Voordrachten over de toepassing van wit portlandcementin architectuur en wegenbouw (lll)* U.D.C. 666.942.82(042) : 72+625.71-8wit portlandcement in architectuur en wegenbouwBeginselen van de betontechnologie i verbandmet de vervaardiging van wit betondoor Dipl.-lng. . HenkAls er iets scheef gelopen is met het witte beton wordt de leve-rancier meestal van drie zijden besprongen, nl. die van de princi-paal, de ontwerper en de aannemer. Daarom is het goed een ana-lyse te maken van de verschillende oorzaken, die kunnen leidentot teleurstellingen bij gebruik van wit beton.Scheurvorming is ??n van de grootste bronnen van ongenoegen.Daar deze ontstaat door trekspanningen, kan hiertegen in tweerichtingen worden opgetreden. Enerzijds moet de treksterktevan het beton worden opgevoerd, anderzijds moet de constructiezodanig worden uitgevoerd, dat weinig of geen trekspanningenontstaan. Het eerste kan worden bereikt door nauwkeurig deregels van de betontechno?ogie in acht te nemen. Voor het tweedeis de vorm van het werkstuk van groot belang. Hoe zwaarder vanafmetingen en hoe ongelijkmatiger van vorm, des te groter de in-wendige spanningen.Uit proeven is o.a. gebleken, dat de buigtreksterkte van beton-lichamen van ? 20?30 cm in doorsnede tot 60 ? 70% van deoorspronkelijke terugliep ten gevolge van deze inwendige span-ningen. Ook ontstaan aanzienlijke inwendige spanningen, dooreen vers gestort werkstuk bloot te stellen aan sterke tocht offelle zonneschijn. Hierdoor wordt nl. in snel tempo te veel wateronttrokken. Dit heeft een schadelijke invloed op het verhardings-proces en veroorzaakt sterke krimp.Als eerste gebod voor het verwerken van sierbeton moet dusgelden :Geen dikke massieve eenheden.Geen ongelijke wanddikten.Geen overhaast onttrekken van vocht aan het versgestorte betonelement.Ook de wapening kan scheurvorming veroorzaken. Uit proevendie ruim 25 jaar geleden zijn genomen, bleek, dat bij een wapeningdie meer dan 4% van de betondoorsnede bedroeg, scheuren ont-stonden bij het krimpen. Dit wordt duidelijk, als men bedenkt,dat het beton ongehinderd wil krimpen, waardoor (bij vrij kleineongewapende elementen) geen spanningen worden opgewekt.In het gewapende beton ontstaan daarentegen spanningen, omdatde hechtspanning van het beton aan het staal zich tegen het krim-pen verzet. Eigen proeven hebben bewezen, dat hierbij trek-spanningen in het beton ontstaan van 30-35 kg/cm2.Het tweede gebod luidt:De wapening niet meer dan 1% van het betonopper-vlak nemen.Staven van zo gering mogelijke diameter verstandigaanbrengen (aufgelockerte Bewehrung).Bij lange dunne plate de wapening zoveel mogelijknsymmetrisch leggen.Daar wit cement aanzienlijk duurder is dan normaal portland-cement loont het de moeite alleen de dag-zijde in wit cement uitte voeren. Hierin kan het gevaar liggen, dat de aldus gevormdebuitenste laag niet dezelfde elasticiteitsmodulus heeft als de kern.Dit kan voorkomen worden door de cement-toeslag-verhoudingen de korrelgradering van kern en sierlaag volkomen gelijk tehouden. Daar men echter in de sierlaag wel graag grove toeslagverwerkt, die mooi van kleur is en zich gemakkelijk laat bewer-ken, wijkt men in de praktijk hiervan wel af, met alle gevaren vandien. E?n daarvan is nog, dat er steensoorten zijn, die ten opzichtevan een beton met normale toeslagstoffen hieraan een twee- totdriemaal grotere krimp geven.Hiermee is de derde voorwaarde