ing.J.C.ReindersRaadgevend ingenieursbureau NECON,HaarlemG?asvezelversterkt cernentals materiaal voorgevelbekledingConsequenties van de materiaaleigenschappenvoor constructief verantwoorde oplossingenInleidingIn het afgelopen decennium heeft in Nederland de introductie plaats gevonden van een nieuwmateriaal, namelijk g?asvezelversterkt cement, al of niet met een polymeer-toevoeging. Debenaming wordt algemeen afgekort tot (P)GVC.In vrij korte tijd heeft dit materiaal, in de vorm van gevelelementen, zich een niet onbelangrijkeplaats verworven op de markt, voornamelijk als vervanger van bepaalde typen gewapend-be-tonelementen. De reden daarvoor moet in de eerste plaats gezocht worden in de prijs, diealles bij elkaar genomen, kennelijk concurrerend kon zijn; maar natuurlijk zijn er ook anderevoordelen.Nu, na tien jaar, kunnen in binnen- en buitenland voorbeelden worden getoond van zeergeslaagde toepassingen van dit materiaal (foto's 1-4). Geconstateerd kan ook worden, dataan een aantal voorwaarden dient te zijn voldaan om een goed resultaat te bereiken. Sommigevan die voorwaarden zijn zeer stringent, zoals opleggingsdetails.Een nadeel is, dat ondanks een geweldige stroom publikaties over (P)GVC er nog geenalgemeen aanvaarde ontwerpnormen beschikbaar zijn vooreen specifiek toepassingsgebiedals gevelelementen. De oorspronkelijke patenthouder Pilkington Brothers in Engeland heeftweliswaar een Ontwerp Handleiding' uitgegeven, maar deze is slechts in een beperkte op-lage verspreid, hoofdzakelijk onder licentiehouders (fabrikanten) en een kleine kring vange?nteresseerden.In de Verenigde Staten is onlangs een 'Recommended Practice' verschenen (PCI). Men kanzich afvragen of een dergelijk 'voorschrift' zonder meer op Nederlandse omstandigheden iste transponeren. Onder verantwoordelijkheid van de Stupr? wordt nu onderzocht of hetmogelijk is om op afzienbare termijn 'Aanbevelingen voor het ontwerpen van (P)GVC-geve-lelementen op te stellen, met de bedoeling een duidelijk en doelgericht ontwerp in dit mate-riaal mogelijk te maken. Daarop vooruitlopend is het zinvol eerst wat algemener in te gaanop de specifieke materiaaleigenschappen en de daarop gebaseerde ontwerpeisen.Typen (P)GVC-elementenOm het sandwich-element een plaats te geven binnen de beschikbare mogelijkheden, aller-eerst een opsomming van de verschillende typen (fig. 5).1Kantoorgebouw in Engeland, KingstonFairfield West Office Complex; geslotensandwich-elementen (GRC Ltd)Cement XXXVI (1984) nr. 5 3182Bedrijfsgebouw in Hampshire, Engeland;sandwichpaneel met open zijkanten, GVCmet pvc-coating (Fenox UK)3Geveldetail kantoorgebouw Kalorama,Hoofddorp; single skin, met isolatie aan debuitenhuid (Forton)4Uitbreiding kantoorgebouw Het Zilveren 'Kruis, Noordwijk; gesloten GVC-panelenmet toplaag van minerale korrel,gestructureerd met rubberbekistingsmatten (Seghers)5Verschillende typen panelenSingle skinEen single skin paneel bestaat slechts uit een circa 10 mm dikke (P)GVC-huid. Men zoukunnen zeggen, dat het een puur architectonische gevelbekleding is; dankzij het geringegewicht zeer dienstig bij onder meer renovatie. Stijfheid wordt verkregen door diepe profile-ring of door het aanbrengen van verstijvingsribben. Al naar gelang de aanwezigheid van eendergelijke verstijving is de overspanningsmogelijkheid 1 m of meer. In het algemeen zijn erdus tussensteunpunten nodig, die min of meer flexibel moeten zijn.Een toepassing hiervan in de VS is het 'stud-frame' (fig. 6). Achter dit paneel zal in hetalgemeen een binnengevel nodig zijn, waardoor de single skin ook getypeerd zou kunnenworden als 'regenjas'.Composiet-panelenWanneer een single-skin in ??n fabrieksgang wordt gecombineerd met een normaal gewa-pend-betonelement van bijv. 100 mm, dat dienst doet als drager, dan ontstaat een gecom-bineerd element. Tussen de beide wandjes in kan isolatiemateriaal worden opgenomen vaneen willekeurige samenstelling, maar beweging blijft mogelijk. Het gewicht van de dragerbetekent voor het stellen e.d. een nadeel, maar kan in bouwfysisch opzicht aantrekkelijkzijn. Het element wordt in ??n keer gesteld en levert een vlakke achterzijde op.Sandwich-panelenDit elementtype bestaat zowel aan de binnen- als aan de buitenzijde uit een (P)GVC-bladvan circa 10 mm. Hiertussen wordt een 80 ? 