Kalkmortel bij restauratie

kalkmortel -cementvoegmortel
kalkhoudende metselmortel met moderne cement-voegmortel - problematiek

Kalk als toepassing in mortels bij behoud en restauratie van historische gebouwen

In de afgelopen 150 jaar hebben moderne kunstmatige cementmortels de traditionele kalkmortel vervangen. Tegenwoordig zijn cementmortels het meest gekozen bouwmateriaal bij steenachtige substraten bedoeld voor sterke constructies. Daarom zijn bij moderne gebouwen de cementmortels het meest geschikt, echter niet bij historische gebouwen.

De noodzaak van specifieke kennis en het verschil aangaande historische en moderne gebouw technologie en structuren is essentieel als hierbij succesvolle reparaties en onderhoud moet worden uitgevoerd.

Kalk was duizenden jaren lang het voornaamste bindmiddel voor mortels en pleisters en in gebruik bij de meest steenachtige complexen en versterkte bouwwerken voor 1900. Wat is de reden dat men is overgegaan naar moderne cementmortels?

Moderne cement is harder en meer gesloten qua wateropname dan kalkmortels, het doel om een meer uniforme traditionele mortel of pleister toe te gaan passen is dat deze beter vocht reguleert en/of afstaat aan materialen waarmee het verwerkt wordt en deze sneller doet drogen maar ook voldoende sterkte biedt in samenhang met de toegepaste poreuze en taaiere steenachtige materialen. Deze bepaalde combinaties van steenachtige materialen en mortels met cement toevoegingen verkrijgen zodoende een langere vormvaste levensduur met een hogere aanvang-druksterkte. 

Moderne gebouwen vertrouwen doorgaans op de buitenschil om te voorkomen dat vocht in de inwendige constructie kan binnendringen, toch is dit niet het geval in situaties met gevelmetselwerk en/of met isolatie in een spouwmuur-constructie. Bij gevelmetselwerk gaat het eerder om afstaan van geabsorbeerd hemelwater aan de buitenlucht door de poreuze eigenschappen van bakstenen en zand-cementmortels.

De oude kalkmortel soorten in combinatie met baksteen hebben bewezen goede eigenschappen waar het gaat om reguleren van vocht in metselwerk wat ten goede komt aan het welzijn van historische gebouwen. Het toepassen van moderne en te harde cement-(voeg)mortels bij historische gebouwen moet worden voorkomen, de kans dat vocht ingesloten wordt is groot met kans op blijvende gevolgschade. 

Het blijft interessant en om notitie te nemen van het feit dat veel bouwwerken die vaak meer dan 500 jaar geleden gebouwd zijn met kalkmortel technologie, vandaag de dag nog steeds in een uitstekende conditie verkeren. Hoe zal dat met onze moderne structuren zijn over 500 jaar?

Een korte chronologische historie van kalk toepassingen in bouwwerken

  1. Prehistorische toepassing; Mesolithische periode 9000 – 4000 v.Chr.: Jericho, Mesopothamië; Gepolijste kalk pleister vloer
  2. 2500 v.Chr. – Oud Egypte; kalk en gips muurpleisters
  3. 500 v.Chr. – Mycenae, Griekenland; fijn kalkstukwerk in tempels
  4. 300 v.Chr. – Romeins Italië; kalkbeton, een mix van zand, kalk en puzzolanen toegepast in het Appian Aquaduct
  5. 98 in onze jaartelling – Duitsland; waterwerken of Gaul gebruik van puzzolanen bevattende kalkmortel
  6. 122 – 130 in onze jaartelling – de Muur van Hadrianus, geconstrueerd met kalkhoudende betonmortel
  7. 600 – 1600 in onze jaartelling – meest gangbare mortels om te bouwen en muren te pleisteren

Bestaand houtskelet binnenblad opnieuw verankeren aan metselwerk

Historie houtskelet binnenbladen van spouwmuur constructies

De eerste (ons bekend en in Nederland toegepast) houtskelet binnenblad constructies, in combinatie met een gemetseld buitenblad van baksteen en daartussen een spouw, werden verankerd met verzinkt stalen spouwankers met punt-schroefdraad en haak. Deze spouwankers werden ingedraaid in de houten stijlen van het houten skelet doorheen de waterwerende en dampdoorlatende folie of in het hart van een houten stijl en/of naad tussen twee vochtwerende vezelplaten in met daarachter een houten stijl.

