Inhoudsopgave 1 INLEIDING ............................................................................................................................................. 6 1.1
Inleiding ................................................................................................................................... 6
1.2
Types........................................................................................................................................ 6
1.2.1 Vezelversterkte Kunststof gevelelementen ........................................................................... 6 1.2.2 Vezelversterkte Kunststof profielen ....................................................................................... 6 1.2.3 Vezelversterkte Kunststof panelen ........................................................................................ 6 1.3
Vakbekwaamheid .................................................................................................................... 6
1.4
Basisvoorwaarden ................................................................................................................... 7
1.5
Bestek ...................................................................................................................................... 7
1.6
Benamingen............................................................................................................................. 8
1.7
Aanduidingen op tekeningen en Ruimtelijke vormen ............................................................. 8
1.8
Belasting van het milieu .......................................................................................................... 8
1.9
Vormgeving ............................................................................................................................. 8
1.10
Relatie met het Bouwbesluit en normen ................................................................................ 8
1.11
Integriteit ................................................................................................................................. 8
1.12
Integrale veiligheid .................................................................................................................. 8
2 KWALITEITSBORGING EN CERTIFICERING ............................................................................................ 9 2.1 Inleiding ......................................................................................................................................... 9 2.2 Controles ....................................................................................................................................... 9 2.2.1 Ingangscontrole ...................................................................................................................... 9 2.2.2 Procescontrole...................................................................................................................... 10 2.2.3 Uitgangscontrole .................................................................................................................. 11 2.2.4 Overige aandachtspunten .................................................................................................... 11 2.3 Transport en montage ................................................................................................................. 12 2.3.1 Transport .............................................................................................................................. 12 2.3.2 Montage ............................................................................................................................... 12 2.4 Bestekeisen.................................................................................................................................. 13 2.4.1 Inhoud .................................................................................................................................. 13 2.4.2 Prestatie eisen ...................................................................................................................... 13 3 FUNCTIONELE EISEN ........................................................................................................................... 14 3.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 14 3.2 Luchtdoorlatendheid ................................................................................................................... 14 3.3 Waterdichtheid............................................................................................................................ 14 3.4 Thermische isolatie...................................................................................................................... 14 3.4.1 Temperatuurfactor panelen ................................................................................................. 16
3.4.2 Condensvorming .................................................................................................................. 16 3.4.3 Infrarood thermografieën .................................................................................................... 17 3.5 Geluidswering .............................................................................................................................. 17 3.5.1 Bepaling geluidswering ........................................................................................................ 17 3.6 Ventilatie ..................................................................................................................................... 17 3.7 Brandveiligheid ............................................................................................................................ 17 3.7.1 Inleiding ................................................................................................................................ 17 3.7.2 Bouwbesluit .......................................................................................................................... 18 3.7.3 Bliksembeveiliging ................................................................................................................ 18 3.8 Inbraakwering.............................................................................................................................. 18 3.8.1 Inleiding ................................................................................................................................ 18 3.8.2 Bouwbesluit en inbraakwerendheid .................................................................................... 18 3.8.3 Normen voor inbraakwerendheid ........................................................................................ 18 3.8.4 De praktijk ............................................................................................................................ 18 3.8.5 Herkenbaarheid .................................................................................................................... 18 3.9 Kogelwering ................................................................................................................................. 18 3.10 Explosiewering........................................................................................................................... 18 4 PRODUCTIETECHNIEKEN .................................................................................................................... 19 4.1 Algemeen..................................................................................................................................... 19 4.2 Modellen en mallen..................................................................................................................... 19 4.3 Malstrategie ................................................................................................................................ 21 4.3.1 Open mal .............................................................................................................................. 21 4.3.2 Gesloten mal ........................................................................................................................ 23 4.3.3 Lineair proces ....................................................................................................................... 24 4.3.4 Keuze matrix ......................................................................................................................... 26 4.4 Afwerken ..................................................................................................................................... 27 4.4.1 Algemeen.............................................................................................................................. 27 4.4.2 Open mal .............................................................................................................................. 27 4.4.3 Gesloten mal ........................................................................................................................ 28 4.4.4 Lineair proces ....................................................................................................................... 29 5 MATERIALEN EN WAPENING .............................................................................................................. 29 5.1 Opbouw VVK materialen ............................................................................................................. 29 5.2 Vezel versterking ......................................................................................................................... 30 5.3 Kunststof...................................................................................................................................... 31 5.4 Kernmateriaal .............................................................................................................................. 33 5.4.1 Schuim .................................................................................................................................. 34
5.4.2 Plaatmateriaal ...................................................................................................................... 34 5.4.3 Profielen ............................................................................................................................... 34 6 CONSTRUCTIES ................................................................................................................................... 35 6.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 35 6.2 Sterkte ......................................................................................................................................... 35 6.2.2 Controle op sterkte .............................................................................................................. 35 6.3 Doorbuiging ................................................................................................................................. 35 6.3.1 Algemeen.............................................................................................................................. 35 6.3.2 Horizontale doorbuiging ....................................................................................................... 36 6.3.3 Verticale doorbuiging ........................................................................................................... 36 6.3.4 Belastingen ........................................................................................................................... 36 6.3.5 Controle op doorbuiging ...................................................................................................... 36 6.3.6 Windtunnelonderzoek.......................................................................................................... 36 6.4 Instabiliteit................................................................................................................................... 36 6.5 Stijfheid van beweegbare delen .................................................................................................. 37 6.6 Sterkte van verbindingen ............................................................................................................ 37 6.7 Combinatie met andere materialen ............................................................................................ 37 6.8 Maattoleranties van producten .................................................................................................. 37 6.9 Maattoleranties van bouwkundige constructies ......................................................................... 37 6.10 Maatvoering .............................................................................................................................. 37 6.10.1 Buitenmaten ....................................................................................................................... 37 6.10.2 Haaksheid ........................................................................................................................... 37 6.10.3 Scheluwte, schrikstijfheid en stijfheid tegen scheluwvorming .......................................... 37 6.11 Vuldelen..................................................................................................................................... 37 6.12 Hang- en sluitwerk..................................................................................................................... 38 6.12.1 Algemeen............................................................................................................................ 38 6.12.2 Scharnieren van aluminium ramen en deuren ................................................................... 38 6.12.3 Sluitwerk ............................................................................................................................. 38 6.12.4 Wielen van schuifelementen .............................................................................................. 38 6.12.5 Deuren in brand- en rookscheidingen ................................................................................ 39 6.12.6 Nooduitgangen en vluchtdeuren ....................................................................................... 39 6.12.7 Onderhoud ......................................................................................................................... 39 6.13 Waterhuishouding ..................................................................................................................... 39 6.14 Doorvoeringen door de gevel .................................................................................................... 39 7 OPPERVLAKTEBEHANDELING ............................................................................................................. 39 7.1 Algemeen..................................................................................................................................... 39
7.2 Gelcoat ........................................................................................................................................ 39 7.3 Natlak .......................................................................................................................................... 40 7.4 Folie ............................................................................................................................................. 42 7.5 Toevoegingen .............................................................................................................................. 42 8 GLAS EN ANDERE VAKVULLINGEN...................................................................................................... 42 8.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 42 8.2 Glas en panelen ........................................................................................................................... 42 8.3 Diktebepaling van glas ................................................................................................................. 42 8.4 Specificaties glas .......................................................................................................................... 42 8.5 Beglazingssystemen..................................................................................................................... 42 8.6 Sponning ...................................................................................................................................... 42 8.7 Steun- en stelblokjes ................................................................................................................... 43 8.8 Voorgespannen glas .................................................................................................................... 43 8.9 Veiligheidsbeglazing .................................................................................................................... 43 8.10 Beoordeling van glas bij oplevering .......................................................................................... 43 9 BEHANDELING OP DE BOUWPLAATS ................................................................................................. 43 9.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 43 9.2 Transport van de fabriek naar de bouwplaats ............................................................................ 43 9.3 Controle ....................................................................................................................................... 43 9.4 Transport op de bouwplaats ....................................................................................................... 43 9.5 Opslag .......................................................................................................................................... 43 9.6 Voorzorgsmaatregelen tegen beschadigingen ............................................................................ 44 9.7 Herstellen van beschadigingen op de bouw ............................................................................... 44 10 MONTAGE VAN GEVELELEMENTEN OP DE BOUWPLAATS............................................................... 44 11 VOEGEN TUSSEN GEVELELEMENTEN EN BOUWKUNDIG KADER ..................................................... 44 12 REINIGING, ONDERHOUD EN BESCHADIGINGEN ............................................................................. 44 12.1 Inleiding ..................................................................................................................................... 44 12.2 Vormen van verwering / aantasting / beschadigingen ............................................................. 45 12.3 Reiniging .................................................................................................................................... 47 12.3.1 Frequentie .......................................................................................................................... 47 12.3.2 Methode ............................................................................................................................. 47 12.3.3 Materialen .......................................................................................................................... 47 12.3.4 Te gebruiken reinigingsmiddelen ....................................................................................... 48 12.4 Onderhoud ................................................................................................................................ 48 12.4.1 Inspecties ............................................................................................................................ 48 12.4.2 Materialen .......................................................................................................................... 48
12.5 Beschadigingen .......................................................................................................................... 48 13 VMRG-GARANTIE- EN –AANSPRAKELIJKHEIDSREGELING ................................................................ 48 14 CE-MARKERING VAN GEVELELEMENTEN ......................................................................................... 48 15 TESTEN .............................................................................................................................................. 48 15.1 Inleiding ..................................................................................................................................... 48 15.2 Brandtesten ............................................................................................................................... 48 15.3 Structurele testen ...................................................................................................................... 49 15.4 Verouderingstesten ................................................................................................................... 49 15.5 Verwerkbaarheidstesten ........................................................................................................... 49 15.5.1 Coatlaag-dikte .................................................................................................................... 49 15.5.2 Uitharding ........................................................................................................................... 49 15.5.3 Barcol-hardheid .................................................................................................................. 50 15.5.4 Mechanische sterkte .......................................................................................................... 50 15.5.5 Glasovergangstemperatuur (Tg) ........................................................................................ 51 15.5.6 Full-scale-tests .................................................................................................................... 51 15.6 Thermische uitzetting ................................................................................................................ 51
1 INLEIDING 1.1 Inleiding Voor u liggen de VMRG-Kwaliteitseisen en Adviezen® 2015 Vezelversterkte Kunststoffen. Hierin staan de eisen beschreven waaraan de bij de VMRG aangesloten opdrachtnemers, de VMRG-gevelbouwers, moeten voldoen. De eisen die door de VMRG gesteld worden boven de door de wetgever gestelde minimum eisen zijn op een grijze achtergrond afgedrukt en worden VMRG-eisen genoemd. Met Vezelversterkte Kunststoffen wordt hier bedoeld alle thermohardende kunststoffen die met enigerlei wijze met vezels worden versterkt. In de volksmond ook wel ‘Composiet’ genoemd. In de volgende hoofdstukken en paragrafen wordt dit verder toegelicht.
1.2 Types 1.2.1 Vezelversterkte Kunststof gevelelementen Onder “Vezelversterkte Kunststof gevelelementen” worden verstaan: Kozijnen, ramen, deuren, puien, elementengevels, lichtdaken en andere constructies welke in hoofdzaak vervaardigd zijn van Vezelversterkte Kunststof, waarbij de openblijvende vakken worden gevuld met glas, panelen en andere vakvullingen die bedoeld zijn als scheiding tussen ruimtes in het gebouw zelf, of als scheiding tussen het interieur van een gebouw en het buitenmilieu (dit is de uitwendige scheidingsconstructie als bedoeld in het Bouw-besluit). Ook kunnen scheidingsconstructies in buiten-buiten situaties hierin zijn inbegrepen. Tenzij anders gespecificeerd, wordt met gevelelement steeds de uitwendige scheidingsconstructie bedoeld.
1.2.2 Vezelversterkte Kunststof profielen De in gevelelementen toegepaste Vezelversterkte Kunststof profielen bevatten geen thermische onderbreking zoals bij aluminium en stalen profielen. Omdat Vezelversterkt Kunststof van zichzelf sterk thermisch isolerend is worden deze profielen, ondanks het ontbreken van een thermische onderbreking, toch aangeduid als isolerende profielen. Isolerende profielen worden toegepast om het thermisch isolerend vermogen van gevelelementen te verhogen en om condensvorming zo veel mogelijk te vermijden. Dit heeft tot resultaat dat Vezelversterkte Kunststof profielen aan hoge isolatiewaarden kunnen voldoen.
1.2.3 Vezelversterkte Kunststof panelen Vezelversterkte Kunststof panelen kunnen zowel zelfstanding, als opgenomen in gevelelementen worden toegepast. De panelen kunnen in een ongeïsoleerde en geïsoleerde vorm (sandwich) worden geleverd. In ongeïsoleerde vorm zal het vooral om enkel regenwerende panelen gaan, en geïsoleerde vorm om een thermische scheiding tussen binnen en buiten.
1.3 Vakbekwaamheid Gevelelementen voldoen aan zowel de prestatienormen van het Bouwbesluit als aan de eisen genoemd in de VMRG-Kwaliteitseisen en Adviezen® zoals deze drie maanden voor de dag van overeenkomst luiden, tenzij partijen schriftelijk een andere datum afspreken. Gevelelementen worden geleverd onder de VMRG-garantie- en -Aansprakelijkheidsregeling, tenzij partijen schriftelijk anders overeenkomen.
De VMRG verzorgt vakgerichte opleidingen voor (de medewerkers van) de VMRG-gevelbouwers teneinde kennis en vakmanschap op het gewenste niveau te brengen, c.q. te houden. Constructeurs, tekenaars èn binnen- en buitenmonteurs worden geschoold om hun taak op een verantwoorde wijze te kunnen verrichten. De VMRG ziet toe op de handhaving van het vakmanschapniveau van de VMRG-gevelbouwers en op de naleving van de eisen van de VMRGKwaliteitseisen en Adviezen®.
1.4 Basisvoorwaarden Daar waar functionele eisen worden gesteld aan Vezelversterkte Kunststof gevelelementen, gelden deze voor alle elementen, ongeacht de soort vezels en kunststof waaruit deze zijn geconstrueerd. Voor gevelelementen waarin behalve Vezelverstekte Kunststof ook ander materiaal verwerkt wordt (hout, beton enz.) zullen deze functionele eisen alleen gelden voor zover zij logisch toepasbaar zijn op Vezelversterkte Kunststof delen (bijvoorbeeld de schrankstijfheid van een Vezelversterkte Kunststof draaideel in een kozijn). Voor aluminium en stalen onderdelen gelden de eisen van de VMRG voor aluminium en staal. Vezelversterkte Kunststof profielen en platen dienen, voor zover het voor dat materiaal vereist is, opgeslagen en verwerkt te worden in een droge en condensvrije ruimte. Indien Vezelversterkte Kunststoffen later wordt voorzien van een oppervlaktebehandeling, moet onbehandeld Vezelversterkte Kunststof met geschikte handschoenen worden gehanteerd en opgeslagen en verwerkt worden in een droge ruimte. Zaag- en boormachines, freesgereedschappen dienen scherp te zijn alsmede correct te zijn afgesteld, waardoor beschadigingen voorkomen worden en een ruwe afwerking beperkt blijft. Dit geldt ook voor bewerkingseenheden. De kopse kanten van nabewerkt laminaat dienen afdoende te worden behandeld. Mogelijkheid is om deze af te coaten. Ter voorkoming van indringing van vocht door capillaire werking. Het zelfde geldt voor boorgaten. Vezelversterkte Kunststof gevelelementen dienen geproduceerd te worden in een speciaal daartoe ingerichte werkplaats waarin geen voor Vezelversterkte Kunststof schadelijke stoffen worden verwerkt. Gevelelementen dienen, zowel bij in- en extern transport alsmede bij (tussen) opslag, op daartoe geschikte transportmiddelen te worden vervoerd en/of opgeslagen. Gevelelementen moeten afdoende tegen beschadiging en vervuiling worden beschermd. Direct contact van de gevelelementen onderling en/of met wanden en/of met bodem moet worden voorkomen. De randaansluitingen van derden moeten voldoen aan de eisen genoemd in deze VMRGKwaliteitseisen en Adviezen®. De VMRG-gevelbouwer dient te beschikken over een aantoonbaar kwaliteitsborgingsysteem waarbij ook de montage, montage-arbeid en het toezicht op de montage opgenomen zijn. De VMRG-gevelbouwer blijft eveneens onverkort verantwoordelijk conform de vigerende VMRGKwaliteitseisen en Adviezen® bij onderaanneming of uitbesteding.
