Betonvloeren

Introductie

Tussen 1940 en 1990 veranderde de constructiewijze van betonskeletten en -vloeren ingrijpend. Prefab beton verving grotendeels het ter plaatse gestorte beton.

Afb. 1. Verschillende systemen betonvloeren. Tekening: Ronald Stenvert

Afb. 2. Omslag brochure Arkelblokvloeren uit circa 1950. Collectie Ronald Stenvert

Afb. 3. Advertentie E.B.M. montagevloeren

Afb. 4. Advertentie combinatievloeren van Milder uit 1975

Afb. 5. Cassettevloerplaten in het gebouw van de Vrije Universiteit Amsterdam uit 1974. Foto: Ronald Stenvert

Afb. 6. Advertentie breedplaatvloeren van Omnia uit 1975

Van ter plaatste gestort naar prefab

Tot 1940 werden betonnen draagconstructies vrijwel altijd ter plaatste gestort. Vloeren, daken, kolommen en wanden waren als één monolitisch geheel met elkaar verbonden. De betonvloeren, vaak als massieve plaat van muur tot muur, vormden in een verdiepingsgebouw het belangrijkste deel van de draagconstructie. Bij grotere belastingen en bij overspanningen van meer dan vijf meter heeft een massieve en daarmee zware gewapende betonvloer een ongunstige sterkte-gewichtsverhouding. Om materiaal te besparen en gewicht te verminderen, ging men ribbenvloeren en roostervloeren gieten en ontstond een optimalisatie door het creëren van holle ruimten in de vlakke vloerplaat op plekken die voor de sterkte geen functie hebben. Om sneller te kunnen bouwen en arbeidsintensieve bekistingen te vermijden, kwamen in de jaren veertig nieuwe prefab vloerelementen voor woning- en utiliteitsbouw op de markt. Ook in de betonskeletten voor utiliteits- en verdiepingsgebouwen werden meer prefab constructie-elementen opgenomen, zoals draagbalken, liggers en spanten.

Elementvloeren

De zogeheten elementvloeren van de jaren vijftig kunnen worden onderverdeeld in balken-, ribben- en combinatievloeren. Balkenvloeren bestonden al vanaf het begin van de twintigste eeuw. Bepaalde type elementen dienden (deels) als verloren bekisting waarbij nog wel tijdelijk ondersteuning nodig was. Andere systemen waren zelfdragend en werden op de bouwplaats alleen nog voorzien van een gewapende druklaag. In de jaren zeventig kwamen plaatvloeren, T(T)-vloeren en staalplaatvloeren op de markt. De meeste hadden overspanningen van 2 tot 7 meter, de T(T)-vloer was vooral bedoeld voor utiliteitsbouw met een overspanning tot 23 meter. Als materialen voor de prefab tussenelementen dienden terracotta, beton, lichtgewicht beton en isolatiemateriaal. Lichtgewicht beton was in de jaren veertig meestal bimsbeton met als toeslagmateriaal vulkanisch gesteente, ook wel puimsteen genoemd. De prefab balken of vloerplaten bestonden uit gewoon beton, hardbeton en vanaf de jaren vijftig voorgespannen beton. Elementvloeren waren in het algemeen niet geschikt voor bedrijfsvloeren of zwaar belaste vloeren.

Balkenvloeren

Tot 1940 werd prefab beton vooral gebruikt voor balkenvloeren. Balken en smalle plaatvloeren werden samengesteld uit aansluitend naast elkaar geplaatste gewapende prefab balken of stroken die massief of (deels) hol waren en een breedte tot vijftig centimeter hadden. De voegen werden gevuld met mortel en soms met wapening, en over de betonelementen werd meestal een druklaag van gewapend beton aangebracht. De balken hadden een constructieve functie.

Verschillende typen

Vanaf circa 1900 was een beperkt aantal typen balkenvloeren op de markt. Vroege voorbeelden zijn de Weense Visintinivloeren, een soort tralieligger, de Siegwart holle balkenvloeren en de Normaalbetonvloeren. In de jaren veertig kwamen meer typen holle balkenvloeren beschikbaar. Dit hing samen met de behoefte aan geluiddemping en warmte-isolatie en een kortere bouwtijd. In 1941 leverde Wernink’s Betonmaatschappij in Leiden Norma betonvloeren op basis van I-vormige balken. Van Waning & Co in Rotterdam had Wacobalken: N- en C-vorming vloerbalken waarbij met de laatst genoemde een holle vloer ontstond die beter isoleerde. Ook bij de RBM-balken van de Rijnlandsche Betonbouw Maatschappij in Delft ontstond een holle vloer die aan beide zijden vlak was. Van de Amersfoortsche Betonmaatschappij was er een Abema vloer op de markt.

