auteur Steven Gelderman NOEBetonvormgevingStructuurmatten geven het beton van kunstwerken Centrale As herkenbaar uiterlijkExtradimensieaan betonSchoonbeton is al een aantal jaren bezig meteen comeback in de architectuur. Dat komtomdat beton steeds vaker wordt beschouwdals een bouwmateriaal dat gezien mag worden.Opvallend zijn de oplossingen waarbij het beton-oppervlak een reli?f heeft, dat met structuurmattentot stand is gekomen. Fraaie voorbeeldenhiervan zijn te vinden aan de Centrale As inNoordoost Friesland.Beton is een materiaal dat de ontwerper of architect vrijheid geeftaf te wijken van gebaande paden en demogelijkheid biedt eigen idee?n letterlijken figuurlijk vorm te geven. Voor deafwerking van het oppervlak is eengrote vari?teit aan mogelijkhedenbeschikbaar. Zo kunnen bedrijfslogo'sof gemeentewapens driedimensionaalin beton worden uitgevoerd, kunnenfoto's in beton zichtbaar wordengemaakt, kan woonhuisnummering inhet beton worden opgenomen of kanhet beton worden ingezet om het corporate design van een bedrijf door tevoeren in een `corporate architecture'.Steeds vaker wordt die mogelijkheidook benut, niet alleen in de woning enutiliteitsbouw maar ook bij de bouwvan infrastructurele werken. Dat isterug te zien bij het grote aantalschoonbetonwanden van tunnels,viaducten en onderdoorgangen. Bijdeze gezichtsbepalende delen vankunstwerken maakt het bekendenadenpatroon van traditionele wandbekistingssystemen steeds vaker plaatsvoor een structuur of textuur, gerealiseerd met behulp van structuurmatten.Bij het werken met structuurmattenhangt veel af van de voorbereidingenen de wijze van uitvoering. De vertalingvan ontwerp naar structuurmat, deaansluiting hiervan op de bekisting, hetverloop van het patroon over meerderebekistingsdelen, het maken van monsters, de uitwerking in het stortplan enhet mogelijke hergebruik zijn facettendie aandacht verdienen.Structuurmatten in de praktijkStructuurmatten zijn elastische polyurethaanvormen die in de mal ofbetonbekisting worden geplaatst. Nade plaatsing van de matten wordt hetbeton erop of ertegen gestort enneemt daarbij de vorm van de mattenaan. Hierdoor krijgt het beton eenderde dimensie.1De brug van Vroenhoven:nabootsing mergelwand door toepassingvan NOEplast structuurmat Granit IV4 VAKBLAD I 4 2016OntwerpBij het ontwerp moet rekening wordengehouden met de maximale afmetingenwaarin een type structuurmat verkrijgbaar is. Veel structuren laten zich in debreedterichting schakelen, maar destructuurlengte is begrensd en laat zichniet onzichtbaar verlengen. In diegevallen wordt geadviseerd een duidelijkescheiding in de structuur aan te brengendoor middel van een vlakke kaderlijn.Er moet in het ontwerp ook rekeningworden gehouden met de lossingshoek. Dit is nodig om een goede lossing bij het ontkisten van het betonneneindproduct te waarborgen.Daarnaast moet er ook aandacht uitgaan naar be?indiging van de structuuraan de rand van het betonvlak of naastsparingen/openingen, het aanbrengenvan gaten voor centeringen, het bijhergebruik van matten weer dichtzetten daarvan en het in delen kunnenomstellen van de bekisting.TypenVoor standaardstructuren kan wordengekozen uit houtnerf, metselwerk,natuursteen, pleister, gebouchardeerde,vrije, artistieke, rechtgeprofileerde, sier ofgrafische structuren (foto 2). Naastdeze grote verscheidenheid aanstandaardoplossingen zijn ook vrijeoplossingen mogelijk.OpbouwGoede structuurmatten zijn afgestemdop het gebruik. Denk daarbij aan slijtvastheid en bestandheid tegen demeest gangbare lossingsmiddelen enalkalische inwerking van het nattebeton. Bij levering in standaardkwaliteitzijn de structuurmatten voorzien vaneen stabiliserend rugweefsel dat ervoorzorgt dat de (vaak grote) matten tussenhet moment van productie en de verlijming zo veel mogelijk maatvast blijven.Bij de verlijming zorgt dit rugweefselvoor een betere aanhechting van delijm. Zo dient het een dubbel doel.Bij diepere/dikkere structuren kunnen destructuurmatten eveneens in een lightkwaliteit worden geleverd. Deze mattenhebben een structuur die gelijk is aan destandaardkwaliteit, maar de