ir.H.B. Monster, ABT-Adviesbureau voor Bouwtechniek bv, VelpNaast de bepaling van de dikte, die uiteen 'standaard' belastingsgeval volgt, moet een be-drijfsvloer zodanig worden ontworpen, dat hij goed ingepast wordt in het gebouw en gedu-rende zijn levensduur tot tevredenheid van de gebruiker kan blijven functioneren. Dat al-les hangt af van de detaillering, de uitvoeringsomstandigheden bij het betonstorten en deinvloed van belastingen en klimaat op de ondergrond.In dit artikel worden enkele items uitgewerkt die met de detaillering te maken hebben.Aansluitend zullen deze aspecten aan de hand van een aantal basisbegrippen worden uit-gewerkt.DETAILLERINGVANELASTISCHONDERSTEUNDE MONOLIETVLOERENOndergrond en funderingVerreweg de meeste op staal gefundeerde -- en dus elastisch ondersteunde -- betonvloerenworden op een zandbed gestort. Daar waar de draagkracht van de grond gering is door aan-wezigheid van slappe klei- en/of veenlagen, zal altijd een kleine grondverbetering plaatsvin-den van de bovenlaag. Dit betekent het afgraven en egaliseren van het terrein tot ca. 0,5 mdiepte, waarna goed gegradeerd zand aangebracht wordt. Nadat ditzandbed is verdicht, kanhet als funderingslaag voor de bedrijfsvloer dienst doen.Alhoewel de draagkracht van het bovenpakket goed is, neemt de zakkingsgevoeligheid vande grondslag in totaliteit hierdoor niet af. Slappe lagen op 1 ? 3 m diepte worden namelijkdoor het gewicht van de grondverbetering, de betonvloer en de erop geplaatste lasten extrabelast, hetgeen zettingen tot gevolg heeft. STUVO-rapport 91 schenkt hier in ruime mate aan-dacht aan, een en ander verduidelijkt door parametervastlegging, formules en rekenvoor-beelden.Het verdient sterke aanbeveling om letterlijk en figuurlijk 'onder de vloer' te kijken en ook dezettingsgevoeligheid van de lagen onder zelfs een 1,5 m dikke bovenlaag van zand te beoor-delen. Als vuistregel kan worden aangehouden dat alle lagen van meer dan 0,5 m dikte enmet een conusweerstand van minder dan 2 N/mm2tot een diepte van 4 m tot flinke zakkin-gen en zakkingsverschillen aanleiding kunnen geven. Overlegmeteen grondmechanisch ad-viseur is dan onontbeerlijk.FunderingsmaterialenDe laatste jaren wordt bij meer en meer projecten gebroken puin (bijvoorbeeld korrelmix) alsfunderingslaag (0,15 tot 0,30 m dik) onder de bedrijfsvloertoegepast. De voordelen zijn dui-delijk:? vergroting draagkracht bodem, vooral van belang bij voegen;? weinig gevoelig voor vocht (buitenvloeren);? goede werkvloer om vloeraanleg zo nauwkeurig en effici?nt mogelijk te maken;? geen spoorvorming bij berijden door truckmixers en betonstortmachines;? grote verschuivingsweerstand en dus een goede verankeringsmogelijkheid voor de directerop gestorte vloer (mits geen plastic glijdfolie wordt toegepast).Een dergelijke laag geniet, zeker in minder draagkrachtige gebieden, de voorkeur, ondanksde extra kosten van het aanbrengen.In gebieden met een zakkingsgevoelige grondslag en slechts lichte vloerbelastingen(< 10 kN/m2, waarvan over het gehele vloeroppervlak gerekend slechts maximaal 40% per-manent aanwezig is), kan het financieel zeer aantrekkelijk zijn om niette onderheien, maar30een evenwichtsconstructie toe te passen. Dat kan door zoveel materiaal van de bovenlagenaf te graven en te vervangen doorlicht materiaal, dat de hierdoor bereikte gewichtsverminde-ring gelijk is aan het gewicht van de aan te brengen vloer en de belasting (zie ook het artikel:'Schulmbeton onder