Eigenschappen van stenen In dit hoofdstuk komen de eigenschappen van vijf verschillende materialen waarmee je kunt metselen of lijmen aan bod.nl: gipssteen kalkzandsteen betonsteen gasbetonsteen / cellenbeton baksteen Gipssteen / gipsblokken: Soorten en toepassingen: Gipsblokken zijn er in diverse uitvoeringen voor niet-dragende binnenwanden in WoningBouw. Gipsblokken zijn vochtregulerend, vormvast en geschikt voor toepassing in vochtige ruimten en voor ruimten met extra brandwerendheidseisen, zoals vluchtwegen. Deze blokken worden niet gemetseld maar gelijmd Gipsblokken. Wit van kleur, toegepast als niet dragende binnenwanden. De blokken zijn rondom voorzien van groef en messing. Vochtwerende gipsblokken. Lichtblauw of lichtgroen van kleur. Toegepast als niet dragende binnenwanden in vochtige ruimtes. Geluidsisolerende gipsblokken. Gelig of lichtrood van kleur. Toegepast als niet dragende binnenwanden. Speciale gipsblokken in gebogen uitvoering zoals ronde gipsblokken en spiltrapblokken. Holle gipsblokken. De blokken zijn voorzien van holle ruimtes die een gewichtsbesparing opleveren van ongeveer 27%. Akoestische gipsblokken. Sandwichblok met de opbouw: gipsplaat-akoestisch isolatiemateriaal- gipsplaat.
De Gipssteen Druksterkte 5 N/mm2 Treksterkte 2 N/mm2 Thermische uitzetting - Dampdiffusie weerstand μ = 6 Isolatiewaarde -25 db Vorstbestendigheid Niet vorstbestendig Geluidsabsorptie Zeer goede geluidsdemping Porositeit - Poriënstructuur De poriënstructuur zitten dicht op elkaar. Hoe dichter het gips bij elkaar zit hoe dichter de poriën structuur is. Toepassingen Door de vochtregulerende en geluiddempende eigenschappen wordt gipssteen veel gebruikt bij woningen, flats, winkelcentra, warenhuizen, kantoorruimtes etc. ekbouwadvies.nl Eigenschappen Typenummer 70 mm blok normaal 70 mm blok zwaar 100 mm blok normaal Druksterkte 5 N/mm 2 5 N/mm 2 5 N/mm 2 Buigsterkte 2 N/mm 2 2 N/mm 2 2 N/mm 2 Volumieke massa (±5%) 800 kg/m 3 1260 kg/m 3 800 kg/m 3 Vormverandering door vocht max. 0,2 mm/m max. 0,2 mm/m max. 0,2 mm/m Warmtegeleidingscoëfficiënt 0,26 W / (m.k) 0,47 W / (m.k) 0,3 W / (m.k) Soortelijke warmte 840 J/kg.K 840 J/kg.K 840 J/kg.K Dampdiffusieweerstandsgetal μ = 6 μ = 6 μ = 6 Luchtgeluidsisolatie -25 db -19 db -20 db Brandwerend gedurende tenminste 80 minuten Bron: ekbouwadvies.nl Afmetingen: 640 x 500 x 70 450 x 500 x 70 450 x 500 x 100 tenminste 80 minuten tenminste 240 minuten
De Kalkzandsteen Fabricage Kalkzandsteen wordt vervaardig door zand (ongeveer 92%), kalk (ongeveer 8%) en een kleine hoeveelheid water te mengen en vervolgens te persen in de gewenste vorm (stenen, blokken of elementen). Na het persen worden de stenen, blokken of elementen gedurende ca. 8 uur in een ketel (autoclaaf) verhard onder een stroomdruk van ca. 15 bar bij een temperatuur van 200º Celsius. stenen worden verhard in een autoclaaf Voordelen Goede geluidsisolatie door het hoge gewicht van kalkzandsteen (1750 kg/m3). Hoog warmt accumulerend vermogen. Dat betekent dat kalkzandsteen in de zomer langer koel blijft en in de winter juist langer warm. Door de warmteaccumulatie zijn wisselingen in de buitentemperatuur binnenshuis niet zo snel merkbaar. De verwarming hoeft niet zo vaak te reageren, wat een meer constante binnentemperatuur tot gevolg heeft. De soortelijke warmte bedraagt 840 J/(kg.K). Ontbrandbaar, muur van 100 mm heeft een brandwerendheid van 90 minuten. Glad en vlak oppervlakte, elementen zijn af te werken