O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tiescement 2005 4 71Dit artikel handelt over de vraaghoe met de levensduur van gevel-metselwerk moet worden omge-gaan. Eerst wordt het begriplevensduur uitgelegd in relatie totgevelmetselwerk en wordt decomplexiteit van voorspellingenbij dit materiaal verduidelijkt. Erwordt daarbij nader ingegaan opde componenten van gevelmetsel-werk in relatie tot materiaalkwali-teit, -keuze en uitvoeringsaspec-ten. Ook veel voorkomendeschademechanismen komen glo-baal aan bod. Ten slotte wordtingegaan op levensduurverlengen-de maatregelen, waarbij enkelepraktische voorbeelden wordengegeven.H e t b e g r i p l e v e n s d u u rDe levensduur van een materiaalkan worden omschreven als detijd waarin het materiaal aan dege?iste prestatie voldoet. Voormetselwerk worden voornamelijkeisen gesteld aan constructieve,beschermende en esthetische presta-ties. Als gesproken wordt van tech-nische levensduur hangt de presta-tieverwachting samen met detechnische functionaliteit, zoalsconstructieve veiligheid. In ditkader kan worden gesteld dat met-selwerk een technische levens-duur kan hebben van vele honder-den jaren. Het bewijs hiervan isher en der in de wereld te bewon-deren.Het einde van de levensduur bete-kent dat inspanningen voor her-stel van het metselwerk niet meeropwegen tegen de inspanningenvoor nieuwbouw. Aangezien met-selwerk ook een beschermende enesthetische functionaliteit kent, isde economische levensduur vaakkorter dan de technisch mogelijkelevensduur. Simpelweg omdat hetuiterlijk niet meer voldoet aan dewensen van deze tijd of dat er tus-sentijds vochtproblemen zijnopgetreden.LevensduurvoorspellingenHet zou praktisch zijn als delevensduur van metselwerk al tij-dens de ontwerpfase met vol-doende nauwkeurigheid zou kun-nen worden voorspeld. Op ditonderwerp is al veel gestudeerd.Het bekendste onderzoek is hetBRIK-programma (BaksteenResearch Innovatie Kennisover-dracht), dat eind jaren tachtig opinitiatief van het KNB is opgezet.Doel was onder meer het kunnensignaleren van kennislacunes,tegenstrijdigheden in opvattingenof onderzoeksresultaten metbetrekking tot de duurzaamheidvan baksteenmetselwerk.Onderdeel was het opstellen vaneen probabilistisch levensduur-model voor baksteenmetselwerk.Helaas is het niet gekomen toteen praktisch model. De veelheidvan variabelen maakt het name-lijk niet mogelijk om voor eenspecifieke praktijksituatie delevensduur van metselwerk tevoorspellen. Een ander nadeelvan het model is het gevraagdebeoordelingsvermogen van deontwerper, die vaak onvoldoendetechnisch-specialistische kennisheeft van metselwerk.Toch heeft het BRIK-programmaveel kennis opgeleverd. Zo is deveelheid aan levensduurbepalendefactoren voor metselwerk duide-lijk naar voren gekomen. Ook isonderkend dat een levensduurbe-schouwing van metselwerk specia-listenwerk is. Het kiezen van dejuiste materialen en materiaal-combinaties, als ook de juiste uit-voeringswijze vergen kennis enervaring. Het kunnen onderschei-den van technische en economi-sche levensduur en het kiezen vaneen goede levensduurverlengendemaatregel vergen daarnaast eenpragmatische houding. Hiernaworden daarom enkele handvattenaangereikt hoe om te gaan metlevensduur(verlenging) van gevel-metselwerk.H e t e i s e n p a k k e tDe optimale levensduur begintmet het stellen van de juisteeisen. Dit blijkt in de praktijkmoeilijk te zijn. In veel bestekkenontbreken goede prestatie-eisenvoor gevelmetselwerk. Er kunnenprestatie-eisen worden voorge-schreven op het gebied van con-structieve veiligheid, bescher-ming en esthetica. Tabel 1 geeftOntwerpen en dimensioneren van steenconstructies (21)Levensduur van gevelmetselwerkir. E. Bijsterbosch en ir. R. Leppers, INTRON B.V.Levensduurbeschouwingen van bouwmaterialen genieten momenteel veelaandacht. Naast beton kan ook (cementgebonden) metselwerk zich al jarenverheugen in een warme belangstelling