Gevelreiniging Buitengevelisolatie Hydrofoberen A ti bekladding. #ovem. Copyright SBR, Rotterdam

Transcriptie

1 s tichting b ouwr esearch Gevelreiniging Buitengevelisolatie Hydrofoberen A ti bekladding #ovem

2 Auteur: N.W. Schellingerhout, Buro Intro, Tiel.

3 s tichting I.ouw r esearch Rotterdam, 1994

4 DOELSTELLING STICHTING BOUWRESEARCH Stichting Bouwresearch (SBR) verleent de bouwnijverheid hulp bij het toepassen van nieuwe inzichten en ontwikkelingen op het gebied van management, organisatie en technologie. Belangrijkste doelstelling van SBR is het laten uitvoeren van onderzoek gericht op verbetering van kwaliteit, produktiviteit, arbeidsomstandigheden en zorg voor de werkgelegenheid in de bouw. SBR voert circa 80 onderzoeksprojecten per jaar uit en werkt actief aan het overdragen van de kennis naar alle geledingen binnen de bouwnijverheid. De Stichting en degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het verwerken - naar de laatste inzichten - van de in deze publikatie opgenomen gegevens. De mogelijkheid dat zich desondanks onjuistheden in deze publikatie kunnen bevinden kan niet worden uitgesloten. Degene die van deze publikatie gebruik maakt aanvaardt daarvoor het risico. De stichting sluit, mede ten behoeve van degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van uit deze publikatie. CIP-GEGEVENS KONINKLIJKE BIBLIOTHEEK, DEN HAAG. Gevelgids Gevelgids. -Rotterdam: Stichting Bouwresearch. DI. 5: Voegversteviging : herstel van steenachtige ondergronden / [rapporteur NW. Schellingerhout]. (Stichting Bouwresearch; 314) ISBN NUGI833 Trefw.: voegdichting / gevels; onderhoud. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of op welke andere wijze ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Stichting Bouwresearch. No part of this book may be reproduced in any form by print, photoprint, microfilm, stored in a database or retrieval system, or any other means without written permission from the Stichting Bouwresearch. NOVEM Novem, de Nederlandse onderneming voor energie en milieu b.v., is een dienstverlenende organisatie gespecialiseerd in het management van energie- en milieuprogramma's voor de overheid. Novem b.v. heeft vestigingen in Sittard (hoofdvestiging), Apeldoorn en Utrecht en een vijftal kleine regiokantoren (in totaal ca. 250 medewerkers). Het Ministerie van Economische Zaken is de belangrijkste opdrachtgever. Novem is werkzaam op het gebied van energiebesparing en brandstofdiversificatie. Zij stimuleert onder meer energiezuinig bouwen, verhoging van de energie-efficiency in de industrie, midden- en kleinbedrijf en kwartaire sector, herintroductie van kolen en de ontwikkeling van wind- en zonne-energie. Naast kennis en deskundigheid op deze terreinen beschikt Novem voor de uitvoering van haar taken over financiële ondersteuningsmogelijkheden in de. vorm van subsidies, leningen enz. en een uitgebreid voorlichtings- en kennisoverdrachtsinstrumentarium. In toenemende mate richt Novem zich op milieu activiteiten zoals schone technologie en hergebruik van afvalstoffen. GEBOUWDE OMGEVING In de marktsector 'Gebouwde Omgeving" bevordert Novem een efficiënter gebruik van energie in de woning- en utiliteitsbouw. Dit gebeurt door: het introductierijp maken van nieuwe mogelijkheden en technieken van energiebesparing door middel van onderzoek, praktijkexperimenten en demonstratieprojecten. de introductie van deze energiebesparingsmethoden op grote schaal in de bouw. het overdragen van kennis over technieken om energie te besparen en het stimuleren van de toepassing ervan onder alle betrokkenen bij de voorbereiding, uitvoering en beheer van bouwprojecten.

