C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigingencement 2002 7 41Het is goed om onderscheid temaken tussen harde en zachte na-tuursteensoorten.Kristallijnmar-mer is bijvoorbeeld een zachtesteensoort en kan daarom beterworden vermeden als gevelbekle-ding. Hier kunnen veel beter har-dere steensoorten zoals granietworden toegepast. Deze zijn na-melijk sterker, gladder en dus ge-makkelijker te reinigen en doorhet meer gesloten oppervlak beterbestand tegen invloeden van bui-tenaf zoals neerslag, luchtveront-reiniging en temperatuurwisse-lingen.Bij de bevestiging van natuur-steenplaten aan gevels van ge-bouwen moet terdege met dezetemperatuurwisselingenrekeningwordenhouden.Dooropwarmingen afkoeling `werkt' het materiaalaan de buitenkant van de gevel (indit geval het natuursteen) andersdan het materiaal aan de binnen-zijde van de gevel. Daarom mo-gen de verschillende materialenniet totaal met elkaar worden ver-bonden,maarmoettussenbinnen-en buitenblad van een gevel altijdeen isolerende spouw aanwezigzijn. Daarbij wordt naast een laagisolatiemateriaal een luchtspouwaanbevolen om de invloed vanvocht in de spouw te beperken.V e r a n k e r i n g s t e c h n i e k e nDe eigenlijke verbinding van denatuurstenen gevelbekleding ende dragende constructie is deverankering. Deze wordt gevormddoor meestal vier (soms drie)ankers per natuursteenplaat.In grote lijnen zijn er twee princi-pieel verschillende verankerings-technieken te onderscheiden:? verankering met een mortel;? verankering met een schroef-verbinding.Wanneer worden deze toegepast?MortelankersLijmverbindingen als bevestigingvoor gevelplaten van natuursteenwaren tot voor kort per definitie afte raden, tenzij dit op zeer geringebouwhoogteofalstijdelijkebeves-tiging plaatshad. Momenteel die-nen zich hoopvolle alternatievenaan met hoogwaardige lijmver-bindingen, maar vooral de lange-duur-aspecten zijn in veel geval-len nog nauwelijks in te schatten.Voor het opnemen van draag- enwindkrachten kunnen uit veilig-heidsoverwegingen daarom beterankers worden toegepast. In dezeeerste categorie is dan sprake vanmortelankers. Daarbij worden inde dragende gevelwand gaten ge-boord, waarin deze ankers meteen krimpvrije cement- of kunst-harsmortel worden vastgezet.Voordelen van mortelankers (fig.1) zijn hun gunstige prijs, en datze in elke dragende ondergrondtoepasbaar en in vele uitvoerings-varianten denkbaar zijn.Nadelen zijn de grote en veelaldiepe benodigde boorgaten (voor-al bij gewapend beton een pro-bleem),hetzwarebenodigdeboor-gereedschap en het feit dat denatuursteenplaten ondersteundmoeten blijven totdat de mortel isuitgehard.SchroefverbindingenBij schroefverbindingen wordt inde dragende gevelwand een voor-ziening gemaakt waarin een boutkan worden gedraaid, zoals eeningestorte schroefhuls, een che-misch anker (patroon met kunst-hars en harder) of een spreiddeu-vel (stalen anker dat zich aan deachterzijde vastklemt in het boor-gatbijhetindraaienvaneenbout).Ook een in beton ingestorte hori-zontale ankerrail waarin een pas-sende bout wordt gemonteerd,kan goed voldoen.Voordelen van deuvelankers (fig.2) zijn de goede stelmogelijkhe-den, ook nog na de montage, derelatief kleine en minder diepebenodigdeboorgatenendebelast-baarheid direct na montage (stei-gers kunnen eerder weg).Nadelen zijn de hogere prijs enhetmeestalslechtstoepasbaarzijnindragendeondergrondvanbeton.Bij de gerenommeerde leveran-ciers van spreiddeuvels zijn in-middels ook keuzemogelijkhedenVerankering van natuurstenengevelbekledingir. R.J. Cornelis, Ingenieursbureau Cornelis bv, ArnhemNatuursteen behoeft als materiaal zelf weinig introductie meer. Het is al vanoudsher in gebruik en bekend als een enorm sterk materiaal met een langelevensduur. Vandaar dat natuursteen veel wordt gekozen