Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustriecorrespondentie-adrespostbus 3011, 5203 DA 's-Hertogenboschtelefoon 073-150150 (abonnementen 150231)ISSN 0166-137xmaart 1982ENCIMetselcementMetselen is een vanouds bekendebouwtechniek.In zijn meest simpele vorm bestaat het uit eenstapeling van stenen waarbij dooreen bind-middel niet alleen de resterende holle ruimtenworden gevuld, maar ook de onderlinge samen-hang wordt verbeterd. Primitieve metselspeciebestond uit een mengsel van klei en water dat, nauitdrogen, al een heel aardige samenhang ver-toonde. Het vervelende is dat die samenhangweer verdween na opnemen van water; zo'nmortel is dus niet waterbestendig. Ener zijn maarweinig klimaten waar zo'n bindmiddel veel prak-tisch nut heeft.Daarnaast leerde de mens al snel dat dezelfde kleinahet doorlopen van een bakproces. een primawatervast bouwmateriaal oplevert. Voor hetvermetselen van deze bakstenen ontdekte mendat gebrande kalksteen, dus kalk, met water eenbindmiddel oplevert dat doordrogen aan de luchtverhardt.Daarbij had men het geluk dat de gebruikte kalk-steen dikwijls niet erg zuiver was. En juist denevenbestanddelen zorgden ervoor dat de kalk,na verwerken met water en na uitdrogen, nietmeer of althans veel moei lijker in water oplosbaarwas. We zouden tegenwoordig zeggen dat dooreen hydraulische toeslag aan de zuiverekalksteen een hydraulisch, dus watervast, bind-middel was geproduceerd. Ook doorhet aan dekalk toevoegen van een materiaal als tras (eenfijngemalen vulkanisch gesteente) werd eenhydraulisch bindmiddel verkregen, bruikbaarvoor metselwerk en beton. De oude Romeinenbeheersten deze techniek volkomen; deresultaten zijn in sommige gevallen nu nog tebewonderen.Hydraulische bindmiddelenZo'n hydraulische kalk is een prima bindmiddelvooreen niet al te hard gebakken steen. Ook voorde later ontwikkelde, goedkopere kalkzandsteenis het zeer geschikt. Het is een merkwaardig feitdat de kennis van het vervaardigen en toepassenvan hydraulische kalk na de Romeinse tijdeeuwenlang op een laag pitje heeft gestaan.Totdat door de ontdekking van het portland-cement inde negentiende eeuw een enormestoot werd gegeven aan de ontwikkeling.Portlandcement en de daarvan afgeleide cement-soorten zijn namelijk hydraulische bindmiddelenmet superieure sterkte en duurzaamheid.Zijn deze 'normale'cementsoorten dan ookgeknipt als bindmiddelen in metselspecies? Hetantwoord is ja en nee.Eigenschappen metselspecieHet antwoord is ja omdat op basis van dezecementsoorten met behulp van toevoegingenvoor elke gewenste toepassing de geschiktespecie kan worden gemaakt.Het antwoord is nee juist vanwege deze toe-voegingen. In de praktijk wordt daarmee demogelijkheid geopend voor moeilijk te con--troleren variaties in de speciesamenstelling. Datis niet bevorderlijk voor een goede, constantekwaliteit van het metselwerk.Voor het bereiken van een goede hechting moet despeciesamenste/ling zijn aangepast aan het vocht-zuigend vermogen van de steenWelke eigenschappen mag men van een goedemetselspecie verwachten? In de hoofdzaak zijndat de volgende:Een goede verwerkbaarheid. Dat wil zeggeneen goed samenhangende, specie diegoed van detroffel glijdt,maar niet ontmengtinde kuip en waarin de steen zich goed laat vlijen.goede hechting. Daartoe moet de specieaangepast zijn aan :hetvochtzuigend ver-mogen van de steen.