Tekst brochure "Verlijmen van baksteen" INHOUD Inleiding Esthetische kenmerken Duurzaamheid Uitvoering Prijs en kwaliteit Bouwkundige aspecten Garantie
2 2 3 4 5 5 6
COLOFON Uitgever Koninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten(KNB) Tekst N.W. Schellingerhout KNB De Steeg, januari 2001 KNB en de door KNB ingeschakelde derden hebben aan de inhoud en samenstelling van deze documentatie de grootst mogelijke zorg besteed. De betrokken organisaties en bedrijven aanvaarden echter geen enkele aansprakelijkheid voor het gebruik van de gegeven informatie in deze documentatie of gedane aanbevelingen. © Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen of openbaargemaakt in enige vorm of op enige wijze, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van KNB.
1
INLEIDING De renovatie van het Koning Boudewijnstadion in Brussel in 1995 was de doorbraak voor het verlijmen van baksteen. Voor de entreezijde koos de architect 300.000 helderrode bakstenen die met lijmmortel van dezelfde kleur werden samengevoegd tot een imposante monolietconstructie. Inmiddels is het verlijmen van baksteen het experimentele stadium definitief voorbij. Gelijmde baksteengevels zijn niet meer weg te denken uit de moderne architectuur. Daaraan voorafgaand is jarenlang geëxperimenteerd. Experimenten met lijmmortelsoorten, met lijmmorteltransportsystemen, met lijmmortelpistolen, met allerhande bakstenen, met constructies en met werkmethoden. In die voorbereidende jaren groeide een degelijk concept waarmee inmiddels unieke resultaten zijn bereikt. Ontwerpers, baksteenfabrikanten en vaklieden zijn samen in staat om met creativiteit en inventiviteit te komen tot moderne nieuwe gevelconcepten in verlijmde baksteenconstructies. Een extra waarborg voor het vakmanschap is de procescertificering van metsellijmwerk van gevelconstructies door het Bureau Kwaliteitsbewaking Bouw (BKB). In de Nationale Beoordelingsrichtlijn "Vervaardiging van Metsel- en Lijmwerkconstructies en/of Voegwerk" (BRL 2826) en de bijbehorende uitvoeringsrichtlijn "Lijmen van gevelstenen; Baksteen, betonsteen en kalkzandsteen" zijn de eisen vastgelegd waaraan gelijmde gevelconstructies moeten voldoen. Deze brochure informeert u gedetailleerd over alle aspecten van het verlijmen van baksteen. Het wetenschappelijk en technisch onderzoek is verricht door TNO-Bouw. De winst van het verlijmen zit vooral in de duurzaamheid en in de kleurintensieve uitstraling van de verlijmde gevel. Daarnaast biedt de geringere arbeidsbelasting tijdens het verwerken voordelen en kunnen door de hogere buigtreksterkte nieuwe vormgevingsaspecten geëxploreerd worden. Door het opnemen van een wapening (gecertificeerde) in de lintvoeg is het mogelijk relatief grote trekspanningen evenwijdig aan de lintvoeg op te nemen. Op die manier zijn overspanningen in baksteen mogelijk zonder gebruik te moeten maken van een zichtbare latei. Wat de grotere hechtsterkte in de praktijk betekent, blijkt uit de volgende vergelijking: een gevel met een klampgemetselde dikformaat (65 mm) is constructief gelijkwaardig aan traditioneel halfsteens metselwerk (100 mm). Door diverse baksteenfabrikanten wordt op deze ontwikkeling ingespeeld door speciale, voor het lijmen geschikte, stenen te fabriceren.
ESTHETISCHE KENMERKEN Kleur De esthetische kenmerken van een verlijmde baksteenconstructie wijken sterk af van een gemetselde baksteenconstructie. Dat verschil ontstaat voornamelijk door de dunne, terugliggende voeg. Maakt de voeg bij metselwerk ongeveer 20% van het muuroppervlak uit, bij verlijmen is dat circa 8%. De kenmerken van de steen, zoals kleur, vorm en structuur zijn daardoor bij verlijmen meer bepalend voor het gevelbeeld en de kleurbeleving dan bij metselwerk, waar het juist gaat om het samenspel tussen baksteen en voeg. De steen wordt omgeven door 'schaduw' en spreekt daardoor meer. Verdere verdieping van de kleurintensiteit van een gevel is mogelijk door een lijmmortel te kiezen met een kleur die overeenkomt met de kleur van de baksteen.
