MATERIALEN DETAILSVOEGEN EN BEVESTIGINGEN BIJPREFABRICAGEir.A. van Acker, CBR-Beton, Voorzitter FIP-commissie PrefabricageVoegen en verbindingen vertegenwoordigen over het algemeen slechts een beperkteuitgave in de totale bouwkosten. Elke besparing op deze post kan grote schadeaanrichten aan de .stabiliteit,de dichtheid, de isolatie en het esthetisch aanzien vanhet totale gebouw. Het gezegde kleine oorzaken, grote gevolgen geldt ook hier.speciaalprofielbuitenbuiteni"'++i";r---~ samengedruktestripCi11r;~~==:::rugvulling) kitstig zijn van dezelfde fabrikant. In geengeval mag voegkit worden aangebrachtop materialen die met siliconenzijn be-handeld, tenzij de fabrikant daarvooreen speciale garantie levert. Het is even-eens wenselijk op kritische plaatsenspui-gaatjes (weapholes) aan te brengenom ingesloten water naar buiten af tevoeren.1. Verticale water- en luchtdichtevoegen (kit, strip en profiel)De eentraps- afgesloten voegZoals de naam al zegt, wordt bij dezevoegen .de water- en luchtdichtheiddoor ??n enkele afsluiting gerealiseerd(fig. 1). Hiervoor worden ofwel kitten,meestal op basis van polysulfiden ge-bruikt, danwel samengedrukte strippenmet gesloten celStructuur of specialeprofielen van kunstrubber.Bijkitvoegen werkt het afdichtingsme-chanisme op de goede hechting tussende voegranden en de kit. Bij strippen envoegprofielen komt de afdichting totstand door de druk op de voegranden.Het is duidelijk dat deelasticiteitvan.devoegvulling in alle gevallen van grootbelang is.Bij geslotenvoegenzullende horizonta-le enverticale voegen meestal gelijkzijn.Om de kit correct te plaatsen wordteerst een rugvulling in de voeg aange-bracht. Het gebruik van een primer opde voegranden is aan te bevelen. Voegkiten primer moeten bij voorkeur afkom-De tweetrapsvoeg cfopen zelf-drainerendevoegIn tegenstelling tot de gesloten voegGesloten en open voegen wordt hier de water- en luchtdichtheidWanneer wij ons niet beperken tOt Ne~ in twee afzonderlijke stappen verwe-derland en Belgi?, maar ookde ons om- zenlijkt.ringende landen in het overzicht be- Bij de verticale voegen (fig. 2a) komt detrekken, kan worden vastgesteld dat er waterkering tot stand door een regen-twee basistypenafdichtingsvoegenwor- r-'"~-----~--------jden toegepast, namelijk de geslotenvoeg, bij ons beter bekend als de kitvoegen de open zelf-drainerende voeg./----------'-----"-----1ten dage wordt de kitspuit nogal ge-makkelijk terecht en ten onrechte ge~hanteerd om voegen, kieren en spletenher en der te dichtenenaldus alle moge-lijke gebreken door onzorgvuldige uit-voeringen weg te moffelen. Daar waaroverdadig gebruik van de purgeerspuithoogstens tot tijdelijke ongemakkenleidde, zullen begane fouten met be~trekking tot de voegen na korte tijd hetgebouw verzieken, en wordt de gene-zing een zware opgave.Er bestaat veel goede literatuur over af-dichtingsvoegen en verbindingen metbetrekking tot betonnen gevelelemen-ten. Daarom is ervoor gekozen het arti-kel toe te spitsen op de ervaringen die inruim 20 jaar 'architectonisch beton'werden opgedaan, enwat de theorie be-treft ons te beperken tot het herhalenvan de voornaamste principes.AfdichtingsvoegenDe voegvervulteen essenti?le functie ingeprefabriceerde betonnen gevels: zemoet de ruimte tussen de verschillendeelementen water- en luchtdicht afslui~ten, maar tegelijkertijd toch toestaandatdeze elementen in beperkte mate tenopzichte van elkaar kunnen bewegen.Er kan nietgenoeg aandachtworden be-steed aan het ontwerp en de uitvoeringvan de voegen, noch aan de vervor-mings- en verouderingseigenschappenvan