Horizontale uitmetseling metselwerk: techniek en uitvoering

Metselwerk bestaat uit stenen die met mortel aan elkaar gemaakt zijn. Na verharding van de mortel is er een versteend geheel ontstaan. In Nederland bestaan de meeste oude gebouwen en monumenten uit metselwerk van baksteen. Tot op de dag van vandaag is baksteen metselwerk nog steeds het meest gebruikte gevelmateriaal. Naast baksteen kan er ook worden gemetseld met natuursteen, kunststeen, betonsteen en kalkzandsteen.

Stelwerk, loodrechtheid en vakmanschap

Het stelwerk vormt de basis voor het metselwerk. Hiermee kan metselwerk goed loodrecht en horizontaal worden uitgevoerd. Metselen blijft vakmanschap en SVL is jouw onderaannemer voor het complete metselwerk. Dit betekent dat wij alle werkzaamheden uit handen nemen, van begin tot eind. Voor het staande metselwerk is een mal gemaakt met daarop de laagverdeling. De laagverdeling (lagenmaat) wordt met een passer op de mal uitgezet. De maatvoering moet exact verticaal boven elkaar worden geplaatst.

Verticaal metselen vergt een andere techniek dan horizontaal metselen. Bij horizontaal metselwerk brengt de metselaar specie aan op de onderliggende laag en drukt of legt de steen in de specie. Bij deze techniek gebeurt het metselen en voegen tegelijk. De stenen worden ‘vol’ en ‘zat’ gemetseld. Daarna wordt de voeg afgewerkt met een pointmaster waarmee een strakke en vlakke voeg wordt gecreëerd. Pointeren is bij SVL inmiddels meer dan vanzelfsprekend vanwege het mooie resultaat. Een van de voordelen hiervan is, los van de kwaliteit, dat het voegen sneller klaar is waardoor het steigermateriaal sneller kan worden afgebroken. Hierdoor bespaar je tijd én geld.

Voegwerk: functie en uitstraling

Goed voegwerk is van belang voor het metselwerk en zorgt voor de uitstraling van een bakstenen gevel. Daarnaast zorgt voegwerk voor het ‘ademen’ en afvoeren van water. Bij de massieve natuurstenen leveren wij mortel op kleur, die direct als voeg dient. U kunt bijvoorbeeld kiezen voor een mortel kleur die overeenkomt met de kleur van de natuursteen. Wanneer de mortel dan dun wordt uitgestreken en diep wordt uitgekrabd, creëert u echt een stapeleffect en lijkt de mortel niet te bestaan. Om meer contrast te vormen, kunt u bijvoorbeeld kiezen voor een lichte voeg bij een donkere steen.

Metselverbanden: keuze en visueel effect

De manier waarop de (bak)stenen gestapeld worden, wordt het metselverband genoemd. Als het gaat over natuursteen metselwerk wordt er vaak voor gekozen in wildverband te metselen. Dit betekent dat de gevel gemetseld wordt zonder patroon waardoor het natuurlijke effect van de natuursteen benadrukt wordt. Zowel onze Natuurgevelsteen als onze Lapide collectie lenen zich ervoor in wildverband gemetseld te worden. Toch ziet dit er in beide gevallen erg anders uit. Lapide heeft namelijk een vaste lagenmaat waardoor de muur uiteindelijk zal bestaan uit rechte lijnen. Daarentegen heeft Natuurgevelsteen geen vaste lagenmaat, maar bestaat uit een mix van verschillende hoogtes. Hierdoor kan ervoor gekozen worden om niet in rechte lijnen te metselen. Een hoge steen van 8 centimeter kan bijvoorbeeld opgevangen worden door twee stenen van 4 centimeter hoog. Metselen in wildverband is dan ook een erg leuke puzzel als u het aan onze metselaars vraagt.

Daarnaast is het ook mogelijk te metselen in Braziliaans verband. Deze manier van metselen kenmerkt zich door de vele openingen die ontstaan in het metselwerk. Dit betekent dat de stenen telkens een klezoor van elkaar verwijderd zijn. Een steen rust dan aan beide kanten slechts ter breedte van dezelfde klezoor op de onderliggende laag. Hierdoor ontstaat een ruimte die vrij blijft en dat geeft het metselwerk een transparant, open karakter. Tot slot wordt er ook wel eens voor gekozen om te metselen in stapelverband, mits u kiest voor natuursteen met vaste formaten. Doordat de stenen dezelfde maat hebben is het mogelijk ze recht boven elkaar te plaatsen. Zo lopen niet alleen de horizontale lintvoegen in elkaar over maar ook de verticale. Hierdoor komt de optische nadruk op het verticale aspect van de gevel te liggen.