met een dunne pleisterlaag van 2 mm (spuitpleister of dunpleister). Snel te verwerken, kalkzandsteen kan gelijmd of gemetseld worden. Te combineren met wandverwarming. Kan als schoonwerk worden uitgevoerd, dus zonder afwerklaag. Maat- en vormvast. De toleranties zijn kleiner dan 1 mm waardoor gelijmd kan worden met dunne voegen en met een dunne pleisterlaag afgewerkt kan worden. Groot absorptievermogen, neemt gemakkelijk vocht op en staat dat weer gemakkelijk af. Gunstig invloed op het vochtklimaat in een woning. Tegelwerk kan rechtstreeks met een tegellijm op cement- of kunststofbasis worden aangebracht. Wordt niet aangetast door vocht. Milieuvriendelijk. Nadelen Slechte thermische isolatie door het hoge gewicht. Niet te gebruiken in een agressieve omgeving, denk aan een fundering in agressief grondwater. Schoon metselwerk wordt snel vuil, vooral bij de gekliste steen onder aan de gevel. Het is aan te raden het buitenmetselwerk te impregneren.
Aandachtspunten De stenen moeten droog worden aangebracht. Kalkzandsteen krimpt namelijk bij afgifte van veel vocht met als gevolg scheurvorming. Bescherm de stenen dus tegen regenwater tijdens de opslag en verwerking. Bij het vermetselen van kalkzandsteen moet er wel op gelet worden dat men bastaardmortel (toevoeging van gehydrateerde kalk) gebruikt i.p.v. traditionele mortel. Dit wordt aangeraden om te vermijden dat de mortel zou uitdrogen en verbranden. Dit heeft als bijkomend voordeel dat de mortel smeuïger wordt en zich makkelijker laat verwerken. Druksterkte 15, 25, 35 of 45 N/mm² Treksterkte Nihil Thermische uitzetting - Dampdiffusie weerstand μ = 12 Vorstbestendigheid Niet vorstbestendig Geluidsabsorptie a = 0,03 (500 1000 Hz) Porositeit - Poriënstructuur Een soort balken effect met daartussenin ruimte. Door de ruimte (poriën) kan vocht naar binnen komen. Toepassingen Omdat kalkzandsteen niet vorstbestendig is wordt het binnen gebruikt. Voor bijvoorbeeld binnen-spouwbladen en voor scheidingswanden. ekbouwadvies.nl Betonsteen: Soorten en toepassingen Gladde betonstenen en blokken voor buiten- en binnenwanden. Onder betonstenen worden stenen verstaan die korter zijn dan 300 mm en geschikt zijn voor dragend metselwerk. Gewassen betonstenen en blokken. Een deel van de kleine stoffen is tijdens het productieproces uitgewassen waardoor een ruw oppervlak ontstaat. Splitstenen of splitblokken, ook wel breukstenen genoemd. De betonsteen heeft een ruw/gebroken oppervlakte. (zie foto) Structuursteen. De stenen zijn voorzien van een structuur. B2-blokken voor buitenwanden in moduulformaten. Leidingstenen. Zijn stenen voorzien van een gleuf voor het wegwerken van leidingen. Let wel op de geluidwering van de wand! Gekleurde stenen. Door toevoeging van kleurstoffen aan de betonspecie is iedere kleur mogelijk
Betonsteen met kwarts. Geeft een glinsterend effect. Argex blokken. Het grind in de betonspecie is vervangen door gesinterd klei. Over het algemeen worden betonstenen voornamelijk toegepast in de utiliteitsbouw voor zowel binnen als buitenwanden. In de woningbouw wordt betonsteen een enkele keer toegepast voor schoon gevelmetselwerk in de gekliste uitvoering. `Betonblokken Betonblokken bestaan uit een mengsel van cement, granulaten (grind of steenslag) en water. Betonblokken bestaan voor 100 % uit natuurlijke materialen en zijn bijgevolg volledig recyclebaar. Aangezien betonblokken geen behandeling vereisen met chemische middelen zijn betonblokken inert (stabiel). Holle en volle betonblokken De betonblokken kunnen zowel hol als vol verkregen worden. De uitsparingen in de betonblokken zorgen ervoor dat hun gewicht verminderd wordt. Bovendien vergemakkelijkt de uitsparingen de verwerking van de betonblokken. Een bijkomend voordeel is dat de betonblokken handig zijn om leidingen in te verwerken. Er zijn bij de volle ( schoonwerk) stenen zelf stenen te verkrijgen waar een gleuf in zit om leidingen in te verwerken. (Zie foto) De betonblokken worden gebruikt voor ondergronds metselwerk (keldermuren en funderingsmuren) en opgaand metselwerk (dragende muren, scheidingsmuren). Betonblokken hebben volgende eigenschappen: snel verwerkbaar vormvast en sterk thermisch inert: door het thermische inertie zijn betonblokken in staat warmte op te slaan en om langzaam weer af te geven. Betonblokken vormen een buffer tegen hitte en koude. Een betonblok laat toe isolatie aan de steeds strenger wordende wetgeving omtrent energieverbruik. akoestisch isolerend: de massa van de betonblok laat toe een groot gedeelte van het geluid (intern en extern te absorberen. vorstbestand: waardoor geen barsten in de blokken kunnen ontstaan aanzienlijke brandweerstand Eigenschappen Grindbetonsteen Lichte betonsteen Druksterkte 15-20 N/mm² 10-15 N/mm² Volumieke massa 2000-2200 kg/m 3 1200-2000 kg/m 3 Hygrische krimp 0,6 mm/m 1 0,6 mm/m 1 Lineaire uitzettingscoëfficiënt 1 10-5 m/m.k 0,8 10-5 m/m.k
Stijfheid E 20000 N/mm 2 20000 N/mm 2 Warmtegeleidingscoëfficiënt 1,2 W/m.K 0,6-0,8 W/m.K Soortelijke warmte 840 J/kg.K 840 J/kg.K Brandwerendheid Luchtgeluidisolatie onafgewerkte wand: - muurdikte 100 mm: 120 min. - muurdikte 150 mm: 180 min. - muurdikte 200 mm: 360 min. - schoonmetselwerk structuur (2 zijdig schoon halfsteens) ca. 25 db - idem één zijde gepleisterd ca. 40 db - schoonmetselwerk glad ca. 40 db Afhankelijk van de toeslagstof. Gasbeton Cellenbeton komt oorspronkelijk uit Zweden en is al in 1880 uitgevonden. In Nederland startte men in 1953 met de fabricage van bouwblokken. Cellenbeton wordt ook wel aangeduid met de naam gasbeton. Cellenbeton bestaat uit een mengsel van rivierzand (70%), ongebluste kalk (15%), portlandcement (15%) en water waar tijdens het productieproces een cellenvormend middel (aluminiumpoeder) aan wordt toegevoegd. De grondstoffen worden gemengd en in stalen mallen gestort. Bij gewapend cellenbeton zijn de mallen voorzien van wapeningsnetten. Door de chemische reactie van het aluminiumpoeder met de kalk en water rijst het mengsel. In het mengsel zijn nu talloze grote en kleine cellen gevormd. Door het cement stijft het mengsel op. Vervolgens wordt de stijve massa uit de mallen gehaald en in de gewenste vorm gesneden (stenen, blokken of elementen). Het snijden laat een visgraatstructuur achter op de elementen. De elementen worden verhard in een autoclaaf (stoomketel) bij een stoomdruk van ca. 10-12 bar bij een temperatuur van 180 graden Celsius gedurende ca. 12 uur. Voordelen Goede thermische isolatie door de gesloten cellen in het cellenbeton die gevuld zijn met stilstaande lucht. Buitenmuren van cellenbeton bij een voldoende dikte kunnen zelfs zonder een isolatielaag worden uitgevoerd. Cellenbeton heeft vlakke egale structuur. Af te werken met een dunne pleisterlaag van 2 mm (spuitpleister of dunpleister). Licht van gewicht. Grote elementen leverbaar, snel te verwerken, elementen kunnen gelijmd worden. Gemakkelijk te bewerken zoals zagen, boren, frezen, spijkeren. Goed warmte accumulerend vermogen. Dat betekent dat cellenbeton in de zomer langer koel blijft en in de winter juist langer warm. Door de warmteaccumulatie zijn wisselingen in de buitentemperatuur binnenshuis niet zo snel merkbaar. De