5 Inhoud Woord vooraf 4 Samenvatting 5 1 Aantasting van steenachtige gevelmaterialen Vormen van aantasting Aantasting van baksteen metselwerk Aantasting van natuursteen Mogelijkheden tot herstel Milieu- en arbo-aspecten 9 2 Herstel van baksteen metselwerk Meten van de voeg hardheid Verwijderen van oud voegwerk Vorm van de voeg Voegspecie 12 3 Steen verste viging Werking Moderne steenverstevigende middelen Risico's Onderzoek 17 4 Versteviging van metselwerk Keuze van het toe te passen middel Voorbereiding Invloed van steensoorten Overwegingen bij de uitvoering 19 5 Versteviging van natuursteen in gevels Vooronderzoek Keuze van het toe te passen middel Te behandelen vormen van aantasting Voorbereiding Controle Overwegingen bij de uitvoering 25 6 Relatie met andere vormen van gevelbehandeling Steenversteviging en gevelreiniging Steenversteviging en hydrofoberen Steenversteviging en antibekladding 26 7 Vragen en antwoorden over steen versteviging 27 Stichting Bouwresearch 3

6 VOEG VERSTEVIGING Woord vooraf Deze publikatie is het vijfde deel van een serie over een aantal aspecten van de gevel. Die aspecten houden verband met energiebeheer en onderhoud. Het onderwerp van dit vijfde deel is het herstel van aangetaste, steenachtige ondergronden. In Nederland betreft dat voornamelijk metselwerk van baksteen. Vooral schade aan voegen komt de laatste jaren veel voor en wordt te lang verwaarloosd. De publikatie werd mede mogelijk gemaakt door een bijdrage van Novem, Nederlandse onderneming voor energie en milieu B.V. Er is weinig bekend over de mogelijkheden tot herstel van voegwerk. Chemische methoden van herstel worden nog al eens verward met bijvoorbeeld hydrofoberen. Dat kan gemakkelijk leiden tot verkeerde beslissingen en teleurstellende resultaten. De recente belangstelling voor dit onderwerp komt vooral van de professionele beheerders van onroerend goed. Het verlengen van de levensduur van een gevel is voor hen een aantrekkelijk alternatief voor het kostbare vervangen van de gehele gevel. De aantrekkelijkheid van herstel is echter nog niet zo duidelijk door gebrek aan criteria voor de beoordeling van de kwaliteit. Het besluit om te herstellen in plaats van te vervangen is immers mede gebaseerd op een berekening van het rendement. Voor zo'n berekening is een bepaalde levensduur van de herstelde gevel essentieel. In deze publikatie komen twee typen steenachtige ondergronden ter sprake: gevelmetselwerk van baksteen gevels met natuursteen. Daarbij wordt veel aandacht besteed aan de factoren die van invloed zijn op de kwaliteit van de herstelde gevel. Op basis van onderzoek zijn inmiddels een aantal meetbare criteria ontwikkeld die een indicatie van de kwaliteit mogelijk maken. Van die mogelijkheden wordt nog te weinig gebruik gemaakt. De risico's van chemische behandeling in de vorm van steenversteviging vormen een tweede kernpunt van deze publikatie. Over steenversteviging is in het buitenland - Duitsland, België - in relatie tot natuursteen veel bekend. Dat geldt niet voor metselwerk. De prak- tische ervaring is nog gering. De eerste onderzoeken in het laboratorium geven wel een indruk van wat er voor deze ondergrond van steenversteviging mag worden verwacht en wat niet. Maar een behandeling is zeker niet zonder risico. Voorafgaand onderzoek is beslist noodzakelijk, maar zelfs dan staat een positief resultaat niet bij voorbaat vast. De behandelde technieken in deze vijfde gevelgids zijn vaak direct verbonden met de onderwerpen in voorgaande gevelgidsen. Dat geldt in het bijzonder voor reinigen (Gevelgids 1) en hydrofoberen (Gevelgids 3). Waar deze verbanden bestaan, zullen ze worden aangegeven en zo nodig toegelicht. Met deze Gevelgids willen de samenstellers de algemene kennis omtrent herstel van steenachtige ondergronden van gevels binnen een bredere doelgroep bevorderen. Daarbij wordt gedacht aan eigenaren en exploitanten van gebouwen, opdrachtgevers, overheden en adviseurs die geregeld met deze materie te maken hebben. De commissie De commissie die de totstandkoming van de publikatie begeleidde, was als volgt samengesteld: A.J.M. Bunnik Van Pelt Reiniging B. V., Schiedam (voorzitter). ing.].c van Es projectmanager Stichting Bouwresearch. ing. H.]. van der Heu N. V. Nederlandse Spoorwegen, Utrecht. ing. L.].A.R. van der Klugt TNO-Bouw, Rijswijk. ]. Meinema Bouwen Woning Dienst, Amsterdam. B. Meininger Aegon Vastgoed, Den Haag. ir. M.H.M. Nieuwenhuys Koninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten, De Steeg. N. W. Schellingerhout Intro, Tiel (rapporteur). H.A.A.]. Seinen Remmers Bouwchemie B. V., Hoogeveen. T.G. van de Weert Prochemko International B. V., Utrecht. 4

