Financieel rendement, levensduur, comfort, gezondheid, esthetiek, aanpasbaarheid, bouwsnelheid, grondstoffengebruik en energieverbruik zijn de sleutelwoorden voor een goed gebouw. In al deze aspecten speelt de vloer een prominente rol.
De Ontwikkeling van Prefab Betonvloeren
Tussen 1940 en 1990 onderging de constructiewijze van betonskeletten en -vloeren een ingrijpende verandering. Prefab beton verving grotendeels het ter plaatse gestorte beton. Tot 1940 werden betonnen draagconstructies vrijwel altijd ter plaatse gestort, waarbij vloeren, daken, kolommen en wanden als één monolitisch geheel met elkaar verbonden waren. Bij grotere belastingen en overspanningen van meer dan vijf meter bleek een massieve, zware gewapende betonvloer een ongunstige sterkte-gewichtsverhouding te hebben. Om materiaal te besparen en gewicht te verminderen, ging men ribbenvloeren en roostervloeren gieten. Dit leidde tot optimalisatie door het creëren van holle ruimten in de vlakke vloerplaat op plekken die voor de sterkte geen functie hebben.
Om sneller te kunnen bouwen en arbeidsintensieve bekistingen te vermijden, kwamen in de jaren veertig nieuwe prefab vloerelementen voor woning- en utiliteitsbouw op de markt. De zogeheten elementvloeren van de jaren vijftig konden worden onderverdeeld in balken-, ribben- en combinatievloeren. Balkenvloeren bestonden al sinds het begin van de twintigste eeuw. Sommige elementen dienden (deels) als verloren bekisting, waarbij nog wel tijdelijke ondersteuning nodig was. Andere systemen waren zelfdragend en werden op de bouwplaats alleen nog voorzien van een gewapende druklaag.
In de jaren zeventig kwamen plaatvloeren, T(T)-vloeren en staalplaatvloeren op de markt. Als materialen voor de prefab tussenelementen dienden terracotta, beton, lichtgewicht beton en isolatiemateriaal. Lichtgewicht beton was in de jaren veertig meestal bimsbeton, met vulkanisch gesteente (puimsteen) als toeslagmateriaal. De prefab balken of vloerplaten bestonden uit gewoon beton, hardbeton en vanaf de jaren vijftig voorgespannen beton.
Tot 1940 werd prefab beton vooral gebruikt voor balkenvloeren. Balken en smalle plaatvloeren werden samengesteld uit aansluitend naast elkaar geplaatste gewapende prefab balken of stroken, die massief of (deels) hol waren en een breedte tot vijftig centimeter hadden. De voegen werden gevuld met mortel en soms met wapening, en over de betonelementen werd meestal een druklaag van gewapend beton aangebracht.
Vanaf circa 1900 was een beperkt aantal typen balkenvloeren op de markt. Vroege voorbeelden zijn de Weense Visintinivloeren (een soort tralieligger), de Siegwart holle balkenvloeren en de Normaalbetonvloeren. In de jaren veertig kwamen meer typen holle balkenvloeren beschikbaar, wat samenhing met de behoefte aan geluiddemping, warmte-isolatie en een kortere bouwtijd.
In 1941 leverde Wernink’s Betonmaatschappij in Leiden Norma betonvloeren op basis van I-vormige balken. Van Waning & Co in Rotterdam had Wacobalken: N- en C-vormige vloerbalken, waarbij met de laatstgenoemde een holle vloer ontstond die beter isoleerde. Ook bij de RBM-balken van de Rijnlandsche Betonbouw Maatschappij in Delft ontstond een holle vloer die aan beide zijden vlak was. Van de Amersfoortsche Betonmaatschappij was er een Abema vloer op de markt.
In de jaren veertig gebruikte men voor vloeren, met het oog op de isolerende werking en het lagere gewicht, ook bimsbeton. Zo leverde de Betondak in 1942 zowel Arkelplaat- als Arkelkassettenplaatvloeren van dit materiaal. Bij beide systemen bleef tussen de elementen een sleuf (sponning) open waarin wapening kon worden gelegd. Deze werd gevuld met beton en vormde samen met de deklaag constructief gezien een grindbetonnen ribbenvloer die samenwerkte met de bimsbetonplaten. De firma Oosthoek uit Alphen aan den Rijn produceerde in de jaren veertig vergelijkbare bimsbeton plaatvloeren en had ook een ranke T-balkenvloer van vijftig centimeter breed.