1.5 Bestek Prestatie eisen zijn de basis in een omschrijving van een bestek.
1.6 Benamingen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal, aan te vullen met specifieke benaming uit deel VVK]
1.7 Aanduidingen op tekeningen en Ruimtelijke vormen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
1.8 Belasting van het milieu Uit onderzoek blijkt dat de Carbon Footprint van Vezelversterkte Kunststof gunstiger is dan die van traditionele bouwmaterialen. Een en ander valt of staat met de uitvoering van het ontwerp en de gebruikte productietechniek. De VMRG-gevelbouwers dragen er zorg voor dat bij het produceren en monteren van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen gebruik wordt gemaakt van materialen en processen die het milieu zo min mogelijk belasten. Vezelversterkte Kunststof is vooralsnog niet recyclebaar, maar kan wel opnieuw worden gebruikt voor bijvoorbeeld de productie van cement. Door het lage gewicht en de geringe energie die nodig is voor de productie van Vezelversterkte Kunststof is de milieubelasting laag. Van Producenten van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen mag worden verwacht dat hij zich houdt aan de wet en regelgeving die betrekking hebben op het milieu en in het bezit is van een geldige omgevingsvergunning die benodigd is voor het mogen voeren van productie van Vezelversterkte Kunststof /Composiet elementen. Het geniet de voorkeur productie opdrachten uit te besteden aan producenten die in het bezit zijn van een geldig ISO 14001 certificaat. Er worden bij de fabricage van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen uitsluitend CFK-vrije materialen gebruikt. Bij het ontwerpen van VVK gevel elementen dient rekening te worden gehouden met de wijze van productie. Het produceren van elementen met in een gesloten mal systeem, (vacuüm RTM /infusion technieken) is beduidend minder belastend voor mens en milieu en geniet de voorkeur boven hand lay-up of spray-up productie methoden. In verband met renovatie en/of vervanging dient in de ontwerpfase rekening te worden gehouden met de demontage van gevel-elementen en/of componenten.
1.9 Vormgeving De vormvrijheid van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen en onderdelen is groot. Er dient echter rekening gehouden te worden met de specifieke materiaaleigenschappen en productietechnieken van Vezelversterkte Kunststof. Te denken valt aan onder andere afrondingshoeken, de lossingsgraad en tegenlossende vorm.
1.10 Relatie met het Bouwbesluit en normen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
1.11 Integriteit [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
1.12 Integrale veiligheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
2 KWALITEITSBORGING EN CERTIFICERING 2.1 Inleiding In het kader van kwaliteitsborging en certificering zijn een groot aantal zaken van belang. Zo zal voorafgaand aan de productie altijd een mal beschikbaar moeten komen. Daarom zal aan het onderwerp modellen en mallen eerst aandacht worden gegeven. De uitharding van de kunststof in het productieproces, in dit geval meestal polyesterhars is belangrijk voor de kwaliteit van het eindproduct. Een belangrijk onderdeel na de productie van Vezelversterkte Kunststof producten is verder de nabewerking. Op deze zaken wordt hieronder nader ingegaan. Verder zullen in dit hoofdstuk de vereisten worden beschreven om goede Vezelversterkte Kunststof producten te kunnen ontwerpen en te kunnen produceren. Dit betreft enerzijds de kwalificatie van de betrokken medewerkers, zowel op het gebied van de engineering als op het gebied van de vervaardiging. Daarnaast zijn er ook minimale eisen te stellen aan de productie-omgeving en de gebruikte productiemiddelen.
2.2 Controles Systemen die helpen bij het op peil krijgen en houden van bovengenoemde kwalificaties zijn kwaliteitssystemen. Een algemeen kwaliteitssysteem, zoals bijvoorbeeld ISO 9001, maakt het mogelijk om een systeem van documentatie en controle in het bedrijf in te voeren dat op regelmatige basis extern wordt getoetst door een gecertificeerde instantie. Een goed kwaliteitsysteem omschrijft de volgende onderdelen: de ingangscontrole (van de grondstoffen) de procescontrole (van grondstoffen tot product) de uitgangscontrole (van het daadwerkelijke eindproduct)
2.2.1 Ingangscontrole Bij de ingangscontrole dienen alle grondstoffen op hun projectrelevante productspecificaties te worden gecontroleerd. Van de vezels dient steekproefsgewijs vastgesteld te worden of de dikte en samenstelling overeenkomt met wat besteld is. Met betrekking tot coatings dient gecontroleerd te worden op gelijkmatigheid van kleur door middel van batchcontrole. Bij de ingangscontrole dienen de volgende items te worden gecontroleerd en geregistreerd: • Controle vezel, bv: o Gewicht (tolerantie conform specificatie); o Consistentie over het oppervlak (geen openingen / gaten); o Vervuiling; • Controle gedrag hars conform specificatie, bv: o Piek exotherm; o Geltijd; o ILSS; o Treksterkte; o Rek bij breuk; o HDT / Tg • Batchnummer hars; • Houdbaarheidsdatum hars in relatie tot verwerkingsdatum; • Controle gedrag gelcoat conform specificatie, bv: o Piek exotherm;
•
o Geltijd; o Rek bij breuk; o HDT / Tg o ΔE (tolerantie conform specificatie) Kern materiaal, bv PUR / PIR: o Maatafwijking ten opzichte van specificatie (toleranties conform specificaties); o Gewichtsafwijking (toleranties conform specificaties).
2.2.2 Procescontrole Het is belangrijk om een procescontrole uit te voeren. Hierin zijn verschillende zaken van belang. Belangrijke zaken in het proces kunnen zijn: het aanvoeren van de hars (stromingsprotocol) uitharding van de hars de nabewerking (slijpen, schuren, zagen, boren, frezen) coaten Voor de productie van Vezelversterkte Kunststof delen voor geveltoepassingen is de uitharding van hars een essentieel onderdeel. De uitharding is een chemisch proces die bepaald wordt door een aantal parameters en die invloed heeft op de productietijd en op de kwaliteit van het product. Goede producten hebben een Barcol-hardheid van 40 of meer (conform ASTM D2583). Belangrijk is te vermelden dat direct na uitharding van de hars de eindsterkte van het Vezelversterkte Kunststof product nog niet bereikt is. De voltooiing van de uitharding gebeurt op een natuurlijke manier in een tijdsbestek van 1 tot 2 maanden (afhankelijk van de omgevingstemperatuur). Dit kan versneld worden door een zogenaamde ‘post-cure’, waarbij het product een aantal uren in een verwarmde ruimte (40°C tot 60°C, bij voorkeur met het product nog in de mal) wordt geplaatst. Heel belangrijk is dat zolang het product nog niet is uitgehard het niet in een vervormde toestand wordt opgesteld of wordt opgeslagen. Als een nog niet volledig uitgehard product namelijk in een vervormde toestand staat, dan ‘vriest’ als het ware deze vervormde toestand gedeeltelijk in het product tijdens de verdere voltooiing van de uitharding. Nabewerkingen zijn een belangrijk onderdeel van het vervaardigen van Vezelversterkte Kunststof producten. Behalve bij pultrusie zullen producten na het lossen uit de mal afgewerkt moeten worden. Maar bij pultrusie zullen de profielen ook op maat moeten worden gezaagd. Het betreft steeds zogenaamde verspanende technieken, waarbij materiaal wordt weggehaald (verspaand). Voorbeelden hiervan zijn slijpen, schuren, zagen, boren of frezen. Voor glasvezelversterkte producten heeft het de voorkeur hiervoor gediamanteerd gereedschap te gebruiken. Een speciale verspanende techniek is het watersnijden. Hierbij wordt aan het water een slijpmiddel toegevoegd. Een andere nabewerking is het coaten van een Vezelversterkt Kunststof product. Zo kan een product gemaakt worden zonder gelcoat, welke naderhand wordt gecoat. Maar ook een product, welke aan de malzijde is voorzien van een gelcoat wordt vaak op de nabewerkte randen en aan de niet-malzijde gecoat. Dit laatste gebeurt vaak met een zogenaamde top-coat; een kleefvrij uithardende polyestercoatlaag. Ondanks dat het toepassen van coatings op Vezelverstekt Kunststoffen niet volledig vergelijkbaar is met die op aluminium, kunnen er wel degelijk een aantal zaken worden aangetoond op basis van de Qualicoat norm voor aluminium. Hierbij valt te denken aan de bestendigheid van de coating tegen agressieve stoffen, UV-bestendigheid en de hechtsterkte van de coating.
2.2.3 Uitgangscontrole Bij de uitgangscontrole dienen de geproduceerde producten gecontroleerd te worden op: visuele eigenschappen (kleur, structuur, glansgraad) integriteit (volledige vulling van het laminaat met hars door bekloppen of ultrasoon metingenbeschadigingen maatvoering: o De buitenmaten van een gevelelement inclusief de dagmaten mogen ten opzichte van de nominale maten niet meer afwijken dan plus of min 2,0 mm. Geen van de toleranties mag ten koste gaan van de wind- en waterdichtheid. De maatvoering tussen beweegbare delen en kozijnen moet zodanig zijn dat voldaan wordt aan de functionele eisen. o De lengte van de diagonalen mag in gebruikstoestand onderling niet meer verschillen dan 3mm. o De maximale afwijking van vlakheid in onbelaste toestand (inbegrepen temperatuurbelasting) en gemeten in de stand van zijn toepassing (in het vlak van het paneel) mag over de diagonalen gemeten onder een rei nergens meer bedragen dan +/- 5mm/m1 met een absoluut maximum van +/- 10mm. De maximale afwijking van vlakheid over een beperkt oppervlak mag over een afstand van 500mm in absolute zin nergens meer bedragen +/- 2mm.
2.2.4 Overige aandachtspunten Naast een controle op de inkomende grondstoffen, het proces en de uitgaande producten dient er aandacht te zijn voor: de engineering de productie inrichting de modellen en mallen de montage Kwalificatie engineering De betrokkenen bij de engineering van Vezelversterkte Kunststof producten moeten kennis hebben van het vervaardigingsproces, het ontwerpen en het rekenen aan Vezelversterkte Kunststof producten. De kennis van het rekenen aan Vezelversterkte Kunststof producten is heel belangrijk om de richtingsafhankelijkheid (anisotrope) van sterkte en stijfheid in het ontwerp te kunnen optimaliseren en te kunnen beoordelen. Rekenen aan Vezelversterkte Kunststof producten met rekenprogramma’s, zoals de Eindige Elementen Methode (EEM of FEM) is gespecialiseerd werk en moet alleen worden over gelaten aan rekenaars die ervaring hebben om aan composietmaterialen te rekenen. Randvoorwaarden productie-inrichting De productie-inrichting is erg belangrijk voor het kunnen vervaardigen van kwalitatief goede Vezelversterkte Kunststof producten. Het belangrijkste is het hebben van een productieruimte waarin een constante temperatuur gehandhaafd wordt. Deze temperatuur is tijdens productie minimaal 18°C, maar wordt ook buiten de productietijd om een minimum temperatuur gehouden (minimaal 15°C). Verder moeten productiemallen en gebruikte grondstoffen ook op temperatuur zijn bij de start van de productie. Een constante en voldoende hoge temperatuur in de productieruimte is essentieel voor de goede verwerking, het goede uithardingsproces en de goede eindeigenschappen. Verder moeten de grondstoffen maar ook hulpstoffen op een goede en veilige manier, onder geconditioneerde omstandigheden worden opgeslagen. Het gaat daarbij niet alleen om de brandveiligheid (harsen en oplosmiddelen) en specifiek het vermijden van explosiegevaar van harders (peroxides), maar ook om de temperatuur en luchtvochtigheid in de opslag. De
productieruimte moet verder uitgerust zijn met adequate luchtverversing (vooral bij handlamineren en glas/hars-spuiten in verband met de vrijkomende styreendamp). Verder moet er een apart gedeelte of ruimte zijn met stofafzuiging voor het nabewerken (vooral slijpen) van producten. Bij grotere producten is de beschikbaarheid van hijswerktuigen (portaalkraan, bovenloopkraan) en transporthulpmiddelen (karren, vorkheftruck) van belang. Een goede verlichting van de productieruimte is ook belangrijk; dit is vooral belangrijk bij handlamineren om een goede impregnering en ontluchting van de vezelversterking tijdens productie te kunnen beoordelen. Gebruikte machines bij de productie moeten in goed-werkende staat zijn en veilig om mee te werken. Specifiek voor harsverwerkende machines, zoals gelcoat-spuiten, glas/hars-spuiten en injectiemachines is het erg belangrijk zeker te zijn dat de machine de juiste hoeveelheid harder in de hars mengt. Moderne machines hebben hiervoor een alarmsysteem indien geen harder wordt toegevoegd. Desondanks is het aan te raden voorafgaand aan de productie een kleine test te doen (in een potje of op een stuk karton) om de potlife bij de gegeven machine-instelling te bepalen. Kwalificatie werkvoorbereiding en productiemedewerkers Zowel werkvoorbereiders als productiemedewerkers moeten kennis hebben van het vervaardigingsproces van Vezelversterkte Kunststof producten. Specifiek moeten werkvoorbereiders ervaring hebben met het inkopen van de benodigde grondstoffen en de specifieke aandachtspunten daarbij (onder andere houdbaarheid van harsen en gelcoats). Verder moeten zijn ervaring hebben met inrichten van een productieruimte, het maken van werktekeningen, het opstellen van werkinstructies, het maken van een planning, het monitoren van het productieproces en het doen van een eindcontrole als de producten zijn vervaardigd. Modellen en mallen Om Vezelversterkte Kunststof producten te maken is er altijd een vorm nodig waarop de versterkingsvezels en de kunststof worden aangebracht. Dit is in de meeste gevallen een mal, het zogenaamde negatief van het product dat gemaakt moet worden. Om er voor te zorgen dat de eindproducten dezelfde kwaliteit en afmetingen hebben, dient de mal onder andere voorzien te zijn van voldoende verstijvingen en een slijtvast oppervlak.
2.3 Transport en montage Montage, transport en installatie van Vezelversterkte Kunststof componenten kan worden uitgevoerd volgens de gebruikelijke technieken die ook worden toegepast bij aluminium en stalen gevels. Er worden geen bijzondere problemen verwacht als gevolg van materiaaleigenschappen. Enkele overwegingen kunnen worden gedaan omtrent transport, montage en installatie.
2.3.1 Transport Met betrekking tot vervoer naar een warm en vochtig klimaat moet men rekening houden dat de temperatuur in de containers hoog kan oplopen, wat effect zal hebben op de materiaaleigenschappen. Bij sandwichpanelen moet de lijm die gebruikt wordt voor de hechting tussen de platen en het isolatiemateriaal, ook deze hoge temperaturen weerstaan.
2.3.2 Montage Bij stijve Vezelversterkte Kunststoffen moet men vooral in het ontwerp rekening houden met stelruimte bij component-aansluitingen. Als er een onderdeel geforceerd in positie moet worden gedwongen (omdat er te weinig stelruimte is ontworpen) kan dit leiden tot spanningsconcentraties in het materiaal en vooral bij de verbindingen.
2.4 Bestekeisen Een opdrachtgever geeft aan waaraan de Vezelversterkte Kunststof gevelelementen dienen te voldoen. In Nederland worden deze eisen meestal in het bestek omschreven conform de STABU systematiek. In onderstaande hoofdstukken is het meest waarschijnlijk dat de specificaties zijn weergegeven voor een Vezelversterkte Kunststof gevelelementen. Hoofdstuk 30: Kozijnen, ramen en deuren Hoofdstuk 31: Systeembekledingen
2.4.1 Inhoud In een specificatie omschrijving kan een klant eisen geven voor Vezelversterkte Kunststof panelen die over het algemeen onder te verdelen zijn in twee hoofdtakken, namelijk: Prestatie eisen Productie eisen Het is aan te bevelen aan de klant om de productie van de gevelpanelen te omschrijven aan de hand van prestatie eisen. Hiermee is de kwaliteit van het eindproduct in principe gewaarborgd. Wanneer er tevens eisen worden gesteld aan de productie, dan ontstaat er een zeer beperkte markt die de panelen kan produceren. Een opdrachtgever dient zeer specifieke productie kennis te hebben alvorens deze eisen kunnen worden omschreven. Dit komt vooral doordat de productie eisen een sterke relatie hebben met de prestatie eisen. Daar waar het bijvoorbeeld bekend is hoe de prestatie eisen kunnen worden opgelost met een bepaald materiaal, kan het zijn dat het materiaal niet in een specifiek productieproces is te verwerken. Het is daarom aan te raden om prestatie eisen en productie eisen alleen daar te omschrijven waar bekend is hoe een specifiek product gemaakt kan worden (door bijvoorbeeld vooraf een representatieve mock-up voor schrijven bestek te produceren). Er zijn verschillende eisen te geven voor prestatie eisen. Een aantal voorbeelden zijn hieronder weergegeven.
