SLIJT VASTE EN DUURZAME MONOLITISCH AFGEWERK TE BETONVLOEREN MET OF JUIST ZONDER INSTROOIMATERIA ALBeton is van nature een duurzaam en slijtvast product. Voor zwaar belaste industrievloeren wordt soms de toepassing van een toplaag met harde instrooimaterialen voorgeschreven. Dat is echter niet altijd nodig en kan soms juist leiden tot uitvoeringstechnische problemen zoals delaminatie. In dit artikel wordt aan de hand van enkele voorbeelden duidelijk waarom en wanneer het zinvol is om slijtvaste instrooimaterialen te gebruiken en wanneer niet. De focus ligt daarbij op monolitisch afgewerkte betonvloeren. Zin en onzin van een INSTROOILA AG SLIJT VASTHEID MONOLIET VLOEREN Een monolietvloer is een betonvloer waar van het opper vlak, direct aansluitend aan het stor - ten, in één arbeidsgang glad wordt afgewerkt door mechanisch afspanen (vlinderen). De vloeren kunnen worden onder verdeeld in vier slijtvastheidsklassen (tabel 1). De klassen geven de maximaal toelaatbare afslijting (in mm) aan bij beproeving volgens NEN 2874 [1]. Deze zijn gebaseerd op Amsler slijtproeven, waar van referentiegegevens beschikbaar zijn. De norm is echter per 25 juli 2017 ingetrokken. Bij vloeren met een toplaag van ingestrooide materialen worden de klassen nog wel regel- matig toegepast. Monolietvloeren, mits goed uitgevoerd, zijn in principe al voldoende slijt - vast. Daar voor is het hanteren van een slijt - vastheidsklasse overbodig. Tabel 1. Slijtvastheidsklasse SLIJTVASTHEIDS- KL ASSE MA XIMA AL TOEL A ATBARE GEMIDDELDE AFSLIJTING (MM) I 1,0 II 1,5 III 2,0 IV geen eis Doorgaans bestaat betonmortel, dat door de betoncentrale wordt geleverd, voor ongeveer 70% uit slijtvast materiaal, namelijk zand, grind en/of een ander hard steenachtig materi- aal. De uiteindelijke slijtvastheid van de gestorte vloer hangt af van het basismengsel, met name van het toegepaste bindmiddel, het type plastificeerder, de consistentieklasse en de verwerking zoals verdichtingsenergie en nabehandeling. Als alles goed is gegaan tij- dens de verwerking van de betonmortel, zal de uitgeharde vloer een hardheid behalen van 6 of 7 Mohs (zie kader 'Hardheidsschaal van Mohs') en daarmee voor de meeste toepassingen vol- doende slijtvast zijn (foto 1). JUISTE VERWERKING Voor de kwaliteit en uitvoering van monoliet - vloeren is NEN 2743 [2] van toepassing. In sommige gevallen gaat de uitvoering echter niet goed en komt de gevraagde slijtvastheid in gevaar. Het instrooien van harde materialen, zoals kwarts (7 Mohs), korund (8-9 Mohs) of siliciumcarbide (9-9,5 Mohs), in de toplaag van de betonmortel kan dan uitkomst bieden. Maar voordat we naar deze oplossing grijpen, is het HARDHEIDSSCHA AL VAN MOHS De hardheidsschaal van Mohs is een schaal van 1 tot 10, die de relatieve hardheid van een mineraal aangeeft. De schaal is empirisch en niet lineair. Het mineraal diamant heeft de hoogste waarde (10), talk de laagste (1). Orthoklaas heeft een hardheid van 6 Mohs, kwarts 7 Mohs. De absolute hardheid van talk is 1, van orthoklaas 72, van kwarts 100 en van diamant 1500. van belang te snappen waarom de slijtvastheid in gevaar is gekomen. Met een juiste kennis van betontechnologie en juiste uitvoering had dit namelijk in veel gevallen voorkomen kunnen worden. HOMOGEEN EN STABIEL MENGSEL Het verkrijgen van een goede, slijtvaste mono- lietvloer begint met het betonmengsel. De betontechnoloog zal streven naar een homo- geen en stabiel mengsel. Voor een optimale slijtvastheid moet de korrel- en lijmverdeling in de gehele doorsnede van de vloer namelijk gelijk zijn. Zo'n mengsel laat zich prima ver - 10 VAKBL AD 3 2024 Auteur Jurjen Talsma, Kwaliteitsdienst Beton BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 10BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 10 05-09-2024 12:3705-09-2024 12:37 1 Voor het verkrijgen van een goede, slijtvaste monolietvloer is instrooimateriaal in veel gevallen niet nodig (foto: Ryan Smith) werken (foto 2, links). Bij een instabiel meng- sel ontstaat boven in het mengsel een over- maat aan cementsteen. Cementsteen is al de zwakste schakel, maar bij een instabiel meng- sel neemt ook het watergehalte en daarmee de water-bindmiddelfactor toe en dat is dubbel negatief voor de hardheid en slijtvastheid. VERDICHTEN Een ander aandachtspunt tijdens de uitvoering is verdichting. Dit is niet iets dat je zomaar beheerst. Verdichten vergt vakmanschap en het kennis hebben van de eigenschappen. De verdichtbaarheid