260 mm dikke isolatieplaat opgenomen. Hetkenmerkende verschil tussen dit type en de twee voorgaande is, dat de binnen- en buiten-bladen langs de randen aan elkaar vastzitten waardoor het buitenblad niet vrij kan vervormen.Verder functioneert dit type als een gesloten doosconstructie, waardoor de in- en uitwendigekrachten in principe door het gehele profiel of door een te berekenen samenwerkend deeldaarvan wordt opgenomen.Daar sandwich-panelen in principe tamelijk eenvoudig en daardoor goedkoop te producerenzijn, vinden ze ruime toepassing. (Globaal 50% van de totale produktie aan (P)GVC-platen.)CementXXXVI(1984)nr.5 319Het paneel bezit het grote voordeel van gering gewicht (60 ? 70 kg/m2) en kan, evenals eencomposiet-paneel in ??n keer worden gesteld. De achterzijde behoeft in principe nauwelijksnog afwerking te ondergaan. Een bijkomend voordeel is de geringe totaaldikte, die gunstigdoorwerkt op de bruto/netto-verhouding van de vloeren.Dankzij de geringe massa kunnen de bevestigingen licht worden gedimensioneerd, ofschoonze wel aan een aantal voorwaarden moeten voldoen. Het geringe gewicht leidt anderzijdstot een geringe warmte-accumulatie. Hiermee dient bij het ontwerpen van installaties reke-ning te worden gehouden.De medewerking aan brand-overslag is nihil, mits de bevestigingen niet worden aangetastbinnen de gestelde brandwerendheidsduur. Verder moet rekening worden gehouden metde zeer grote vervormingen bij opwarming; bepaalde soorten isolatie kunnen hierbij smelten.Toepassing van een net van enkele roestvrij stalen staven biedt voordelen voor het behoudvan de samenhang in geval van brand. Dat zou men eveneens kunnen doen om die samen-hang onder invloed van hoge windstoten te verzekeren.In Nederland worden ook elementen vervaardigd uit identieke vlakke binnen- en buitenbladenmet daartussen een geselecteerd (brandvrij) schuim (poly-isocyanuraat). De beide bladenkunnen mits statisch bepaald bevestigd, betrekkelijk vrij van elkaar vervormen. Met hetgestandaardiseerde paneel (breedte 1,20 m) kunnen gevels worden verkregen die een grotebrandwerendheid bezitten. De panelen worden desgewenst voorzien van een pvc-coatingdie tevens kleurbepalend kan zijn.Het is om een aantal redenen nog niet toegestaan met (P)GVC dragende constructiedelente vervaardigen, dus ook geen dragende gevels.OntwerpprincipesDe wijze waarop wordt gekozen voor een gevel van (P)GVC kan zeer verschillen. Zondervolledig te willen zijn, doen zich meestal de volgende twee mogelijkheden voor:I. In een vroegtijdig stadium heeft de opdrachtgever (architect) gekozen voor (P)GVC vanwegede vormvrijheid of om andere materiaaleigenschappen.>. In een later stadium, vaak na de aanbesteding, wordt om allerlei redenen besloten tot eenalternatief in dit materiaal.Wanneer de opdrachtgever voor de eerste maal met (P)GVC in aanraking komt, resp. als hijin een onderhandelingsstadium voor dit materiaal kiest, dan ziet hij zich voor een aantalproblemen geplaatst. In de eerste plaats, en hierin verschilt het materiaal niet van elk ander(nieuw) bouwmateriaal, dient men zich rekenschap te geven van de materiaaleigenschappenen de produktiewijzen. Vervolgens moet aandacht worden besteed aan de bevestigingen,de in te storten en later aan te brengen voorzieningen, alsmede de aansluiting van de panelenop andere bouwmaterialen en gebouwdelen. Er is op dat moment behoefte aan overleg meteen leverancier/fabrikant, teneinde deze zaken op te lossen en te bezien of een en andergeschikt is voor produktie.Van de twee geschetste mogelijkheden is het vooral de tweede waar de tijd voor een goedoverleg met een fabrikant beperkt is, terwijl de feitelijke verantwoordelijkheid van de fabrikanttoeneemt. Deze zal, onder druk van de omstandigheden, de neiging hebben om ogenschijn-lijke detailproblemen naar de toekomst te verschuiven. Dit kan later leiden tot vrij hardeconfrontaties over wat wel en wat niet in de prijs is begrepen en tot oplossingen in decompromis-sfeer.Dit is een situatie die het materiaal (P)GVC niet verdraagt. Het is daarom verstandig zichzelfde tijd te gunnen om de vraag te stellen waar men het wil toepassen, waarom en hoe. Dathoudt onder meer in, vooraf duidelijk af te spreken waaraan een element moet voldoen,waarop het moet worden berekend, wat de toleranties zijn en hoe de bevestigings- en voeg-details. Daarmee is te voorkomen dat een gebouw met oorspronkelijke gevels van een andertype zonder de noodzakelijke aanpassingen op (P)GVC wordt Omgebouwd'.Bij twijfel, bijv. aan de profileringsdiepte en de omvang van elementen, zullen berekeningenvooraf of proefmodellen en proto-typen uitsluitsel moeten geven over de mogelijkheden.Dat moet natuurlijk wel in een eventuele opdracht zijn opgenomen. Wanneer de twijfel blijftbestaan, is het verstandig op een ander element-type over te gaan. Een eventuele goedkeu-ring beperkt zich niet alleen tot de vorm, maar zal ook de gebruikte specie, hulpstoffen,vezel, pigmenten, schroefhulzen