UITVOERINGSTECHNIEK BEKISTINGENALU MALSBEKISTINGSMATEJ.Wagemaker, Adviesbureau voor tijdelijke bouwconstructies, St. OedenrodeTegenover hout en staal als traditionele hekistingstnaterialen inNederland, neetnt het gebruik van alutniniutn slechts een tnarginaleplaats in. Dit in tegenstelling tot tnet nam.e Atnerika,Canada en deScandinavische landen, waar alutniniutn voor deze doeleinden reedsvelejaren is ingeburgerd. Merkwaardig indientnen beseft dat dezelanden bekend staan otn hun enorme rijkdotnaan hout.De geringe toepassing in ons land van alutniniutn alsbekistingstnateriaal wordt vooral geweten aan de onbekendheid tnet dem.ogelijkheden en de kostenaspecten. Daarotn .dit ori?nterende artikel.Een belangrijk argument voor detoepassingvanaluminium bij be-kistingsconstructies vormt hetgeringe materiaalgewicht, waardoorbekistingsonderdelen gemakkelijk tehanteren zijn. Vanuit ergonomischstandpuntbezien, komt het gebruikvanaluminium tegemoet aan de wens omde arbeid op de bouwplaats te verlich-ten. In de VS en Canada zijn kinder- enonderslagbalken, evenals ondersteu-ningssteigers, dikwijls in aluminiumuitgevoerd.De aanschafwaarde van aluminium be~kisting ligtechter hoog. Om dit prijsna-deel te overbruggen, zal de toepassingvan dit materiaal voldoende compensa~tie moeten bieden.Inhet algemeen kan worden gesteld dataluminium een aantal voordelen vanzowel houtals staalcombineert.Behalvedat de onderdelen een gering gewichthebben, zijn de profielen gemakkelijkzodanig te vormen, dat de bevestigingaan bekistingsonderdelen van hout,staal ofaluminium, alsmede aan de be~kistingshuid eenvoudig te realiseren is.De toepassing van aluminium onder-scheidt zich ten opzichte van hout doorgeringe toleranties, grote duurzaam-heid en ongevoeligheid voor vocht. Tenopzichte van staal onderscheidt alumi~nium zich door het grote verschil in ge-wicht en de voordelen daarvanvoor ho-rizontaal en verticaal transport.16In het hiernavolgende wordt ingegaanop de materiaaleigenschappen en prak-tische toepassingen in eigen land endaarbuiten. Enkele vergelijkingen metde traditionele bekistingsmaterialenhout en staalzijn bedoeld omeen betereindruk te geven van de eigenschappenenhoedanigheden. Om die redenwordttevens nader ingegaan op de kosten-aspecten.MateriaaleigenschappenBij aluminium zijn de materiaaleigen-schappen sterk afhankelijk van de toe-gepaste legering. Door onderzoek naareen optimale samenstelling werden le-geringen ontwikkeld die zijn afgestemdop toepassing inde betonbouw. Met na-me de treksterkte en materiaalhardheidzijn verbeterd. (De 'zachtheid' van hetmateriaalwerdvroegerals eennegatieveeigenschap ten opzichte van staal be-schouwd.) Dankzij de verbeterde mate-riaaleigenschappen corrodeert alumi~nium nauwelijks meerwanneer het metbetonspecie in aanraking komt.Aluminium profielen komen tot standvia een extrusieproces. Daarbij wordtplastisch materiaal met een tempera-tuurvan ca. 450 ?C dooreen matrijs ge-perst. De snelheid van extrusie be?n-vloedt de materiaalstructuur. Hoe ho-ger de snelheid, des te losser is destructuur en des te lager zijn de sterkte~eigenschappen.Positieve eigenschappen van alumini-umzijn:- bepaaldelegeringenhebbeneengoedebestandheid tegen corrosie;- door toevoeging van andere metalenkunnen de materiaaleigenschappenvan aluminium worden aangepast;- hetmateriaal heefteenlagevolumiekemassa (2800 kg/m3, dat is ??nderdevan die van staal);- het materiaal bezit eert grote sterkteper eenheid van gewicht; .