- Een goede sterkteontwikkeling. Door eengeleidelijke ontwikkeling van de sterkte krijgthet jonge metselwerk gelegenheid geringevervormingen door zetting en krimp te volgenzonder te scheuren. De op de lange duurbereikte sterkte moet zijn afgestemd op desterkte van de vermetselde steen.De te verwerken stenen kunnen naar hardheid alsvolgt worden ingedeeld:Zeer hardHiertoe behoren de betonstenen die zich in deafgelopen jaren een behoorlijk aandeel in demetselmarkt hebben veroverd. Van de gebakkenstenen behoren tot deze categorie de kelder-klinker en trasraam klinker.HardNaast de bakstenen gevelklinker wordt ook dekalkzandsteenklinkerhiertoe gerekend.2Minder hardHiertoe behoren de baksteensoorten rood enboerengrauw en verder de normale kalkzand-steen.Met de vanouds vertrouwde hydraulische kalkwas het mogelijk voor al deze typen steen eenspecie samen te stellen die aan de eisen voldoet.De variatie in sterkte, afhankelijkvan de hardheidvan de steen, kon worden gevonden door hetvariëren van het bindmiddelgehalte, dus debindmiddel-zandverhouding. Aan zeer hogeeisen voor sterkte kon alleen worden voldaan metmengsels op basis van de normale cement-soorten. Terwille van de verwerkbaarheid, maarook wel door traditie, was dit vrijwel altijdportlandcement.MetselpraktijkOp grond van deze uitgangspunten heeft zich eenmetselpraktijk ontwikkeld, waarbij in ver-schillende landen de plaatselijke omstandig-heden een hartig woordje meespreken.Een voorbeeld hiervan.Elke gewenste variant in sterkte kan op basis vanportlandcement worden verkregen alleen al doorhet variëren van het cementgehalte, dus decement-zandverhouding. Terwille van de ver-werkbaarheid, en dan vooral dewatervast-De sterkte en vervormbaarheid van de mortelmoetzijnafgestemd op de hardheid van de steenhoudendheld en samenhang van de specie, moeteen voldoende hoeveelheid zeer fijn materiaal inde specie aanwezig zijn. In Nederland, waaroverwegend gewassen rivierzand als metselzandwordt toegepast, is dit zeer fijne materiaal niet inhet zand aanwezig. Compensatie hiervan wordtgevonden door toevoegen van kalk (waarmeezogenaamde bastaardmortels worden ver-kregen) ofwelluchtin fijn verdeelde vorm metbehulp van een luchtbelvormer (zogenaamdemengolie).ln België daarentegen bevat hetgebruikelijke metselzand zo veel zeer fijne korrelsdat ook zonder toevoeging van kalk of mengolie,dus met een pure zand-cementspecie, degewenste watervasthoudendheid en verwerk-baarheid wordt verkregen.Onder meer in de Angelsaskische landen is mener al snel toe overgegaan een speciaal metsel-cement, het 'masonry cement', op de markt tebrengen. Dit is een speciaal bindmiddel,waarmee, evenals met hydraulische kalk, eenmetselspecie kan worden gemaakt die aan allewensen voldoet. Ook bij gebruik van zand metweinig zeer fijne delen.In Duitsland is de situatie in zoverre verschillenddat daar van oudsher veel pleisterwerk wordttoegepast. Ook daarvoor gelden eisen tenaanzien van verwerkbaarheid, watervast-houdendheid en een niet te lage elasticiteit vooreen geringe scheurgevoeligheid.ln grote trekkendus analoog aan de uitgangspunten voor eengoede metselspecie. Naast de hydraulische kalkkent men daar 'Putz- und Mauerbinder' of'P-M-Binder' (pleister- en metselbindmiddelen)als speciale bindmiddelen, dus analoog aanmasonry cement.Feitelijk ligt er dan een reeks van mogelijkhedenvoor het maken van metselspecie met als basiséén van de volgende bindmiddelen:kalk;metselcement (respectievelijk masonrycement of P-M-Binder);- 'normaal' cement (meestal portlandcement,maar ook hoogoven-çijzerportland-, tras- ofportlandvliegascement).In de eerste twee gevallen kan men volstaan metbindmiddel, zand en water. In het laatste gevalkan in de meeste gevallen een goede verwerk-baarheid alleen worden