Bimsbeton

In de jaren veertig gebruikte men voor vloeren met het oog op de isolerende werking en het lagere gewicht ook bimsbeton. Zo leverde de Betondak in 1942 zowel Arkelplaat- als Arkelkassettenplaatvloeren van dit materiaal (afb. 2). Bij beide systemen bleef tussen de elementen een sleuf (sponning) open waarin wapening kon worden gelegd. Deze werd gevuld met beton en vormde samen met de deklaag constructief gezien een grindbetonnen ribbenvloer die samenwerkte met de bimsbetonplaten. De firma Oosthoek uit Alphen aan den Rijn produceerde in de jaren veertig vergelijkbare bimsbeton plaatvloeren. Ook hadden ze een ranke T-balkenvloer van vijftig centimeter breed.

Segmentvloeren

Kwaaitaal-Vormbeton uit Rotterdam leverde vanaf eind jaren veertig liggers in de vorm van holle gewelfde schaalsegmenten van 50 centimeter breed en 18 of 20,5 centimeter hoog. In de jaren vijftig werden de elementen gemaakt van klinker isolietbeton en waren ze volledig zelfdragend. Klinkerisoliet is een toeslagmateriaal van geëxpandeerde klei. De tussen 1965 en 1983 geproduceerde Kwaaitaalvloer is in ons land veel toegepast, maar was berucht vanwege problemen met roestende wapening. Dit kwam doordat men medio jaren zestig de verharding van het beton met calciumchloride versnelde, om zo met een verdubbeling van de productie aan de grote vraag vanuit de woningbouw te kunnen voldoen.

Het in 1964 opgerichte Flevobeton in Harderwijk kwam met het systeem Flevo dat ook bestond uit segmenten. Tegen de onderkant konden polystyreenschalen worden aangebracht, waarmee overspanningen tot 6,5 meter mogelijk waren. Vanaf 1980 waren de Flevo-segmenten voor begane grond vloeren verkrijgbaar met geprefabriceerde voorgevormde polystyreen vormstukken van 56 millimeter dik.

Ribbenvloeren

De ribbenvloer werd in 1950 wel beschouwd als overgang tussen de plaatvloer en de T-balkvloer. De eerste generatie ribbenvloeren werd vanaf de jaren dertig ter plaatste gestort op prefab elementen die op een ondersteuning lagen. Vanaf de jaren zeventig hadden ribbenvloeren veelal voorgespannen wapening en waren ze zelfdragend. Ze werden ook wel ribcassettevloeren genoemd.

Elementen

Elementen voor gietbouwvloeren hadden een onderflens die breder was dan de bovenkant, waardoor sleuven (sponningen) ontstonden wanneer ze naast elkaar werden geplaatst. De wapening die in de sleuven werd gelegd zorgde samen met de in het werk gestorte betonnen druklaag voor een betonvloer met constructief sterke ribben. Wanneer de korte elementen in de lengterichting onderling niet aansloten, ontstonden dwarsribben en werd een rooster(balk)vloer gevormd die was bedoeld voor zwaardere belastingen. Tijdens de bouw was wel een tijdelijke ondersteuning van de elementen nodig, met uitzondering van enkele systemen zoals Riwa- en B.B.B.-vloeren. De vloer die zo ontstond was aan beide zijden vlak.

Vanaf de jaren dertig ontstond een zeer grote variëteit aan elementen, wat betreft vorm, afmetingen en materiaal. Ze konden zijn gemaakt van keramisch materiaal zoals klei, van lichtbeton met toeslagmaterialen als hollith, bims, sintels en schuimlava en van gewoon beton.

Een bijzonder systeem voor balkenvloeren leverde Bendor-Silica uit Rijswijk. Dit was gebaseerd op holle keramische elementen van een mengsel van klei, bimszand en bruinkool. Bij de Riwa-vloeren van De Ridder & Co uit Wassenaar konden de keramische elementen, die net als bij het Bendrof D-systeem bestonden uit een dubbele rij balkstenen met in het midden een beton rib, in een fabriek ook tot balken worden gegoten. Vanaf 1950 waren voor het gieten van ribbenvloeren ook Cusveller-elementen beschikbaar, gemaakt van hollith bimsbeton. Deze zijn tot circa 1965 in woningen gebruikt.

NEHOBO

NEHOBO maakte in de jaren tachtig bredere keramische ‘bekistingsstenen’ met een bredere onderflens waarmee een ribbenvloer kon worden gestort. Deze waren anders van vorm en breder dan de NEHOBO-Ideaalblokken die veel werden gebruikt voor het maken van de gewapende holle baksteen vloeren; daarbij werden op de bouwplaats stroken in verband gemetseld en na verharding als prefab vloerdeel geplaatst. Beide systemen worden wel holle baksteenvloeren genoemd, maar ze verschillen qua werkwijze van elkaar. NEHOBO ging de elementen ook in een fabriek tot platen vormen, waarbij door trillen de voegen beter werden gevuld en platen tot 1,2 meter breed ontstonden.