- door extrusie is elk profiel eenvoudigte realiseren;- aluminium behoudt een hoge rest-waarde.Andere eigenschappenwaarmee men inde betonbouw rekening moet houden,zijn:- aluminium heeft een grote lineaireuitzettingsco?ffici?nt;- het materiaal is temperatuurgevoelig.Boven 93 ?C moeten de toelaatbarespanningen worden aangepast. Bij la-ge temperaturen echter wordt hetmateriaal sterker en niet brosser zoalsdat bij staal het geval is;- de elasticiteitsmodulus van alumini-um bedraagt 113 van die van staal. Bijde meeste bekistingstoepassingen zaldaarom de doorbuiging maatgevendworden. Wel kan het materiaal doorde lage ~waarde gemakkelijk stoot-belastingen opnemen, zonder. blij-vend tevervormen. Ditis mede afhan-kelijk van de toegepaste legering.Cement 1986 nr. 3treksterkte in NI mm2rek in %1 Invloed van de deformatie in. koude toestand op toenatne van detreksterkte en amame van de rek0,6 0,8 1,0rek in% ~0,40,2~g/~11/ .~v:-I~IIIVIIVo1002002 Spanning-rekdiagratn voor enkelealuminiUmlegeringen vergelekenmet staal300m ~ ~ ~ ~ ~ W ~ ~deformatiegraad in %--....v.Al uMF-l__----..../ I---/ , .....AIr- gSi-' ------.\- .....\!\\ \. IIAl l.--,\..'- .-+-.-.-I.... ~ -j' -~-+~. '-o200300100400600500LegeringenBij alumin?um voor hekistings- en on-dersteun?ngsconstructies wordt meestaleen legering toegepast met magnesiumen silicium ofmet magnesium en zink.Hierdoor worden eigenschappen zoalsde weerstand tegen corrosie door chlo-riden, lasbaarheid en sterkte verbeterd.Enkele veel voorkomende legeringenzijn in tabel 1 opgenomen en ter ori?n-tatie vergeleken met een staalsoort:In het algemeenkanworden gesteld datalumin?um profielen pas kunnen wor-den beoordeeld als de legering bekendis. Een aantal legeringen is genormali-seerd wat betreft materiaalsamenstel-ling en mechan?sche waarden. De aan-duidingen in normen, zoals ISO, DIN,BS en ASTM, echter verschillen onder-ling. Ter illustratie volgen enkele voor-beelden.ASTM-aanduiding 6060.De treksterkte kan vari?ren van 140 tot240 N/mm2? De hoeveelheid siliciumbedraagt 0,3-0,6%, het magnesiumge-halte 0,35-0,6%. Bij de Amerikaansekwaliteit 6060 zijn de minimale gehal-ten silicium en magnesium 0,1%lager.Deze vOor steigermateriaal veel toege-paste legering is goed lasbaar en beziteen behoorlijke weerstand tegen corro-sie.Figuur 1 toont de spannings-rekdia-grammen van enkele aluminiumlege-ringen invergelijking met staal; figuur 2het gedrag van aluminiumlegeringenten opzichte van zuiver aluminium.ToepassingenDe toepassingen van aluminium voorbekistingsdoeleinden zijn gevarieerd.Hier wordt ingegaan op halkprofielen,ste?germateriaal en frames voor paneel-bekisting.BalkprofielenAlle profielen zijn zodan?g gedimensio-neerd dat de verhouding tussen materi-aal en traagheidsmoment zo gunstigmogelijk is. De vormgeving is deels af-hankelijk van octrooirechten.Inhoofdzaakvalt onderscheid te makentussen I- [ - profielen. De eerste zijnveelal voorzien van een houten spijker-regel en bevestigingsrail. [- profielenhebben slechts bevestigingsgaten.I-profielen hebben een Zeer stabielevorm. Bijeen basisbreedte van ca. 12 cmzijn ze in het bijzonder geschikt voorvloerbekistingen, waar het geringe ei-gengewichtvolledig totzijn rechtkomt.TabeltKarakteristieken van enkele veelvoorkomende aluminiumlegeringen.Ter ori?ntatie vergeleken met eenstaalsoortLegeringAlZn4,5Mgl (volgens DIN)Deze legering is zowel bij DIN als bijISO vastgelegd, maar bij de laatste alsAlZn4Mg.De treksterkte bedraagt 350 N/mm2,het zinkgehalte 4-5%, het magnesium-gehalte 1-1,4%.Deze voor balkprofielen veel toegepastelegering is lasbaar en bezit een goedeweerstand tegen corrosie. Na het lassenis de legering zelfuithardend tot 290 NImm2?legeringAlZn4,5MglAlMgSiO~AlMg4,5MN0.2%-rekgrens2S0N/mm2160 N/rnm2300N/mm2treksterkte360 