JELLEMA 4B OMHULLING – GEVELS
II
omslagontwerp Marjan Gerritse, Amsterdam vormgeving binnenwerk Peter van Dongen, Amsterdam opmaak Van de Garde, Zaltbommel tekenwerk Adviestekenwerk Advies- en Tekenbureau voor bouwtechniek ing. F. F. Oomen, Almere-Stad, J.M. Witte Tekenbureau, Pijnacker Veltman Bouwkundig Ontwerp- en tekenburo, Delft De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden.
ThiemeMeulenhoff ontwikkelt leermiddelen voor: Primair Onderwijs, Algemeen Voortgezet Onder-
wijs, Beroepsonderwijs en Volwasseneneducatie en Hoger Beroepsonderwijs. Voor meer informatie over ThiemeMeulenhoff en een overzicht overzich t van onze leermiddelen: www.thiememeulenhoff.nl
ISBN 90 06 95044 0 Tweede druk, tweede oplage
© ThiemeMeulenhoff, Utrecht/Zutphen, 2005 Alle rechten voorbehouden. voorbehouden . Niets uit deze uitgave mag worden wor den verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave uitg ave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 jo het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp (www.cedar.nl/pro). (www.cedar.nl/pro). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.
III
4
Bouwtechniek Omhulling B gevels
IV
De serie Jellema serie Jellema Hogere Bouwkunde bestaat bestaat naast het inleidende deel uit drie reeksen boeken: bouwtechniek, bouwmethoden en bouwproces. Tezamen vormt de inhoud de onontbeerlijke basiskennis voor het hoger beroepsonderwijs en wetenschappelijk onderwijs. Ook deze vernieuwde uitgave is ontstaan vanuit de noodzakelijke interactie tussen het onderwijs enerzijds en het bedrijfsleven anderzijds. Beide sectoren leveren auteurs, maar zijn ook bereid tot het leveren van commentaar en kritiek in een voortdurende discussie tussen redactie, auteurs en het onderwijs. De redactie: ir.. K. Hofkes ir Docent Bouwkunde, Hogeschool INHOLLAND, Haarlem en Alkmaar ir. H. Brinksma ir. Brin ksma Docent Bouwkunde, Hogeschool van Utrecht, Utrecht ir. A. van Tol Architect, Zwolle ir. M. Bonebakker ir. Bon ebakker Adviseur Bouwmanagement, Geesteren H.A.J. Flapper Bouwinnovator, Amsterdam ing. N. Zimmermann Architect, Amsterdam
Auteurs deel 4b: ing. Ch. Rentier Adviseur voor transporttechnische transportt echnische installaties bij de Rijksgebouwendienst, Directie Advies & ArchiArchitecten te Den Haag J. Reymers Projectmanager Lokal BV Aluminium- en staalbouw,, Beverwijk bouw Bever wijk ing. M.W.R. Salden Coördinator EGM architecten bv, Dordrecht
V
Serieoverzicht E D N E U R K A E G M W E O U L H L O B E J
1
Inleiding Bouwnijverheid
E D N E U R K A E G M W E O U L H L O B E J
Bouwtechniek
2 Onderbouw
3
Bouwtechniek Draagstructuur
E D N E U R K A E G M W E O U L H L O B E J
Bouwmethoden
7 Bouwmethodiek
Bouwmethoden
8 Woningbouw
E D N E U R K A E G M W E O U L H L O B E J
Bouwproces
10 Ontwerpen
Bouwproces
11 Contracteren
www.jellema-online.nl
Bouwtechniek
4 Omhulling
Bouwmethoden
9 Utiliteitsbouw
12
prestatie-eisen sen / A prestatie-ei daken
Bouwproces Uitvoeren A techniek
www.jellema-online.nl Bouwtechniek
4 Omhulling
12
B gevels
Bouwtechniek
4 Omhulling
C gevelopeningen C gevelopeningen
5
Bouwtechniek Afbouw
Bouwtechniek
6 Installaties
A elektrotechnisch en sanitair
Bouwtechniek
6 Installaties
B werktuigbouwkundig en gas
Bouwtechniek
6 Installaties
C liften en roltrappen
Bouwproces Uitvoeren B organisatie
13
Bouwproces Beheren
VI
Woord vooraf De gevel kan worden gezien als de huid van een gebouw. Een gevel is niet alleen beeldbepalend: naast beschutting en veiligheid voor de achterliggende bouwconstructie speelt de gegevel een belangrijke rol bij de klimaatbeheersing. De keuze voor een geveltype is een compromis tussen functionaliteit, esthetica, prijs en regelregelgeving. Dit geeft vaak aanleiding tot ferme discussies tussen architecten, constructeurs en opdrachtgevers. In dit deel is beschreven met welke technische eisen rekening gehouden moet worden bij de keuze van een specifiek type gevel. Hierbij spelen ook het bouwfysisch presteren, de bescherming van de achterliggende constructie en de speci fieke wensen van de gebruiker gebruik er van het gebouw een belangrijke rol. Achtereenvolgens komen aan de d e orde: gemetselde gevels, lichte plaatmaterialen en buitengevelisolatie, natuursteen gevels, geprefabriceerde betonnen gevels, vliesgevels en actieve gevels. In het laatste hoofdstuk worden de gevelonderhoudsinstallaties besproken. Gebouwvormen kunnen sterk verschillen. Voor ieder gebouw geldt dat er periodiek schoongemaakt moet worden en dat er onderhoud aan de gevel gepleegd moet worden. De veiligheidsvoorschriften zijn inmiddels fors aangescherpt. Dit heeft consequenties voor de bereikbaarheid van elk gevelonderdeel.
De auteurs mei 2005
INHOUD VII
Inhoud 6 Inleiding gevels 1 6.1 Functies van de gevel 2 6.2 Ontwikkeling van de gevel 2 6.3 Materiaal van de gevel 3 6.4 Onderhoud aan de gevel 4 6.5 Vervuiling van de gevel 6 7 Gemetselde gevels 7 Inleiding 8 7.1 Metselsteen 8 7.1.1 Baksteen 9 7.1.2 Betonsteen 12 7.1.3 Kalkzandsteen 15 7.1.4 Cellenbeton 17 7.2 Metselmortels 18 7.2.1 Mortels 19 7.2.2 Aanmaken van mortels mortels 21 7.3 Voegmortels en voegwerk 22 7.3.1 Voegmortels 22 7.3.2 Aanbrengen van voegen 22 7.3.3 Vorm van de voegen 24 7.3.4 Kwaliteit van het voegwerk 26 7.4 Gemetselde buitenspouwblad 26 7.4.1 Spouwankers 27 7.4.2 Metselverbanden 29 7.4.3 Dilataties 30 7.4.4 Maatvoering 35 7.5 Detaillering 39 7.5.1 Gevelbeëindiging dak 39 7.5.2 Muurbeëindigingen Muurbeëindigingen 40 7.5.3 Gevelopeningen 40 7.5.4 Gevelbeëindiging fundering 41 7.5.5 Gevelondersteuningen 42 7.6 Verontreinigingen van gevelmetselwerk 48 7.6.1 Uitslag op metselwerk 48 7.6.2 Hydrofoberen 49 7.6.3 Antibekladding 51 7.6.4 Gevelreiniging 53 7.7 Herstellen van metselwerk 54 7.7.1 Steenversteviging 54 7.7.2 Renovatie van metselwerk 54 7.8 Prefab-metselwerk 55 7.9 Gelijmd metselwerk 55 7.9.1 Esthetische aspecten van gelijmd metselwerk 55 7.9.2 Constructieve aspecten van gelijmd metselwerk 57
7.9.3 Arbeidsomstandigheden 57 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 58 8 Lichte plaatmaterialen en buitengevelisolatie 61 Inleiding 62 8.1 Natte en droge systemen 62 8.2 Natte systemen (buitengevelisolatie) 62 8.2.1 Ondergrond 62 8.2.2 Isolatie 64 8.2.3 Wapeningslaag 67 8.2.4 Voorstrijklaag 68 8.2.5 Sierpleister 68 8.2.6 Keuze 68 8.2.7 Detaillering 69 8.3 Droge systemen (lichte plaatmaterialen) 73 8.3.1 Ondergrond 73 8.3.2 Isolatie 73 8.3.3 De spouw 74 8.3.4 Bekleding 74 8.3.5 Bevestiging 74 8.3.6 Voegconstructies 77 8.3.7 Detaillering 78 8.4 Voorbeelden van droge systemen met lichte plaatmaterialen 78 8.4.1 Vlakke platen 78 8.4.2 Geprofileerde platen 81 8.4.3 Sandwichpanelen 87 8.4.4 Leien 89 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 92 9 Natuursteengevels 93 9.1 Ontstaan van natuursteen 94 9.2 Winning van natuursteen 95 9.3 Bewerking van natuursteen 96 9.4 Technische gegevens van natuursteen 99 9.5 Keuze van natuursteen 99 9.5.1 Eigenschappen en toepassingen 100 9.6 Natuursteen in de gevel 100 9.6.1 Ondergrond 100 9.6.2 Isolatie 101 9.6.3 Ankers 101 9.6.4 Spouw 104 9.6.5 Natuursteenplaten 104 9.6.6 Voegen 107 9.6.7 Achtermorteling 105 9.7 Onderhoud 108 Voorbeeldproject 108 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 109
VIII
10 Geprefabriceerde betonnen gevels 111 Inleiding 112 10.1 Prefab-elementen 112 10.1.1 Functie 112 10.1.2 Samenstelling 113 10.1.3 Indeling gevels 117 10.2 Transport 118 10.3 Krachtwerking 119 10.4 Materiaal 119 10.4.1 Cement 119 10.4.2 Toeslagmaterialen 120 10.4.3 Pigmenten 121 10.5 Oppervlaktebewerkingen 121 10.5.1 Structuurbeton 124 10.5.2 Bekleed beton 125 10.6 Polyesterbeton 126 10.7 Gevelelementen van glasvezelversterkt cement 126 10.8 Gevelbescherming 129 10.8.1 Vervuiling van de gevel 129 10.8.2 Beschermingsmiddelen 129 10.9 Detaillering 130 10.9.1 Afmetingen elementen 130 10.9.2 Fabricage 131 10.9.3 Toleranties fabricage en montage 132 10.9.4 Voegen 133 10.10 Bevestiging 134 10.10.1 Gestapeld 134 10.10.2 Op consoles van het element element 136 10.10.3 Op consoles van de achterliggende constructie 136 10.10.4 Hangend 136 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 140 11 Vliesgevels 141 Inleiding 142 11.1 Constructie 143 11.2 Gevelopbouw 144 11.3 Samenstelling 145 11.3.1 Beweegbare delen in gevels 146 11.3.2 Dilataties 146 11.4 Productie vliesgevels 146 11.4.1 Gevelvormen 148 11.5 Gevelvullingen 150 11.5.1 Wijze van beglazen 150 11.5.2 Beweegbare delen 151 11.6 Bouwfysische aspecten 152 11.7 Oppervlaktebehandeling 153 11.8 Rekenmethode 154 11.9 Montage 154
11.10 Bouwkundige aansluitingen 155 11.11 Inbraakwerendheid 161 11.12 Onderhoud 162 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 162 12 Actieve gevels 163 Inleiding 164 12.1 Klimaatgevel/klimaatraam 164 12.2 Tweedehuidfaçade 166 12.3 Ontwerp 167 12.3.1 Zonweringen 167 Voorbeeldproject 168 13 Gevelonderhoudsinstallaties 171 Inleiding 172 13.1 Ontwerpen van gevelonderhoudsinstallaties 172 13.1.1 Ontwerp-uitgangspunten 172 13.1.2 Adviseur voor gevelonderhoudsinstallaties en fabrikant 183 13.1.3 Kosten 187 13.2 Technische achtergronden van gevelonderhoudsinstallaties 188 13.2.1 Gevelliften (categorie VII tot en met IX, zie paragraaf 13.1.1.d) 189 13.2.2 Gevelladders (categorie IV en V, V, zie paragraaf 13.1.1.d) 193 13.2.3 Railtrajecten voor gevelliften en gevelladders 195 13.2.4 Hoogwerkers (categorie II en III, zie paragraaf 13.1.1.d) 205 13.2.5 Ladders (categorie I, zie paragraaf 13.1.1.d 208 13.2.6 Werkbruggen (categorie V, V, zie paragraaf 13.1.1.d 209 13.2.7 Glazenwasbalkons 209 13.2.8 Persoonlijke beschermingsmiddelen voor glazenwassers 209 13.2.9 Bouwkundige voorzieningen 210 13.2.10 Sanitair installatietechnische voorzieningen 211 13.2.11 Elektrotechnische voorzieningen 211 13.3 Bouw en oplevering van gevelonderhoudsinstallaties 212 13.3.1 Voorbereiding van de montage 212 13.3.2 Montage van gevelonderhoudsinstallaties 213 13.3.3 Veiligheidskeuring van gevelonderhoudsinstallaties 213
IX
13.3.4 Gebruik van gevelonderhoudsinstalla gevelonderhoudsinstallaties ties door de bouwaannemer 215 13.3.5 Oplevering van gevelonderhoudsinstallaties 215 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 215 Register 174
X
Inleiding gevels
6
ing. M.W.R. Salden
Was baksteen jarenlang jarenlang het het traditionele traditionele materiaal materiaal voor buitengevels, buitengevels, tegenwoordig heeft de architect een breed scala aan materialen ter beschikking en worden de keuzemogelijkheden steeds groter. Dit resulteert in een grotere diversiteit in architectuur, vormen en gevelbeelden.
2
6.1 Functies van de gevel De gevel is de zichtbare buitenkant van een gebouw.. De primaire gebouw primair e functie van de gevel is het afschermen van de binnenkant van een gebouw tegen invloeden van buiten (regen, wind, hitte, koude, geluid, inbraak, etc.). Hiertoe worden specifieke bouwfysische eisen gesteld aan de gevel. Deze eisen kunnen verschillen al naar gelang de functie van het gebouw. Zo zullen bij een opslagloods heel andere eisen aan de gevel gesteld worden dan bijvoorbeeld bij een school of ziekenhuis. De gevel staat niet los van het erachter gelegen gebouw, maar is er onlosmakelijk mee verbonden. De secundaire functie van de gevel is het geven van informatie over de functie of de eigenaar van het gebouw. De eigenaar kan zich profileren door middel van de uitstraling van het gebouw. Door bijvoorbeeld de gevel van alle gebouwen van een warenhuisketen eenzelfde uitstraling te geven, worden de gebouwen goed herkenbaar voor het publiek. Soms heeft de opdrachtgever vooraf al een bepaald idee over wat zijn gebouw door middel van de gevel moet uitstralen.