Vormgeving De grotere hecht- en buigtreksterkte kunnen door de architect aangewend worden om een gevel anders vorm te geven. Smallere penanten, grotere overspanningen zonder lateien en uitkragingen leveren een ander aanzien van de gevels op. Verlijmen is ook aantrekkelijk voor de productie van geprefabriceerde elementen van baksteen. Tot de mogelijkheden behoren gevelelementen voor woning- en utiliteitsbouw, inclusief hoogbouw en elementen voor geluidsschermen langs verkeers- en spoorwegen. Lijmwerk leent zich voor alle gebruikelijke verbanden. Wild verband is weliswaar mogelijk, maar wordt niet aanbevolen vanwege het extra zaagwerk. Ook kan nu stapel- of tegelverband worden ontworpen, waarbij de
2
noodzakelijke wapening kan worden gereduceerd. Het is een uitdaging voor elke ontwerper om de kenmerken van het verlijmen in het ontwerp tot uitdrukking te brengen. De mogelijkheden daartoe zijn groter, wanneer al in de ontwerpfase met de kenmerken van deze techniek rekening kan worden gehouden.
Voegen Door het terugliggen van de voeg is uitkrabben en navoegen niet meer nodig. Er kan dus ook geen sprake zijn van aantasting of verwering van de zwakste schakel in traditioneel metselwerk, de voegmortel. Veroudering van de gevel door veroudering van de voeg speelt bij verlijmen niet. De lijmmortel heeft een veel grotere duurzaamheid dan een voegmortel en is bovendien waterafstotend en waterdicht. Voegreparatie behoort tot het verleden. Schade en kalkuitslag zijn gerelateerd aan vochttransport door de muur en de voeg. Omdat de voeg bij verlijmd werk dichter is dan de steen, wordt het vochtgedrag van de totale muur beter en komt kalkuitslag vanuit de mortel niet meer voor. Kleurechtheid van een gevel hangt vooral af van de invloeden van weer- en wind op het zichtvlak van de baksteen. Door de waterwerende eigenschappen van de lijmmortel komt uitloging van mortelbestanddelen niet meer voor en ook zakwater door de constructie is geminimaliseerd, waardoor een gelijmde gevel veel langer zijn kleurechtheid van de steen behoudt.
DUURZAAMHEID De grote duurzaamheid van baksteen - in de betekenis van een lange gebruiksduur - is onomstreden. Als een baksteenconstructie niet duurzaam blijkt, ligt de oorzaak vrijwel altijd aan de voeg. De ontwikkeling van de lijmmortel - een fijnkorrelige cementlijm - is een zwaartepunt geweest in het voorafgaande researchwerk. De hoge duurzaamheid van de lijm is gebaseerd op zijn grote dichtheid en waterafstotende karakter: • geen aantasting door schimmels, insecten of klimaat; • zeer geringe carbonatatiediepte waardoor geen veroudering door mos- of algengroei; • geen vorstschade-risico; • uitkrabben vervalt evenals voegreparatie gedurende de levensduur van het bouwwerk. In de vernieuwde Nationale Beoordelingsrichtlijn voor het KOMO (Attest-met-) Productcertificaat voor lijmmortels voor Baksteen, Kalkzandsteen, Betonsteen en Cellenbeton, BRL 1005 (d.d. 1999-07-05, uitgave IKOB) zijn specifieke eisen opgenomen waaraan een lijmmortel voor gevelmetselwerk in baksteen moet voldoen. Door het College van Deskundigen (CvD) van IKOB zijn op 21-09-2000 aanvullende eisen gesteld waaraan een lijmmortel voor baksteengevelwerk moet voldoen. BRL 1005 - Eisen aan lijmmortels ten behoeve van metselbaksteen Eigenschappen
Eenheid
Druksterkte
N/mm
2
Hechtsterkte na 28 dagen
N/mm
2
Verwerkingstijd
