Wanneer en hoe metselwerk sterk is: Technieken, materialen en onderhoud voor duurzaam metselwerk

Metselwerk is een fundamentele bouwtechniek in de constructieindustrie en speelt een cruciale rol in de duurzaamheid en stabiliteit van gebouwen. Het vermogen van metselwerk om krachten op te nemen en te verdelen is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de kwaliteit van de bouwmaterialen, de bouwtechniek, de mortel, en de omstandigheden tijdens uitvoering en onderhoud. In dit artikel bespreken we de essentiële elementen die bijdragen aan het sterke en duurzame karakter van metselwerk. Op basis van onderzoeken, praktijkervaring en standaardiseringen worden de belangrijkste aandachtsgebieden voor constructieve sterkte en duurzaamheid besproken.

Inleiding

Metselwerk kan op meerdere manieren worden opgetrokken en gevoegd, afhankelijk van de doelstellingen, het gebruikte materiaal en de omstandigheden. De combinatie van bakstenen, mortel en voegtechniek bepaalt niet alleen het uiterlijk, maar ook de constructieve prestaties van het metselwerk. Het is belangrijk om te begrijpen dat het sterke karakter van metselwerk niet enkel afhankelijk is van het gebruik van duurdere materialen, maar ook van de juiste toepassing van technieken, correcte voegafwerking en regelmatig onderhoud. In de context van oude en moderne metselconstructies zijn verschillende problemen opgedoken, zoals verouderde spouwankers, verzwakte funderingen en verkeerd aangebrachte mortel. Deze aspecten worden verder toegelicht in dit artikel.

Bouwmaterialen en hun invloed op de sterkte van metselwerk

1. Baksteen: Oude en moderne typen

De baksteen is het fundamentele element van metselwerk. Het verschil tussen oude en moderne bakstenen heeft een grote invloed op de prestaties van het metselwerk. Oude bakstenen, vooral die vervaardigd voor 1890, zijn vaak poreuzer, zacht en elastisch. Ze kunnen beter temperatuurspanningen opnemen en zijn goed bestand tegen vorst. In tegenstelling theretoever huidige bakstenen zijn minder poreus, hard en stijf, wat betekent dat ze minder verend zijn en dus meer afhankelijk worden van constructieve maatregelen zoals dilataties.

Tabel: Eigenschappen van oude en moderne bakstenen

Bron: Monumentenwacht Inspectiehandboek 1, 1.2.1.0; E.J. Haslinghuis en H. Janse, Bouwkundige termen

2. Mortel: Kwaliteit en hydraulische eigenschappen

De mortel speelt een cruciale rol in het versterken van het metselwerk. Het moet hydraulisch zijn, wat betekent dat het verhardt in aanwezigheid van water, en verwerkbare zijn, zodat het eenvoudig kan worden aangebracht. De samenstelling van de mortel moet ook afgestemd zijn op het bestaande metselwerk. Zo hoort bij zachte stenen een zachte mortel met veel kalk en weinig cement te worden gebruikt. Moderner metselwerk daarentegen wordt vaak versterkt met Portlandcement, wat een harde en weinig poreuze mortel oplevert.

De juiste verwerking van de mortel is even belangrijk als de samenstelling. Na het opbouwen van het metselwerk wordt overtollige mortel verwijderd, wat "uitkrabben" wordt genoemd. Hierbij wordt de rand van de baksteen schoongemaakt met een voegspijker, zodat de mortel beter kan hechten en het metselwerk een schoon uiterlijk krijgt. Bij het voegen zelf moeten ideale omstandigheden worden nagestreefd: geen vorst, geen regen, droog en weinig wind.

Technieken voor het opbouwen van sterk metselwerk

1. Metselverband en correcte uitleg

Het metselverband bepaalt hoe de bakstenen op elkaar worden geplaatst en hoe de mortel zich gedraagt. Een veelgebruikte techniek is het zogenaamde "vlechtwerk", waarbij de bakstenen in een specifieke rij worden opgetrokken om een sterke en visueel aantrekkelijke structuur te verkrijgen. Deze techniek is bekend bij vaklieden en vereist een bepaalde slag en techniek bij het voegen en uitkrabben.

2. Voegafwerking: Essentieel voor duurzaamheid

De afwerking van de voegmortel is een kritieke fase in het opbouwen van sterk metselwerk. Voegmortel wordt meestal een paar dagen na het optrekken van het metselwerk aangebracht, zodat de omstandigheden optimaal zijn voor de verwerking. Het gebruik van een voegspijker (voegenstrijker) is essentieel voor een nette en functionele afwerking. Een ervaren voeger brengt de voegmortel met regelmatige druk aan, waardoor de afwerking niet alleen esthetisch, maar ook structuurtechnisch sterk is.