bedrijfsvloeren').Ook dit dient in samenspraak tussen de ontwerpers (gebruikers en constructeur) en eengrondmechanisch adviseur plaats te vinden. Aandachtspunten hierbij zijn:? grondwaterstand en wisseling hiervan;? uitvoeringsrandvoorwaarden;? keuze uit de lichte materialen: schuimbeton, argex-of lytagkorrels, schuimslakken (foto l)en tempex of polystyreenbeton. @ Toepassing licht funderingsmateriaalVaststelling draagkrachtVanouds wordt de draagkracht van de ondergrond, ofwel de elastische bedding, gekenmerktdoor de in de ontwerpberekeningen gebruikte 'beddingsconstante' van de grond.De grootte van deze k-waarde, uitgedrukt In MN/m2/m, of meer praktisch in kN/m2/mm,wordt bepaald met behulp van een gestandaardiseerde plaatdrukproef. Vanwege kostenas-pecten en allerlei praktische bezwaren wordt de proef in Nederland zelden uitgevoerd, maarworden allerlei ervaringswaarden gehanteerd.Restricties met betrekking tot de aldus bepaalde verende bedding zijn:? is sterk afhankelijk van de grootte van het lastoppervlak;? is afhankelijk van de zwaarte van de last;? levert alleen een korteduur gedrag;? grondconsolidatie blijft volledig buiten beschouwing;? geeft alleen informatie over de bovenste 0,75 m (bij 0,30 m plaatdikte);? is sterk verschillend bij de eerste last ten opzichte van die bij lastherhalingen.Gepleit wordt daarom voor het anders vaststellen van de draagkracht c.q. modelleren van derekenmethodiek, omdatjuist deze fenomenen bepalend zijn voor hetzettingsgedrag, en dusde detaillering, bij met name bloklasten op de vloer of bij terreinophogingen.Andere methoden zijn:? vaststelling -waarde op basis van grondmechanische zakkingsberekeningen. De waardekan hierdoor wel een factor 10 tot 100 lager uitvallen dan die welke met de plaatdrukproefbepaald is;? uitvoeren van grondonderzoek met sonderingen.Dit kan zowel voorafgaand aan de bouw plaatshebben, als na het aanbrengen van het fun-deringspakket, als ondiepe controlesondering (d= 5m);? karakterisering ondergrond als horizontaal gelaagd systeem met hetzij samendrukkings-constanten C als parameters of de elasticiteitsmodulus EVooral deze laatste maakt een computermodellering van vloer plus ondergrond mogelijk;? dimensionering op basis van CBR-waarden.31(2) Schema voegwerking(3) Kans op randschadeConsequenties voegen in verband met de krachtswerkingDaar waar de vloer door toepassing van een dilatatievoeg of een zaagsnede niet continudoorlopend is, ontstaat bij belasting ?p en zakkingen van de vloer een randgeval (fig. 2).Vooral het wisselend belasten van de plaathelften onderling, zoals dat bij wielpassage overdevoegkan ontstaan, dientvoorkomen te worden door de voegen te verdeuvelen (fig. 3). Ver-ondersteld wordt dat de beide vloerhelften door aggregate interlock van de onder de zaag-snede grillig doorgescheurde betonvloer ook min of meer verdeuveld zijn.KrimpElke betonvloer zal bij de uitharding en het verdampen van het chemisch niet gebonden waterkrimpen, ofwel verkorten. Dit proces heeft voor grote aaneengesloten betonvlakken conse-quenties, waarmee bij het ontwerp (zie ook de VBC) rekening te houden is.Er zijn bij betonvloeren vier soorten krimp te onderscheiden, te weten:? plastische krimp. Dit ontstaat direct na het storten door het verdampen van vocht uit hetnog plastische beton;? chemische krimp. Dit veroorzaakt een inwendige samentrekking van de cementsteen om-dat de reactieprodukten kleiner van volume zijn dan de uitgangsmaterialen;? uitdrogingskrimp. Dit