Kwaaitaal-Vormbeton uit Rotterdam leverde vanaf eind jaren veertig liggers in de vorm van holle gewelfde schaalsegmenten van 50 centimeter breed en 18 of 20,5 centimeter hoog. In de jaren vijftig werden de elementen gemaakt van klinker isolietbeton en waren ze volledig zelfdragend. Klinkerisoliet is een toeslagmateriaal van geëxpandeerde klei. De tussen 1965 en 1983 geproduceerde Kwaaitaalvloer is in Nederland veel toegepast, maar was berucht vanwege problemen met roestende wapening. Het in 1964 opgerichte Flevobeton in Harderwijk kwam met het systeem Flevo, dat ook bestond uit segmenten. Tegen de onderkant konden polystyreenschalen worden aangebracht, waarmee overspanningen tot 6,5 meter mogelijk waren. Vanaf 1980 waren de Flevo-segmenten voor begane grondvloeren verkrijgbaar met geprefabriceerde voorgevormde polystyreen vormstukken van 56 millimeter dik.
De ribbenvloer werd in 1950 beschouwd als een overgang tussen de plaatvloer en de T-balkvloer. De eerste generatie ribbenvloeren werd vanaf de jaren dertig ter plaatse gestort op prefab elementen die op een ondersteuning lagen. Vanaf de jaren zeventig hadden ribbenvloeren veelal voorgespannen wapening en waren ze zelfdragend. Elementen voor gietbouwvloeren hadden een onderflens die breder was dan de bovenkant, waardoor sleuven (sponningen) ontstonden wanneer ze naast elkaar werden geplaatst. De wapening die in de sleuven werd gelegd, zorgde samen met de in het werk gestorte betonnen druklaag voor een betonvloer met constructief sterke ribben. Wanneer de korte elementen in de lengterichting onderling niet aansloten, ontstonden dwarsribben en werd een rooster(balk)vloer gevormd, bedoeld voor zwaardere belastingen. Tijdens de bouw was wel een tijdelijke ondersteuning van de elementen nodig, met uitzondering van enkele systemen zoals Riwa- en B.B.B.-vloeren.
Vanaf de jaren dertig ontstond een zeer grote variëteit aan elementen, wat betreft vorm, afmetingen en materiaal. Ze konden zijn gemaakt van keramisch materiaal zoals klei, van lichtbeton met toeslagmaterialen als hollith, bims, sintels en schuimlava, en van gewoon beton. Een bijzonder systeem voor balkenvloeren leverde Bendor-Silica uit Rijswijk, gebaseerd op holle keramische elementen van een mengsel van klei, bimszand en bruinkool. Bij de Riwa-vloeren van De Ridder & Co uit Wassenaar konden de keramische elementen, die net als bij het Bendrof D-systeem bestonden uit een dubbele rij balkstenen met in het midden een betonnen rib, in een fabriek ook tot balken worden gegoten.
Vanaf 1950 waren voor het gieten van ribbenvloeren ook Cusveller-elementen beschikbaar, gemaakt van hollith bimsbeton. Deze zijn tot circa 1965 in woningen gebruikt. NEHOBO maakte in de jaren tachtig bredere keramische ‘bekistingsstenen’ met een bredere onderflens, waarmee een ribbenvloer kon worden gestort. Deze waren anders van vorm en breder dan de NEHOBO-Ideaalblokken, die veel werden gebruikt voor het maken van gewapende holle baksteen vloeren; daarbij werden op de bouwplaats stroken in verband gemetseld en na verharding als prefab vloerdeel geplaatst. Beide systemen worden wel holle baksteenvloeren genoemd, maar ze verschillen qua werkwijze van elkaar. NEHOBO ging de elementen ook in een fabriek tot platen vormen, waarbij door trillen de voegen beter werden gevuld en platen tot 1,2 meter breed ontstonden.