Spouwmuur constructie verankering

Het probleem met verzinkt stalen spouwankers is dat deze slijten en versneld roesten in een aanhoudend vochtig klimaat en daarom minder duurzaam zijn dan de gevelconstructie van gebouwen zelf. De levensduur van een gebouw werd destijds geschat op 60 tot 100 jaar en de levensduur van verzinkt stalen spouwankers was destijds 25 tot 35 jaar (opgave door de leverancier).

Destructief onderzoek

In anderhalf jaar tijd heeft Thor Logical gevelonderzoek verricht aan 7 verschillende gebouwen van ten hoogste 30 jaren oud waarbij houtskelet binnenbladen zijn toegepast met verzinkt stalen spouwankers. In alle situaties zijn bij deze 7 objecten eerst scheuren ontstaan in het metselwerk van buitenbladen die aanleiding gaven tot gevelonderzoek. 

In het kort komt het erop neer dat wij tijdens destructief onderzoek bij verschillende gebouwen verzinkt stalen spouwankers hebben aangetroffen met roest klasse 1 t/m 4 volgens BRL 2109 tabel of met een ander soort gebrek of ernstige en/of risicovolle tekortkoming.

Gevelinspectie Liebergerweg e.o. Hilversum -142

Naast onze waarnemingen met verzinkt stalen spouwankers bij houtskelet binnenbladen zien we ook dat verzinkt stalen kozijnankers zijn toegepast in het buitenblad van metselwerk. In enkele situaties hebben we volledig roestige kozijnankers aangetroffen met diameter afname met als gevolg dat metselwerk wordt opgedrukt en ruimte ontstaat op deze posities in de lintvoegen die deze situatie alleen zal doen verergeren en meer schade zal veroorzaken. 

Noodzaak spouwankers

Natuurkrachten hebben veel invloed op het buitenblad van een spouwmuur constructie en het eigen gewicht (massa) van het metselwerk heeft ook een belangrijk aandeel in krachten die op een gevel worden uitgeoefend. Daarom worden bij gevels met houtskelet binnenbladen veelal geveldragers toegepast waar metselwerk op wordt geplaatst tot een bepaalde grootte en verdiepingshoogte. 

Aangezien een houtskelet binnenblad onvoldoende stijf is (minder sterk dan een steenachtig homogeen substraat) en als buigslap wordt aangemerkt, komen alle krachten die invloed hebben op gemetselde gevels in deze situatie voor het grootste deel voor rekening van baksteen metselwerk buitenblad. Mede door onjuiste verankering door toepassing van kozijnankers in het buitenblad, bouwfouten en de hiervoor genoemde situaties met verzinkt stalen spouwankers, zullen eerder scheuren ontstaan in metselwerk van de buitengevel.

De verankering van buitenblad met binnenblad in situaties met houtskelet binnenbladen noemt men contourverankering waarbij spouwankers alleen in de houten stijlen mogen worden aangebracht, met uitzondering van houten stijlen rondom gevelvulling en randen (uiteinden van het houtskelet). 

Contourankerplan Houtskelet

In de bovenste 50cm en 100cm vanuit de hoeken van een gebouw mogen geen spouwankers worden toegepast in een houtskelet binnenblad. Uitzonderingen daargelaten zoals bij dilataties en specifieke constructiedetails.

Door hiervoor genoemde beperkingen en situaties met betrekking tot verankeren buitenblad metselwerk aan een binnenblad van houtskelet, zorgen deze soms ook voor problemen met geveldragers die door verschillende oorzaken onvoldoende geborgd zijn aan casco betonconstructie. 

Hoe lossen we dit probleem in heden en toekomst op?

Tegenwoordig worden bij spouwmuur constructies die bestaan uit een buitenblad van metselwerk en een binnenblad van houtskelet veelal roestvast rondstalen spouwankers toegepast van (A4) RVS 316 kwaliteit.

Dan hebben we het alleen nog maar over gebouwen met houtskelet binnenbladen waarbij verzinkt stalen spouwankers zijn toegepast. Deze gebouwen vormen een risico voor zowel de gezondheid als grote kans op ernstige gevolgen voor bewoners, gebruikers en passanten als de gevel zal bezwijken of zelfs al bij een enkele loskomende baksteen.

Kan gevelmetselwerk opnieuw worden verankerd aan bestaand houtskelet?

In de praktijk blijkt het lastig om vanaf de buitenzijde RVS Air Twist renovatie-spouwankers aan te brengen, je kunt immers niet exact zien waar de houten stijlen zich bevinden. De houten stijlen zijn soms niet dikker dan 38mm. Het aan de buitenzijde openmaken en verwijderen van bakstenen, het zoeken, nieuwe spouwankers aanbrengen en daarna de gevel weer netjes dichtmaken en afwerken is een kostbare en tijdrovende klus waarbij vaak ook een steiger nodig is.  