Figuur 6.1 Gemetselde gevel
Om later niet te worden teleurgesteld door het uiteindelijke resultaat, is het van belang dat de opdrachtgever zijn architectonische overwegingen duidelijk maakt aan de architect. Hiertoe kan hij refereren aan bestaande gebouwen. Van belang is ook dat de architect het beschikbare budget van de opdrachtgever kent.
6.2 Ontwikkeling van de gevel gevel Aan een gevel is vaak te zien hoe oud het gebouw is. De gevel is namelijk onderhevig aan een veranderend architectonisch modebeeld. Door de eeuwen heen zijn er dan ook diverse gevelbouwstijlen geweest. Ontstond vroeger een gevel als gevolg van de beperkt ter beschikking staande materialen, tegenwoordig kan de architect een keuze maken uit een breed assortiment aan materialen en producten. In het algemeen wordt metselwerk echter nog steeds geassocieerd met woningbouw woningbouw,, worden vliesgevels en natuursteen geassocieerd met kantoren en metalen gevels met bedrijfsgebouwen. Erg strikt is deze scheiding echter niet meer.
(foto: Roos Aldershof)
6 INLEIDING GEVELS 3
De gevel ontwikkelt zich nog steeds door verandering van smaak, toepassing van nieuwe materialen of door ‘oude’ materialen op een nieuwe manier toe te passen. Tevens zijn de voorschriften van onder andere het Bouwbesluit, Stedenbouw en Welstand en de hoogte van het beschikbare budget van invloed op het uiteindelijke beeld van de gevel.
echte baksteencultuur. Metselwerk wordt niet alleen als gevelafwerking toegepast, maar ook als constructief element voor de draagstructuur draagstructuu r. 2 Gevel van prefab-beton Beton wordt al zo’n 150 jaar in de bouw toegepast, in het begin voornamelijk als constructief element. Tegenwoordig Tegenwoordig wordt beton ook als architectonisch element toegepast: de prefab betonnen gevel , , figuur 6.2.
6.3 Materiaal van de gevel In dit deel van de serie Jellema Hogere Bouwkunde wordt aandacht geschonken aan: 1 gevels van metselwerk; 2 gevels van prefab-beton; 3 gevels van natuursteen; of 4 gevels voorzien van lichte plaatmaterialen of buitengevelisolatie; 5 vliesgevels; 6 actieve gevels. 1 Metselwerk gevel De metselwerk gevel, figuur 6.1, samengesteld uit stenen en mortel, heeft een lange traditie. Rond 1000 voor Christus werden al bouwwerken bouwwerk en in baksteen opgetrokken. Nederland heeft een
Figuur 6.2 Prefab-beton (betegeld)
3 Natuursteen gevel Natuursteen wordt van oudsher toegepast als gestapeld element. Natuursteen wordt in de hedendaagse gevelbouw toegepast als een esthetische dunne schil die als afwerking vóór de eigenlijke constructie hangt, figuur 6.3. 4 Gevel voorzien van lichte plaatmaterialen Een gevel kan ook worden afgewerkt met lichte plaatmaterialen. Hierbij valt te denken aan onder andere cementgebonden platen, hardplastic platen, geprofileerde stalen en aluminium platen en zinken platen, figuur 6.4. Meestal wordt in de spouw tussen plaat en achterliggende constructie isolatie aangebracht. Men spreekt hierbij van een droog systeem.
(foto: Marcel van Kerckhoven)
4
met een pleisterlaag. Deze gevelafwerking vindt zijn oorsprong in Duitsland. 5 Vliesgevel Een vliesgevel, figuur 6.6, is een gevel waarvan het constructieve deel bestaat uit hout, aluminium en/of staal. Voor het eigenlijke vlies wordt glas gebruikt. Was de tendens lange tijd om het glas reflecterend (spiegelend) uit te voeren, nu wordt de vliesgevel weer meer transparant, in contrast met gesloten delen in de gevel (van bijvoorbeeld staal of natuursteen). 6 Actieve gevel Een gevel voortkomend uit de vliesgevel is de actieve gevel: een gevel waarbij de installatieonderdelen zijn geïntegreerd in de vliesgevel.
6.4 Onderhoud aan de gevel Figuur 6.3 Natuursteen
(foto: Marcel van Kerckhoven)
Isolatie is een wezenlijk onderdeel van een afwerking van een gevel met een buitengevelisolatiesysteem, figuur 6.5. Men spreekt hierbij van een nat systeem: de isolatie die is aangebracht op de achterconstructie wordt afgewerkt
Figuur 6.4 Zinken bekleding
Voor welk materiaal of type gevel een architect Voor of opdrachtgever ook kiest, het is altijd van belang om in een vroeg stadium naar het latere gebruik van de gevel te kijken en dan vooral naar het onderhoud. De post onderhoud moet eigenlijk al worden meegenomen in de kostprijs van de gevel.
(foto: Michel Claus)
6 INLEIDING GEVELS 5
Figuur 6.5 Buitengevelisolatie
(foto: Marcel van Kerckhoven)
In een vroeg stadium moet worden bezien wanneer onderhoud aan een gevel benodigd is (onderhoudsfrequentie) en in welke vorm onderhoud moet worden gepleegd. Er valt onderscheid te maken in reinigend (preventief) onderhoud en technisch (correctief) onderhoud. Onder reinigend onderhoud worden alle activiteiten verstaan die benodigd zijn voor het verwijderen van vuil. Onder technisch onderhoud worden alle activiteiten verstaan die benodigd zijn om de gevel in een goede technische staat te houden of terug te brengen. Door een regelmatige inspectie van de gevel kan worden bezien wanneer en welk soort onderhoud van toepassing is. Factoren die van invloed zijn op de frequentie fr equentie van onderhoud zijn onder andere: • de ligging van het bouwwerk (bijvoorbeeld in een industriegebied of aan de kust); • de belastingen op de gevel door weer, wind, neerslag, zon enzovoort; • de vormgeving van de gevel en de daarmee samenhangende detaillering. Figuur 6.6 Vliesgevel
(foto: Peter Morisson) ▶▶
Naast de materiaalkeuze is de vormgeving, de bereikbaarheid van de gevel en de vervangbaarheid van onderdelen van de gevel van invloed op de kosten van onderhoud.
De verschillende soorten onderhoud wor-
den besproken in deel 13 Beheren Beheren,, hoofdstuk 3 Bouwkundig- en installatieonderhoud , hoofdstuk 4 Uitvoering onderhoud en en hoofdstuk 5 Schoonmaak onderhoud
6
6.5 Vervuili ervuiling ng van de gevel Voor de detaillering geven we een aantal handreikingen waarmee het vervuilen van de gevel zo veel mogelijk wordt tegengegaan (zie ook de volgende hoofdstukken): • bij toepassing van niet-absorberende geveldelen boven absorberende geveldelen (bijvoorbeeld een vliesgevel boven metselwerk) ervoor zorgen dat het regenwater dat over het niet-absorberende geveldeel loopt en alle vuil meeneemt, niet terecht kan komen op het absorberende deel. Dit kan door bijvoorbeeld een goot of een overstek aan te brengen onder het niet-absorberende vlak; van gemetselde muren muren afdek• de beëindiging van ken met een muurafdekking die minimaal 40 mm oversteekt, voorzien is van een waterhol en afwatert naar het dakvlak. De muurafdekking uitvoeren in een hard en glad materiaal (bijvoorbeeld natuursteen, prefab-beton of een metalen afdekking); • daktrimmen net als muurafdekkingen en waterslagen voorzien van voldoende overstek; spuwer aan aan de onder• bij ronde ramen een spuwer zijde van het raam aanbrengen; • raamdorpels voorzien van voldoende helling (minimaal 15 graden), van voldoende overstek (minimaal 40 à 50 mm) en van kopschotjes; • gevelvervuiling op maaiveldniveau door opspattend regenwater voorkomen door langs de gevel een strook grind of bestrating aan te brengen. Ook kan de onderkant (plint) van de gevel uitgevoerd worden in een niet-absorberend materiaal, bij voorkeur in een donkere kleur, waardoor vervuiling minder opvalt; • elementen als zonwering, vlaggenmasten, reclame, verlichting met afstandhouders op de gevel monteren. Hierdoor wordt voorkomen dat verzameld vuil op het element met een regenbui over de gevel wordt afgevoerd, waardoor er vuilstrepen op de gevel ontstaan. Kunnen de elementen niet los van de gevel g evel worden gemonteerd, dan dient het regenwater aan de onderzijde van het gemonteerde gevelelement te worden geweerd. Het is aan te raden om de opdrachtgever/gebruiker een handleiding te verschaffen betreffende het monteren van elementen op de gevel;
•
op materiaaleigen wijze bouwen en detailleren. Ieder gevelmateriaal heeft hierbij zijn eigen eisen, randvoorwaarden en detailoplossingen. De gevel is in hoge mate bepalend voor de architectonische presentatie van een gebouw g ebouw.. Door vervuiling kunnen de esthetische en de technische waarde van de gevel achteruitgaan, en daarmee de economische waarde van het gehele g ehele gebouw.
Gemetselde gevels
7
ing. M.W.R. Salden
Baksteen is het traditionele materiaal voor gemetselde buiten- en binnenmuren. In de hedendaagse bouw is baksteen voor dragend binnenmetselwerk echter grotendeels vervangen door grotere elementen en blokken van kalkzandsteen en van beton. bet on. Deze draagconstructies van steen worden in deel 3 Draagstructuur besproken. besproken. Daarbij ligt het accent voornamelijk op de dragende functie van het metselwerk. In dit hoofdstuk komen de gemetselde gevels aan de orde. Bij de bespreking van metselwerk voor gevels zijn de scheidende functie en het uiterlijk de uitgangspunten.
8
Inleiding
• kalkzandsteen (hiervoor worden metsel-
Metselwerk wordt samengesteld uit stenen en mortel. De stenen kunnen op diverse manieren worden gestapeld. De mortel verbindt de stenen met elkaar. elkaar. Bouwde men aanvankelijk alleen met steensmuren, in de jaren twintig werd de spouwmuur ontwikkeld ontwikkeld om het doorslaan van water in de massieve muren te voorkomen. Een spouwmuur bestaat uit een binnen- en een buitenblad met daartussen een luchtspouw luchtspouw.. Het buitenblad heeft een scheidende functie, het binnenblad soms een dragende. In de jaren zeventig gaat men de spouw gebruiken voor thermische isolatie van het gebouw, figuur 7.1. Voor het binnenblad kunnen Voor kunnen diverse bouwmethoden worden gebruikt. De meest toegepaste bouwmethoden zijn: bouwplaats • gietbouw (gieten is het op de bouwplaats storten van beton); geprefabri• prefab-betonelementen (in het geprefabriceerde betonelement zijn soms al in i n de fabriek de kozijnen met draaiende delen, glas en tochtdichting aangebracht); houtskeletbouw• houtskeletbouw (een houtskeletbouwbinnenblad bestaat uit een stijl- en regelwerk gevuld met isolatiemateriaal. Het stijl- en regelwerk wordt aan de binnenzijde afgewerkt met een dampremmende folie en gipskartonplaten gipskartonplaten.. Aan de spouwzijde komt een meestal meestal houtachtig plaatmateriaal en/of een waterkerende, dampdoorlatende folie); (hiervoor worden blokken of • cellenbetonbouw (hiervoor cascopanelen gebruikt);
blokken, lijmblokken of elementen gebruikt); • poreuze baksteen; • betonskelet met vulling; • staalskelet met vulling. De spouw tussen binnen- en buitenblad wordt gedeeltelijk opgevuld met isolatie, die tegen het binnenblad wordt bevestigd. Als isolatiemateriaal worden voornamelijk kunststof (PS en PUR) en minerale wol (glas- of steenwol) toegepast. Natuurlijke isolatiematerialen, zoals kurk, schelpen, wol en katoen, zullen echter in het kader van Duurzaam Bouwen steeds meer terrein gaan winnen. Dit hoofdstuk beperkt zich tot het buitenspouwblad en en de daarvoor geëigende materialen. Werden eeuwenlang eeuwenlang voor de gevel gevel bakstenen (gebakken kunststeen) toegepast, de laatste jaren worden ook niet-gebakken kunststenen als kalkzandsteen, betonsteen enzovoort toegepast. De soms grotere afmetingen van deze bouwblokken beïnvloeden de fysieke belasting van de verwerker negatief.
7.1 Metselsteen Als steen voor gevelmetselwerk komen komen in aanmerking: • baksteen; • betonsteen; • kalkzandsteen; • cellenbeton.
�
�
Figuur 7.1 Ontwikkeling gevelopbouw
7 GEMETSELDE GEVELS 9
7.1.1 Baksteen 7.1.1.a Materiaal 7.1.1.a
Baksteen is één van de oudste bouwmaterialen: in Babylonië en Assyrië werden omstreeks 1000 v. Chr. al bouwwerken in baksteen opgetrokken. In Nederland werden pas in de 12e eeuw de eerste bouwwerken van baksteen gemaakt. De grondstof voor baksteen is klei (rivier- of zeeklei), eventueel voorzien van toeslagstoffen. De klei ondergaat vóór het vormen een machinale bewerking die ervoor moet zorgen een goede samenstelling, homogeniteit en plasticiteit te verkrijgen. De receptuur van de kleisamenstelling bepaalt in hoge mate de uiteindelijke kleur van de baksteen. Een hoog ijzergehalte in de klei zorgt voor een roodbakkende steen, terwijl kalkrijke klei zorgt voor een gele steen. Een bruine tot zwarte steenkleur wordt verkregen door toevoeging van mangaanoxide. Metselbaksteen (oktober De NEN 2489 Metselbaksteen (oktober 1976) definieert baksteen als kunststeen, verkregen door het bakken van vormelingen van materialen, overwegend bestaande uit klei, waaraan ook andere grondstoffen kunnen zijn toegevoegd. De NEN onderscheidt baksteen naar vormmethode, toepassing, formaat en maatklasse en naar kleur en oppervlaktegeaar oppervlaktegeaardheid. dheid. (NEN 2489 wordt vervangen door 22 kleinere delen: NEN-EN 772-1 t/m NEN-EN 772-22.)