Een ribcassettevloer, ook wel cassetteplaatvloer genoemd, is een soort prefab ribbenvloer. Een cassettevloerplaat (CVP) bestaat uit een dunne plaat van voorgespannen beton, dikkere zijribben en een onderzijde van polystyreenschuim. De geïsoleerde systemen werden speciaal ontwikkeld als begane grondvloer voor de woningbouw en onder meer geproduceerd door Nebi.
Vanaf de jaren vijftig kwamen diverse typen combinatievloeren op de markt, ook wel broodjesvloeren of samengestelde vloeren genoemd. Ze werden samengesteld uit prefab balken met tussenliggende blokken of vulelementen. Ten opzichte van ribbenvloeren en balkenvloeren hadden ze hun zelfdragende karakter en de betere hanteerbaarheid van de kleinere elementen als voordeel. Bij de meeste systemen lagen de blokken op een bredere onderflens van de balken. Voegen werden gevuld met mortel en afhankelijk van de vloerbelasting en overspanning kwam daarop wel of geen druklaag van gewapend beton. Aanvankelijk werden meestal voorgespannen liggers toegepast, vanaf begin jaren zeventig ook tralieliggers.
Een vroeg voorbeeld uit 1941 is het Van der Land systeem, geproduceerd door de Betonindustrie in Spijkenisse. Dit bestond uit U-vormige liggers en tussenplaten van gewapend beton. In 1948 bracht de Holberda uit Amsterdam de Holblokvloer op de markt. Niet veel later volgde het Dato-vloersysteem van de in 1953 opgerichte firma Dato, dat bestond uit voorgespannen balken met daartussen vulblokken van lichtbeton. Begin jaren zestig was een vergelijkbaar vloersysteem van Nebi uit Geleen verkrijgbaar. In die jaren groeide de vraag naar dit type vloeren sterk. Zo verkocht Nebi er in 1960 100.000 m² van en acht jaar later het tienvoudige. Ook de firma Milder uit Huissen leverde dit soort vloeren onder de naam Thermosite Spanbeton-vloer en Milder Spanbeton-vloer.
NEHOBO kwam in 1955 met het Stalton systeem, dat tien jaar eerder in Zwitserland was ontwikkeld. De combinatievloer met betonnen liggers en lichtbetonelementen was minder geschikt voor verdiepingsvloeren, waaraan als zodanig meer behoefte was dan aan begane grondvloeren. Daarom werd begin jaren zeventig gewerkt aan de ontwikkeling en productie van een ander vloertype: de kanaalplaatvloer. De oliecrisis in 1973 bevorderde energiezuiniger bouwen. Geïnspireerd door Franse producten brachten drie marktleiders in 1979 de PS (isolatie)vloeren op de markt, bestaande uit betonnen liggers en polystyreen vulelementen van een of twee meter lengte die onder de liggers doorliepen. Die tweede generatie combinatievloeren zou een enorme vlucht nemen, wellicht mede door de hoge isolatiewaarde en de gasbesparing die in de jaren tachtig een steeds grotere rol ging spelen.
In de jaren zestig kwamen er diverse typen prefab plaatvloeren op de markt die, in elk geval deels, zelfdragend waren en een breedte hadden van tussen de 0,5 meter en 3,9 meter. In 1963 kwam de dubbele T-balkvloer (TT-plaatvloer) op de markt. Deze bestond uit relatief dunne (7 centimeter) betonplaten van 1,2 meter breed en tot 7 meter lang, die hun constructieve sterkte ontleenden aan twee hoge ribben met voorgespannen wapening. In de jaren tachtig werden deze vloeren vooral toegepast op de begane grond van woningbouw, omdat het dunne beton veel geluidsoverdracht gaf en er geen elektra in kon worden weggewerkt. Een leverancier was Omnia uit Coevorden, die het onder de naam ribbenvloer op de markt bracht met aan de onderzijde kunststofschuimplaten. Ook in de utiliteitsbouw werden ze steeds vaker gebruikt vanwege de grote overspanning (tot 28 meter) in verhouding tot hun gewicht. Betonson uit Son leverde ze in 1980 onder de naam Dubbele T-vloerplaat. Latere varianten waren tot 2,4 m breed en werden TT-(vloer)platen genoemd. Ze werden ook gemaakt door de firma Spanbeton uit Alphen aan den Rijn en later onder meer toegepast in het Cementrum in ‘s-Hertogenbosch.
