prof.Dr.-lng.F.C.A.Haferlandhoogleraar Civiele Bouwkunde, TH-Delft,afdeling Civiele TechniekDipl.-lng.J.N.J.A.Vamberskyraadgevend ingenieursbureauir.E.J.A.CorsmitBV, 's-Gravenhage1-2Scheurvorming in geprefabriceerdegevelelementen van gewapend betonCement XXXVI (1984) nr. 6Temperatuurspanningen enscheurvorming in sandwichgevelelementenInleidingBij buitenwanden waarbij de isolatielaag in het midden van de doorsnede is aangebracht,ondergaat de materiaallaag aan de buitenzijde aanzienlijk grotere temperatuurwisselingendan de (dragende) materiaallaag aan de binnenzijde. De lengte- en breedteveranderingenvan de buitenste materiaallaag zijn daardoor ook groter. Bij een bepaalde grootte zal hetbuitenblad ter voorkoming van temperatuurspanning en mogelijk scheurvorming flexibel methet dragende binnenblad moeten worden verbonden.Hoe onbekommerd men, ten tijde van de nu achter ons liggende periode van hoogconjunctuurin de woningbouw, over deze problemen heenging, zal aan de hand van een schadegevalworden ge?llustreerd. Dat wij hiervan nog niet genoeg hebben geleerd blijkt nog vandaag dedag uit toepassing van dezelfde foutieve principes in sandwich gevelelementen van glasve-zelversterkt cement.Een schadegevalDe geprefabriceerde betonnen buitenwanden van een aantal in de jaren '60 gebouwde woon-gebouwen van 8 verdiepingen hoog, vertoonden, alsof door de bliksem getroffen, al naenkele jaren een groot aantal verticale haarscheuren (foto's 1-2). De verdiepinghoge wand-elementen waren volgens het bekende prefab-wandsysteem Camus opgebouwd (fig. 3):een dragend betonnen binnenblad van 17 cm dikte (incl. pleisterlaag), een 2,5 cm dikke laagisolatie materiaal van polystyreenschuim en een 5,5 cm dik betonnen buitenblad met uitge-wassen buitenoppervlak. Beide betonbladen waren met bouwstaalnetten gewapend en opregelmatige afstanden door middel van diagonaal verlopende wapeningsstaven star metelkaar verbonden. De breedte van de wandelementen bedroeg meer dan 6,00 m.Bij zware regen liep aan de westzijde het regenwater de scheuren binnen en drong vreemdgenoeg tot aan de vloeroplegging door, alwaar het langs de binnenzijde van de wandenverder naar beneden sijpelde. Blijkbaar voerden de haarscheuren, via scheef naar binnenverlopende breukvlakken, het regenwater tot aan de polystyreenschuimplaten en vandaarnaar de horizontale montagevoeg ter hoogte van de verdiepingsvloer.Omdat deze horizontale voeg aan de buitenzuide met plastische kit was afgedicht, moesthet opgesloten en verzamelde regenwater door opstuwing over de bovenrand van het onder-liggende buitenwandelementzijn gelopen. Van hieruit kon dan het lekwater door grindnestenen andere holle ruimten van de ter plaatse gestorte vloeraansluiting tot aan de binnenzijdevan het wandelement doordringen. Hoe waren de scheuren ontstaan en hoe zou men dezeweer kunnen dichten?Oorzaken van scheurvormingScheuren zijn het gevolg van het op natuurlijke wijze ontspannen van materialen die ondereen te hoge spanning staan. Daarbij zijn trek- en schuifspanningen vaak de hoofdoorzakenvan scheurvorming; vele materialen hebben slechts een geringe weerstand tegen dit soortspanningen. Dit geldt in het bijzonder voor mineraal gebonden, steenachtige materialen,waar ook beton toe behoort. In alle gevallen gaat het om het vervormingsgedrag van hetmateriaal onder invloed van bepaalde uitwendige of inwendige invloeden.De belangrijkste factoren die vervormingen van beton tot gevolg hebben, zijn:1. chemische en hygrische krimp bij het bind- en verhardingsproces van cement;2. elastische vervorming door uitwendig aangrijpende belastingen (omkeerbaar);3. plastische vervorming door uitwendig aangrijpendebelasting (zoals kruip, niet omkeerbaar);4. hygrische uitzetting en krimp als gevolg van variaties in het vochtgehalte door regenwaterof luchtvochtigheid;5. thermische uitzetting en krimp als gevolg van temperatuurwisselingen.Ad 1Omdat de betonnen buiten- en binnenbladen van het wandelement volgens het systeemCamus direct na elkaar in horizontaal liggende stalen bekistingen worden gestort, verlooptde chemische krimp tijdens de hydratatie en de krimp als gevolg van uitdroging in beidebetonplaten tijdelijk gelijk. Spanningsverschillen kunnen zodoende nog niet optreden. Uiter-3903Horizontale en verticale doorsneden overgevelelementen, met aansluitdetails -- verankeringbouwstaalmattenafdichtingzwevende estrichaltern atief/ ---4)--- - -