polyurethaansamenstelling is aanzienlijk lichteren ook zijn deze matten niet voorzienvan het eerdergenoemde rugweefsel.VerwerkingStructuurmatten zijn relatief eenvoudigte verwerken door ze in mallen of bekisting te verlijmen of met spijkers enschroeven vast te zetten. Het verlijmenheeft de voorkeur, maar bij eenbeperkte inzet van een dikke,stevige structuurmat met een diepe,onregelmatige profilering kan omkostentechnische redenen de keuzeworden gemaakt de mat te schroevenof te nagelen. Bij een dunne, meervlakke mat wordt dat zeker afgeraden,omdat de aftekening van de bevestiging daar meer zal opvallen dan in eendieper geprofileerde mat. Bovendien iszonder verlijming de kans op oneffenheid en openstaande naden bij gebruikvan een dunnere mat re?el aanwezig.Als structuurmatten worden aangebracht in een bekisting die naderhandweer in gladde vorm moet worden hergebruikt, is het gebruik van een min ofmeer watervaste tussenplaat van circa18 mm dikte een noodzaak. De bij dematten geleverde tweecomponentenmattenlijm heeft een hechtingsgarantiedie overeenkomt met die van de matten (tachtig tot honderd inzetten) enlaat zich daarom niet tot nauwelijksverwijderen. De matten kunnen al danniet vooraf op deze tussenplaten worden verlijmd en vanaf de achterzijdeop de bekisting worden geschroefd.BetonmengselHet betonmengsel behoeft bij hetgebruik van structuurmatten in principegeen andere samenstelling te hebbendan wanneer het in een vlakke bekistingwordt gestort. Als het echter op of tegeneen profilering met diepe/smalle ribbenwordt gestort, verdient het aanbevelingde korrelgrootte van het grove toeslagmateriaal enigszins te reduceren omeen volledige vulling van het oppervlakte waarborgen.2Beton gerealiseerd metstructuurmat methoutnerfstructuurprojectgegevensproject De Centrale Asopdrachtgever provincie Frysl?n, de gemeentenDongeradeel, Dantumadiel,Tytsjerksteradiel en Smallingerlandaannemer diverse, o.a. Bouwcombinatie Nije Daam(Mobilis, Van Gelder en Friso Civiel)leverancier bekisting Doka Nederlandleverancier structuurmatten NOEBetonvormgevingarchitect Next Architectsconstructeurs Grontmij, Witteveen+Bos, Antea Group,Arup Amsterdam5VAKBLAD I 4 2016OntkistenBij het ontkisten moet rekening wordengehouden met het feit dat het absoluteoppervlak per vierkante meter aanzichtdoor de profilering aanzienlijk kan zijntoegenomen. Het overwinnen van hetvacu?m tussen bekisting en betonvlakduurt daarom wat langer dan gewoonlijk. Om te voorkomen dat matten ofplaten loskomen van de achterliggendebekisting, moet het ontkisten daarommet enige voorzichtigheid gebeuren.Na licht schoonmaken kan de mat vervolgens weer opnieuw worden ingezet.Afhankelijk van de inzet kan de standaardkwaliteitmat tachtig tot honderdkeer worden hergebruikt.Modelbouw en matproductieDe structuurmatten (van NOEplast)worden gerealiseerd door vloeibaar polyurethaan te gieten in een gietmodel.Dit gietmodel kan een standaardmodeluit de collectie zijn, maar het kan ookeen nieuw model zijn dat specifiek vooreen project is ontworpen. Voor hetmaken van modellen kan gebruik worden gemaakt van verschillende technieken. In grote lijnen zijn deze onder tebrengen in twee categorie?n:? modellen vervaardigd door middelvan `afvorming' van een modelbestaande uit natuurlijke materialen;? modellen vervaardigd met behulp vanCNC (Computer Numerical Control)freestechnieken in plaatmateriaal.Natuurlijke materialenWelke techniek wordt gekozen is afhankelijk van het ontwerp. Over hetalgemeen geldt dat modellen met eengeheel of gedeeltelijk `natuurlijke' structuur ? denk daarbij aan houtnerven engeprofileerde steenoppervlakken ? zichniet of alleen tegen aanzienlijke kostenlaten frezen. Voor een dergelijke structuurligt het voor de hand een model samente stellen uit natuurlijke materialen,bijvoorbeeld uit opgeruwde houtenplanken, afgevoegde stenen of rietmatten. Zelfs bosgrond en natte kleizijn al eens gereproduceerd (foto 3).FrezenBij het CNCfrezen zijn twee basistechnieken mogelijk:? drieassig frezen. Hierbij volgt de frees??n of meerdere lijnen van een digitaal lijnbestand op een aangegevendiepte;? vijfassig