hangt sterk af van type bind- 2 Een homogeen en stabiel mengsel (links) en een ontmengd mengsel (rechts) (foto: Dekker BetonAdvies BV) 11 VAKBL AD 3 2024 BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 11BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 11 05-09-2024 12:3705-09-2024 12:37 middel, water-bindmiddelfactor (weinig water en veel plastificeerder geven vaak een taai mengsel), verhouding cementpasta/toeslag- materiaal, korrelvorm van het toeslagmateri- aal, hulpstoftypen en de temperatuur van zowel de betonspecie als de omgeving. Zo is bijvoorbeeld een mengsel met graniet in plaats van grind over het algemeen stabieler, maar vraagt het andere verdichtingsenergie. Bij te lang verdichten kan ontmenging optre- den en kan een 5 tot 20 mm dikke laag cement - pasta ontstaan waarin weinig of geen grof toe - slagmateriaal aanwezig is (zie alinea 'Praktijkvoorbeeld 1: papperig opper vlak'). Na verharding is cementsteen in principe altijd de zwakste schakel, met relatief weinig sterkte en veel krimp. Voor een voldoende slijtvaste monolietvloer is het van belang dat de toplaag juist voldoende (grof) toeslagmateriaal bevat. SCHUREN EN VLINDEREN Het afwerken van de monolietvloer, het vlinde - ren, wordt succesvol als er voldoende cement - pasta in de top aanwezig is. Schrale mengsels met weinig fijne delen (< 0,250 mm) laten zich lastiger afwerken/vlinderen dan de vettere mengsels. Niet-plastisch toeslagmateriaal, zoals grind of graniet, laat zich moeilijk schu- ren. Maar, zoals gezegd, te veel cementpasta bovenin is ook niet goed. Het is de kunst om voor elkaar te krijgen dat er tijdens het schuren van de vloer een klein beetje cementpasta omhoog wordt gewerkt, of ? anders gezegd ? dat het toeslagmateriaal naar beneden wordt gedrukt. In beide gevallen ontstaat er een paplaagje dat zich goed laat schuren en vlinde - ren. In deze fase komt het echt op vakman- schap en specialisme aan. In het dunne laagje cementpasta aan het opper vlak van de vloer, net boven het toeslagmateriaal, zit zand (kwarts, 7 Mohs) en dat zorgt in belangrijke mate voor de slijtvastheid van de vloer. PR AK TIJK VOORBEELD 1: PAPPERIG OPPERVL AK Een praktijkvoorbeeld. Tijdens een werkbe - zoek viel op dat het opper vlak van de pas gestorte vloer er papperig uitzag (foto 3). Er was geen bleeding zichtbaar. De toplaag bestond uit bindmiddel, water, plastificeerder en fijn zand, zonder groter toeslagmateriaal. Om erachter te komen wat de dikte van deze snotterige toplaag was, volstond het insteken van de vinger in de laag totdat er groter toe - slagmateriaal voelbaar werd (foto 4). Dat bleek zich op zo'n 4 cm onder het opper vlak te bevinden. Als deze toplaag zonder ingrijpen zou zijn verhard, had dat geleid tot een erg slechte kwaliteit: weinig slijtvast en met fors meer krimp dan in het onderliggende beton. Even werd overwogen om grof toeslagmateri- aal in de paplaag in te strooien en dit in te schuren. Maar dat zou niet hebben geleid tot dezelfde kwaliteit en slijtvastheid als van nor - maal beton. Uiteindelijk is gekozen voor het ver vangen van de ontmengde toplaag met een nieuwe laag betonmortel. Het volume werd berekend (dikte ontmengde laag × opper vlak vloer) en het nieuwe homogene betonmengsel werd vanuit het midden van de vloer aangebracht (foto 5). Daardoor werd de pap naar buiten gedreven tot over de bekisting. De pap werd na uitharden opgeruimd en de nieuwe vloer vol- deed aan de verwachtingen. VOORGESCHREVEN HOEVEELHEID INSTROOIMATERIA AL Het komt (helaas) vaak voor dat in een bestek een bepaalde hoeveelheid instrooimateriaal wordt voorgeschreven. Het is goed je eerst af te vragen waarom dat gebeurt en of het wel nodig is. Gaat de constructeur er van uit dat de verwer - king niet goed zal gaan? Of kan de gewenste hardheid niet worden behaald met het normale zand en grind, bijvoorbeeld omdat het gaat om zeer zwaar belaste industrievloeren? De toe - passing van harde instrooimateriaal kan inder - daad nodig zijn. De ver volgvraag is: waar moet je dan op letten? (Zie volgende alinea.) 