevaar, gepiep of holtes veroorzaken, en vocht dat ontstaat door het dweilen kan schimmel en bacteriën aantrekken en stimuleren. Oude of nieuwe, vlakke vloeren zijn beter.
De golven in de betonplaat kunnen worden afgevlakt door de hoge punten weg te slijpen, maar de sporen van de golven kunnen nog steeds op de vloer blijven hangen. Je ziet het soms in een magazijn: de vloer is heel vlak, maar onder hogedruknatriumlampen lijkt hij golvend.
Als de betonvloer zichtbaar moet blijven – bijvoorbeeld om te beitsen en te polijsten – is een doorlopend oppervlak met hetzelfde betonmateriaal essentieel. Het opvullen van de lage plekken met toplagen is geen optie, omdat deze niet bij elkaar passen. De enige andere optie is om de hoge punten af te slijten.
Maar het slijpen van een plaat kan de manier veranderen waarop het licht opvangt en reflecteert. Het oppervlak van het beton bestaat uit zand (fijn aggregaat), steen (grof aggregaat) en cementspecie. Wanneer de natte plaat wordt geplaatst, duwt het troffelproces het grovere aggregaat naar een diepere plek op het oppervlak, waardoor het fijne aggregaat, de cementspecie en de cementmelk zich aan de bovenkant concentreren. Dit gebeurt ongeacht of het oppervlak volledig vlak of sterk gebogen is.
Wanneer u 3 mm vanaf de bovenkant slijpt, verwijdert u fijne deeltjes en cementsluier, poedervormig materiaal, en begint u het zand bloot te stellen aan de voegmassa. Slijp verder en u legt de dwarsdoorsnede van de steen en het grovere aggregaat bloot. Als u alleen tot de hoogste punten slijpt, zullen zand en steen op deze plekken zichtbaar worden, en de zichtbare aggregaatstrepen maken deze hoogste punten onsterfelijk, afgewisseld met de ongeslepen gladde voegstrepen waar de laagste punten zich bevinden.
De kleur van het oorspronkelijke oppervlak verschilt van lagen van 3 mm of kleiner, en ze kunnen licht anders reflecteren. De lichtgekleurde strepen lijken op hoge punten, en de donkere strepen ertussen lijken op dalen. Dit zijn de visuele "spoken" van de rimpelingen die met een slijpmachine zijn verwijderd. Gemalen beton is meestal poreuzer dan het oorspronkelijke oppervlak van de troffel, waardoor de strepen anders kunnen reageren op kleurstoffen en beitsen. Het is dan ook moeilijk om het probleem op te lossen door te kleuren. Als u de golven niet vlak maakt tijdens het afwerken van het beton, kunnen ze opnieuw problemen opleveren.
De standaardmethode voor het controleren van FF/FL is al tientallen jaren de liniaal met een rechte rand van 3 meter. De liniaal wordt op de vloer gelegd en als er openingen onder zitten, wordt de hoogte ervan gemeten. De tolerantie is doorgaans 3 mm.
Dit volledig handmatige meetsysteem is traag en kan zeer onnauwkeurig zijn, omdat twee mensen meestal dezelfde lengte op verschillende manieren meten. Maar dit is de gangbare methode en het resultaat moet als "goed genoeg" worden beschouwd. In de jaren 70 was dit niet langer goed genoeg.
De opkomst van hoogbouwmagazijnen heeft bijvoorbeeld de nauwkeurigheid van FF/FL nog belangrijker gemaakt. In 1979 ontwikkelde Allen Face een numerieke methode om deze vloereigenschappen te evalueren. Dit systeem staat algemeen bekend als vloervlakheid, of formeler als het nummeringssysteem voor vloerprofielen.
Face heeft ook een instrument ontwikkeld om vloereigenschappen te meten, een ‘vloerprofiler’, waarvan de handelsnaam The Dipstick is.
Het digitale systeem en de meetmethode vormen de basis van ASTM E1155, dat in samenwerking met het American Concrete Institute (ACI) is ontwikkeld om de standaardtestmethode voor de vlakheid van FF-vloeren en de vlakheid van FL-vloeren te bepalen.