frezen. Hiermee wordt eenvolledig ruimtelijke vorm gemodelleerd op basis van een digitaal3Dmodel.ModelplaatBij NOE is de basis voor CNCgefreesdemodellen in de meeste gevallen eenzelf ontwikkelde polyurethaanplaat.Het materiaal is dus in feite vergelijkbaar met de structuurmat zelf, maardan tot vast plaatmateriaal gestabiliseerd. Het materiaal laat zich tot in dekleinste details haarscherp frezenzonder kans op afsplintering.DoorontwikkelingDe toenemende belangstelling voor structuur en textuuroppervlakken van beton heeft geleid tot het NOEplastOneconcept. Het concept omvat drie elementen: (wandbekistings)panelen, ankertechniek en structuurmatten. Er isook een speciale uitvoering van het paneelbekistingssysteem.Hierbij vallen met name de hoedprofielen met kunststofstripsop. Deze zijn in de paneelkaders aangebracht en dienenals nagelkern zodat de bekistingshuid onafhankelijk vanhet bekistingskader is op te brengen. Het resultaat is eenpaneel waarmee schoonbetonkwaliteit mogelijk is.De mogelijkheid van eenzijdige ankertechniek zorgt voor eenaanzienlijke versnelling van het verankeringsproces. Eenvoorinstelbaar klemmechanisme vereenvoudigt de montageen brengt besparingen op montagekosten binnen handbereik. Het NOEplast Oneconcept combineert deze innovatiesmet structuurmatten. Daarmee is een compleet systeemvoorhanden voor het storten van gestructureerde betonwanden. Dit is met name interessant voor omgevingenwaarin hoge eisen worden gesteld aan het zichtbeton en voorbouwplaatsen waar een egale, stofvrije ondergrond nagenoegis uitgesloten en temperatuurwisselingen een drempel vormenvoor het verlijmen van de matten.3Beton gerealiseerd metstructuurmat metstructuur van natte klei4Polyurethaanplaat met basisstructuur waarineen nieuwe vlakke profilering is gefreesd6 VAKBLAD I 4 2016Als er van een model maar ??n structuurmat nodig is, leent de modelplaatzich ervoor om na het frezen van de? in dat geval ? negatief geprojecteerdeprofilering als `directmalbodemplaat'te worden ingezet.BasisstructuurHet gebruik van een polyurethaanplaatals model biedt de mogelijkheid deplaat te voorzien van een basisstructuurdie ook voor andere structuurmattenwordt gebuikt. In deze basisstructuurkan een nieuwe vlakke profilering worden gefreesd (foto 4 en 5). Dit levert inveel gevallen een contrastverhogingop. Hierdoor kan met een geringerestructuurdiepte vaak een beter zichtbaar reli?f worden bereikt. Aangezienhet aanbrengen van structuur in hetbetonoppervlak altijd een verhoogdmateriaalgebruik inhoudt, kan dit naasteen esthetisch voordeel ook een constructief voordeel bieden. Denk daarbijaan de vaak dunne buitenbladen vansandwichgevelelementen.CoatingWorden er andere basismaterialengebruikt zoals mdf, moeten deze altijdworden voorzien van een speciale coatingomdat het vloeibare polyurethaan zeerhoge eisen stelt aan de dichtheid vande gietmal: een geringe porositeit heeftdirect tot gevolg dat er lucht uit hetmodel wordt gezogen en er derhalveluchtbellen ontstaan in het oppervlakvan de mat.HotsprayEveneens bestaat de techniek om eenvooraf geprepareerd en omkaderd verticaal oppervlak af te vormen met eenpolyurethaan hotspray. Zo wordtmomenteel de gehele kaaimuur van deSchelde in Antwerpen over een lengtevan meerdere kilometers in beton gereproduceerd met gebruikmaking vanstructuurmatten. Deze zijn gemaakt opeen model dat tussen twee getijdewerkingen door op bovengenoemde wijzeis afgevormd op de bestaande kaaimuur van bewerkte granietblokken(foto 6).Centrale AsOpvallende voorbeelden van toepassing van structuurmatten zijn de taludsen wanden van onderdoorgangen vanongelijkvloerse kruisingen over hetCentrale Astraject in NoordoostFriesland. Deze tunnelwanden zijn metbehulp van structuurmatten voorzienvan een opmerkelijk profiel dat de wisselende en verspreid liggendekunstwerken toch ??n uniformeuitstraling geeft.De Centrale As is de nieuwe autowegdie Nijega verbindt met Dokkum. Deweg bestaat uit 2?2 rijstroken en moetzorgen voor een verbeterde verkeersveiligheid en leefbaarheid van NoordoostFriesland. Verspreid over het trajectbevindt zich een groot aantal