uren
>2
Open tijd
minuten
>4
Luchtporiëngehalte
% (V/V)
< 12
Spreidmaat
mm
185 +/- 10 2
Eisen Voor sterkteklasse M 15 > 0,5
Buigtreksterkte
N/mm
> 4,5
Krimp na 91 dagen
0/00
Waterabsorptie-coëfficiënt
kg/m .√sec
< 30 . 10
Gloeiverlies
% m/m
< 2,5
Maximale korrelgrootte
mm
2
< 2,0 2
-3
CvD - IKOB dd. 21 - 09 - 2000
3
De lijmmortel heeft de duurzaamheid van de steen en is waterafstotend. Hij bevat geen stoffen die direct of indirect schadelijk zijn voor het milieu of de gezondheid. Naast de bovengenoemde eisen zijn in de BRL 1005 ook milieutechnische eisen opgenomen waaraan een lijmmortel moet voldoen volgens het Bouwstoffenbesluit. Het Bouwstoffenbesluit is van kracht vanaf 01-07-2000. In deze regelgeving worden eisen gesteld ten aanzien van het uitlooggedrag van steenachtige bouwmaterialen. Lijmmortel voor baksteen gevellijmwerk dient te voldoen aan de klasse 1A bouwstof (onbeperkt vochtig toepasbaar). Duurzaam heeft tegenwoordig ook de overdrachtelijke betekenis van 'weinig belastend voor het milieu', vooral in relatie tot schaarse grondstoffen. Dit geldt ook voor lijmmortel. De basisbestanddelen zijn in overvloed beschikbaar, evenals de klei die nodig is voor de productie van bakstenen. Verlijmde baksteenconstructies leveren bovendien na breken een hoogwaardig puingranulaat op. De uitgeharde lijmmortel verpulvert niet en is veel sterker dan metselmortel. Volgens de huidige voorschriften (NEN 5950 VBT 1996) mag 10% van het grove toeslagmateriaal voor beton bestaan uit metselwerkpuingranulaat en dat geldt dus zeker voor lijmwerkpuingranulaat. Bij toevoeging van pigmenten kan de situatie anders komen te liggen. Veel pigmenten zijn metaaloxides en die kunnen beperkingen opleggen aan de wijze van hergebruik.
UITVOERING De hulpmiddelen Voor het uitvoeren van lijmwerk zijn door Elbo een aantal hulpmiddelen ontwikkeld: • Rekjes voor het plaatsen van rijen stenen, zodanig dat gemakkelijk een lijmmortelrups op de kopse kanten kan worden aagebracht; • Mengbak met voorraadsilo voor het geprogrammeerd mengen van de lijmmortelpoeder met water en lijmmortelpomp met regelbare opbrengst. De pomp is via een 7,5 meter lange toevoerslang en een stuursignaalkabel verbonden met het lijmmortelpistool; • Lijmmortelpistool met lijmmortelverdeelstuk en afstandsbediening voor de pomp. Het lijmmortelpistool heeft een ergonomisch ontwerp waardoor de fysieke belasting van de verlijmer minimaal is. Het lijmmortelverdeelstuk is afstelbaar op de mate van terugligging van de lijmmortelvoeg, de dikte van de voeg en de werkhoogte. Voor het reinigen van de apparatuur zijn speciale hulpmiddelen ontwikkeld.
De werkmethode De aanvoer van de stenen is gelijk aan die bij het metselen en moet bij voorkeur mechanisch gebeuren. Op de plek waar bij metselaars de speciekuipen staan, staan bij de verlijmer de rekjes. Twee verlijmers maken gebruik van één lijmmortelpistool. Afstemverliezen zijn dan minimaal. Er is geen speciesilo op het werk nodig en het handmatige speciekruien vervalt. Het aanbrengen van de lijmmortelrups en het vlijen van de stenen luistert nauwkeurig. In de Bouwradiuscursus die metselaars voor het verlijmen opleidt, wordt hieraan veel aandacht geschonken. Bij een goede afstemming van deeltaken en voldoende vaardigheid ontstaat een arbeidsritme dat strak werk oplevert dat zich onderscheid van traditioneel metselwerk.