In 1975 kwam in Nederland de Robertson Q-lock staalplaatvloer op de markt, die tien jaar eerder in de Verenigde Staten was geïntroduceerd. Als bekisting en wapening diende een dunne geprofileerde en verzinkte staalplaat met een overspanning variërend van 2,6 tot 6 meter. Hierop werd een laag ongewapend beton gestort. Aanvankelijk vormde de staalplaat alleen een verloren bekisting. Bij de verbeterde versie, zoals die van Robertson, werkt het staal constructief samen met het beton, doordat een zwaluwstaartvormig profiel of nokken de hechting tussen staal en beton verbeterden.
In grote gebouwen werden vaak meerdere typen vloeren gecombineerd toegepast. Zo is de begane grondvloer van de penitentiaire inrichting in Zwaag opgebouwd uit voorgespannen kanaalplaten, terwijl de kolommen en balken ter plaatse zijn gestort.
Kanaalplaatvloeren: Definitie en Kenmerken
Een kanaalplaatvloer is een prefab betonnen systeemvloer die in de lengterichting is voorzien van doorlopende, ronde, holle kanalen. Deze kanalen zorgen ervoor dat de elementen een aanzienlijk lager eigen gewicht hebben in vergelijking met massieve vloeren. De kanaalplaatvloer wordt ook wel aangeduid als een holle plaatvloer of, in Vlaanderen, als welfsel.
Het is een vrijdragende systeemvloer die bestaat uit prefab gewapend betonnen vloerplaten met deze holle kanalen. Over de kanaalplaatvloer hoeft vaak alleen nog een dekvloer (afwerklaag) van minimaal 50 mm te worden gestort. Soms komt er in plaats van een afwerkvloer of als extra laag een druklaag op (gewapend beton), bijvoorbeeld als de kanaalplaatvloer een extra hoge belasting per m² moet kunnen opnemen (sterkte) of als horizontale schijf moet dienen (stabiliteit), waardoor de druklaag constructief meewerkt.
Kanaalplaatvloeren kunnen worden toegepast als dakvloeren en, net als breedplaatvloeren, ook als verdiepingsvloeren. Ze zijn verkrijgbaar in zowel voorgespannen als niet-voorgespannen varianten.
Voordelen van Kanaalplaatvloeren
Kanaalplaatvloeren bieden diverse voordelen:
- Grote overspanningen en hoge belastingen: Ze zijn bij uitstek geschikt voor projecten waarbij grote overspanningen of hoge belastingen aan de orde zijn. De voorgespannen variant kan ook hogere lijnlasten opnemen.
- Efficiënt materiaalgebruik en lager gewicht: Door de holle kanalen kan tot 40% minder beton worden gebruikt vergeleken met massieve vloeren, wat resulteert in een lager eigen gewicht en kostenbesparing.
- Snelle en eenvoudige montage: Prefab betonelementen worden in de fabriek geproduceerd en direct op de bouwplaats geplaatst. Dit bespaart veel tijd ten opzichte van traditionele, ter plaatse gestorte betonvloeren. Er zijn geen betonstempels of bekistingen nodig op locatie.
- Goede isolerende eigenschappen: De holle ruimtes in de vloer dragen bij aan thermische en akoestische isolatie, wat het comfort van het binnenklimaat verhoogt.
- Geschikt voor lange overspanningen: Kanaalplaatvloeren kunnen zonder extra ondersteuning grote overspanningen overbruggen, waardoor er minder draagmuren of kolommen nodig zijn.
- Weinig tot geen bekisting nodig: Omdat de prefab elementen direct geplaatst worden, is er geen bekisting nodig zoals bij in het werk gestorte betonvloeren.
- Duurzaamheid: Beton is een zeer duurzaam materiaal dat bestand is tegen slijtage, vocht en extreme weersomstandigheden, wat resulteert in een lange levensduur van 50 tot 100 jaar.