verwezenlijkt mettoevoegingen zoals kalk of mengolie.Kwaliteit metselwerkHet is niet eenvoudig om de kwaliteit van cement-gebonden materialen in een enkel getal uit tedrukken. Voor beton behelpen we ons met debefaamde kubusdruksterkte. En met het nodigevoorbehoud, vooral voor de oppervlakte-eigenschappen, komen we daar een heel eindmee.Voor de kwaliteit van metselwerk spelen nogandere factoren een rol. Desterkte en vervorm-baarheld van steen en mortel moeten op elkaarzijn afgestemd. Daarnaast moet de hechting goedzijn. En daarmee beginnende moeilijkheden.Want men kan wel net als bij beton, de druk-sterkte van afzonderlijk gemaakte mortelproef-stukjes als kenmerk voor de mortelkwaliteit3nemen, maar daarmee is nog niets gezegd overde eigenschappen van de specie zoals water-vasthoudendheid en verwerkbaarheid.De watervasthoudendheid is niet alleen vanbelang voor een goede samenhang zonderneiging tot ontmengen.Het is ook de waarborgvoor een behoorlijke sterkteontwikkeling, zelfsbij een sterk zuigende steen.De verwerkbaarheid van metselspecie beweegtzich binnen nauwe grenzen. Dit in tegenstellingtot betonspecie waar, afhankelijk van detoepassing, transport- en verdichtingsmogelijk-heden, species met zeer uiteenlopende con-sistenties worden verwerkt.Deze geringe speelruimte voor de verwerkbaar-heid heeft eenbelangrijk gevolg: de metselaar zalmet allerlei toevoegingen de gewenste verwerk-baarheid verwezenlijken. Daarbij komtdenauwkeurigheid van de dosering van zulke hulp-stoffen nogal eens in het gedrang, omdat- bij de bastaardmortels verwarring heerst tenaanzien van de volumegewichten van kalkdeegen poederkalk van diverse herkomst (al danniet met hulpstoffen);- bij de zand-cementspecies de hulpstoffendikwijls in vrijwel ongelimiteerde overdoseringworden toegevoegd.Met als kwalijke gevolgen: een 'zalfje' van eenmetselspecie, maar grote spreiding in kwaliteitenduurzaamheid van het metselwerk.Normen en andere voorschriftenNormeren van metselwerk is niet eenvoudig. Hetgrootste probleem is dat de kwaliteit van metsel-specie of -mortel nog maar weinig zegt over dekwaliteit van metselwerk. Daarvoor speelt dehechting tussen mortel en steen een te grote rol.Het helemaal niet gezegd dat voor de ver-schillende methoden van speciesamenstelling bij4een bepaalde mortelkwaliteit ook automatischeen goedehechting komt. Daarvoor loopt hetgedrag van betonsteen, baksteen en kalkzand-steen te zeer uiteen. Daarnaast is er dan nog deopmars van prefab-metselspecies; in BETON/EK5/6 werd daarop ingegaan.Het is haast ondoenlijk om, terwijl al deze ont-wikkelingen zich afspelen, te komen met eenbevredigende norm. Een norm die ruimte laatvoor ontwikkelingen die hun bestaansrechtkunnen bewijzen, maar ook rekening houdt metterechte eisen voor kwaliteit en duurzaamheidvan het metselwerk. Want daar gaat het tenslotteom.De huidige stand van zaken is als volgt. Volgensde doelstelling van de normcommissie 'Metsel-mortels' wordt alleen de mortel en dus niet hetgehele metselwerk beoordeeld. Dit gebeurt danop grond vandruksterkte van mortelproefstukjes.Daarbij wordt ervan uitgegaan dat er genormeer-de cementsoorten worden gebruikt (NEN3550).Van de in Nederland niet genormeerde bind-middelen, dus zowel hydraulische kalk als'masonry cement', moet de gelijkwaardigheidworden aangetoond.Als een dergelijke norm van kracht zou worden(het ontwerp NEN 3835 is nog niet gepubliceerd)geeft dit een vertekend beeld. Druksterkte vanmortel is namelijk geen goed kenmerk voor dekwaliteit van metselwerk. Mooier gezegd: het isgeen functionele