Materialen en mortelsamenstelling

Sinds de 2de helft van de 19de eeuw wordt portlandcement toegepast in Nederland. Daarvoor werd er gemetseld met andere mortels zoals kalk (en soms met leem). Bij cementmortels is cement het bindmiddel. Dit is de reden waarom een kalkvoeg altijd zachter is dan of even zacht als de omringende baksteen. Dat is een waardevolle eigenschap bij buitenmuren. Vochttransport vindt plaats via de weg van de minste weerstand: in geval van kalkmortel is dat de voeg. Kalkvoegen nemen eenvoudig vocht op en kunnen het ook weer snel afstaan. Bij een cementvoeg is de baksteen vaak het zachtste en meest poreuze onderdeel. Gevolg: de baksteen neemt het vocht op en kan het niet door de voegen verder transporteren. Daarom moet het vocht ook weer via de baksteen uitdampen. Als het vriest kan de steen gemakkelijker kapot vriezen (afgeschilferde bakstenen).

Cementmortels worden door metselaars graag toegepast omdat je er sneller mee kunt bouwen en omdat ze beter waterdicht zijn wat juist een probleem is bij ‘zachte bakstenen’. Cementmortels kun je alleen toepassen bij harde baksteen. Als het metselwerk hersteld moet worden inboeten moet de mortelsamenstelling afgestemd zijn op het bestaande werk. Zo hoort bij een zachte steen een zachte mortel met veel kalk en geen of weinig cement.

Mechanische eigenschappen: druk-, trekkracht en stijfheid

De genormaliseerde gemiddelde druksterkte (fb) van bakstenen varieert tegenwoordig van 5 tot 30 N/mm2. Voor oud metselwerk kan veiligheidshalve worden uitgegaan van de bovenste waarden in de tabel, oplopend van 5 tot 15 N/mm2. Metselwerk heeft een treksterkte die slechts circa 5% van de druksterkte bedraagt. Hiermee komt de representatieve waarde van de metselwerkdruksterkte f'rep uit tussen 2,5 en 5 N/mm2. Volgens de Eurocode dienen deze representatieve waarden nog door een materiaalfactor γm = 2,2 te worden gedeeld, zodat de conservatieve rekenwaarde voor de metselwerkdruksterkte f'd uitkomt tussen globaal 1,0 en 2,5 N/mm2.

Voor de stijfheid van baksteen en kalkzandsteen metselwerk loodrecht op de lintvoeg kan als veilige bovengrens art. 9.4.1 van NEN 6790:1997 worden aangehouden: E? = 1000 f 'rep. In afwijking kan evenwijdig aan de lintvoeg voor metselwerk met metselmortel worden aangehouden: EII = 1,3 · E?.

Hoogte van verticaal verband en risico van uitknikken

In geval men het risico op uitknikken van de vrije rand als waarschijnlijk neemt, blijft de hoogte van het verticale verband het beste beperkt, en dit in functie van de totale hoogte van de metselwerkmuur. Gegeven de gebruikelijke gemiddelde druksterkte (10 N/mm²) van bakstenen en voegen waarvoor een mortel met een goede hechtsterkte is gebruikt, kan metselwerk in verticaal verband, ingesloten tussen stijve muurvlakken met horizontaal verband, tot drie bouwlagen hoog (8,60 m) worden opgetrokken. In geval van een vrije rand blijft de hoogte van het verticale verband het best beperkt, en dit in functie van de totale hoogte van de metselwerkmuur. Zo blijft voor een muurhoogte van 4 meter het verticale verband bij voorkeur kleiner dan 1m50.

Dilataties: waar en waarom

Om scheurvorming te voorkomen moeten baksteengevels, e.d. waar nodig voorzien worden van dilataties. Bouwtechnische dilataties in gevels zijn nodig vanwege het gekozen bouwproces. Door het wijzigen van de detaillering van de gevel kunnen in sommige gevallen bouwtechnische dilataties achterwege blijven. Bouwtechnische dilataties hoeven niet altijd over het gehele gevelvlak te worden aangebracht. Evenals in verticale richting zullen ook in horizontale richting dilataties moeten worden aangebracht. Deze dilataties zijn noodzakelijk, omdat er naast de thermische lengteverandering, in de hoogterichting vervormingsverschillen tussen het buitenblad en de binnenconstructie zullen ontstaan.