en andere bevestigingsmiddelen moeten omvatten. Het isvan belang er rekening meet te houden dat de kans op vroegtijdige scheurvorming medewordt bepaald door de wijze van vervaardigen, gebruikte ontkistingsmiddelen, curing en hettype isolatiemateriaal, evenals de malvorm met het oog op het ontkisten en het tijdstipdaarvan.Bij eerste kennismaking met een aanbieding in dit materiaal, doet men er goed aan voorafeen aantal eisen te formuleren waaraan moet worden voldaan. Voor een eerste aanzet toteen besteksomschrijving wordt verwezen naar de genoemde 'Recommended Practice', eneen onlangs door Pilkington uitgegeven 'Specification'; voor algemenere zaken geldt de VB1974 deel C. Ook Forton kent een 'Recommended Practice'.De levertijd vanaf het moment van goedkeuren van de tekeningen blijkt dikwijls een puntvan wrijving, omdat de fabrikant in bepaalde omstandigheden alleen aan de levertijd kanvoldoen wanneer meerdere mallen worden ingezet. Dit punt is overigens niet typerend vooralteen (P)GVC.Cement XXXVI (1984) nr. 5 320Soorten glasvezelDe glasvezel bestaat uit een groot aantal draadjes (8 ? 10 \) die worden gebundeld toteen circa 1,5 mm dikke 'strand' (foto 7). De materiaalsterkte, waarover zeer veel publikatiesbestaan, ligt op ongeveer 1000 ? 1500 N/mm2. Dit is de breuktreksterkte. De vezelproduktievindt momenteel, onder diverse licenties, over de gehele wereld plaats, bijv. in Engeland,Japan, de VS en ook in Nederland.In oorsprong, dat wil zeggen in de periode v??r 1968, werd ge?xperimenteerd met normaleglasvezels, het E-glas. Dit wordt ook gebruikt voor telecommunicatie en het wapenen vanpolyester. Het vezeltype bleek in het alkalische cementmilieu dermate te worden geslooptdat van praktische toepassing geen sprake kon zijn. Door BRE werd in Engeland in 1968(Majumdar c.s.) een vezel gevonden die door het toevoegen van 17% zirkonium-oxyde alkali-resistent leek te zijn, de AR-vezel. Na enig experimenteren werd door Pilkington Ltd. eenpatent op deze vezel genomen en onder de handelsnaam CemFIU rond 1974 uitgebracht.Na verloop van tijd moest helaas worden geconstateerd dat de vezel weliswaar in eersteinstantie voldeed, maar in de cement-matrix na verloop van tijd aan sterkteverlies onderhevigwas. Het verschijnsel is bekend geworden als veroudering (weathering/aging, zie lit. 13). Hetsterkteverlies in de matrix bereikt een onderlimiet van circa 300 N/mm2, nog een respectabelewaarde.Pilkington gaf voor dit fenomeen de verklaring dat het vezeloppervlak toch nog enigszinswordt aangetast. Daar glas een amorfe structuur heeft, die wel grote trekspanningen, maarslechts geringe schuifspanningen kan overbrengen, worden, aldus Pilkington, door het ge?t-ste oppervlak breukvlakken ingeleid waarlangs de vezel bezwijkt. Hierbij dient te wordenbedacht, dat de vezels (gehakt in stukjes van normaal 50 mm), afhankelijk van het produk-tieproces, 2-dimensionaal of 3-dimensionaal geori?nteerd in de cement-matrix liggen. Alsgevolg daarvan wordt slechts een deel van de vezels op zuivere trek belast. Deze verklaringleidde in 1979 tot de introductie van een nieuw type vezel, CemFIL2. Deze is voorzien vaneen oppervlaktebehandeling op de afzonderlijke vezels die aantasting moet voorkomen.Hoewel de oppervlaktebehandeling het verouderingsproces lijkt te vertragen, wordt deson-danks een eindwaarde bereikt die niet veel verschilt met die aan CemFIU (fig. 8).Dit vindt zijn oorzaak, mede gezien het karakteristieke verloop inde tijd van deze veroudering,in de doorgaande hydratering van cement onder invloed van vocht in de matrix en de uit-kristallisering hierbij van vrije kalk. De vezel raakt daardoor zodanig ingesloten, dat de rekonder belasting tenslotte bijna geheel wordt verhinderd (foto 9). Treedt in die situatie scheur-vorming op door overbelasting van de matrix, dan zal de vezel, gezien het geringe gegevenrektraject, vrijwel onmiddellijk breken.In 1979 is in Nederland de firma DSM/Synres, onder de handelsnaam Forton, begonnen metde levering van een polymeer voor toevoeging aan de cementmatrix. Hiermee wordt beoogdde eigenschappen van de matrix dusdanig te veranderen, dat voor de vezel een beter rektra-ject ontstaat. Omdat dit polymeer tevens tot taak heeft om de vezel te omhullen, kan met inNederland geproduceerd E-glas worden volstaan (foto 10).De glasvezel is een kostbaar onderdeel van de samenstelling. E-glas kost ongeveer 4,- ? 5,- per kg, CemFIU kost circa 13,- ? 