gesteld :Geen geslaagde of verweerde natuursteen gebruikenals toeslagstof.Lange dunne elementen niet in twee lagen uitvoeren.Daarmee zijn de voornaamste oorzaken, die de inwendige span-* vooreerste gedeelte zie Cement 13 (1961) Nr. 11, blz. 666-668ningen in het beton kunnen oproepen, behandeld.Wij gaan nu bezien welke invloeden van buitenaf scheurvormingkunnen veroorzaken.Als sierbeton-elementen op zodanige wijze in een constructieworden aangebracht, dat daardoor vormveranderingen (zwellenen krimpen) worden tegengegaan, kunnen ook hierdoor scheurenontstaan. Een andere overweging ten aanzien van dit verschijnselis, dat deze vormveranderingen zo klein mogelijk moeten wordengehouden.Zeer belangrijk is dan ook de vierde eis:Het gemonteerde sierbeton-element moet kunnenwerken. Om dit tot een minimum te beperken moethet element zo lang mogelijk verhard en vrij vanovertollig vocht zijn en moet men b.v. vensterbank-platen, die boven cv.-radiatoren geplaatst worden,aan de onderzijde van aluminium-folie voorzien.Ten aanzien van de nuttige belasting is het noodzakelijk de beton-elementen zodanig te dimensioneren, dat het beton zelf in staatis de optredende trek- cq. buigtrekspanning op te nemen. Het be-reiken van een hoge buigtreksterkte, dus een uitstekende beton-kwaliteit, is dan weer een gebiedende eis als men de elementenslank wil houden.De vijfde voorwaarde is hiermee bekend:Goed dimensioneren ten opzichte van de nuttige be-lasting.De wapening als noodrem beschouwen.Ten slotte v t de spreker zijn voordracht samen in de volgendeagedachten.:Het doei van de toepassing van sierbeton is niet alleen een zekereutiliteit, doch ook de bevrediging van esthetische verlangens. Omdit te bereiken moeten enige beginselen in acht worden genomen,die in het voorgaande beknopt zijn aangegeven.Sierbeton en beton dat schoon uit de bekistingkomt; vervaardiging en toepassingdoor Dipl.-lng. H. HeufersProf. Neufert heeft in zijn voordracht op bezielende wijze de grotemogelijkheden geschilderd, die het beton in architectuur en con-structie biedt (zie Cement 13 (1961) Nr. 11, blz. 666-667). De heerGraetz heeft het veelzijdige toepassingsgebied van het wittebeton beschreven en de heren Pickel en Henk hebben de nood-zakelijke technische regels aangegeven volgens welke de fabricage,vormgeving en dimensionering dienen te geschieden. Dipl.-lng.Heufers gaat het onderwerp behandelen over de gevelbekledingmet grote platen en dat van het schoon uit de bekisting komendebetonwerk, dat ook statische functies moet vervullen. Vanzelf-sprekend moet het witte beton hier een zeer grote sterkte be-reiken, dat wil zeggen volgens Duitse normen klasse 300, zeerdikwijls 450 en zelfs 600. Elk genoemd cijfer geeft de druk-sterkte in kg/cm2na 28 dagen weer van betonkubussen 20 20 20 cm.Daar het witte beton deze naam in de eerste plaats te danken heeftaan het witte cement zal eerst een korte fysisch-chemische be-schouwing gewijd worden aan de samenstelling van cement.De eerste vraag, die zich aan ons opdringt, is: Waarom is witcement wit?Als we normaal portlandcement onder de microscoop bekijken,dan zien we duidelijk de vier verschillende minerale componenten.Het C3S, dat vooral in het begin de sterkte veroorzaakt, het C2S,dat van invloed is op het latere stadium van de verharding, en dederde component, het C3A, de aluminaatverbinding, zijn allenkleurloos tot wit. De vierde component, het