eigenschap. Hechtsterkte is datwèl. Maarhoe is die onderte brengen in een normdie zich alleen uitspreekt over de eigenschappenvan mortels?Een onbevredigende situatie. Het wachten is nuop het tot stand komen van eennorm voorspeciale mortelbindmiddelen zoals die in velelanden al bestaat. Daarin wordt wel degelijkfijnheidvolumiekemassatechnische gegevens650m2/kg (Blalne).Afgestemdop open tijdmaximale samenhangen watervast-houdendheid vanspecie2,9 kg/liter; vergelijkpc-A 3,15kglliterafhankelijk vanspecie-temperatuur.Komt overeenmet open tijd vanspeciemet pc-A en luchtbelvormer.Bastaardmortelspecieshebbeneenkortere open tijdluchtgehalte circa 15%krimpgedrag geen verschil met anderespecieslitergewichtverpakkingkleurtransporteer-baarheidsnelheidbinding1 kglliter; vérgelijk pc-A 1,25 kg/literin standaard polyethyleenzak;bevat40 kg; langer houdbaar; gemakkelijkerhanteerbaariets lichter en iets meerbruine tint danpc-Aalleen vanbelang bij transport in bulk;zelfde gedrag als pc-Akomt overeenmet pc-Asterkteontwik-keling(enwarmte-ontwikkeling)Iwatervast-houdendheiddoor relatief grove maling (200à250m2/kg) van het portlandklinker-bestanddeelgeleidelijker dan vanpc-A. Meergelegenheidtot zetting vanhet metselwerken minderscheurvormingde relatievehoeveelheidwater diena afzuigen door de poreuzesteeninde speciewordt vastgehouden). Evengoed als vanbastaardmortelspecie;beter danvan anderespeciesvorstbestand- gelijkwaardig aanspeciesmetpc-A enheid luchtbelvormer; beter dan vanbastaardmortelspeciesTabe/1Technische gegevens ENG/ Metse/cementrekening gehouden met de speciale eigen-schappen die deze bindmiddelen zo geschiktmaken voor duurzaam metselwerk.Tabe/2Meest toegepaste morte/samenstellingen metdaarmee vergelijkbare mengselsop basis vanENG/ Metse/cementgangbare mengsels1C :1C:1C:1C:1K:6Z1C: 2K: 9ZENGImetselcement: zand1G: 2Z1G:1G:3Z1G:1G:4ZENeIMetselcementEr zijn nogal wat ontwikkelingen gaande op hetgebied van metselen. De onzinnige variaties inrecepturen en de discussie overbruikbarekwaliteitskenmerken maken het niet overzichte-lijker. Vooral bij op de bouw vervaardigde specietreden nogal wat ongewenste variaties samen-stelling op die leiden tot te sterk wisselendekwaliteit van metselwerk.Met dit laatste probleem kan definitief wordenafgerekend door het gebruik, in navolging vanandere landen, van een speciaal metselcement.Mettoevoegen van alleen zand en water wordthiermee metselspecie vervaardigd die nietslechts aan alle reële eisen voldoet; minstenseven belangrijk is dat het euvel van wisselendekwaliteit tot een minimum wordt teruggebracht.De Nederlandse Cementindustrie brengt nu zo'nmetselcement op de markt: ENCI Metselcement.ENGI Metselcement is een speciaal bindmiddelop basis van portlandcementklinker dat doorbijmalen van een zeer fijne kalksteenfractie eneen luchtbelvormer zijn bijzondere eigen-schappen verkrijgt. Dergelijke bindmiddelen zijnzoals gezegd in Nederland (nog) niet genormali-5eigenschappen vanhetmetselwerk(gemiddelde voordrie steensoorten)verwerkbaarheidkrimp (mm/m)druksterkte (N/mm 2 )elasticiteitsmodulusonderdrukbelasting (N/mm 2 )buigtreksterkte(N/mm 2 )elastieiteitmodulusonderbuigbelasting (N/mm 2)hechtsterkte(N/mm 2)mortelsamensteIling mortelsamenstelling1G: 1 ENGI Mc: 3Z(300 kg pc-A+ 90 kgkalkperm3) (325 kg ENGI Meperm3)goed goed0,09 Q,0613 10,48130 70700,4 0,46170 61300,1-0,2 0,1 - 0,2Tabe/3Vergelijking bastaardmortel met mortel op basis vanENG/ Metse/cement (bron: TNO-rapport 8-80-469)seerd, maar ENGIMetselcement voldoet aan deeisen zoals die bijvoorbeeld in Duitsland voordergelijkebindmiddelen