15,- per kg en CemFIL2 is nog duurder. Metname de Japanse vezels zijn goedkoper dan CemFIL, maar dit moet dan w?l tegen de pres-taties worden afgezet. De verwachting is dat de vezels bij toename van het gebruik op denduur veel goedkoper gaan worden. Bedacht moet worden dat bij (P)GVC ook het polymeereen kostenfactor vormt.De hoeveelheid glasvezel in de matrix wordt bepaald door twee grenswaarden:-enerzijds het kritieke percentage, dat is de hoeveelheid die na bezwijken van de matrixtheoretisch nog sterk genoeg is om de krachten op te nemen,-anderzijds het percentage waarboven de glasvezels niet goed meer in de matrix kunnenworden verwerkt.9Vastgroeien van de vezels in de tijd,1800 vergroot10Omhulling van de vezels met polymeer(Forton)CementXXXVI(1984)nr.5 32111Spuitkop met afzonderlijke aanvoer van dezand-cement slurry en glasvezel. In despuitkop wordt een constant aangevoerdeglasvezelstreng versneden12Verdichten met de hand door middel vanrollersDe matrixHoewel er in principe oneindig veel mengsels mogelijk zijn, zag een typische samenstellinger tot voor kort als volgt uit:GVC: 330 g water (P)GVC: 300 g water1000 g cement 1000 g cement500 g zand 500 g zand96 g AR-vezel 160 g polymeer96 g E-vezelHet hoge cementgehalte leidt tot een aantal karakteristieke eigenschappen zoals hoge krimp,omkeerbare vochtbeweging en een hoog gehalte aan vrije kalk. De behoefte om het water-gehalte zo laag mogelijk te houden leidt in praktisch alle gevallen tot het toepassen van eenplastificeerder. De laatste ontwikkeling is het zandgehalte te verhogen tot 1 : 1 in plaats van1:1/2 ten koste van de beginsterkte. Verder kan bij vlakke platen worden ontwaterd, hetgeende wcf met ongeveer 0,1 terugbrengt. De als gevolg daarvan hogere beginsterkte lijkt desterkte op termijn niet noemenswaardig te be?nvloeden.In het Forton-systeem leidt de toevoeging van een polymeer tot een lagere elasticiteitsmo-dulus. Globaal is deze de helft van die van het GVC-systeem. Op deze manier zou het mogelijkzijn om de opgelegde vervormingen beter op te nemen. Forton brengt het polymeer in hetmengsel in de vorm van minuscule bolletjes. Een deel ervan trekt door capillaire werkingtussen de afzonderlijke glasvezels en neemt, na het wegtrekken van het overtollig water,voor een deel de ruimte tussen de vezels in. Hiermee tracht men het doorgroeien van Ca(OH)2-kristallen te beletten, ten einde te voorkomen dat de glasvezel in zijn rekcapaciteit wordtbelemmerd. De resultaten van de rek-capaciteit na veroudering zijn hoopgevend.Beide systemen claimen dat het mogelijk is zo ongeveer elke hulpstof te kunnen gebruikendie voorhanden en gekeurd is. Dat geldt zelfs, hoewel erg controversieel, voor calcium-chlo-ride. Een goede toepassing van deze hulpstof wordt in elk geval niet door wapening beleten kan, indien de bevestigingen corrosiebestendig zijn, voor fabriekmatige doeleinden wor-den aangewend.Voor het verkrijgen van verschillende kleuren kan aan het cement een pigment worden toe-gevoegd. Hiervan mogen geen blijvend heldere kleuren worden verwacht. De kleur wit, doorgebruik van cement in combinatie met geselecteerd zand, vormt hierop misschien een uitzon-dering; zulke elementen zijn weer erg kwetsbaar voor vervuiling.Elke mogelijke samenstelling en toevoeging moet de goedkeuring hebben van de opdracht-gever, zodat deze weet waarvoor hij gekozen heeft. Belangrijk hierbij is, dat ongeacht desamenstelling, het breukgedrag na veroudering niet ongunstig mag worden be?nvloed. Wan-neer (bij exceptionele toepassingen) twijfels rijzen moet een proef mengsel worden gemaakt.Vervaardigingsaspecten(P)GVC kan op vele manieren worden verwerkt. De meest toegepaste methoden zijn premixen spray-up (met de hand en machinaal).Premix-methodeHierbij wordt glasvezel vooraf door het cement gemengd. De glasvezel wordt kort gehouden(12-38 mm); het toegevoegde percentage is relatief laag (2,5-4%). Gewaarschuwd wordttegen te lang mengen, omdat de vezels dan beschadigen en de temperatuur in het mengseldoor wrijving te hoog kan oplopen. Het mengsel wordt vervolgens op de bekisting gebrachten door trillen of persen verdicht.De vezelori?ntatie is hier 3-dimensionaal, behalve wanneer dit door persen wordt verstoord.Handspray-up techniekDit is de meest gebruikte methode wanneer niet-gestandaardiseerde elementen moetenworden vervaardigd, het 'maatwerk'. Het cement-mengsel komt uit ??n opening van hetspuitpistool, terwijl via een andere spuitmond een constante stroom glasvezel (in stukjesvan circa 50 mm lengte) wordt toegevoegd. Beide stromen komen samen op de mal waarmenging plaatsheeft (foto 11). Verdichting geschiedt met een roller, laag voor laag (vezel-ori?ntatie 2-dimensionaal) (foto 12).Machinale spray-up techniekDeze techniek wordt vooral toegepast bij het vervaardigen van