Toen Zuid-Korea de Olympische Winterspelen van 2018 kreeg toegewezen, was één belangrijk project de bouw van het PyeongChang Olympic Sliding Centre.
De faciliteit voor de Winterspelen was nodig om bobslee-, luge- en skeleton-evenementen te organiseren. De bouw van de lange en kronkelende glijbaan was zo uniek dat het werd erkend met Honourable Mention 2016 als Outstanding Shotcrete Project of the Year door de American Shotcrete Association.
Werken achter de schermen om een zeer gespecialiseerd betonmengsel te plaatsen voor het uiterst complexe ontwerp waren Putzmeister Thom-Katt TK 10 en TK 20 op aanhangwagens gemonteerde beton/betonpompen.
Setting the stage for the 2018 Winter Olympics
Het centrum, met een geschatte projectkost van $114,5 miljoen, beslaat een oppervlakte van 177.000 vierkante meter. Het hart ervan is de 2.018 meter lange en 1,4 meter brede glijbaan die geschikt moest zijn voor racesnelheden tot 135 km/uur. Voor de bouw werd uitgebreid onderzoek gedaan om een geschikt betonmengsel en plaatsingsmethoden te ontwikkelen die strenge inspectietests zouden doorstaan.
Om te bevestigen dat het voorgestelde mengsel en de plaatsingsmethoden zouden werken op de Olympische Winterspelen-baan, werd een mockup op ware grootte gebouwd met een verkorte lengte van 5 meter door de sectie met de overgangsbocht van de baan te simuleren.
De Thom-Katt TK 10-pomp, met een capaciteit van 4,6 kubieke meter per uur en een capaciteit van 1,4 meter per uur.
De Thom-Katt TK 10-pomp, met een debiet van 4,6 kubieke meter per uur en een maximale druk van 2.085 psi, voerde de shotcreting uit tijdens twee mockup-proeven die plaatsvonden op de Kangwon National University in Zuid-Korea.
Kangwon National University is het enige gespecialiseerde instituut voor shotcrete-onderzoek in Korea dat shotcrete-apparatuur bezit. Dr. Kyong-Ku Yun, hoogleraar civiele techniek in het laboratorium van de universiteit, heeft een Magnum-combinatiemixer-pomp, ideaal voor shotcrete met een nat proces, en een Piccola voor shotcrete met een droog proces
Professor Yun koos een ander Putzmeister-model, de Thom-Katt TK 10. Het bleek een ideale eenheid te zijn voor de mockup, omdat het de resultaten die zouden worden bereikt met het grotere TK 20-model, dat zou worden gebruikt voor het shotcrete van het langere definitieve spoor, nauwkeurig kon simuleren. Twee TK 20’s, gebruikt door shotcrete-aannemer Daesang E&C, zouden het shotcrete-werk van het laatste spoor en de kunstmatige rotswanden efficiënt voltooien in slechts zes maanden.
Gerelateerd: Constructing The Crosstown
“De TK 20 is perfect voor shotcrete-toepassingen. omdat hij een grote capaciteit heeft tot 17 kubieke meter per uur en een betondruk tot 2.000 psi, zei Bob Harmon, nationaal verkoopmanager voor ondergrondse/shotcrete-technologie bij Putzmeister Amerika. “Bovendien kan het model moeilijke mengsels over grote afstanden verpompen met bijna geen schommeling bij de spuitmond dankzij kleinere cilinders dan een betonpomp.”
Betonontwerp
Van groot belang voor het succes van het Olympische Winterspelen-project was het ontwerp van een betonmengsel dat geschikt was voor het plaatsen van shotcrete en dat een uitstekende sterkte had, alsmede een uitstekende weerstand tegen bevriezen en ontdooien, en tegen oppervlakteverkalking. Dit was nodig omdat bobsleeën bekend staan om hun crash. Bovendien wordt de baan voortdurend blootgesteld aan een koude omgeving om bevroren ijs op het oppervlak te houden.
Het structurele mengsel bevatte hulpstoffen om de benodigde hoge sterkte en duurzaamheid te bereiken. De verpompbaarheid werd verbeterd door 10 tot 15 procent meer lucht in het mengsel te brengen voordat het werd geperst. Het luchtgehalte werd gemeten op drie tot zes procent na het storten, wat het gewenste resultaat opleverde.