2.4.2 Prestatie eisen Aan de klant van een project wordt geadviseerd om in een vroeg stadium uitspraken te doen over onderstaande prestatie-eisen: Topcoating o Gelcoat of lak afwerking o Garantie (er worden door gelcoat leveranciers geen garanties afgegeven op kleur- en glansbehoud) o Specifieke kleur (RAL) o Specifieke glansgraad o Ruwheid (in verband met vuilaanhechting) o Rek bij breuk (flexibiliteit) o Dampdichtheidcoëfficiënt o Hechting met specifiek materiaal o Toleranties op eindproduct o Krasvastheid in de tijd
Structureel o Maximale toelaatbare doorbuiging o Weerstand tegen optredende belastingen
Brandwerendheid o Eisen aan materiaal brand, rookontwikkeling en druppelvorming(bijvoorbeeld conform NEN – EN 13501: B, S2, d0) o Eisen aan element (WBDBO bijvoorbeeld EI60)
Thermische isolatiewaarde o Thermische isolatie Rc o Thermische isolatie Uc o Condensatie in element verdwijnt gedurende jaar (in geval van sandwich bijvoorbeeld)
Akoestische isolatiewaarde o Omschrijving van de te behalen Rw(C; Ctr) o Hinderend geluid vermijden (tikken, piepen, kraken)
Er is een vrijheid aan productiemethoden zolang er aan de prestatie eisen kan worden voldaan.
3 FUNCTIONELE EISEN 3.1 Inleiding [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.2 Luchtdoorlatendheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.3 Waterdichtheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.4 Thermische isolatie Een belangrijke reductie van warmteverliezen wordt verkregen door het toepassen van geïsoleerde profielen, isolatieglas, isolerende panelen enz. Desalniettemin kan er toch condens op deze bouwdelen optreden. Dit is afhankelijk van de oppervlakte-temperatuur, luchtvochtigheid, wijze van detailleren enz. Zie Condensvorming. Het dient voorkomen te worden dat sterk geleidende materialen het binnen- en buitenklimaat met elkaar verbinden. Het Bouwbesluit stelt dat een uitwendige scheidingsconstructie overeenkomstig NEN 1068, ten minste een Rc-waarde moet hebben van 4,5 m²K/W. Deze eis geldt niet voor onderdelen als een deur, raam, kozijn en een daarmee gelijk te stellen constructieonderdelen. Hiervoor geldt de eis dat de warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde) bepaald volgens NEN 1068 ten hoogste 2,2 W/(m²K) is. Let wel: voor de dichte delen in een elementengevel, anders dan de eventueel daarin opgenomen onderdelen als deuren of ramen geldt wel een minimale Rc-waarde van 4,5 m2K/W. De warmtedoorgangscoëfficiënt van een raam of deur is afhankelijk van het type profiel en het type glas inclusief de randverbinding van het glas. De warmtedoorgangscoëfficiënt en de wanddikte van de Vezelversterkte Kunststofraam- en deur-profielen zijn hierbij de belangrijke factoren. Bij elementengevels is tevens de dikte en warmtedoorgangscoëfficiënt van het er in opgenomen isolatiemateriaal van belang.
In NEN 1068 worden berekeningsmethoden aangegeven om de U-waarde van raam of deur vast te stellen. Hierin moet voor het geprojecteerde oppervlakte van het raam worden uitgegaan van het buitenaanzicht. Een meer nauwkeurige berekeningsmethode wordt omschreven in NEN-EN-ISO 10077 deel 1 en 2. Iedere VMRG-gevelbouwer kan aangeven wat de U-waarde van een specifiek gekozen profiel of gevelelement is. Hoe lager de U-waarde van een profiel of element, hoe beter het profiel of element isoleert. Moderne Vezelversterkte Kunststof profielen hebben een U-waarde van 1,0 W/m²K of lager. De totale U-waarde van een gevelelement is daarnaast afhankelijk van het type beglazing en/of panelen. Tegenwoordig wordt meestal HR++ beglazing met een U-waarde van 1,1 W/m²K toegepast. Bij de reële aanname dat het Vezelversterkte Kunststof profiel oppervlak 20% van het totale oppervlak van een kozijn, raam, deur, pui, vliesgevel, glasdak of serre bedraagt, kan voor het opzoeken van de totale U-waarde van een gevelelement onderstaande tabel (U-waarde gevelelement) worden gebruikt. Indien deze gegevens voor een EPC-berekening benodigd zijn en er nog geen specifiek Vezelversterkte Kunststof profiel, glas en/of panelen gekozen is, kan worden uitgegaan van de genoemde uitgangspunten en tabel U-waarde gevelelement. Dit impliceert een totale U-waarde van 1,65 W/m²K voor een gemonteerd Vezelversterkt Kunststof gevelelement. Voor het bepalen van de specifieke U-waarde van een gevelelement kan een berekening gemaakt worden. Indien een thermisch verbeterde glasrandverbinding wordt toegepast kan worden uitgegaan van de waarden in tabel U-waarde gevelelement met thermisch verbeterde glasrandverbinding. Voor de psiwaarde van de thermisch verbeterde glasrandverbinding wordt meestal 0,08 aangehouden. Voor een juiste indicatie van de psi-waarden voor de glasrandverbinding zie NEN-EN-ISO 10077-1, tabel E.1 en E.2. U-waarde gevelelement
U-waarde gevelelement met thermisch verbeterde glasrandverbinding Voor de uniformiteit van de delen van deze Kwaliteitseisen en Adviezen zijn de tabellen gelijk gehouden. De kolommen rechts van 1,2 W/m2K zijn voor Vezelversterkte Kunststof echter niet relevant.
3.4.1 Temperatuurfactor panelen Er worden aan onderdelen in gevelelementen, anders dan ramen, deuren, kozijnen en een daarmee gelijk te stellen constructieonderdelen, nadere eisen gesteld aan de temperatuurfactor fri, zulks als omschreven in en te bepalen volgens NEN 2778. Voor deze onderdelen in woongebouwen geldt een minimale temperatuurfactor fri = 0,65 (Rc ≥ 0,42 m2K/W); voor niet voor bewoning bestemde gebouwen geldt een minimale temperatuurfactor fri = 0,50 (Rc ≥ 0,21 m2K/W). Door de opdrachtgever kunnen hogere eisen worden gesteld, zodat aan specifieke wensen voldaan kan worden.
3.4.2 Condensvorming Afhankelijk van de relatieve vochtigheid in een ruimte en de oppervlaktetemperatuur van de verschillende onderdelen in de gevelelementen kan condensvorming optreden. Om condensvorming tegen te gaan is het van belang dat aan de binnenzijde de oppervlaktetemperatuur voldoende hoog is. Dat wil zeggen: een temperatuur waarbij de relatieve vochtigheid onder de 100% blijft als de aanwezige binnenlucht tot deze temperatuur afkoelt. Daarnaast is het belangrijk om voldoende te ventileren om de relatieve vochtigheid van de binnenlucht laag te houden. De oppervlaktetemperatuur aan de binnenzijde is afhankelijk van de buitentemperatuur en de warmtegeleiding door het profiel. Bij gegeven binnen- en buitentemperatuur ontstaat de hoogste oppervlaktetemperatuur aan de binnenzijde van het profiel indien het grootste oppervlak naar binnen is gekeerd en dus het kleinste oppervlak naar buiten. Opgemerkt moet worden dat in die situatie ten gevolge van het grotere temperatuurverschil tussen het binnen- en buitenoppervlak de warmtestroom (lees energieverlies) groter kan zijn. Vezelversterkte Kunststof elementen worden opgebouwd uit verschillende onderdelen waarbij inwendige hulpconstructies zoals metalen ankers, houten schroefmogelijkheden en isolatiematerialen worden opgenomen. Als gevolg van de diversiteit van materialen opgenomen in het element kunnen deze door oppervlakte condensatie aan de buitenkant van de gevel zichtbaar worden (bijvoorbeeld in de ochtend wanneer oppervlakte condensatie plaatsvindt). Dit is een normaal en natuurlijk verschijnsel dat geen afbreuk doet aan de kwalitatieve eigenschappen van het element en kan derhalve niet leiden tot afkeur.
3.4.3 Infrarood thermografieën Tegenwoordig worden in de praktijk steeds vaker infrarood thermografieën (IR foto’s) gebruikt om warmte- en luchtlekken in gevels te beoordelen. Deze methode is echter een kwalitatieve testmethode voor het opsporen van eventuele tekortkomingen in de gebouwschil. Deze methode dient niet om de absolute isolatiewaarde of de luchtdichtheid van een gevel of bouwwerk te bepalen. Hiervoor zijn andere onderzoeksmethoden noodzakelijk.
3.5 Geluidswering [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal] Bij gevelelementen met uitstekende delen zoals waterslagen of lightshelves dient extra aandacht besteed te worden aan contactgeluidisolatie. Er kunnen hinderlijke windgeluiden of geluiden ten gevolge van gebouwbeweging en thermische beweging ontstaan (het kraken, piepen en fluiten) door het toepassen van bijvoorbeeld roosters, scherpe hoeken en holle profielen in gevelelementen en aandacht te geven aan de wijze van bevestigen. Om dit te voorkomen is meestal nader onderzoek nodig. Dit soort onderzoeken zijn vaak kostbaar en niet standaard bij de levering inbegrepen.
3.5.1 Bepaling geluidswering [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.6 Ventilatie [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.7 Brandveiligheid 3.7.1 Inleiding De brandveiligheid van een gebouw is mede afhankelijk van het gedrag van de gevel bij brand in, of direct bij een gebouw. Het brandgedrag van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen wijkt af van dat van metalen gevelelementen. Dat kan gevolgen hebben voor zowel de brandwerendheid, de brandvoortplanting als ook de rookproductie. Op deze zaken kan bij de productie van de Vezelversterkte Kunststoffen gestuurd worden door de samenstelling van de gebruikte grondstoffen en de vezels. Omdat de voorbereiding en productietijd van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen langer is dan die van metalen gevelelementen, betekent dit wel dat er al in een vroeg stadium keuzes gemaakt moeten worden inzake het ontwerp en verdere bouwproces. Op basis van de laatste stand der techniek is een brandwerendheid van 30 minuten conform NEN 6069, een brandvoortplantingsklasse B, een rookklasse s1 alle conform NEN-EN 13501-1 haalbaar. Het vereiste brandgedrag van de Vezelversterkte Kunststof Elementen, zoals brandvoortplanting, rookproductie en drupgedrag, dient aan de hand van projectspecifieke testen te worden geclassificeerd conform NEN-EN 13501-1. Indien brandwerendheid vereist is moet de brandwerendheid van (delen) van de Vezelversterkte Kunststof Elementen worden aangetoond door middel van testen conform NEN-EN 1364-3 of NENEN 1364-4. N.B. brandgedrag en brandwerendheid valt bij CE markering onder ACVP level 1 en dient derhalve door een Notified Body te worden vastgesteld indien dit volgens een geharmoniseerde norm aangetoond dient te worden.
De nationale regelgeving voor brandveiligheid is niet toereikend voor projecten hoger dan 70 m. Voor het bepalen van het concept van brandwerendheid bij hoogbouwprojecten kunnen de richtlijnen uit SBR-publicatie “Brandveiligheid in hoge gebouwen” aangehouden worden.
3.7.2 Bouwbesluit [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.7.3 Bliksembeveiliging [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.8 Inbraakwering 3.8.1 Inleiding Vezelversterkte Kunststof is zeer geschikt als basismateriaal voor het realiseren van voldoende sterke inbraakwerende gevelelementen. Daarom wordt in dit hoofdstuk dieper ingegaan op het gebied van inbraakwering en Vezelverstrekte Kunststof gevelelementen. In de eerste paragraaf worden de relevante normen m.b.t. inbraakwerendheid, die door het Bouwbesluit worden aangewezen, beschreven. In de tweede paragraaf worden deze normen in detail besproken. In het bouwbesluit is momenteel de NEN5096:2012 van kracht. Tenslotte komen de inbraakwerendheidsaspecten die voor de praktijk van belang zijn aan bod.
3.8.2 Bouwbesluit en inbraakwerendheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.8.3 Normen voor inbraakwerendheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.8.4 De praktijk [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.8.5 Herkenbaarheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
3.9 Kogelwering In bepaalde sectoren zijn kogelwerende oplossingen benodigd in combinatie met inbraakwering, bijvoorbeeld bij banken en verzekeringsbedrijven, overheidsgebouwen en winkels. Met Vezelversterkte Kunststof gevelelementen is goede kogelwerendheid te realiseren door het kiezen van de juiste vezels (Aramide), of het opnemen van kogelwerende beplatingen (bijvoorbeeld staal of Dyneema) in het element. De beschietingsklassen voor kogelwering zijn conform EN 1522 in groepen FB1–FB7 ingedeeld en dienen getest te worden volgens NEN-EN 1523.
3.10 Explosiewering Explosiewerende Vezelversterkte Kunststof gevelelementen dienen weerstand te bieden tegen een schokgolf als gevolg van een explosie van buitenaf. Explosiewerende elementen zijn soms gewenst bij banken, overheidsgebouwen, politiebureaus, juwelierszaken, petrochemische bedrijven en andere explosiegevoelige gebouwen.
Met Vezelverstekte Kunststof gevelelementen is goede explosiewerendheid te realiseren door het kiezen van de juiste laminaatsamenstelling en de juiste constructie, inclusief bevestigingsmethodiek. Als basis voor de explosiewerendheid kunnen normen als EN 13123, 13124 en 13541, de Amerikaanse GSA-richtlijnen, en ISO 16933 en 16943 worden gehanteerd.
4 PRODUCTIETECHNIEKEN 4.1 Algemeen Er zijn vele manieren mogelijk om VVK producten te realiseren. De juiste productiemethodiek wordt onder andere, maar met name bepaald door: Gestelde technische specificaties; Planning; Ontwerp op gebouwniveau (repetitie); Ontwerp op elementniveau (complexiteit) Iedere productietechniek heeft zijn eigen specifieke voor- en nadelen. Het project bepaalt in principe de meest geschikte productietechniek. Het is dan ook zaak dat een VVK engineeringbureau kennis en ervaring heeft met de diverse productie methodieken. Alleen dan kan er tot een optimaal ontwerp per project worden gekomen. Bij iedere productietechniek zijn mallen benodigd waarmee een bepaalde productvorm kan worden gecreëerd. De volgende paragraaf beschrijft hoe deze mallen tot stand komen. Van de productie dient een procescontrole plaats te vinden welke middels digitale vastlegging getoond dient te kunnen worden, middels bijvoorbeeld een logboek.