gestandaardiseerde panelen,zoals vlakke platen. De principes komen overeen met de handspray-up techniek.Een van de merkwaardige eigenschappen van (P)GVC is, dat een vlakke plaat na vervaardi-ging nog gedurende enige tijd kan worden gebogen. Die eigenschap dankt (P)GVC aan degeringe hechting van de glasvezels met de cementpasta. Het buigen is ??n van de manierenom geprofileerde doorsneden te maken. Dit vereist, mits deskundig gedaan, weinig nazorg.De meeste sandwich-panelen worden vervaardigd met de handspray-up techniek, ondermeer omdat machinale vervaardiging voor elk ander type telkens opnieuw een gewijzigdeinstelling vereist. De handspray-up techniek is flexibel, maar ook de meest kwetsbare metho-de. Begonnen wordt, met het in de kist brengen van een eventuele toplaag. Hiervoor kaneen minerale korrel gebruikt zijn, hoewel niet noodzakelijk. Ontbreekt de toplaag, dan wordtbij een wat hogere druk eerst een 'mist-coat'-laag gespoten van ongeveer 0,5 mm dikte, omCement XXXVI (1984) nr. 5 322te voorkomen dat vezels ? het oppervlak terechtkomen. De 'mist-coat' mag ter voorkomingvan craquel?vorming niet te dik zijn. Verder leidt een te dikke 'mist-coat' tot een te groteverzwakking van het met glasvezels gewapende deel. Vervolgens wordt de buitenhuid opge-spoten in laagjes van 3 ? 4 mm.Elke laag die in de bekisting wordt gespoten, moet door inrollen worden verdicht. Is de huidgereed, dan wordt hierop de isolatie geplaatst, meestal een plaat kunststofschuim. Vervol-gens komt dan de binnenhuid, waarbij de isolatie als bekisting wordt gebruikt. In de isolatiezijn sparingen gehouden, die met (P)GVC worden volgespoten ten einde de binnen- en bui-tenhuid aan elkaar te koppelen.Bij deze techniek speelt de taakopvatting van de man met het spuitpistool een overheersenderol. Zelfs de beste vakman zal er niet in slagen om een volledig vlakke plaat te maken, redenom elke man zijn 'standaardafwijking' te geven. Een tolerantie van -0 en +4 mm lijkt redelijkom de beoogde dikte te halen. Het is echter ontoelaatbaar als in ??n vlak grote dikteverschil-len voorkomen. Dit leidt tot spanningsconcentraties en vergroot de kans op scheuren. Vooralbij gesloten sandwich-panelen is controle op dit punt nagenoeg niet mogelijk. Alles hangtdan af van de wijze van fabriceren.Aandacht verdienen ook de hoek-aansluitingen van horizontale en verticale vlakken. Dezehoeken moeten goed door??n worden gewerkt om te voorkomen dat de vezels zich na hetrollen weer oprichten. CemFIL2 is in dit verband wat ongunstiger.Het zijn bij een sandwich-element de hoeken die het paneel de vereiste stijfheid geven, dusmogen daar geen glasvezelnesten ontstaan. Juist bij de hoeken van een element bestaat,vanwege de naden in de mal, het risico van het weglopen van cement en water. Hoekenkunnen beter zoveel mogelijk worden afgerond.Verdere zaken, waarmee een spuiter te maken krijgt zijn:-'s morgens starten met schone, niet-gecalibreerde apparatuur. Afstellen moet uiteraard bui-ten het werk gebeuren;-is de machinerie afgesteld, dan zal tijdens de dag regelmatig moeten worden gecontroleerdof de instelling nog correct is. Hier zijn overigens regels voor te geven;-de continu aangevoerde glasvezelstreng wil nog wel eens breken. Het spuitproces eindigtdan in een bult ongewapende slurry, die zeer moeilijk te verdichten is en eigenlijk ook nietmag worden verwerkt;-hetzelfde geldt natuurlijk voor stagnatie in de slurry-aanvoer.Al met al dus een kwetsbaar proc?d?. Veel, zoniet alles hangt af van de eigen controle- ennoodmaatregelen.BekistingOver de bekisting nog het volgende: Deze onderscheidt zich niet zoveel van de meer tradi-tionele betonmal, zij het dat over het algemeen wat lichter kan worden gewerkt. Alle eisenvan haaks-, vlak- en maatvastheid gelden ook hier. Dit bepaalt voor een deel de zwaarte.Invoegers en andere in te storten voorzieningen moeten haaks en vlak bij de kist wordeningespoten, om te voorkomen dat ze bij het aandraaien van de bout worden uitgetrokken.Alle voorzieningen moeten door voldoende verdikking zijn omgeven.Ontkisten en nabehandelenIs een element gereed, dan moet het worden afgedekt. Na 24 uur kan elk type zonder al teveel problemen worden ontkist. Het materiaal lijkt dan enigszins op spaanplaat. Met nadrukwordt hier gewezen op de gevolgen voor dunwandige elementen, wanneer deze te vroeg,te ruw of onjuist worden ontkist, resp. wanneer geen of een verkeerd ontkistingsmiddel wordtgebruikt. Ook moet men bedacht zijn op een toplaag of een structuur aan de voorzijde, diezuiging kan veroorzaken. Al deze factoren zijn bij sandwich-elementen potenti?le oorzakenvan vroegtijdige