QAF, daarentegenheeft een grauw-grijze kleur.94 Cement 14 (1962) Nr. 2fig. 1. sterkteontwikkeUng van C2S, C3S, C3A en C4AFOm wit portlandcement te vervaardigen wordt de voor de wittekleur gevaarlijke ijzerverbinding voor en tijdens de produktie vanhet cement verwijderd. Behalve bij de keuze van de grondstoffen,dient ook bij de bereiding, het branden en het malen, de grootstevoorzichtigheid in acht te worden genomen om de witte kleur tebehouden. Het uitschakelen van de ijzercomponent, het tetra-calciumaluminaatferriet heeft geen schadelijke gevolgen ten aan-zien van de sterkte van het cement. Evenmin als de verwijderingvan het tricalciumaluminaat (C3A) bij de sulfaatbestendige cemen-ten de sterkte-eigenschappen aantast.Fig. 1 toont de bijdrage tot de sterkteontwikkeUng van de viercomponenten. Duidelijk is te zien, dat het weglaten van het C4AFmet zijn vlakke kromme op de sterkte van het cement weinig in-vloed heeft, temeer daar in een normale portlandcement slechtsongeveer 10% van dit mineraal voorkomt. Bij de beproeving vol-gens het Duitse voorschrift DIN 1164 (dus met plastische mortel)worden voor de dru ksterkte na 28 dagen steeds waarden gevonden,die boven de 500 kg/cm2liggen. Bij onderzoek volgens de aard-vochtige methode (N-495) vindt men een druksterkte na 28dagen van ca. 700 kg/cm2. Volgens het Nederlandse normaalbladkan dit cement tot klasse gerekend worden. Hierdoor kan ditfig. 2. druksterkten van portlandcement klasse PZ 275, PZ 375, PZ475 en wit portlandcementcement dus voor alle soorten beton, inclusief voorgespannen be-ton worden gebruikt.In fig. 2 zijn de resultaten weergegeven van vergelijkende onder-zoekingen naar de druksterkte van gewone portlandcement inde kwaliteitsklassen PZ 275, PZ 375 en PZ 475 (overeenkomendmet bij ons portlandcement klasse , en C) en het witte port-landcement.De proeven werden steeds uitgevoerd met betonkubussen(ribbe 20 cm).Voor het beton werd een goed gegradeerde toeslag gebruikt eneen water-cementfactor van 0,48 aangehouden. De hoeveelheidcement kwam overeen met 300 kg/m3.Zoals uit de grafiek te lezen valt, ligt de druksterkte van hetwitte beton : na 1 dag met ca. 150 kg/cm2tussen die van de PZ 275en PZ 375 in;na 3 dagen bij 325 kg/cm2ongeveer op het zelfde peil als vanPZ 375;na 7 dagen met ruim 420 kg/cm2tussen die van de PZ 375 en dePZ 475 in;na 28 dagen met ca. 570 kg/cm2bijna op het peil van de PZ 475.De buigtreksterkte van het hierboven aangeduide beton met witportlandcement varieerde na 28 dagen tussen 80 en 90 kg/cm2.Ook de krimp- en kruipgrafieken komen overeen met die vooreen beton met PZ 375, zodat voor constructies in voorge-spannen beton bij gebruik van dit cement geen bijzondere maat-regelen genomen hoeven te worden.Stoomverharding kan zonder meer ook op het witte betonworden toegepast, iets wat van grote betekenis is voor de ra-tionalisering'van de produktie van witte betonnen elementen.Na deze toelichting op de eigenschappen van het witte cementworden enige toepassingen getoond:Bij het Merkur-warenhuis in Duisburg is voor de geslotengevelmuur een wand van volkomen gelijkvormige open beton-elementen opgetrokken. Deze constructie vormt als het wareeen sluier.Om van de buitenzijde de verschillende verdiepingen te latenuitkomen, is ter hoogte van elke verdiepingsvloer een rij ele-menten van een vulling voorzien. De elementen onderling zijnverbonden door middel van deuvels en