Figuur 7.2 Machinaal handvormen
vormsteen is een ruwe, aan vijf kanten bezande steen met steen met een onregelmatig generfd oppervlak. 2 Vormbaksteen De klei wordt door een persblok met grote kracht in de vorm geduwd. Het teveel aan klei wordt afgestreken. Een vormbaksteen heeft vijf bezande kanten en een afgestreken platte zijde. De vormbak wordt bezand om te voorkomen dat de steen in de vorm blijft plakken. Een vormbaksteen is een vrij strakke steen met een regelmatig oppervlak. 3 Strengperssteen Bij een strengperssteen wordt de klei door een mondstuk geperst en vervolgens door een snijmachine gesneden, figuur 7.3. De afmetingen van het mondstuk en dus ook de streng kunnen wisselen. Het is mogelijk perforaties in de streng aan
7.1.1.b Vormmethoden 7.1.1.b
Naar aanleiding van de vormmethode valt onderscheid te maken in: 1 handvormsteen ; 2 vormbaksteen; 3 strengperssteen; 4 stempelperssteen. 1 Handvormsteen In tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden, wordt de handvormsteen thans door computergestuurde machines gemaakt, figuur 7.2. Slechts in uitzonderlijke gevallen is er nog sprake van het echte traditionele handvormen. Bij de handvormsteen wordt een bal klei met kracht in een bezande vorm gegooid. De vorm wordt hierbij plaatselijk niet met klei gevuld. Het teveel aan klei wordt met een draad afgesneden. Een hand-
�
Figuur 7.3 Strengperssteen
10
h c s i m e h C
- ) i m k s l / n a ( m n i e s t n p e i e % v o L g b r g ) - e m t a t l / a a ( m n e s f n l h u e v o e r b g S g % r s e 3 , 5 , d n r 0 0 n e – o g
h c s i n a h c e M
h c s i s y F
e t k r 2 e t t s m r j e s i k 5 n 5 m d l e / , , r 7 0 7 n e p r 1 o g S t N
4
0 5 , 1
–
–
4 , 0
6
5
0 1
4 0 , 0
8 0 , 0
6 0 , 0
4 0 , 0
4 0 , 0
4 0 , 0
2 1 , 0
4 2 , 0
8 1 , 0
2 1 , 0
2 1 , 0
2 1 , 0
3 , 0
3 , 0
5 , 0
8 , 0
5 , 1 1
1
5 , 1 2
5 , 7
5 , 7
0 1
5 1
0 0 2 3
0 2
0 0 3 4
5 , 7 1
5 2
0 5 3 4
0 3
5 0 4 6
.
e 2 m e - t m e g d k k r m . r u n a e / i r t a D s N m w – – –
–
–
–
–
5 , 2 1
% - e r e m a ) V n e s t v n / a n o e r p V b g – – – W o (
–
–
–
–
–
–
–
7 2 2 2
0 3
5 0 2 2
g n ) i n g i i e u m · k z e p 2 o fi r m i s e n c t ( e e a d v n r p / o e S w g b g – – –
–
–
–
–
–
–
–
5 5 3 2
0 3
5 0 2 2
t l e h r e v o r e t h c a ˚ 5 n a d r e e m f o ) t m a / a t m s ( r e % t a 8 0 w , ) d 0 e n t o r s g g o ( o n i h u n n e i t t n 4 o O c S t g a M d n k r a e a w e l t l e a s t h e e M G 3 4
d e i b e g s g n i s s a p e o T s k i n u s r e b s a e l G k - n e d f p o e o o r H g
s n 3 3 e e m m 3 e t / / s m d f g g / l k k a g m n 0 n k a h n 0 e e 0 a 0 0 n d e n n 4 e 2 n 0 n e n t e 0 e k s t t r i e e s 1 s 1 g s 1 e – t – t e n t o 0 h 0 h – ( z u w h e l l e i c 0 c 0 c 0 i e a t 2 w 0 i 0 n i s s c f w 1 e 1 w 8 e ) t e e o e a g a e a k g s k n g s t s t p m e s d t s h s h s l o a a a n r n h c b c c e n e i o l m i l m e t l m i d e s o g l . . . l n n a n l a l n l o 5 h r o a o a o o s z d v v v v v v h A c n n e e n r n u i b m 0 1 2 A A A n e e - t n s e r n u n u i B m
3 A
4 A
5 A
6 A
i l s i e b i a s t i t e i t d s . i n d m o m . . n c v v . e i . o i c l n a n 1 e e e s m s d i r i e o e r a n e a 2 e / d t d w n g i g z e 3 e s t o r o i r e m o l i o / v a e r h h s d r b r t l i a e t e e a e r k v s v t t n n e e t i r u u b m
n e s i e e l a i c e p s r e d n o z
1 B
2 B
n e e t n s e r u t i u u B m
3 B
4 5 B B n e n e m s r a e r s d l a r e T k
u e i l i m n e t i u b d f r e e i s n d s l i e t r i n h e c g u e s a b r e n u g h e m t c s i d r m o e 1 2 3 w h c C C C t a n d i k r k r e e k w w l l u e e r s t s d t e n e e g e M M o e H t s 1 2 n e n n i b e t s a l e b r a a w z
F
i
g
u
u
r
7
4.
T
o
e
p
a
ss
ni
g
gs
e
b
ei
d
e
n
m
e
t
es
bl
a
k
s
et
e
n
7 GEMETSELDE GEVELS 11
te brengen. De perforaties verminderen de kans op scheurvorming doordat het drogen en bakken van de steen gelijkmatiger verloopt. Tevens wordt er grondstof en ook gewicht bespaard. strengperssteen als het Men spreekt van een holle strengperssteen als holtepercentage meer dan 20% bedraagt. De eigenschappen van een steen met minder dan 15% holtepercentage is gelijk aan een steen zonder perforaties. De perforaties in de stenen zijn lastig boven muuropeningen, omdat ze dan in het zicht komen. Om dit op te lossen, kunnen bijpassende ongeperforeerde stenen worden besteld of past men een rollaag toe. Het oppervlak van de strengperssteen is aan beide platte zijden strak (door de snijmachine). De andere vier kanten kunnen glad, bezand, generfd of zeer ruw zijn. 4 Stempelperssteen Bij de stempelperssteen wordt de klei machinaal in stalen vormen geperst. De steen is te herkennen aan de strakke vorm en het ingedrukte stempel of fabrieksmerk.
Na het vormen wordt de steen gedroogd alvorens hij wordt gebakken. Het water moet namelijk voor het bakken vrijwel geheel zijn onttrokken aan de steen, om te voorkomen dat de steen tijdens het bakken wordt ‘opgeblazen’. Pas tijdens het bakken krijgt de steen zijn definitieve structuur en kleur.
A, gebruiks1 binnenmuurstenen (hoofdgroep A, klassen A1 t/m A6); 2 buitenmuurstenen (hoofdgroep B, gebruiksklassen B1 t/m B5); 3 hogedrukstenen (hoofdgroep C, gebruiksklassen C1 t/m C3). De aangegeven gebruiksklassen corresponderen met fysische, mechanische en chemische kwaliteitseisen, figuur 7.5. In figuur 7.5 worden deze kwaliteitseisen per gebruiksklasse gespecificeerd. De specifieke wateropzuiging geeft een indicatie voor de te bereiken hechtsterkte tussen tussen baksteen en metselmortel. Een sterk zuigende steen kan te veel water aan de mortel onttrekken, waardoor geen optimale hechting ontstaat tussen steen en mortel. Sterk zuigende stenen worden daarom vóór verwerking bevochtigd. Alleen vanaf klasse B4 worden eisen gesteld aan de specifieke wateropzuiging en en wateropneming. De vorstbestandheid kan kan door de leverancier worden gegarandeerd of worden bepaald volgens een overeengekomen proef. De NEN 2489 geeft geen classificatie voor vorstbestandheid. In de KOMO-beoordelingsrichtlijn BRL 1007 Metselbaksteen is selbaksteen is wel een classificatie opgenomen lopende van A t/m D, waarbij A de laagste vorstbestandheid aangeeft en D de hoogste. Voor de meeste toepassingen volstaat klasse C, zie figuur 7.6. 7.1.1.d Formaten en oppervlakte geaardheid
7.1.1.c Kwaliteitseisen 7.1.1.c
Naar aanleiding van de toepassing valt onderscheid te maken in, figuur 7.4:
Naar aanleiding van formaat en maatklasse valt onderscheid te maken in, figuur 7.7: • standaard vechtformaat;
Fysische eisen
• maten en toleranties (zie figuur 7.7) • specifieke wateropzuiging • wateropname
Mechanische eisen
• druksterkte • splijttreksterkte
Chemische eisen
• •
sulfaatgehalte (in verband met kans op uitslag) Lipinskigetal (som van gehaltes van 3 sulfaatzouten: MgSO4, NaSO4, K2SO4). Overschrijding van het Lipinskigetal kan zoutschade (uitslag) tot gevolg hebben.
Figuur 7.5 Fysische, mechanische en chemische kwaliteitseisen van metselbaksteen
12
Vochtbelasting
Gering1 Normaal2 Hoog3 1
2
3
4
Classificatie
• Specifieke wateropzuiging
• Specifieke wateropzuiging
≥ 10 g/(dm2 · min) • Niet-geglazuurd • In metselwerk met nietdampremmende afwerking
< 10 g/(dm2 · min) • Niet-geglazuurd • In metselwerk met dampremmende afwerking4
B C C
C C D
Gering: metselwerk georiënteerd op de niet-regenzijde of beschermd tegen regen (dakoverstek en bovenzijde metselwerk afgedekt) Normaal: metselwerk georiënteerd op de regenzijde en niet beschermd tegen regen (geen dakoverstek, wel bovenzijde metselwerk afgedekt), of metselwerk aansluitend op grondaanvulli ng (spatzone) Hoog 1: meer dan 5˚ achteroverhellend metselwerk waarop regen kan vallen of horizontaal metselwerk (inclusief rollagen). Hoog 2 = gemetselde muurvlakken onder on der grote gladde gevelbekleding, bijv. hoge glazen wanden, metaalbeplating e.d. Hoog 3 = gemetselde trasramen. Onder een dampremmende afwerking verstaan we een behandeling met hydrofoberingsmiddel, een steenverstevigend middel, een anti-graffitimiddel, een pleistermo rtel of een muurverf, voor zover deze behandelingen een overwegend dampremmende werking heben, zie paragraaf 7.6 ‘Vervuiling ‘Vervuiling van metselwerk’.
Figuur 7.6 Classificatie vorstbestandheid van niet-geglazuurde baksteen
• standaard waalformaat; • standaard dikformaat; F5-formaat, formaat voor modulair modulair • standaard F5-formaat,
metselwerk (F5 was de vroegere commissie voor modulaire coördinatie). In de maatklassen I, II en III, figuur 7.7, zijn de fabricagetoleranties (lengte, (lengte, breedte, dikte, kromheid) vastgelegd voor de eerder vermelde formaten. Maatklasse I wordt wordt geëist als de baksteen wordt gelijmd, zie paragraaf 7.9 Gelijmd metselwerk . Verder Ver der kan men nog onderscheid onderscheid maken naar naar kleur en kleur en oppervlaktegeaar oppervlaktegeaardheid, dheid, bezanding, gladheid, nervenpatroon, oppervlakteprofiler oppervlakteprofilering ing en opgebrachte lagen zoals glazuren). Er is een bijna onbeperkte keuze in kleuren en oppervlaktestructuren. Het kiezen van een steen gebeurt aan de hand van monsters: de zogenoemde typemonsters, meestal bestaande uit vier stenen. De NEN 2489 definieert een monster als een verzameling stenen, waarvan de visuele kenmerken, vorm, kleur en oppervlaktegeaardheid als vergelijkingsmaatstaf gelden voor de beoordeling van de mate
waarin deze kenmerken in een partij of vracht aanwezig (moeten) zijn. Controle van de visuele kenmerken van aangeleverde bakstenen op de bouw gebeurt aan de hand van een leveringsmonster , meestal bestaande uit 16 stenen. De verschillende specificaties van stenen worden vastgelegd in een specificatieformulier volgens NEN 2489. Het ingevulde formulier hoort bij iedere steenbestelling, figuur 7.9. 7.1.2 Betonsteen 7.1.2.a Materiaal 7.1.2.a
Betonsteen wordt gemaakt met betonspecie die is samengesteld uit cement, zand en een grover granulaat (bijvoorbeeld geëxpandeerde klei, grind, kalksteen). De pallets met verse betonstenen harden in speciaal geconditioneerde verhardingskamers. De betonsteen heeft een verdichte laag onderbeton met een deklaag van speciale beton met diverse oppervlaktestructuren. Ten behoeve van uitwendige hoeken worden zowel strek als één kop voorzien van een soortgelijk oppervlak als de schone zijde van de steen.
7 GEMETSELDE GEVELS 13
Benaming
Standaardmaten
Grensmaten voor toetsing
Werkende maat1
Maatklasse I
II
III
Standaard vechtformaat
ℓ b d
210 100 40
208–212 98–101 39–41
206–213 97–102 38–41
205–214 97–103 38–42
220 110 50
Standaard waalformaat
ℓ b d
210 100 50
206–213 97–102 48–51
206–213 97–102 48–51
205–214 97–103 48–52
220 110 60
Standaard dikformaat
ℓ b d
210 100 65
206–213 97–102 63–66
206–213 97–102 63–66
205–214 97–103 63–67
220 110 75
Standaard F5-formaat
ℓ b d
230 110 57
226–233 107–112 55–58
226–233 107–112 55–58
225–234 107–113 55–59
240 120 67
Formaten volgens fabrieksopgaven
ℓ
L B
d
D
L+3 L–4 B+2 B–3 D+1 D–2
L+4 L–5 B+3 B–3 D+2 D–2
L + 10
b
L+2 L–2 B+1 B–2 D+1 D–1
1
B + 10 D + 10
Werkende maat = standaardmaat plus standaardvoeg van van 10 mm
Figuur 7.7 Formaten van metselbaksteen
•
Materiaaleigenschappen In NEN 7027 Bouwblokken en -stenen van beton (september 1973) zijn alleen de mechanische en fysische eisen voor vuil binnenwerk binnenwerk vastgelegd. De betonstenen zijn vorstbestendig. 7.1.2.b Formaat/uiterlijk/kleur 7.1.2.b
Betonstenen zijn verkrijgbaar in verschillende formaten: • waalformaat; • maasformaat; (ook hoekstukken en pasblokpasblok• moduulformaat (ook ken mogelijk); • groot formaat blokken (ook pasblokken mogelijk).