scheurvorming (incipient cracking).Na het ontkisten moeten GVC-panelen minstens 7 dagen worden nabehandeld in een gecon-ditioneerde ruimte bij een relatieve vochtigheid van minstens 85%. Een lager vochtgehalteof een kortere curing-periode verlaagt de te behalen eindsterkte. (P)GVC-panelen vereiseneen dergelijke nabehandeling niet. Het nadeel bij deze elementen is overigens w?l, dat deverharding vrij langzaam verloopt, zodat de omlooptijd van de mallen wordt verlengd.Nabehandeling voorkomt tevens krom- en scheluwtrekken door ongelijkmatige verhardingen droging. Na deze fase moeten de elementen worden opgeslagen om ze gelijkmatig telaten drogen. De afroep naar het werk is de volgende stap.IsolatieDe 'vulling' van het sandwich-element moet met zorg worden gekozen. Hoe stijver dezevulling zich gedraagt en hoe groter de capillaire zuiging, des te groter is de waarschijnlijkheiddat de buitenbladen gaan scheuren. Gezien de vervaardigingswijze is het ook niet juist omuit te gaan van een hechting tussen matrix en vulling. Zeker aan de malzijde wordt de isolatie'koud' op het buitenblad gelegd. Een verbinding kan op die manier alleen toevallig zijn.Vanuit bouwfysisch standpunt zou het de voorkeur hebben om achter het buitenblad eengeventileerde luchtspouw te cre?ren. Op die manier wordt voorkomen dat opgesloten vochtontstaat. Wordt zo niet gewerkt, dan verdient het aanbeveling om op geschikte punten lucht-gaatjes aan te brengen.Het ontwerp moet er op gericht zijn dat de spuittechniek en ook het naderhand ontkistengoed uitvoerbaar is. Enig tegenspel van een fabrikant kan in dit opzicht nuttig werken. EenCement XXXVI (1984) nr. 5 323spuiter moet elk deel van de mal vanaf een constante afstand, van ongeveer 50 cm (maximaal1 m) haaks op het te spuiten oppervlak zonder problemen kunnen bereiken.Het is zeer slecht mogelijk 'over de kop' te werken, tenzij de ruimte tussen de isolatie en dezijkant van de mal eenvoudig van boven kan worden gevuld. Dit maakt overigens een deelbaremal nodig in zo'n geval.Gezien de zeer grote invloed van de produktle op het uiteindelijke resultaat, is het in denabije toekomst wellicht zinvol de produktiebedrijven te certificeren. Als basis hiervoor kande interne organisatie dienen, inclusief de controle. Verder zou een aantal 'karakteristieke'waarden moeten worden afgeleid die door de producent worden gegarandeerd.Het uiterlijk van de sandwich-gevelpanelenWanneer (P)GVC wordt toegepast met een vlakke, gladde buitenkant zonder coating, danbestaat de mogelijkheid dat alle onregelmatigheden van het handwerk in het zicht komen,zoals verschillen in kleur, dichtheid en in het opdrogen van de mist-coat. Het materiaal heeftdoor de handvervaardigde werkwijze toch al een tamelijk open structuur. Het pori?ngehalteligt dichtbij de 12%, zodat de kans op vervuiling tamelijk groot is. Wil men hinderlijke vervui-ling voorkomen, dan is het beter uit te gaan van een oppervlak met structuur, waardoor ookeventuele kleine craquel?-scheurtjes worden gemaskeerd. Een nieuwe dimensie wordt toe-gevoegd wanneer met oppervlakbehandelingen de verouderingsverschijnselen kunnen wor-den ondervangen. Als men in staat zou z?jn de verdergaande hydratatie te doen stoppendoor bijv. de huid geheel van de buitenlucht (vocht) af te sluiten, dan kan het tempo vanveroudering sterk worden vertraagd. Voorwaarde is w?l, dat ook de binnenzijde van hetpaneel een behandeling dient te ondergaan.Verder zijn alle soorten oppervlaktebehandelingen mogelijk, die ook voor normaal (gewa-pend) beton gelden. Zij het, dat bij een niet dampdlcht paneel met grotere vervormingenmoet worden gerekend.In Nederland worden panelen in een gestandaardiseerde vorm vervaardigd, waarbij de geheleplaat is omgeven door PVC-folie. Niet alleen bereikt men daarmee dat de veroudering wordtvertraagd, maar ook verschijnselen als krimp, vochtbewegingen en porositeit worden belem-merd, resp. voorkomen. Forton (P)GVC lijkt in dit verband het minst gevoelig.Transport en montageBij transport en montage is het van belang dat men zich niet door het vaak robuuste uiterlijkvan de elementen laat misleiden. Vooral gesloten sandwich-elementen tonen hun lichte con-structie niet. Men dient zich te realiseren dat men naar een 10 mm dikke betonschil kijkt endaarnaar moet handelen.Ten behoeve van het transport kan het nodig zijn om buitenom aparte staven in het spuitwerkop te nemen of anderzins te bevestigen, teneinde dunne of uitkragende delen voldoendesteun te geven. Zulke steunen dienen voor montage uiteraard weer te worden verwijderd.Ideaal is, wanneer direct van de wagen kan worden gelost. Is dit niet