4.2 Modellen en mallen Om Vezelversterkte Kunststof producten te maken is er altijd een vorm nodig waarop of in, de versterkingsvezels, kernmaterialen, technische voorzieningen en de kunststof worden aangebracht. Dit is in de meeste gevallen een mal, het zogenaamde negatief van het product dat gemaakt moet worden. Een mal kan direct in de negatief vorm gemaakt worden, door bijvoorbeeld deze vorm uit een materiaal te frezen. Dit wordt een direct-mal genoemd. Echter, om een robuuste productiemal te maken waaruit vele producten kunnen worden geproduceerd wordt meestal eerst een model gemaakt, het zogenaamde positief van het product. Op dit model wordt dan de productiemal gelamineerd (ook met vezel versterkte kunststof). Tevens wordt een productiemal dan voorzien van verstijvingen voor de vormvastheid en hulpmiddelen voor het productieproces, zoals een geïntegreerde tafel met wielen eronder of stelmogelijkheden voor het uitrichten en correct opstellen van de mal t.b.v. de productie. De volgende visualisatie toont hoe het proces is opgezet van model tot product. Model, positief van het product
Mal, negatief van het product gelamineerd op het model
Productie product in mal
Lossen product uit mal
Afbeelding 1. Visualisatie van model naar product
Het model bepaalt voor een groot deel de eindkwaliteit van het product. Onder andere oppervlaktestructuur, afmetingen, en rechtheid worden initieel door het model bepaald. De mal en het eindproduct zijn namelijk een directe kopie van dit model. Wanneer er een gelcoat wordt toegepast op het eindproduct, dan is tevens de glansgraad van het model van belang, aangezien deze model / mal gebonden is. Er zijn diverse materialiseringen van modellen mogelijk. De uiteindelijke uitvoering van het model dient bepaald te worden aan de hand van het betreffende project. De gewenste kwaliteit van het model wordt in de basis bepaald door de benodigde eigenschappen van het eindproduct: Gewenste glansgraad van het eindproduct; Maximale toleranties op het eindproduct; Maximaal optredende piek exotherm hars gedurende productie (mal en eindproduct); Aantal te produceren mallen; Aantal te produceren eindproducten; Maximale afmeting eindproduct. Bij iedere processtap die in voorgaande visualisatie is weergegeven zullen eigenschappen veranderen. Factoren waar onder andere rekening mee dient te worden gehouden: De mal krimpt tijdens de productie op het model. Het eindproduct krimpt tijdens de productie in de mal. Daarom dient de mal groter te worden uitgevoerd dan het eindproduct en het model groter dan de mal. De hoeveelheid krimp van iedere processtap is zeer moeilijk vooraf te bepalen in theorie. Het is daarom van belang iedere processtap met een aantal dummy
producten te simuleren, opdat model en mal zo gedimensioneerd worden dat het eindproduct de juiste afmeting heeft. Als er gebruik wordt gemaakt van een gelcoat, dan wordt de glansgraad van het eindproduct bepaald door de mal. De glansgraad van de mal wordt echter niet 1 op 1 gekopieerd op het product, er is meestal sprake van een glansafname. Hetzelfde geldt voor de glansgraad van de mal versus de glansgraad van het model. Om te zorgen voor een juiste eindkwaliteit is het dus zaak om ook hier dummy producten te produceren alvorens het model in productie wordt genomen. Daarnaast dient er bij een gelcoat tevens rekening te worden gehouden met het feit dat er bij meerdere producten uit 1 mal glansafname van de mal zal optreden door slijtage van het mal oppervlak. In alle gevallen verdient het de aanbeveling met de beoogde producent vroegtijdig een traject op te starten voor het uitwerken van de gewenste kwaliteitseisen die door dit proces worden beïnvloed. Een gekwalificeerde en ervaren producent kan u hierover informeren.
4.3 Malstrategie Per productietechniek zijn er verschillende mal strategieën mogelijk. Hieronder worden in het kort mogelijke productietechnieken met hun malstrategie omschreven. Het wordt afgeraden om in technische specificaties een productietechniek te omschrijven. In de basis staat voorop dat de technische prestatie van de omhulling van een gebouw wordt gewaarborgd opdat de gebruiker met zekerheid een gebouw krijgt dat voldoet aan het beoogde comfort en prestatie niveau. Aan deze eis kan worden voldaan met meerdere productiemethodieken. De keuze van producent speelt ook hier een belangrijke rol. Hoe meer ervaring in verschillende productie technieken , hoe beter de kwaliteit van het beoogde product kan worden gewaarborgd. De beschikbare productietechnieken kunnen grofweg in drie technieken worden ingedeeld
Open mal;
Gesloten mal;
Lineair proces.
Ieder van de drie technieken bevat talloze sub categorieën die meer gedetailleerde productie technieken omschrijven. In de basis zijn in de volgende paragraven per methodiek omschreven hoe iedere productie methodiek functioneert.
4.3.1 Open mal 4.3.1.1 Algemeen Een open mal betreft in de basis een éénschalige mal. Er is dus geen sprake van een boven- en een ondermal. Met deze open mal worden producten gemaakt die een eenzijdige afwerking vragen, meestal schaaldelen of platen. Bij toepassing van een open mal techniek is het van groot belang om voldoende persoonlijke beschermingsmiddelen te dragen en adequate afzuiging toe te passen om milieubelasting te voorkomen. Vanuit een milieu technisch oogpunt verdient het de aanbeveling te werken met een ISO 14001 gecertificeerd bedrijf.
4.3.1.2 Hand lay-up
Afbeelding 1. Visualisatie van hand lay-up techniek (bron: Gurit)
Een veelgebruikte open mal techniek is de hand lay-up techniek. Bij deze techniek worden handmatig in een open mal de componenten hars, vezels en eventuele kernmaterialen in een mal aangebracht. In de regel wordt begonnen met het aanbrengen van een of twee lagen gelcoat. Daarna worden de versterkingslagen met hars aangebracht. Voor het lamineren kan gebruik gemaakt worden van kwasten en vacht-rollers, ontluchten gebeurt met speciale ontluchtingsrollers. Dit ontluchten is van groot belang aangezien luchtbellen in een gevelelement zullen uitzetten en krimpen naar gelang de temperatuurswisseling buiten. Het uitzetten of krimpen van een dergelijke luchtbel zal aan de oppervlakte zichtbaar zijn. Hand Lay-Up is nog altijd een veelgebruikte techniek. Het vereist relatief eenvoudige mallen (er wordt namelijk geen gebruik gemaakt van druk of vacuüm). Nadeel van de techniek is dat het arbeidsintensief is en zeer afhankelijk van de man aan de mal. Het is daarom vooral een techniek die geschikt is voor kleinere series. 4.3.1.3 Spray-up
Afbeelding 1. Visualisatie van spray-up techniek (bron: Gurit)
In tegenstelling tot de hand lay-up techniek, wordt bij deze techniek hars en vezels tegelijkertijd in een spuitpistool verspoten in de open mal. Glasvezels en hars worden samen op of in een mal gespoten en vormen zo het laminaat. Na het aanbrengen van een voldoende dik pakket wordt het eveneens nagerold met een ontluchtingsroller. Aangezien bij deze techniek de vezels worden ‘gehakt’ kunnen er alleen maar laminaten worden gevormd met kleine gehakte fibers. Extra sterkte in een bepaalde
oriëntatie of locatie is hierdoor niet mogelijk tenzij gebruik wordt gemaakt van een combinatie techniek van handlamineren en spray-up. Net zoals bij hand lay-up moet ook voorafgaand aan het spray-up proces eerst een gelcoat laag worden aangebracht in de open mal. Dit kan ook met een spuit gebeuren. Als deze gelcoat laag voldoende is gegelleerd wordt vervolgens het spray-up proces uitgevoerd. Het grote voordeel van spray-up ten opzichte van hand lay-up is de grotere hoeveelheid materiaal die per tijdseenheid wordt verwerkt. Het nadeel is dat de kans op luchtinsluitingen ten opzichte van handlamineren aanzienlijk hoger ligt. De techniek leent zich voor het maken van grote series en grote producten. Door het spuitproces zijn echter de diktevariaties in het laminaat groter waardoor ook verschillen in uitzetting en werking van het product bij temperatuurbelasting zichtbaar kunnen worden. 4.3.1.4 Conclusie Open mal technieken zijn ambachtelijke technieken om producten te produceren. Het is aan te raden om deze technieken toe te passen voor kleinschalige productie voor producten met geringe afmetingen. De structurele eigenschappen van deze productiemethodieken zijn beperkt. Wanneer specifieke structurele eigenschappen vereist zijn kan dit worden gerealiseerd door een combinatie van technieken toe te passen. Open mal technieken zijn vooral geschikt om enkelschalige producten te maken die mogelijk een 3D vorm hebben.
4.3.2 Gesloten mal 4.3.2.1 Algemeen Bij de gesloten mal technieken wordt gebruik gemaakt van het injecteren met hars van een droog pakket aan versterkingsvezels en kernmaterialen die aangebracht zijn in een gesloten mal. Drijvende kracht voor de injectie is een drukverschil die op de hars werkt. Dit drukverschil kan worden gecreëerd door een vacuüm in de mal, het injecteren van de hars onder druk of een combinatie hiervan. Met betrekking tot milieu aspecten verdient het de aanbeveling waar mogelijk gebruik te maken van één van onderstaande technieken. De uitstoot van (styreen)dampen is veel lager en de vernetting gedurende het uithardingsproces geeft een kwalitatief hoger eindproduct/laminaat. 4.3.2.2 Infusion
Afbeelding 1. Visualisatie van infusion (bron: Gurit)
Hierbij wordt slechts een enkele rigide mal gebruikt (die meestal vooraf wordt voorzien van een gelcoat laag). Deze wordt gevuld met de noodzakelijke droge vezelversterkingslagen en kernmaterialen en vervolgens met een folie luchtdicht afgesloten. Door het aanbrengen van een vacuüm op de droge materialen in de mal trekt de folie strak op het pakket. Door van buiten hars in te brengen wordt dit door het vacuüm verspreid en wordt het droge pakket doordrenkt (geïmpregneerd) met hars. Als het hele pakket vol is met hars kan de uitharding plaatsvinden.
Infusion techniek is een geschikte techniek voor het maken van series van producten, en vooral ook grote producten. Voordelen van de techniek zijn een goede verlijming (door impregneren) van de verschillende componenten, de hoge vezelvulling (door het aanpersen door het vacuüm) en het feit dat er een enkele mal nodig is (de folie sluit de buitenzijde af). De folie en de toevoerkanalen zijn in de meeste gevallen maar eenmalig bruikbaar. Producten gemaakt met infusion zijn alleen aan de malzijde glad (dus niet glad aan de folie-zijde). Infusion is goed bruikbaar voor het maken van grote panelen met eenzijdige afwerking. In het algemeen hoeft bij dergelijke panelen alleen de buitenzijde glad te zijn. De binnenzijde wordt op een alternatieve wijze afgewerkt. 4.3.2.3 VA-RTM
Afbeelding 1. Visualisatie van VA-RTM (bron: Gurit)
Het principe van VA-RTM is vergelijkbaar met infusion techniek. Echter, in plaats van folie wordt een tweede mal-helft gebruikt. Dit heeft een aantal voordelen: tweezijdig gladde producten, praktisch geen afval meer (zoals folie en toevoerleidingen) en de mogelijkheid om naast het vacuüm in het pakket ook overdruk op de hars aan te brengen. Nadelen zijn de benodigde extra bovenmal (extra malkosten en benodigde ruimte voor het lossen van een product) en het vullen van de mal met de droge componenten vooraf is kritischer (de ruimte tussen de maldelen moet precies gevuld zijn). 4.3.2.4 Conclusie Het grote voordeel van deze techniek is dat er geen schadelijke stoffen meer worden uitgestoten aangezien de hars reageert in een gesloten mal systeem. Tevens is de consistentie van het eindproduct vele malen hoger. Door het comprimeren van het glaspakket tussen twee mallen kunnen er vele hogere vezel volumegehaltes worden bereikt in het laminaat. Hierdoor wordt de structurele kwaliteit van het product sterk verbeterd ten opzichte van de open mal systemen. Aangezien het mogelijk is om met twee rigide mallen een product te produceren (VA-RTM), kunnen er producten worden gemaakt die gelijk uit de mal een tweezijdige esthetische finish hebben.
4.3.3 Lineair proces 4.3.3.1 Algemeen Deze technieken zijn geheel anders dan de technieken die in het voorgaande zijn besproken. met deze technieken worden producten gemaakt die een gelijke doorsnede over hun lengte as hebben. Deze technieken zijn dan ook vergelijkbaar met een extrusie proces. De producten die met deze techniek kunnen worden gemaakt moeten worden gezocht in bijvoorbeeld losse stijlen en regels of kliklijsten.
4.3.3.2 Pultrusion
Afbeelding 1. Visualisatie van pultrusion (bron: Gurit)
Pultrusion is een continu-proces om profielen te vervaardigen. Verder wordt de uitharding door een verhoogde temperatuur in gang gezet. De techniek bestaat uit het doorvoeren van verschillende versterkingsmaterialen (bundels, weefsels, matten) door een hars bad (ten behoeve van impregnatie met hars), waarna het pakket door een verwarmde, stalen matrijs wordt getrokken. Het pakket wordt in de matrijs in de vorm van het profiel gebracht en door de warmte van de matrijs hardt het pakket in de matrijs uit. Uit de matrijs komt dan met een constante snelheid het profiel. Een trekkracht aan het uitgeharde profiel houdt het proces op gang. Het resultaat zijn profielen met een constante doorsnede. Pultrusion profielen worden gekenmerkt door een hoge vulling aan versterkingsmateriaal en een constant niveau van maatvoering en eigenschappen.
Afbeelding 1. Voorbeelden van pultrusion profielen
4.3.3.3 Filament winding
Afbeelding 1. Visualisatie van filament winding(bron: Gurit)
Filament winding wordt hoofdzakelijk toegepast voor holle vormen, voornamelijk cirkelvormig of ovaalvormig zoals pijpen. Vezels worden door een hars bad gevoerd om vervolgens om een matrijs te worden gewikkeld in diverse oriëntaties. Het is een zeer snelle en economische manier om materiaal te verwerken. Het nadeel is echter dat er slechts een beperkt aantal vormen mee kunnen worden gemaakt. Oriëntatie van de vezels in de lengte richting van het product is niet of moeilijk mogelijk, echter, andere oriëntaties zijn makkelijk toepasbaar, waardoor sterktes in bepaalde richtingen makkelijk bereikbaar zijn. Daarnaast dient er gebruik te worden gemaakt van harsen met een lage viscositeit. Het toepassen van brandvertragende harsen (die over het algemeen een hoge viscositeit hebben) is daarom zeer lastig. De buitenzijde van het product wordt niet gevormd door een maldeel. Deze zijde is daarom esthetisch minder aantrekkelijk. 4.3.3.4 Conclusie Lineaire processen zijn bedoeld om producten te maken die een vorm hebben die zich leent voor een extrusie. Hierbij kan gedacht worden regels of lijstjes, maar tevens plaatmateriaal. Het is een proces dat zeer geïndustrialiseerd is. De eindkwaliteit van het product is zeer consistent. Keerzijde is dat de matrijs kosten zeer hoog zijn (zeker in vergelijking met een matrijs voor bijvoorbeeld een aluminium profiel). Er is dus een bepaalde serie grote nodig om een kosten efficiënt ontwerp te realiseren in dit materiaal.
4.3.4 Keuze matrix De productiemethodiek kan bepaald worden aan de hand van de voor- en nadelen van de diverse productie methodieken. In de volgende matrix zijn enkele voor- en nadelen per productiemethodiek omschreven. Deze matrix kan helpen bij het bepalen van de optimale productiemethodiek per ontwerp, en niet als leidend bedoeld.
Item Proces
Productie techniek Open mal
Gesloten mal
Lineair proces
Visualisatie
VA-RTM Hand lay-up Sub categorieën
Pultrusion RTM
Spray-up
Filament winding Infusion
Lage Tooling kosten
Hoog vezelvolume
Snel
Vrijheid in vorm eenvoudig
Lage uitstoot schadelijke stoffen
Geïndustrialiseerd proces
Lage engineering investering
Dubbelzijdige afwerking mogelijk
Constante kwaliteit
Geïndustrialiseerd proces
Hoog vezelvolume
Serie productie
Serie productie
Voordelen
Kwaliteit gewaarborgd met proces Betere product toleranties Ambachtelijk proces
Hoge tooling kosten
Beperkt aantal vormen mogelijk
Risico op luchtinsluitingen
Vrijheid in vorm complexer
Hoge matrijskosten
Laag vezelvolume
Veel engineering
Grote serie nodig voor kosten efficiëntie
Kwaliteit afhankelijk van man aan de mal
Hars flow moeilijker te voorspellen
Hogere uitstoot schadelijke stoffen
Kennis intensieve productie methode
Nadelen
Laag geïndustrialiseerd proces
Tabel 1. Matrix van de diverse productiemethodieken
4.4 Afwerken 4.4.1 Algemeen VVK producten bevatten altijd zogenaamde flensranden. Onderstaande paragraven omschrijven hoe en waar deze flensranden aan het product ontstaan. Het is altijd aan te bevelen om deze flensranden te voorzien aan de niet zichtzijdes van een product.
4.4.2 Open mal Een product in een open mal heeft zogenaamde flensranden welke eventueel afgewerkt kunnen worden. Deze flensranden ontstaan daar waar het hand lay-up of spray up proces worden beëindigt, oftewel de rand van het eindproduct. Onderstaande afbeelding laat zien waar deze flensrand van het product ontstaat.