Cassetteplaatvloer

Een ribcassettevloer, ook wel cassetteplaatvloer genoemd, is een soort prefab ribbenvloer. Een cassettevloerplaat (CVP) bestaat uit een dunne plaat van voorgespannen beton, dikkere zijribben en een onderzijde van polystyreenschuim (afb. 5). De geïsoleerde systemen werden speciaal ontwikkeld als begane grondvloer voor de woningbouw en onder meer geproduceerd door Nebi.

Combinatievloeren

Vanaf de jaren vijftig kwamen diverse typen combinatievloeren op de markt, ook wel broodjesvloeren of samengestelde vloeren genoemd. Ze werden samengesteld uit prefab balken met tussenliggende blokken of vulelementen. Ten opzichte van ribbenvloeren en balkenvloeren hadden ze hun zelfdragende karakter en de betere hanteerbaarheid van de kleinere elementen als voordeel. Bij de meeste systemen lagen de blokken op een bredere onderflens van de balken. Voegen werden gevuld met mortel en afhankelijk van de vloerbelasting en overspanning kwam daarop wel of geen druklaag van gewapend beton. Aanvankelijk werden meestal voorgespannen liggers toegepast, vanaf begin jaren zeventig ook tralieliggers.

Verschillende systemen

Een vroeg voorbeeld uit 1941 is het Van der Land systeem, geproduceerd door de Betonindustrie in Spijkenisse. Dit bestond uit U-vormige liggers en tussenplaten van gewapend beton. In 1948 bracht de Holberda uit Amsterdam de Holblokvloer op de markt. Niet veel later volgt het Dato-vloersysteem van de in 1953 opgerichte firma Dato, dat bestond uit voorgespannen balken met daartussen vulblokken van lichtbeton.

Begin jaren zestig was een vergelijkbaar vloersysteem van Nebi uit Geleen verkrijgbaar. In die jaren groeide de vraag naar dit type vloeren sterk. Zo verkocht Nebi er in 1960 100.000 m2 van en acht jaar later het tienvoudige. Ook de firma Milder uit Huissen leverde dit soort vloeren onder de naam Thermosite Spanbeton-vloer en Milder Spanbeton-vloer. NEHOBO kwam in 1955 met het Stalton systeem, dat tien jaar eerder in Zwitserland was ontwikkeld. Het bestond uit voorgespannen, niet zelfdragende balken van baksteenelementen waartussen holle keramische Stalton blokken werden geplaatst en waarop een gewapende druklaag werd gestort.

De combinatievloer met betonnen liggers en lichtbetonelementen was minder geschikt voor verdiepingsvloeren, waaraan als zodanig meer behoefte was dan aan begane grond vloeren. Daarom werd begin jaren zeventig jaren gewerkt aan de ontwikkeling en productie van een ander vloertype: de kanaalplaatvloer.

Isolatievloeren

De oliecrisis in 1973 bevorderde energiezuiniger bouwen. Geïnspireerd door Franse producten brachten drie marktleiders in 1979 de PS (isolatie)vloeren op de markt, bestaande uit betonnen liggers en polystyreen vulelementen van een of twee meter lengte die onder de liggers doorliepen. Die tweede generatie combinatievloeren zou een enorme vlucht nemen, wellicht mede door de hoge isolatiewaarde en de gasbesparing die in de jaren tachtig een steeds grotere rol ging spelen.

Plaatvloeren

In de jaren zestig kwamen er diverse typen prefab plaatvloeren op de markt die, in elk geval deels, zelfdragend waren en een breedte hadden van tussen de 0,5 meter en 3,9 meter. Zo bestonden er dubbele T-balkvloeren, TT-plaatvloeren, ribcassettevloeren of cassetteplaatvloeren, kanaalplaatvloeren en breedplaatvloeren.

Dubbele T-balkvloeren

In 1963 kwam de dubbele T-balkvloer (TT-plaatvloer) op de markt. Deze bestond uit relatief dunne (7 centimeter) betonplaten van 1,2 meter breed en tot 7 meter lang, die hun constructieve sterkte ontleenden aan twee hoge ribben met voorgespannen wapening. In de jaren tachtig werden deze vloeren vooral toegepast op de begane grond van woningbouw, omdat het dunne beton veel geluidsoverdracht gaf en er geen elektra in kon worden weggewerkt. Een leverancier was Omnia uit Coevorden, die het onder de naam ribbenvloer op de markt bracht met aan de onderzijde kunststofschuimplaten. Ook in de utiliteitsbouw werden ze steeds vaker gebruikt vanwege de grote overspanning (tot 28 meter) in verhouding tot hun gewicht. Betonson uit Son leverde ze in 1980 onder de naam Dubbele T-vloerplaat. Latere varianten waren tot 2,4 m breed en werden TT-(vloer)platen genoemd. Ze werden ook gemaakt door de firma Spanbeton uit Alphen aan den Rijn en later onder meer toegepast in het Cementrum in ‘s-Hertogenbosch (D. Zuiderhoek 1979).

