O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i ePrefabricagecement 2000 370Centraal in dit artikel staat hetuiterlijk van architectonisch be-ton en de wijze waarop de pro-ductie van dit materiaal te be?n-vloeden is. Doel is de ontwerperbewust te maken van de velemogelijkheden. In overleg met despecialist van de prefab-leveran-cier op het gebied van architecto-nisch beton, kan de ontwerpertot keuzen komen inzake dereceptuur in combinatie met demethode van afwerken.S t a t e o f t h e a r t v a na r c h i t e c t o n i s c h b e t o nElementen in architectonischbeton zijn in veel kleuren uit tevoeren. Bekend zijn wit, grijs,antraciet, groen, rood, blauw,bruin en geel. De uiteindelijkekleur en kleurbeleving wordenbepaald door de uitvoering vanhet betonoppervlak, bijvoorbeeldglad uit de kist, gestraald, gepo-lijst en de samenstelling van hetbetonmengsel. De oppervlakbe-werkingen uitwassen en vlam-stralen worden hier niet bespro-ken. Voor kostenindicaties wordtverwezen naar [1].Glad uit de kistHet uiterlijk van architectonischbeton glad uit de kist, wordtbepaald door de kleur van hetcement, de fijne toeslagmateria-len en de eventeel toegevoegdepigmenten.Fijne toeslagstoffen kleiner dan250 m dragen vooral bij aan dekleur. Meestal wordt bij glad uitdekisteenpigmentaanhetbeton-mengsel toegevoegd om een be-paalde kleur te realiseren. Wit engrijs beton zijn te realiserenzonder pigment, met alleen witof grijs cement. Zeer kleurvastepigmenten zijn metaaloxyden.De hoeveelheid blijft meestal be-perkt tot maximaal 5% van hetcementgewicht.Lichte pasteltinten zoals gebro-ken wit, licht-grijs, licht-geel,licht-groen e.d. zijn goed te reali-seren. Een oppervlak glad uit dekist heeft meestal een enigszinsgelijkmatig wolkerig uiterlijk. Ditis karakteristiek voor zo'n beton-oppervlak en wordt veroorzaaktdoorhetverdichtenvanhetbeton.Kleine kleurverschillen tussenelementen zijn niet te vermijden,omdat het oppervlak zeer egaal isen de kleur bepaald wordt door decementhuid. De volgende puntenbe?nvloeden de kleur:1.de bij portlandcement uittre-dende vrije kalk;2.ontkistingsmiddelen;Bouwen met architectonischprefab betonir. R.N.J. Huijben, Delphi Engineering* BVing. Th.W.G. Buytels, Hurks Beton BV/Oosthoek Kemper BVMet architectonisch prefab beton zijn gevels met een fraai uiterlijk te maken.De meest sprekende verschijning wordt bereikt als het juiste gevoel voorarchitectuur gecombineerd wordt met een goede materialisering.Voorbeeldprojecten kunnen de architect van dienst zijn om zijn of haar idee?nvorm te geven. Nieuwe ontwerpwegen inslaan of essenti?le verfijningen aan-brengen is mogelijk als de ontwerper kennis heeft van het materiaal en de uit-voeringsmethoden.* Delphi Engineering is een gespecialiseerd ingenieursbureau op het gebied van gepre-fabriceerdebetonconstructies.HurksBetonisingesteldophetrealiserenvanprefabdraag-structuren en gevels in binnen- en buitenland. Beide bedrijven maken deel uit van HurksHolding BV gevestigd te Eindhoven, de overkoepelende organisatie van 10 bedrijven, elkactief op een specifiek terrein van de bouw.1-2 | Enkele recente voorbeelden van betonnen gevelelementenvan gestraald betonfoto's: Hugo PotharstO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i ePrefabricagecement 2000 3 713.een wisselende water-cement-factor;4.ontmengingen tijdensverdichting;5. verhardings/ontkistingstijd;6. weersinvloeden tijdensuitharding.Geadviseerd wordt om direct nahet ontkisten het oppervlak tehydrofoberen door opspuiten vaneen kleurloze silaanimpregnering.De punten 1 en 6 hebben dan veelminder invloed op de kleur enhet oppervlak zal minder snel ver-vuilen.Bij meer donkere kleuren is eenenigszins ongelijkmatig wolkeriguiterlijk niet altijd te vermijden.Geadviseerd wordt