Figuur 7.8 Breed aanbod aan bakstenen
14
� �
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
Figuur 7.9 Specificatieformulier volgens NEN 2489
De betonstenen zijn met verschillende texturen (toplagen) en in verschillende kleuren leverbaar: • glad; • structuur; • breuk; • geocolor. Breuksteen wordt ook wel splitsteen Breuksteen wordt wel splitsteen genoemd. genoemd. De breukstenen worden in de strekzijde gebroken,
het breukvlak is zo bij iedere i edere steen anders. De steen is in diverse kleuren leverbaar. De kleur wordt bereikt door toepassing van natuurlijke granulaten. De steen hoeft niet geïmpregneerd te worden, in tegenstelling tot de kliskalkzandKalkzandsteen,, omdat steen, zie paragraaf 7.1.3 Kalkzandsteen de steen ondoordringbaar is voor vocht. Met een hogedrukspuit hogedrukspu it kan vuil en stof worden verwijderd.
7 GEMETSELDE GEVELS 15
Geocolor stenen hebben stenen hebben een toplaag van natuurlijke kleurechte mineralen, die tijdens de productie een nabehandeling krijgen, waardoor de kleurbepalende mineralen meer op de voorgrond treden en tot hun recht komen. De stenen zijn in diverse kleuren leverbaar. Voor Vo or de stenen geldt dat bepaalde bepaalde formaten en structuren maar in beperkte kleuren verkrijgbaar zijn. Overige formaten voor geocolor stenen zijn alleen op aanvraag leverbaar. 7.1.2.c Uitvoering 7.1.2.c
Om kleur- en structuurverschillen in de gevel te voorkomen, moet erop worden gelet, dat alle stenen voor één gevel uit dezelfde dagproductie komen. Een andere mogelijkheid is om stenen uit verschillende producties te mengen. Te zagen stenen moeten voor het zagen eerst met schoon water worden verzadigd. Na het zagen moeten de stenen eerst drogen voordat ze kunnen worden verwerkt. Knippen van de stenen verdient dan ook de voorkeur. Omdat betonstenen een capillaire werking hebben, moet er met vrij droge metselspecie worden gewerkt. Samenstelling metselspecie: 1 deel cement op 4 delen grof scherp zand. Als plasti ficeerder en waterreducerend waterreducerend hulpmiddel wordt wordt een schuimpromotorconcentraat aan aan de metselspecie toegevoegd (7,5 cc op 50 kg cement). Per m1 gevel moet globaal één open stootvoeg worden aangehouden. Boven lateien echter één open stootvoeg per 0,5 m1 met een minimum van twee open stootvoegen per latei. De lint- en stootvoegen moeten een minimumbreedte van 10 mm hebben. Vóór Vóór het voegen moet de metselspecie tot een diepte van 10 mm worden uitgekrabd. Natte gevels kunnen beter niet gevoegd worden, omdat de kans bestaat op witte uitbloeiing in combinatie met regen en lage temperaturen. Samenstelling voegmortel : één deel cement op drie delen scherp zand. Om doorslag van halfsteensmetselwerk (bijvoorbeeld bij bergingen) te voorkomen, kan de gevel waterafstotend worden gemaakt door hem te behandelen met een product gemaakt op basis van silanen of oligomeersiloxanen, zie paragraaf 7.6.2 Hydrofoberen.
7.1.3 Kalkzandsteen 7.1.3.a Materiaal 7.1.3.a
Kalkzandsteen wordt gemaakt door in een computergestuurde computergestuur de doseerinstallatie gebluste poederkalk en zand in de juiste verhouding te mengen, onder toevoeging van water. Bij kleurstenen wordt ook nog pigment toegevoegd. Het mengsel wordt op volledig geautomatiseerde transportbanden transportband en naar de persen vervoerd. De gevormde stenen, blokken en elementen worden vervolgens op lorries een autoclaaf (verhardingsketel) binnengereden, waar ze onder hoge druk onder toevoeging van stoom worden verhard. Voor V oor kalkzandsteenproducten kalkzandsteenproducten zijn twee NENnormen van toepassing: • NEN 3836 Kalkzandstenen en kalkzandsteenblokken (december blokken (december 1978); Kalkzandsteenelementen (maart (maart • NEN 3837 Kalkzandsteenelementen 1985). Materiaaleigenschappen In de NEN 3836 zijn de mechanische en fysische eisen aan stenen en blokken vastgelegd, figuur 7.10. 7.1.3.b Formaten/kwaliteiten 7.1.3.b
De volgende kalkzandsteenprod kalkzandsteenproducten ucten worden onderscheiden: 1 stenen (onder andere andere ook gevelstenen gevelstenen voor metselwerk buiten – deze worden echter per 1 januari 2004 niet meer geproduceerd); vellingblok2 blokken (zowel metsel-, lijm- als vellingblokken); 3 elementen. Alle drie de producten zijn in verschillende verschillende formaten en kwaliteiten (gewoon, klinker, gevel, hoge druk) verkrijgbaar. NEN 3836 geeft voor stenen en blokken de volgende afmetingen en toleranties, figuur 7.11. Alhoewel kalkzan Alhoewel kalkzandsteen dsteen al vanaf vanaf 1898 1898 wordt wordt gegeproduceerd, is men pas in de jaren zestig begongevelstenen.. De gekliste nen met de fabricage van gevelstenen kalkzandsteen is kalkzandsteen is ontwikkeld als tegenhanger van de gladde steen. De gekliste steen ontstaat, door een dubbelformaat steen te persen die vervolgens in de fabriek wordt geklist : het in tweeën breken van de steen door middel van een soort valmes.
16
Kwaliteit
Gewoon Klinker Gevel Hogedruk
Druksterke in de conditie ‘droog‘
Splijttreksterkte in de conditie ‘droog‘
Capillaire stijghoogte na 96 uur
Wateropname Wateropname na 48 uur onderdompeling
Hygrische lengteverandering
in N/mm2
in N/mm2
in mm
in % (VIV)
in μm/mm
min. gem. onder- min. gem. waarde grens waarde
onder- bovengrens grens
max. gem. waarde
bovengrens
max gem. waarde
15 25 30 35
– – 1,35 1,575
– – 26 –
– – 27 –
– – 0,35 0,35
13,5 22,5 27 31,5
– – 1,5 1,75
– 400 400 400
Figuur 7.10 Kwaliteitseisen voor kalkzandstenen en kalkzandsteenblokken
Type
Stenen
Blokken
Benaming
Grensmaten
Maximale maatverschil mm1
ℓ
b
h
waalformaat amstelformaat maasformaat
214 214 214
102 102 102
55 72 82
= +/– 2 ℓ = b = +/– 2 h = +/– 2
2
halfsteens driekwartsteens steens anderhalfsteens
327 327 327 214
102 147 214 327
240 240 240 240
ℓ = +/– 2 b = +/– 2 h = +/– 2
2
L
B
H
L = +/– 2 B = +/– 2 H = +/– 2
Formaten volgens fabrieksopgave 1
Nominale maten in mm
2
binnen één partij
van stenen en blokken van van kalkzandsteen Figuur 7.11 Afmetingen en toleranties van
Met de gekliste steen is een levendiger gevelbeeld te maken. Ten behoeve van uitwendige muurhoeken en kozijnneggen zijn klisstenen beschikbaar met een gekliste kop en/of strek. 7.1.3.c Oppervlaktestructuren/kleuren 7.1.3.c
De kalkzandstenen zijn in een gladde, bezande, gekliste uitvoering beschikbaar alsook met vellingkanten (ten behoeve van lijmwerk) en in een rock-face-uitvoering. Naast de standaardkleuren zijn ook diverse andere tinten mogelijk. Als pigmenten worden ijzeroxide, kobalt en chroom toegepast.
7.1.3.d Uitvoering 7.1.3.d
De stenen mogen niet ‘warm’ op de bouwplaats worden aangevoerd. aangevoerd. De steen heeft na het harden enige tijd nodig om af te koelen. Na het afkoelen doen zich geen belangrijke veranderingen in het materiaal meer voor. voor. Om kleurverschillen in de gevel te voorkomen, moet men erop letten dat alle stenen voor één gevel als één partij op de bouw worden aangevoerd. Een andere mogelijkheid is om stenen uit verschillende producties te mengen. De stenen moeten voor het metselen voldoende vochtig zijn (5-8 gewichtsprocenten). Afhankelijk van de weersomstandigheden weersomstandigheden kunkun-
7 GEMETSELDE GEVELS 17
nen de stenen de dag voor verwerking worden bevochtigd. De samenstelling van de metselspecie is ook afhankelijk van de weersomstandigheden, figuur 7.12. Metselspecie
Cement
Luchtkalk
Zand
Zomer Winter
1 1
1 1/2
6 4,5
Cement
Luchtkalk
Zand
Voegspecie
houden van het oorspronkelijke uiterlijk van de gevel. De gevel wordt geïmpregneerd met een waterwerend middel. Hierdoor wordt voorkomen dat vuil in regenwater zich afzet op de gevels. Bovendien wordt algengroei en en muuruitslag voorkomen. Als waterwerend middel wordt bij voorkeur een middel op basis van silanen gebruikt, omdat silanen een grotere indringdiepte in kalkzandstenen hebben, zie paragraa paragraaff 7.6.2 Hydrofoberen.. Hydrofoberen 7.1.4 Cellenbeton
1 1
0,5 1
4 5à6
Figuur 7.12 Metsel- en voegspecie voor kalkzandsteen
Per m1 gevel moet men globaal één open stootvoeg onder onder en boven in de gevel aanbrengen. Het afvoegen moet men zo lang mogelijk uitstellen. De samenstelling van de voegspecie is afhankelijk van de gewenste kleur van de voeg. Een voeg die de kleur van de witte gevelsteen zo dicht mogelijk benadert, wordt bereikt door de volgende samenstelling: één deel witte cement: twee delen licht gekleurd scherp zand: één deel zilverzand. Een witte voeg kan kan ook bereikt worden door witte pigmenten als titaanwit of lithofoon toe te voegen. Een zwarte voeg ont ontstaat door toevoeging van ijzeroxidezwart aan de voegspecie. In de winter moeten speciale maatregelen worden genomen om bevriezing te voorkomen: van materieel en materiaal materiaal door • bescherming van afdekking, opslag in vorstvrije loodsen enzovoort; maken van beijzelde of bevroren bevroren • geen gebruik maken stenen; van de bouwplaats; bouwplaats; • beschutting van warm water; • gebruik van warm en/of verwarmen van vers metsel• afdekken en/of werk; maken van pekel of keukenzout keukenzout • geen gebruik maken omdat dit schade aan het metselwerk kan veroorzaken. Kalkzandsteen gevels worden vaak geïmpregneerd. Dit gebeurt niet om technische redenen, maar uit een oogpunt van esthetica: het be-
7.1.4.a Materiaal 7.1.4.a
Cellenbeton (vroeger gasbeton Cellenbeton (vroeger gasbeton genoemd) genoemd) is een licht bouwmateriaal. Cellenbeton wordt gemaakt door kwartszand, kalk en cement nauwkeurig te mengen en vervolgens tot een fijn granulaa granulaatt (meel genaamd) te malen. Aan het granulaat wordt water en een beetje aluminiumpoeder toegevoegd. De brij die nu ontstaan is, wordt in mallen gestort, die slechts gedeeltelijk worden gevuld. De brij rijst en vult de mal doordat het aluminiumpoeder een chemische reactie aangaat en er ontelbare grote en kleine cellen gevuld met waterstofgas ontstaan. Het lichte waterstofgas in de cellen wordt na enige tijd verdrongen door de zwaardere omgevingslucht. Na voldoende verstijving wordt het cellenbeton uit de mal gehaald en op maat gesneden door middel van strak gespannen staaldraden. In een autoclaaf (verhardingsketel) worden de elementen verhard onder hoge druk onder toevoeging van stoom van 180 °C. De stilstaande lucht in de cellen is een goede isolator en zorgt tevens voor brandwerendheid, geluidsisolatie en geluidsabsorptie. De cellen van cellenbeton hebben een geringe capillaire werking. Muren van 150 mm dik zijn echter al regendicht. Cellenbeton is tevens vorstbestendig. Materiaaleigenschappen In de NEN 3838 zijn de mechanische en fysische eisen die aan gasbetonprodu gasbetonproducten cten (cellenbeton dus) worden gesteld, vastgelegd. De sterkteklasse van cellenbeton is in te delen in vijf klassen, zie de tabel t abel van figuur 7.13.
18
G2 G3 G4 G5 G6
fj ‘ in N/mm2
fm‘ fm‘ in N/mm2
Nominale afmetingen
Maximaal toelaatbare maatafwijkingen in mm
2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
2,3 3,4 4,5 5,6 6,8
ℓ ≥ 1200 mm ℓ ≤ 1200 mm h d
±3 ± 0,0025 ℓ ±2 ±2
Figuur 7.15 Maximaal toelaatbare maatafwijkingen van
fj ‘ is de druksterkte per steekproefeenheid en fm‘ het
gasbetonproducten
gemiddelde per partij. Figuur 7.13 Sterkteklassen van cellenbeton
Het gemiddelde vochtgehalte bij cellenbeton mag bij aflevering ten hoogste 20% (V/V) bedragen. 7.1.4.b Formaten 7.1.4.b
Cellenbeton voor buitentoepassingen is in verschillende uitvoeringen verkrijgbaar: (G4/600 en G5/800); • blokken (G4/600 (GE4/600 en GE5/800). • blokelementen (GE4/600 Hierbij betekent G ongewapend ; de 4 en 5 geven de sterkteklasse aan; 600 en 800 geven de volumieke massa aan en E staat voor element. Cellenbeton is nog geen oud materiaal. Het wordt nu zo’n 50 jaar geproduceerd. Naast de standaardformaten, standaardform aten, zie de tabel van figuur 7.14, worden ook producten gemaakt op bestelling tailor made ’). (‘tailor (‘ ’). G4/600
600 × 250 × 50 70 100 150 300 × 250 × 200 240 300
G5/800
Gasbetonproducten (mei Volgens NEN 3838 Gasbetonproducten Volgens (mei 1991) zijn de maximaal toelaatbare maatafwijkingen conform figuur 7.15. 7.1.4.c Kleuren 7.1.4.c
De stenen zijn alleen in betongrijs te verkrijgen. Desondanks moet er tijdens het metselen gelet worden op kleurverschillen. 7.1.4.d Uitvoering 7.1.4.d
De blokken worden zonder bevochtiging verwerkt. De stenen moeten vol en zat worden gemetseld. De voegdikte kan het beste 10 mm bedragen. Aan de metselspecie moet een hulpmiddel (bijvoorbeeld Ytong-add) worden toegevoegd, om verbranden van de specie te voorkomen (op 25 kg cement moet 1,75 kg Ytong-add worden toegevoegd). Na het metselen moet de metselspecie tot 15 mm voegdiepte worden weggekrabd. Ook aan de voegspecie wordt het hulpmiddel Ytong-add toegevoegd (25 kg cement: 0,75 kg Ytong-add). Tevens wordt aan de voegspecie een waterwerend middel toegevoegd (Pudlo, Sika, Aida). De stenen kunnen op maat worden gezaagd of geknipt (echter niet dikker dan 100 mm). Er is tevens een cellenbetonrasp in de handel, om afschuiningen te maken. Bij het bewerken van de steen dient men een stofkapje te dragen.