De profiler is een handmatig hulpmiddel waarmee de gebruiker over de vloer kan lopen en elke 30 cm een datapunt kan verzamelen. In theorie kan het oneindig veel verdiepingen weergeven (als je oneindig lang kunt wachten op je FF/FL-waarden). Het is nauwkeuriger dan de liniaalmethode en vormt het begin van moderne vlakheidsmeting.
De profiler heeft echter duidelijke beperkingen. Enerzijds kunnen ze alleen worden gebruikt voor verhard beton. Dit betekent dat elke afwijking van de specificatie als een terugval moet worden gecorrigeerd. Hoge plekken kunnen worden weggeslepen, lage plekken kunnen worden opgevuld met toplagen, maar dit zijn allemaal herstelwerkzaamheden, het kost de betonaannemer geld en het neemt tijd in beslag. Bovendien is de meting zelf een traag proces, wat meer tijd kost, en wordt het meestal uitgevoerd door externe experts, wat de kosten verhoogt.
Laserscanning heeft de zoektocht naar vlakheid en waterpasheid van vloeren veranderd. Hoewel de laser zelf al uit de jaren 60 stamt, is de toepassing ervan voor scannen op bouwplaatsen relatief nieuw.
De laserscanner gebruikt een sterk gefocuste straal om de positie van alle reflecterende oppervlakken eromheen te meten, niet alleen de vloer, maar ook de bijna 360° grote datapuntkoepel rond en onder het instrument. Hij lokaliseert elk punt in een driedimensionale ruimte. Als de positie van de scanner gekoppeld is aan een absolute positie (zoals GPS-gegevens), kunnen deze punten worden gepositioneerd als specifieke posities op onze planeet.
Scannergegevens kunnen worden geïntegreerd in een bouwinformatiemodel (BIM). Deze gegevens kunnen voor diverse doeleinden worden gebruikt, zoals het opmeten van een ruimte of zelfs het maken van een as-built computermodel ervan. Om te voldoen aan de FF/FL-norm, heeft laserscanning verschillende voordelen ten opzichte van mechanische metingen. Een van de grootste voordelen is dat het kan worden uitgevoerd terwijl het beton nog vers en bruikbaar is.
De scanner registreert 300.000 tot 2.000.000 datapunten per seconde en loopt doorgaans 1 tot 10 minuten, afhankelijk van de informatiedichtheid. De werksnelheid is zeer hoog; problemen met vlakheid en nivellering kunnen direct na het nivelleren worden gelokaliseerd en verholpen voordat de vloer wordt uitgehard. Meestal duurt het slechts enkele minuten om te nivelleren, te scannen, indien nodig opnieuw te nivelleren, opnieuw te scannen, indien nodig opnieuw te nivelleren. Geen slijpen en vullen meer, geen terugroepacties meer. Hierdoor kan de betonafwerkmachine op de eerste dag al een vlakke ondergrond produceren. De tijd- en kostenbesparing is aanzienlijk.
Van linialen tot profilers tot laserscanners: de wetenschap van het meten van vloervlakheid is nu de derde generatie ingegaan; we noemen het vlakheid 3.0. Vergeleken met de liniaal van 3 meter betekent de uitvinding van de profiler een enorme sprong voorwaarts in de nauwkeurigheid en details van vloergegevens. Laserscanners verbeteren niet alleen de nauwkeurigheid en details, maar vertegenwoordigen ook een ander soort sprong.
Zowel profilers als laserscanners kunnen de nauwkeurigheid bereiken die de huidige vloerspecificaties vereisen. Vergeleken met profilers legt laserscanning echter de lat hoger wat betreft meetsnelheid, gedetailleerde informatie en de tijdigheid en bruikbaarheid van de resultaten. De profiler gebruikt een inclinometer om de hoogte te meten, een apparaat dat de hoek ten opzichte van het horizontale vlak meet. De profiler is een doos met twee poten aan de onderkant, precies 30 cm uit elkaar, en een lange handgreep die de gebruiker staand kan vasthouden. De snelheid van de profiler is beperkt tot de snelheid van het handgereedschap.