mogelijk dan moetende elementen nooit zonder meer op de grond worden geplaatst, maar dient te worden voor-zien in een oplegging waarbij de elementen op ongeveer dezelfde wijze rusten als in deuiteindelijke positie. Kanteling van de elementen leidt vaak tot beschadigingen en afkeuring.Montage geschiedt eveneens met wat meer zorg dan bij massieve elementen. De windkrachtkan een rol spelen. Het is verstandig de uiteindelijke bevestigingen zodanig te ontwerpendat tijdens de montage een veilige voorlopige fixatie wordt verkregen en later het fijne stel-werk kan geschieden. Dit biedt vooral voordelen bij het lossen van vrachtwagens. Bevesti-gingen moeten zodanig ontworpen zijn, dat evenwijdig aan het gevelvlak in het definitievestadium slechts ??n bevestigingspunt vast is. De andere drie moeten zowel horizontaal alsverticaal rollend zijn. Loodrecht op het gevelvlak moeten alle vier bevestigingspunten hunaandeel in de krachtswerking kunnen leveren (fig. 13). Tenslotte moeten alle bevestigingennog een kleine rotatie toelaten. Alles is er op gericht de elementen praktisch vrij te latenvervormen. Dit is nodig, omdat de ontwerpspanningen voor trek en afschuiving aan de lagekant zijn.Verder moeten de elementen op hun onderzijde staan, waarbij het theoretische steunpuntdicht bij het profiel-zwaartepunt moet liggen, om daardoor excentriciteitsmomenten tenopzichte van de opleggingen te voorkomen.Aandacht verdient de eigen stijfheid van de steunpunten. Als een ondersteuning zou door-bulgen, veroorzaakt dit een hoekverdraaiing van de elementen. In de meeste gevallen is heteffect hiervan te verwaarlozen, maar er zijn ook gevallen denkbaar, bijv. elementen metsmalle raamstijlen, waarbij hier wel degelijk naar moet worden gekeken.Tenslotte Is het van belang in de afbouw de zorgvuldig gecre?erde bewegingsvrijheid tebehouden, bijv. door de afwerkvloeren niet tegen de elementen aan te storten, maar tussen-ruimte te houden. Vullen van die ruimte met een niet al te hard schuim kan natuurlijk ook.Het kitten van de elementen moet gebeuren met een soort, dat in staat is de tamelijk grotevervormingen te overbruggen (foto 14). Ook om die reden is het verstandig de elementenniet te groot te maken. (Pilkington adviseert niet verder te gaan dan 3,60 1,80 m2[4]).Berekeningena. BelastingenVerticaal treden op: het eigen gewicht, later aangebrachte belastingen en eventuele excen-Cement XXXVI (1984) nr. 5 32414Kitloze standaard-voeg (Fenox/Ranox)15Trek-rek relaties voor CemFIL, AR-glas enFortona. na 28 dagen, 20 ?Cb. na 26 weken, expositie onder water,50 "C(bron: lit. 10)16Rek bij maximale trekspanning, voor onderwater bewaarde proefstukken, 50 ?C(bron: Ut. 10)triciteiten. Ook glasvlakken, vooral dubbel glas, moeten worden meegenomen. Horizontaalwerkt in de eerste plaats de winddruk en zuiging (onderdruk), maar ook toevallige belastingen(stoten).Een zeer belangrijke groep belastingen zijn die van de opgelegde vervormingen. Zowel uit-wendig (door opleggingsbelemmeringen), als inwendig ten gevolge van de vormgeving vanhet buitenblad, kunnen door krimp, temperatuursveranderingen, ongelijkmatige zonbestra-ling en omkeerbare vochtbewegingen, grote spanningen ontstaan. Alleen door goede detail-lering en zorgvuldige berekening bijv. met behulp van computermodellen, kan hiervan eengoed beeld ontstaan. Bij twijfel is het verstandig naar een single-skin paneel over te stappen,mits het voorblad voldoende vrij kan vervormen.b. OntkistenVoorgesteld wordt om de ontkistingsspanningen lager dan 1 N/mm2te houden: in de eersteplaats om voldoende incasseringsvermogen te behouden voor een groot aantal onbekendefactoren, maar ook mede als gevolg daarvan, om te voorkomen dat de ontkistingsvoorzienin-gen worden losgetrokken.c TransportTijdens transport kunnen zich extreme belastingstoestanden voordoen. Het lijkt in dit ver-band voldoende de VB 1974 deel te hanteren. Van belang hierbij is dat de elementen juistin het allereerste stadium van hun levensduur de grootste sterkte bezitten, ook tegen stoot-belasting. Op deze gunstige factor mag worden gerekend. Soms kan het van belang zijn, nate gaan hoeveel tijd er verstrijkt tussen opslag en feitelijk transport en montage.d. SpanningenZowel de producenten van GVC als (P)GVC hanteren een staatje van toelaatbare spanningen.Als ontwerpend constructeur is men in eerste instantie ge?nteresseerd in de buig- en trek-waarden op lange duur (fig. 15-16). De buigtreksterkte op lange duur varieert van 6 tot 8Cement XXXVI (1984) nr. 5 32518Invloed van zandtoevoeging op hetkrlmpgedrag(bron: lit. 2)N/mm2en de waarde voor zuivere trek loopt van 3 tot 