600 × 500 × 70 700 0
7.2 Metselmortels
600 × 250 × 70 700 0 500 × 250 × 100
Een metselmortel is een al dan niet verhard mengsel van fijn toeslagmateriaal, bindmiddelen en water, met of zonder toevoeging van hulpstoffen. NEN 3835 Mortels 3835 Mortels voor metselwerk van stenen, blokken of elementen van baksteen, kalkzandsteen, beton en gasbeton (mei gasbeton (mei 1991) is de
Figuur 7.14 Formaten van cellenbetonblokken
7 GEMETSELDE GEVELS 19
Figuur 7.16 Eén-minuut-proef
norm voor metselmortels en lijmmortels. In de niet-verharde fase wordt metselmortel ook wel metselspecie genoemd. genoemd. De hechting van de mortel aan de baksteen is van groot belang. Een goede hechting wordt bereikt door het watervasthoudend vermogen van de specie af te stemmen op het zuigvermogen van de steen. Ter controle van deze afstemming is de ‘één-minuut-proef’ ontwikkeld, ontwikkeld, figuur 7.16. Bij deze proef wordt een specielaag aangebracht aangebracht tussen twee stenen. De bovenste steen wordt licht aangedrukt. Na één minuut worden de stenen uit elkaar getrokken. De specielaag moet nu over beide vlakken van de stenen zijn verdeeld. NEN 3835 onderscheidt mortels in vijf groepen, op grond van geschiktheid voor bepaalde hoofdtoepassingsgebieden, figuur 7.17. Het type II-mortel is minimaal vereist voor metselwerk buiten. Omdat de constructeur ook eisen kan stellen aan de druksterkte van de mortel, Type
Hoofdtoepassing
I
Waterkerend werk
II
Alle werk in weer en wind en dragend werk binnen
III
Als voor II, echter voor die gevallen dat het metselwerk niet wordt blootgesteld aan bijzondere verwerende omstandigheden zoals hoge regenbelasting of inwateringsgevaar
IV
Dragend en niet-dragend werk binnen
V
Werk waarbij bepaalde vervormingen door het metselwerk moeten kunnen worden opgenomen
Figuur 7.17 Mortelgroepen volgens NEN 3835
moet het type mortel altijd in overleg met hem worden vastgesteld. Op grond van de druksterkte worden zeven mortelkwaliteiten onderscheiden: M2,5, 4 ,5, M5, M7,5, M10, M12,5, M15 en M17,5 (2,5 N/mm2 tot 17,5 N/mm2). De druksterkte van aan weer en wind blootgesteld werk moet ten minste 7,5 N/mm2 zijn. De samenstelling van de mortel hangt van een aantal factoren af: • type steen (hardheid); • jaargetijde; • gewenste verwerkbaarheid; voeg (alleen van toepassing • gewenste kleur voeg bij doorstrijken, paragraaf 7.3 Voegmortels en voegwerk ); ); van aanmaken; aanmaken; • manier van • kwaliteit van de mortel. 7.2.1 Mortels
Een mortel bestaat uit bindmiddelen, toeslagmateriaal, water en eventueel hulpstoffen. 7.2.1.a Bindmiddelen 7.2.1.a
Cement en/of kalk worden in de mortel toegepast als bindmiddel. Worden ze beide tegelijk toegepast, dan spreekt men van een zogenoemde bastaardmortel . Cement verhardt, na toevoeging van water water,, tot een niet in water oplosbare, steenachtige verbinding. Dit proces wordt hydratatie genoemd. genoemd. Bij een tekort aan water gedurende de verharding zal de cement ‘verbranden’ (er wordt in korte tijd zoveel vocht aan de specie onttrokken, dat er onvoldoende water beschikbaar is voor het proces van verstening), met als gevolg dat er een mortel met geringere sterkte ontstaat. Bovendien ontstaan er gemakkelijk oplosbare stoffen, die later aanleiding kunnen geven tot muuruitslag. Een teveel aan water in de mortel leidt tot een poreuzere en minder waterdichte mortel.
20
De volgende cementsoorten mogen volgens NEN 3835 in mortels worden toegepast: 1 hoogovencement; 2 portlandcement; 3 portlandslakcement (= portlandcement portlandcement met hoogovenslak); 4 portlandvliegascement.
•
het langzamer verlopen verlopen van de de verharding van de mortel. Eventuele krimp- en zetscheurtjes sluiten vanzelf. Het metselwerk kan tijdens de verhardingsperiode enige vervorming opnemen. 7.2.1.b Toeslagmateriaal 7.2.1.b
Hoogovencement ‘verbrandt’ ‘verbrandt’ eerder dan portlandcement. Bovendien is de aanvangssterkte van een mortel bereid met hoogovencement lager dan de aanvangssterkte van een mortel bereid met portlandcement. Voor Voor de druksterkte op de lange termijn is er geen verschil tussen portland- of hoogovencement. Kalk , ook wel luchtkalk genoemd, moet voldoen bouwdoeleinden. aan NEN 931 Luchtkalk voor bouwdoeleinden. Luchtkalk ontstaat uit gebrande en vervolgens gebluste kalk. Luchtkalk verhardt met koolzuur uit de lucht tot calciumcarbona calciumcarbonaat: at: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO2+ H2O. Kan er geen lucht toetreden tot de kalk, dan vindt er dus geen verharding plaats. Bij mortels die kalk bevatten, moet daarom enige tijd gewacht worden met navoegen, zie paragraaf 7.3 Voegmortels en voegwerk . De volgende soorten luchtkalk mogen volgens NEN 3835 in mortels worden toegepast: 1 poederkalk; 2 schelpkalk; 3 kalkdeeg; 4 carbidkalkdeeg. Het verschil tussen bovenstaande vier soorten kalk zit in het werkzame gehalte kalkhydraat. Bij poeder- of schelpkalk moet voor het aandeel aan kalk in de metselmortel met een conversiefactor worden gerekend, in verband met het lagere werkzame gehalte kalkhydraat. Het toevoegen van kalk aan metselmortels heeft de volgende voordelen: verwerkbaarheid van de mortel; • een betere verwerkbaarheid van het watervasthoudend watervasthoudend • een verbetering van vermogen, waardoor er minder kans op uitslag is; betere morteldichtheid; morteldichtheid; • een betere van de vochthuishouding; vochthuishouding; • het reguleren van
Als toeslagmateriaal in een metselmortel metselmortel wordt zand gebruikt. De korrelopbouw en korrelgrootte van het zand spelen een belangrijke rol, omdat deze de dichtheid en draagkracht van de metselmortel bepalen. De korrelopbouw moet voldoen aan NEN 3835. De ideale korrelgrootte voor metselzand ligt tussen 0,1 en 3 mm. NEN 3835 stelt grenzen aan de hoeveelheid zeer fijne deeltjes die in het zand aanwezig aanwezig mogen zijn: maximaal 2%. Een hoeveelheid fijn zand is echter altijd nodig om de ruimte tussen de grovere korrels goed te kunnen vullen. Er mogen weinig verontreinigingen in het zand voorkomen. 7.2.1.c Water 7.2.1.c
Het water dat wordt gebruikt moet schoon zijn: leidingwater is zeer geschikt, water uit een sloot beslist niet. De benodigde hoeveelheid water wordt bepaald door: 1 het steentype (de ene steen zuigt meer water water op dan de andere. Bij een sterk zuigende steen wordt te veel aanmaakwater aan de mortel onttrokken, waardoor het verhardingsproces wordt verstoord. Stenen mogen daarom niet volledig droog worden vermetseld); 2 de aard van het bindmiddel; bindmiddel; 3 het type zand. Een kubieke meter mortel bevat gemiddeld 260 tot 320 liter aanmaakwater. aanmaakwater. Zowel te veel als te weinig water zorgt voor een kwalitatief minder goede metselmortel. 7.2.1.d Hulpstoffen 7.2.1.d
De volgende hulpstoffen worden in de praktijk soms toegevoegd aan metselmortels: (door toevoeging aan mortels • luchtbelvormers (door ontstaan, door vermenging met water, luchtbelletjes die de verwerkbaarheid van de mortel verbeteren);
7 GEMETSELDE GEVELS 21
•
plastificeerders (deze (deze maken de specie specie plastischer en dus beter verwerkbaar; tevens wordt een kleine hoeveelheid lucht ingebracht); (deze worden toegepast toegepast in natte • vertragers (deze prefab-specie, zie paragraaf 7.2.2 Aanmaken van de mortels , omdat deze langer verwerkbaar moet blijven). De toepassing van luchtbelvormers en plastificeerders moet zoveel mogelijk worden vermeden. Een deel van de ingebrachte lucht blijft namelijk na het uitharden als porie in de mortel achter.. Het metselwerk wordt door deze poriën achter meer waterdoorlatend en vorstgevoelig. Tevens Tevens vermindert de lucht in de specie de hechting tussen steen en mortel. NEN 3835 staat voor gevelmetselwerk (type II) 15% lucht in de specie toe. Het gebruik van chloridehoudende stoffen is in de NEN verboden. 7.2.1.e Mortelsamenstelling 7.2.1.e
De samenstelling van mortels hangt, zoals al eerder aangegeven, van een groot aantal factoren af. Ruwweg kunnen echter de volgende mortels op de bouwplaats worden samengesteld: • bastaardmortel: • zomerperiode portlandcement: kalk : zand = 1 : 1 : 5 à 6; • winterperiode portlandcement: kalk : zand = 1 : 0,5 : 4,5 of 2 : 1 : 9; cement : zand = 1 : 3. • cement-zandmortel: cement
vaak de hoeveelheden bepaald door het aantal scheppen te tellen. Het volume van een schep droog cement is echter heel anders dan het volume van een schep nat zand. Beter is het, te werken met afgemeten gewichts- of volume-eenheden, zodat er een constante mortelkwaliteit ontstaat. De traditioneel gemengde mortel is na aanmaken maximaal twee uur verwerkbaar. 2 Droge mortel Bij een droge mortel zijn bindmiddel, zand, vulstoffen en hulpmiddelen al in de mortelcentrale vermengd. Er moet op de bouw alleen nog water worden toegevoegd. Afhankelijk van de benodigde hoeveelheid en de situatie kan de droge mortel op verschillende manieren worden aangeleverd: zakken van 25 kg; • in papieren zakken bulkzakken van 1200 kg; • in bulkzakken bulksilo’s van 25 ton. ton. • in bulksilo’s
De specie aangemaakt met een droge mortel heeft een constante kwaliteit. Bovendien kunnen hoeveelheden worden aangemaakt die op dat moment benodigd zijn. De specie is na aanmaken maximaal twee uur verwerkbaar.
De mortels kunnen op verschillende manieren worden aangemaakt of aangeleverd op de bouw: 1 traditioneel gemengde mortel; 2 droge mortel; 3 halfdroge mortel; 4 natte prefab-mortel.
3 Halfdroge mortel De mortel wordt op het werk aangeleverd in een silo met een tweekamersysteem: zand en bindmiddel zijn hierin gescheiden. Er moet alleen nog water worden toegevoegd. Men spreekt van een halfdroge mortel omdat het zand een vochtgehalte heeft van maximaal 4%. Door dit vochtige zand wordt het water tijdens het mengproces beter opgenomen en wordt ontmenging van de verschillende zandfracties voorkomen. Vertragers, plastificeerders en luchtbelvormers zijn overbodig. De mengkop op de silo wordt verzegeld nadat de juiste mengverhouding is ingesteld. Zand en bindmiddel worden zo in de juiste verhouding in de mengbak gestort en onder toevoeging van water gemengd. De exact benodigde hoeveelheid mortel kan zo worden aangemaakt.
1 Traditioneel gemengde mortel Deze mortel wordt steeds minder toegepast. De mortel wordt op de bouwplaats gemengd. Erg nauwkeurig wordt er niet omgesprongen met de juiste mengverhoudingen: in de praktijk worden
4 Natte prefab-mortel Een natte prefab-mortel is een mortel die volledig gemengd is (dus inclusief water) en direct klaar is voor gebruik. Aan de mortel zijn luchtbelvormers en vertragers toegevoegd. t oegevoegd. Luchtbelvor-
Deze laatste mortel kan minder vervormingen opnemen, is minder goed verwerkbaar en houdt het water tijdens de verharding minder goed vast dan een bastaardmortel. 7.2.2 Aanmaken van van mortels
22
mers zorgen voor de gewenste verwerkbaarheid van de mortel. Tevens zijn zij van invloed op het watervasthoudend vermogen van de mortel en de vorstbestendigheid. Vertragers zorgen ervoor dat de mortel voor langere tijd (zo’n 12 tot 30 uur) goed verwerkbaar blijft. De specie mag nooit langer worden gebruikt dan de tijd die vooraf overeengekomen is met de leverancier. leverancier. De specie wordt op het werk gebracht met een vrachtwagenmixer en vervolgens in een silo of in platte bakken gelost. Geprefabriceerde mortel is meestal voorzien van een KOMO-certificaa KOMO-certificaat. t. Het product voldoet dan aan de eisen die in NEN 3835 aan metselmortels worden gesteld. De kwaliteitseisen worden zowel in de fabriek als op de bouw streng gecontroleerd.