om bij diekleurendebekistingteprofileren,bijvoorbeeld minimaal in patro-nen van 0,3 x 0,3 m2diep 20 mm,om verschillen te maskeren. Ookhier zijn kleine kleurverschillenniet te vermijden. Het kleurver-schil dat acceptabel is, kan doormiddel van monsters vastgelegdworden.GestraaldVerschillende kleuren gestraaldarchitectonisch beton zijn meest-al grotendeels met natuurlijkekleurvaste grondstoffen te reali-seren die uit heel Europa wordenbetrokken.Dezegrondstoffenwor-den op kleur geselecteerd (foto 5),bijvoorbeeld:? kwarts, gem?leerd wit (land-groeve), grijsblauw (Rijnzanden -grind), bruin (Maaszanden -grind);? graniet, rood, rood-bruin,zwart, wit, grijs-wit enz.;? porfier (grijstinten);? basalt (antraciet);? kalksteen, marmer, wit,kristalwit, geel, groen, grijs enblauwgrijs.Met niet-witgekleurde kalksteenen marmer dient men voorzichtigte zijn, omdat deze niet altijdkleurvast zijn. De grondstof kanin grove en fijne fracties wordentoegepast ter vervanging van stan-daard grind en zand.Door het oppervlak te stralenwordt de cementhuid verwijderden ontstaat een egaal en op `zand-korrelniveau' ruw oppervlak.Het uiterlijk van het oppervlakwordt bepaald door de overgeble-ven cementmatrix eventueel aan-gekleurd door een pigment endoor het fijne en grovere toeslag-materiaal. De kleur van een ge-straald oppervlak kan nooit zointens zijn als van een gepolijstoppervlak, omdat alle zich aan hetoppervlak bevindende deeltjes`gekrast' zijn.De kristallijne structuur van detoeslagmaterialenwordtzichtbaar.Dit kan bijvoorbeeld resulteren inzacht gematteerde antracietgrijze,blauwgrijze, kristalblauwe, witkristalijne, of okerachtige opper-vlakken.Waarneembare kleurafwijkingentreden minder snel op dan bijglad uit de kist beton, omdathet uiterlijk van het oppervlakbepaald wordt door de vari?teitvan de aangestraalde materialen.Goede resultaten zijn bijvoorbeeldte bereiken met licht gestraaldarchitectonisch beton uitgevoerdmet wit cement en Noors Hustadmarmer.Geadviseerd wordt de oppervlak-ken direct na het stralen te hydro-foberen op dezelfde wijze als bijglad uit de kist.Monster-reeksNaast een veelheid aan kleurenzijn met architectonisch betonbinnen ??n kleur een groot aantalnuancesmogelijkdoortevari?renmet het soort cement, grof enfijn toeslagmateriaal, pigment enoppervlaktebewerking. Aan dehand van een monsterreeks inkleur verlopend van zwart naar3-4 | Enkele recente voorbeelden van betonnen gevelelementenvan gepolijst betonfoto's: Norbert van Onna en Wim Oranje5 | Opslag gekleurde grondstoffen basalt en Schots granietO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i ePrefabricagecement 2000 372wit, wordt dit nader toegelicht(foto 6).Monster 1 donker antracietSamenstelling: standaard grinden zand als grof en fijn toeslag-materiaal, wit cement en zwartpigment (8%).Bewerking oppervlak: geen, gladuit de kist.Geadviseerd wordt dit monsterniet in gevels toe te passen omdatde kleurconstantheid meestal alsonvoldoende wordt ervaren.In plaats van grijs is wit cementtoegepast om het antraciet eenheldere uitstraling te geven.Monster 2 licht antracietSamenstelling:bazalt en kwarts-zand als grof en fijn toeslagmate-riaal, wit cement en zwart pig-ment (6%).Samenstelling als monster 1.Bewerking oppervlak: licht ge-straald. Door stralen wordt dekleur lichter.Monster 3 grijsSamenstelling: kalksteen als grofenfijntoeslagmateriaal,witcementen zwart pigment (4%).Bewerking oppervlak: licht ge-straald.Monster 4 licht grijsSamenstelling: als monster 3,echter met 2% zwart pigment.Bewerking oppervlak: licht ge-straald.Monster 5 zeer licht grijsSamenstelling: zilverzand, NoorsHustad marmer als grof en fijntoeslagmateriaal, wit cement enzwart pigment (1%).Bewerking oppervlak: licht ge-straald.Monster 6 zachtwitSamenstelling: als monster 5,echter zonder zwart pigment.Bewerking oppervlak: licht ge-straald.De volledige samenstelling: 325kg wit cement, 203 kg zilverzand,941 kg Noors marmer 0/8 en 878kg Noors marmer 8/16. Water-cementfactor: 0,5.GepolijstEvenals bij gestraalde oppervlak-ken zijn veel kleuren grotendeelsmet natuurlijke grondstoffen terealiseren. De kleur kan wordenversterkt door de toevoeging vanpigmenten die de cement/vul-stoffenmatrix kleurt. Tijdens hetpolijsten wordt een laagje betonvan 1 tot 2 mm dikte gelijkmatigverwijderd, zodanig dat de toe-slagmaterialen aan het oppervlakkomen te liggen.Als na het polijsten het oppervlakwordt voorzien van een kleurlozelaklaag kunnen diepglanzendenuances worden verkregen zoalsmet glanzend graniet en de mat-glanzende cement/vulstoffenma-trix. Een betonoppervlak wordtdoor verschillende polijstgangensteeds gladder.Het proefpaneel van foto 7 toontde invloed van de oppervlakbe-werking op de kleur. Het paneelis geproduceerd met ??n betonsa-6 | Monsterreeks van zwart naar wit (zie de beschrijvingen 1 t.m. 6)foto's: Steef Croonen7 | Proefpaneel na acht jaar expositieO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i ePrefabricagecement 2000 3 73menstelling: kalksteen als grof enfijn toeslagmateriaal, wit cementen zwart pigment (3%).De bovenste vier vakken zijn vanlinksnaarrechtsachtereenvolgenssteeds gladder gepolijst (foto 8).De onderste vier vakken zijnvergelijkbaar gepolijst met debovenliggende vakken, maar zijnna het polijsten van een blankelaklaag voorzien. Het paneel staatinmiddels acht jaar buiten opge-steld, in weer en wind. Het vol-gende is waar te nemen:? de kleur is sprekender naar-mate het gepolijste oppervlakgladder is;? de kleur is veel intenser bij degelakte oppervlakken;? vooral het donkerste vak (hetmeest glad gepolijst en gelakt)blijkt nauwelijks vervuild.In de praktijk blijkt dat de glansvan gepolijst architectonischbeton, uitgevoerd met silicium-houdend gesteente zoals graniet,vele jaren behouden blijft mits degevel voldoende wordt onderhou-den.Het polijsten van marmer als toe-slagmateriaal is goed uitvoerbaar.De glans van het marmer zalechter op den duur verloren gaan,omdat het een zacht kalkhoudendgesteente is en gevoelig voorvochtindringing. Esthetisch is datvoor veel gevels acceptabel.Witteoppervlakkenwordenmeest-al niet gelakt omdat het wit danenigszins gelig wordt. Wel wordtgeadviseerd om het oppervlak tehydrofoberen.N i e u w e b e t o n s o o r t e nNieuwe betonsoorten kunnenvan grote betekenis zijn voor deverdere toepassing van architec-tonisch beton. Twee ontwikkelin-gen zijn aan de gang: zelfverdich-tend beton en hogesterktebeton.Over zelfverdichtend beton iseen apart artikel gepubliceerd (ziepag. 00). De voordelen van dezebetonsoort voor onder meer dearbeidsomstandigheden zijn uit-gebreid toegelicht in diverse vak-bladen.Voor architectonisch beton heeftzelfverdichtend beton nog anderevoordelen.Erzullennieuweeffec-ten in het uiterlijk optreden alsoppervlakkenwordengestraaldofgepolijst. Dit wordt veroorzaaktdoordat de verhouding toeslag-materiaal/cementpasta anders isdan van standaard samenstellin-gen.Oppervlakken glad uit de kist zijnwaarschijnlijk egaler (minderwolkerig), omdat het beton nietmeer verdicht wordt door trillen.Foto 9 toont een proefstuk. Hetoppervlak van het rechter proef-stuk is egaal glad uit de kistgekomen.B e t o n i n d e s t e r k t e k l a s s e nB 7 0 - B 2 0 0Architectonisch beton in eenhogesterkteklassekanomdiverseredenen worden toegepast, bij-voorbeeld met het oog op duur-zaamheid, kleurvastheid, kleur-egaliteit, een hoge treksterkte eneen fraai uiterlijk.De verwachting is dat vooral eenhoge treksterkte mogelijkhedenbiedt voor nieuwe productont-wikkelingen. Op de tweede plaatskomt