Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cernentindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531 mei 1975FerrocementInleidingFerrocement: dit Engelse woord kan men nietzonder meer vertalen in het Nederlands om debetekenis goed weer te geven. Met ferrocementwordt bedoeld een zwaar gewapende (wape-ningspercentage 0,9 - 5,1 %) zand-cement-mortel. De wapening bestaat uit een langs- enverdeelwapening van dunne staven met daar-tussen en omheen metaalgaas. Ferrocementwordt gebruikt voor dunne platen en gebogenconstructiedelen en wordt het meest toegepastin de scheepsbouw. Vooral in Canada, Austra-lië, Nieuw-Zeeland en in mindere mate inEngeland is het ferrocement hier al veel voorgebruikt, met name voor pleziervaartuigen envissersvaartuigen. In Oost-Europa vindt ditmateriaal meer toepassing in de bouw, bij voor-beeld als dakconstructie {schaaldaken).Overigens is ferrocement al in de vorige eeuw'uitgevonden'. De Fransman Lambot bij voor-beeld maakte er in 1848 een kleine roeibootvan. Velen zijn hem nagevolgd en een van debekendste daarvan is wel Pier Luigi Nervi, dieferrocement ook voor andere constructiestoepast, zoals schaaldaken. Hij kwam tot eenmeer wetenschappelijke analyse van de mate-riaaltechnische eigenschappen van ferro-cement.Mede daardoor is ferrocement in de eo-er jarenweer op de voorgrond gekomen en naastprofessionele toepassingen (vissersscheepjes)was het vooral een groot aantal botenlietheb-bers, die in dit materiaal een mogelijkheidzagen op goedkope wijze aan een casco tekomen.Opbouw van ferrocementDe wapening fungeert als meest belangrijkeelement. Ferrocement bezit namelijk een hogetrek-, druk- en buigsterkte, waarbij de wapeningen vooral het metaalgaas samen met de morteleen veel grotere eenheid vormt dan normaalgewapend beton, dit vanwege het groterehechtingsoppervlak tussen mortel en wape-ning. In figuur 1 is te zien hoe een doorsnedevan een ferrocementelement eruit ziet.1De opbouw van een ferrocementelementtnre2Spanning-rekdiagram voor ongewapendbeton, gewapend beton en ferrocementeen totale dikte van 20 tot 30 mm is hetbegrijpelijk dat er met fijn toeslagmateriaalgewerkt moet worden.In figuur 2 is de verhouding weergegeventussen de trekspanning en de tengevolge hier-van optredende rek (het zgn. o-e-diaqram) vanongewapend beton en gewapend beton en vanferrocement. Duidelijk is te zien dat ferro-cement een veel groter vervormingsvermogenheeft alvorens te bezwijken, dan ongewapenden gewapend beton. Daarnaast is het wel zodat gewapend beton een veel grotere spanningkan opnemen dan ferrocement alvorens tebezwijken.Uit het voorgaande blijkt, dat ferrocementminder bros is en dus betere elastische eigen-schappen bezit.Waar te gebruiken?Het :is al met al een materiaal, opgebouwd uitslechts zand-cementmortel en wapening, datop vrij eenvoudige Wijze gemaakt kan worden.Vakmensen zijn daarbij niet beslist noodzake-lijk; mits vakkundig begeleid, leent het zichook voor de amateurbouw. Dit blijkt onder meeruit de vele particulieren, die in hun vrije tijdcasco's voor boten van ferrocement bouwen.Een ander toepassingsgebied is onlangs aan-getoond in een rapport van de NationalAcademy of Sciences te Washington. Nagegaanis wat het belang van ferrocement is of kanzijn voor de ontwikkelingslanden. Gebleken is,dat in de meeste landen de benodigde grond-stoffen aanwezig zijn en dat het materiaal zichleent voor alle mogelijke vormen en construc-ties. De duurzaamheid van ferrocement is veelgroter dan die van hout, wat vooral :in tropischelanden grote voordelen heeft. Ook is de kost-prijs ervan beduidend lager dan die van geïm-porteerde materialen.2Bouwen in ferrocement is tamelijk arbeids-intensief, wat in de landen van de derde wereldgeen bezwaar hoeft te zijn, gezien het veelalgrote arbeidersaanbod; bovendien is het :in-zetten van ongeschoold