A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB a k s t e e ncement 2004 5 21ir. G. Koers, KNB, VelpMet de ingebruikname van het `Keramisch Huis' in Velpop 25 maart jl., zijn het nieuwe laboratorium met kan-toorruimten van het Technisch Centrum voor deKeramische Industrie (TCKI) en het kantoor van hetKoninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten(KNB) onder ??n dak gehuisvest. Beide industrie?n heb-ben de bouw aangegrepen om een staaltje van hun kun-nen te laten zien. De keramische industrie heeft er allesaan gedaan de mogelijkheden van keramiek te benuttenen te etaleren. De baksteenindustrie ging het erom demogelijkheden van nieuwe verwerkingsmethoden vanbaksteen in de gevels en in de dragende en niet-dragendebinnenmuren te laten zien.Het gebouw bestaat uit twee hoofdmassa's, waarvanhet ene blok (drie bouwlagen) is voorzien van eenzeer modern ogende, gelijmde gevel van strakkestrengpersstenen (foto 1) en het andere blok (tweebouwlagen) van een gevel in gem?leerde handvormin doorgestreken metselwerk. Dit blok is, refererendaan de Amsterdamse school, deels voorzien van eengevelbekleding van donkerblauw geglazuurde kera-mische dakpannen (foto 2). De bouwblokken zijnmet een overdekt atrium verbonden tot ??n geheel.Het gebruik van veel glas en staal geeft het gebouween actuele identiteit.De dragende wanden zijn uitgevoerd in keramischesnelbouwblokken.1 |Moderne ogende,gelijmde gevel vanstrakke strengpersste-nen2 |Donkerblauw geglazuur-de keramische dakpan-nen; ode aan wereldbe-roemde AmsterdamseSchoolNIEUWBOUW KERAMISCHHUIS PLASTISCHVORMGEGEVENA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB a k s t e e ncement 2004 522Op de begane grond van het gebouw zijn de labora-toria gevestigd. De opdrachtgever wilde graag eenvrij indeelbaar gebouw. Dat heeft geresulteerd in detoepassing van kanaalplaatvloeren met relatief groteoverspanningen.P l a s t i c i t e i t v a n m e t s e l w e r k i nb a k s t e e nIn de figuurlijke betekenis van plasticiteit mani-festeert baksteenmetselwerk zich in de architec-tuur door een grote verscheidenheid in vorm enkleur. Metselwerk in baksteen is op vele manierengerealiseerd. Vlak metselwerk, al of niet geperfo-reerd, maar ook rondgebogen of zelfs bolle wand-vormen komen voor. Daarnaast zijn oneindig veelverschillende verbanden mogelijk en is baksteenverkrijgbaar in zeer veel natuurlijke kleuren enoppervlaktestructuren. Metselwerk kan insprin-gend of met uitstekende delen worden uitgevoerdin combinatie met vele bouwmaterialen zoals glas,staal, beton, hout enz.In dit artikel wordt vooral ingegaan op de con-structieve betekenis van plasticiteit. Plasticiteit ishet verschijnsel dat indien in een materiaal dezwichtspanning of vloeigrens wordt bereikt, eenblijvende vervorming kan optreden zonder datdirect sprake is van bezwijken.Hoewel baksteen als een bros materiaal bekendstaat, kan een gemetselde muur toch plastischgedrag vertonen. Bij oude gebouwen wordt dikwijlsgolvend metselwerk aangetroffen als bewijs dat deverschillen in de vervorming van de funderingzonder ogenschijnlijke scheurvorming door hetmetselwerk kunnen worden gevolgd. Daarbij gaat3 |Plattegrond eersteverdieping4 |Dragende gevel opkanaalplaatvloer0mmschema doorbuigingdwarsrichtingvariabelA B0mmC DABschema doorbuiging langsrichting op as B18mm20mm30mm4 50mm60mm18mm20mm2 3 4 5 6C718mm8 918mm18mm1018mm20mm110mm7 8 9 10 11 12 13 14D1kanaalplaat24048018015600 4800 4800 4800 4800 4800 4800 4800 4800 3600 4800 3600 3600A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB a k s t e e ncement 2004 5 23het wel om vervorming waarvoor soms enkele hon-derden jaren zijn uitgetrokken.KalkmortelMetselwerk kan op deze manier alleen vervormen alsde stenen ten opzichte van elkaar iets afschuiven.Hierinspeeltdemetselmorteleenzeerbelangrijkerol.Tot de Tweede Wereldoorlog werd vooral kalkmortelgebruikt. De benodigde kalk werd verkregen door hetbranden van schelpen in speciale kalkovens waarvaner in ons land ooit heel veel waren. Tegenwoordigwordt kalk gebrand uit kalksteen en toegepast in bas-taardmortel,waarinnaastkalkookcementisverwerkt.Kalkmortel (luchtkalk) hardt uit met CO2uit de lucht.Demortelisopzichzelfnietergsterk,dusindienmet-selwerknietvolledigstarwordtondersteund,ontstaanmakkelijkkleinescheurtjesindemortel,waardoorhetmetselwerk kan vervormen. Deze scheurtjes zullenonder invloed van water en lucht herstellen, waardoorvrijwel nooit grote scheuren ontstaan en de samen-hang van het metselwerk in tact blijft.CementmortelDoor