voor dit onderwerp. Bij beton wordtlevensduur vaak in verband gebracht met het chloridengehalte en de carbo-natatiediepte in relatie tot de dekking op de wapening. Om levensduur tevoorspellen wordt bij grote infrastructurele werken gebruikgemaakt van pro-babilistische rekenmethoden. Hierbij wordt het Duracrete rekenmodel toege-past, waarbij de verwachte chloridenindringing in het beton wordt gekoppeldaan een levensduurprognose. Dergelijk onderzoek heeft een constructieveachtergrond.Levensduuraspecten van gevelmetselwerk hebben eerder betrekking op debeschermende en esthetische functies van dit materiaal. Minder nadrukkelijkwordt de constructieve duurzaamheid onderzocht. Dit komt doordat gevel-metselwerk in de loop der jaren steeds minder een primair dragende functieheeft gekregen. Een ander verschil is dat een enigszins betrouwbare levens-duurprognose voor metselwerk zich niet in een model laat stoppen.O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tieseen overzicht van eisen, normenen richtlijnen voor gevelmetsel-werk.Om te voldoen aan de voorge-schreven constructieve veiligheidbiedt het Bouwbesluit eeningang. Via de eerstelijns normNEN 6702 en tweedelijns normNEN 6790 kan veilig gevelmetsel-werk worden geconstrueerd.Daarnaast zijn er diverse richtlij-nen en ondersteunende onder-zoeksrapporten beschikbaar opdit gebied. Er wordt hierbij uitge-gaan van een levensduur van tenminste vijftig jaar. Toepassingvan de normen biedt voldoendezekerheid dat de levensduur bijgoede uitvoering wordt behaald.Lastiger is het om goede presta-tie-eisen te stellen op het gebiedvan bescherming en esthetica.Wat betreft de beschermendeeisen hebben prestatie-eisen veelalbetrekking op duurzame water-dichtheid. Dit betekent een goedontwerp met aandacht voor dekeuze van steen, voegwerk, spouw-anker, plaats dilatatievoegen, dilata-tievoegvulling en detaillering. Derichtlijnen op dit gebied zijn vol-doende om een gevel te kunnenrealiseren die meer dan 25 jaarwaterdicht is.Esthetische eisen zijn sterk onder-hevig aan de veranderende meningvan alledag. Of iets mooi is, blijktsteeds maar weer een kwestie vansmaak. Enigszins objectieve eisenop dit gebied hebben te makenmet het afwezig blijven van kleur-verschillen, vlekken, cementsluieren (zout)uitslag. Goede invullingvan de esthetische eisen betekentvoornamelijk een juiste materiaal-keuze, detaillering en uitvoering(foto 1, 2).E i n d e l e v e n s d u u rHet einde van de levensduurwordt bereikt als ??n van de met-selwerkcomponenten onvoldoen-de presteert. De belangrijkstecomponenten waaruit metselwerkis opgebouwd, zijn de steen (ofklinker), de metsel- of lijmmortelen (vaak) de voegmortel.Daarnaast zijn er diverse anderecomponenten in een gemetseldbouwdeel aanwezig, zoals spouw-ankers of loodslabben, die teza-men zorgen voor een functione-rend geheel. De levensduur vanmetselwerk is niet alleen afhanke-lijk van de afzonderlijke levens-duur van deze componenten,maar ook van de combinatie vande componenten. De eigenschap-pen van de toegepaste materialenspelen een belangrijke rol. Dezeeigenschappen worden bepaalddoor de kwaliteit van de grond-cement 2005 472Tabel 1 | Overzicht van eisen die met levensduur te maken hebben.functie levensduureis belangrijke eigenschappen belangrijke invloedsfactoren relevante richtlijnen en normenconstructieve functie publieke eis: mechanische eigenschappen 1. berekening 1. TGB 1990 ? NEN 6702 / 6790 (Steenconstructies)Bouwbesluit - (steen-mortelcombinatie): 2. ontwerpkeuzes / uitvoeringsaspecten 2. Eurocode 6referentieperiode ? druksterkte met betrekking tot de vervormingcapaciteit: 3. CUR-Aanbeveling 71 (Constructieve aspecten bij ontwerp,vijftig jaar bij ? schuifsterkte ? materiaalkeuze (vervorminggevoelige berekening en detaillering van gevels in metselwerk)veiligheidsklasse 2 ? treksterkte materialen) 4. CUR-Aanbeveling 73 (De stabiliteit van steenconstructies)en 