voor duurzameoppervlaktebekledingen zoals op vloeren en tegen gevels. Het materiaal na-tuursteen heeft bovendien weinig onderhoud nodig en is gemakkelijk te reini-gen. Essentieel is een goede verankering.1 | Mortelanker2 | Deuvelankervoor verankeringen in bijvoor-beeld metselwerk en kalkzand-steen aanwezig. Hiervoor geldenwel speciale aanvullende toepas-singsvoorschriften.A n k e r t y p e nQua functie zijn er twee verschil-lende typen natuursteenankers teonderscheiden:? draagankers;? windankers.De draagankers moeten het ge-wicht van de natuursteenplaat op-nemen. Ze moeten de op tenemen verticale kracht en tevenseendeelvandehorizontalekracht(winddruk en -zuiging) veiligkunnen overdragen op de dra-gende achtergrond. Voor de op-name van deze horizontale krach-ten dienen verder de windankers.Deze doen dus niet alleen dienstomdeplatennietvoorovertelatenvallen, maar, zeker op wat groteregebouwhoogte en op hoeken vangebouwen, moeten wel degelijkberekend worden op de op te ne-men windkrachten.Bij de verankering van natuur-steenplaten in de horizontale voe-gen tussen de platen worden inelke voeg telkens twee draagan-kers toegepast. Elk anker draagthet halve gewicht van de boven-liggende plaat en dient als wind-anker voor de onderliggendeplaat. Bij de verankering van na-tuursteenplaten in de verticalevoegen tussen de platen worden inelke voeg telkens ??n draagankeren ??n windanker (boven hetdraaganker)toegepast.Eendraag-anker moet dan zowel van linksals van rechts het halve plaatge-wicht dragen, dus totaal hetgewicht van ??n hele plaat. Eenwindanker moet hier een deel vande windbelasting van zowel delinker als de rechter plaat op-nemen.De windlasten hangen sterk afvan de plaatselijke situatie zoalshoogtevaneengebouwenhoekenen dergelijke, maar ook van hetonderscheid in een trekkracht ofeen drukkracht.De windankers zijn meestal dun-ne ronde staafjes roestvast staal.Een ankerstang kan meer trekopnemen dan druk, omdat bij eente grote drukkracht de stang kangaan knikken.In Nederland worden de NEN-normen gehanteerd voor de bepa-ling van de windbelasting, welkeglobaal in grote lijnen vergelijk-baar zijn met de Duitse DIN-normen. De windkrachten moe-ten nog worden vermenigvuldigdmet een Cp-factor, die afhangt vande grootte en de soort van dekracht. Een belasting als druk-krachtmoetvolwordengerekend,waartoe Cp= 1,0 wordt gesteld.Wanneerersprakeisvaneentrek-kracht, mag met Cp= 0,8 wordengerekend.Inhetzogenoemderandbereikvangebouwen(hoekenendergelijke),welk bereik in het algemeen toteen afstand van 1 ? 2 m vanaf dehoek wordt gerekend, afhankelijkook weer van de gebouwgrootte,moeten de te rekenen windlastenworden verhoogd, daar ter plaatsegeldt Cp= 2,0.De te rekenen windlasten vari?-ren met de hoogte van het ge-bouw, waarbij moet worden gere-kend tot een gebouwhoogte van:? 8 m: 500 N/m2;? 20 m: 800 N/m2;? 100 m: 1100 N/m2;? >100 m: 1300 N/m2.M a t e r i a a lAls materiaal voor natuursteen-ankers wordt roestvast staal ge-kozen en wel in A4-kwaliteit, ookwel aangeduid met de Ameri-kaanse aanduiding AISI 316.Vanwege de gevraagde bestand-heid tegen zeeluchtinvloedenwordt de titaniumhoudende ver-sieveelalvoorgeschreven(316Ti).Al enige tijd wordt in verschil-lende commissies bekeken welkeEuropese normen en voorschrif-ten hiervoor zouden moeten wor-den aangehouden, maar zolangdie Europese normen er nog nietzijn, wordt in Nederland meestaldeDuitseDIN-norm(DIN180516,deel 3) gehanteerd, die deze A4-kwaliteit dwingend voorschrijft.Als werkstofnummer geldt dan1.4571. Dit kan van groot belangzijn voor de te verstrekken garan-ties in verband met de levensduurvan het materiaal.De bevestigingsconstructie dientook aan dezelfde eisen te voldoen,zodat in zulke toepassingen ookde spreidankers, bouten en moe-ren van A4-kwaliteit