4 N/mm2(opgegeven waarden). Hetis niet eenvoudig om voor sandwich-panelen in een berekeningsmodel onder deze waardente blijven. De dunne voorbladen nemen vrij snel temperatuurswisselingen op, terwijl hetachterblad vanwege de isolatie aan een vrij constante temperatuur wordt blootgesteld. Af-hankelijk van de kleur wordt een temperatuur van 60?C voor lichte-, en van 80?C voor donkerebuitenvlakken aannemelijk geacht. Hierbij dient in de beschouwing te worden meegenomen,hoewel niet noodzakelijkerwijs tegelijkertijd, een beginkrimp van 0,05% en een omkeerbarevochtvervorming van 0,15% (fig. 17).Rekenend met een E-modulus voor GVC van circa 24 000 N/mm2en voor (P)GVC circa 16 000N/mm2, is snel na te gaan wat dit voor (geblokkeerde) spanningen teweegbrengt, en wat ditvoor de breukrek betekent (fig. 16). Rekent men dit alles mee, dan kan met de genoemdespanningen worden gewerkt.Voor de lineaire uitzettingsco?ffici?nt wordt 2 10"5aanbevolen.Voor de duidelijkheid zij bij deze waarden vermeld dat uitgegaan is van de meest voorkomen-de samenstellingen, en dan nog in een algemene vorm. Er zijn echter vele mengsels mogelijken het is denkbaar dat de eigenschappen vari?ren. Maar in het algemeen kunnen de vermeldewaarden voor het ontwerpen zeker gehanteerd worden (fig. 18).Voor informatie over verdere eigenschappen op het gebied van sterkte wordt voorlopigverwezen naar de producenten.Voor sandwich-elementen met een sterk gebogen of diep geprofileerd buitenblad moet wor-den afgeraden om stijfheid aan de profilering te ontlenen. In zo'n geval kan beter een keuzeworden gemaakt uit de twee andere typen.De totale dikte van een sandwich-element hangt in de meeste gevallen af van de gekozenisolatiedikte, in verband met de vereiste K-waarde. Bij grotere glasoppervlakken speelt ditniet zo'n nadrukkelijke rol. Dan geldt bijv. als uitgangspunt 1/25 van de grootste overspan-ning. Raamverzwakkingen echter maken een grotere dikte nodig. Hoe dunner het totaleelement, des te sterker is de kromming onder invloed van bewegingen van het binnen- enbuitenblad.Samenvatting? De introductie van het materiaal GVC zo'n 10 jaar geleden, heeft geleid tot een aantal fraaietoepassingen in binnen- en buitenland.? Verschillende voorwaarden voor het ontwerp, de vervaardiging en de montage moeten alszeer stringent worden beschouwd. Verwaarlozing van deze voorwaarden leidt tot slechteresultaten.? Aan de grote vrijheid in vormgeving in vergelijking tot gewapend beton, moeten voor watbetreft de sandwich-elementen toch beperkingen worden opgelegd. Bij diep geprofileerdeof zeer grote elementen is de kans aanwezig dat toelaatbare spanningen en de bijbehorendebreukrek worden overschreden door een combinatie van in- en uitwendige belastingen.? Controle achteraf van de marge waarbinnen de buitenbladen van een sandwich-element zijngefabriceerd, is vrij moeilijk. Het ontworpen model moet afgestemd zijn op de gekozenproduktiemethode. In feite is de fabricage zodanig maatgevend voor de uiteindelijke kwali-teit, dat een systeem van certificering van fabrikanten wordt voorgesteld.? Montage moet geschieden door terzakekundige en ervaren mensen, bij voorkeur door eengespecialiseerd bedrijf. Van levensbelang is, dat de bevestigingen voldoen aan voorwaardenvoor een blijvend spanningsvrije opstelling.? Toepassen van een vochtafsl?itende coating kan ertoe leiden, dat de bewegingen ten gevol-ge van krimp en vochtbeweging afnemen. Door een coating kan tegelijkertijd het veroude-ringsproces worden vertraagd, waardoor de rekeigenschappen van het materiaal langergewaarborgd blijven.Literatuur1. Draft 'Thin walled concrete units', FIP, augustus 19832. Recommended Practice for Glass Fiber Reinforced Concrete Panels, PCI3. The use of accelerated aging conditions to predict long term strength of GRC composites,Pilkington Brothers Ltd4.CemFIL Bulletin No 44, July 1983, Pilkington Brothers Ltd5. Vezelbeton, STUVO-rapport 696. Developments in the assesment and performance of GRC over 10 years, Pilkington BrothersLtd7. Effect of polymer on curing requirements of AR-glass fiber reinforced cement composites,(report) Forton, oktober 19828. Forton PGRC - research & patents 26-10-19829. Guide Specification for Glass Fiber Reinforced Concrete Panels, PCI10. J. Beijen, Durability of some GRC-composites, ACI-Journal juli/augustus 198311. Properties and performance of GRC, Pilkington Brothers Ltd12. Recommended Practice for Polymer Modified Glass Reinforced Concrete Panels, Forton13. A.Gerritse, Typen en eigenschappen van vezelversterkte cementcomposieten; Cement 1982nr. 8, biz. 476-482Cement XXXVI (1984) nr. 5 326