ontstaat door het zeer langzaam verdampen van het chemisch nietgebonden water. Het proces is sterk afhankelijk van de temperatuur en de relatieve vochtig-heid van de ruimte boven de vloer;? thermische krimp of contractie. Dit is een fysisch proces aangezien alle materialen bij verla-ging van de temperatuur samentrekken.Gevolgen van krimpVoor vloeren speelt krimp een grote rol, omdat hier over grote tot zeer grote oppervlakken (50m2tot enige duizenden m2) een strak en naadloos uiterlijk gecre?erd wordt, dat bovendienzeer sterk in het 'zicht' ligt. Zelfs constructief volkomen onbelangrijke craquel?-scheurtjesworden door iedereen opgemerktMet betrekking tot de vier genoemde krimpsoorten zijn bij betonvloeren slechts de laatstetwee van belang. Dit komt, doordat plastische krimp bij een goed geconditioneerd aange-brachte vloer niet optreedt (hettoevoegen van polypropyleen vezeltjes is dan ookoverbodig)en chemische krimp alleen bij toevoeging van silica fume een rol speeltUitdrogingskrimp daarentegen is zeer bepalend voor het gedrag op wat langere termijn. Voornormaal 25 beton kan deze in een gebouw wel 0,4 mm/m bedragen (vrij verkortend). Eenplotseling volledigopheffen van deze verkortinggeefteen betontrekspanning van 10 N/mm2en leidt onherroepelijk tot breuk. Omdat de krimpverkorting slechts zeer geleidelijk tot standkomt, krijgt het beton de gelegenheid de opgebouwde trekspanning (bij verhindering van dekrimpverkorting) via relaxatie grotendeels te laten wegvloeien. Dat is de reden, waarom ersoms zeer grote vloeroppervlakken bij binnenvloeren kunnen worden gerealiseerd die tochscheurvrij blijven.Hettweede belangrijke krimpfenomeen, de thermische contractie bij afkoeling, speelt bij bin-nenvloeren alleen een rol in de verhardingsfase van het nogjonge beton. Door de hydratatie-warmte-ontwikkeling kan de temperatuur van een in de zomer gestorte betonvloer, die op fo-lie op droog zand (dus een goede isolatie) gestort wordt, oplopen van 25 ?C naar 35 ?C enmeer. Hierna treedt in ongeveer ??n week tijd een afkoeling van 15 ?C (grondtemperatuur)op. De afkoeling van 20 ?C geeft daarbij een verkorting van 0,2 mm/m bij vrije vervorming, ofeen trekspanning van 5 N/mm2bij volledige belemmering. Ook dit is dus zeer kritisch met32betrekking tot de kans op scheurvorming. Duidelijker is het om hierbij van temperatuursin-vloeden te spreken.Constructieve aanbevelingen krimp en temperatuurEr bestaan twee methoden om met krimp- en temperatuursinvloeden om te gaan:? volledige vervorming mogelijk maken door maximale schuifmogelijkheden te cre?ren(spanningsarm vervormen);? de vervormingen volledig belemmeren door een goede verankering aan ondergrond enrandelementen, alsmede door het cre?ren van grote voegloze oppervlakken (vervormings-vrij construeren, krimpspanningen via wapening opnemen en/of laten relaxeren tot eenaanvaardbaar niveau).Vanouds is altijd de eerste methode voor vloeren gekozen, evenals bij buitenverhardingen.Dit wordt bereikt door de betonvloer op glijdfolie te storten en de plaatafmetingen tot 5 m tebeperken.Een bedrijfsvloer krijgt hierdoor wel zeer veel voegen (zaagsneden), met alle negatieve gevol-gen van dien. Genoemd wordt hier het opkrullen van de plaatranden door de ontwikkeldekrimpgradi?nt in de vloer. De vloer droogt namelijk het eerst aan de bovenzijde.Figuur 4 geeft de gevolgen weer voor een op een harde, respectievelijk zachte, ondergrondgefundeerde vloer.