O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteencons tr uc tiescement 2003 6 85Metselen is een arbeidsintensieveactiviteit. De inspannende aardvan het werk motiveert jongemensen niet om het vak te leren.Dit resulteert in een afname vanhet aantal metselaars; momenteelzijn er ongeveer 20.000. De ver-wachting bestaat dat dit aantalsnel zal verminderen. Recenteontwikkelingen richten zich opde productie van baksteen gevelsin een gecontroleerde omgeving.Er bestaat al geruime tijd ervaringmet de productie van sandwich-elementen,bestaandeuiteenbak-steen buitenblad, isolatiemateri-aalengewapendbetonalsdragendbinnenblad. Een producent inRossumheeftmeerdan30jaarer-varing met het maken van sand-wich gevelelementen met bak-steen. Transformatorgebouwtjesen garageboxen waren de eersteconstructies waarmee men start-te.In 1991 is een onderzoekspro-ject naar de gebruiksmogelijk-heid van geprefabriceerde enkel-voudige bakstenen gevels opge-startwaarbijbakstenen,mortelenwapening werden toegepast. Deresultaten toonden aan dat hettoepassen van dit soort geprefa-briceerde metselwerkelementenheel goed mogelijk is [1, 2].Voordelen van het uitvoeren vanwerkzaamheden in een fabriekzijn onder meer een grotere me-chanisatie, betere werkomstan-digheden en een betere kwali-teitscontrole.Als nadelen worden genoemd:? het stellen van hogere eisenaan de sterkte van het metsel-werk;? de flexibiliteit in het vormge-ven met metselwerk verdwijnt;? extra transportkosten enkraaninzet voor het monterenvan de elementen;? extra voegen tussen de gevel-elementen;? een langere voorbereidingstijdvan de bouw.Enkele jaren geleden gaven on-derzoeksresultatenaandathetge-bruik van lijm voor de productievan geprefabriceerd metselwerkeen interessante basis is voor deontwikkeling van allerlei vormenvan geprefabriceerde baksteenge-vels [3]. Hierbij werd Aramide wa-pening gebruikt in de lintvoegen,waarmee een grotere buigtrek-sterkte van het gelijmde metsel-werk werd gevonden.L i j m m o r t e lMet lijmmortel kan een groterehechtsterkte worden bereikt, diebijzondere baksteenconstructiesmogelijk maakt. De dunnere voe-gen geven een nieuwe uitstralingaan baksteenmetselwerk en eengrotere kleurintensiteit, omdathet effect van de mortelvoeg bijnageheelverdwijnt(foto's1en2).Dedikte van de lijmvoeg varieert van3 mm tot 6 mm, afhankelijk vanhet type baksteen.Het systeem van gevellijmwerkvoor prefabricage wordt thansverder ontwikkeld. Naast de ont-wikkeling van nieuwe gereed-schappen, bestaan er vergevorder-de plannen voor het gebruik vanrobots.Tabel 1 geeft enkele constructievewaarden van gelijmd metselwerk.De achterliggende onderzoekenzijn uitgevoerd in de laboratoriavan Ankerplast, TNO-Bouw, deTechnische Universiteit Eindho-ven en op verschillende bouw-plaatsen. De aan lijmmortel ge-stelde eisen zijn vastgelegd in deBRL 1005 [4].P r o d u c t i eProefprojectenresulteerdeninin-formatieoverhetproductieprocesvan prefab gevellijmwerk. Het opOntwerpen en dimensioneren van steenconsructies (14)Prefab gevels met baksteenH.J. Vekemans, Metselwerk Adviesbureau Vekemans, TilburgM.P. Ruben, Adviesbureau Ankerplast, Weelde (B)Bij het prefabriceren van gevelelementen is in de laatste tien jaar onderzoekgedaan naar het gebruik van baksteen. Fabrikanten van baksteen en specie/lijm hebben een techniek ontwikkeld die prefabricage van verdiepinghogewandelementen