De operator loopt in een rechte lijn over de plaat en verplaatst het apparaat telkens 30 cm (12 inch). Meestal is de afstand van elke verplaatsing ongeveer gelijk aan de breedte van de kamer. Er zijn meerdere bewegingen in beide richtingen nodig om statistisch significante monsters te verzamelen die voldoen aan de minimale datavereisten van de ASTM-norm. Het apparaat meet verticale hoeken bij elke stap en zet deze om in veranderingen in elevatiehoeken. De profiler heeft ook een tijdslimiet: hij kan pas worden gebruikt nadat het beton is uitgehard.
Het analyseren van de vloer wordt meestal uitgevoerd door een externe partij. Zij lopen over de vloer en dienen de volgende dag of later een rapport in. Als het rapport hoogteproblemen aantoont die niet aan de specificaties voldoen, moeten deze worden verholpen. Uiteraard zijn de herstelopties voor verhard beton beperkt tot het slijpen of vullen van de bovenkant, ervan uitgaande dat het geen decoratief zichtbeton betreft. Beide processen kunnen een vertraging van enkele dagen veroorzaken. Vervolgens moet de vloer opnieuw worden geprofileerd om aan te tonen dat aan de eisen is voldaan.
Laserscanners werken sneller. Ze meten met de lichtsnelheid. De laserscanner gebruikt de reflectie van de laser om alle zichtbare oppervlakken eromheen te lokaliseren. Hiervoor zijn datapunten nodig in het bereik van 0,25-1,35 cm (een veel hogere informatiedichtheid dan de beperkte reeks van 30 cm samples van de profiler).
Elk datapunt van de scanner vertegenwoordigt een positie in de 3D-ruimte en kan, net als een 3D-model, op een computer worden weergegeven. Laserscanning verzamelt zoveel data dat de visualisatie bijna op een foto lijkt. Indien nodig kunnen deze data niet alleen een hoogtekaart van de vloer opleveren, maar ook een gedetailleerde weergave van de hele ruimte.
In tegenstelling tot foto's kan de scanner worden gedraaid om de ruimte vanuit elke hoek weer te geven. Hij kan worden gebruikt om de ruimte nauwkeurig op te meten of om de werkelijke situatie te vergelijken met tekeningen of maquettes. Ondanks de enorme informatiedichtheid is de scanner echter zeer snel en registreert hij tot wel 2 miljoen punten per seconde. De volledige scan duurt meestal slechts enkele minuten.
Tijd is belangrijker dan geld. Bij het storten en afwerken van nat beton is tijd alles. Het beïnvloedt de blijvende kwaliteit van de plaat. De tijd die nodig is om de vloer af te maken en klaar te maken voor plaatsing, kan de tijd van veel andere processen op de bouwplaats beïnvloeden.
Bij het plaatsen van een nieuwe vloer heeft de bijna realtime informatie van de laserscanning een enorme impact op het proces om vlakheid te bereiken. FF/FL kan worden geëvalueerd en vastgesteld op het beste moment in de vloerconstructie: vóórdat de vloer uithardt. Dit heeft een aantal gunstige effecten. Ten eerste hoeft u niet te wachten tot de vloer klaar is met de herstelwerkzaamheden, waardoor de vloer de rest van de constructie niet in beslag neemt.
Als u de profiler wilt gebruiken om de vloer te verifiëren, moet u eerst wachten tot de vloer is uitgehard. Vervolgens moet u de profileerservice naar de locatie laten komen voor de meting en wachten op het ASTM E1155-rapport. Vervolgens moet u wachten tot eventuele problemen met de vlakheid zijn verholpen, de analyse opnieuw inplannen en wachten op een nieuw rapport.
Laserscanning vindt plaats wanneer de plaat wordt geplaatst en het probleem wordt opgelost tijdens de betonafwerking. De plaat kan direct na het uitharden worden gescand om de conformiteit te controleren, en het rapport kan dezelfde dag worden afgerond. De bouw kan worden voortgezet.