3. Constructieve oplossingen: Spouwankers en funderingen

In spouwmuurconstructies is het gebruik van spouwankers cruciaal voor de structurale integriteit. Spouwankers koppelen het buitenblad en binnenblad van de muur, wat vermindert de kans op scheurvorming en verlaagt de risico’s op instorting. Onderzoek door Thor Logical toont aan dat in tenminste 80% van de jaarlijkse gevelonderzoeken de originele spouwankers niet meer functioneel zijn en vervangen moeten worden. In ernstige gevallen is directe interventie nodig binnen 0-3 maanden.

Een verouderde of slecht ontworpen fundering leidt vaak tot verzakkingen en schade aan gevels, binnenmuren en vloeren. Het herstellen van gemetselde funderingen vereist specialistische kennis en technieken om de constructie weer homogeen, versterkt en stabiel te maken. Onderzoek en advies worden vaak gegeven door een constructeur, en indien nodig wordt een veiligheidsplan opgesteld.

Onderhoud en versterking van bestaand metselwerk

1. Spouwvullingen en na-isolatie

Na-isolatie in de vorm van spouwvullingen heeft in recente jaren veel aandacht gekregen. Echter, onderzoeken tussen 2019 en 2021 hebben aangetoond dat in sommige gevallen onvoldoende of verkeerd geplaatste spouwankers leiden tot scheurvorming en verlies van constructieve integriteit. Dit benadrukt de noodzaak voor regelmatige inspecties en eventuele vervanging van spouwankers.

2. Impregneren van gevelmetselwerk

Bij zowel oude als nieuwe gebouwen is het gebruik van impregnanten een belangrijk onderhoudsmaatregel. Bakstenen zijn poreus en nemen water op, wat leidt tot vochtaanwinst en eventueel schade. Oudere gevels met verweerd voegwerk zijn hier extra gevoelig voor. Het gebruik van een kwalitatief goede impregnant verminderd de slijtage en verlengt de levensduur van het metselwerk. Bij moderne schoonmaakmethoden zoals glasbewassing met osmose-water is het kiezen van de juiste impregnant nog belangrijker, omdat zuiver water reageert met de mortel.

3. Scheurherstel en voegherstel

Scheuren in metselwerk zijn vaak het gevolg van veroudering, verkeerde bouwtechnieken of verzwakte funderingen. Het herstellen van scheuren vereist zorgvuldige inspectie, het maken van een plan en eventueel advies van een expert. Bij het herstellen wordt vaak gebruikgemaakt van beeldmateriaal en wapeningtechnieken om het herstel sneller en effectiever uit te voeren.

De rol van de voeger

De voeger speelt een cruciale rol in het aanbrengen van voegmortel en het garanderen van de kwaliteit van het metselwerk. De voeger moet niet alleen over de juiste gereedschappen beschikken, maar ook het juiste gereedschap en kennis van zaken. Zo heeft een ervaren voeger een bepaalde slag ontwikkeld, waarbij hij of zij de voegmortel met regelmatige druk aanbrengt, wat resulteert in een nette afwerking. De voegafwerking is niet alleen esthetisch belangrijk, maar ook essentieel voor de duurzaamheid en de constructieve prestaties van het metselwerk.

Constructieve modellen en veiligheid

Onderzoek door Ad Vermeltfoort toont aan dat er empirische modellen zijn ontwikkeld die het draagvermogen van metselwerkmuren bepalen. Deze modellen zijn echter gebaseerd op veilige ondergrenzen en geven weinig inzicht in het mechanisch gedrag van het metselwerk. De aannames in de bouwsector zijn vaak zo veilig dat ze kunnen leiden tot overdimensionering van constructies. Het is echter belangrijk om de werkelijke drukken en belastingen in kaart te brengen en eventueel modellen aan te passen.

Conclusie

Het sterke karakter van metselwerk hangt af van meerdere factoren, waaronder de kwaliteit van de bouwmaterialen, de juiste toepassing van technieken, het correcte voegen en regelmatig onderhoud. Oude en moderne metselconstructies vertonen verschillende eigenschappen, waarbij de keuze van mortel en spouwankers een grote invloed heeft op de constructieve sterkte. Het is essentieel om regelmatig inspecties uit te voeren en eventuele problemen op tijd aan te pakken. Het herstellen van funderingen, het herstellen van voegen en het impregneren van gevelmetselwerk zijn cruciale maatregelen om de levensduur en duurzaamheid van metselwerk te verlengen. Door het juiste gebruik van materialen, technieken en onderhoudsmaatregelen kan metselwerk nog vele jaren sterk en betrouwbaar blijven.

Bronnen

1. Thor Logical
2. Metselwerk in de agrarische sector
3. Draagvermogen metselwerk onderzoek