mogelijk maakt. Het grootste element tot nu toe was 7,0 mlang, 2,65 m hoog en slechts 80 mm dik. Dit artikel gaat over de productievan prefab baksteengevels en geeft informatie over enkele toepassingen.Tabel 1 | Indicatieve waarden van gevellijmwerk, afhankelijk van het type baksteenDruksterkte: > 12,5 N/mm2Buigtreksterkte: > 4,5 N/mm2Treksterkte na 24 uur: > 0,2 N/mm2en na 28 dagen: > 0,5 N/mm2Bron: KNB `Verlijmen van baksteen', De Steeg, 2001.1 - 2| Visuele vergelijkingtussen traditioneelmetselwerk en lijm-werk, met dezelfdesteenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tiescement 2003 686elkaar lijmen van bakstenen, hetoppakken van een wand, hettransporten en monteren van hetelement op de bouwplaats mag ermisschien erg eenvoudig uitzien,maar het kost de nodige moeiteom de juiste kwaliteit van heteindproduct te verkrijgen. Hetproces van het produceren vangeprefabriceerde, gelijmde, bak-steenelementen zal nu stapsge-wijs worden besproken.VoorbereidingSpeciale aandacht moet wordenbesteedaandeselectievandebak-steen, de lijm en het testen (in eenlaboratorium) van de combinatie.Een proefpaneel met representa-tieve bakstenen en de juiste lijmis nodig, opdat men er zekervan is dat het eindresultaat inovereenstemming is met de ver-wachtingen. Gebaseerd op ditproefpaneel kunnen de exacte af-metingen worden bepaald enkunnen de tekeningen van dediverse panelen worden gemaakt.Deze tekeningen worden ter con-trole aan alle partijen gestuurd.FabricageAangezienweersomstandighedengeen invloed op de productie heb-ben, kan optimaal geproduceerdworden. Timing is belangrijk: ermoeten altijd voldoende elemen-ten voorradig zijn, zodat er geenvertraging ontstaat bij het monte-ren op de bouwplaats. Tijdens hetproduceren moeten de kwaliteiten de afmetingen van de elemen-ten continu bewaakt worden.TransportTot dusverre is gebleken dat deelementen het beste verticaal ver-voerd kunnen worden. Aange-zien het om zichtwerk gaat, isextra aandacht nodig voor het be-schermen van de elementen.MontageHet is ideaal als de elementenrechtstreeks van de vrachtwagenin het werk kunnen worden ge-monteerd. Opslaan van elemen-ten op de bouwplaats moet tot eenminimum worden beperkt van-wege de kans op beschadigingen.De montage moet door vakmen-sen gebeuren. Zij kunnen tevensde isolatie en andere onderdelenin de gevel aanbrengen, die ver-band houden met het afwerkenvan de gevel. Dit alles om misver-standen met betrekking tot aan-sprakelijkheid te voorkomen ende snelheid van monteren hoog tehouden.P r o e f p r o j e c t e nDe eerste proefprojecten betrof-fen kleine elementen in parkenen tuinen, zoals trappen, keer-wanden (foto 3) en vijverranden.Een ander proefproject betrof hetstapelen van kleine gevelelemen-ten (foto 4). Nadien zijn gevelele-menten met maximale afmetin-gen van 7,0 m lengte en 2,65 mhoogte gefabriceerd voor eentransformatorhuisje. Het makenvan dit soort gevelelementenwijkt weinig af van de wijze vantraditioneel metselen. Het ver-schil is dat deze wanden gemaaktzijn op de vloer in een bedrijfshal.Foto 5 toont het laden van eenelement.R e a l i s a t i e sMomenteel worden adviezen ver-strekt aan verschillende projecten3 | Plaatsen van een gepre-fabriceerd gelijmd bak-steenelement als onder-deel van een keerwand4 | Monteren van een kleingelijmd element5 | Laden van een groot pre-fab buitenspouwblad6 | Impressie