3 conform NEN 6702 ? buigtreksterkte ? plaats en aantallen spouwankers; 5. CUR-Aanbeveling 82 (Het beheersen van scheurvorming? elasticiteitsmodulus ? plaats dilatatievoegen, knipvoegen, in steenconstructies)? vervormingco?ffici?nten verankering aan dakranden 6. CUR-rapporten zoals 98-4 (gewapend en voorgespannen(temperatuur, vocht, kruip) 3. omgevingsfactoren, zoals ori?ntatie metselwerk)7. CUR-rapport 171 (Constructief metselwerk)8. CUR-rapport 193 (Materiaalparameters voor constructiefmetselwerk)9. KNB-publicatie 1999 (Construeren met metselwerk van baksteen)10. SBR-rapport 228 (A-symmetrische spouwmuren)11. SBR-rapport 245 (Realistische rekenmodellen voor metselwerk)beschermende functie private eisen, vaak 1. mechanische eigenschappen 1. ontwerpkeuzes met betrekking tot de 12. CUR-Aanbeveling 61 (Het voegen van metselwerk)projectgebonden eisen, zoals hierboven en de voeghardheid mogelijkheid voor vervorming 13. KNB-publicatie 2002: Bouwfysica en detailleringmede ingegeven door 2. thermische en hygrische en wateropname: 14. Infobladen SBR: Koudebruggen in metselwerkondersteuningeneconomische factoren, eigenschappen, zoals: ? materiaalkeuze voorkomen of beperken / Invloed van spouwankers op debijvoorbeeld 25 jaar ? warmtegeleidingco?ffici?nt ? detaillering warmteweerstand van homogene, gelaagde constructies;waterdichtheid van de ? waterabsorptieco?ffici?nt ? hydrofoberen, coaten e.d. handberekeninggevel conform NEN 2778 ? diffusieco?ffici?nt 2. uitvoeringsaspecten zoals: 15. WTCB-publicatie TV210: `Vocht in gebouwen'? metselen bij regen en koude? slecht nabehandelen3. Omgevingsfactoren, zoals ori?ntatieesthetische functie private eisen, vaak project- 1. kleurvastheid steen elke schade als gevolg van de hierbovengebonden eisen, mede 2. ruwheid steen en morteloppervlak beschreven invloedsfactoren,ingegeven door 3. porositeit steen en morteloppervlak speelt een roleconomische factoren 4. voeghardheidZowel de vereiste constructieve als beschermende levensduur kan volgens INTRON eenvoudig worden behaald bij de juiste ontwerpkeuzes en goede uitvoering.O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tiesstoffen, het productieproces, demateriaalkeuze, de uitvoering enhet gebruik.De veelvuldige controle op bouw-stoffen, onder meer door product-certificatie, zorgt ervoor dat bouw-stoffen meestal aan alle uitgangs-punten voldoen om de gewenstelevensduur te halen. Voornamelijkeen onjuiste detaillering en uit-voering bepalen of schades kun-nen optreden of niet. De klimato-logische omstandigheden terplaatse bepalen vervolgens deernst van de schade.Een vroegtijdig einde van delevensduur kan zijn bereikt als erschade is opgetreden. Dit kan ver-schillende oorzaken hebben. Intabel 2 zijn diverse schades gevi-sualiseerd en worden de daarbijbehorende levensduurbepalendefactoren toegelicht. Het voert tever om uitgebreid in te gaan opelk van deze schademechanismen.Verwezen wordt naar eerdere uit-gaven van Cement voor meerinformatie naar oorzaken enoplossingsmogelijkheden.L e v e n s d u u r v e r l e n g e n d em a a t r e g e l e nHet op tijd signaleren van eenschademechanisme kan voorko-men dat het gevelmetselwerkmoet worden afgeschreven. Erkan dan nog tijdens de gebruiks-fase voor levensduurverlengendemaatregelen worden gekozen. Infeite betekent dit het wegnemenvan ??n van de schadeoorzaken.Meestal kan het voorkomen vanvochtindringing al een aanzienlij-ke levensduurverlenging opleve-ren. Er zijn hiertoe verschillendemogelijkheden.Hydrofoberen of impregnerenDoor het oppervlak van het metsel-werk waterwerend te behandelenkan de hoeveelheid indringendvocht in het materiaal wordenteruggedrongen. Er bestaanverschillende typen waterweren-de middelen. Deze zijn nietallemaal per definitie geschikt.