de gebruike materialen. Ook moe-ten we geen 'wonderen' verwachten vande moderne chemische produkten,waardoor alle afdichtingsproblemen alsbij toverslag voorgoed zouden zijn op-gelost.De moderne 'kant en klare' spuitkittendoen soms wel eens denken aan dekwakzalvers uitMoli?res toneelstuk 'Deingebeelde zieke', die methun beruchtespuit, en onder het motto 'purgare et la-vamentum dare' alle gezondheidspro-blemen trachtten op te lossen. HedenVoegen en verbindingen vormentwee belangrijke schakels inkwaliteitsbewuste prefabricage.Ze staan immers in hoge mate voor deduurzaamheid van de constructie. Daarze echter als zodanig niet onmiddellijkinhetoogspringen,gebeurthetwel eensdat ze tijdens de ontwerpfase niet altijdde vereiste aandacht krijgen. De gevol-gen kunnen catastrofaal zijn.Cement 1987 nr. 5 81____~~---~IMATERlALEN IDETAILSbuiten--TolerantiesIn verschillende landen zijn onderzoe-kingen uitgevoerd naar de werkelijkeafmetingen vanvoegen in betonnen ge-vels. Hieruit blijkt dat er grote verschil-len zijn van gebouw tot gebouw, afhan-kelijk van de kwaliteitszorg bij de uit-voering.Bij gevels in 'architectonisch beton' vantopkwaliteit, liggen de gemeten to-leranties op de voegopening van ele-menten tot 3,60 m binnen de ? 3 mm,terwijl in minderverzorgde gevelbekle-dingen in sierbeton afwijkingen tot? 10 mm werden vastgesteld. Praktischkomt dit erop neer dat bij een theoreti-sche voegbreedte van 12 mm voor heteerder vermelde architectonisch betonen 15 mm voor het sierbeton, de werke-lijke breedte schommelt tussen gen15 mm enerzijds en 5 en 25 mm ander-zijds. .Men treft niet alleen maatafwijkingenaan tussen de voegen onderling maareveneens in de afzonderlijke voegen,hoewel deze laatste meestal beduidendkleiner zijn.Voegbewegingen en tolerantiesBij het ontwerpen van afdichtingsvoe-gen moet met drie parameters rekeningworden gehouden:a. de inti?le breedtevandevoegnamon-tage, die afhangt van de theoretisch ofnominale breedte en de optredendemaatafwijkingen tijdens fabricage enmontage;b. de vervormingen van de voeg onderinvloed van temperatuur, krimp, voch-tigheid een eventuele andere factoren;c. de vervormingscapaciteit van de af-dichting.VoegbewegingenBij massieve betonnen gevelelementenzijn de vervormingen ten gevolge vantemperatuurwisselingen en krimp ver-uit de belangrijkste. Het zijn dan ookdeEr bestaan thans enkele kant-en-klaarsystemen waarmee de waterkering vande verticale voeg op eenvoudige wijzetot stand kan komen. Ze zijn vervaar-digd van pvc en bestaan uit een railpro-fiel dat tijdens de fabricage in de beidevoegranden wordt ingestort en eenschermdatachterafop de bouwplaats inde railprofielen wordt geschoven (fig 3).Het plaatsen van de railprofielen in demalwordtvergemakkelijktdoorallerleihulpmiddelen zoals op figuur 4 is aan-geduid.In Nederland en Belgi? treffen wijmeestal de gesloten kitvoegen aan. In deSkandinavische landen wordt de geslo-ten voeg echter dikwijls opgevuld meteen strip op basis van gesloten cellen ofmet speciale kunstrubber profielen. InFrankrijk en Engeland treft men naastde gesloten voegen ook regelmatig deopen voegen aan.scherm, meestal uit neopreen, brityl-rubber, pvcofmetaal,datlos ineengleufin de beidevoegranden wordt geplaatst.De luchtdichtheid wordt verwezenlijktdoor een strip of een andere dichtingachter inde voeg. Tussen de twee scher-men ontstaateenruimte,ontspannings-kamer genoemd, die inverbinding staatmet de buitenlucht. Hierlangs kunneneventueel binnengedrongen water ofcondensatie worden afgevoerd.Bij de horizontale voegen (fig. 2b)wordtde waterkering verzekerd door een op-stand in het voegprofiel en de lucht-dichtheid door een strip ofdoor.een be-tonnen opstorting bij deverbinding metde vloer of door nog een andere dich-ting.Ter plaatse van de kruising vanverticaleen horizontale voegen overlappen dewaterkeringen elkaar, zodat het waternaar buiten wordt geleid. Men plaatsteen slab over de opstand om de conti-nu?teit ervan te verwezenlijken.A.B.c.10--- onderste elementf - - - - waterkeringH--l$!