Blog Vincent Bakker Tegelvloer_banner
19 september 2017

Tegelvloeren in openbare ruimten 1 - Spanningen

Deze blog is de eerste in een reeks rondom de technische ins & outs bij het ontwerpen van tegelvloeren. Deze blogs sluiten op aan mijn artikel in het Vloer Technisch Magazine (VTM, editie 3/2017) waarin ik diverse schadebeelden aan natuursteen tegelvloeren bespreek. In deze blog neem ik een stapje terug en ga ik in op de spanningen in vloerconstructies die schade veroorzaken.

Tegelvloerconstructies
Tegelvloerconstructies bestaan uit:

- een ondervloer (zandcement of beton, zie grijsgespikkelde laag in afbeelding)
- een lijm- of hechtmortellaag (zie roze laag in afbeelding)
- een tegellaag (zie gele laag in afbeelding)

In veel gevallen is deze laagopbouw aangebracht op de constructieve vloer (zie grijze laag in afbeelding), al dan niet met een tussenlaag bestaande uit isolatie (zie blauwe laag in de figuur hieronder).
 

Afbeelding: Blog Vincent Bakker - Afbeelding 1a

Spanningen
De opbouw van tegelvloerconstructies bestaat dus uit lagen van verschillende materialen. Hierdoor ontstaan – bij opgelegde vervormingen door thermische belastingen – in de opbouw de volgende spanningen:

• Normaalspanning in de dekvloer
• Normaalspanning in de tegelvloer
• Schuifspanning in de zetspecie-/lijmlaag
• Normaalspanning in de zetspecie-/lijmlaag

Hier komen nog spanningen bij door uitdroging van de dekvloer.
 

Afbeelding: Blog Vincent Bakker - Afbeelding 2

Schade
Als bij het ontwerp van de vloeropbouw onvoldoende rekening wordt gehouden met de optredende spanningen, kunnen scheuren ontstaan of tegels onthecht raken. Door het gebruik treedt vaak verdere schade op, die in veel gevallen – in zowel functionele als esthetische zin – afbreuk doet aan de gewenste kwaliteit.

Ontwerpuitgangspunten
Bij het ontwerp is het dan ook van belang om zicht te hebben op de oorzaken van de diverse spanningen. Kortom: welke spanningen treden er zoal op? Waarom? En hoe zijn ze te reduceren – en is schade dus te voorkomen?

Normaalspanningen in dekvloer en tegels
De optredende normaalspanningen in de dekvloer en de tegels betreffen drukspanning en (tegengestelde) trekspanning. Deze spanningen ontstaan door thermische belasting.
 

Afbeelding: Blog Vincent Bakker - Afbeelding 3

Normaal gesproken is de optredende drukspanning zonder problemen op te nemen door zowel de tegels als de dekvloer. Bij een voldoende hechting tussen de dekvloer en de tegelvloer treden er geen spanningsconcentraties op die schade veroorzaken.

Schuifspanningen in aanhechtvlak van tegels op dekvloer
Schuifspanningen in het aanhechtvlak van de tegels op de dekvloer treden op ter plaatse van de randen van vloervelden. Als de aanhechting onvoldoende sterk is, kunnen de schuifspanningen tegels onthechten. Door de onthechting ontstaat een nieuw ‘randveld’. Hierdoor verplaatst ook het gebied waar de schuifspanningen optreden. Zo kan de onthechting verder uitbreiden.

Afbeelding: Blog Vincent Bakker - Afbeelding 4

Normaalspanningen in lijm- of zetspecielaag
Door optredende normaalspanningen in de lijm- of zetspecielaag kunnen trekspanningen ontstaan, wat leidt tot het ‘afspatten’ van tegels. Deze spanningen ontstaan door een temperatuursgradiënt over de hoogte van de vloeropbouw. Een mooi voorbeeld dat ik zelf heb meegemaakt is Winkelcentrum Cityplaza in Nieuwegein. Dit was een vloer waar een parkeergarage onder aanwezig was. In de winter wordt het daar veel kouder dan in de bovenliggende verwarmde winkelgalerij.

Gedilateerde versus ongedilateerde tegelvloer
ABT heeft recent DIANA-berekeningen uitgevoerd voor de tegelvloer in de stationshal van het nieuwe station in Delft link projectpagina. Hieronder het beeld van de DIANA-uitvoer voor een ongedilateerde tegelvloer, met hierin de trekspanningen in de lijmlaag. En direct onder dit beeld ter vergelijk: de DIANA-uitvoer voor een gedilateerde tegelvloer, met hierin de trekspanningen in de lijmlaag.

Afbeelding: Blog Vincent Bakker - Afbeelding 5a
Afbeelding: Blog Vincent Bakker - Afbeelding 5b

Uit de figuren blijkt dat bij de gedilateerde tegelvloer verticale trekspanningen in de lijmlaag ontstaan. Dit komt doordat de spanning niet via de dilatatievoegen als normaalspanning kan worden doorgegeven. Uit de uitgevoerde DIANA-berekeningen blijkt dat het aanbrengen van tegelvoegen tot het afspatten van tegels kan leiden.

In mijn volgende blog besteed ik aandacht aan de oorzaken van scheurvorming in tegelvloeren en aan de ontwerpaandachtspunten om deze scheurvorming te voorkomen.

Reacties

Er zijn nog geen reacties

Uw reactie

Deel dit bericht