7 Samenvatting Het eerste hoofdstuk beschrijft de vormen van aantasting van steenachtige gevelmaterialen in het algemeen en vervolgens van baksteenmetselwerk en natuursteen in het bijzonder. Daarna komen de mogelijkheden tot herstel aan de orde evenals een aantal voorwaarden waaraan moet zijn voldaan, wil herstel als alternatief voor slopen zinvol zijn. Met name bij aantasting als gevolg van een overmaat aan vocht, zal de oorzaak van het vochtaanbod moeten worden weggenomen. Ter afsluiting komen arbo- en milieu-aspecten aan de orde. Tevens komen de risico' s van versteviging aan de orde. Tenslotte worden het belang en de wijze van een controle op de bereikte resultaten toegelicht. Hoofdstuk 6 legt een aantal verbanden met andere vormen van behandeling van steenachtige ondergronden, zoals reinigen, hydrofoberen en antibekladding. In hoofdstuk zeven komt tenslotte een aantal aspecten van steenversteviging nog eens aan de orde in de vorm van vragen en antwoorden. Het tweede hoofdstuk gaa t nader in op schade aan voegen of kwalitatief slechte voegen bij baksteenmetselwerk en herstel door vervanging van het voegwerk. Het belang van goed verdichten wordt benadrukt, evenals van een goede speciesamenstelling en een betrouwbare manier van mengen en doseren. Teneinde het oorspronkelijke beeld van de gevel te kunnen handhaven, geeft dit hoofdstuk uitvoerige informatie over voegvormen en de invloed van zand, bindmiddel en pigment op de kleur van de voeg. Ten slotte wordt de invloed van hulpstoffen besproken. Hoofdstuk 3 behandelt steenversteviging in het algemeen, de risico's die ermee verbonden zijn en onderzoek als middel om die risico's te beheersen. In hoofdstuk 4 wordt herstel van baksteenmetselwerk met steenverstevigende middelen beschreven. Daarbij komt onder meer het verschil met hydrofoberen aan de orde. In de praktijk is gebleken dat soms steenverstevigende middelen worden toegepast, waar een hydrofoberend middel voldoende zou zijn geweest. Ook wordt duidelijk gemaakt wanneer zowel hydrofoberen als verstevigen zinvol is. Versteviging van natuursteen is het onderwerp van hoofdstuk 5. Vooral voor dit materiaal is een uitvoerig vooronderzoek gewenst. Beschreven wordt, wat onder een dergelijk vooronderzoek wordt verstaan en waarom zo'n onderzoek belangrijk is. Stichting Bouwresearch 5