N/mm2215 N/mm2250 N/mm2BrinellhardheidSOHB70HB70HBLegeringAIMgSiO,5 (volgens DIN) Fe360ADe ISO-aanduiding is Al-MgSi; de235 N/mm2360-460 N/mm2 105HBCement 1986 nr. 3 17UITVOERINGSTECHNIEK BEKISTINGEN3 Vloerbekisting met aluminiumkinderbinten, baddingen enondersteuningconstructies4Vloerbekisting met toepassing vanaluminium voorde onderslagenen ondersteuningconstructieshouten badding:58x156 mm 156 mm 9048 mm27.0 kg/m 1834' 104mm4Opgemerkt moet worden dat de ont-wikkeling inde toepassing ten onrechtestagneert. Vooral bezien vanuit de er-gonomie en de ontwikkelingvan de ar-beidskosten, zou het de moeite lonenTabel 2Vergelijking van aluminium met houten staal voor een vloerbekhtingdersteunings- en gevelsteigers bestaan,is detoepassing ervaninNederlandvrij-wel uitgebleven. Een en ander kan hetgevolg zijn van beschikbaar stalen stei-germateriaal en de prijs.equiv.EI1943' 108mm44900 . 108 mm4634' 108mm43591 . 108 mm4ttaagheids-momenthoogte oppervlak gewicht165 mm 1721 nun26.0 kglm 700' 104nun4187 mm 1920 11111126.0 kg/m 906' 104mm4100 mm 3030 mm28.1 kg/m 171' 104mm4aluminiumI-profielU-profielstaal:IPE 100profielTabel 2 toont een vergelijking van alu-minium met hout en staal voor eenvloerbekisting.SteigersAluminium wordt in ons land vooraltoegepastbij rolsteigers e.d.Ofschoonerook ge?mporteerde systemen voor on-Ter ori?ntering kan worden opgemerktdat een aluminiumdrager van 5,50 mlang met een gewicht van ca. 31 kg nietveel lichter is dan een houten hadding,maar wel op twee maal zo grote h.o.h.-afstand kan worden gelegd. Voordelenvaneenaluminium'badding'zijnvoortsdat hij niet scheluw kan trekken en bijhet ontkisten nauwlijks beschadigingenoploopt en dat de hoogte-tolerantiesverwaarloosbaar klein zijn. Aluminiumprofielen worden in het werk uiteraardnietverzaagd. De foto's 3 en 4 tonen en-kele toepassingsvoorbeelden voorvloerbekistingen, de foto's 5 en 6 voorwandbekistingen.18 Cement 1986 nr. 35 Aluminium bekistingssysteemvoorwanden7 Opbouw van een vloerbekistinguit aluminium panelen6Opbouw van een aluminiumbekisting voor een schachtBij verbindingen van vloeren rnet bijv.rand- en tussenbalken kan dit lichtemateriaal in de bekistingstechniekwaarschijnlijk toch goede mogelijkhe-den bieden. Tot dusverre wordt het inNederland.echternog weinig toegepast.De foto's 7 en 8 tonen enkele voorbeel-den.bedrijven een paneelbekisting in hunrnaterieelbestand. Het wordt op veelwerken toegepast. Datis mogelijkdoor-dat de eisen aan het betonoppervlak inDuitsland lager liggen dan in Neder-land.Een aantal belangrijke leveranciers vansysteembekisting hebben inmiddels i-'--"-~--~~---------;dergelijke paneelbekistingssystemen inhunpakket. Hetlichtegewichtdraagter.toe bij dat deze panelen grotere .afme-tingenhebben. Door de lagere E-waar-de zijn de doorbuigingswaarden echtervoor Nederland te hoog (11300 voor dehoofdprofielen).Paneelbekisting in aluminium.framesTijdensde bouwbeurs 1983 teM?nchenwaren verschillende aluminiurn pa-neelbekistingen te zien: vernuftige op~lossingen voor 'veelvuldig' voorkomen-de details. De ontwikkelingen warenduidelijk ge?nt op de Duitse bouw-markt. In Duitsland hebben veel bouw-kennis te nemen van de ervaringen inandere landen. Wanneer een steiger-constructie veel moet worden omge-bouwd, biedtaluminium dankzij hetla-ge gewichtgrote voordelen. Zo kan bijv.dejukhoogte beduidend groter wordengenomen dan bij een stalen steigersys~teem. Er bestaan voorts systemen die demogelijkheid bieden om balken envloeren gelijktijdig met dezelfde torente ondersteunen. De koppeling tussende elementen is zodanig, dat de