van een gedeelte van degevel voor het project IJburg Blok 17O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteencons tr uc tiescement 2003 6 87over het toepassen van gepre-fabriceerde baksteengevels. Wekunnen twee systemen onder-scheiden: fa?ade-elementen ensandwichelementen. Deze laatstegroep kan worden onderverdeeldin elementen met en zonderluchtspouw.Om meer inzicht te verschaffenin deze beide systemen, wordentwee projecten besproken. BijIJburg Blok 17 te Amsterdam(foto 6), is alleen het buitenbladvan een spouwmuur geprefabri-ceerd (fa?ade-element). Het twee-de project Parkrand Osdorp teAmsterdamiseengoedvoorbeeldvan sandwichelementen (fig. 7).Oorspronkelijk was dit projectontworpen met een dragende, ge-prefabriceerde, betonnen hoofd-draagconstructie in combinatiemet een traditioneel gemetselde,bakstenen gevel. Nadat het pro-jectwasgegund,heeftdearchitectin samenwerking met de op-drachtgever en de aannemer hettraditionele metselwerk gewijzigdin gevellijmwerk. De aannemerheeft daarna onderzocht of hetmogelijk was de gevel te prefabri-ceren vanwege de grote repetitie-factor.IJburg Blok 17Dit project is een ontwerp vanVMX Architecten te Amsterdam.Het bestaat uit enkele torens metappartementen. Het idee van dearchitect bestond uit het plaatsenvan baksteenelementen als eenonafhankelijke gevelbekleding,onder de raamopeningen. Daar-voor waren stalen geveldragersnodig, te bevestigen aan de be-tonnen achterconstructie. Er zougeen afdekking op het metsel-werk worden aangebracht. Hetverlijmen van de bakstenen boodde mogelijkheid van een dunnerebakstenenschil,meteendiktevanslechts 65 mm. Verder waren destalen geveldragers niet nodig.De gelijmde bakstenen gevelele-menten, gemiddelde lengte 3 m,kunnenwordenondersteunddoortwee consoles, aangezien gelijmdmetselwerk sterker is dan tradi-tioneel metselwerk. Een andervoordeel was dat er geen spouw-ankersnodigwaren.Dezekondenworden vervangen door tweewindankers bovenaan het wand-element.Als ondersteuningsconstructievoor de elementen was het nietmogelijk traditionele consoles tegebruiken, omdat die het nadeelhebben dat het prefab elementvan de console kan schuiven.In samenwerking met de firmaHalfen is een speciale consoleontwikkeld (fig. 8). Het grote ver-schil met een traditionele consoleis de dook die in het midden vanhet L-staal is aangebracht. Dezedook past precies in een gat on-derin het prefab element. Voorhet exact positioneren van het ele-ment is een extra L-staal gelijmdaan de onderkant van het ele-ment. Dit maakt het plaatsen vanhet prefab gevelelement op debouwplaats eenvoudiger en te-vens wordt beschadigen van hetelement tijdens de montage voor-komen. Het detail in figuur 9toont de positie van de console inhet gevelvlak.Bij de Technische UniversiteitEindhoven zijn proeven uitge-voerd op elementen op waregrootte (3,0 x 1,2 m2) met con-soles en windankers. De testenhebben al uitgewezen dat de ca-paciteit ten aanzien van windbe-lasting op de elementen hooggenoeg is en ook dat de consolesen windankers sterk genoeg zijn.Thans worden nog enkele aan-vullende testen uitgevoerd. De re-sultaten van het onderzoek zullenineentoekomstigepublicatiewor-den gegeven.Parkrand OsdorpDit is een project van architecten-bureau De Nijl te Rotterdam. Hetwas niet bedoeld om uitgevoerd teworden met een prefab baksteen-gevel. Omdat het ontwerp van degevel geschikt was