Gevelmetselwerk verankeren aan cellenbeton – herschreven versie oktober 2023
Verankering van gevelmetselwerk aan cellenbeton is een detail dat in erg veel projecten voorkomt, veelal als oplossing voor de dakrand. Maar hoe veilig, duurzaam en degelijk is een dergelijke verankering? In dit artikel de belangrijke punten om op te letten.
Om maar met de deur in huis te vallen: vaak wordt een inferieure verankeringsmethode in cellenbeton toegepast. Dat komt enerzijds doordat er onduidelijkheden zijn over certificering van ankers en pluggen (en combinaties daarvan) en de informatie die daarover wordt verstrekt vanuit producenten.
Anderzijds blijkt er ook weinig kennis in de markt te zijn, op basis waarvan een correcte keuze gemaakt kan worden voor het verankeren van gevelmetselwerk aan cellenbeton. Het wordt vaak al jaren op een bepaalde wijze uitgevoerd en soms wordt op basis van enige testen op de bouw de conclusie getrokken dat deze wijze voldoende veilig zou moeten zijn. Maar heel vaak is dit echter niet het geval, of worden er randvoorwaarden bij aangegeven die niet gecommuniceerd worden gedurende de uitvoering, maar wel cruciaal zijn voor een correcte verankering.
Normeringen
Wat is nu belangrijk om te weten over dit onderwerp? Allereerst een blik op wat staat er in de normeringen, richtlijnen en aanbevelingen.
In de NEN-EN 771-4 ‘Specificaties voor metselstenen – Deel 4: Cellenbeton’, wordt niets specifieks vermeld met betrekking tot het aanbrengen van spouwankers in cellenbeton. In de NEN-EN 1996-1-1 wordt over verankering van spouwankers in een binnenblad het volgende gemeld in art. 6.5: “Bij het bepalen van de constructieve weerstand van ankers moet rekening zijn gehouden met afwijkingen van de rechtheid en aantastingen van het materiaal inclusief het risico op bros bezwijken ten gevolge van opeenvolgende vervormingen waaraan de ankers zijn onderworpen tijdens en na de uitvoering.”
Deze wijze van belasten en aanvullende voorwaarden worden standaard meegenomen in de testmethodes die gebruikt worden voor de certificering van spouwankers. In een uittrekproef op de bouwplaats wordt dit allemaal niet meegenomen, zodat een risico wordt gelopen dat de spouwverankering niet de volgens de norm vereiste sterkte bezit.
In de NPR 9096-1-1 staat in art. 3.8.2. het volgende gemeld over verankering van gevelmetselwerk: “In het algemeen is de druksterkte van spouwankers zoveel kleiner dan de treksterkte van spouwankers dat de situatie met winddruk op het buitenblad bepalend is voor de sterkte van de spouwankers. Wel behoort ook de treksterkte van de toegepaste spouwankers te worden getoetst.” Zeker in het geval van verankering van gevelmetselwerk in cellenbeton is het van belang dat de treksterkte getest wordt en/of aangetoond wordt. Deze zal in veel gevallen – we kunnen op dit punt wel stellen: in alle gevallen – maatgevend zijn voor het vereiste aantal spouwankers per vierkante meter.
BRL
Naast de normbladen kan voor de certificering van metselwerk teruggevallen worden op beoordelingsrichtlijnen (BRL). In de BRL voor gevelmetselwerk (BRL 2826-02) staat in art. 5.4.10 over de verwerking van spouwankers het volgende: “Spouwankers met aan één zijde een platte strip moeten met de gesloten kant boven tot aan de aanslag in de volle lijmvoeg worden geplaatst en ingelijmd zoals aangegeven in het bestek en mogen niet achteraf in de lijmvoegen worden gedrukt. Het aantal, de afmetingen en de plaats van de spouwankers dienen door de constructeur van de opdrachtgever te zijn aangegeven. Bij toepassing van cellenbeton kunnen eventueel ook boorankers achteraf worden aangebracht.”
Allemaal interessant dat het zo in de BRL staat, maar op basis van hetgeen hiervoor aangegeven is, mag duidelijk zijn dat alleen de vermelding dat boorankers achteraf aangebracht kunnen worden niet voldoende is voor een veilige en betrouwbare verankering.
Pluggen en spouwankers
In Nederland (en ook in België en Duitsland) zijn er geen gecertificeerde combinaties van pluggen en spouwankers voor de verankering van gevelmetselwerk in cellenbeton. Er zijn pluggen die gecertificeerd zijn voor het gebruik in cellenbeton, maar niet voor de verankering van gevelmetselwerk in cellenbeton. De pluggen worden getest als een schroefverbinding, op basis van vastliggende normen en beoordelingsrichtlijnen. Over het algemeen zijn voor deze verbindingen ook verwerkingsvoorschriften beschikbaar. Dit geldt niet voor de combinatie van spouwankers en pluggen. Deze pluggen zijn nooit gecertificeerd met een spouwanker en zodoende is de gehele combinatie niet gecertificeerd.
Er worden weleens productcombinaties voorgeschreven in de markt. Een voorbeeld hiervan is een spouwanker in combinatie met een FTP K4 plug van fischer. Als er gekeken wordt naar de toepassingen en goedkeuringen hiervan blijkt deze voor enkele zaken toegepast te worden, zoals het ophangen van schilderijen, maar over de toepassing als een constructieve verankering wordt niet gesproken.
De maximaal op te nemen trekkrachten op deze pluggen liggen vast en zijn afhankelijk van de inboordiepte en kwaliteit van cellenbeton. De uittreksterkte varieert tussen de 0,15 en 0,25 kN, naar gelang de kwaliteit van het cellenbeton.