kleuregaliteit/uiterlijk.Duurzaamheid en kleurvastheidvannormaalarchitectonischbetonvoldoen goed. Maar, in extremeomstandigheden kan de duur-zaamheid een bepalende rolspelen. Hurks Beton heeft bij-voorbeeld in 1999 voorgespannenI-vormige balken in sterkteklasseB 200 geleverd in Noord Frankrijkvoor de koeltoren van een kern-centrale. Gegeven de duurzaam-heid is voor deze sterkteklassegekozen. De kerncentrale dientnaarverwachtingmetdezebalkenslechts eens in de 50 jaar teworden stilgelegd voor vervan-ging, in plaats van eens in de 25jaar met standaard prefab-beton-balken in sterkteklasse B 65. Dehoge sterkte wordt gerealiseerddoor zeer fijne vulstoffen, fijnertoeslagmateriaal ten opzichte vanstandaardbeton en door een grotehoeveelheid staalvezeltjes toe tepassen (circa 240 kg/m3).Beton met hoge treksterkteAlvorens in te gaan op de voorde-len van beton met een hoge trek-sterkte, een korte beschouwing8 | Detail proefpaneel (linker viertal) 9 | Proefstuk met zelfverdichtend beton;egaal oppervlakO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i ePrefabricagecement 2000 374over bouwen met prefab ter toe-lichting.Prefab gevels bestaan veelal uiteen (dragend) binnenspouwblad,thermische isolatie en een buiten-blad van architectonisch beton,bekleed met tegels, metselwerkof natuursteen. Op de fabriekkunnen de kozijnen worden ge-monteerd.Dezebouwwijzemaakthet mogelijk de gevel direct metde ruwbouw steigerloos te mon-teren. Dit heeft veel voordelen,onder meer het direct wind- enwaterdicht zijn van de gevel.Afbouwwerkzaamheden zoals hetaanbrengen van installaties, bin-nenwanden e.d. kunnen zeer snelna montage van de betreffendebouwlaag starten.Materiaalontwikkelingen naarbetonmethogetreksterktekunnenmogelijk ertoe leiden dat sand-wichelementen met dunnere bui-tenbladen worden uitgevoerd alshet blad ongewapend is, bijvoor-beeld 50 tot 60 mm in plaats vande momenteel gangbare dikte van80 ? 90 mm. Qua uitvoering heeftdit voordelen. Tevens is het risicovan plaatselijk te weinig dekkingnietmeeraanwezig.Deinhetbui-tenblad optredende krachtenworden beperkt door het buiten-blad op regelmatige afstandenflexibel aan het binnenblad tebevestigen.Ongewapende buitenbladen zijnhaalbaar als het beton een vol-doende hoge treksterkte bezit eneen hoge visuele kwaliteit heeft.Kleuregaliteit en uiterlijkHogesterktebeton is samenge-steld met relatief veel fijn materi-aal. Met pigmenten wordt in ditgeval niet alleen de cementmatrixegaal gekleurd, maar de meerin het uiterlijk overheersendecement/vulstofmatrix. Als vulstofwordt gedacht aan steen- ofkwartsmeel. Het uiterlijk vannbeton glad uit de kist wordt hier-door naar verwachting egaler danstandaard. Dit maakt het wellichtmogelijk om ook minder lichtge-kleurde elementen met accepta-bele kleurverschillen glad uit dekist te produceren. De mogelijk-heden voor gestraalde en gepo-lijste oppervlakken nemen naarverwachting daarmee toe.T o t s l o tDe productie van gevelelementenin architectonisch beton onder-vindt de laatste jaren een duide-lijke groei. Dat komt mede doorhet groeiende pakket aan moge-lijke verschijningsvormen.In de toekomst zal veel aandachtuitgaan naar nieuwe betonsoor-ten zoals het zelfverdichtendbeton en beton met hoge trek-sterkte. Ook de productiemoge-lijkheden en -faciliteiten zulleneen positieve ontwikkeling door-maken.Daarnaastbiedtdesamen-werking binnen BFBN/Beltonnieuwe mogelijkheden tot ont-wikkeling. Het project zelfver-dichtend beton is daar een spre-kend voorbeeld van. sL i t e r a t u u r1. `Gevels in prefab', hoofdstuk5.3 vervaardigd in opdrachtvan de vereniging BELTON(Vereniging van fabrikantenvan bouwelementen voorbetonconstructies). Verkrijg-baar bij: Belton Woerden.10 | Detail gevelStreekarchief Eindhovenfoto: Marcel van Kerckhoven