voor deze con-structiemethode, heeft de aan-nemer (HBG) in samenwerkingmetdebaksteenproducent(tegen-woordig Wienerberger Bricks)onderzoek verricht naar de moge-lijkheden. Dit resulteerde in ver-schillende oplossingsmogelijk-heden. Alleen Oosthoek-Kemperbood een element aan met een9 | Detail positie Halfenconsole7 | Impressie van een geveldeel voor het project Parkrand Osdorp8 | Speciaal ontworpen console voor het dragen van prefab gelijmdefa?ade-elementenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tiescement 2003 688luchtspouw. Deze producent fa-briceertmomenteeldeelementenvoor dit project, in hun eigenvorm en uitvoeringsmethode.De constructie van de gevel wasnietgemakkelijk.Indemeestege-vallen wordt het opvangen vanhet buitenblad verzorgd door eenstalen hoeklijn onderaan het bui-tenblad. Dit betekent dat dezeopvangconstructie zichtbaar is.In prefab betonnen sandwich-elementen is de toepassing vanplaatankers gebruikelijk. Maardeze ankers zijn niet te gebruikenin combinatie met baksteenmet-selwerk. In samenwerking meteen leverancier van plaatankers(DEMU) en VCC engineeringwerdeennieuwsoortconsoleont-wikkeld. Het is een zogenaamdconsole-plaatanker (fig. 10), dat inzijn geheel kan worden ge?nte-greerd in het buitenblad van hetbaksteen sandwichelement.De constructietijd van ??n verdie-ping mocht slechts twee wekenin beslag nemen, inclusief dedragende constructie, kozijnen,baksteengevelenverdiepingsvloe-ren. Dit was niet haalbaar metde oorspronkelijk voorgesteldebaksteenelementen van ongeveer1,2 x 3,0 m2. Daarom stelde deaannemer voor grotere elemen-ten te maken, bestaande uit tweekozijnen en drie penanten vanbaksteen. Hoewel er in dit gevalom de andere penant in het mid-den een voeg voorkomt, heeft deopdrachtgever toch voor deze op-lossing gekozen. Figuur 11 toonteen vooraanzicht en een horizon-tale doorsnede van het uiteinde-lijke prefab sandwichelement.T o e k o m s t i g e p r o j e c t e nTot voor kort waren het met namede architecten en aannemers dieom prefabricage van metselwerkvroegen. Gebaseerd op het aantalrecent verstrekte adviezen, zal devraag naar prefabricage in de toe-komst aanzienlijk stijgen. De ont-wikkeling van nieuwe productenen materialen is daarbij heel be-langrijk. Lijm en nieuwe consoleszijn al beschikbaar, maar andereproductenengereedschappenzul-len volgen. Met een juiste onder-steuningdoordeverschillendein-dustrietakken, kan deze nieuwebouwmethode zich in de nabijetoekomst verder ontwikkelen. Deinnovatie betreft vooral het sa-menbrengen van de juiste ele-menten in de juiste volgorde. sL i t e r a t u u r1. Roelofsen, G.J. en Hogeslag,A.J., Studie naar de techni-sche mogelijkheden tot hettoepassen van geprefabri-ceerde gemetselde buiten-spouwbladen. KNB, 1991.2. Roelofsen, G.J. en Hogeslag,A.J., GeprefabriceerdeBaksteen Gevelelementen.KNB, 1992.3. Bertram, G. en Martens,D.R.W., Buigtreksterkte vangeprefabriceerde, gelijmdeen gewapende wanden.Rapport TUE/BKO/97.12,TU Eindhoven, 1997.4. BRL 1005 Nationale beoor-delingsrichtlijn voor hetKOMO (attest met) product-certificaat voor Lijmmortelsvoor baksteen, kalkzand-steen, betonsteen en cellen-beton. IKOB, 1999.10 | Het speciaal ontworpenconsole-plaatankervoor toepassing in bak-steen sandwich-ele-menten11 | Definitief ontwerp vande prefab baksteenge-velelementen voorParkrand Osdorp, voor-aanzicht en horizontaledoorsnede