ongelijkvloerse infrastructuurkruisingen. Bij hetontwerp van het traject is geprobeerdde uitvoering van de onderdoorgangenzo veel mogelijk te standaardiseren.Hierdoor kon de bekisting voor deonderdoorgangen langs het trajectverscheidene malen worden gebruikt.Voor de zichtdelen van de ongelijkvloerse kruisingen (talud en tunnelwanden) koos de architect al in deontwerpfase voor een afwerking inschoonbeton (CURAanbeveling 100)met een speciaal patroon. De uniekeprofilering van het beton is gerealiseerdmet structuurmatten die zijn voorzienvan een maatwerkoplossing.Schakelbaar ontwerpDe architect ontwikkelde voor dit projecteen als module van 2000 ? 1200 mm2schakelbaar ontwerp, genaamd Bouwsteen 15 (foto 7). Het ontwerp kenmerkt zich door smalle horizontale enverticale groeven die op het eerste oogveel weg hebben van een barcode.Op basis van dit ontwerp is in deramingsfase een aanbieding gemaaktvoor modelkosten en structuurmatten.5Resultaat van eencombinatie vanbasisstructuur metingefreesde letters6Kaaimuur van deSchelde in Antwerpen,gerealiseerd metstructuurmatten opbasis van een polyurethaan hotspray7VAKBLAD I 4 2016Daarmee kon worden bepaald of ditontwerp ook financieel inpasbaar zouzijn in het totale project.In overleg met de ontwerper zijndiepte en lossingsschuinte van de figuratie bepaald. Dit zijn factoren om rekening mee te houden in het ontwerp,omdat zowel een goede vulling van dekist ? het betonmengel moet theoretischhet gehele bekiste oppervlak zonderluchtopsluiting kunnen bereiken? alsook het goed kunnen ontkisten ?geen hakende of te kwetsbaredetaillering ? een vereiste is voor hetverkrijgen van een goed eindresultaat.Het model is drieassig gefreesd in eenvlakke modelbouwplaat. Hierbij heeftde fragiele belijning een lossingshoekvan 10?.Indeling en ontwerp mattenOmdat in het project De Centrale Asveelal grote wandoppervlakken moesten worden voorzien van een liefstononderbroken doorlopende structuur,lag er de ontwerptechnische uitdagingdit effect te bereiken met eenbegrensde modelmaat. Met de uiteindelijk gekozen module van 2000 mmbreed en 1200 mm hoog ? een relatiefklein model ? met daarop de over demodule heen schakelbaar doorlopendeprofilering is dat uitstekend gelukt. Ditkomt doordat in de gerealiseerdebetonwanden de aftekening van deaansluitnaden tussen de structuurmatten letterlijk wordt overschaduwd doorde zich donker aftekenendedoorlopende profiellijnen.De breedtemaat van 2 m leende zichervoor om uitwisselbare en herbruikbarepanelen te maken van 2 m breed met inde hoogte meerdere boven elkaar verlijmde structuurmatten. Zo is eengedeelte van de geleverde structuurmatten op panelen van 2000 ? 4800mm met daarop vier stuks vooraf verlijmde matten aangeleverd. Deze panelenkonden steeds in zijn geheel naar de volgende onderdoorgang worden getransporteerd en daar worden ge?nstalleerd.De boven elkaar verlijmde structuurmatten zijn ook terug te vinden op deschuine tunnelwanden waarvan eenaantal aan het einde ook nog eens rondwegloopt (foto 8). Hierdoor ontstaatter plaatse een afgeknotte, kegelvormige vorm. Om hier toch het verticaalen horizontaal rechthoekige patroonvan de structuurmat door te kunnenzetten, was een behoorlijke uitdagingvoor de bekistingsleverancier. Hetbedrijf engineerde hiertoe vooraf allebekistingsdelen driedimensionaal.EindresultaatHet bijzondere aan schoonbeton is dathet de functie van constructie en afwerking kan combineren. Het `succes' vandie combinatie hangt af van de voorbereidingen en de wijze van uitvoering.Dat geldt des te meer voor schoonbetondat wordt gerealiseerd met structuurmatten. Indien hier voldoendeaandacht voor is in alle fasen van hetbouwproces, dan is het eindresultaatvaak bijzonder fraai. De kunstwerken inde Centrale As vormen daarvan hetlevende bewijs.ArtikelenserieschoonbetonDit artikel is een onderdeel van eenserie artikelen over de realisatievan schoonbeton. Alle artikelen uitdeze serie zijn te raadplegen opwww.betoniek.nl/schoonbeton.8Rond weglopendetunnelwanden in eenvan de onderdoorgangen in de Centrale As7Bouwsteen 15 metsmalle horizontaleen verticale groeven8 VAKBLAD I 4 2016