jukkenookeffici?ntkunnenwordeningezetalstafelondersteuning. De foto's 3 en 4 zijnook illustratiefvoor de toepassingsmo-gelijkhedenvanondersteuningssteigers.Cement 1986 nr. 3 19UI1VOERINGSTECHNIEK BEKISTINGEN8Wan~b~kisting opgebouwd uitalunnnlUm panelen9 poorsneden en bovenaanzichtenvan de twee typen wandbekisting,behorend bij kostenvergelijking,voorbeeld 1wandbekisting met aLuminIum staandersaLuminium staanderscenteringenschoorstempelswandbekisting met bouten dragers of semi:" trad. systeem.10.500nortneLementencenteringenschoorstempels. bovenaanzichtKostenaspecten bij toepassing vanaluminiumZoals opgemerkt zijn de investerings-kosten voor aluminium profielen hogerdan die voor staal. Een vergelijkingvande totaalkostentoontechter aandatalu-minium in vrij veel situaties een goedekeuze zou zijn.Om de invloed van afschrijvingskostentegenover handlingskosten weer te .ge-ven, zijn voor twee concrete situatiesvergelijkingengemaakt tussen alumini-um eneenander systeem.Teneinde dui-delijk inzicht te krijgen in het optimaletoepassingsgebied, zijn projecten geko-zen waarbij de inzet van aluminium de20goedkoopste oplossing biedt.Bij de vergelijkingen zijn de volgendeuitgangspunten gekozen:- tijdgebonden kosten worden niet inde beschouwingen meegenomen;- per uurwordt gerekendmet een tariefvan f 40,- per uur;- afschrijving materialenzoalsvermeld;- repetitie zoals in de voorbeelden aan-gegeven.Tabel 3Kpstenvergelijking, voorbeeld 1(wandbekisting)totale investeringmateriaalkosten 70 m2bekistingmateriaalkosten per m2arbeidskosten montage!demontagetotale 'vaste' kostenarbeidskosten be- en ontkisten 976m2totale bekistingskostenkosten per m2te bekisten opp.Vergelijking wandbekistingGegeven: kantoorgebouw met kolom-men, stabiliteitswanden en -kernen.Wandlengte 10,50 m, wandhoogte 3,10m, aantal wanden 15 stuks.Afschrijving materiaal voor dit project:materiaal systeembekisting 20%,baddinghout en beplating 100%.Inzet van 1 set wandbekisting, lengte 11mTotaal te bekisten 976 m2?Voor de bekistingsopbouw, zie figuur 9.De kostenvergelijking is gegeven in ta-bel 3.aluminium houten drager!systeem semi-trad. systeemf 25.000 f 27.9007.214ft 6.144(f 103,05) 87,50)f 2.800 f 2.240f 10.014 f 8.384f 15.616 f 3.424f 25.630J 31.808(f 26,26) 32,60)Cement 1986 nr. 3doorsnede~mTabel 4Kostenvergelijking, voorbeeld 2(vloerbekisting)huurkosten steigermateriaalhuurkosten alu dragers .afschrijving hout/staalafschrijving beplatingtransportkostentotale materiaalkostenmontage/demontage ondersteuningleggen en wegnemen onderslagenen kinderbalken. aanbrengen/wegnemen beplatitigtotaal aantal framesoverige onderdelen ondersteuninghoeveelheid alu dragershoeveelheid baddinghouthoeveelheid HE 140AlIPE 140totale arbeidskostentotale bekistingskostenaluminium stalensysteemsteiger torensteiger~34.800 f 27.9009.700f 1.700 f 7.060~3.900~3.9007.000 7.000f 57.100 1 45.860~15.600 f 34.0007.800 f 10.370f 4.900 f 4.900( 616 st) ( 4.922 st)(5.048 st) ( 3.744 st)(1.950 m)( 2.560 m)( 540 m) ( 650m)f 28.300 f 49.270f 85.400 f 95.130Vergelijking vloerondersteuningGegeven: ondersteuning reactorfunda-tievloerdikte 1,500 m, bekistingsonder-steuning op bestaand betonwerk, stra-mienmaat 6,000 m,totaal vloeroppervlak 468 m2totale huurtijd materiaal 8 wekenA. Aluminium steiger, waarop stalenonderslagen en aluminium kinder-balken.B. Stalen systeemtorens meteen toe-laatbaretorenbelastingvanca. 