Let op: deze waarden zijn (beduidend) lager dan de standaard treksterkte waarmee gerekend mag worden voor spouwankers die op trek belast worden, te weten 1,0 kN. De kans dat er erg veel spouwankers per vierkante meter toegepast dienen te worden is erg groot en er bestaat een reële kans dat dit er zoveel per vierkante meter zijn dat het niet meer fatsoenlijk uitvoerbaar is.
Spouwankerberekeningen
Wanneer een combinatie van spouwanker en plug gebruikt zou worden in het werk, is het dus van belang dat er specifieke spouwankerberekeningen opgesteld worden voor de druksterkte én de treksterkte.
Normaliter is de treksterkte niet maatgevend in een spouwankerberekening. Echter: wanneer er verankerd wordt in cellenbeton is dit zeker een situatie die beschouwd moet worden, aangezien deze vrijwel zeker maatgevend zal zijn voor het vereiste aantal spouwankers per vierkante meter.
Het mag zodoende duidelijk zijn dat het van belang is dat het systeem dat gebruikt gaat worden voor de verankering van het gevelmetselwerk in cellenbeton goed uitgewerkt en berekend wordt. Het moet dus op tijd bekend zijn en alle onderdelen van het systeem moeten in de berekeningen goed worden meegenomen.
Er zijn dus geen gecertificeerde spouwverankeringen voor gevelmetselwerk in cellenbeton in Nederland verkrijgbaar of beschikbaar. Wanneer er geen gecertificeerde pluggen met spouwankers toegepast worden in gevelmetselwerk, dan wordt hiermee een risico genomen dat deze verbinding niet constructief veilig is en dus zeer waarschijnlijk onvoldoende toereikend om de optredende belastingen op te kunnen nemen. De combinatie van de plug en het spouwanker dient dus gecertificeerd te zijn. Het is niet voldoende dat de afzonderlijke producten dat zijn.
Cellenbeton in de dakrand
Er worden al jaren diverse constructieve verbindingen voor het verankeren van gevelmetselwerk aan cellenbeton toegepast in Nederland. Over het algemeen wordt cellenbeton minder in (dragende) binnenspouwbladen toegepast, maar wel heel vaak als dakrand oplossing. Wanneer gevelmetselwerk aan een binnen-constructie verankerd wordt, wordt er over het algemeen van uitgegaan dat deze binnen-constructie de windbelasting over kan dragen naar de hoofddraagconstructie of dusdanig samen kan werken met het buitenblad dat zo de windbelasting overgedragen kan worden. Windbelasting op het buitenspouwblad wordt door middel van spouwankers overgebracht naar het binnenblad en aansluitend naar de hoofddraagconstructie.
Over het algemeen is het binnenblad in combinatie met het buitenspouwblad voldoende stijf en sterk om deze belastingen over te brengen, maar desalniettemin moet dit wel gecontroleerd worden. In het geval van een gemetselde dakrand oplossing is er vaak sprake van een vrij op het dak staande, lage spouwmuur. Dit betekent dat niet alleen de verankering van het gevelmetselwerk naar het cellenbeton binnenblad voldoende uitgewerkt dient te worden, maar dat ook het binnenblad van cellenbeton de windbelasting over moet kunnen brengen naar de hoofddraagconstructie. Het is dan ook van even groot belang dat de stabiliteit van een dergelijke dakrand wordt gecontroleerd en wordt aangetoond dat deze voldoet.
Dilateren
Los van de sterkte van de verankering en ook de stabiliteit van de gevel- of dakrandconstructie, moet ook rekening gehouden worden met het dilateren van cellenbeton. In de NEN-EN1996-2 art. 2.3.4.2 staat het volgende m.b.t. cellenbeton: “Aanbevolen maximale horizontale afstand, lm, tussen verticale dilatatievoegen in ongewapende niet-dragende muren: 6m.” Metselwerk van cellenbeton moet dus ook gedilateerd worden en dit kan consequenties hebben voor bijvoorbeeld de afdracht van de windbelasting op een buitenspouwblad dat daaraan verankerd moet worden. Hier moet bij de uitvoering van constructies en wanden in cellenbeton rekening mee worden gehouden. In Bijlage B van dezelfde NEN-EN 1996-2 staat verder nog het volgende vermeld ten aanzien van het gewicht van het metselwerk: “aanvaardbare specificaties van metselstenen en mortel voor duurzaam metselwerk in verschillende milieuklasse:
- MX1 en MX2.1: alle+
- 2, MX3.1 en MX3.2 ≥ 400kg/m3.”
Er worden dus eisen gesteld aan de kwaliteit van de cellenbeton afhankelijk van de milieuklasse waarin deze zich bevindt. Wanneer het hier bijvoorbeeld om een dakrand gaat kan dit van belang zijn, zeker wanneer hier het gevelmetselwerk in verankerd dient te worden.
Conclusie
Al met al blijkt dat het gebruikelijke ‘standaard’ detail met een binnenspouwblad van cellenbeton, en dan met name in dakranden, niet zo betrouwbaar is dan mogelijk wordt gedacht. De constructieve verankering van een buitenspouwblad dient goed beschouwd en berekend te worden, met in achtneming dat deze niet gecertificeerd te verkrijgen is in Nederland. Daarnaast moet ook de belastingafdracht naar de hoofddraagconstructie constructief veilig uitgewerkt worden. Daarbij dienen de vereiste dilatatievoegen en constructieve eigenschappen van de toegepaste producten goed meegenomen te worden.
Voor de laatste publicatie van dit artikel in Bouwwereld klik hier
Voor de ingescande versie van het gepubliceerde artikel in de aannemer mei 2020, klik hier!