verwarming hoeft niet zo vaak te reageren, wat een meer constante binnentemperatuur tot gevolg heeft. De soortelijke warmte bedraagt 840 J/(kg.K). Cellenbeton wordt niet aangetast door vocht en chemische of biologische stoffen. Onbrandbaar, muur van 100 mm heeft een brandwerendheid van 90 minuten. Buitenwanden van cellenbeton zijn vorstbestendig. Cellenbeton is ook te verkrijgen in vloer- en dakplaten waardoor geen verschillende bouwmaterialen toegepast hoeven te worden. Nadelen Lagere druksterkte dan betonsteen, baksteen en kalkzandsteen. Door de celstructuur heeft cellenbeton een capillaire werking. Buitenmuren zijn waterdicht bij een dikte van 150 mm. Vocht heeft een negatieve invloed op de druksterkte van het cellenbeton. Cellenbeton kan daarom niet in een blijvende natte omgeving worden toegepast zoals onder het maaiveld. Door het lagere gewicht dan bijvoorbeeld kalkzandsteen is cellenbeton minder geluidsisolerend. Tussen twee verblijfsgebieden moet minimaal een wanddikte van 100 mm worden toegepast in de kwaliteit G5/800. Voor woning scheidende wanden zijn extra maatregelen nodig zoals het toepassen van een buig slappe voorzetwand. Er dient rekening te worden gehouden met 0,3 mm krimp per m wand. Bij wandaansluitingen moet hiermee rekening worden gehouden. Eigenschappen Eenheid G2/400 G4/600 G5/800 Volumieke massa Drooggewicht kg/m 3 380 580 720 Rekengewicht kn/m 3 4,8 6,8 8,2 Transportgewicht* kn/m 3 5,8 7,8 9,2 Kubusdruksterkte Karakteristiek f ck N/mm 2 2 4 5 Rekenwaarde druksterkte Gemiddeld f m N/mm 2 2,3 4,5 5,6 Gelijmd f b N/mm 2 1,33 2,67 3,33 Warmtegeleidingscoëfficiënt λ W/mk 0,12 0,16 0,22 Soortelijke warmte C J/kgK 840 840 840 Diffusieweerstandsgetal µ 4 5 6 Lineaire uitzettingscoëfficiënt α m/mk 8 x 10-6 8 x 10-6 8 x 10-6 Elasticiteitscoëfficiënt E b N/mm 2 1000 2000 3000 Rekenwaarde (maximale oplegdrukspanning) σ d N/mm 2 0,66 1,33 1,66
Baksteen Baksteen wordt gemaakt door klei te bakken. De klei wordt gewonnen langs rivieren of op landbouwgronden. Door de verschillende kleilagen is de afgegraven klei niet homogeen van samenstelling en bevat verontreinigingen zoals plantenresten. De klei is nog niet geschikt voor het bakken van stenen. Door de klei gestructureerd af te graven, af te voeren en op te slaan wordt al een gelijkmatiger samenstelling verkregen. Ook kan er nu lucht bij de klei komen voor het verteren van de plantenresten. De klei moet minstens gedurende een jaar worden opgeslagen in een kleikelder of buiten in een kleidepot voordat alle plantenresten verteerd zijn. Na het rijpen wordt de klei in de steenfabriek gekneed, gemalen en gemengd tot een homogene plastische massa. De klei is nu geschikt voor de baksteenfabricage. Het fabricageproces bestaat uit: Vormen van de steen. Drogen van de steen. Bakken van de steen. Een ongebakken steen wordt ook wel aangeduid met groene steen, vormeling of groenling. Vormen van de stenen Bakstenen kunnen op de volgende manieren worden gevormd: Handvorm Vormbank Strengpers Stempelpers Drogen van de stenen Het waterpercentage in de gevormde steen bedraagt ongeveer 20%. Zou de steen nu gebakken worden, dan zal de steen uit elkaar worden gedrukt doordat het water omgezet wordt in stoom. Het is