mortelvoegen. Om detwee meter bevinden zich ankers, die de 'sluier' bevestigen aanhet gebouw. Dit beton is verwerkt, zoals het uit de bekisting isgekomen, dus zonder een speciale oppervlaktebehandeling.In Varsta, een satellietstad van Stockholm, hebben Zweedsearchitecten, door bovengenoemde uitvoering ge?nspireerd, eensoortgelijke gevel ontworpen. Hier is echter niet in kleineelementen gedacht, maar in geprefabriceerde elementen van 8,75m bij 1,75 m en 8 cm dik, geheel van wit beton.Dat men nog grotere afmetingen dan 8,75 m kan bereiken,blijkt hieruit, dat men bij een transformator-station in Amerikagewerkt heeft met voorgespannen platen van 18,60 m bij 1,22 m.De bouwtijd werd door deze werkwijze met twee jaar bekort,terwijl de uitvoeringskosten belangrijk lager kwamen te liggen.In Hannover is het Kestner museum weer herbouwd boven deru?nes van de in 1880 gebouwde ruimte. De wand van sierbeton-elementen dient hier tevens als afsluiting en moet daarmee ook devolle windbelasting opnemen. De verticale belasting van de ver-diepingen wordt door slanke onopvallende kolommen gedragen.De nieuwe Kaiser Wilhelm-Ged?chtnis Kirche te Berlijn vanarchitect Prof. Eierman is zeker de vermelding waard. Voor debuitenmuren van het schip en voorde toren werden 440 geprefa-briceerde elementen gebruikt en voor de binnenmuur van hetschip 220 stuks. Elk van de 25 wandeenheden bestaat uit 25 wafels.De afmetingen van een wandelement zijn 2,70 m breed, 2,75 mhoog en 26 cm dik; de druksterkte na 28 dagen is groter dan500 kg/cm2.In de dagzijde is gebroken kwartsiet verwerkt met een maximumkorrelgrootte van 15 mm. Door het uitwassen van het oppervlakkomt dit kwartsiet fraai tot uiting. De maatvastheid van dezewandelementen was zo groot, dat de bevestiging in het staal-skelet met 12 schroeven en enige stalen lasplaatjes geen moeilijk-heden opleverde. Compriband zorgt voor de afdichting tussende elementen onderling.De wandeenheden voor de binnenmuur waren 2,30 m breed,2,75 m hoog en 19 cm dik, hierin was witte kwartskiezel verwerktmet korrelgrootte van 7-15 mm.Het betonoppervlak was gezandstraald. Opmerkelijk ten aanzienvan de arbeidsprestatie was, dat per 8 uren 14 van deze wand-elementen werden gemonteerd.Cement 14 (1962) Nr. 2 95foto 3. Kestner-museum in Hannoverfoto 4. Amerikaanse Consulaat ?n Tanger, Marokkofoto 5. Opernhaus in BerlijnEen volgend beeld toont ons het Amerikaanse Consulaat teTanger (Marokko), ontworpen door de Amerikaanse architectStubbins, samen met de Berlijnse architect Moeken. Hier iseen zonnewering aangebracht op een afstand van 0,80 m van debuitenmuur. Deze Claustrowand bestaat uit 54 aparte elementen,elk 2,81 m ? 4,30 m of 2,24 ? 4,30 m met normale dikte van 12cm. In het beton is gebroken wit Spaans marmer verwerkt enhet oppervlak is uitgewassen; de gewichten van deze elementenzijn resp. 1,54 ton en 1,23 ton.Beton geeft aan de vormgeving schier onbegrensde mogelijk-heden, een eigenschap, die nog door geen enkel ander bouw-materiaal is ge?venaard. Hierbij komt nog, dat gewapend betonook statisch een belangrijke functie kan vervullen. Het bereikenvan een druksterkte van 600 kg/cmavoor wit beton behoortheden geenszins tot de onmogelijkheden. Om zich hiervan eenvoorstelling te maken, moet men zich realiseren, dat op eenproefkubus van 20 ? 20 ? 