7.3 Voegmortels en voegwerk Circa 20 tot 25% van de gevel bestaat uit voegen. Het is daarom niet verwonderlijk, dat voor ontwerpers naast de keuze van de steen, ook de kleur, structuur en vorm van de voeg heel belangrijk is. Om een goede keuze te t e kunnen maken, worden vaak proefmuurtjes gemetseld en gevoegd. Met deze proefmuurtjes kan de ontwerper de gevolgen zien van de keuze voor een bepaalde voeg. 7.3.1 Voegmortels 7.3.1.a Kleur 7.3.1.a
De kleur van de voeg wordt bepaald door de samenstelling (bindmiddel en toeslagstoffen) en de condities waaronder het voegwerk droogt. Bindmiddel geeft een lichte voeg; onder in• witte cement geeft vloed van het weer is er een verhoogd risico op verbranding van de voegmortel, tevens kan bij regen de voegmortel uitlopen; hoogovencementt geeft een witgrijze voeg, • hoogovencemen maar verbrandt snel; grijze voeg; • portlandcement geeft een grijze voeg; een • thorncement geeft een donkere voeg; nadeel van thorncement is het feit dat er kleurafwijkingen kunnen ontstaan onder invloed van verschillende weersomstandigheden weersomstandigheden;;
•
kalk geeft een lichte lichte voeg; de voeg wordt wel minder duurzaam. Toeslagstoffen Zand is de belangrijkste toeslagstof. De korrelopbouw van het zand is belangrijk voor de kwaliteit van de voegmortel en dus ook de voeg. Van de deeltjes moet 20% een korrelgrootte < 0,25 mm hebben. Geen enkel deeltje mag > 2 mm zijn. Het soort zand is mede bepalend voor de kleur van de voeg: geeft een geelachtige geelachtige voeg; • bergzand geeft geeft een crèmegrijze crèmegrijze voeg; • rivierzand geeft • zilverzand geeft een lichtgrijze tot witte voeg. De toepassing van zilverzand in voegwerk moet echter worden ontraden. Doordat zilverzand rondkorrelig is, heeft het een slecht hechtvermogen. Tevens is de korrelopbouw ongunstig. Esthetische aspecten moeten hierbij worden afgewogen tegen technische aspecten. Pigmenten zijn er in verschillende kleuren. Bij Pigmenten zijn de toepassing van pigmenten in de voegspecie moet men erop letten dat de pigmenten de specie niet aantasten. Andersom kan de kalk in de specie de kleur van het pigment aantasten. 7.3.1.b Aanmaken van van de mortels mortels
De mortels voor voegwerk kunnen op dezelfde manier worden aangemaakt als de mortels voor metselwerk, zie paragraaf 7.2.2 Aanmaken van de mortels . 7.3.2 Aanbrengen van van voegen
Er zijn twee methoden om de voeg aan te brengen: doorstrijken en navoegen. 1 Doorstrijken Bij doorstrijken wordt het metselwerk definitief afgewerkt door de metselaar door het vlakstrijken van de metselspecie met behulp van een voegijzer. Dit moet 30 à 60 minuten na het metselen gebeuren, omdat de specie anders al te veel is verhard.
Voordelen V oordelen doorstrijken; doorstrijken; arbeidsintensief, dus kostenbesparend; kostenbesparend; • minder arbeidsintensief, plekken meer: voeg- en metsel• geen zwakke plekken
7 GEMETSELDE GEVELS 23
mortel zijn één geheel, wat een betere kwaliteit oplevert; duurzaamheid door een grotere dichtdicht• hogere duurzaamheid heid van de voeg; organisatie op de bouw is eenvoudiger • de organisatie doordat er geen voegers hoeven te worden ingeschakeld; korter; • de inzettijd van de steigers wordt korter; wordt verplicht vol en zat te • de metselaar wordt metselen; milieubelasting doordat de de specie niet • minder milieubelasting hoeft te worden uitgekrabd. Nadelen doorstrijken: benodigd voor een bepaalde • de hulpstoffen, benodigd kleur voeg, moeten aan alle metselspecie worden toegevoegd; voegvormen zijn beperkt bij bij doorstrijken • de voegvormen (verdiept, iets teruggehouden, schaduwvoeg en holle voeg); bevat minder bindmiddel bindmiddel dan • de metselspecie bevat de voegspecie, waardoor de duurzaamheid van het voegoppervlak minder wordt. 2 Navoegen Bij navoegen wordt de metselspecie tot enige diepte weggekrabd en later wordt de ruimte gevuld met voegspecie, figuur 7.18. Er kan pas worden gevoegd, nadat de metselspecie is gecarbonateerd (= (= een reactie aangegaan met lucht). Indien niet voldoende tijd wordt genomen tussen het metselen en het voegen, kunnen witte plekken op de gevel ontstaan (uitloging (uitloging ), ), zie paragraaf 7.6.1 Uitslag op metselwerk .
Voordelen V oordelen navoegen: navoegen: kleur, vorm en struc• er is een grote keuze in kleur, tuur; aangepast aan de om• de specie kan worden aangepast standigheden. Nadelen navoegen: arbeidsintensiever: er wordt gemet• het is veel arbeidsintensiever: seld en gevoegd door verschillende mensen op verschillende tijdstippen; jaarlijks in • het is niet milieubewust (er wordt jaarlijks 3 Nederland zo’n 300 m specie uitgekrabd); zorgt voor veel aanzetten, wat • het navoegen zorgt mogelijk zwakke plekken kan opleveren; verdichten; • de vrij droge specie is moeilijk te verdichten; wordt ne• de hechting tussen steen en specie wordt gatief beïnvloed door het geringe vochtgehalte. 7.3.2.a Voorbehandeling ondergrond bij navoegen
Na het metselen moet de specie worden uitgekrabd en moet de ontstane voeg worden gereinigd. De voeg moet, om een optimale hechting van de voegspecie te verkrijgen, een rechthoekige vorm hebben. De diepte van de voeg moet 1 tot 1,5 maal de voegbreedte zijn. De voeg kan worden gereinigd met water onder lage druk. De steen wordt hierbij goed benat, waardoor de kans op het verbranden van de specie kleiner is. Te veel water echter zorgt voor een waterfilm op de steen, waardoor de hechting vermindert. 7.3.2.b Condities voor voor drogen
Het voegwerk moet tijdens tij dens de verhardingsfase goed worden beschermd tegen extreme weersomstandigheden. Lage temperaturen werken vertragend op de verharding van de specie. Bij regen moet het verse voegwerk worden afgedekt en bij zon of sterk drogend weer (veel wind en/of geringe luchtvochtigheid) moet het metselwerk worden beschermd tegen uitdrogen. Hiertoe kan het metselwerk worden afgedekt of vochtig worden gehouden. 7.3.2.c Mechanisch 7.3.2.c Mechanisch voegen
Figuur 7.18 Navoegen
Toepassing van een mechanische voegspijker (een (een pneumatisch aangedreven trillende voegspijker) verhoogt de kwaliteit en de duurzaamheid van het voegwerk, figuur 7.19. De voegspijker verdicht de op traditionele wijze aangebrachte
24
voegen komt de stootvoeg te Bij stootvoegloos voegen komt vervallen, figuur 7.23. De stenen liggen koud tegen elkaar. elkaar. De lintvoeg kan elke gewenste vorm hebben. De druksterkte wordt niet aangetast bij deze manier van metselen. Nadeel is dat het buitenspouwblad sneller water doorlaat. Dit water kan echter in of achter het buitenspouwblad wegzakken. De afstand tussen isolatie en buitenspouwblad moet minimaal 40 mm bedragen. Boven en onder in het metselwerk en boven openingen moeten om de 2 à 3 strekken open stootvoegen van 10 mm worden aangebracht.
Figuur 7.19 Mechanisch voegen
mortel. Alleen iets terugliggende gladde voegen zijn mogelijk. Voor verschillende voegbreedten zijn verschillende voegspijkers nodig. De voeger maakt op deze manier echter minder meters, waardoor de toepassing duurder is. Tevens wordt de trilling en hoge geluidsfrequentie van het apparaat als hinderlijk ervaren. De fysieke belasting van de voeger is bij gebruik van de mechanische voegspijker echter beperkt. 7.3.3 Vorm van de voegen
Bij doorstrijken is een beperkt aantal voegvormen mogelijk. De voeg kan verdiept, figuur 7.22-6, of iets terugliggend, figuur 7.22-5, worden uitgevoerd. Voor het vlakstrijken van de metselspecie wordt een zogenoemde Pointmaster (een (een rolletje met steunwieltjes, waarmee men de voeg kan vlakrollen) gebruikt, figuur 7.20. Deze verwijdert de overtollige metselspecie, verdicht en drukt de overgebleven metselspecie aan en strijkt deze glad. Wil men de voeg doorstrijken, dan behoeft de uitvoering enkele aanpassingen: de metselprofielen moeten bij de in- en uitwendige hoeken iets worden teruggeplaatst om in één keer goed te kunnen doorstrijken. Om toch goed aan de draad te kunnen werken, worden speciale metseldraadklosjes gebruikt. Deze klosjes hebben een gleuf waarin een klem wordt geschoven waarmee de klosjes snel en eenvoudig langs het profiel zijn te verplaatsen, figuur 7.21. Bij navoegen is de keuze in voegvormen veel uitgebreider, figuur 7.22.
�
Figuur 7.20 Pointmaster
7 GEMETSELDE GEVELS 25
�
�
�
Figuur 7.21 Speciaal hoekprofiel voor doorstrijken
Platvol glad Deze voeg kan goed verdicht worden en geeft een strak uiterlijk. Geknipte of gesneden voeg Deze voeg vereist veel vakmanschap. De voeg komt veel voor bij restauratiewerken. Holle voeg De voeg wordt aangebracht met een bolle voegspijker. Schaduwvoeg Deze voeg werkt afwaterend. Er moet goed worden gelet op de aansluiting van de lint- op de stootvoeg. De kans op vervuiling van de gevel is bij deze voeg v oeg groter. groter.
Voegvormen n Figuur 7.22 Voegvorme
Iets teruggehouden voeg Deze nivelleert maatverschillen in de gevel (basisprincipe in de bouw: gelijk = ongelijk). Verdiepte voeg Hierbij kan de gevel sneller vervuilen doordat er meer aanhechtingsoppervlak is voor ongerechtigheden. Door de diepe ligging is de voeg wel beter beschermd tegen weersinvloeden. De voeg heeft hierdoor een goede duurzaamheid.
Platvol gekamde of geborstelde voeg Door het borstelen of kammen kan de voegspecie van de stenen worden losgetrokken. De kwaliteit van het voegwerk zal achteruitgaan door het slecht verdichte oppervlak. Bol geklopte voeg Er bestaat een grotere kans op verbranden of uitlogen van de voegspecie. De voeg heeft dus een geringere duurzaamheid.
26
�
Figuur 7.23 Stootvoegloos metselwerk
7.3.4 Kwaliteit van het het voegwerk
Er is geen norm voor de kwaliteit van het voegwerk. Er is wel een SBR/CUR-rapport, getiteld De kwaliteit van voegen in metselwerk . In dit rapport is een tabel opgenomen met een klassering van de voeghardheid, figuur 7.24. Pas achteraf kan de hardheid van de voegen worden gecontroleerd door middel van een hardheidsmeter , figuur 7.25. Dit is een soort pendelhamer,, waarvan de kop is voorzien van een delhamer meetstift. De mate waarin de stift terugslaat na botsing met de voeg, geeft een indicatie voor de hardheid. De meting kan pas worden verricht, nadat de voegspecie is uitgehard (circa 28 dagen). Handmatig is de hardheid van de voegen te controleren door met een mes in de voeg te krassen. Het oppervlak moet een scherpe kras vertonen. De voeg moet over de gehele diepte verhard zijn. De kwaliteit van de lintvoeg zal door de manier van aanbrengen beter zijn dan de kwaliteit van de stootvoeg. Deze laatste wordt vanuit een speciebal in de hand aangebracht. De voorkeur gaat uit naar het eerst aanbrengen van de stootvoeg en vervolgens de lintvoeg. De kans op het ontstaan van holle ruimten op de kruising van de voegen is dan namelijk kleiner. Klasse
Voeghardheid
Benaming
VH 15
15 t/m 24
zacht
VH 25
25 t/m 34
matig hard
VH 35
35 t/m 44
VH 45
≥ 45
Voeghardheidsmeter heidsmeter Figuur 7.25 Voeghard
7.4 Gemetselde buitenspouwblad De spouw werd in de jaren twintig ontwikkeld om het doorslaan van water in massieve muren te voorkomen. De dikte van de spouwmuur is afhankelijk van de toegepaste isolatie. Er moet tussen buitenblad en isolatie een luchtspouw zijn van minstens 40 mm. De metselaar heeft deze ruimte nodig om de steen goed neer te kunnen vlijen in de specie. De luchtspouw is tevens benodigd voor de ventilatie. De ventilatie zorgt voor de droging van van het buitenblad. Er moeten dan ook voldoende open Toepassing
Buitenwerk
Binnenwerk
–
Geen of zeer geringe mechanische belasting Geringe mechanische belasting Normale mechanische belasting Hoge mechanische belasting
Geringe vocht- en mechanische belasting middelhard Normale vocht- en mechanische belasting hard Hoge vocht- en mechanische belasting
Voeghardheid heid volgens SBR/CUR SBR/CUR Figuur 7.24 Voeghard
7 GEMETSELDE GEVELS 27
stootvoegen onder en boven in de gevel worden stootvoegen onder aangebracht: één open stootvoeg per m1 gevel. De isolatie in de spouw moet goed aaneengesloten worden aangebracht. Er mag zich geen valspecie in in de spouw bevinden en speciebaarden mogen de isolatie niet raken. De isolatie mag niet nat worden tijdens de uitvoering. Het toepassen van een geglazuurde steen vraagt extra aandacht. Omdat de steen vrijwel geen vochttransport toelaat, moet de spouw zeer goed worden geventileerd. De spouw dient hiertoe minimaal 40 mm te zijn en de open stootvoegen moeten zich zowel onder- als bovenin op een maximale afstand van 400 mm bevinden. Het glazuur moet dezelfde uitzettingscoëfficiënt als de baksteen hebben om haarscheurtjes in de glazuurlaag te voorkomen. De steen moet zeer voorzichtig op de bouw worden gezaagd. Bij de uitvoering moet men er op letten dat uitgelopen mortel doffe plekken op het glazuur kan veroorzaken.