Geen nabewerking Bij goed verlijmen is geen nabehandeling van de gevel nodig. Wanneer lijmmortel in de voeg plaatselijk te ver naar voren ligt of lijmmortelbaarden te ver uitsteken, verwijdert de metselaar die met een voegspijker na het eerste aantrekken van de lijmmortel. Op die manier voorkomt hij het uitsmeren van lijmmortel over de steen. De volgende bewerkingen komen in vergelijking met metselwerk te vervallen: • uitkrabben van de voeg; • schoonborstelen; • reinigen en voorbevochtigen; • navoegen en opruimen valspecie; • verdichten van de voeg met een mechanische voegspijker. Onmiddellijk na het verlijmen kan de steiger weg. Dit betekent tijdwinst en een besparing op de uitvoeringskosten.
4
Opleiding en instructie Het vakkundig vervaardigen van verlijmde baksteenconstructies vereist kennis en ervaring van de metselaar. Lijmen moet speciaal geleerd worden. De leveranciers van baksteenlijm en van verwerkingsapparatuur stellen metselaars in de gelegenheid de nodige vaardigheid op te doen tijdens een werkinstructiedag op de fabriek of op de bouwplaats. Bouwradius ontwikkelde een ééndaagse cursus die metselaars in het kader van artikel 35B van de CAO kunnen volgen.
PRIJS EN KWALITEIT Uit tot nu toe verrichte studies is gebleken dat verlijmen bij sommige projecten duurder is dan metselen. De redenen daarvoor zijn: • gemiddeld twintig stenen meer per vierkante meter (92 in plaats van 72) voor halfsteensmuren; • meer tijd nodig voor het nauwgezet vlijen van de steen, waardoor minder stenen per tijdseenheid worden verlegd; • het is een nieuwe verwerkingsmethode waaraan de opdrachtgever hogere eisen stelt; • zagen van stenen in plaats van kappen bij beëindigingen; • reinigen en onderhoud van de apparatuur. Daartegenover staat dat het voegwerk vervalt en de steiger hierdoor eerder weg kan wat ook kosten bespaart. De langere arbeidstijd die veroorzaakt worden door bovenstaande zaken, wordt niet altijd geheel gecompenseerd door het vervallen van het voegwerk. De hogere kostprijs geldt overigens niet voor met dikformaat stenen als klampmuur verlijmde buitenspouwbladen. Hiervoor zijn gemiddeld 50 dikformaat stenen per vierkante meter nodig. Bovendien bespaart deze oplossing op funderingskosten en de verhouding tussen bruto- en netto-vloeroppervlak valt veel gunstiger uit. De meerwaarde ligt vooral in de nieuwe esthetische mogelijkheden, de grotere duurzaamheid en in de nieuwe de verbeterde constructieve eigenschappen. Bij verlijmen is er sprake van een kwaliteitssprong voorwaarts. In de naaste toekomst is een daling van de kosten mogelijk, doordat ook stootvoegloos lijmwerk tot de mogelijkheden behoort en door de ontwikkeling van speciale lijmbakstenen.
BOUWKUNDIGE ASPECTEN Bouwkundig is er een aantal zaken die bij het verlijmen anders ligt dan bij het metselen. De grotere sterkte is al genoemd. Direct of indirect in verband daarmee spelen de volgende mogelijkheden: • overspanningen zonder latei; • grotere overspanningen met inwendige, onzichtbare lateien; • slankere constructies; • dunnere spouwbladen (klampmuur met dikformaat stenen); • lintvoeg horizontaal, verticaal of diagonaal en combinaties daarvan; • open stootvoeg is mogelijk; • geprefabriceerde constructies, zoals gevelelementen, geluidsscherm-elementen, schoorstenen; • schaalconstructies van baksteen. Wat de grotere hechtsterkte in de praktijk betekent, blijkt uit de volgende vergelijking: een buitenspouwblad met dikformaat (65 mm) stenen als klampmuur verlijmd, is constructief gelijkwaardig aan traditioneel halfsteens metselwerk (100 mm). Door het opnemen van een wapening - aramide of roestvast staal - in de lintvoeg is het mogelijk relatief grote trekspanningen evenwijdig aan de lintvoeg op te nemen. Op die manier zijn overspanningen in baksteen mogelijk zonder gebruik te moeten maken van een zichtbare latei.