20 cm dus minstens een last van 240ton moet drukken, eer verbrijzeling kan optreden. Een gewicht,dat dus gelijk is aan dat van 6 volle cementwagons van elk 30 toninhoud.Bij de gebouwen met gesloten wand van sierbeton, moet genoemdworden het Opernhaus te Berlijn. Voor de belangrijkste gevel,die 67 m ? 12,75 m groot is, werden 88 gewapend betonnengevelplaten verwerkt. De achterzijde van deze platen was voor-zien van een 5 cm dikke warmte-isolatie van houtwolcement-platen. De gevelplaten waren 3,16 m ? 3,20 m, de dikte v?n hetbeton was 10 cm, het gewicht 1,2 ton. De dagzijde was uitgewassentot 1,5 cm diepte, waardoor het grove toeslagmateriaal, grind70/180 mm, duidelijk in het zicht kwam. Een belangrijk voordeelvan het gewassen beton-oppervlak is nog, dat een dergelijkoppervlak door regen steeds weer schoongewassen wordt. Dewapening van deze platen bestond uit 2 lagen BaustahlgewebeDeze bekledingsplaten konden derhalve zonder bezwaar alsbuitenwand van de bekisting dienst doen. Daartoe was dewapening berekend op een druk van een beton-massa van 3 mhoogte en 40 cm dikte. De verankering geschiedde met schroef-bouten, waarvoor schroefhulzen in de platen ingebetonneerdwaren.In 8 uur tijd werden 12 platen of ongeveer 118 m2gevelbekledingaangebracht. Ook in gevallen als deze bereikt men door de toe-passing van wit cement, dat het geveloppervlak levendiger enwarmer van toon wordt.Een volgende stap is het volledig geprefabriceerde wandelement,waarin de dragende, isolerende en esthetische functie in ??nconstructief geheel zijn verenigd. Duizenden woningen in Neder-land en andere landen van West-Europa zijn op deze wijze ge-bouwd. In Rotterdam en omgeving zijn de volgens het systeemDura-Coignet gebouwde huizen hiervan een sprekend voorbeeld.Na al deze voorbeelden van prefabricage gaf de spreker enigevoorbeelden van het in het werk gestorte witte beton.Het Landtagsgeb?ude in Stuttgart iaat zien wat op dit gebiedmet beton te bereiken is. Hier is een 'Sichtbeton' (dus 'schpon-uit-de-kist-beton') toegepast op zodanige wijze, dat de ver-sierende en de constructieve taken zijn verenigd. Met inacht-name van ?lle regelen van de betontechnologie is hier eenzuivere en uiterst exacte witte beton verkregen. Als bekledingvan de binnenzijde van de bekisting werd een met glasvezelsversterkte polyesterharsplaat 'Polydet' gebruikt. Een volkomendichte bekisting, nauwkeurig plaatsen van de wapening, eengrotere dekking dan normaal en het wegwerken van afstand-houders zijn enkele van de punten, die speciale aandacht kregen.Voor de samenstelling van het beton, het storten en het ver-dichten werden eerst verschillende proefstukken gemaakt.Door het beton geruime tijd met plastic omwikkeld te houdenwerd dit beschermd tegen uitdrogen, tocht en vervuiling enonderging het een ideale nabehandeling. Ook het interieur ver-toont zeer goede staaltjes van wit beton, waarbij in het bijzonderde trappen moeten worden genoemd, die geen enkele opper-vlakte-behandeling meer bleken nodig te hebben.Tenslotte verdienen nog bouwwerken in drie grote Europesesteden de aandacht:Het 'Kunsthaus' in Z?rich, het ontvangstgebouw op het vliegveldvan Wenen en het Hilton hotel in Istanboel.Alle buitenwanden zijn hier in massief wit beton uitgevoerd.Terwijl in Zurich en Wenen slechts het fijne zand speciaal wasuitgezocht en overigens het ter plaatse aanwezige grind werdgebruikt, is in Istanboel gebroken wit Marmara-marmer toe-gepast. Het vliegende tapijt boven de ingang, het theepaviljoen,alle zijvlakken