Een spouwanker moet weerstand kunnen bieden aan verschillende krachten: • windbelasting; (door een goede isolatie on• vervormingen (door dergaat het binnenspouwblad weinig temperatuurveranderingen. tuurverandering en. Het buitenspouwblad is wel onderhevig aan grote temperatuurverand temperatuurveranderingen eringen en beweegt daardoor ten opzichte van het binnenblad. Het spouwanker moet deze vervormingen kunnen opvangen); duurzaamheid van de spouwspouw• aantasting (de duurzaamheid ankers is afhankelijk van de aantasting door ‘zure’ regen in de spouw en het alkaligehalte van de mortel); gebouwen steeds beter te isole• belasting (om gebouwen ren, wordt de dikte van het isolatiepakket steeds groter. De spouwankers worden vaak gebruikt om de isolatie tegen het binnenspouwblad te bevestigen. De spouwankers moeten dus ook het gewicht van het isolatiemateriaal kunnen dragen). 7.4.1.a Gebruik van spouwankers
7.4.1 Spouwankers
Het spouwanker vormt de verbinding tussen het binnen- en buitenblad en levert zo een bijdrage aan de stabiliteit van de buitengevel.
In de TGB 1990 Steenconstructies (NEN (NEN 6790) worden geen berekeningsmethoden voor spouwankers gegeven. Alleen als de spouw breder wordt dan 150 mm is een berekening nodig
Bouwhoogte
0–11 m
11–20 m
Ankermethode
bepalende elementen
4 per m2
6 per m2
Boren
kiervrij isoleren = isolatie bevestigen met spouwankers, isolatieplaat 1200 × 600
3 per plaat
4 per plaat
Lijmen
kalkzandsteenelementen 900 × 600 en isolatieplaat 1200 × 600 vloer plus kim = isolatiepasstrook
2 per element b = 450
3 per element b = 300
Lijmen of metselen
blokken 200 hoog in elke 200 voeg metselen en elke 400 voeg
b = 1200 b = 600
b = 825 b = 400
blokken 300 hoog in elke 300 voeg metselen in elke 600 voeg
b = 800 b = 400
b = 550 b = 275
b = 800
b = 550
Metselen
metselvoeg-veelvoud = 60 5 steenlagen = 300
Figuur 7.26 Spouwankers volgens NPR 6791
28
volgens de NPR 6791 Steenconstructies . Deze NPR geeft een ankerpatroon voor spouwbreedten < 150 mm, figuur 7.26. Door toenemende prestatie-eisen op het gebied van de thermische isolatie, zal de spouwbreedte de genoemde 150 mm gaan overschrijden. Zeker als de traditionele spouwisolaties en de 40 mm vrije ruimte blijven gehandhaafd. De nieuwe CUR-aanbeveling Gevels in metselwerk adviseert dan ook voor bredere spouwen zwaardere of verschillende spouwankers, figuur 7.27. Bij plaatsing van de spouwankers moet erop worden gelet dat op iedere denkbare vierkante meter ook inderdaad het juiste aantal ankers wordt geplaatst, figuur 7.28-1 en 7.28-2. Kozijnen (inmetsel- en stelkozijnen) mogen alleen aan het binnenspouwblad worden verankerd. Dit gebeurt bijvoorbeeld met roestvaste hoekprofielen. Vanwege Vanwege de thermische werking moet het buitenspouwblad vrij kunnen blijven werken. Verankering Verankering van het kozijn aan het buitenspouwblad blokkeert deze vrije werking en veroorzaakt scheurvorming in het gevelmetselwerk. Wel is het aan te bevelen rondom het kozijn extra spouwankers aan te brengen, figuur 7.28-3.
Vervolgens wordt, door de isolatie Vervolgens isolatie heen, een gat in het binnenspouwblad geboord en wordt het anker aangebracht. aangebracht. Als laatste wordt de klemschijf , die de isolatie op zijn plek moet houden, tegen de isolatie aangebrach aangebracht. t. Voordeel van deze methode is, dat de isolatieplaten altijd goed tegen elkaar passen en de ankers op elke gewenste plaats aangebracht kunnen worden. Bij het achteraf aanbrengen van de isolatie worden de metselankers verwerkt tijdens het optrekken van het binnenspouwblad. binnenspouwbla d. Het isoleren gebeurt pas later met het optrekken van het buitenspouwblad. De
�
�
De koudebrugwerking van spouwankers is zeer gering. Bij de keuze van een spouwanker moet erop worden gelet dat er via het anker geen vocht naar de binnengevel wordt gevoerd. Tevens is bij de keuze de manier van aanbrengen van de isolatie van belang. De isolatie kan gelijktijdig met de ankers worden aangebracht of achteraf. Bij het gelijktijdig aanbrengen van ankers en isolatie wordt gebruikgemaakt van boorankers , figuur 7.29-3. Hierbij wordt wordt allereerst de isolatieplaat tegen het binnenspouwblad aangedrukt.
Figuur 7.28 Aanbrengen van spouwankers
Spouwbreedte
Aantal ankers per m2
Diameter anker
Constructie binnenspouwblad
50 t/m 150 mm 150 t/m 300 mm
4 6 4
4 mm 4 mm 5 mm
metselwerk max. 100 mm dik metselwerk dikker dan 100 mm of beton
Figuur 7.27 Spouwankers volgens CUR-aanbeveling
7 GEMETSELDE GEVELS 29
�
�
Figuur 7.29 Typen spouwankers
spouwankers moeten dan loodrecht uit het binnenblad steken, zodat de isolatie over de ankers gedrukt kan worden, figuur 7.29-1. Vervolgens wordt de klemschijf aangebracht. Omdat de isolatieplaten niet altijd goed tegen elkaar zullen passen, worden de aansluitingen van de platen afgedicht. In Nederland zijn de spouwankers meestal verzinkt of van roestvast staal (AISI 316). 7.4.2 Metselverbanden
Metselverbanden hadden in het verleden voornamelijk een constructieve functie. De verbinding tussen mortel en steen was niet bijzonder hecht en het metselverband moest de stabiliteit verzorgen. Stootvoegen mochten daarom niet doorlopen in een volgende laag.
De volgende metselverbanden worden gebruikt, figuur 7.30: 1 halfsteens verband; verband (afwisselend een laag strekken 2 staand verband en een laag koppen; wordt toegepast bij steensmuren); 3 kruisverband (lijkt veel veel op staand verband, verband, alleen de stootvoegen van de strekse laag liggen li ggen niet onder elkaar); stenen versprin4 klezorenverband (staand; de stenen gen 1/4 steen (een klezoor) ten opzichte van elkaar); 5 vrij of wild verband verband (de metselaar metselaar bepaalt waar kop of strek komt. De stootvoegen mogen niet doorlopen. Er mogen geen muizentrapjes ontstaan (vallende tanden over meer dan vijf
30
�
�
Figuur 7.30 Metselverbanden
lagen). Maattoleranties zijn goed op te vangen); 6 Noors of kettingverband kettingverband (de (de koppen worden worden om de andere laag precies onder elkaar aangebracht); verband (een strek wordt afgewisseld 7 Vlaams verband met een kop en lagen verspringen driekwart steen (drieklezoor) ten opzichte van elkaar); verband, 8 Frans verband (gelijk aan het Vlaams verband, alleen na een strek worden steeds twee koppen toegepast in plaats van één); 9 Engels tuinmuurverband tuinmuurverband (in iedere laag worden afwisselend drie strekken en een kop toegepast); koppenverband d (bij alle lagen worden alleen 10 koppenverban koppen toegepast, meestal bij een steensmuur. steensmuur. Dit verband is geschikt voor zwaar belast werk); 11 sierverbanden: figuur figuur 7.31 toont enkele sierverbanden die ook worden toegepast voor de bovenvlakken van gemetselde stoepen en bordessen.
▶▶ In
deel 3 Draagstructuur worden worden in hoofdstuk
3 Dragende elementen in steen de steen de meest voorkomende metselverbanden voor halfsteens- en steensmuren besproken
7.4.3 Dilataties
Scheurvorming treedt op als de spanning in een muur de treksterkte van het materiaal overschrijdt. De spanningen kunnen veroorzaakt worden door onder andere: stabiliteit van het metselwerk en • onvoldoende stabiliteit het metselverband; onder invloed van vocht; • vervorming onder door temperatuurveranderingen; temperatuurveranderingen; • vervorming door fundering; • zettingsverschillen in de fundering; drogingskrimp; • verhardings- en drogingskrimp; • kruip; draagconstructie; • vervorming van de draagconstructie; • muuropeningen: deze vormen een verzwakking van de doorsnede, figuur 7.32-1;
7 GEMETSELDE GEVELS 31
•
belemmeren van vervorming door door aansluitende constructiedelen; belasting van diverse diverse onder• verschillen in belasting delen, figuur 7.32-2. Om scheurvorming in metselwerk te voorkomen, worden dilataties aangebracht. De functie van de dilatatie is om de vervormingen ten gevolge van temperatuurwisselingen
Figuur 7.31 Sierverbanden
�
Figuur 7.32 Scheuren in metselwerk
in grote gevelvlakken op te vangen en om scheurvorming ten gevolge van trekspanningen te voorkomen. Tevens voorkomt een dilatatie scheurvorming als verschillende materialen worden toegepast. Er valt onderscheid te maken in horizontale en verticale dilataties. Omdat dilataties het gevelbeeld verstoren, zal een ontwerper deze zoveel mogelijk willen camoufleren. Dit kan door bijvoorbeeld: hemelwaterafvoer te • de dilatatie achter een hemelwaterafvoer plaatsen; • de dilatatie in het verlengde van een kozijnstijl aan te brengen; verdiepingshoge kozijnen als als dilatatie te • door verdiepingshoge gebruiken; dilatatie in het metselverband metselverband op te • door de dilatatie nemen; muurdelen ten opzichte van van elkaar te • door muurdelen laten verspringen ter plaatse van een dilatatie; muurvlakken in een afwijkend ver• door de muurvlakken band of een afwijkende kleur uit te voeren ter plaatse van een dilatatie; de dilatatie aan te passen • door de kleur van de aan de gevel. De plaats van de dilataties en de h.o.h.-afstand wordt bepaald door een aantal factoren: van de steen; • afmetingen van daarmee samenhangende samenhangende • type steen en de daarmee drogingskrimp en treksterkte; de steen (een donkere donkere steen wordt • kleur van de warmer dan een lichte steen); muur; • dikte van de muur; van het • constructie en de materiaalkeuze van
32
gebouw (een dilatatie in de hoofddraagconstruchoofddraagconstructie moet in dezelfde breedte worden doorgezet in het metselwerk); muur.. Bij een grote • verticale belasting op de muur verticale belasting zal er op het metselwerk een soort voorspanning ontstaan die horizontale lengteverandering (uitzetten of krimpen) zal tegenhouden. De kans op scheurvorming neemt af; van de gevel. Een warme warme gevel • bezonning van (zuid-, zuidwest- en westgevel) behoeft meer dilataties; van de gevel. • indeling van
wordt tijdens het metselen geconstrueerd doordat de metselaar een metselprofiel plaatst. De kit is niet onderhoudsvrij, maar moet regelmatig (± om de 10 jaar) worden vervangen. Het beste kan polyurethaankit worden gebruikt. Ter plaatse van hoeken, zowel in- als uitwendig, moet een dilatatie worden aangebracht.
De fabrikanten van de verschillende stenen geven zelf regels en richtlijnen voor het aanbrengen van dilataties. Zij kunnen tevens advies uitbrengen. 7.4.3.a Dilataties 7.4.3.a Dilataties in baksteen
�
Verticale dilatatie open en Er is onderscheid te maken in open en gesloten (afgedichte) dilataties, figuur 7.33. Een open dilatatievoeg is is 5 mm breed, figuur 7.33-1. Dit type voeg is onderhoudsvrij. Soms wordt in de voeg rotbestendig, comprimeerbaar en elastisch schuimband aangebracht aangebracht om te voorkomen dat vuil en ongedierte in de spouw terechtkomen, figuur 7.33-1a. De dilatatie dilatatie moet worden vrijgehouden van specie. Ongeacht de kleur van de steen mag de afstand bij een noordgevel maximaal 14 m bedragen, bij de overige gevels is de afstand maximaal 12 m. De voeg wordt tijdens het metselen geconstrueerd door een 5 mm dikke aluminium of kunststof strip, die bevestigd wordt aan het metselprofiel, figuur 7.34. Een gesloten (afgedichte) dilatatievoeg is 10 mm breed, figuur 7.33-2. In de voeg mogen geen speciebaarden aanwezig zijn. De voeg wordt dichtgezet door middel van kit op rugvulling. De keuze van de kitsoort is afhankelijk van de te verwachten krimp of uitzetting. Een dilatatievoeg met kit op rugvulling wordt toegepast bij hoge gebouwen met een hoge wind- en regenbelasting en bij stenen die weinig water opnemen. Bij deze laatste ontstaat er tijdens een regenbui een waterfilm langs de gevel die door winddruk via open voegen in de spouw wordt gedrongen. Tevens isoleert deze voeg het geluid beter. beter. De voeg
Figuur 7.33 Open en gesloten dilataties
�
Figuur 7.34 Metselprofiel met strip
7 GEMETSELDE GEVELS 33
Een dilatatie bij een inwendige hoek wordt in de hoek geplaatst. Bij een uitwendige hoek wordt de dilatatie twee- à driemaal de koppenmaat ÷ de voeg uit de hoek geplaatst, figuur 7.35-1, vanwege de stijfheid van het metselwerk. De hoek kan ook star worden uitgevoerd. Binnen 2 m vanaf de buitenhoek moeten dan wel dilataties worden aangebracht in de aangrenzende geveldelen, figuur 7.35-2. Horizontale dilatatie De afstand tussen horizontale dilataties moet zodanig zijn, dat de verticale vervorming van het buitenspouwblad kan plaatsvinden in de dilatatievoeg. Een horizontale dilatatievoeg, figuur 7.37
wordt aangebracht onder een stalen of betonnen draagconstructie die het metselwerk onderGevelondersteuningen.. steunt, zie paragraaf 7.5.5 Gevelondersteuningen De voeg wordt gedicht door middel van kit op rugvulling. De afstand tussen twee horizontale dilataties is tweemaal de hoogte van een bouwlaag. Voor de hoogte van de bouwlaag gaat men uit van de gebruikelijke hoogten voor een woon- of kantoorgebouw.. De eerste horizontale dilatatie mag toorgebouw niet hoger worden aangebracht dan 11 m boven het maaiveld (ongeveer drie bouwlagen). De kleur van de baksteen en de geveloriëntatie zijn op het voorgaande niet van invloed. 7.4.3.b Dilataties 7.4.3.b Dilataties in betonsteen
�
De leverancier van betonstenen geeft de in figuur 7.36 opgenomen opgenomen richtlijnen voor metselwerk in halfsteensverband. Bij metselwerk in stapel- of tegelverband bedraagt de afstand van de dilataties driemaal de hoogte van het metselwerk. De maximale h.o.h.afstand mag 3,0 m zijn. Bij hoeken moeten de maximale dilatatieafstanden uit de tabel van figuur 7.36 worden worden doorberekend. doorberekend. De afwerking van dilatatievoegen in metselwerk van betonsteen kan op verschillende manieren, namelijk met een: 1 knipvoeg; 2 specievoeg; 3 kitvoeg; 4 afdichtingsprofiel.