Laserscanning stelt u in staat om zo snel mogelijk de grond te bereiken. Het creëert ook een betonnen oppervlak met een grotere consistentie en integriteit. Een vlakke en egale plaat heeft een gelijkmatiger oppervlak wanneer deze nog bruikbaar is dan een plaat die geëgaliseerd of geëgaliseerd moet worden door middel van plamuren. Het heeft een consistenter uiterlijk. Het heeft een gelijkmatigere porositeit over het oppervlak, wat de reactie op coatings, lijmen en andere oppervlaktebehandelingen kan beïnvloeden. Als het oppervlak geschuurd wordt voor beitsen en polijsten, zal het aggregaat gelijkmatiger over de vloer worden verdeeld en kan het oppervlak consistenter en voorspelbaarder reageren op beitsen en polijsten.
Laserscanners verzamelen miljoenen datapunten, maar niets meer dan dat: punten in de driedimensionale ruimte. Om ze te gebruiken, heb je software nodig die deze kan verwerken en presenteren. De scannersoftware combineert de data tot diverse bruikbare formulieren en kan op een laptop op de bouwplaats worden gepresenteerd. Het biedt het bouwteam een manier om de vloer te visualiseren, eventuele problemen te lokaliseren, deze te correleren met de werkelijke locatie op de vloer en te bepalen hoeveel hoogte er verlaagd of verhoogd moet worden. Bijna realtime.
Softwarepakketten zoals Rithm for Navisworks van ClearEdge3D bieden verschillende manieren om vloergegevens te bekijken. Rithm for Navisworks kan een "heatmap" presenteren die de hoogte van de vloer in verschillende kleuren weergeeft. Het kan hoogtekaarten weergeven, vergelijkbaar met topografische kaarten van landmeters, waarin een reeks curven continue hoogteverschillen beschrijft. Het kan ook ASTM E1155-conforme documenten binnen enkele minuten in plaats van dagen leveren.
Dankzij deze functies in de software kan de scanner voor diverse taken worden gebruikt, niet alleen voor het vloerniveau. De scanner biedt een meetbaar model van de as-built situatie dat naar andere applicaties kan worden geëxporteerd. Bij renovatieprojecten kunnen de as-built tekeningen worden vergeleken met historische ontwerpdocumenten om te bepalen of er wijzigingen zijn. De tekeningen kunnen over het nieuwe ontwerp worden gelegd om de wijzigingen te visualiseren. Bij nieuwbouw kan de scanner worden gebruikt om de consistentie met het ontwerpdoel te verifiëren.
Ongeveer 40 jaar geleden kwam een nieuwe uitdaging in de huizen van veel mensen terecht. Sindsdien is deze uitdaging een symbool geworden van het moderne leven. Programmeerbare videorecorders (VCR's) dwingen gewone burgers om te leren omgaan met digitale logische systemen. Het knipperende "12:00, 12:00, 12:00" van miljoenen ongeprogrammeerde videorecorders bewijst hoe moeilijk het is om deze interface te leren.
Elk nieuw softwarepakket heeft een leercurve. Als je het thuis doet, kun je je haar uit je hoofd trekken en vloeken als je wilt, en de nieuwe software-opleiding kost je de meeste tijd op een luie middag. Als je de nieuwe interface op je werk leert, vertraagt dit veel andere taken en kan het leiden tot kostbare fouten. De ideale situatie voor de introductie van een nieuw softwarepakket is om een interface te gebruiken die al veelgebruikt is.
Wat is de snelste interface om een nieuwe computerapplicatie te leren? De interface die u al kent. Het heeft meer dan tien jaar geduurd voordat Building Information Modeling (BIM) een vaste plaats had onder architecten en ingenieurs, maar nu is het er. Bovendien is het, doordat het een standaardformaat is geworden voor de distributie van bouwdocumenten, een topprioriteit geworden voor aannemers op de bouwplaats.