Krimp van de binnenconstructie ten gevolge van het verlagen van het vochtgehalte in de verschillende constructieonderdelen tijdens het gebruik kan eveneens spanningen veroorzaken. De thermische dilatatievoeg moet worden uitgevoerd als een open voeg met een wijdte van 5 mm, volledig vrij van speciebaarden. Voorkomen moet worden dat deze open dilataties tijdens het voegen alsnog worden dichtgezet. Omdat dilataties het gevelbeeld verstoren, zal een ontwerper deze zoveel mogelijk willen camoufleren. Bij in- en uitwendige hoeken altijd een dilatatievoeg maken. Bij U-vormige gevelopeningen ook dilateren. Horizontale dilatatievoegen om de 2 bouwlagen aanbrengen.

Scheurvorming en inspecties

Scheurvorming treedt op als de spanning in een muur de treksterkte van het materiaal overschrijdt. Indien het metselwerk zwak is, zijn hiervan vaak al signalen waar te nemen in de vorm van scheuren, geplette lagen, loslatende stenen, enz. Als het metselwerk onderdeel is van een monument heeft dit monumentale waarde. Behalve voor beperkt herstel en zorgvuldig onderhoud, is voor algeheel herstel van het oorspronkelijke metselwerk en voegwerk een vergunning nodig ex artikel 11 van de monumentenwet 1988.

Indien met gebruikmaking van de gebruikte kenwaarden onvoldoende vertrouwen kan worden verkregen in de gekozen oplossing, kan materiaalonderzoek uitkomst bieden. Omdat de meeste standaardproeven geënt zijn op voorschriften voor nieuw metselwerk zijn hiervoor relatief grote proefstukken noodzakelijk van enkele lagen metselwerk. Dergelijke afmetingen zijn zelden te bemonsteren uit bestaand metselwerk. Er zal daarom vaak gewerkt worden met boorkernen of andere relatief kleine monsters en op de situatie toegesneden proeven. Het verdient aanbeveling om, met het oog op de statistische verwerking van de meetresultaten, altijd meerdere monsters te beproeven.

Functionele rollen van metselwerk

• Dragende functie: De meeste panden zijn in beuken onderverdeeld, waardoor onderscheid is te maken tussen de relatief dikke woningscheidende muren, met hogere belasting per strekkende meter, en de wat dunnere tussenmuren, met een lagere belasting. De zwaardere muren dragen zowel de vloeren als de kap, de wat lichtere tussenmuren vaak alleen de vloeren. De onderliggende fundering is afgestemd op het verschil in muurdikte en belasting.
• Scheidende functie: De gemetselde muren en gevels vormen de fysieke scheiding tussen panden onderling en tussen panden en het buitenklimaat. De muren zorgen daarbij voor o.a. brandscheiding, rookdichtheid, thermische en akoestische scheiding, wind- en waterdichtheid en dichtheid tegen ongedierte.
• Esthetische functie: Het metselwerk bepaalt in hoge mate het karakter van het gebouw. Scheuren in het metselwerk vormen bij funderingsproblemen vaak een eerste signaal van het optreden van ongelijkmatige zettingen.

Praktische aanwijzingen en advies bij uitvoering

Als er gezegd wordt dat iets niet kan dan wordt het voor metselwerkspecialisten pas echt leuk en uitdagend, want zij zijn ervan overtuigd dat alles mogelijk is. Om van een bouwproject een succes te maken, is het van belang dat over alles nagedacht wordt zodat het geheel uiteindelijk klopt. U heeft dan ook vast veel tijd besteedt aan het uitzoeken van een mooie natuursteen sortering die volledig past bij het exterieur dat u voor ogen heeft. Toch komt er meer bij kijken dan het uitzoeken van natuursteen wilt een bijzondere gevel creëren. Hoe de stenen verwerkt worden en de manier waarop gemetseld wordt dragen bij aan het uiteindelijke eindresultaat.

Tabel: representatieve metselwerkdruksterkten f'rep (selectie)

Deze tabel is een vereenvoudigde weergave van waarden zoals opgenomen in de NEN-EN 1996-3 en bijbehorende nationale bijlage, en geeft een indicatie van de representatieve metselwerkdruksterkten bij verschillende baksteen- en mortelcombinaties.

Voor het bepalen van belastingen en paalreacties kan een voorbeeldberekening richting geven. Voor laagbouw (begane grond, 1e verdieping, zolder met schuin pannendak): bouwmuur qd ≈ 75 à 100 kN/m. Voor middelhoogbouw (bgg, 1e verd, 2e verd, 3e verd, zolder): bouwmuur qd ≈ 100 à 150 kN/m. Direct boven de paalkop zal de verticale spanningscomponent in het metselwerk bij benadering variëren afhankelijk van paalbelasting en paaldiameter en kan in de orde van 1,3 tot 4,8 N/mm2 liggen.

tags: #horizontale #uitmetseling #metselwerk