8 VOEG VERSTEVIGING 1 Aantasting van steenachtige gevelmaterialen Gevelmaterialen.ondergaan onder meer de invloed van het klimaat. Ze 'verweren'. Wanneer zich dat bij steenachtige materialen beperkt tot het oppervlak, heeft dat nauwelijks of geen invloed op de beschuttende, esthetische of constructieve functie van een gevel. Wanneer de gevelmaterialen van mindere kwaliteit zijn, wanneer ze niet juist zijn verwerkt of wanneer de weersinvloeden uitzonderlijk agressief zijn, zoals bij 'zure' regen het geval is, dan kan verwering overgaan in aantasting. Er is sprake van aantasting wanneer het gevelmateriaal zodanig degenereert dat functies van de gevel geheel of gedeeltelijk verloren gaan. 1.1 Vormen van aantasting Aantasting van steenachtige gevelmaterialen kan worden onderverdeeld naar oorzaak in: Chemische aantasting. Voorbeelden: - degeneratie van bindmiddel door geregelde blootstelling aan zure regen; - vorming van gipskorsten op kalksteen. Fysische/mechanische aantasting. Voorbeelden: - vorming van ijs in voegmortel; - ontstaan van zoutkristallen wanneer dat gepaard gaat met volumetoename. Biologische aantasting. Voorbeeld: - oplossen van bindmiddel als gevolg van zuurproduktie door micro-organismen. (beschermende/esthetische functie faalt) en laten bovendien gemakkelijker water door (waterwerende functie faalt). Als gevolg daarvan kan de warmteweerstand van een gevel verminderen. Bij voegen komt het nog al eens voor dat de oorspronkelijke samenhang al onvoldoende was, bijvoorbeeld doordat te weinig bindmiddel werd gebruikt (te schrale specie) of doordat de voegspecie onder ongunstige omstandigheden verhardde ('verbranden' van de mortel door gebrek aan vocht). Ook kan van de aanvang af de hechting tussen voegmortel en steen en/ of tussen voegmortel en metselmortel onvoldoende zijn geweest. Vorstschade aan baksteenmetselwerk bestaat uit afgesprongen steenschilfers of stukjes voegmortel die uit de voeg worden gedrukt. De gevel maakt al snel een verwaarloosde indruk (esthetische functie faalt). Bij alle vormen van aantasting speelt de aanwezigheid van vocht een rol, soms als noodzakelijk element, soms als versterkend element. Het kennen van de oorzaak is van belang in verband met het voorkómen van schade en het nemen van preventieve maatregelen nadat de schade is hersteld. 1.2 Aantasting van baksteenmetselwerk De schade aan baksteenmetselwerk komt vaak neer op verdwijnen van bindmiddel in de voegmortel. De oorzaak is meestal een combinatie van chemische, fysisch/ mechanische en biologische factoren. Het gevolg is verlies van samenhang van de mortel. Voegen die verzanden, bedreigen de mechanische samenhang Foto 1 Verwering van steenachtig gevelmateriaal is niet altijd schadelijk voor de functie van de gevel. De esthetische functie kan er zelfs bij gebaat zijn, zoals blijkt uit dit gedeelte van een topgevel. 6

9 Soms kan de gedegenereerde functie van metselwerk weer worden hersteld, zonder het metselwerk zelf te vervangen. Dat is lang niet altijd het geval. Zo kan vorstschade aan baksteen alleen worden hersteld door de beschadigde baksteen te vervangen. Hydrofoberen kan verdere aantasting onder bepaalde voorwaarden voorkomen (zie Gevelgids 2). De twee technieken voor herstel van baksteenmetselwerk die in deze publikatie worden besproken zijn: Vervangen van voegen in metselwerk (zie hoofdstuk 2); Verstevigen van aangetaste voegen (zie hoofdstuk 4). 1.3 Aantasting van natuursteen Natuursteen als bouwmateriaal is in Nederland minder gebruikelijk dan in het ons omringende buitenland. In de representatieve utiliteitsbouw wordt natuursteen toegepast, soms in de vorm van constructieve elementen, maar voornamelijk als gevelbekleding. Bij monumenten daarentegen komt natuursteen meestal voor als constructief element. Er bestaan vele soorten natuursteen en binnen elke soort bestaan varianten. Elke variant kan weer anders reageren op de verwerende invloeden waaraan het blootstaat. Er zijn daarom vele vormen van aantasting, ook binnen een zelfde soort natuursteen. De gevoeligheid voor aantasting is sterk afhankelijk van het type en de kwaliteit. In het algemeen geldt dat de zachtere soorten het meest kwetsbaar zijn. Foto 3 Slechte kwaliteit voegwerk als gevolg van langdurige verwerking. Foto 2 Slechte kwaliteit voegwerk bij recente nieuwbouw. Foto 4 Door verwering aangetast natuursteen. Stichting Bouwresearch 7

