Gladde prefab betonnen overkapping voor ministerie van Defensie

Auteur: Barbara Heijl

De overkapping van het Ministerie van Defensie bestaat uit prefab-betonelementen. Uit 3D-impressies kwam naar voren dat de kolomkop wellicht esthetisch gezien iets te smal zou worden. Daarom is een prototype van de kolom gefreesd uit MDF, schaal 1:5. Aan de hand van dit model is besloten de gebogen uitloop van de balk naar de kolom iets op te rekken. Vervolgens is een tweede en definitief schaalmodel gemaakt, naar tevredenheid van de architect.

Opbouw mal

De MDF plug van de kolom bestaat uit twee delen, in verband met het lossen van de kolom. Het eerste deel is de kop van de kolom met de vier balkaanzettingen. Het tweede deel van het model vormt de voet van de kolom. De polyester mal van de kop van de kolom bestaat uit één stuk, terwijl de mal van de voet in de lengterichting nogmaals is onderverdeeld in twee segmenten. In totaal bestaat de mal van de kolom dus uit drie segmenten die met flenzen aan elkaar bevestigd zijn. Ook de mal van de kolom is voorzien van meegelamineerde verstevigingsschotjes van multiplex.

Basismal

De prefab betonnen passtukken voor de overkapping zijn allemaal vervaardigd in twee basismallen. Met het 3D-model konden de afmetingen van de benodigde kopschotten heel exact worden bepaald. Om meetfouten te voorkomen, zijn met de kopschotten bijpassende krasplaten meegeleverd. Op de krasplaat stonden de buiten en binnenlijn van het kopschot aangegeven. De krasplaat in de vorm van het basiskruis kon simpelweg op de mal gelegd worden, waarna de positie van het kopschot kon worden afgetekend.

Naadloze verbinding

Bij het ontwerpen van het modulaire mallensyteem voor het Ministerie van Defensie is goed nagedacht over de verbindingen tussen de polyester mallen onderling en de aansluiting op prefab-betonelementen. Door deze vloeiende verbinding vormt de betonconstructie een naadloze eenheid.

Dilatatieprofiel

Er is 20 mm stelruimte aangehouden tussen de polyester mallen. Het beton van de balken loopt daar gewoon door. Om de afstand tussen de mallen te overbruggen, is een dilatatieprofiel geplaatst tussen de kopflenzen van de mallen. Het profiel is hier dus niet gebruikt om het beton te dilateren, maar het vult de ruimte uit tussen twee mallen. Het ter plaatse van de ronding ingesneden elastische polyurethaan profiel kon makkelijk in de ronding van de malbak worden aangebracht en klemde zich automatisch vast. Bij het lossen vielen de profielen er netjes tussenuit en konden ze hergebruikt worden. De kleine sponning in het beton ter plaatse van het profiel is opgevuld met een krimpvrije mortel en is ten slotte afgewerkt met een matwitte elastische coating.

Verlengmanchetten

De polyester mallen aansluitend op geprefabriceerde kolommen zijn verlengd met verlengmanchetten. Met de verlengmanchetten is de kolom op vier punten gefixeerd en kon deze gemakkelijk in het werk worden gesteld. De verlengmanchetten zijn zo nauwkeurig gemaatvoerd, dat zij precies de radius van de balkaanzetting van de kolom volgen. Daar waar twee prefab-betonelementen op elkaar aansluiten, zijn deze met elkaar verbonden door middel van een natte knoop. Deze knoop kon worden bekist met behulp van een apart in vorm gemaakt polyester malbakje van 700 mm.

Maatvaste bekisting in polyester

Voor de betonnen overkapping van het Ministerie van Defensie is gebruik gemaakt van een maatvaste bekisting in polyester. Traditioneel polyester bestaat uit gescheiden lagen kunsthars, afgewisseld met lagen glasvezel. Dit type polyester wordt in de jachtbouw nog steeds gebruikt. Bij gespoten polyester worden kleine deeltjes glasvezeldraad juist vermengd met de kunsthars, waardoor het product een dooren- door wapening heeft. Met zeer weinig materiaal kunnen zeer maatvaste bekistingsmallen worden gespoten. Door het hogere harsgehalte in gespoten polyester is het product iets krimpgevoeliger dan traditioneel polyester. Aangezien in de bouw wordt gewerkt met toleranties in millimeters is deze krimp verwaarloosbaar.

3D-computermodel

In een 3D-computermodel is het complete mallensysteem tot in detail uitgetekend. De tekeningen zijn gebaseerd op een nauwkeurige landmeting, verricht voor dit project. Vervolgens is het model van de basismal CNC-gefreesd uit MDF. Daarna zijn MDF kopflenzen en bovenflenzen aangebracht. Het model is volledig in spuitplamuur gezet, gladgeschuurd en afgelakt met een polyurethaan modellak. Op dit model zijn met de hand dunne laagjes polyester gespoten. Ongeveer tien tot vijftien lagen gespoten polyester leveren een mal op met een wanddikte van ongeveer 10 mm. Handgezaagde verstevigingsschotjes van multiplex worden aan de buitenzijde van de mal bevestigd en opgenomen in polyester bekleding, zodat verplaatsing niet meer mogelijk is.

Maatvast staal

De bekisting voor het betonnen balkenraster is tijdens de uitvoering ondersteund door vakwerktorens met vier steunpunten. Omdat de aannemer na het aan de draad stellen van de torens niet nogmaals apart elke malbak wilde stellen, zijn de malbakken bevestigd op een stalen onderframe dat precies aansluit op de vier steunpunten. Er mocht geen enkele marge zitten tussen het stalen frame en de malbak. Daarom is het maatvaste staal met de mal meegelamineerd.