5
Bij de materiaalkeuze en de uitvoering vraagt een aantal zaken speciale aandacht: Het type baksteen - Alle typen baksteen zijn verlijmbaar. Een baksteen met wat grotere maatafwijkingen volgens de maatklasseverdeling van NEN 2489 - vraagt een wat dikkere voeg. Hetzelfde geldt voor strengperssteen met een klein verschil in dikte tussen voor- en achterzijde. Bij strengperssteen met een afgeronde hoek krijgt de stootvoeg iets meer accent dan de lintvoeg. Stenen met grote perforaties vragen relatief veel lijm en extra zorg van de metselaar. Stenen met sterk bezande vlakken in de voeg vragen eveneens extra werk van de metselaar. De voegdikte - De maattolerantie van de steen bepaalt de minimumdikte van de voeg. Om de gedachten te bepalen: met een vormbaksteen maatklasse I is strak werk mogelijk bij een voegdikte van 3 mm terwijl een handvormsteen maatklasse III een ander uiterlijk oplevert bij een voegdikte van circa 6 mm. Maatklasse en afmetingen volgens fabrieksopgave moeten zijn gespecificeerd volgens WEW 2489 Metselbaksteen. De lagenmaat in millimeters bedraagt minimaal de hoogte van tien gestapelde stenen in centimeters plus 3. Daarbij geldt het gemiddelde van drie stapels van willekeurig gekozen stenen. De lijmmortelsoort - Na de keuze van het soort baksteen, de voegdikte en de lagenmaat kan de geschikte lijmmortel worden bepaald. Het geschikte type lijmmortel is afhankelijk van de wateropname van de steen. Daarnaast is een keuze mogelijk uit de standaardkleuren wit, geel, rood, bruin en zwart. De dilatatievoegen - Er is theoretisch weinig verschil tussen de vormstabiliteit van een verlijmde en gemetselde muur. Een advies voor de plaats en het type van de dilataties kan worden opgevraagd bij de baksteenfabrikant. Omdat de benodigde dilatatievoegbreedte ongeveer gelijk is aan de lijmvoegdikte, is het mogelijk dilatatievoegen, afhankelijk van het gekozen verband, vrijwel onzichtbaar in het gevelvlak op te nemen. Een horizontale dilatatie is zichtbaar wanneer daarbij toegepaste ondersteuning van het metselwerk dikker is dan de voeg. In de praktijk is dat meestal het geval, tenzij men de stenen voorziet van een sponning. De spouwankers - Het aantal spouwankers per vierkante meter is gelijk aan die bij metselwerk. In verband met de dunne voeg zijn platte lijmankers nodig, zoals die worden gebruikt voor gipsblokken of kalkzandsteenelementen. Door diverse leveranciers zijn speciale lijm spouwankers ontwikkelt. Al deze spouwankers zijn gemaakt van roestvast staal. Het verband - Ook bij verlijmen wordt halfsteens verband het meest toegepast. Voor grotere projecten kan de architect besluiten een speciaal formaat stenen te gebruiken, zodanig dat tweemaal kop plus lijmmortelvoeg gelijk is aan de steenlengte. In andere gevallen zijn gezaagde stenen nodig voor hoeken in en beëindiging van muren. Het zagen gebeurt vooraf, zodat de metselaar geen afstem-verliezen krijgt. Wild verband is niet aan te bevelen omdat er dan geen vaste zaagmaat is. Bij stapelverband zijn geen aanpassingen nodig. Bij het verlijmen van klamp gevels wordt veelal de dikte van de steen als overlap in het verband gekozen, hierdoor ontstaat een verband wat vergeleken kan worden met klezorenverband.