personeel geen be-zwaar; er moet alleen een deskundige toezichtop de werkzaamheden houden.Toch moet men niet denken, dat alleen inont-wikkelingslanden de meeste toepassing ge-zocht moet worden. Zo werden bij de bouw vanhet beroemde operagebouw in Sydney ferro-cement bekledingspanelen gebruikt.De vele literatuur over dit materiaal, waarinverslag gedaan wordt van wetenschappelijkonderzoek, bewijst dat men er meer in ziet danalleen een goedkoop materiaal voor de doe-het-zelver.Nog een ander toepassingsgebied is de beel-dende kunst.De techniekUitgaande van een bepaalde constructie, uit tevoeren in ferrocement, zal worden nagegaanwelke werkwijze daarbij gevolgd moet worden.Een onderscheid dient men te maken voorgevallen, waar gewerkt wordt met een mal enwaar dit niet het geval is.Omdat de scheepsbouw het belangrijkste toe-passingsgebied is, volgen hier de methodes,zoals ze bij het bouwen van ferrocement-schepen gebruikelijk zijn:1. zonder mal (de open framemethode), waarbijde scheepsromp wordt geformeerd in eenopen draagconstructie;2. met een binnenmal, meestal opgebouwd uithout; over de mal worden de lagen wapeningaangebracht, waarna de mortel wordt opge-bracht door pleisteren of spuiten;3. met een buitenmal, waarbinnen wapenings-lagen en mortel aangebracht worden.3Ferrocement dakpanelen voor het SydneyOpera House4Voorbeeld van de open framemethode3Bij de methode zonder mal wordt begonnenmet het maken van de spanten, die in eenhouten frame worden opgehangen op exact dejuiste plaats. Aan de buitenzijde van de spantenwordt vervolgens de langswapening aange-bracht en loodrecht daarop de verdeel-wapening. Daarna wordt aan buiten- en binnen-zijde de laag gaas aangebracht, waarbij uiter-aard bijzonder veel vlechtwerk verricht moetworden. De spanten bestaan uit vakwerkjesvan wapeningsstaal of uit een buizenframe.Het pleisteren bij deze methode brengt welproblemen met zich mee; normaal wordt alleenvanaf de buitenzijde de mortel aangebrachten met stalen spanen in de dichte wapeninggedreven. Men duwt daarbij zo lang tot demortel aan de binnenzijde eruit komt. Maarook hier moet dan worden afgewerkt, terwijl dereeds gepleisterde huid zoveel mogelijk metrust moet worden gelaten, dus niet belast magworden. Daarom wordt de mortel ook wel intwee lagen opgebracht: de eerste laag vanafde buitenzijde tot voorbij de hoofdwapening,na verharding hiervan vanaf de binnenzijde detweede laag. Voor het aanbrengen van detweede laag moet de oude verharde laagworden 'aangebrand'; dit gebeurt met eenmengsel van cement, fijn zand en water, datmet een stoffer wordt aangebracht.Wel moet men grote aandacht schenken aande kiel, waarvan de wapening normaal op eenbalk staat. Dit onderste gedeelte moet met nogmeer aandacht verdicht worden, want lekkageaan de kiel is hinderlijk en moeilijk te repa-reren.Bij de open framemethode wordt de bootmeestal rechtop gebouwd, evenals bij debuitenmalmethode, die echter weinig toege-past wordt.Het gebruik van een binnen- of buitenmal heefthet voordeel, dat het pleisteren eenvoudigergaat; immers men heeft een harde ondergrond(de mal), waartegen de mortel wordt aan-geduwd. In de literatuur wordt er echter voorgewaarschuwd, dat er hierbij veel kans is ophet ontstaan van holten en dus van zwakkeplekken in het casco.Ook kan men de huid erop spuiten, wat doorde grote kracht, waarmee dit gebeurt, eensterk resultaat geeft.Het maken van de mal zelf is uiteraard weereen extra werkgang en dit moet uiterst nauw-keurig gebeuren. Bij repetitie van een aantalgelijke rompen wordt deze methode uiteraardvoordeliger. Het oppervlak van de mal moetglad worden afgewerkt. Bij deze methode wor-den eerst lagen gaas aangebracht, vervolgenslangs- en verdeelwapening en tot slot weergaaslagen.Als men de binnenmal gebruikt, kan men deboot zowel omgekeerd als rechtop construeren.Omgekeerd heeft