(4) Opkrullen plaatranden bijkrimpverkortingVanwege de vele problemen die in de praktijk ontstonden, is er de laatste jaren een toene-mende aandacht gekomen voor het maken v?n voegloze vloeren volgens de tweede metho-de. Hierbij wordt maximale verankering met de ondergrond (dus geen folie) nagestreefd ende vloer wordt koud tegen de kolommen aangestort.(5) Gevolgen direct op zand gestorte beton-vloerTheoretisch kan er namelijk bij een volledige hechting met de 'omgeving' geen wijde scheuroptreden. Als de vloer bovendien direct op een vooraf bevochtigd zandbed wodt gestort, zaldoor thermische geleiding al na enige uren na het storten een effectieve afkoeling van despecie tot circa 17 ?C plaatsvinden. Hierdoor wordt de hydratatiewarmte-ontwikkeling ver-traagd en zal de vloertemperatuur ook bij zomerse omstandigheden veelal niet boven de20 ?C uitkomen. De afkoelingsverkorting is dan ook maximaal 5 ?C, hetgeen weinig trek-spanning betekent (flg. 5).Het zand staat de eerste twee jaar na de vervaardiging vocht aan de vloer af, zodat het droog-proces slechts zeer langzaam plaatsvindt en er maximale relaxatie op kan treden.Blijft over de krimpgradi?nt. Deze geeft oppervlakkige haarscheurtjes (grofmazige craquel?)volgens het principe van figuur 6.(6) Principe craquel?33(7) Dilatatievoeg(8) KrimpvoegDetails (voegen)De detaillering van een elastisch ondersteunde vloer bestaat in hoofdzaak uit de aansluitingaan omringende bouwdelen, de vloerbe?indigingen en de vormgevingter plaatse van voegenin de vloer. Omdat met name deze voegen in de bouw nogal eens aanleiding tot problemengeven en de beide andere ontwerpaspecten hiervan afgeleid kunnen worden, zullen alleende voegen in dit artikel worden behandeld.TerminologieDILATATIEVOEG:een volledige doorsnijding van de bedrijfsvloer van beton, zodanigdat de ter weerszijden vande voeg gelegen vloerdelen volkomen onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen en zowelkunnen verkorten als verlengen.Soms is ook een verticaal bewegingsverschil mogelijk. De betonvloerranden worden met be-hulp van geprefabriceerde profielen beschermd (fig. 7).Ook de randbe?indiging wordt vaak op deze manier gerealiseerd en wordt dan ook wel schei-dingsvoeg genoemd.KRIMPVOEG, ook wel zaagsnede, schijnvoeg of dwarsvoeg genoemd:een meestal slechts gedeeltelijke doorsnijding van de bedrijfsvloer van beton, zodanig datter plaatse van de voeg een zwakke plek in de vloer geformeerd is (fig.8). Daardoor ontstaatbij krimpverkorting van het beton een zich openende voeg, zodat de naastgelegen vloerdelendeze verkorting relatief spanningsarm kunnen ondergaan.UITVOERINGSVOEG, ook wel dagproduktie-be?indiging, stortnaad of langsvoeg genoemd:een door het vervaardigingsproces van de vloer noodzakelijke tijdelijke be?indiging van debetonvloer, waar later tegenaan wordt gestort (fig-9).In principe worden de beide vloerhelften constructief tot ??n geheel gemaakt. Bij op staal ge-fundeerde bedrijfsvloeren wordt de voeg ook vaak als krimpvoeg afgewerkt.(9) UitvoeringsvoegIn de plattegrond van figuur 10 en de bijbehorende tabel, wordt een en ander nog eens verdui-delijkt. Gelet op de vele buitenlandse handleidingen op het gebied van bedrijfsvloeren wor-den ook de buitenlandse termen gegeven.