�
�
Figuur 7.35 Dilataties in uitwendige hoeken
1 Knipvoeg Een knipvoeg is een voeg waarbij de stenen koud tegen elkaar worden geplaatst, figuur 7.38. Afhankelijk van het isolatiemateriaal isolatiemateriaal wordt er een wind- en waterkerende folie toegepast. De folie wordt hierbij over een breedte van minimaal 300 mm tegen de isolatie aangebracht.
Metselwerk
Afstand dilataties
Minimale afstand
Maximale afstand
Donkerkleurig Met waalformaat stenen Met maasformaat stenen of grindbetonblokken
4 × hoogte metselwerk 4–5 × hoogte metselwerk
h.o.h. 2,5 m h.o.h. 2,5 m
h.o.h. 6,0 m h.o.h. 7,0–8,0 m
5 × hoogte metselwerk
h.o.h. 3,0 m
h.o.h. 8,0–9,0 m
Figuur 7.36 Richtlijnen voor dilataties in betonsteen
34
�
� �
�
�
�
�
� �
Figuur 7.38 Knipvoeg �
�
� � � �
�
� �
� �
�
Figuur 7.39 Specievoeg �
Figuur 7.37 Horizontale dilataties
2 Specievoeg Een specievoeg wordt gevormd door een geïmpregneerde houten lat die 4 à 5 cm terug ligt ten opzichte van het voorvlak van de gevel. De lat dient als rugvulling, figuur 7.39. Over de breedte van het spouwblad wordt een stijve kunststof folie aangebracht. aangebracht. De folie dient voor scheurgeleiding. Als laatste wordt de dilatatie afgevoegd en wordt de nog uitstekende folie afgesneden. 3 Kitvoeg Een kitvoeg moet minimaal 10 mm breed zijn en wordt gevormd door een één- of tweecomponentachtige, elastisch blijvende kit op een rugvulling, figuur 7.40.
7 GEMETSELDE GEVELS 35
�
kitvoeg bedraagt 8 tot 12 mm. De diepte is dan 10 tot 15 mm. 7.4.3.d Dilataties in cellenbeton � � � �
�
� �
Figuur 7.40 Kitvoeg
4 Afdichtingsprofiel Hiervoor kunnen verschillende in de handel zijnde profielen worden gebruikt.
Dilataties in gevels van cellenbeton moeten bij blinde gevels van woningen om de 4 m worden aangebracht. aangebrach t. Bij gebouwen geldt een andere regel: om de ‘x’ m, waarbij ‘x’ tweemaal de wandhoogte is met een maximum van 8 m. Dilataties moeten ook bij hoeken worden aangebracht, indien de aansluitende wanddelen langer zijn dan 750 mm. Speciale aandacht moet worden besteed aan metselwerk dat op een vloer of balk staat (bijvoorbeeld metselwerk op een galerij van een flat). Aangerade Aang eraden n wordt wordt om dit metselwer metselwerkk te dilater dilateren en ter plaatse van de steunpunten, figuur 7.41. U-vormige gevelvlakken moeten worden voorkomen.
Bij betonstenen wordt vaak ter plaatse van dilataties een glijanker toegepast. toegepast. Dit gebeurt uit stabiliteitsoverwegingen en om het wisselen van de muurvlakken naast de dilatatie te voorkomen. De glijankers worden om de 500 mm aangebracht. ��
��
7.4.3.c Dilataties in kalkzandsteen
In de productbladen wordt per gevelsteensoort de maximale lengte van een halfsteensgevel zonder muuronderbrekingen aangegeven. Bij’ gevelsteen voorbeeld: bij een ‘anker ’ gevelsteen moeten de dilataties om de 4,5 m worden aangebracht aangebracht en bij een ‘gevo’gevelsteen om de 6,0 m. Bij een gevel met openingen moet een kleinere dilatatieafstand worden aangehouden. Een dilatatie in een kalkzandsteengev kalkzandsteengevel el kan worden gevormd door: van 1 à 2 mm breedte. Hiertoe • een knipvoeg van wordt een aluminium- of kunststofprofiel van 1 à 2 mm breedte mee opgemetseld; polystyreen, schuimrubber schuimrubber of iets • een strook polystyreen, dergelijks, die naderhand wordt afgewerkt door middel van een metalen of kunststofstrip of door middel van een elastisch blijvende kit op rugvulling. De breedte van de dilatatie bij een strip is afhankelijk van het gekozen profiel. De breedte bij een
Figuur 7.41 Metselwerk op galerijvloer
7.4.4 Maatvoering
De maatvoering van het gevelmetselwerk wordt bepaald door de afmetingen van de te verwerken stenen, blokken of elementen inclusief voegwerk. De maatvoering van het metselwerk dient niet op het werk te worden uitgezocht, maar vooraf op de tekenkamer. 7.4.4.a Algemene 7.4.4.a Algemene begrippen
In figuur 7.42 wordt een aantal algemene begrippen van metselwerk duidelijk gemaakt. De maatvoering van strek en kop wordt vaak zo gekozen, dat twee koppen plus voeg gelijk zijn aan één strek, figuur 7.42-2. Deze verhouding was vroeger van groot belang bij de toepassing van steensmuren. Een drieklezoor is is een driekwartsteen, een klezoor een een kwartsteen. Halve stenen, drieklezoren
36
� � �
�
Figuur 7.42 Algemene begrippen
7 GEMETSELDE GEVELS 37
of klezoren worden in de verschillende stapelverbanden toegepast als beëindiging van het metselwerk. Een steen die gehalveerd is over de lengte wordt een klisklezoor genoemd. genoemd. Een geschifte of of geschilde steen steen is een steen die dunner wordt gehakt, figuur 7.42-1. ▶▶
De algemene begrippen van metselwerk wor-
den uitgebreid besproken in deel 3 Draagstructuur , hoofdstuk 3 Dragende elementen in elementen in steen waarin ook de verschillende muurbeëindigingen worden getoond
7.4.4.b Maatvoering 7.4.4.b
Maatvoering in de breedte De maatvoering in de breedte wordt bepaald koppenmaat K K (de door de koppenmaat (de breedte van de steen (kop) inclusief stootvoeg). Alle koppen en voegen staan op het matenplan, figuur 7.43.
�
�
Een opening in een gevel is gelijk aan (n (n × koppenmaat) + voeg. Een muurdam of penant is gelijk aan (n × koppenmaat) – voeg (op de uitwendige beëindigingen is geen voeg aanwezig). Inspringende gevelvlakken zijn een heel aantal koppenmaten lang.
� �
� �
Figuur 7.43 Maatvoering met koppenmaten
Bij wild verband komen de stootvoegen op onregelmatige plaatsen voor. Het metselverband kan zich aanpassen aan openingen in de gevel en afmetingen van de muur. Bij kleine muurdammen moet toch de koppenmaat in de gaten worden gehouden om al te veel hakwerk te voorkomen. Maatvoering in de hoogte De maatvoering in de hoogte wordt bepaald lagenmaat LL (= de hoogte van de steen door de lagenmaat inclusief lintvoeg). De lagenmaat varieert per werk en is afhankelijk van de gekozen steen, de gekozen dikte van de lintvoeg en de detaillering, figuur 7.44. De dikte van de lintvoeg hangt af van de maattoleranties van de steen. Een handvormsteen heeft een dikkere lintvoeg nodig dan een strakke strengperssteen. Vaak Vaak wordt de lagenmaat gekoppeld aan de verdiepingshoogte. Omdat bij de uitvoering het metselwerk gemetseld wordt langs een draad, wordt de maatvoering hieraan gekoppeld: lagenmaat = bovenkant steen. De maatvoering in de hoogte kan worden vastgelegd op de geveltekening, doorsnedetekening of in de details. Ook de boven- en onderkant van een kozijn kan het beste worden uitgezocht op lagenmaat. Staat de onderkant van het kozijn niet op lagenmaat, dan kan de schuinte van de waterslag variëren. Dit geeft een lelijk beeld in de gevel (verschillende aanzichten). De bovenkant van een kozijn wordt vaak begrensd door een latei. Deze latei moet op lagenmaat worden uitgezocht.
38 �
�
�
�
�
�
�
Figuur 7.44 Lagenmaat
�
�
�
�
�
�
7 GEMETSELDE GEVELS 39
7.5 Detaillering In deze paragraaf worden richtlijnen en aandachtspunten gegeven voor de detaillering in baksteen van verschillende gevelonderdelen.
moet, om gevelvervuiling te voor3 de daktrim moet, komen, minstens 30 mm oversteken, naar binnen afwateren en de stuiknaden moeten worden gedicht, zodat vervuild regenwater niet door de naad kan worden gestuwd over het gevelmetselwerk;
7.5.1 Gevelbeëindiging dak
Bij de aansluiting van een hellend dak op de gevel, figuur 7.45, zijn er de volgende aandachtspunten: 1 de spouw moet kunnen ventileren: ventileren: hiertoe worden open stootvoegen onder en boven in de gevel aangebracht; 2 eventueel doorslagwater doorslagwater op het dakbeschot dakbeschot moet tot buiten de gevel worden gebracht; 3 er mag geen koudebrug koudebrug optreden bij de overovergang tussen de isolatie in de spouw en de isolatie van het dak; 4 het gevelmetselwerk moet kunnen uitzetten, dus met een open voeg (muisdicht) tegen de onderkant van het dakbeschot eindigen. Bij de aansluiting van een plat dak op de gevel, figuur 7.46, zijn er de volgende volgende aandachtspunaandachtspunten: 1 de spouw moet kunnen ventileren: ventileren: hiertoe worden open stootvoegen onder en boven in de gevel aangebracht; 2 een strook folie boven in de spouw spouw voorkomt dat doorslaand vocht kan binnendringen achter de isolatie;
�
�
Figuur 7.46 Gevelbeëindiging plat dak
��
Figuur 7.45 Gevelbeëindiging hellend dak
�
40
bewegen, moet 4 opdat het metselwerk vrij kan bewegen, de multiplexstrook alleen aan het binnenblad worden bevestigd. Bij de aansluiting van een plat dak op een doorgaande (hoger opgaande) gevel moet de loodslabbe minstens 200 mm tegen het binnenblad worden opgezet, figuur 7.47. Het is aan te raden om de slabbe in de spouw te ondersteunen. Zo kan worden voorkomen dat water in de spouw zich verzamelt in een doorgezakte loodslabbe. loodslabbe. �
worden gelet op de verschillende uitzettingscoëfficiënten van baksteen en beton. De naden tussen elementen van beton, natuur- en kunststeen moeten worden dichtgezet door middel van een kit op rugvulling. De naad tussen beton of natuursteen en metselwerk moet voorzien zijn van een kitvoeg om het verschil in krimp en uitzetting tussen de verschillende materialen op te vangen. Een aluminium afdekprofiel, aangebracht op klangen, kan onafhankelijk van het metselwerk werken, figuur 7.50. De naden bij metalen afdekkingen worden voorzien van een onderliggend afwaterend geprofileerd koppelplaatje. 7.5.3 Gevelopeningen
� �
�
�
�
�
�
gevel Figuur 7.47 Aansluiting dak op doorgaande gevel
7.5.2 Muurbeëindigingen
Muurafdichtingen kunnen met verschillende materialen worden gerealiseerd: onder andere met baksteen, beton, metaal en natuursteen, figuur 7.48. Bij een muurafdichting van baksteen kan een rollaag worden toegepast die naar één zijde afwaterend is, figuur 7.49. De voeg van de rollaag moet voldoende waterkerend en de steen moet hard en glad zijn, zodat de aangroei van mos en algen wordt voorkomen. Een betonnen muurafdekking moet voldoende overstek hebben (minimaal 40 mm), voorzien zijn van een waterhol , figuur 7.48-6, en bij de bevestiging moet
Gevelondersteuningen wordt In paragraaf 7.5.6 Gevelondersteuningen wordt ingegaan op het opvangen van het metselwerk boven gevelopeningen. Een kozijn in een metselwerkgevel wordt bij een gemetseld binnenblad vastgezet (ingemetseld) met een kozijnanker . Bij een betonnen binnenblad wordt het kozijn vastgezet met een hoekprofiel . Het water in de spouw wordt door middel van slabben getransporteerd slabben getransporteerd naar het buitenblad. De slabben moeten dakpansgewijs worden aangebracht om het water naar beneden te transporteren. De slabbe (van lood of kunststof) wordt bij de bovenaansluiting schuin aangebracht om het water naar buiten te transporteren. De slabbe moet bij de bovenaansluiting op het kozijn iets iet s worden vrijgehouden, om te voorkomen dat door capillaire werking alsnog vocht onder de slabbe en in het kozijn komt. Bij de onderaansluiting moet er op worden gelet, dat het van het kozijn af stromende regenwater goed wordt verspreid en er geen geconcentreerde waterafstroming (en hierdoor vervuiling) optreedt. De wind stuwt het regenwater namelijk naar de hoeken, waardoor er hier door een onjuiste detaillering vuilconcentratie of vochtvlekken kunnen optreden. De waterslagen onder kozijnen moeten daarom voldoen aan de volgende eisen, figuur 7.51: van minimaal 40 à 50 mm, aan • een overstek van de onderzijde voorzien van een waterhol of afdruiprand;