-b---- waterkeringJ'fc>---- bovenste element~_ _ slabbo> - - - - vQogonbandI~2 Open, zelf-drainerendevoeg(verticaal en horizontaal)3Voorbeelden van verticalekant-en-klare waterkeringenin pvc4Bevestigen van voegprofiel op demal bevestigen steunprofiel vastzetten voegprofiel betonneren82 Cement 1987 nr. 5maximumvervorming(% van voegbreedte)De meest voorkomende oorzaken vanhetfalen van kitvoegenzijn deveroude-ring van de kit en de vervormingen vande voeg. Door veroudering vermindertde elasticiteit en bij te grote vervor-mingspercentages ontstaat er breuk inde aanhechting met devoegrand ofindekit zelf. De grote vervormingspercenta-ges treden natuurlijk het eerst op bij tesmalle voegen. De aanleiding tot scheu-ren kan echterook te wijten zijn aaneenfoutieve uitvoering, zoals op figuur 6aangegeven, waarbij lokale spannings-concentraties in de kit zelfoptreden.De ervaring leert echter dat kitvoegenook na 20jaar nog steeds goed functio-neren wanneer een goed produktwordtgebruikt meteenjuisteverhouding tus-sen kunststofen inerte stoffen. De voeg-vulling dient natuurlijk correct te wor-den aangebracht, dat wil zeggen vol-doende breed en dieF.' zoals in de litera-tuur is aangegeven (fig. 7).- olie-ofharshoudende kitten 5 ? 10- polysulfide enpolyurethaankitten 25- keringen vanzelf-drainerendeopen voegen tot 50typevoegmateriaalviolet licht. De effectiviteit van dezevoegen hangt af Van de duur van hetcontact met de voegranden en van deelasticiteit van de vulling zelf. Daaruitvolgt dat voegranden goed vlak moetenzijn - dus bijvoorbedd niet mogen zijnuitgewassen - en dat de vulling ietsdieper in de voeg wordt geplaatst.Tabel 1Vervorming van voegmaterialenVervormingscapaciteit van de afdichtingHet afdichtingsmateriaal datin de voegwordt aangebracht moet de optredendebewegingen in die voeg kunnen volgenzondervandevoegrand los te rakenoftescheuren. Tabel 1 geeft de maximumvervormingen in procenten van de ini-ti?levoegbreedte, dievoegmaterialennaeen zekere tijd nog kunnen opnemen.Wanneer de gegevens van tabel 1 wor-den toegepastop degemetenvoegbewe-gingen van gemiddeld 2 mm uit fi-guur 5, dan moet in het geval vanpoly-sulfidekittende kleinste afmeting vande voeg 8 mm bedragen, om de maxi-male vervormingscapaciteit van 25%niet te overschrijden. Als verder nog re-keningwordtgehouden metde maatto-leranties en krimp, zal de theoretischevoegopening bij een uitvoering van ho-ge kwaliteit minimaal 12 mm moetenbedragen en bij grote maatafwijkingen18 tot 20 mmo Voor elementen met gro-te afmetingen moet vanzelfsprekendeen gedetailleerde berekening wordenuitgevoerd.Tijdens de metingen werd eveneensvastgesteld dat de bewegingen in devoeg in drie richtingen verlopen: in debreedte, de lengte en in de dwarsrich-ting. De eerstebewegingis overhetalge-meen het grootst en ook de enige diemet een zekere nauwkeurigheid kanworden berekend. Om met de andere'parasitaire' bewegingen rekening tehouden kan een vergrotingsco?ffici?ntworden ingevoerd (op grond van de ge-noemde studie wordt een co?ffici?ntvan 1,2 voorgesteld).De conclusie van het onderzoek leertdat de gemiddelde