20 ton.Onderslagen IPE 140, kinderbintenbaddinghout.Voor een principedoorsnede en een bo-venaanzicht van beide systemen zie fi-guur 10.Steigermaterieel wordt veelal gehuurd.De kostenvan huur zijn daarom afhan-kelijk van de hoeveelheid materieel datopeenbepaaldmomentopde marktbe-schikbaar is. In deze kostenvergelijkin.f?is uitgegaan van een (gebruikelijke)huur van 1%per maand. Dit percentageomvat voor de verhuurder afschrijving,onderhoudskosten, opslagkosten, ren-teverlies en service-kosten. Huurper-centages voor stalen steigersystemenkunnen soms tienden procenten lagerzijn.De kostenvergelijking is gegeven in ta~bel 4.Cement 1986 nr. 3Conclusies uit de kostenvergelij-kingWandbekisting - voorbeeld 1Bij het genoemde project blijkt alumi~nium een goede keuze te zijn. De totaal-kostenwordensterkbe?nvloeddoorbe-en ontkistingskosten. Ze zijn bepalendvoor de keuze van het systeem.De benodigde arbeid voor het be- enontkisten is minder dan bij een andersysteem omdat:- de repetitiefactor groot genoeg is;- het betonwerk weinig handelingenvereist;- het aantal bekistingshandelingen ge-ring is;- de bekisting stijfen vormvast is.Vloerbekisting - voorbeeld 2Uitdevergelijking blijktdatbij eenkor-te huurperioae ofbij een afschrijvings-percentage van aluminium, gebaseerdop een redelijke inzetgraad, de totaal-kosten lagerzijndanbij destalenonder-steuning. Aluminium zou bij ditprojecteen goede keuze zijn.De totale arbeidskosten liggen aanzien-lijk lager dan bij het stalen systeem omde volgende redenen:- het materiaal is licht van gewicht,waardoor hij de opbouw een hoogtempo mogelijk is;~ het aantal onderdelen is aanzienlijkminder;- het aluminium is niet beschadigings-gevoelig,.wattotuitdrukkingkomtbijhet ontkisten.N.B.: De vermelde kostengegevens zijnniet algemeen bruikbaar. Ze beogenvooreengegevenprojecteneengegevenwerkmethodiek het verschil aan te ge-ven tussen een systeem met aluminiumprofielen en een ander systeem. Steedszal onderzocht moeten worden welkeoplossing de laagste kosten tot gevolgheeft.Samenvatting en conclusiesInvele situaties is de toepassingvan alu-minium als bekistingsmateriaal op zijnplaats. Het aannemingsbedrijf dientzich bij gebruikvan aluminium kritischop te stellen wat betreft de te gebruikenlegering van het materiaal en de keuzevan het toepassingsgebied.Aluminium is aantrekkelijk zodra doorhet gebruik van dit materiaal op ar-beidskosten kan worden bespaard. Hetis niet voor alle hekistings- en steiger-werkzaamheden geschikt.Hetkanzowel methoutals staalwordengecombineerd. De toepassing als 'bad~ding' is niet of nauwelijks systeemge-bonden.Gekozen bekistingsoplossingen zullenvaak projectgebonden zijn.21UITVOERINGSTECHNIEK BEKISTINGENII~~""""'il??i?i?lfl_.~./6500,570, 1830.. 1~' 1830._._.~.~ ... ~,l2T ,=-~I I ~I~-+-il------",-' .--,--~~--t1 / - _ . .9-@j ~?'=/::::::f:.JLI I I-+-~~---,,---[21..........__--*_ 1! ~i+---J+-__---'-~. _. _. -.--io:::...----ll--ondersteuning met aluminium steigers ondersteuning met stalen steigers10 Doorsneden en bovenaanzichtenvan twee typen vloerbekistingmet ondersteuningen, behorend bijkostenvergeIijking, voorbeeld 2Het verband tussen de verschillendekostensoorten is getoond in twee kos-tenvergelijkingen. De investering inI-----~----------'---'aluminium bekistingsmaterialen moetover een langere periode dan gebruike-lijk voor hout en staal worden afge-schreven.Hetaccentzalhij toepassingenliggenophet gebruikvan de aluminium 'baddin-gen', hoewel ook de aluminium onder-steuningssteigerin de toekomsteendeelvandestalensteigerkangaanvervangen.De hoge investering moet kunnenwor-den gecompenseerd door een hoge be-zettingsgraad, anders is huren voordeli-ger.Bouwbedrijvenmoetenzichlatenvoor-lichten over het optimale toepassings-gebied (niet all??n door de leveranciers)om vertrouwd te raken met de moge-lij~edenen onmogelijkheden vanalu-tnlllium.22 Cement 1986 nr. 3