De duurzaamheidseigenschappen werden verbeterd door silicafume te vervangen door ongeveer negen gewichtspercenten van het cementgehalte. Het mengselontwerp hielp ook vroegtijdige krimpscheuren te onderdrukken door zeven procent van een expansief hulpstof in gewicht van het cementgehalte te vervangen. Het betonmengsel was economisch omdat het fijne toeslagmateriaal op 75% van het totale toeslagmateriaalgewicht werd gesteld om de hoeveelheid terugslag te verminderen. Talrijke proeven (luchtgehalte, inzinking, sterkte en duurzaamheid) werden op passende tijdstippen uitgevoerd om ervoor te zorgen dat consequent aan de prestatiecriteria werd voldaan. In totaal werd 1.392 kubieke meter van het speciaal ontworpen mengsel gebruikt voor het uiteindelijke spoor.
Complexe bouw
De stappen in het bouwproces waren methodisch. Eerst werd het steunframe voor de baan gebouwd om de ruimte veilig te stellen waar de linker- en rechterwand van de schuifbaan werden bevestigd en de werkomgeving te definiëren. Het ondersteuningsframe werd vervaardigd met stalen H-balken en ontworpen om de belasting te dragen die op de achterkant van de wand werd uitgeoefend.
Het ondersteuningsframe voor de mal was een kritische steun waar alle wapening, koelleidingen en stay-form werden geïnstalleerd. Daarom moest het frame worden geïnstalleerd met een tolerantie van ongeveer 5 mm. Koelpijpen werden in het frame geïnstalleerd, waarna wapeningsstaven in de voor- en achtervlakken werden geplaatst in een orthogonale lay-out.
De vloer- en hoofdgedeelten werden gemonteerd met een houten bekisting. Omdat een normale bekisting of bekleding niet doeltreffend kan worden gebruikt voor het maken van meervoudig gebogen oppervlaktestructuren, werden een binnenwandversteviging en tijdelijke dekvloerpijptechnieken gebruikt. De stay-form verminderde de terugslag tijdens het storten van het beton, en diende tevens om de binnenzijde dicht te vullen.
Tijdelijke dekvloerpijpen werden gebruikt als geleiders voor het storten van het beton met een uniforme dikte. Deze buizen werden gemonteerd door een plastic buis van 28 mm op zijn plaats te tapen om een dikte van 30 mm te verkrijgen.
Geen voegen nodig
De schuifbaan op ware grootte werd gebouwd zonder constructievoegen te vormen. De TK 20-pompen boden een uitstekende controle bij het shotcreten van monolithische secties over de uiteindelijke doorsnede van de baan. Bij het schieten van de vloer was 50% van de aangebrachte wapening nog zichtbaar na het plaatsen van de eerste laag. Tijdens het schieten moest de rebound voortdurend worden verwijderd met behulp van een luchtlans. De bovenste en onderste hoofdgedeelten werden met een lagere luchtdruk geschoten, waarna het ter plaatse gestorte beton met een trilblok werd verdicht.
Nadat het schieten was voltooid, werd het vers gestorte beton afgetrild op de 28 mm kunststof buizen die als tijdelijke afwerkbuis op de bovenste wapening waren aangebracht. In de rechte gedeelten werd deze nauwkeurig ingesteld om de baan een glad oppervlak en een gelijkmatige dikte te geven, die nodig was voor de koelpijp om ijs op het oppervlak te creëren. De tijdelijke afwerkbalken werden verwijderd nadat het oppervlak was afgetimmerd, en de resterende ruimte werd opgevuld met met de hand aangebracht beton.
Gouden medaille
De eindinspectie van de mockup werd uitgevoerd op de projectlocatie en na slechts één proef aanvaard. Dit is uitzonderlijk in vergelijking met de ervaringen van anderen bij de bouw van zo’n speciale baan, want dit is een primeur in Korea, en de 19e in de wereld. Professor Yun had echter zijn onderzoek gedaan en samengewerkt met belangrijk personeel zoals Dr. D. R. Morgan, P.Eng., FACI uit Canada.