- Gladde onderzijde: De onderzijde is glad en direct geschikt voor spuitwerk, wat minimale afwerking vereist.
- Milieuvriendelijk: Door het efficiënte materiaalgebruik en de mogelijkheid tot recycling of refurbishing dragen kanaalplaatvloeren bij aan een goed milieuprofiel. VBI kanaalplaatvloeren voeren het label ‘VBI Kanaalplaatvloer Groen’, wat een significante bijdrage levert aan een goede MPG-score.
Nadelen van Kanaalplaatvloeren (ten opzichte van breedplaatvloeren)
Hoewel kanaalplaatvloeren veel voordelen bieden, zijn er ook enkele nadelen te noemen, met name in vergelijking met breedplaatvloeren:
- Beperktere vormvrijheid: Breedplaatvloeren bieden meer mogelijkheden qua vorm.
- Naden: Tussen de kanaalplaten bevinden zich naden die meestal afgewerkt dienen te worden.
- Leidingen: Voor leidingdoorvoeren moeten speciale voorzieningen worden getroffen. Bij breedplaatvloeren is dit eenvoudiger, omdat deze om de leidingen heen gestort kan worden. (Hoewel VBI hiervoor het DoorStapelSysteem met kanaalplaten met leidingsleuven aanbiedt.)
- Ondersteuning: Kanaalplaatvloeren kunnen alleen lijnvormig worden ondersteund (door balken of wanden), terwijl breedplaatvloeren ook puntvormige ondersteuning (kolommen) kunnen hebben.
Productie en Duurzaamheid
VBI kanaalplaatvloeren worden op een duurzame wijze geproduceerd. Samen met materiaalbesparing levert dit een goed milieuprofiel op, waardoor de steenachtige kanaalplaatvloer tot een van de milieuvriendelijkste keuzes behoort. Het speciaal label ‘VBI Groen’, dat VBI sinds 2015 voerde, is een koploper met een nog significant beter milieuprofiel. Met deze kennis en ervaring is het VBI gelukt om het milieuprofiel van het gehele assortiment significant te verbeteren en daarmee de milieu- en CO2-impact verder te reduceren. Vanaf nu voeren alle VBI-kanaalplaatvloeren het label ‘VBI Kanaalplaatvloer Groen’.
Beton speelt een belangrijke rol in de verlaging van het energieverbruik voor verwarming en koeling, omdat het in staat is om warmte en koude op te slaan en later weer af te geven. Elementen met betonkernactivering maken de opslag van thermische energie mogelijk door middel van geïntegreerde leidingsystemen tijdens de betonwerkzaamheden.
Productie-installaties voor prefab betonelementen bieden een veilige en gezonde werkomgeving met aangename temperaturen. De productie is gebaseerd op streng bewaakte industriële processen, waardoor potentiële bronnen van lawaai, stof en vervuiling gemakkelijk te identificeren en te corrigeren zijn. Bovendien zorgt de productie van voorgespannen betonelementen voor een belangrijke besparing op personeel.
Toepassingen en Technische Specificaties
Kanaalplaatvloeren worden veelvuldig toegepast in de woning- en utiliteitsbouw, zowel als verdiepings- en begane grondvloer als dakvloer. Ze zijn geschikt voor toepassingen waar grote overspanningen, zware belastingen en/of kleine constructiehoogtes vereist zijn.
Technische specificaties kunnen variëren, maar omvatten doorgaans:
- Plaatdiktes: 150 / 200 / 265 / 320 / 400 mm
- RC-waarde: Ongeïsoleerd of RC-waarde 3,0 tot 6,5 m³ K/W (bij geïsoleerde begane grondvloeren)
- Brandwerendheid: Standaard 60 minuten, te verhogen naar 90 of 120 minuten bij voorgespannen elementen.
- Milieuklasse: Geïsoleerde begane grondvloeren vallen in milieuklasse XC1. Andere uitvoeringen zijn mogelijk in XC1 t/m XC4 en XF1 en XF3.
- Wapening: Individueel gewapend volgens berekening, met strengen van 6.9, 9.3 of 12.5 mm (kwaliteit FeP1860).