[1] geeft meer informatie overde achtergronden van hydrofo-beren. In beginsel gelden de vol-gende aandachtspunten [1]:? de te hydrofoberen gevel moetgaaf en schoon zijn en ermogen geen doorgaande scheu-ren in zitten; scheuren> 0,3 mm moeten vooraf wor-den gerepareerd;? het voegwerk moet gaaf zijn envoldoende samenhang verto-nen;? als de gevel zichtbare zoutuit-slag vertoont, moeten eerstaard en oorzaak daarvan wor-den vastgesteld; raadpleeg eenspecialist;? vervuilde gevels v??r hethybrofoberen reinigen; spoelgrondig na, omdat restantenvan reinigingsmiddelen dewaterwerende werking nadeligkunnen be?nvloeden;? ga na of het oplosmiddel vanhet te gebruiken preparaat on-schadelijk is voor eventueelaanwezige voeg-, afdichtings-en isolatiematerialen;? de waterwerende laag moet vol-doende indringdiepte krijgen;een te vochtige gevel moet omdie reden eerst drogen;? vers metselwerk heeft een hoogalkaligehalte; alkalische stoffentasten hydrofobeermiddelenaan. Twee tot drie weken na hetgereedkomen van een nieuwegevel is het alkaligehalte overhet algemeen zover gedaald,dat de gevel kan worden gehy-drofobeerd.Een goed gehydrofobeerde gevelheeft een waterkerende werkingvan tenminste tien jaar. Wel moetrekening worden gehouden metperiodiek onderhoud.cement 2005 4 731, 2 | In de uitvoeringsfaseis bij dit projectgemetseld en gevoegdtijdens regen en bijtemperaturen rondhet vriespunt.Daarnaast is het versemetselwerk nooitafdoende afgedekt inde stormachtigeweekenden. Het resul-taat enkele wekenlater is een matte,witte sluier over hetgehele metselwerk enwitte voegen. Deesthetische waardevan deze gevel is alvoor de opleveringsterk gereduceerdO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tiescement 2005 474Tabel 2 | Voorbeelden van ontwerpkeuzes en uitvoeringsaspecten die tot schade kunnen leiden.levensduureis heeft metselwerkcomponent waarop de oorzaak schade heeft relatie met:betrekking op: schade betrekking heeft:steen metsel voegmortel ontwerp- uitvoeringsaspectenmortel aspectenconstructieve functiescheuren door verhinderde vervorming X X X ontbreken van onjuiste uitvoering(uitzetten/krimpen onder invloed van bewegingsruimte: van de dilatatietemperatuur, zettingen) ? in hetmetselwerk(dilatatie)? tussen verschil-lende materialenScheuren in metselwerk (1) Scheuren in metselwerk (2)beschermende functieuitdrukken van voegmortel onder X X onjuiste vochtopeenhopinginvloed van vorst-dooicycli afstemming door detaillering-tussen de ge- foutenkozen materialen: (ontwerp /uitvoering)? steen? mortelscheuren in voeg-/metselmortel X X materiaaleigen- vochtopeenhopingonder invloed van zwelling door schappen van door detailleringfou-zouten gekozen ten (ontwerp /materialen: uitvoering)? aanwezigheidzoutenverkruimelen voegmortel door X de kwaliteit van dehet oplossen van cementsteen voegmortel(onder invloed van atmosferischeaantasting)verkruimelen voegmortel onder X ? vochtopeenhopinginvloed van biologische aantasting door detailleringfouten (ontwerp/uitvoering)? kwaliteit van devoegmortel(porositeit)Aantasting voegmortel onder invloed van zouten Verkruimelen voegmortelO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tiesAanbrengen verfsysteemEen ander middel tegen vochtin-dringing is het aanbrengen vaneen verfsysteem (foto 3 en 4). Ditheeft meestal ook invloed op deesthetische eigenschappen.Belangrijk is de keuze van hetverfsysteem. Dit wordt nogaleens onderschat. Ruwe of poreu-ze ondergronden moeten voorafbehandeld worden voordat hetverfsysteem wordt aangebracht.Voorkomen moet worden dat ermogelijkheden ontstaan voorvocht om achter het verfsysteemte dringen, bijvoorbeeld door pin-holes. Dit kan leiden tot aanzien-lijke esthetische en vochtschade,in de winter zelfs gepaard gaandemet vorstschade. De toe te passenstenen moeten dus ook vorstbe-stand zijn. Daarnaast moet reke-ning worden gehouden metperiodiek onderhoud.In dit kader is het raadzaam bij dekeuze van een coating (verfsyste-men en hydrofobeermiddelen)rekening te houden met het zoge-noemde K?nzelprincipe):A ? ?d 2 ? 