de toenemende bouwsnelheid, vooral tijdensde wederopbouw na de Tweede Wereldoorlog, heeftde kalkmortel plaatsgemaakt voor cementmorteldie sneller uithardt. Het plastische gedrag van degemetselde muur verdween daarmee volledig,want metselmortel op basis van cement vormtsterke maar brosse verbindingen tussen de stenen.Muren opgebouwd uit baksteen en cementmortelkunnen op zichzelf hogere belastingen opnemen.PrestatiemortelIn de praktijk is dit echter lang niet altijd nodig. Alseen bakstenen gevel door voldoende spouwankersverankerd wordt aan een binnenspouwconstructiedie de windbelasting volledig kan opnemen, zijn debelastingen op het buitenblad beperkt. Het kan danin sommige situaties wenselijk zijn dat het metsel-werk plastische eigenschappen heeft. Bijvoorbeeldals metselwerk wordt opgevangen door een door-buigendevloer,kandedoorbuigingvandevloerdoorplastische vervorming worden gevolgd zonder extrabouwtechnische dilataties.Scheurvorming kan worden voorkomen door ?f hetmetselwerk plastische eigenschappen mee te geven?f door het metselwerk te voorzien van metselwerk-wapening.De Nederlandse Mortelindustrie (NeMo) heeft eenonderzoek in voorbereiding naar prestatiemortel,waarbij de benodigde eigenschappen als sterkte enplasticiteit vooraf kunnen worden opgegeven. Het isaan de constructeur om de benodigde mechanischeeigenschappen te bepalen. Deze oplossing is helaasnog niet beschikbaar; daarom wordt de benodigdeplasticiteit van het metselwerk voorlopig nog bereiktdoor het slim aanbrengen van dilataties. Als eengevel niet volledig star wordt ondersteund, dan kaneen bastaardmortel de oplossing zijn. Bastaardmor-tel is in het algemeen minder sterk dan een cement-mortel; indien onverhoopt toch scheuren optreden,zullen deze eerder de voegen volgen en zal scheur-vorming door de stenen minder snel optreden.D o o r b u i g i n gBij het Keramisch Huis staat de gevel van het ge-lijmde blok in as B (fig. 3) op een kanaalplaatvloer(zie het gearceerde vloergedeelte) met een over-6 |Dilatatie in lijmwerknagenoeg onzichtbaar5 |Bouwkundig detailkanaalplaatvloerfoamglas Wienerbergersnelbouwsteen240150100A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB a k s t e e ncement 2004 524spanning van 9 m. De gevel staat 2,4 m uit as A. Degevel in as B is twee bouwlagen hoog en er rusteneen tweede-verdiepingvloer en een dakvloer op (foto4,fig.5).Ineendergelijkesituatieiseenrelatiefgrotevervorming te verwachten. De constructeur heeftberekend dat de doorbuiging van de eerste-verdie-pingvloer onder de gevel in as B een maximalewaarde kan bereiken van 20 mm als gevolg van debelasting uit de gevel, de tweede-verdiepingsvloer ende dakvloer. Op as B wordt het doorbuigen van devloer op vier plaatsen voorkomen door eronderstaande, dwars gepositioneerde dragende wanden.Dat betekent dat de eerste verdieping een doorbui-ging kan hebben van 0 mm bij een dwarse muur tot20 mm op circa 3,6 m daar vandaan (fig. 3). De geveldie op de eerste verdieping staat zal dezelfde vervor-mingmeemaken.Hetvervormingsverschilkandoorhet gelijmde metselwerk niet elastisch wordengevolgd. Van gelijmd metselwerk is de mortelsterktezeer hoog, zodat absoluut geen plastisch gedrag is teverwachten. Dan kan de vervorming alleen nogzonder schade worden opgenomen als het metsel-werk van zowel de gevel als van de dragende bin-nenspouwbladen voldoende wordt gedilateerd.Op die plaatsen waar aanzienlijke doorbuigingsver-schillen zijn te verwachten is het metselwerk extragedilateerd. Daar is in dit geval geen enkel architec-tonische bezwaar tegen te maken, omdat het dilate-ren van gelijmd metselwerk onzichtbaar kan wordengerealiseerd (foto 6).In de moderne architectuur wordt steeds vaker met-selwerk toegepast dat niet rechtstreeks op de funde-ring staat. Het metselwerk staat meestal op gevel-draagsystemendieaandevloerrandenzijnbevestigdof, zoals in de nieuwbouw van het Keramisch Huis,op een betonvloer (foto 7). Dan moet extra rekeningworden gehouden met de mogelijke vervormings-verschillen van de opvangconstructies.In de nieuwbouw van het Keramisch Huis is datgebeurd, getuige bovengenoemd voorbeeld, zonderdat de gevel in architectonisch zin is aangetast. Projectgegevensopdrachtgever:Stichting Technisch Centrum voor de Keramische Industrie,Velparchitect:Architectenbureau Van Ouwerkerk Geesink Weusten BNA,Arnhemconstructeur:Ingenieursbureau Bartels bv, Veenendaalaannemer:Aannemersbedrijf Verkerk, Zevenaar8 |Lijmwerk in uitvoering7 |Situatie die een relatiefgrote vervorming ople-vert