daarom van groot belang om de gevormde stenen goed te laten drogen. Het drogen vindt tegenwoordig plaats in droogkamers met warme lucht of stoom onder geconditioneerde omstandigheden. Belangrijk bij het drogen is dat het in het juiste tempo gebeurt. Een te snelle droging veroorzaakt krimpscheuren in de steen. Een te langzame droging is niet efficiënt en niet kostenbewust. Voor elke steensoort is een ideale droging te bepalen. Het drogen duurt 2 tot 4 dagen. Bakken van de stenen Het bakken gebeurt bij een temperatuur van 900 oc tot 1100 oc. De eigenschappen van baksteen worden in hoge mate bepaald door de graad van doorbakkenheid. Bij een lage baktemperatuur van ca. 900 oc ontstaat een vrij zachte heldere poreuze steen. Bij een hoge baktemperatuur van ca. 1100 oc een harde, dichte doffe steen. De oude kwaliteitsbenaming
van baksteen is afgeleid naar de kleur van de doorbakkenheid: rood, boerengrauw, hardgrauw en gevelklinker. Tegenwoordig is deze kwaliteitsbenaming vervangen door een kwaliteitsaanduiding naar gebruiksklasse en is vastgelegd in de NEN2489. De kleur van de baksteen wordt tevens bepaald door: De keuze van de klei. Kleurvormende pigmenten. Metaaloxiden veroorzaken een rode kleur. Toevoeging van kalk vergeeld de steen. Om de bakstenen vorstbestendig te maken moeten de stenen bij een hoge temperatuur gebakken. Dat verklaart waarom in Nederland de meeste gevelbakstenen grauw van kleur zijn. In warme landen ziet men vaak heldere terracotta gevelbaksteen omdat deze bij een lage temperatuur gebakken kunnen worden. Eigenschappen Druksterkte F rep Treksterke 7-8 N/mm², lichte baksteen 5 N/mm² Nihil Volumieke massa 1500 2100 Kg/m 3 Lineaire uitzettingscoëfficiënt Warmtegeleidingscoëfficiënt Soortelijke warmte 0,5 10-5 m/m.k Λ droog = 0,45-0,8 W / (m.k) 840 J/kg.K Dampdiffusieweerstandsgetal μ = 10-30 Brandwerendheid Wanddikte in mm 65 40 100 90 210 400 320 800 Brandwerendheid in min. Luchtgeluidisolatie Wanddikte in mm Iluk in db Voordelen 70-13 100-9 120-7 Een hoge druksterke, de mortel is echter de zwakste schakel. De representatieve druksterkte van een baksteen kan gemakkelijk 25 N/mm 2 bedragen. De mortelsterkten variëren echter maar van 3 tot 15 N/mm 2. De constructeur mag uitgaan van een representatieve waarde van 7 tot 8 N/mm 2. Voor binnenmuren, uitgevoerd in een lichtere baksteensoort, kan worden gerekend op een waarde van 5 N/mm 2. Voor exacte waarde zie de NEN 6790. Veel verschillende kleuren en structuren mogelijk.
Handig formaat om de stenen handmatig te kunnen verwerken. Verschillende metselverbanden mogelijk. Duurzaam, vrijwel geen onderhoud. Als schoonmetselwerk uit te voeren. Zowel binnen als buiten toepasbaar. Goede vorstbestendigheid bij voldoende baktemperatuur. Onbrandbaar. Vormvast. Vrijwel ongevoelig voor chemische invloeden. Nadelen Geringe warmte-isolatie. Kan slechts geringe trekspanningen opnemen. Arbeidsintensief en weersafhankelijk (voor buitenmetselwerk). Moet zorgvuldig worden aangebracht (voor buitenmetselwerk). Gevoelig voor uitbloeiing (witte vlekken op het metselwerk)en uitloging (voor buitenmetselwerk). Door de aanwezige poriënstructuur in baksteen zuigt het materiaal vocht op (capillaire werking). Let dus op de detaillering bij de fundering, kozijnen en dak. Breng vochtwerend materiaal aan om de poriënstructuur te doorbreken teneinde vochtdoorslag te voorkomen. Voor meer informatie over baksteen kijk onder het kopje Baksteen op deze site www.rolandcoenen.nl