worden gehanteerd.Een overzicht van de eigenschappen is gegevenin tabel 1.De belangrijkste kenmerken van specie, respec-tievelijk mortel, vervaardigd uit ENGIMetsel-cement plus zanden water zijn de volgende:1. Een goede verwerkbaarheid onder alleomstandigheden. Dit houdt in dat de hoeveel-heid water binnen ruime grenzen kan wordengevarieerd zonder dat de samenhang wordtverstoord. Dus geen ontmenging rnet nood-zaak tot opsteken; ook bij variërende ver-houding metselcement/zand en bij variërendezandgradatie.2. Een watervasthoudendheid die ook bij eensterk zuigende steen voldoende waarborgbiedt voor een behoorlijke sterkte-ontwikkeling.3. Een sterkte die is aangepast aan de eisen voorgoed metselwerk. Dit houdt in:een goede hechting,een druksterkte die viade bindmiddellzand-verhouding is aangepast aan de steen,een elasticiteit die voldoende ruimte laat voorvervorming, vooral in het vroege stadium.6ReceptuurDe mortelsamenstelling moet zijn aangepast aande te vermetselen steen en aan de eisen voor hetmetselwerk. In de huidige metselpraktijk wordenvoor de hogere sterkten en voor waterdicht werkvrijwel uitsluitend mengsels van zand en pc-Atoegepast. Voor de lagere sterkten wordenbastaardmortels toegepast uit pc-A, zand enluchtkalk, of met luchtbelvormer aangepastemengsels van pc-Aen zand. Dit laatste is altijd hetgeval met zowel natte als droge prefab-metsel-specie.De dosering op de bouw is vrijwel altijd involumedelen. De huidige, meest gangbaremengsels zijn weergegeven in tabel 2.Op basisvan deze 'referentiemortels' zijn in de tweedekolom van deze tabel gelijkwaardige mengselsmet ENGIMetselcement weergegeven.Om een indruk te geven van deze gelijkwaardig-heid isin tabel 3 een gedeelte weergegeven vaneen vergelijkend onderzoek van diverse mortelsin metselwerk. De details zijn vermeld in TNO-rapport 8-80-469. Het gaat hier om een ver-gelijking van de bastaardmortel1G:met de hiermee overeenkomende mortel tG: 3Zbij gebruik van ENGIMetselcement. De resultatenaan het metselwerk zijn gemeten na 14 wekenverharding (de hechtsterkte na 10weken). Demortelsterkte werd na vijf weken verharding vanTabe/4Metse/adviesde proefstukken gemeten.Deze bleek 14,8N/mm2 voor de bastaardmortel, respectievelijk4,2 N/mm2 voor de mortel met ENGIMetsel-cement te bedragen. Hieruitblijkt datbij eenlagere druksterkte van de mortel een in alleopzichten gelijkwaardig metselwerk wordt ver-kregen met zelfs een iets geringere scheur-gevoeligheid.In praktijk is de dosering van de mengsels uit2 nogal afhankelijk van de gradering van hetzand en ook van de variaties in volumegewichtvan het zand bij wisselend vochtgehalte. Denaywkeurigheid van deze mengsels mag daaromniet te hoog worden aangeslagen.PralktijkadviesIn tabel 4 is rekening gehouden met dezeonnauwkeurigheid. In een minder formeelme;tseladvies wordt de dosering direct gekoppeldaande te vermetselensteen, waarbij meteen depraktische grenzen van de zanddosering wordenaangegeven.In tabel 4 worden tevens voor andere toe-passingen globalemengverhoudingen gegeven.In alle gevallen geldt dat ENGIMetselcement,ineen dosering die is aangepast aan de omstandig-heden, een prima vervanging is voor de bind-middelen die nu voor deze toepassingen wordengebruikt.toepassinghardebaksteen(kelderklinker)waterdicht werkbetonsteenbaksteen(hardgrauw,gevelklinker)kalkzandsteenklinker\zachtebaksteen(rood. boerengrauw)kalkzandsteenanderetoepassingenbinnenpleisterwerkbuitenpleisterwerkraaplaagschuurlaagtegelzettenvoegenmaatdelenENCIMetselcement zand1,5 - 2,53,5-4,53,5-4,52,5 -3,53-413-44-578