Het bestaande BIM-platform op de bouwplaats biedt een kant-en-klaar kanaal voor de introductie van nieuwe applicaties (zoals scannersoftware). De leercurve is vrij vlak geworden, omdat de belangrijkste deelnemers al bekend zijn met het platform. Ze hoeven alleen de nieuwe functies te leren die eruit te halen zijn en kunnen de nieuwe informatie die de applicatie biedt, zoals scangegevens, sneller gebruiken. ClearEdge3D zag een kans om de hoog aangeschreven scannerapplicatie Rith beschikbaar te maken voor meer bouwplaatsen door deze compatibel te maken met Navisworks. Als een van de meest gebruikte projectcoördinatiepakketten is Autodesk Navisworks de facto de industriestandaard geworden. Het wordt gebruikt op bouwplaatsen door het hele land. Het kan nu scannerinformatie weergeven en heeft een breed scala aan toepassingen.
Wanneer de scanner miljoenen datapunten verzamelt, zijn het allemaal punten in de 3D-ruimte. Scannersoftware zoals Rithm voor Navisworks is verantwoordelijk voor het presenteren van deze data op een gebruiksvriendelijke manier. Het kan ruimtes weergeven als datapunten, waarbij niet alleen de locatie wordt gescand, maar ook de intensiteit (helderheid) van reflecties en de kleur van het oppervlak, zodat het beeld op een foto lijkt.
U kunt de weergave echter roteren en de ruimte vanuit elke hoek bekijken, er als een 3D-model doorheen lopen en hem zelfs opmeten. Een van de populairste en nuttigste visualisaties voor FF/FL is de heatmap, die de vloer in een plattegrond weergeeft. Hoge en lage punten worden in verschillende kleuren weergegeven (ook wel valse kleurenbeelden genoemd). Rood staat bijvoorbeeld voor hoge punten en blauw voor lage punten.
U kunt nauwkeurige metingen uitvoeren met de heatmap om de corresponderende positie op de vloer nauwkeurig te bepalen. Als de scan problemen met vlakheid aantoont, is de heatmap een snelle manier om deze te vinden en te verhelpen. Het is bovendien de voorkeursweergave voor FF/FL-analyse ter plaatse.
De software kan ook hoogtekaarten maken, een reeks lijnen die verschillende verdiepingshoogtes weergeven, vergelijkbaar met topografische kaarten die landmeters en wandelaars gebruiken. Hoogtekaarten zijn geschikt om te exporteren naar CAD-programma's, die vaak zeer geschikt zijn voor tekengegevens. Dit is met name handig bij de renovatie of transformatie van bestaande ruimtes. Rithm voor Navisworks kan ook gegevens analyseren en antwoorden geven. Zo kan de Cut-and-Fill-functie u bijvoorbeeld vertellen hoeveel materiaal (zoals een cementlaag) nodig is om de onderkant van de bestaande oneffen vloer op te vullen en waterpas te maken. Met de juiste scansoftware kan de informatie worden gepresenteerd zoals u dat wilt.
Van alle manieren om tijd te verspillen aan bouwprojecten is wachten misschien wel de meest pijnlijke. Door vloerkwaliteitsborging intern in te voeren, kunt u problemen met de planning, het wachten op externe consultants om de vloer te analyseren, het wachten tijdens de vloeranalyse en het wachten op aanvullende rapporten voorkomen. En natuurlijk kan wachten op de vloer veel andere bouwwerkzaamheden voorkomen.
Een kwaliteitsborgingsproces kan deze pijn verlichten. Wanneer u het nodig hebt, kunt u de vloer binnen enkele minuten scannen. U weet wanneer de vloer wordt gecontroleerd en u weet wanneer u het ASTM E1155-rapport ontvangt (ongeveer een minuut later). Door dit proces zelf te beheren, in plaats van te vertrouwen op externe consultants, kunt u uw tijd zelf beheren.
Het scannen van de vlakheid en waterpasheid van nieuw beton met een laser is een eenvoudige en duidelijke werkwijze.
2. Plaats de scanner in de buurt van de nieuw geplaatste slice en scan. Deze stap vereist meestal slechts één plaatsing. Voor een gemiddelde slice-grootte duurt de scan meestal 3-5 minuten.
4. Laad de "heatmap"-weergave van de vloergegevens om gebieden te identificeren die niet aan de specificaties voldoen en geëgaliseerd of geëgaliseerd moeten worden.
Plaatsingstijd: 31-08-2021