als voordeel, dat men nietomhoog hoeft te werken, hetgeen vooral bij hetpleisteren van belang is, maar het heeft alsnadeel dat de boot gekanteld moet worden.In het algemeen kan men stellen, dat de open45Ferrocementschip in aanbouw volgens demethode met binnenmalframemethode in individuele gevallen de voor-keur verdient. Wil men meerdere exemplarenvan een type boot, dan is het gebruik vaneenmal te overwegen.WapeningVoor hoofd- en verdeelwapening kan men nor-maal betonstaal FeB 220 gebruiken met dia-meters 6 of 5 mm met afstandenh.o.h. van100 tot 120 mm voor de verdeelwapening. Voorde hoofdwapening, die in lengterichting loopt,gelden h.o.h. afstanden van 50 à 60 mmo Voorhet metaalgaas wordt meestalkippegaas ge-bruikt met maaswijdten van ca. 20 mmo Voorandere toepassingen kan men, afhankelijk vande constructie, andere h.o.h. afstanden toe-passen of andere soorten metaalgaas.Omdat ferrocementis opgebouwd uit een grotehoeveelheid fijnmazige wapening, heeft dezewapening een zeer grote invloed op de mecha-nische eigenschappen van het materiaal. Inde grafiek van figuur 6 is een voorbeeld ge-geven, hoe bij een gegeven mortelsamen-stelling de buigtrekspanningen zich verhoudenten opzichte van de rek bij verschillendewapeningspercentages.6De buigtrekspanning en de tengevolge hiervanoptredende rek bij verschillende wapenings-percentagesDe specieDe speciesamenstelling hangt in principe afvan het doel, waarvoor men het ferrocementwil gebruiken. Een vrij algemeen voorkomendesamenstelling is die met 1 deel cement en 2delen zand. Aan dat zand zal men echter weleisen stellen ten aanzien van de korrelopbouw.immers het doordringen van de :in devele wapeningslagen moet bijzonder goedgaan.Vaak wordt ook een hulpstof toegevoegd,in de vorm van een plastificeerder, waardoorde porositeit van de mortel en daardoor dewateropzuiging vermindert.Soms ook kan een gedeelte van het cement(bijv. 10%) vervangen worden door puzzolaan,dit om de vrije kalk te binden en wateropnametegen te gaan.AfwerkenDe buitenhuid kan worden afgewerkt met eenteerepoxy of kunststof. Dit om het beton tebeschermen tegen agressievestotten en omeen afdichting van het oppervlak te verkrijgen.7Het casco van ferrocement is gereed56De resultaten liegen er niet om!Bij een tamelijk ruwe buitenhuid kan men Voorts zou ferrocement ook in de woning- enoverigens ook met een mortelspecie en daarna utiliteitsbouw een vervangend bouwmateriaaleen kunststofcoating het oppervlak afwerken. kunnen zijn.Ferrocement in de toekomstWaarschijnlijk zal in veel landen - en niet alleenin ontwikkelingslanden - de toepassing vanferrocementzich voortzetten. Dat er inter-nationaal ook belangstelling bestaat voor sche-pen van beton, bewijst wel het feit, dat tijdenshet laatst gehouden congres van de FIP (Inter-nationale organisatie tot ontwikkeling vanvoorgespannen beton) een commissie is op-gericht om de bouw van voorgespannen beton-nen schepen :in internationaal verband teonderzoeken. Hierbij worden ook de mogelijk-heden van ferrocement bestudeerd.Gezien de eigenschappen kan ferrocementeen alternatief vorrnen voor de conventionelescheepsbouwmaterialen; een groot voordeelhierbij is de eenvoudige en goedkope wijze,waarop reparaties kunnen worden verricht.7literatuur1. Bingham, 'Ferrocement; design, tech-niques and application', Cambridge, CornellMaritimepress, 1974,444 blz.2. 'Ferrocement; applications in developingcountries', Washington, National Academy ofSciences; 1973, 89 blz.In Nieuw-Zeeland wordt een tijdschrift uit-gegeven, dat geheel gewijd is aan ferrocement:'The Journalof Ferrocement', een uitgave vande New Zealand Ferrocement Marine Asso-ciation Inc. (P.O. box 26 - 073, Auckland 3,New Zealand).Voor verdere informatie kan contact wordenopgenomen met de bibliotheek van de Ver-koopassociatie Nederlands Cement, telefoon020-238531, toestel 138.