Flensrand product
Mal Gewenste vorm VVK eindproduct
Afbeelding 1. Flensrand in een open mal
Dit afwerken kan worden gedaan omwille van: Techniek: de flensrand zit in de weg en dient voor een passing in de gebruik situatie weggehaald te worden; Esthetiek: de flensrand is in de gebruik situatie zichtbaar. Beide methodieken dienen in geval van afwerken te worden aangepast door wegnemen van materiaal. In een open mal kan dit aanpassen worden gedaan in de mal en buiten de mal. In de mal afwerken kan door het wegenemen van overtollig materiaal (glasvezel en kunststof laminaat) wanneer het nog in de gel fase is. Dit kan met behulp van bijvoorbeeld een scherp blad. Dit wegnemen dient te worden gedaan voordat het laminaat te hard geworden is, moment van wegnemen materiaal is dus van belang. Een andere methodiek is het wegnemen van het materiaal buiten de mal. Daarbij is het aan te bevelen dit materiaal weg te nemen doormiddel van slijpen of water snijden in geval van een esthetische afwerking. Materiaal kan tevens weggenomen worden door bijvoorbeeld zagen of frezen, echter, vanwege de brosheid van het materiaal kunnen er splinters van het zichtbare oppervlak afspringen, waardoor een minder ‘strakke’ afwerking wordt verkregen, die in het geval van een esthetisch deel weer dienen te worden afgewerkt. Bij het wegnemen van materiaal zal er altijd kops laminaat zichtbaar worden en komen de vezels aan het oppervlak te liggen. In geval van een open kopse kant aan het binnenklimaat is er vanuit technisch oogpunt geen probleem, tenzij het kopse deel een invulling geeft aan de dampdichte afwerking van een element. De kopse kant dient dan afgedicht / gecoat te worden. Indien een kops deel aan het buitenklimaat wordt blootgesteld, dan dient dit oppervlak over het algemeen te worden afgewerkt met een coating. De blootliggende vezels kunnen namelijk vloeistof opnemen dat in het laminaat terecht komt. Hierdoor kan het laminaat inwendig ernstig worden aangetast. (vorstschade) Afwerken en afdichten kan bijvoorbeeld met een zogenaamde topcoat of door het achteraf lakken van het product. Indien het kopse laminaat in het buitenlaminaat niet belast wordt door vloeistof, dan is het te overwegen om deze plekken niet te repareren. Het buiten laminaat mag namelijk meer damp open zijn dan het binnen laminaat.
4.4.3 Gesloten mal Een gesloten mal vormt flensrand aan het product daar waar de twee maldelen bij elkaar komen. Hierbij valt er wederom een onderverdeling te maken in technische en esthetisch af te werken flensranden. Onderstaande afbeelding laat zien waar deze flensrand op het product ontstaat.
Flensrand product Bovenmal
Ondermal Gewenste vorm VVK eindproduct Afbeelding 1. Flensrand in een gesloten mal
Het afwerken van de flensranden in een gesloten mal kan alleen buiten de mal. Dit aangezien de flensrand zich aan de binnenzijde van de mal bevindt, daar waar de twee maldelen elkaar ontmoeten. Het afwerken van de flensrand kan op gelijke wijze als omschreven bij de open mal.
4.4.4 Lineair proces Bij een lineair proces is er geen sprake van flensranden. Wel is er hier sprake van trekstrepen op het profiel. Dit komt door de samenstelling van de matrijs. De matrijs wordt opgebouwd uit verschillende stalen gefreesde blokken. Daar waar deze blokken elkaar ontmoeten zal altijd een naad blijven zitten, welke op het profiel dat er doorheen wordt getrokken gekopieerd wordt. De samenstelling van de matrijs kan op verschillende manieren worden gedaan, afhankelijk van de gewenste profielvorm. Het is zaak om te zorgen dat de naden tussen de blokken worden voorzien op gedeeltes die niet zichtbaar worden, bijvoorbeeld in voegen of glassponningen. Op een matrijstekening kan aangegeven worden welke zijdes niet zichtbaar worden, zodat een pultrusion producent hier rekening met kan houden. Matrijsblok Naad tussen matrijsblokken Gewenst VVK profiel
Afbeelding 1. Naden in een pultrusion matrijs
5 MATERIALEN EN WAPENING 5.1 Opbouw VVK materialen Om de opbouw van composietmaterialen te beschrijven moet eerst een goede definitie gegeven worden van composietmateriaal. Algemeen is een composiet materiaal gedefinieerd als een materiaal dat is samengesteld uit twee of meer componenten. Echter, als tegenwoordig over een composietmateriaal wordt gesproken, dan wordt vrijwel altijd een Vezel Versterkte Kunststof bedoeld (VVK). Om te garanderen dat de verschillende componenten hun rol goed vervullen is het van belang om een goede ingangscontrole uit te voeren. Items die gecontroleerd kunnen worden zijn onder andere vernoemd in hoofdstuk 2.2.1: Ingangscontrole.
De belangrijkste componenten, de vezelversterking en de kunststof hebben elk hun rol in het realiseren van de specifieke eigenschappen die composietmaterialen hebben. Zo zorgt de vezelversterking ervoor dat de sterkte en stijfheid van een composietmateriaal veel hoger is dan van de onversterkte kunststof. Paradoxaal genoeg is dit echter niet mogelijk zonder de combinatie met kunststof. Dit komt omdat de versterkingsvezels lang en dun zijn en daardoor erg buigzaam. De geringe diameter is belangrijk om de vezels over een relatief kleine straal te kunnen buigen, zonder dat de vezels breken. Zonder een inbedding van de vezels in een kunststof kunnen deze als gevolg van de lage buigstijfheid nauwelijks worden belast zonder uit te knikken. Verder zorgt de inbedding van de vezels in de kunststof ook voor de bescherming van de vezels tegen beschadiging. De kunststof (hars) wordt in een vloeibare fase verwerkt met vezels en daardoor is de vrijheid in vormgeving in principe onbeperkt. De mal waarin het product wordt gemaakt bepaalt de vorm en zowel de kunststof als de vezels kunnen tijdens de verwerking deze vorm volgen. Samengevat kan gesteld worden dat: De versterkingsvezels zijn in het algemeen als lagen beschikbaar, bijvoorbeeld als matten, weefsels of legsels. In de gevallen dat de vezels direct vanuit bundels worden verwerkt, ontstaat toch altijd een laagsgewijze structuur. Dit is bijvoorbeeld het geval bij spray-up techniek, waarbij vezelbundels worden gehakt en tezamen met hars op een mal worden gespoten. In het algemeen kan dus gesteld worden dat composieten laagsgewijs worden opgebouwd. Een eenheidslaagje wordt lamel genoemd en de versterkingsvezels zijn georiënteerd in het vlak van de lamel. Hieronder is schematisch een lamel getekend met gestippeld mogelijke vezel oriëntaties. Overigens hoeft de lamel niet vlak te zijn, maar kan ook gekromd zijn.
Afbeelding 1. Lamel
Meestal worden meerdere lamellen gebruikt voor het samenstellen tot een Vezelversterkt Kunststofproduct. De lamellen kunnen onderling verschillen in samenstelling en vezeloriëntatie. Het samenstel van meerdere lamellen wordt een laminaat genoemd.
Afbeelding 2. Laminaat
5.2 Vezel versterking Er zijn veel soorten versterkingsvezels beschikbaar voor het versterken van kunststoffen. Dit omvat zowel de kunstmatig vervaardigde versterkingsvezels (synthetische vezels) als de vezels gewonnen uit de natuur (natuurvezels). Veruit de meest toegepaste versterkingsvezels in VVK zijn de kunstmatig gesponnen glasvezels. De volgende tabel toont een overzicht van de belangrijkste soorten versterkingsvezels en hun kenmerken.
E-modulus (GPa)
Treksterkte (MPa)
Dichtheid (kg/m3)
Glas
70
2500
Koolstof
300
Aramide Natuur (*)
Soort vezel
Kleur
Kenmerken
2500
wit
relatief goedkoop
4000
1800
zwart
elektrisch geleidend
130
3000
1400
geel
taai
40
800
1400
bruin
vochtgevoelig
*) Er is een veelheid aan soorten natuurvezels, hier wordt een gemiddelde beschreven
Tabel 1. Soorten versterkingsvezels
Voor geveltoepassingen is het gebruik van glasvezels als versterkingsvezel veruit het meest voor de hand liggend. Dit hangt met name samen met de relatief lage prijs van vezels in vergelijking met andere vezels. Met glasvezels kunnen lichte en sterke composietproducten worden gemaakt. Er kan echter niet zo licht worden geconstrueerd als met bijvoorbeeld koolstofvezels, maar die vezels zijn dermate duur dat een keuze daarvoor alleen kan in situaties waarbij gewichtsreductie veel economische voordeel oplevert. In het volgende beperken we ons daarom tot de glasvezels. Er zijn veel verschillende uitvoeringen waarin de glasvezelversterking beschikbaar is. Dit hangt samen met de verwerkbaarheid en met de vereiste versterking. In hoofdzaak zijn te onderscheiden: glasroving, glasvlies, glasmat, glasweefsel en glaslegsel. Andere uitvoeringen, zoals chopped strands, tapes, breisels en vlechten zijn overige types die voor detailoplossingen kunnen worden gebruikt. In de volgende tabel worden een aantal kenmerken gegeven van de genoemde vijf hoofdgroepen versterkingsvormen. Uitvoering
Opbouw
Versterkingsrichting
Gangbare gewichten
Roving
gewikkelde spoel van glasbundels
Random
Vlies
Non-woven van glasfilamenten
Random
30 tot 70 g/m2
Mat
Non-woven van glasbundels
Random
225, 300 en 450 g/m2
Weefsel
Geweven glasbundels
0° en 90°
300 tot 1200 g/m2
Legsel
Op elkaar genaaide glasbundels
0° en 90° en / of + / - 45°
300 tot 1200 g/m2
Tabel 1. Soorten glasvezels
5.3 Kunststof Voor de composietproducten die in gevels worden toegepast wordt in praktisch alle gevallen gewerkt met zogenaamde thermoharde kunststoffen. Dit zijn kunststoffen die tijdens de verwerking vloeibaar zijn (hars) en daarna uitharden. De uitharding is een chemische reactie waarbij warmte vrijkomt (exotherme reactie). Na de reactie is de kunststof hard geworden als gevolg van de zogenaamde chemische vernetting reactie. De kunststof kan normaal gesproken niet meer vloeibaar worden, ook niet bij verhitting. Voor de thermoharde harsen geldt dat deze in uitgeharde toestand een E-modulus van ca. 3 GPa hebben en een dichtheid van 1200 kg/m3. Er zijn drie hoofdgroepen thermoharde kunststoffen aan te geven die relevant zijn voor composiet gevelelementen: polyesters, vinylesters en epoxies. Andere thermoharde kunststoffen, zoals fenol-harsen en andere worden in andere toepassingsgebieden gebruikt en worden hier niet behandeld. In de volgende tabel worden de eigenschappen en speciale kenmerken van thermoharde kunststoffen uit de genoemde drie hoofdgroepen weergegeven.
Type
Samenstelling
Uitharding
Kenmerken
Polyester
Polymeer in styreen
Toevoegen harder
Vele soorten
Vinylester
Polymeer in styreen
Toevoegen harder
Hoge bestendigheid
Epoxy
Component A en B
Mengen A en B
Kritische mengverhouding
Tabel 1. Soorten kunststof
Voor geveltoepassingen wordt toch in hoofdzaak gebruik gemaakt van polyesterhars. De specifieke (chemische) bestendigheid van vinylester harsen is voor gevels in het algemeen niet nodig, echter, het kan soms nuttig zijn om bijvoorbeeld een vinylester hars toe te passen in verband met de hogere temperatuur resistentie (bijvoorbeeld wanneer VVK met een hoge oppervlaktetemperatuur dient te worden toegepast). Epoxy harsen hebben een geheel andere en meer kritische verwerking en bieden voor geveltoepassingen geen speciale voordelen (in tegenstelling tot toepassingen in lucht- en ruimtevaart, elektrotechniek en sport). Om deze redenen zal alleen de polyesterhars nader worden beschouwd. Er zijn zeer veel uitvoeringen beschikbaar van polyesterharsen voor het vervaardigen van VVK producten. Zonder deze uitputtend te bespreken kunnen wel een drietal hoofdgroepen worden aangegeven: orthoftaalzure-, isoftaalzure- en iso-NPG-harsen. Zonder op de chemische achtergrond in te gaan kan gesteld worden dat de harsen in deze volgorde een oplopende bestandheid hebben tegen de inwerking van vocht. Om deze reden wordt vaak gekozen om de gelcoat-zijde van een product uit te voeren met een isoftaalzure- of een iso-NPG-hars en vervolgens het versterkte gedeelte uit te voeren met een orthoftaalzure hars (‘ortho-hars’). Bovengenoemde vuistregel is van toepassing indien er sprake is van het gebruik van een gelcoat. Echter, er zijn ook productiemethoden voor composiet geveldelen waarbij geen gebruik wordt gemaakt van een gelcoat, zoals bij pultrusion of in het geval een product naderhand sowieso wordt gecoat met bijvoorbeeld een nat lak. Verder zijn de productie omstandigheden en de uitvoering van de productie van grote invloed op de eindkwaliteit van het VVK product. Vooral het voorkomen van teveel styreen-verdamping van de gelcoat laag en in alle gevallen een goede doorharding van de hars is belangrijk voor de eigenschappen van het product. Voor de productie van composietdelen voor geveltoepassingen is de uitharding van hars een essentieel onderdeel. De uitharding is een chemisch proces dat bepaald wordt door een aantal parameters die invloed heeft op de productietijd en op de kwaliteit van het product. Tegenwoordig wordt in de meeste gevallen uitgegaan van een zogenaamde voor versnelde hars, dit is een hars waar de versneller (meestal kobalt) al in zit. Om de uitharding op gang te brengen hoeft er dan alleen zogenaamde harder te worden toegevoegd. Deze harder is in de meeste gevallen een zogenaamde MEK-peroxide die in een percentage tussen de 1% en 3% van het harsgewicht in de hars wordt ingemengd. (mede afhankelijk van omgevingstemperatuur) Na inmengen gebeurt er een zekere tijd nog niets. Deze tijd heet de ‘potlife’ en is de tijd waarin de hars nog verwerkbaar (vloeibaar) is. Daarna begint de hars vast te worden, te geleren, waarbij warmte vrijkomt die de uithardingsreactie verder versnelt. Dit is een zogenaamde exotherme reactie die leidt tot een maximale temperatuur van de uithardende hars: de exotherme piektemperatuur of ‘piek-exotherm’. Daarna koelt de hars af tot omgevingstemperatuur. De volgende figuur illustreert het verloop van temperatuur in de tijd.
Afbeelding 2. Temperatuur vs. tijd gedurende curing van een hars
De parameters die invloed hebben op de potlife en de exotherme piek-temperatuur zijn de eigenschappen van de gebruikte hars, het percentage en type harder dat is toegevoegd, de begintemperatuur van de hars, de ‘vulling’ van de hars (hoeveelheid glasvezels) en de dikte van de hars. Dit kan als volgt omschreven worden: Type voor versnelde hars Percentage en type harder Begintemperatuur hars Vulling van de hars Dikte van de hars
vormt de basis voor potlife, reactiviteit en eindeigenschappen; hoger geeft kortere potlife en hogere piek-exotherm 1% tot maximaal 3% (hoger: geen effect, echter verstorend); hoger geeft kortere potlife en hogere piek-exotherm 18 °C tot maximaal 25 °C (hoger wordt onwerkbaar); hoe meer vulling (glasvezels) hoe lager de piek-exotherm; hoe dikker het pakket hoe hoger de piek-exotherm.
Belangrijk is te vermelden dat na de exotherme uithardingspiek de chemische reactie voor ca. 75% is voltooid. Dit betekent dat de eindsterkte van het composietproduct nog niet bereikt is. De voltooiing van de uitharding gebeurt op een natuurlijke manier in een tijdsbestek van 1 tot 2 maanden (afhankelijk van de omgevingstemperatuur). Dit kan versneld worden door een zogenaamde ‘postcure’, waarbij het product een aantal uren in een verwarmde ruimte (40°C tot 60°C) wordt geplaatst. Heel belangrijk is dat zolang het product nog niet is uitgehard het niet in een vervormde toestand wordt opgesteld of wordt opgeslagen. Als een nog niet volledig uitgehard product namelijk in een vervormde toestand staat, dan ‘bevriest’ als het ware deze vervormde toestand gedeeltelijk in het product tijdens de verdere voltooiing van de uitharding.