10 VOEG VERSTEVIGING Enkele belangrijke natuursteensoorten voor gevelconstructies in Nederland zijn marmers, granieten, zandsteen, tufsteen (poreus gesteente ontstaan uit vulkanische as) en kalkrijke steen, zoals Franse en Duitse kalksteen. Daarvan zijn de kalksteen en zandsteensoorten het meest gevoelig voor aantasting, met name aantasting door zure bestanddelen in regenwater. Aantasting van zowel kalksteen als zandsteensoorten kan tot uitdrukking komen in verpoedering en 'afzanden' van het oppervlak. Soms vormt zich bij kalksteen door chemische omzetting een gipskorst die op den duur loslaat van de ondergrond en zo die ondergrond blootstelt aan verdere verwering. Ook granieten worden wel aangetast, maar dat beperkt zich meestal tot een dunne laag aan het oppervlak (wat zichtbaar wordt door bijvoorbeeld verlies van glans). Hetzelfde geldt voor dichte kalksteensoorten, die meestal aan het oppervlak verpoederen. Foto 5 Goed herstel is duurzaam. Voor onderdelen van gevels, zoals dorpels en afdekbanden werd en wordt soms gebruik gemaakt van basaltlava. Deze steensoort behoort tot de meest duurzame. In deze publikatie wordt het herstel of althans de verbetering van de inwendige samenhang van aangetaste natuursteen door behandeling met een steenverstevigend middel besproken (zie hoofdstuk 5). 1.4 Mogelijkheden tot herstel Herstel van een aangetaste steenachtige gevel is vaak mogelijk als alternatief voor volledige vervanging, zij het dat aan een aantal voorwaarden moet zijn voldaan. De economische voorwaarde is, dat het resultaat voldoende duurzaam moet zijn om de investering te rechtvaardigen. Die duurzaamheid is weer afhankelijk van de kwaliteit. Voor alle in deze publikatie besproken technieken is de kwaliteit vooralsnog een zwak punt. Daarmee is niet gezegd dat een kwalitatief goed niet mogelijk zou zijn. Het zwakke punt is, dat genormaliseerde kwaliteitscriteria ontbreken. Op basis van recent onderzoek zijn wel vorderingen gemaakt op dit gebied. Zo is er een conceptvoorstel voor de indeling van de hardheid van voegen in klassen. Hardheid is één van de kenmerken die een indruk geven van de kwaliteit van voegwerk. Het is inmiddels mogelijk de hardheid van steenachtige ondergronden, vóór en na de behandeling met een steenverstevigend middel, betrekkelijk eenvoudig te meten. Die meting kan betrekking hebben op de hardheid aan het oppervlak of de hardheid als functie van de diepte (het hardheidsverloop ). Op beide methoden zal nog uitvoeriger worden ingegaan bij de bespreking van de verbeteringstechnieken. Belangrijk is dat daarmee een meetbaar criterium beschikbaar is voor de hardheid. Naast de economische haalbaarheid zijn er een aantal 'technische' voorwaarden waaraan de te behandelen ondergrond moet voldoen. Deels zijn die afhankelijk van de toegepaste techniek. Deze voorwaarden komen aan de orde bij de bespreking van die technieken. Soms moeten de oorzaken van de aantasting eerst worden weggenomen alvorens herstel zin heeft. 8