van de draagconstructies, de balkons, de trappen,96 Cement 14 (1962) Nr. 2foto 6. Hilton-hotel aan de Bosporus ? /stonboe/ja zelfs het dak zijn voorbeelden van een stralend wit beton.De zonwering en de slankere constructie-onderdelen werdenop het bouwwerk geprefabriceerd.De borstwering op de balkons werd licht geslepen, zodat het wittemarmer duidelijk naar voren kwam.Al met al is dit Hilton hotel aan de Bosporus een voorbeeld vaneen grootse toepassing van wit beton.De discussie stond ditmaal onder leiding van prof. dr. ir. J. P.Mazure.De eerste vraag was, hoe de weerbestendigheid van het wittecement is ten opzichte van die van normaal portlandcement.Het antwoord luidde, dat deze voor beide cementen gelijkwaardigis.Een volgende vraag was, wat de Heer Henk verstond onder'Aufgelockerte Bewehrung'. Hieronder moet volgens sprekerworden verstaan een wapening van staven van zo gering mogelijkdiameter op zo groot mogelijke onderlinge afstand.De laatste vraagsteller wilde weten of wit beton ook reeds alstransportbeton te verkrijgen is. Inderdaad blijkt, dat in Duits-land, waar het transportbeton steeds meer veld wint ten kostevan in het werk vervaardigd beton, ook reeds op enkele plaatsenwit transportbeton beschikbaar is, o.a. in Bremen.In zijn slotwoord sprak Prof. Mazure zijn waardering uit voorhet feit, dat uit de samenwerking van de beide studieverenigingenPractische Studie en Stylos, zo'n gelukkige compositie is ontstaan.Naast de enthousiaste voordracht vol expressie van Prof. Neu-fert, de geestige uiteenzetting van Dipl.-Ing. Henk en hetrustige, door fraaie dia's ondersteunde betoog van Dipl.-lng.Heufers, verdienen ookde lezing van architect Pickel, die meerals ingenieur sprak, en die van de heer G raetz, die als ingenieurde zaken bezag vanuit een architectonisch oogpunt, alle waar-dering.Al met al een goed gekozen, verantwoord samenspel.Een aardig gebaar maakten de beide studieverenigingen dooralle sprekers een herinnering in Delfts-blauw aan te bieden.A. M. WitteTechnisch nieuwsDe Nederlandse atoomschuilkelderMen kan een firma niet beschuldigen van pessimisme wanneer zijeen geprefabriceerde betonnen schuilkelder op de markt brengten wanneer de schuilkelder gemakkelijk kan worden omgebouwdtot een familiezwembad, dan getuigt dit van een geloof in eenvreedzame toekomst.De Van Baarsen Dakplaten en Betonfabriek te Geertruidenbergheeft in samenwerking met de Bouwkundige Dienst van Bescher-ming Bevolking een geprefabriceerde betonnen schuilkelderontwikkeld en in produktie genomen.De schuilkelder bestaat uit 19 geprefabriceerde gewapend beton-elementen met een wanddikte van 30 cm, die ter plaatse tot eenmonolitisch geheel worden aangestort.De zeshoekige grondvorm geeft de mogelijkheid om meerderebunkers tot een complex aaneen te bouwen. Bij de standaard-uitvoering heeft de schuilruimte een inhoud van 43 m3, een nuttigvloeroppervlak van 20 m2en biedt plaats aan 20 personen vooreen langdurig verblijf. Voor een kortere schuilduur kan men vol-staan met 0,3 m2per persoon, zodat de bunker dan beschermingkan bieden aan 60 personen.De schuilkelder is voorzien van een dubbele gassluis met pantser-deuren en een luchtfilter met luchtverversingsapparaat, en biedtafdoende bescherming tegen nucleaire straling en scherfwerkingvan exploisieven.Op deze schuilkelder, die in ??n dag gemonteerd kan worden, isreeds octrooi aangevraagd.Cement 14 (1962) Nr. 2 97