5.4 Kernmateriaal Onder kernmateriaal wordt verstaan alle overige componenten die nog worden toegevoegd aan de composiet naast de vezelversterking en de kunststof. Omdat dit in het algemeen materialen zijn die tussen de buitenste versterkingslagen worden geplaatst worden deze aangegeven met kernmateriaal. Kernmateriaal kan verschillende functies hebben:
Afstandshouder voor buitenste versterkingslagen (meestal d.m.v. schuim); Warmte-isolatielaag (meestal d.m.v. schuim); Geluidisolatielaag (meestal zware rubberlaag of gipsplaat); Montage-inlage t.b.v. aanschroeven of bouten (meestal d.m.v. multiplex of aluminium plaat); Lokaal druk vaste inlage (multiplex of massieve GVK-laminaatplaat);
Verstijvingsinlage (profielen, bijvoorbeeld hout of aluminium).
5.4.1 Schuim Er zijn diverse soorten schuim en per soort is het schuim meestal in verschillende dichtheden verkrijgbaar. De dichtheid (in kg/m3) is bepalend voor de prijs, de drukvastheid en de warmtegeleiding (een hogere dichtheid geeft een hogere lambda waarde en dus een lagere warmte isolatie). Verder zijn er diverse opties mogelijk voor een geschikte verwerkbaarheid, zoals inzagingen voor hogere buigzaamheid of oppervlaktegroeven (runners) voor betere harsstroming bij vacuüm-injectie. Ook kunnen leveranciers het schuim op maat leveren (dikte, breedte, lengte, afschuiningen). Een aantal bekende schuimsoorten zijn die als kernmateriaal in VVK kunnen worden gebruikt zijn: PUR PIR PVC PET
goede verwerking met polyester, brandt maar smelt niet; als PUR maar met verhoogde brandvertragende eigenschappen; taai, slagvast, warmtegevoelig, primer nodig voor hechting; als PVC maar warmtebestendiger, geen primer nodig.
5.4.2 Plaatmateriaal Plaat materiaal wordt over het algemeen in composiet materiaal toegevoegd om een element plaatselijk of geheel aan een specificatie te laten voldoen. Bijvoorbeeld het plaatselijk toevoegen van aluminium platen om brackets aan te bevestigen of het toevoegen van gipsplaat om massa aan het element toe voegen (akoestische verbetering). Multiplex Underlayment Gipsplaat Balsahout Coremat Kurk laag Honingraat
standaard plaatmateriaal (meranti, populieren of berken); als multiplex maar minder maatvast (meestal grenen); voor geluiddemping, oppervlakte-inlage nodig voor hechting in geval van sandwich; samengesteld uit blokjes kops hout t.b.v. hogere drukvastheid; non-woven laag (2 tot 6 mm) voor vergroten plaatdikte; voor vergroten plaatdikte, milieu-duurzaam; geïmpregneerd karton of dun aluminium plaat als honingraat.
5.4.3 Profielen Volhout Gevingerlast hout Gelamineerd hout Staal Aluminium Pultrusion
vuren, goedkoop, minder maatvast; vuren of meranti, gevingerlast veel maatvaster dan volhout; vuren, gelamineerd voor grotere balkhoogtes; standaardprofielen of gezet, primer nodig voor hechting; voor bevestiging van structurele componenten; standaard GVK-profielen.
6 CONSTRUCTIES 6.1 Inleiding In dit onderdeel worden eisen gesteld aan en adviezen gegeven over de constructieve eigenschappen van gevelelementen. In het eerste gedeelte komen de sterkte- en stijfheidseigenschappen aan bod. Daarna wordt de combinatie van Vezelversterkte Kunststoffen met andere materialen behandeld. Vervolgens worden de toleranties van verscheidene constructies gedefinieerd. De laatste twee paragrafen behandelen respectievelijk het hang- en sluitwerk en de waterhuishouding. Verder hebben alle Europese lidstaten hun nationale normen voor constructieberekeningen (in Nederland: NEN 6700 t/m NEN 6790) in 2010 ingetrokken zodat nu alleen nog Eurocodes (NEN-EN 1990 t/m 1999) gebruikt worden. Het is hierbij van belang deze normen steeds inclusief de Nationale Bijlage (NB) te raadplegen.
6.2 Sterkte [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.2.2 Controle op sterkte Door middel van een sterktecontrole dient aangetoond te worden dat het gevelelement niet zal bezwijken ten gevolge van de optredende belastingen. De sterktecontrole kan eventueel langs proefondervindelijke weg plaatsvinden. In NEN-EN 12211 is hiervoor een beproevingsmethode vastgesteld. De vereiste beproevingsdruk moet gelijk zijn aan de berekende waarde volgens NEN-EN 1991-1-4(NB). In het ontwerpstadium kan de sterktecontrole echter alleen op rekenkundige wijze gebeuren. De rekenwaarden van de sterktes van conventionele materialen zijn vermeld in de normen: NEN-EN 1993-1-1(NB): staalconstructies - algemene regels en regels voor gebouwen; NEN-EN 1999-1-1(NB); aluminiumconstructies - algemene regels en regels voor gebouwen; NEN 2608: glas.
Voor de rekenwaarden van de sterktes en stijfheden van Vezelversterkte Kunststoffen dient uitgegaan te worden van de CUR-Aanbeveling 96 (2003): Vezelversterkte Kunststoffen in civiele draagconstructies;
Minimale eisen aan de uitvoering van rekenkundige controles : 1. De keuze van het constructieve systeem, het ontwerp en de berekening van de constructie zijn gemaakt door ter zake gekwalificeerd en aantoonbaar ervaren personeel; 2. De keuze van het constructieve systeem, het ontwerp en de berekening van de constructie worden eenduidig vastgelegd in tekeningen en/of rapporten; 3. Relevante rekenwaardes van sterktes en stijfheden van Vezelversterkte Kunststoffen dienen door middel van testen aangetoond te worden conform CUR-Aanbeveling 96 (2003): Vezelversterkte Kunststoffen in civiele draagconstructies; 4. In geval gebruik gemaakt wordt van numerieke analyses dient de uitwerking te voldoen aan “Uitwerking Indieningsvereisten EEM-berekeningen” van het Centraal Overleg Bouwconstructies (COBc).
6.3 Doorbuiging 6.3.1 Algemeen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.3.2 Horizontale doorbuiging [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.3.3 Verticale doorbuiging [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.3.4 Belastingen De in rekening te brengen windbelasting om tot verantwoorde elementen te komen, dient bepaald te worden overeenkomstig NEN-EN 1991-1-4(NB). De temperatuur belasting dient bepaald te worden overeenkomstig NEN-EN 1991-1-5(NB). Voor de berekening van de doorbuiging, kan worden uitgegaan van de frequente combinatie in de bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). Bij de elastische doorbuiging van gevelelementen is immers sprake van een omkeerbare situatie, waarbij geen blijvende vervormingen optreden: De windbelastingen mogen in de bruikbaarheidstoestand vermenigvuldigd worden met een factor, behorende bij een terugkeertijd van 12,5 jaar overeenkomstig NEN-EN 1991-1-4, paragraaf 4.2: Cprob = 0,92 De temperatuurbelastingen mogen in de bruikbaarheidstoestand vermenigvuldigd worden met een factor, behorende bij een terugkeertijd van 12,5 jaar overeenkomstig NEN-EN 1991-1-5, bijlage A2: -
Cprob, Tmax = 0.92 Cprob, Tmin = 0.78
Ter voorkoming van een situatie waarin de gevelelementen te slap “aanvoelen”, zijn door VMRG de volgende aanvullende eisen gesteld: Bij gevelelementen met beweegbare elementen geldt als ondergrens een belasting van 0,5 kN/m². Voor binnenpuien zonder beweegbare delen moet een minimale belasting aangehouden worden volgens artikel 7.2.9 van NEN-EN 1991-1-4(NB) met een absoluut minimum van 0,2 kN/m². [tabel van stuwdrukwaarden van VMRG KE&A invoegen] [tabel voor temperatuur belasting VMRG KE&A invoegen]
6.3.5 Controle op doorbuiging De controle op stijfheid kan langs proefondervindelijke weg worden uitgevoerd. In NEN 3660 is hiervoor een meetopstelling beschreven. De vereiste beproevingsdruk moet minstens gelijk zijn aan de berekende waarde volgens 6.3.4. De constructie dient te voldoen aan de stijfheidseisen van 6.3.2. In het ontwerpstadium kan controle op de doorbuiging echter alleen plaatsvinden langs rekenkundige weg. Voor eisen ten aanzien van een rekenkundige controle zie paragraaf 6.2.2.
6.3.6 Windtunnelonderzoek [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.4 Instabiliteit [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.5 Stijfheid van beweegbare delen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.6 Sterkte van verbindingen De sterkte van verbindingen in zijn algemeenheid en specifiek de verbinding met de hoofddraagconstructie, moet zodanig zijn dat, zonder blijvende vervormingen, alle optredende belastingen kunnen worden opgenomen. Hierbij gelden de eisen zoals vastgelegd in 6.2, 6.3 en 6.4.
6.7 Combinatie met andere materialen Vezelversterkte Kunststoffen laten zich goed combineren met ander materialen. In bouw gerelateerde constructies zal overwegend glasvezels toegepast worden als vezelversterking. Galvanische (contact) corrosie zal hierbij niet optreden. Alleen in het uitzonderlijke geval dat koolstofvezels toegepast worden, kan in de buitenlucht en/of vochtige omgeving, galvanische corrosie van metalen delen optreden. Dit dient voorkomen te worden door het koolstof Vezelversterkte Kunststof te isoleren met een glasvezelversterkte kunststof laag.
6.8 Maattoleranties van producten De maattoleranties van vezelversterkte gevelonderdelen die project specifiek ontwikkeld worden zijn afhankelijk van malstrategie, productiewijze en laminaatopbouw zoals in detail beschreven in hoofdstuk 4. Per project dienen keuzes gemaakt te worden hoe met maattoleranties om te gaan. Vezelversterkte gevelonderdelen die vervaardigd zijn met pultrusion, zie paragraaf 4.3.3.2, dienen te voldoen aan de eisen EN 13706-2: Versterkte kunststofcomposieten - Specificaties voor gepultrudeerde profielen - Deel 2: Beproevingsmethoden en algemene eisen
6.9 Maattoleranties van bouwkundige constructies [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.10 Maatvoering 6.10.1 Buitenmaten [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.10.2 Haaksheid [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.10.3 Scheluwte, schrikstijfheid en stijfheid tegen scheluwvorming [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.11 Vuldelen Deze paragraaf behandelt zowel plaat- als sandwichconstructies in Vezelversterkt Kunststof. Het is technisch niet mogelijk plaatwerk te vervaardigen dat absoluut vlak is. Afwijkingen in hoekverdraaiingen bij plaatconstructies en lekdorpels zijn toegestaan mits de toepasbaarheid niet in het gedrang komt. In elk geval is het volgende van belang voor een goed eindresultaat: Constructiemethode; Laminaatopbouw; Soort oppervlaktebehandeling; Afmetingen; Glansgraad na oppervlaktebehandeling;
De relevante ervaring van de VMRG-gevelbouwer.
Het aantonen van relevante ervaring kan geschieden aan de hand van eerdere projecten. Plaatconstructies voor een luchtdichte achtergrondconstructie zijn onderhevig aan externe druk en de druk in de spouw tussen element en achterconstructie. De bevestigingsmiddelen van de plaatconstructies kunnen onderhevig zijn aan metaalmoeheid. Er dient apart gecontroleerd te worden dat de bevestiging van het paneel duurzaam is. Hierbij dient ook aandacht besteed te worden aan de oplegging en vermoeiing bij maximale doorbuiging. In de meeste gevallen is voor het ontwerp van plaatconstructies de onderdruk maatgevend. Spouwcompartimentering, zowel horizontaal als verticaal, speelt hierin een belangrijke rol. De maximale afwijking van vlakheid in onbelaste toestand (inbegrepen temperatuurbelasting) en gemeten in de stand van zijn toepassing (in het vlak van het paneel) mag over de diagonalen gemeten onder een rei nergens meer bedragen dan ± 5 mm/m1 met een absoluut maximum van ± 10 mm. De maximale afwijking van vlakheid over een beperkt oppervlak mag over een afstand van 100 mm in absolute zin nergens meer bedragen dan ± 1 mm. Over een afstand van 500 mm bedraagt de maximale afwijking ± 2 mm. Voor het meten van vlakheid dienen de volgende hulpmiddelen aanwezig te zijn: Een meetinstrument waarvan de afleesbaarheid een nauw-keurigheid bezit van 0,1 mm; Een reilat van voldoende stijfheid en met een lengte die tenminste gelijk is aan de lengte van de te meten overspanning vermeerderd met minimaal 150 mm; identieke (houten) klosjes met afmetingen van ca. 100 x 25 mm en dikte X. Het onder- en bovenvlak van de klosjes moet planparallel zijn. Een paneel mag na montage niet meer dan 5 mm scheluw zijn. Panelen, mits voorzien van een rondomlopend kader, dienen zonder blijvende vervorming belastingen te kunnen opnemen overeenkomstig NEN-EN 1990 en 1991. Panelen mogen voorts, gemeten over de lengte van hun diagonaal, bij de meest ongunstige combinatie van belastingen niet meer doorbuigen dan maximaal 1/50 daarvan. De blijvende vervorming moet kleiner zijn dan 1 mm. Sandwichpanelen, gebruikt als uitwendige scheidingsconstructie, dienen te voldoen aan het gestelde in Thermische Isolatie. Capillaire naden dienen zoveel mogelijk vermeden te worden, hetgeen inhoudt dat naden bij voorkeur breder dan 3 mm dienen te zijn.
6.12 Hang- en sluitwerk 6.12.1 Algemeen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.12.2 Scharnieren van aluminium ramen en deuren [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.12.3 Sluitwerk [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.12.4 Wielen van schuifelementen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.12.5 Deuren in brand- en rookscheidingen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.12.6 Nooduitgangen en vluchtdeuren [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.12.7 Onderhoud [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.13 Waterhuishouding [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
6.14 Doorvoeringen door de gevel [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal, paragraaf ‘Leidingen’]
7 OPPERVLAKTEBEHANDELING 7.1 Algemeen Er zijn diverse afwerkingen mogelijk in VVK materialen. De keuze voor een bepaalde afwerking kan worden gemaakt op basis van een bepaalde esthetische wens, maar tevens op basis van technische eigenschappen die een coating dient te bezitten. Op technisch vlak is de functie van de coating het beschermen van het achterliggende VVK laminaat tegen UV en vocht. Er is geen sprake van bescherming tegen corrosie of oxidatie. Onderstaande paragraven omschrijven enkele van de methodieken waarop VVK delen kunnen worden afgewerkt. Voor de beoordeling van het gemonteerde product met betrekking tot gebreken gelden de criteria als vermeld in Controle van Montage van VMRG-gevelelementen op de bouwplaats.