4 Vingerpoef: groter toeslagmateriaal bevond zich 4 cm onder het opper vlak Het gebruik van een handschoen in plaats van beschermende crème wordt aangeraden 3 Te lang verdichten leidde tot een papperig opper vlak van deze pas gestorte vloer Als alles goed gaat tijdens de verwerking van de betonmortel, zal de vloer zonder instrooimateriaal voor de meeste toepassingen voldoende slijtvast zijn 12 VAKBL AD 3 2024 BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 12BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 12 05-09-2024 12:3705-09-2024 12:37 PR AK TIJK VOORBEELD 2: KORST Nog een praktijkvoorbeeld. Soms staan op een werk pallets klaar met instrooimateriaal, cement en een menger. De bedoeling is dat droog kwarts en cement worden gemengd en ver volgens worden verdeeld over de vloer. Wanneer het mengsel in meerdere stroken wordt aangebracht, overlappen de stroken elkaar vaak (deels), wat kan leiden tot een lokale verstoring in de water-bindmiddelfactor en daarmee de kwaliteit (en kleur) van het opper vlak. Omdat in het mengsel van kwarts (zand) en cement geen water zit, wordt voor de hydratatie van het cement water onttrokken uit de eerder aangebrachte onderliggende beton- laag (foto 6). Bij dit (stabiele) betonmengsel ontstaat hierdoor in de toplaag een verlaging van het watergehalte. Dat lijkt op een korst. Deze zit in een relatief droog deel in de vloer. Het betreft een ander fenomeen dan de cementsteen boven in het eerder beschreven ontmengde mengsel (foto 2, rechts). Vaak vinden de afwerkers dit prettig, want dan kan het vlinderen eerder plaatsvinden. Maar de dieper gelegen betonmortel is plastischer en natter. Tijdens beweging in de toplaag kan deze nattere betonmortel water en/of lucht loslaten. Dit wil opstijgen, maar vaak is het doorlaten van water en/of lucht niet meer mogelijk en wordt het opgesloten onder de toplaag. Dit fenomeen is een van de oorzaken voor delaminatie, ofwel een losse toplaag. 6 Het instrooien met zand en cement kan ertoe leiden dat water wordt onttrokken uit de eerder aangebrachte onderliggende betonlaag, met als mogelijk gevolg delaminatie 5 E en nieuw homogeen betonmengsel wordt vanuit het midden van de vloer aangebracht en drijft de pap naar buiten tot over de bekisting PANTSERL A AG In situaties waarbij een vloer met hoge slijtvast - heid wordt gevraagd, kan worden afgeweken van het monolit hisch systeem en gekozen voor een dunne pantserlaag. Bij deze alternatieve oplos - sing wordt allereerst de constructievloer tot on geveer 40 mm onder het opper vlak afgereid. Ook wordt de vloer op de dag van de stort met een stalen bezem opgeruwd. Dit om een optimale aanhechting te kunnen garanderen met de bovenliggende laag. De schone onder vloer wordt eerst ingewassen met een cementpasta (de vloer wordt hierdoor 'aangebrand'). Ver volgens wordt een tussenlaag van aardvochtig kifgrindbeton (grind 3-8 mm of 2-5 mm) erbovenop aange - bracht en met een trilplaat goed dicht getrild. De tussenlaag heeft een dikte van circa 30 mm en een dr uksterkte van minimaal 40 N/mm 2. Direct na het trillen wordt een pantserlaag aangebracht in de volgende samenstelling: 1 deel portlandcement, 0,5 deel grof zand en 1,5 deel kifgrind. De pantserlaag wordt met een speciale trilbalk met een stalen guide vast getrild. In deze laag wordt een ongeveer 3 mm dikke slijtlaag ingestrooid, bestaande uit 3 à 4 kg/m 2 hard instrooimateriaal. De pantser - laag is in totaal 10 mm dik en heeft een druk - sterkte van minimaal 75 N/mm 2. De pantserlaag wordt machinaal dicht geschuurd en met een pleistermachine afge - pleisterd. Hierna wordt de vloer aan de randen en hoeken met de hand nagepleisterd. Een hele klus! Ver volgens wordt de vloerproductie natgespoten en ? om uitdroging te voorkomen ? met een dampdichte folie afgedekt, om zo door langzame uitharding een optimale ver - harding te verkrijgen. De folie moet zo lang mogelijk blijven liggen (minimaal 10 dagen). TOT SLOT Het verkrijgen van een goede, slijtvaste beton- vloer kan op verschillende manieren: monoli- tisch met, maar heel vaak ook zonder instrooi- laag, of met een nadien aangebrachte dunne pantserlaag. In alle gevallen geldt dat de uit - voerenden verstand van zaken moeten hebben en nauwkeurig te werk moeten gaan. Van mengselsamenstelling, storten tot nabehan- delen. Het is vakwerk. Literatuur1. NEN 2874:1982 nl Bepr oeving van steenachtige materialen - Slijttoestel volgens Amsler en bepaling slijtweerstand 2. N EN 2743:2003 nl In het werk vervaardigde vloeren - Kwaliteit en uitvoering van monolithisch afgewerkte betonvloeren en -verhardingen Het verkrijgen van een goede, slijtvaste betonvloer kan op verschillende manieren, maar is in alle gevallen vakwerk 13 VAKBL AD 3 2024 BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 13BV 2024-03_art-instrooilaag-monolietvloeren.indd 13 05-09-2024 12:3705-09-2024 12:37