GARANTIE Gevellijmwerk in baksteen kan geleverd worden met een verzekerde garantie van 10 jaar. Hierbij wordt door het uitvoerend bouwbedrijf of de gespecialiseerde metselaannemer het project aangemeld bij de verzekering. Voorwaarde voor de verzekering is dat het bedrijf de werkzaamheden uitvoert conform de Nationale Beoordelingsrichtlijn "Vervaardiging van Metsel- en Lijmwerkconstructies en/of Voegwerk" (BRL 2826) en de bijbehorende uitvoeringsrichtlijn (URL-PBL0475/99) "Lijmen van gevelstenen; Baksteen, betonsteen en kalkzandsteen". Nadere informatie is verkrijgbaar bij Aannemers Vereniging Metselwerken (tel 030 6032797). Verzekerde zaken: gelijmde metselwerk gevelconstructies met de volgende kenmerken: • ontworpen en vervaardigd conform de recentste BRL 2826 "Vervaardiging van Metsel- en lijmwerkconstructies en/of Voegwerk"; • uitgevoerd door gecertificeerde medewerkers van een gekwalificeerd of gecertificeerd aannemingsbedrijf; • verwerking met een gecertificeerd lijmproduct overeenkomstig BRL 1005 (herziene versie 1999 d.d. 21-09-2000); • uitvoeringscontroles door BKB overeenkomstig inspectie schema.
6
BIJLAGE Gevellijmwerk in het bestek 22 Metselwerk 22.00 Algemeen 22.00.10 Begrippen: algemeen 09 VAN TOEPASSING ZIJNDE VOORSCHRIFTEN 10 NPR 6791 Steencontructies-Eenvoudige ontwerpregels, gebaseerd op NEN 6790+C93 NEN 6790 TGB 1990 Steenconstructies-Basiseisen en bepalingsmethoden (met mededeling april 1991+c1993) NEN 2489 oktober 1976, Metselbaksteen NEN 3835 mei 1991, Mortels voor metselwerk van stenen, blokken of elementen van baksteen, kalkzandsteen, beton en gasbeton. BRL 1005 lijmmortels voor Baksteen, Kalkszandsteen, Betonsteen en Cellenbeton (1999-07-05) laatste wijziging 21-09-2000 V&G plan ontwerpfase "Ontwerp- en Uitvoeringsrichtlijnen, voor de toepassing van baksteen in metselwerk", d.d. februari 1998, uitgegeven dooor het KNB (Koninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten) "Uitvoering van baksteen in buitengevels", d.d. april 1999, van het KNB (Koninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten) BRL 2826 Vervaardiging van metsel- en lijmwerk-constructies en/of voegwerk uit gave BV Kwaliteitsverklaringen Bouw (BKB) en de bijbehorende Uitvoeringsrichtlijn (URL-PBL0475/99) Lijmen van gevelstenen. 22.00.20 Eisen en uitvoering: algemeen 22.00.23 Eisen en uitvoering: metselwerk met mortel 22.00.24 Eisen en uitvoering: gelijmd metselwerk 01 AFWERKING GELIJMD METSELWERK De uitpuilende lijm moet zijn afgestoken 09 UITVOEREND BEDRIJF/LIJMWERK Het uitvoerend aannemings- of metselbedrijf dat het lijmwerk in baksteen uitvoert dient gecertificeerd te zijn voor de uitvoering van gevellijmwerk. 90 BESTEK, TEKENINGEN EN BEREKENINGEN Bestek, tekeningen en constructieberekeningen van het baksteen lijmwerk kunnen bij de baksteenfabrikant worden aangeleverd, ter controle. 22.00.28 Eisen en uitvoering: op te nemen onderdelen 01 SPOUWANKERS Aantal en type spouwankers te bepalen in overleg met de constructeur. 22.00.40 Risicoverdeling en garanties: algemeen 01 TE GARANDEREN ONDERDELEN Voor de volgende onderdelen wordt een garantie verlangd die moet gelden vanaf het gereedkomen van het onderdeel tot aan de oplevering van het werk en in aansluiting daarop gedurende de vermelde periode. Onderdeel: verlijmd schoon metselwerk in baksteen Te garanderen door: de aannemer of de gespecialiseerde aannemer van metselwerken Periode: 10 jaar Vorm: Verzekerde garantie 09 AANMELDING PROJECT De aannemer van metselwerken meldt het project aan bij de verzekeraar, veertien dagen voor aanvang van de werkzaamheden.
7