10-3kg/(ms1/2) enA 0,01 kg/(m2s1/2)cement 2005 4 75levensduureis heeft metselwerkcomponent waarop de oorzaak schade heeft relatie met:betrekking op: schade betrekking heeft:steen metsel voegmortel ontwerp- uitvoeringsaspectenmortel aspectenesthetische functieafschilferen steenoppervlak X materiaaleigen- vochtopeenhopingonder invloed van vorst-dooicycli schappen door detailleringfou-van gekozen ten (ontwerp /uit-materialen: voering)? fijnheid pori?n? gelaagdheidstenenafschilferen steenoppervlak X materiaaleigen- vochtopeenhopingonder invloed van zouten schappen van door detailleringfou-gekozen ten (ontwerp /uit-materialen: voering)? aanwezigheidzouten(witte) uitslag op het oppervlak X X materiaaleigen- vochtopeenhopingschappen van door detailleringfou-gekozen ten (ontwerp /uit-materialen: voering)? aanwezigheidzouten? cementsoort(groen-)verkleuring door X X materiaaleigen- vochtopeenhopingbiologische organismen schappen van door detaillering fou-gekozen ten (ontwerp /uitmaterialen: voering)? porositeit ? kwaliteit vansteen de mortel(porositeit)Groenverkleuring metselwerk Witte uitslag metselwerkWe hebben niet geprobeerd volledig te zijn, maar de meest voorkomende schadebeelden te beschrijven. Externe factoren (zoals kli-maatinvloeden) en materiaalfouten zijn niet in deze tabel opgenomen.O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSteenconstr uc tieswaarin:A = de waterabsorptieco?ffici?ntvan het metselwerk metcoating (kg/(m2s1/2)?d= de dampdichtheid van decoating (m)Hiermee wordt voorkomen dat degevel door waterindringing gedu-rende lange tijd vochtig blijft enonvoldoende kan drogen. Hetverdient daarnaast aanbevelingeen goede beluchting van deluchtspouw mogelijk te maken.Daarvoor moeten ter plaatse vanalle horizontale be?indigingenvan het metselwerk, zoals onder-en bovenkozijnen, bij dakaanslui-tingen en vlak boven het maai-veld per twee ? drie strekkenstootvoegen open worden gela-ten. Voor een goede afvoer vanvocht dat achter het buitenspouw-blad kan komen, moeten terplaatse van de aansluiting van hetmetselwerk op de fundering pertwee strekken de stootvoegenworden opengelaten.Op het gebied van coating opmetselwerk zijn overigens weinigobjectieve criteria en richtlijnenvoorhanden die inzicht geven inde te stellen levensduureisen.Middelen ter voorkoming optrekkendvochtOok hier zijn talrijke keuzes vooreen systeem zoals plaatsing vaneen dichtingsmembraan, inspui-ten van vochtafstotende of pori?n-vullende producten, behandelin-gen die de verdamping bevorde-ren zoals verluchtingsbuizen,atmosferische sifons, het aanbren-gen van waterdicht pleisterwerk,elektro-osmose, elektroforese enelektromagnetische systemen.Meer informatie over dit onder-werp kan worden gevonden in [2].Opnieuw voegen van het metselwerken/of vervangen kitvoegen bij dilata-tiesDeze componenten zijn vaak dezwakke schakel als het gaat omvochtdoorslag. Op dit gebied zijndiverse richtlijnen voorhandenzoals [3] en [4].In het kader van planmatig onder-houd hoeven deze werkzaamhe-den bij goede kitvoegen pas plaatste hebben vanaf circa twintig jaaren bij goed voegwerk pas na vijftigjaar. Na deze maatregelen is ervervolgens gedurende dezelfdetijd geen onderhoud meer nodig.Deze levensduurverlengendemaatregelen lonen zich daarommeestal uitstekend. L i t e r a t u u r1. Schellingerhout, N.W.,Gevelgids, deel 3:Hydrofoberen. SBR-publicatie256, SBR, Rotterdam, 1992.2. Vocht in gebouwen:Bijzonderheden van opstij-gend vocht. WTCB-publicatieTV210, WTCB, Brussel, 1998.3. CUR-Aanbeveling 61, Het voe-gen van metselwerk. CUR,Gouda, 2001.4. Klugt, L.J.A.R. van der, Dekwaliteit van voegen in metsel-werk. SBR-publicatie 299/CUR-rapport 98-3, SBR,Rotterdam, CUR, Gouda,1998.cement 2005 4763, 4 | Een manier om delevensduur van eengevel te verlengen ishet aanbrengen vaneen verfsysteem,waardoor de estheti-sche waarde (en daar-mee levensduur) aan-zienlijk wordt ver-meerderd