waarde Van dewerkelijke voegbewegingen de theore-tisch berekende waarde dicht benadert,maar dat de spreiding tussen de indivi-duele waarden groot is. De oorzaak ligtonder meer inde bevestigingvan de ele-menten, waardoor bewegingen wordenafgeremd en ongelijkmatig verdeeld.Het fenomeen Van het afremmen blijkttrouwens uit figuur 5, die de ontwikke-ling van de luchttemperatuur en devoegbewegingen weergeeft gedurendeeen volledige dag in april van een derproefprojecten. Men ziet dat devoegbe-wegingen niet geleidelijk plaatsvindenmaar schoksgewijs verlopen. De voegen1,2 en 3 bevinden zich aan de buitenzij~de vanhetgebouwenvoeg 4 aande bin-nenzijde.Ook kan het gebeuren, vooral bij groteelementen, dat alle vormveranderingennaar ??n kantgaanvanwege een bepaal-de starre verbinding.enige parameters die normaal gespro-ken bij het ontwerp worden betrokken.Vervormingen onder invloed vanvochtzijn bij massiefbeton beperkt en zeldennadelig, omdat ze weinig voorkomen incombinatie met hoge temperaturen enbovendien dan nog een afkoelend effecthebben.Uit continue metingen gedurende eenheeljaaropgebouweninBelgi? [4] werdbij het ene gebouw met elementen van2,70 m breedte, een breedtevariatievandevoegenvan 1,6tot2,3 mmwaargeno-men (erwerden 4voegengemetenop dezuidgevel), en bij het andere gebouwmet elementen Van 7,20 m, een breed-tevariatie van 1,0 tot 3,5 mm met eengemiddelde waarde van 2 mm (in hetlaatste geval werden op 34 plaatsen me-tingen verricht, verspreid over de viergevels).5 Voegbewegingen doortemperatuurwisseJingenVoegschadeVeroudering en overmatige vervormin-gen zijn de twee meest voorkomendeoorzaken van het falen van afdichtings-voegen. Geslotenvoegenzijninprinciper---"~--------------' vatbaarder voor veroudering dan openvoegen, doordat de voegvulling direct isblootgesteld aan wind, regen en ultra-2,01,51,0EE~ 0,5'"c:~'"E-'">44.r-.rv;;eg-4l.- .......j ,~ #~'2 -""'--1 -.~ .........::c ,/r----.'~1;--. ..-r./"' " , -V'/ '''j"' X lOLbinnente ~.atuu!_ 1--. =-~180(--- ..J ..r'~r--" .r- ''qy - 90(~~buitente peratuur "'\. voeQ 2 \......-----"-----40(~~voeg 1.50.40.30.20t.10 ue..0 ~"~-10 :!'"CLE-20 :t"5.3Cement 1987 nr. 5 83Slabben in open voegen kunnennade,hand niet wo,den ve~angenVerbindingenDe bestudering van de constructieveverbindingen bij geprefabriceerde be-tonnen gevelelementenvereistverschil-lende invalshoeken: de keuze van hetmeest geschikte type verbinding, deplaats ervan in het element en ten op-zichte van de bouwconstructie, alsmedede constructieve aspecten van de ver-bindingzel( .De keuze van het type en de plaats vande verbindingen zijn bepalend voor dekrachtswerking inhetgevelelement.Alsalgemene regel moeternaarworden ge-streefdde trekspanningenindeelemen-ten zo laag mogelijk te houden teneindescheurvorming te voorkomen. Scheu-voegopeningenvormen geen probleem,op voorwaarde dat de breedte per voegtamelijk constant blijft. De strippen diealswaterkeringfungerenhebbenname-lijk een constante breedte en de spelingten opzichte van de opening waarin zezich bevinden moet beperkt blijven.- Variaties in breedte door tempera-tuurswisselingen of andere invloedenvormen geen probleem.- De afdichtingsmaterialen zijn minderblootgesteld aan de weersomstandighe-den dan bij gesloten voegen, omdat zed~eper gelegen zijn.- Inspectie van de voegen is moeilijker,vooral ter plaatse van de kruisingen tus-sen horizontale en verticale voegen.