(10) Overzicht voegtypen en terminologieNederlands Engels Duits FransDilatatievoeg Movement joint Dehnfuge Joint de dilatationScheidingsvoeg Isolation joint Raumfuge Joint d'isolementKrimpvoeg Contraction joint Schwindfuge Joint de retraitZaagsnede Sawn jointTransverse jointGeschnitteneFugeJoint de sciageSchijnvoeg Control jointInduced jointScheinfuge Joint d'inductionUitvoeringsvoeg Construction joint Pressfuge Joint deconstructionKrimpscheu r Shrinkage crack Schwindriss Fissuration deretrait34OntwerpprincipesBelangrijk voor een goed functionerende bedrijfsvloer is het gebruikscomfort (schokvrijevoegpassage), een optimale levensduur en zo min mogelijk constructief onderhoud.Hierbij is het ontstaan van wijde wilde scheuren in de vloer vooral vanuit functionele grondenongewenst of ontoelaatbaar. De ervaring leert dat het berijden met harde wieltjes bij scheu-ren wijder dan 0,4 mm kan leiden tot het afbrokkelen van de scheurrandjes.Haarscheurtjes (en hier valt craquel? zeker onder) van 0,25 mm wijdte zijn in gewapend be-ton een zeer normaal verschijnsel en ook door de voorschriften volledig geaccepteerd.Duidelijkzal dus zijn dat de opdrachtgeverin verband metdeze functionaliteit aanvullende ei-sen aan de ontwerper dient te formuleren, aangezien anders constructief onvoldoendescheurwijdtecriteria van toepassing zijn (voor binnenvloeren in milieuklasse 1 en 2 althans).Conform de toelichting van art. 4.3.3 van NEN 6720 behoeft namelijkde scheurvorming dooropgelegde vervorming en door krimp- en temperatuurveranderingen niet gecontroleerd teworden!Scheurwijdtebeperking kan worden bereikt door vijf methoden:? veel voegen op korte afstand (maximaal 7 m);? het toepassen van veel wapening (ca. 0,65% van de betondoorsnede) in de vloer in devorm van dunne staven of netten;? het volledig hechtend uitvoeren van de vloer op de ondergrond, gecombineerd met beton-technologische en uitvoeringstechnische maatregelen;? toepassing van voldoende (40 kg/m3) staalvezels in de mortel;? scheuren op laten treden en die achteraf injecteren.DilatatievoegoplossingenEr zijn veel geprefabriceerde metalen dilatatieprofielen in de handel, maar het grootste be-zwaar is in het algemeen datzenietgeschikt zijn om in een monolietebetonvloerop construc-tief verantwoorde wijze te worden ingebouwd. Bovendien zijn ze vaak slechts geschikt voorlicht verkeer (voetgangers, winkelwagentjes of voertuigen op zachte rubberbanden).Bij bedrijfsvloeren worden daarom vanouds stalen hoeklijnprofielen toegepast, die net alsprefab vloerplaten van 2 bij 2 m zijn voorzien van verankeringsstrippen. Met de huidige ver-keersintensiteiten op bedrijfsvloeren voldoet een dergelijke oplossing (door losliggen vanhet hoeklijn) meestal ook niet meer.Figuur 11 toont een tweetal in de praktijk ontwikkelde voegoplossingen. De te overbruggenopeningswijdte moet hierbij beperkt blijven tot maximaal 5 ? 15 mm, omdat anders hinderlij-ke schokvorming bij berijden optreedt.Daar waar de bewegingsmogelijkheid groot moet zijn, kan met roestvaststalen glijplaten ge-werkt worden, terwijl een eventuele vloeistofdichting kan worden bereikt met ingelijmde rub-berprofielen, vergelijkbaar met brugdilatatieprofielen.Totslot geeft figuur 12 een voorbeeld van een zwaar belastbaar, schokvrij profiel met een ma-ximale speling van circa 35 mm. Bedacht dient hierbij wel te worden dat een dergelijk profielalleen in een vooraf uitgespaarde 40 mm diepe inkassing van een monolietvloer aange-bracht kan worden. Teneinde een zuivere hoogte-aansluiting links en rechts te verkrijgen, zaleen inbouwbreedte van ongeveer 400 mm gewenst zijn.(11) In de praktijkontwikkeldevoegoplossingen(12) Voegoplossing met schokvrij profiel35