7.2 Gelcoat Een wel bekende en veel gebruikte oppervlakte behandeling in de VVK markt is het aanbrengen van een gelcoat. Een gelcoat is een oppervlaktebehandeling die in de mal wordt aangebracht. De coating wordt als eerste in de mal gezet alvorens glaspakket en kernmateriaal in een mal worden verwerkt. Een gelcoat dient minimaal tweelaags te worden aangebracht. De eerste gelcoat laag dient minimaal in een natte laagdikte van 350mu te worden opgezet, de tweede in een natte laag van minimaal 300mu. Een gelcoat is in principe een harslaag die gepigmenteerd is, een verhoogde waterdichtheid en verhoogde UV werende eigenschappen bezit. De oppervlakte structuur en glansgraad van de gelcoat wordt volledig bepaald door het maloppervlak. Aangezien deze factoren mal gebonden zijn is het van groot belang dat mal en daarmee het model van een verhoogde kwaliteit zijn. Hier dient dus rekening te worden gehouden met hogere initiële kosten. De coating zit al op het product als deze uit de mal komt. Dit biedt het voordeel dat producten oppervlakte technisch gereed zijn als ze uit de mal komen. Aanpassingen aan het product na het lossen van het product dienen echter hersteld te worden. Dit kan door een zogenaamde topcoat op de te herstellen locaties aan te brengen, welke in de basis opliggend wordt uitgevoerd. Een topcoating is in principe een gelcoat welke wordt voorzien van paraffine waardoor deze cured aan de buitenlucht. Deze topcoat kan tevens vlakliggend worden uitgevoerd, echter, deze dient dan terug geschuurd te
worden en vervolgens gepolijst te worden naar de juiste glansgraad. Er zijn echter een aantal voorwaardes bij deze methodiek: Bij een opliggende topcoat wordt niet meer geschuurd of gepolijst. De glansgraad van de topcoat kan daardoor niet meer worden aangepast; Bij het polijsten van een topcoat kan geen malstructuur worden geïmiteerd, deze is niet te dupliceren in het oppervlak door polijsten. Iedere gelcoat heeft echter een structuur die uit een mal komt, dit geldt ook voor vlakke mallen; Aangezien er wordt gepolijst, is het zeer lastig om een mat oppervlak te creëren. Deze methodiek wordt dan ook alleen aanbevolen voor oppervlakken met een glansgraad van 85 GU of meer. Met andere woorden, een aanpassing buiten de mal of een reparatie op de bouw is in hoogglans goed uit te voeren, echter, nooit onzichtbaar. Wel is het zo dat reparaties direct na uitvoering zichtbaar kunnen zijn en na een bepaalde tijd na uitvoering steeds minder zichtbaar worden. Het is beperkt mogelijk om reparaties of aanpassingen buiten de mal te doen indien er gekozen wordt voor een gelcoat afwerking in mat. Er zijn vele types gelcoat beschikbaar op de markt. De Nederlandse markt vraagt momenteel om brandwerende gelcoats in combinatie met een hoge mate van kleur- en glansbehoud. De brandeisen komen daarbij voort uit de bouwbesluit eisen. Daarbij dient te worden gedacht aan de warmte- en de rookontwikkeling van de coating gedurende brand. De brandwerende gelcoats bevatten echter additieven om aan de brandwerendheid te voldoen. Deze additieven kunnen een ongunstig effect hebben op de UV werende eigenschappen van de gelcoat. Dit effect is terug te zien in een verhoogde delta E (verkleuring) en een verhoogde glansafname over de tijd van de brandwerende gelcoat ten opzichte van een standaard gelcoat met verhoogde UV werende eigenschappen. Daarnaast hebben deze additieven het effect dat de gelcoat brosser worden. Dit brosser worden vertaald zich in een lagere rekgrens van de coating, waardoor bij een lagere rek scheurt. Er dient extra rekening te worden gehouden opdat een constructie zo ontworpen wordt dat scheurvorming niet voorkomt. Dit geldt natuurlijk tevens voor andere coatings, maar in het bijzonder voor gelcoat. Het grote voordeel echter van gelcoats is dat de vernetting met de hars tijdens productie zorgt voor een chemische binding van de coating die voorkomt dat de kleurlaag kan bladderen of delamineren. Aanbevolen wordt om gelcoats toe te passen in geval van standaard Uni (ral) kleuren in hoogglans afwerking. In geval van de keuze op een matte afwerking dient rekening te worden gehouden met de beperkte mogelijkheden reparaties onzichtbaar uit te voeren. Het gebruik van metallics of andere toevoegingen wordt afgeraden, aangezien het zeer lastig is om deze coatings zonder ‘vlekvorming’ aan te brengen. In dat geval dient te worden gekozen voor een nabehandeling als natlak.
7.3 Natlak Indien er wordt gekozen voor het natlakken van een VVK product, dan worden de producten buiten de mal gecoat. Dit geeft de gelegenheid om producten na lossen uit de mal aan te passen in vorm, zonder zichtbare reparaties. Het product wordt immers pas gecoat nadat het volledig is afgewerkt. Er ontstaat daarmee meer flexibiliteit in een ontwerp. Hierdoor kunnen een ontwerp eenvoudiger afwijkende elementen worden bedacht, zonder daarmee afbreuk te doen aan een repetitie van een standaardvorm. De afwijking kan immers buiten de mal aan het element worden toegevoegd. In het geval van een afwerking of aanpassing van het element buiten de mal dient rekening te worden gehouden met variaties in de afwerking de het beeld van het element minder strak doet zijn. Een malgebonden product is over het algemeen strakker in vorm en aanzicht. De meest bekende laksystemen op de markt zijn de 2K polyurethaan en 2K epoxy systemen. Een 2K epoxy systeem is over het algemeen harder en sterker dan een 2K polyurethaan systeem. Een 2K polyurethaan systeem is echter flexibeler. Aangezien een gevel dynamisch wordt belast en dus
beweegt, is in de meeste gevallen een polyurethaan coating de beste keuze. Deze coating zal minder snel scheuren dan een 2K epoxy systeem. Belangrijk is dat de te gebruiken lak afwerking bestand is tegen styreen. Een nog niet 100% uitgehard element kan wel zonder bezwaar worden verwerkt maar zal nog enige tijd styreen uitdampen die, wanneer de gekozen laklaag hier niet tegen bestand is, de laklaag na aanbrengen kan aantasten. De gemiddelde laagdikte van een natlak afwerking is onderstaande tabel terug te lezen.
De laagdikte mag niet zo dik zijn dat constructies niet meer functioneren. Bij de aanvraag dient door de opdrachtgever te worden vermeld of het project wordt blootgesteld aan agressieve omgeving zoals: Omgevingsfactoren: • Ligging binnen 25 km van de kust (zout neerslag); • Ligging direct boven maaiveld (opspattend vuil); • Ligging boven water (condens); • Stedelijk gebied (uitstoot verbrandingsgassen); • Industriële omgeving (uitstoot chemicaliën, rookgassen, ertsstof); • Verkeersbelasting (zwavelverbindingen, stikstofverbindingen, stofdeeltjes van remvoeringen, ijzer- en koperdeeltjes van railverkeer); • Overdekte gebieden (geen beregening); • Bevuiling door dieren (honden, katten, vogels). Gebruiksfactoren: • Moeilijk bereikbaar voor doelmatige reiniging; • Veel handeling (deuren). Oriëntatiefactoren: • Ongunstige ligging op de zon; • Weinig beregening. Tijdens laagdiktemetingen mag geen enkele meting minder bedragen dan 80% van de voorgeschreven laagdikte, met inachtneming van de Partijkeuring. Een natlak heeft over het algemeen een hogere UV bestendigheid dan een gelcoat. Dit vertaalt zich in een lagere delta E waarde en langer glansbehoud over de tijd. Deze waardes kunnen voor een natlak nog eens sterk verbeterd worden door toevoeging van een blanke lak systeem. Dit geeft tevens een extra hardheid aan de coating en daarmee een betere krasbestendigheid. Het toevoegen van een
dergelijke topcoating heeft natuurlijk wel een kostenconsequentie waarmee rekening dient te worden gehouden. Bij toepassing van een natlak ontstaat de mogelijkheid om gebruik te maken van bijvoorbeeld metallic lakken of lakken met andere toevoegingen. Over het algemeen dient er dan wel altijd een blanke laklaag te worden toegevoegd. Bij reparaties aan elementen in gebruiksfase dient het product vlaksgewijs te worden hersteld. Een reparatie in het vlak zal namelijk zichtbaar blijven doordat de herstelling opliggend op het vlak zal zitten. Het verwerken van een natlak op een VVK element dient altijd te worden voorafgegaan door het ontvetten van het oppervlak (verwijderen van losmiddel) en het aanbrengen van een primer, waarna de laklaag kan worden aangebracht. Er is dan sprake van een mechanische hechting. De handelingen dienen te worden uitgevoerd door een specialist die over kennis en ervaring beschikt om VVK elementen op deze wijze na te behandelen. Het niet goed verwerken of aanbrengen van primers en laklaag brengt een risico met zich mee van delaminatie of bladderen van de laklaag.
7.4 Folie Het aanbrengen van stippen, tekeningen, fotografische afbeeldingen etc. door middel van een folie is mogelijk. Hoewel op dit vlak veel ervaring is opgedaan in de automobiel industrie is het toepassen van folies op gevels nog maar zeer beperkt uitgevoerd. De verwachting is dat deze ontwikkeling zich in de komende jaren verder zal uitbreiden.
7.5 Toevoegingen Speciale toplagen als ingebed natuursteen, grit, metaaldeeltjes en CO2 neutraliserende grondstoffen, etc. behoort tot de mogelijkheden maar dient al in de ontwikkelingsfase van de gevel te worden meegenomen om de specifieke eigenschappen al vroegtijdig te kunnen beoordelen. Met name de hechting van de afwerking op de VVK huid dient goed te worden onderzocht.
8 GLAS EN ANDERE VAKVULLINGEN 8.1 Inleiding [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.2 Glas en panelen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.3 Diktebepaling van glas [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.4 Specificaties glas [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.5 Beglazingssystemen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.6 Sponning [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.7 Steun- en stelblokjes [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.8 Voorgespannen glas [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.9 Veiligheidsbeglazing [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
8.10 Beoordeling van glas bij oplevering [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
9 BEHANDELING OP DE BOUWPLAATS 9.1 Inleiding [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
9.2 Transport van de fabriek naar de bouwplaats Evenals andere bouwonderdelen vereisen gevelelementen een eigen behandelingswijze. Het in acht nemen van voorzorgsmaatregelen draagt bij tot een goed eindproduct. Gevelelementen dienen, zowel bij in- en extern transport alsmede bij (tussen)opslag, op daartoe geschikte transportmiddelen te worden vervoerd en/of opgeslagen. Belangrijk daarbij is dat de elementen vlak en/of voldoende ondersteund worden vervoerd. Het vastzetten van de lading dient op correcte wijze te gebeuren waarbij beschadigingen worden voorkomen zonder dat de lading kan verschuiven of bewegen tijdens transport. Gevelelementen moeten afdoende tegen beschadiging en vervuiling worden beschermd. Direct contact van de gevelelementen onderling en/of met wanden en/of met bodem moet worden voorkomen.
9.3 Controle [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
9.4 Transport op de bouwplaats [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
9.5 Opslag De opslagplaats(en) dient(en) vanaf de openbare weg goed bereikbaar te zijn voor normale transportmiddelen. Veel beschadigingen kunnen worden voorkomen door de gevelelementen deugdelijk in een droge ruimte op te slaan. Voor opslagruimte komt in aanmerking : Een aparte loods; Een (zee)container; Een aparte ruimte op de vloer van het in aanbouw zijnde gebouw; Speciaal op het element aangepaste transport bokken / rekken.
Buitenopslag is alleen verantwoord indien ervoor wordt zorg gedragen dat de materialen royaal vrij van de grond staan en voor zover noodzakelijk voldoende zijn afgedekt en belucht. Het verdient aanbeveling de opslag op de bouwplaats over een zo kort mogelijke periode te laten plaatsvinden. VVK gevel elementen dienen te allen tijde onvervormd en voldoende ondersteund te worden vervoerd en/of opgeslagen (eventueel in daarvoor bestemde element opslag bokken/rekken.) Wanneer elementen niet correct ( scheluw / vervormd) worden opgeslagen of verwerkt en vervolgens worden blootgesteld aan hoge temperaturen kunnen de vervormingen als gevolg van die foutieve opslag blijvend van aard zijn. Donker gekleurde elementen kunnen bij helder zomerweer een oppervlakte temperatuur van wel meer dan 80 graden bereiken. Het element ondervindt daar geen nadelige gevolgen van tenzij het niet correct is opgeslagen of verwerkt.
9.6 Voorzorgsmaatregelen tegen beschadigingen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
9.7 Herstellen van beschadigingen op de bouw Zowel voor als na de oplevering kunnen beschadigingen aan de oppervlaktebehandeling van de gevelelementen plaatsvinden. Het is beperkt mogelijk beschadigingen onzichtbaar te herstellen. Het beste resultaat wordt verkregen door de beschadigingen te laten herstellen door een ervaren composiet verwerker die op een locatie, beschermd tegen weersinvloeden, reparaties kunnen uitvoeren. (Vervuiling nooit verwijderen met een schurend middel). Het herstellen van beschadigingen bij een temperatuur lager dan + 4 °C is niet mogelijk.
10 MONTAGE VAN GEVELELEMENTEN OP DE BOUWPLAATS [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
11 VOEGEN TUSSEN GEVELELEMENTEN EN BOUWKUNDIG KADER [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
12 REINIGING, ONDERHOUD EN BESCHADIGINGEN 12.1 Inleiding Vezelversterkte Kunststoffen vergen weinig onderhoud en zijn breukongevoelig, corrosievast, bestand tegen chemicaliën en kunnen bovendien weer en wind aan. Afhankelijk van de locatie van het gebouw en toepassing van het element kan het oppervlak esthetisch in meer of mindere mate veranderen zonder dat daarmee de kwalitatieve eigenschappen verloren gaan. Te denken valt aan een vermindering van glans en in sommige gevallen verarming van kleur. De keuze van grondstoffen, kleur en gewenste materiaal eigenschappen afgestemd op de toepassing en de locatie spelen hierbij een belangrijke rol. De Vezelversterkte Kunststof gevelelementen dienen minimaal één maal per jaar te worden gereinigd om eventuele calamiteiten/beschadigingen vroegtijdig te kunnen signaleren en verhelpen.
Het schoonmaken van de gevel kan meegenomen in de zelfde arbeidsgang als het reinigen en inspecteren van de aluminium delen. Om aan de garantievoorwaarden te voldoen dient een logboek bijgehouden te worden waarin de reinigingsfrequentie wordt vastgelegd. Het niet hebben van, of niet correct bijgehouden hebben van het logboek kan gevolgen hebben in geval beroep wordt gedaan op de garantie. Over het algemeen kunnen Vezelversterkte Kunststof gevelelementen het beste schoongemaakt worden met osmosewater en in geval van zwaardere verontreiniging met een organisch schoonmaakmiddel. Nooit schurende middelen gebruiken. Bij hardnekkige vervuiling en/of aantasting of beschadiging van het oppervlak dient een gespecialiseerd bedrijf te worden ingeschakeld (bijvoorbeeld de leverancier).
12.2 Vormen van verwering / aantasting / beschadigingen -
-
Verwering van oppervlaktebehandeling o Vermindering van glans Glansgraad wordt gemeten in de eenheid GU. In de praktijk is een verschil van 10 tot 15 GU visueel nauwelijks zichtbaar. In het algemeen geldt dat vermindering van glans eerder opvalt wanneer het uitgangspunt een hoogglans element betreft. Bij matte elementen zal de glansgraad vermindering minder opvallen. Het verdiend de aanbeveling hier in het ontwerpstadium rekening mee te houden. o Verandering van kleur Kleurverandering treed over het algemeen op als gevolg van blootstelling aan UV straling. Bepaalde kleuren zijn hier meer gevoelig voor dat anderen ( felle kleuren zoals bijvoorbeeld rood) In dat geval is er spraken van pigment veroudering. Wanneer er brandwerend coatings worden toegepast kan bij lichte kleuren vergeling optreden als gevolg van blootstelling aan UV staling. Geadviseerd wordt hoogwaardige coatings te gebruiken (minimaal iso-NPG) o Verkrijting Verkrijting komt vooral door toepassing van coatings met een hoog gehalte aan vulstoffen. Dit kunnen vulstoffen zijn die benodigd zijn om een hogere brandwerendheid van de coating te bereiken. Soms echter zijn het goedkopere coatings waarbij duurdere ingrediënten worden vervangen door toevoeging van goedkopere vulstoffen die door natuurlijke verwering migreren naar de buitenste laag van het product. Wegpoetsen van deze laag is slechts een tijdelijke oplossing. Met name bij donkere coatings is deze verkrijting zichtbaar als een soort van grauwsluier die over het element hangt. Lichtere kleuren zullen over het algemeen een grauw en dof aanzicht krijgen. Vliegroest – koper en ijzer deeltjes o Bij spoorwegen – tramlijnen . Deze stoffen komen vrij bij trein en trambewegingen (remmen / bovenleidingen) en waarbij de hechting als normale vervuiling op de elementen kan plaatsvinden. Echter de oxidatie van koper en ijzerdeeltjes kunnen een hinderlijke vervuiling zichtbaar maken die naar mate het langer blijft zitten steeds lastiger te verwijderen is.