IMG_2452

Een beter en goedkoper alternatief is het toepassen van RVS Air Twist renovatie-spouwankers die van binnen uit (vanuit de woning) worden geplaatst na het verwijderen van de afwerking aan de binnenzijde van kamers waardoor het houtskelet zichtbaar wordt. In sommige situaties kan zelfs de afwerking kamerzijde van het binnenblad intact blijven als goede resultaten worden geboekt met een hout-scan/detector en hierbij stijlen met voldoende dikte aanwezig zijn.

 

Werkwijze aanbrengen RVS Air Twist renovatie-spouwankers

Met behulp van een vooraf afgestemd contour-ankerplan worden de posities van de nieuwe renovatie-spouwankers bepaald. Met een 5mm diameter houtboor worden rechtstandig en haaks met de lengterichting mee op de houten stijl in het hart een gat geboord. Hierna wordt afhankelijk van de spouwbreedte met een steenboor tot een diepte van 60mm in het buitenblad (metselwerk breedte 100mm) geboord doorheen de houten stijl met een steenboor van voldoende lengte en waarbij gelet wordt op de weerstand die men voelt tijdens aanbrengen in het metselwerk buitenblad, met name bij strengpers(bak)steen dient men zorgvuldig te werk te gaan.

Vervolgens wordt een Air Twist renovatie-spouwanker van de juiste lengte met hamerslag (let op! hiervoor is een hulpstuk nodig) door het voorgeboorde gat in de houten stijl gedreven en is de verbinding tot stand gekomen.

Welke renovatie-spouwankers moet ik toepassen?

De roestvast stalen renovatie spouwankers (Air Twist) met gedraaide wokkelvorm (Helical) zijn geschikt en getest voor het bevestigen van steenachtige materialen onderling en/of aan hout-sterkte klasse C18 en C24; het meest toegepaste (Naald)hout voor de bouw en houtskelet zijn Vuren of Grenen.

Stappenplan

  • Destructief onderzoek met behulp van hoogwerker of steiger aan de buitenzijde en binnen in kamers van tenminste twee woningen en zelfs bij meerdere type woningen (indelingen) meer woningen;
  • Trekproeven buitenblad metselwerk met RVS Air Twist Renovatiespouwankers;
  • Contourankerplan opstellen en RVS Air Twist renovatie-spouwankers laten plaatsen door een TH gecertificeerd persoon/bedrijf;
  • Optioneel na-controle met hoogwerker langs gevels.

Voordelen RVS Air Twist renovatie-spouwankers met KOMO en CE:

  • Roestvast staal 316 kwaliteit is klimaat-vocht – (roest)bestendig;
  • Roestvast staal heeft een zeer lage thermische geleidbaarheid;
  • Roestvast staal heef een hoge brandwerendheid (brandveiligheid).

Informatie over metselwerk wapening producten en systemen: www.thorhelical.nl

Voegwerk onderzoek en herstel advies

Historisch Metselwerk 4

Om sterk metselwerk te kunnen maken worden bakstenen met een bepaald formaat verwerkt in een metselverband (soort vlechtwerk) en opgetrokken met behulp van een soepele verwerkbare specie.

Specie is een mortel die makkelijk verwerkbaar is en hydraulische eigenschappen heeft om te kunnen verharden. Na het verwerken van bakstenen en optrekken van schoon metselwerk wordt overtollige mortel verwijderd, dit noemt men uitkrabben, waarbij met behulp van een oude voegspijker de randen van de baksteen schoon worden gemaakt, waardoor de naderhand aan te brengen voegmortel beter kan hechten en schoon (zicht)werk kan worden verkregen.

Bij traditioneel schoon metselwerk wordt voegmortel een paar dagen na het optrekken van metselwerk aangebracht waarbij de omstandigheden het liefst optimaal zijn voor verwerken van voegmortel en het voegen zelf. Bij vorst of hoge temperaturen mag geen voegwerk worden aangebracht. Tijdens regen kan smetwerk ontstaan op de bakstenen, daarom kun je beter voegen met schaduw of weinig zonnestraling tijdens droge omstandigheden en met weinig wind.

Een vakman (voeger) heeft het juiste gereedschap en kennis van zaken. Zo heeft de voeger een bepaalde slag ontwikkeld waarbij hij/zij het voegwerk met regelmatige druk aanbrengt met behulp van een voegspijker (voegenstrijker) en waardoor een nette afwerking ontstaat.