moeten wor-C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigingencement 2002 7423 | Anker met ankerstift ofdoorn4 | Doorsnede horizontalevoeg. Het anker draagtde helft van het gewichtvan de bovenliggendeplaat en dient als wind-anker voor de onder-liggende plaat5 | Doorsnede verticalevoeg. Het anker draagtde helft van zowel de lin-ker als de rechter plaat.Lichtere windankersworden hoger in de voeggeplaatst6 | Zijaanzicht mortelankersin natuursteenplaatonder: draaganker,boven: windankerC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigingencement 2002 7 43den gebruikt. Een uitzonderinggeldt voor achterliggende draag-profielen, die ook van aluminiummogen zijn vervaardigd. In elkgeval dient de kans op (contact-)-corrosie te worden vermeden, dusbij contact met verzinkt staal ofkoper moet isolerend tussenma-teriaal worden toegepast.B e v e s t i g i n gDe bevestiging van natuurstenengevelplaten gebeurt via de anker-stift of doorn, die wordt ingesto-ken in van tevoren geboordegaatjes in de zijkanten van denatuursteenplaten.Aan de ene zijde van de voegwordt de doorn met mortel ofkunsthars in de steen bevestigd,terwijl aan de andere zijde eenkunststofglijhulsjewordtgebruiktvoor de noodzakelijke speling(fig. 3 t.m. 6).Het gewicht van de natuursteen-plaat wordt via de doorn op hetanker overgebracht, dat dezekracht op de dragende achter-grond moet overbrengen. De na-tuursteenplaten dienen minimaal30 mm dik te worden gekozen omtevoorkomendatdoorzijdelingsekrachten de doorn uit de plaat kanuitbreken.Zowel bij plaatsing in de hori-zontale voeg als bij plaatsing in deverticale voeg moet een vrijeruimte van minimaal 2 mm (ziefig. 4 en 5) worden aangehoudenom de werking van de plaat doorweers- en temperatuurinvloedenniet te hinderen. Bij de montagevannatuursteenankersmoetuiter-aard ook rekening worden gehou-den met de afwijkingen in debouw, waarvoor toleranties moe-ten worden aangehouden.De voegbreedte tussen de platenmoet de breedte van het anker, detolerantie voor zaagafwijkingenen een speling voor de werkingvan het materiaal kunnen over-bruggen. De totale voegbreedtemoet daarom al gauw 6 tot 10 mmbedragen.Zonderdezevrijeruim-te kan gemakkelijk schade aan degevel ontstaan.Bij bevestiging van de gevelplatenaan metselwerk of kalkzandsteenworden in principe mortelankerstoegepast of speciale voor dit doelgoedgekeurde spreidankers. Bijmortelankers wordt een krimp-vrije mortel in het boorgat inge-bracht, waarna het anker wordtgeplaatstendemorteldetijdmoetkrijgen om uit te harden.In beton worden veelal spreid-ankers of chemische ankers toe-gepast.In veel gevallen zijn speciale ver-ankeringsoplossingen nodig zo-als op hoeken van gebouwen, bijkolombekledingen en bij de be-vestigingvandagkanten.Hiervoorzijn veelal specifieke ankers voor-handen, per leverancier verschil-lend, waarmee de gevelplatenveilig en met de ankers uit hetzicht kunnen worden bevestigd(fig. 7). Bij renovaties zijn vaakafwijkende oplossingen nodig in-dien de achterliggende construc-tie niet overal draagkrachtig is.Een profielverankering kan danuitkomst bieden, waarbij alumi-nium- of RVS- profielen op draag-krachtige punten worden veran-kerd, waarna de ankers op dezeprofielen worden bevestigd.Bij de bevestiging van plafond-platen van natuursteen kan vaakmet windankers (deuvelbevesti-ging)wordenvolstaan,omdathierde ankers op trek worden belast.Om schommelen van de platen teverhinderen is plaatselijk nog eenaanvullend stabiliteitsanker nodig.Samenvattend kan worden ge-steld dat het altijd verstandig isvroegtijdig over mogelijke veran-keringsproblemen na te denkenom niet te laat voor problemen tekomen staan! 8 | Voorbeeld gekromdegevel met natuursteen-platen; Rabobank teAlmkerk7 | Kolomanker (links) enhoekanker (rechts) voordagkanten