-
Voorkomen is in dit geval beter dan genezen en een goede antivervuiling coating kan uitkomst bieden. Wanneer dit niet wordt toegepast en wanneer de verontreiniging niet snel genoeg wordt verwijderd zal alleen het licht polijsten van de oppervlakte uitkomst bieden. Hiermee wordt de oppervlakte coating bij herhaald polijsten “opgeofferd” Chemische verontreiniging o (alkalische aantasting, graffiti, e.d.) Cement water dient direct te worden verwijderd met veel schoon water. Wanneer de verontreiniging te lang is blijven zitten zal vlekvorming zichtbaar blijven. Hoewel de coating een zeer hoge chemische resistentie bezit kan , wanneer de verontreiniging niet snel genoeg wordt verwijderd, een lichte zweem van de verontreiniging in bepaalde omstandigheden zichtbaar blijven. Ook hier geld dat het de aanbeveling verdiend een goede antivervuiling of anti graffiti coating toe te passen als verwacht kan worden dat deze verontreiniging zich voor zal doen.
Geadviseerd wordt om in de ontwerpfase van een toepassing waarbij gekozen is voor een composiet oplossing, zo vroegtijdig mogelijk een proefopstelling van de beoogde composiet uitvoering op locatie te installeren en te monitoren. Verschillende locaties geven verschillende soorten esthetische vervuiling. Het vroegtijdig vaststellen van de aard en vorm van de vervuiling en testen van verschillende anti vervuiling (anti-vervuiling)coatings kunnen een oplossing bieden nog voordat het probleem zich aandient. -
Beschadigingen o Oppervlaktebeschadigingen zoals krassen Deze oppervlakte beschadiging kan eenvoudig door licht te polijsten worden verwijderd. Een ervaren verwerker kan deze reparatie nagenoeg onzichtbaar uitvoeren.( afhankelijk van de glansgraad) o Laminaatbeschadigingen In dit geval zal de beschadiging tot op het laminaat reiken en dient het laminaat opnieuw afdoende beschermd te worden. Ook deze reparatie is prima en vrijwel onzichtbaar uit te voeren door een ervaren verwerker. o Laminaatdoorbreking Wanneer er sprake is van de doorbreking van het laminaat ( de vezel) dient eerst te worden nagegaan of de plek waar de beschadiging zich bevindt van groot belang is voor de structurele sterkte en stijfheid van het element. Een constructeur kan bepalen of een reparatie structureel haalbaar is. Indien dat niet het geval is dient het element te worden vervangen omdat een reparatie wel de oppervlakte hersteld, maar niet het verlies van de sterkte. Indien de plek van de laminaat doorbreking uitsluitend op een esthetische plek bevind kan zonder bezwaar een reparatie worden uitgevoerd. Een ervaren verwerker kan deze beschadiging vrijwel onzichtbaar herstellen. o Elementbreuk Bij element breuk geldt hetzelfde als bij een laminaat doorbreking. Indien de sterkte of stijfheid van het element niet gegarandeerd kan worden dient het element vervangen te worden.
Wanneer het slechts een esthetisch element betreft kan een reparatie in de fabriek uitkomst bieden. Vaak echter zal een tweede, gelijksoortig element van de gevel afgehaald worden om te dienen als verloren model voor een nieuw te maken mal. Vanuit die mal kunnen dan twee nieuwe producten worden gemaakt en op de bouwplaats worden gemonteerd. Hieruit kan worden opgemaakt dat niet in alle gevallen de mallen na productie behoeven te worden bewaard. In speciale gevallen verdient het wel de aanbeveling enkele mallen in opslag te houden tot een periode ruim na de oplevering en in gebruik name van het gebouw.
12.3 Reiniging Doel is vermijden van verweringen of aantastingen op langere termijn. Hier dient al rekening mee gehouden worden tijdens de ontwerpfase. Om verontreiniging en verarming van het oppervlak tegen te gaan wordt een uitvoering met antivervuiling coating geadviseerd. Hoewel dit voor de kwalitatieve eigenschappen niet noodzakelijk is, helpt dit verontreiniging tegen te gaan en de schoonmaak frequentie te verminderen. Anti-vervuiling coating wordt bij voorkeur fabrieksmatig aangebracht (in het werk aanbrengen is mogelijk). Een anti-vervuiling coating op silicaat basis geeft een hard en glanzend oppervlak dat lange tijd bescherming biedt tegen glansvermindering en esthetische verandering van het oppervlak. Matte uitvoeringen worden na verloop van tijd meer “glanzend”.
12.3.1 Frequentie Minimaal één maal per jaar. Afhankelijk van de omgeving van het gebouw en de daarbij behorende belasting dient de bewassingsfrequentie en methodiek verhoogd te worden.
12.3.2 Methode Het reinigen van de gevel dient zo vaak te worden uitgevoerd als men nodig acht uit esthetisch oogpunt. Voor de kwalitatieve eigenschappen van het VVK element is het niet strikt noodzakelijk. Het verdient de aanbeveling de gevel minimaal eenmaal per jaar te reinigen en dit te laten samenvallen met de bewassing van kozijnen en glas. Het doel van de reiniging is vroegtijdig eventuele calamiteiten te ontdekken, c.q. vast te stellen zodat tijdige reparatie kan worden uitgevoerd. Indien noodzakelijke herstelwerkzaamheden niet of niet tijdig plaatsvinden kunnen elementen onherstelbaar beschadigen waarna alleen vervanging uitsluitsel biedt. Beschadigingen kunnen ontstaan door bijvoorbeeld onjuist gebruik van de gevel onderhoudsinstallatie of enig ander materieel dat ter plaatse van de gevel is ingezet voor werkzaamheden waarbij de gevel beschadigd is geraakt. Het moge duidelijk zijn dat beschadigingen die zijn ontstaat ten gevolge van bovengenoemde , buiten de garantie vallen en het dus in het belang van de gebruiker / gebouweigenaar is deze beschadigingen vroegtijdig te ontdekken.
12.3.3 Materialen [Tekst over andere materialen zoals glas, rubbers e.d., zoals bij delen Aluminium en Staal]
12.3.4 Te gebruiken reinigingsmiddelen De meeste vervuiling kan worden verwijderd door gebruik te maken van een zachte borstel en veel (osmose) water. Hardnekkige vervuiling kan goed worden verwijderd met een oplossing van een organisch schoonmaakmiddel in lauw warm water. Vermijd het gebruik van schurende middelen zoals Cif / Jif of schuursponsjes. Na het reinigen met een schoonmaakmiddel, goed naspoelen met ruim (osmose) water.
12.4 Onderhoud 12.4.1 Inspecties In het hoofdstuk 11 van de delen Aluminium en Staal wordt ingegaan op de inspecties die benodigd zijn voor het behouden van garantie op de geleverde onderdelen. Het verdient de aanbeveling de gevelelementen tegelijk met deze inspectie cyclus mee te nemen met als doel vroegtijdig afwijkingen te constateren en mogelijk te verhelpen. Zie ook het onderdeel 12.3 / 12.3.1 / 12.3.2
12.4.2 Materialen [Tekst over andere materialen zoals glas, rubbers e.d., zoals bij delen Aluminium en Staal]
12.5 Beschadigingen [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal, paragraaf 11.3.3]
13 VMRG-GARANTIE- EN –AANSPRAKELIJKHEIDSREGELING [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
14 CE-MARKERING VAN GEVELELEMENTEN [Tekst zoals bij delen Aluminium en Staal]
15 TESTEN 15.1 Inleiding Onderstaand zijn de meest gangbare testen op Vezelversterkte Kunststof omschreven.
15.2 Brandtesten Voor het beoordelen van brandgedrag zijn de gangbare tests voor gevelelementen ook van toepassing op gevelelementen gemaakt van Vezelversterkte Kunststoffen. Tot 2011 werd voor de bepaling van de vlamuitbreiding de norm NEN 6065 gebruikt. Momenteel is de Europese methode volgens de Single Burning Item (SBI) gangbaar. De test staat beschreven in EN 13823 en de resulterende classificatie in EN 13501-1. In de classificatie komen aspecten vlamuitbreiding, rookontwikkeling en druppelen bij brand aan de orde: o
Vlamuitbreiding:
A1, A2, B, C, D, E, F(oplopende brandbaarheid)
o
Rook:
s1, s2, s3 (oplopende rookontwikkeling)
o
Druppelen:
d0, d1, d2 (oplopend druppelen bij brand)
o
WBDBO test
15.3 Structurele testen Voor het beoordelen van de structurele eigenschappen van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen dienen testen uitgevoerd te worden op sterkte, stijfheid, en wind- en waterdichtheid conform de aangewezen normen in de productnorm voor vliesgevels EN 13830. De aangewezen testnormen:
Luchtdoorlatendheid volgens methode EN 12153 Waterdichtheid volgens methode EN 12155 Weerstand tegen windbelasting volgens methode EN 12179 Sterkte/ Safety volgens methode EN 12179
15.4 Verouderingstesten Voor het beoordelen van buitenduurzaamheid zijn er voor gevelelementen diverse tests voorhanden. Deze zijn ook toepasbaar voor gevelelementen gemaakt van Vezelversterkte Kunststoffen. Voor Vezelversterkte Kunststofelementen is daarbij specifiek te letten op een tweetal aspecten. Een tweede aspect is de bestandheid van het buitenoppervlak tegen UV-inwerking. Dit wordt in het algemeen met kleine proefplaatjes uitgevoerd in bijvoorbeeld een zogenaamde Q-Sun, QUV of Weather-o-meter versneld getest (testnormen bijvoorbeeld ISO 12040 en EN-ISO 11341). Een betere test om het effect van UV op het oppervlak (kleur en glans) te testen is een buitenexpositie. Echter, effecten zijn dan pas op veel langere termijn (na jaren) te zien. Een buitenexpositie op locatie om de vervuiling en veroudering te testen.
15.5 Verwerkbaarheidstesten 15.5.1 Coatlaag-dikte Onderscheid tussen in mal aangebrachte gelcoat (chemische binding met laminaat) en later aangebrachte coating (mechanische verbinding met laminaat). Let op, later aangebrachte coating kan onderliggende kwaliteit verborgen maken. Voordat coating aangebracht wordt dient gekeurd te worden. Bij het aanbrengen van een coating is de werkelijk aangebrachte dikte van belang. De aangebrachte dikte bepaalt de mate van dekking van de kleur. Maar specifiek voor polyester gelcoats is het verder van belang dat er een minimale laagdikte wordt aangebracht in verband met de doorharding van deze laag. Het is belangrijk deze laagdikte in de productie te kunnen controleren. Dit kan eenvoudig met een meetkam. Belangrijk is om in een productie-protocol de momenten aan te geven waarop de laagdikte van de gelcoat wordt gemeten en deze ook te laten rapporteren.
15.5.2 Uitharding In het algemeen wordt uitgegaan dat de gebruikte hars volgens voorschrift van de leverancier verwerkt wordt. Zoals eerder beschreven zijn temperatuur, hoeveelheid harder, dikte van het laminaat en vulling van het laminaat van grote invloed op de uitharding wat betreft verwerkingstijd (potlife), exotherme piektemperatuur en mate van doorharding. Er zijn gestandaardiseerde tests om het gedrag van een hars te bepalen: Bepaling reactiviteit volgens ISO 548 of volgens ASTM D7029. Bepaling geltijd volgens ISO 2535. Echter, een meer pragmatische methode is om in de betreffende productiehal met de gebruikte hars en hardertoevoeging een gietsel te maken. Dit gebeurt door het aanmaken van ca. 200 ml hars in een
plastic mengbeker en de tijd tot geleren bij te houden. Dit geeft een grove indicatie van de geltijd in het product. Bovendien is het een extra controle dat de hars zal uitharden en dat er geen fouten zijn gemaakt in de bestelling of levering van de hars wat betreft het aanwezig zijn in de hars van een versneller (in de regel worden tegenwoordig voorversnelde harsen gebruikt). Na uitharden en afkoelen kan het gietsel uit de beker worden geklopt en worden getest op doorharding middels een Barcol-hardheidsmeting. Door coderen en dateren van het gietsel is er een referentie voor de controle van de gebruikte grondstoffen. Afhankelijk van de grootte van het element en het toe te passen vezelpakket en de daarmee samenhangende injectietijd van het element kan de geltijd aangepast worden naar wat nodig is zonder daarbij de kwalitatieve eigenschappen van het element negatief te beïnvloeden. De totale uithardingstijd van het element dient zodanig te worden gekozen dat het verschijnsel ‘krimp’ wordt voorkomen.
15.5.3 Barcol-hardheid Een indicatie voor de kwaliteit van een composietproduct is de zogenaamde Barcol-hardheid. Dit is de weerstand van het oppervlak van een product tegen de indrukking van een naald met een bepaalde kracht. De meting en het meetapparaat zijn beschreven in de Amerikaanse norm ASTM D2583 en is snel en eenvoudig uit te voeren. Een goed doorgehard composiet heeft een Barcol-hardheid van 40 of meer. Is de Barcol-hardheid lager dan 30 dan is er sprake van onvoldoende hardheid. Dit kan een aantal oorzaken hebben: o
Het product is nog onvoldoende uitgehard
o
De gebruikte hars heeft van zichzelf te weinig hardheid
o
Het (oppervlak van het) product is aangetast (gedegradeerd)
15.5.4 Mechanische sterkte In paragraaf 6.2 is gesteld dat voor de rekenwaarden van de sterktes en stijfheden van Vezelversterkte Kunststoffen uitgegaan dient te worden van de CUR-Aanbeveling 96 (2003): Vezelversterkte Kunststoffen in civiele draagconstructies; Relevante rekenwaardes van sterktes en stijfheden van Vezelversterkte Kunststoffen dienen door middel van testen aangetoond te worden. Ter verificatie dient minstens de treksterkte en de interlaminaire afschuifsterkte bepaald te worden volgens de in CUR aanbeveling 96 beschreven methode. •
Treksterkte volgens methode ISO 527 (part 4 en 5) of ASTM D3039 Voor het bepalen van de treksterkte- en stijfheid kan een trekproef worden uitgevoerd aan een strook representatief materiaal uit het composiet. De trekproef geeft een zuiver beeld van de eigenschappen maar vereist naast een trekbank ook speciale klemmen en rekmeetapparatuur. De gevonden waarden kunnen gebruikt worden om de ontwerpwaarden te bepalen of te toetsen.
•
Interlaminaire afschuifsterkte volgens methode ISO 14130 of ASTM D2344 Een methode om de interlaminaire afschuifsterkte (InterLaminar Shear Strength – ILSS) te bepalen is om een driepunts-buigproef uit te voeren met een korte oplegafstand. In deze testuitvoering leiden schuifspanningen in het middenvlak tot delaminatie.
Een eenvoudige methode voor het controleren van de mechanische sterkte en stijfheid is een driepunts-buigproef volgens methode ISO 14125 of ASTM D790. Dit vereist eenvoudiger hulpstukken
dan bij de trekproef en in het algemeen een testbank met een lagere capaciteit. De gevonden waarden zijn minder zuiver dan bij de trekproef maar voor vergelijkende tests of kwaliteitsbewaking is dit geen bezwaar.
15.5.5 Glasovergangstemperatuur (Tg) De glasovergangstemperatuur is een maat is voor de temperatuursbestandheid van het Vezelversterkte Kunststof. Volgens CUR aanbeveling 96 dient de glasovergangstemperatuur (Tg) bepaald te worden volgens methode ISO 11357 of ASTM 7028. De glasovergangstemperatuur dient ten minste 20 ⁰C boven de maximale gebruikstemperatuur en ten minste 60 ⁰C.
15.5.6 Full-scale-tests In bepaalde gevallen is het aan te raden om full-scale tests uit te voeren aan composietproducten. Behalve gevel-specifieke full-scale tests, zoals wind- en waterdichtheid zijn vooral mechanische tests belangrijk. In het algemeen is voor composietproducten het stijfheidsgedrag (bijvoorbeeld doorbuiging) rekentechnisch goed te bepalen, voor de sterkte is dit echter veel moeilijker. Vooral voor sterkte-aspecten die te maken hebben met een nieuwe (nog niet beproefde) methode van verbinden, bevestigen of krachtsinleiding is het aan te bevelen naast een berekening ook een test uit te voeren. Een andere manier van full-scale testen is een snelverwering van een object door herhaaldelijk beregenen, vriezen en stralen met infrarood-lampen. Op deze manier kan het gedrag van de gehele constructie in een wisselend klimaat worden beoordeeld.
15.6 Thermische uitzetting Thermische uitzetting van Vezelversterkte Kunststof gevelelementen kan bepaald worden door berekening of door testen. Dit kan beïnvloed worden door gebruik te maken van bepaalde vezel- en harstypen, vezeloriëntatie en vezel/hars verhouding.