De voegmortel bestaat uit kalk of cement met bindmiddel en de juiste hoeveelheid water, na het fijnmazig zeven van het zand wordt kalk of cement toegevoegd in afgemeten delen net als het zand, na het mengen van deze droge stoffen wordt schoon leidingwater toegevoegd en verwerkt tot voegmortel dat eerst een tijdje moet blijven staan rusten. In de tussentijd wordt de gevel en bakstenen bevochtigd waarna op het juiste moment het voegwerk kan aanvangen.

Het leveren van kwaliteit voegwerk hangt dus af van meerdere factoren en omstandigheden. In realiteit komen we verschillende kwaliteiten en soorten voegwerk tegen tijdens gevelinspecties en metselwerk onderzoek bij bestaande gebouwen en ook bij historisch metselwerk.

Bij goede en minder goede kwaliteit voegwerk horen ook termen als verbranden, verdrogen, vorstschade, uitgelopen voegwerk, vergipsen  toplaag, lintvoegen, stootvoegen, vol en zat, doorstrijken, borstelvoeg, grove voeg (gaas vegen), witte uitslag, poreus voegwerk als waterdicht voegwerk en zo zijn er nog wel een dozijn termen of vakjargon benamingen voor voegwerk te vinden.

Voor het maken van een goed voegherstel advies met aanbevelingen kijken we niet alleen naar het voegwerk van de gevel maar ook naar de locatie van het gebouw, de historie en de omgevingsfactoren. 

Van het totaalbeeld en gevalideerde onderzoeksresultaten maken we rapport. 

Instabiele gevels

Instabiele gevel

Wat te doen bij een instabiele gevel?

In deze situatie kwamen we aan op een locatie in Amersfoort waar kort ervoor een gevelonderzoek had plaatsgevonden door een ingenieursbureau. Zo stond er al een steiger voor deze kopgevel wat het onderzoek voor ons een stuk makkelijker maakte.

Het betreft een spouwmuurconstructie kopgevel met rondingen en waarbinnen in (in de spouwconstructie) op een hoogte van 10 meter boven terreinaansluiting een geveldrager staalconstructie is aangebracht waar een groot deel van het buitenblad (zichtbare gevel) op rust.

Het was de bedoeling om de situatie met kopgevel metselwerk te beoordelen en om een snelle methode te vinden om e.e.a. te herstellen. Nadat we eerst een korte visuele inspectie hadden uitgevoerd zagen we al snel een aantal zorgwekkende zwakke plekken en schades in verschillende geveldelen. Na een kort destructief onderzoek waarbij we over een groot deel in de spouw konden kijken, zagen we dat er geen constructieve verbinding meer aanwezig was met het binnenblad en al een deel metselwerk van de gevel boven de geveldrager aan het afschuiven was. Hierop zijn meteen de gemeentelijk bevoegde instanties en hulpdiensten door ons ingeschakeld en zijn we meteen begonnen met behulp van politie en gemeente om de doorgaande weg onder deze instabiele gevel af te zetten onder toezicht van de brandweer.

Intussen werd er opgeschaald naar een grotere afzetting van het gebied en kwamen betrokken aannemers en bouw- en woningtoezicht bij elkaar om de situatie met elkaar te bespreken en om tot een snelle veilige oplossing te komen.

Intussen waren wij (Thor Logical), inmiddels twee man sterk, samen aan het brainstormen gegaan met metselwerk onderaannemer Bohle om tot een goede oplossing te kunnen komen.

Instabiele gevel

In eerste instantie was nog sprake van het afpellen van de gevel (buitenblad), bij nader inzien leek het ons beter om eerst in overleg met een constructeur een tijdelijke oplossing te vinden om de instabiele gevel te stabiliseren. Hierna (bedachten wij samen) zou stapsgewijs het buitenblad van binnenuit verankerd worden aan een nieuw of aan het reeds bestaande binnenblad. Dit kon zelfs eenvoudig en snel worden uitgevoerd met de ‘renovatie spouwankers’ van Thor Helical. De aanwezige metselwerk onderaannemer was immers al TH gecertificeerd om deze TH Air Twist renovatie spouwankers te mogen plaatsen dus ging hij er direct mee aan het werk.

Mocht u te maken krijgen met instabiel gevelmetselwerk, loskomende gevel, gevaarlijke gevel, omgevallen gevel, loszittende bakstenen, losse geveldelen, vallende stenen of zelfs gevelmetselwerk schade door noodweer of calamiteiten? Wij (Thor Logical) handelen snel en zoeken voor u de beste en meest kostenbesparende oplossing tot behoud van uw gevel.