- Reparatie van lekkende voegen is nietgemakkelijk. Slabben ter plaatse van dekruisingen tussen horizontale. en verti-cale voegen kunnen niet meer vervan-gen worden (fig. 8). Hetzelfde geldt inveel gevallen voor de verticale waterke-ring. Het is altijd nog mogelijk een ge~sloten voegafdichting aan te brengenwanneer de infiltratieproblemen tegroot worden.IBEVESTIGINGENOpen zelf-drainerende voegen- Het aanbrengen van de verschillendeafdichtingen heeft tijdens de montagevan de gevel plaats en is niet altijd evengemakkelijk. Ter plaatse van de kruisin-gen tussen de horizontale ende verticalevoegen moet met de grootste zorg wor-den gewerkt, omdat hier de zwakkeschakels van het systeem liggen.- Toleranties op de afmetingen van deSamenvatting eigenschappenvoegtypenVoor een goed overzicht volgen onder-staand de voor- en nadelen van de hierbesproken voegtypen.dekoratievelaagdekoratievelaagIMATERIALENSchadegevallen zijn inderdaad dikwijlste wijten aan gebrek aan kwaliteit bij deuitvoering zowelwatde kitbetreftals deafmetingen van de voegen. Over het al-gemeen komt daar nog bij dat weinigaandachtwordt besteed aan inspectie enonderhoud, ofschoon onderhoudskos-ten nooit opwegen tegen de herstelkos-ten bij waterindringing.Bij open voegen met afzonderlijke wa-terkering en luchtafdichting is lekkagemeestal te wijten aan het stukgaan vandewaterkering.Ditkomtvooralvoorbijbutyl en metaalstrippen. Men steltvastdat ze meestal stuk gaan aan de uitein-den en ter plaatse van de overlappingen.Ook zijn er tal van slechte uitvoeringengemeld, onder meer het verkeerd plaat-sen van de overlappingen waardoor hetwater naar binnen stroomt in plaats vannaar buiten en te kleine dwarsafmetin-gen van de waterkering waardoor dezezich zijdelings kan verplaatsen of uit-zakken enz.7 Voo,beeld van een goedepmftlering6 Spanningsconcent,aties tengevolge van een ve,kee,de plaatsvan de voegkitGesloten voegen metstripvulling- Het plaatsen van de strippen is tame-lijk eenvoudig, op voorwaarde dat devoegopening over de gehele voeg eenconstante breedte heeft. Afwijkingen inde breedte tussen de verschillende voe-gen vormen geen wezenlijk probleem,want daartoe behoeven alleen de strip-afmetingen te worden aangepast.f------~~~~-----_1 - Het inspecteren van de voegen is ta~melijk eenvoudig. Wel is het moeilijkom vast te stellen ofhet contact tussen~--~-----------...,I de strip en de voegrand overal voldoen-de is om waterdicht te zijn. De kans opinfiltraties lijkt dus groter te zijn dan bijkitvoegen.- Het vervangen van de strippen is ta-melijk eenvoudig. 8- Op begane grondhoogte komt hetmeermalen voor dat de strippen door f------~--------_1vandalisme worden beschadigd of uit-getrokken.- De strippen zijn eveneens aan weers-omstandigheden blootgesteld, waar-door de elasticiteitkanafnemen, evenalsdedrukop devoegrandenbij wisselendebewegingen.Gesloten kitvoegen- Het aanbrengen van de kit is tamelijkeenvoudig, maar het werk voor specia-listen. De uitvoering moet bij droogweer plaatshebben bij een betontempe-ratuur van minstens + 2 oe.- Toleranties op de afmetingen van devoegopening vormenvoor het aanbren-gen van de kit geen probleem, mits def--------------~_1 opening tussen de maximaal en mini-maal aanvaardbare waarde ligt (8 ?25mm).- Kitvoegen zijn gemakkelijk te inspec-teren en kunnen indien nodig wordengerepareerd. Het oppervlakkig dicht~1---------~--------1 strijken van scheuren aan het kitopper-vlak ofaan de losgekomen randen heeftweinig zin.- Het kitoppervlak staat bloot aan deweersomstandigheden. Het is daaromaan te bevelen de kit iets dieper te plaat-sen dan het dagvlak van de gevel.84 Cement 1987 nr. 5Specialehang.bevestiging VQorgevelpanelenl~~~_B~B==stelbout1< hangstaafsparing in geveletementIJ1mH