- Betonkwaliteit: C45/55 of C53/65 conform NEN-EN 206-1 en NEN 8005.
- Opbuiging: Rekening houden met enige zeeg bij voorgespannen platen, afhankelijk van afmetingen en wapening.
De breedte van een kanaalplaat is bijvoorbeeld 1200 mm, met maximale lengtes die afhankelijk zijn van de dikte en samenstelling van het beton, tot wel 18 meter. Een op maat "gezaagde" kanaalplaat wordt een pasplaat genoemd, met een kleinere maximale lengte.
Voor beganegrondvloeren wordt brandvertragend EPS (met een warmtegeleidingscoëfficiënt λ van 0,031 W/mK) aan de onderzijde aangebracht.
Isolatie en Luchtdichtheid
Kanaalplaatvloeren kunnen worden geïsoleerd met een fabrieksmatig aangebracht brandvertragend isolatiemateriaal (EPS), wat resulteert in verschillende RC-waardes. Voor luchtdicht bouwen is het belangrijk de kanalen af te dichten. Met kanaalafdichtingen voldoen woningen aan luchtdichtheidsklasse 2, en met kanaal- en naadafdichtingen aan klasse 3.
Een methode om woningscheidende kanaalplaatvloeren luchtdicht en thermisch af te sluiten is Airtight van Mavotrans. Dit product, bestaande uit een gevacumeerde strook minerale wol verpakt in dampremmende PE-folie, expandeert na plaatsing en doorprikken van de folie, en vult de ruimte volledig uit.
Kanaaldeksels (doppen) worden toegepast om indringen van hemelwater en het binnendringen van dieren in de kanalen te voorkomen. Zonder deze deksels kan water in de kanalen komen, wat vorstschade en vochtplekken kan veroorzaken. De deksels dienen ook voor afdichting tijdens transport en montage.
Voor het luchtdicht afsluiten van de kanalen tegen warmteverlies, het voorkomen van vocht, bescherming tegen ongedierte en het vermijden van geluidshinder bij traplopen e.d., kunnen speciale vulblokken zoals Airseal van Celdex worden toegepast.
De kanaalplaatvloer dankt zijn naam aan het Latijnse en Franse woord voor waterloop (canal, canel, chanel), wat verwijst naar de geleidende functie van de holle kanalen.
Kanaalplaatvloeren leggen
Veiligheid en Maatwerk
Bij het leggen van prefab-betonnen kanaal- en breedplaatvloeren blijven de veiligheidsmaatregelen vaak beperkt tot persoonlijke beschermingsmiddelen, terwijl er jaarlijks veel ongevallen plaatsvinden bij werken op hoogte. De Arbowet stelt echter dat collectieve maatregelen de minimale norm zijn. Er zijn handreikingen ontwikkeld met mogelijke maatregelen voor het laden, zekeren, transporteren, lossen en verwerken van deze vloeren, met als doel de veiligheidsrisico's te minimaliseren door menselijke handelingen zoveel mogelijk te vermijden.
Uitsparingen (doorvoeren, ravelingen e.d.) dienen vooraf met de leverancier te worden afgestemd om scheurvorming te voorkomen en de sterkte te waarborgen. Bij het opnemen van leidingen in de kanaalplaat kan de mogelijke vervorming en het verlies aan sterkte worden gecompenseerd door een dikkere onderschil te nemen.
Prefab betonproducten, waaronder breedplaatvloeren en kanaalplaatvloeren, bieden maatwerk voor diverse bouwprojecten. Ervaren vakmensen informeren graag over de diverse producten en toepassingen.
De kosten van een kanaalplaatvloer per vierkante meter variëren afhankelijk van factoren zoals de dikte van de plaat, de afgenomen hoeveelheid, transportkosten en eventuele extra afwerkingen of aanpassingen.
Kanaalplaatvloeren passen goed binnen de filosofie van Fortus, dat zich richt op vastgoedontwikkeling en duurzame bouwprojecten. Ze maken snelle en efficiënte constructies mogelijk, wat essentieel is voor efficiënt bouwen en kostenbeheersing.