Kanaalplaatvloeren

Een kanaalplaatvloer bestaat uit geprefabriceerde betonnen platen met doorlopende kanalen in de lengterichting en voorgespannen wapening. Aan de boven- en onderzijde zijn ze vlak en er is geen druklaag nodig. De kanaalplaatvloer maakte overspanningen van 6 tot 17 meter mogelijk en werd een van de meest gebruikte toepassingen in de woning- en utiliteitsbouw. Vanaf 1965 produceerde de firma Dato in Oss dergelijke kanaalplaatvloeren. De Dato Montelvloer (Montage Elementvloer) was een ‘geperfectioneerd’ systeem dat tot 1981 veel werd toegepast. Elektradozen konden worden ingebouwd en de plafondzijde was zeer glad. Bij dikten van 20 tot 25 centimeter waren plaatbreedten tot 2,4 meter en overspanningen tot 6,4 meter mogelijk. Spanbeton presenteerde in 1972 een kanaalplaatvloer onder de naam de SP-plaat. Twee jaar later bracht ook Milder een kanaalplaatvloer op de markt, evenals Betonson dat zogenaamde Holle vloerplaten tot 14 meter lang leverde. Begin jaren tachtig jaren kwamen veel fabrikanten, zoals de VBI bedrijven, Betonson, Echo, Dy-core en Alvons Bouwsystemen, met aan de onderzijde geïsoleerde kanaalplaten. Zo bracht VBI in 1982 de eerste geïsoleerde kanaalplaat op de markt met een laag polystyreen van vier centimeter. Andere fabrikanten volgenden snel.

Breedplaatvloeren

Eind jaren zestig begon de productie van breedplaatvloeren, die aanvankelijk ook schilvloeren en later bekistingsplaatvloeren werden genoemd. De toepassing daarvan, ook met voorgespannen wapening, nam snel toe. Een breedplaatvloer bestaat uit geprefabriceerde dunne betonplaten waarin de onderwapening van de vloer en enkele tralieliggers die hier half bovenuit steken zijn ingestort. Wanneer smalle stroken van dertig tot veertig centimeter breed werden gebruikt sprak men van breedplankvloeren. De platen dienden als verloren bekisting en vormden uiteindelijk samen met een in het werk gestorte gewapende betonlaag een constructieve plaatvloer. De tralieliggers zorgden voor stijfheid tijdens transport en montage.

In 1968 bracht BIW de Filigranvloer op de markt, die in 1975 werd aangeboden door Werimex uit Bloemendaal. Deze bestond uit een 5 centimeter dikke betonnen ‘onderschil’ met een breedte van 2,4 meter en een lengte tot 6 meter. In de jaren zeventig waren ook Omnia-breedplaatvloeren verkrijgbaar, door Pekso Beton uit Raamsdonksveer verkocht onder de naam tralieliggervloerplaten (afb. 6). Andere aanbieders in die periode waren B.B.M., Dewi, Van Dijk, Monoliet Beton, Nebi-Schipholt, Oosthoek. In de jaren tachtig maakte Betonson voorgespannen Spancon breedplaatvloeren met een standaard breedte van 2,5 meter en een maximale overspanning van 10 meter. In 1990 kwam Monoliet Beton uit Breda met een breedte tot 2,7 meter en in de vloer gestorte elektra- en sanitairleidingen. Alvon Bouwsystemen uit Nieuw-Amsterdam leverde de Alvon-spanribplaten met een voorgespannen wapening en aan de bovenzijde uitstekende betonnen gewapende ribben die onderdeel gingen vormen van de gewapende druklaag.

Staalplaatvloeren

In 1975 kwam in Nederland de Robertson Q-lock staalplaatvloer op de markt, die tien jaar eerder in de Verenigde Staten was geïntroduceerd. Als bekisting en wapening diende een dunne geprofileerde en verzinkte staalplaat met een overspanning variërend van 2,6 tot 6 meter. Hierop werd een laag ongewapend beton gestort. Aanvankelijk vormde de staalplaat alleen een verloren bekisting. Bij de verbeterde versie, zoals die van Robertson, werkt het staal constructief samen met het beton, doordat een zwaluwstaartvormig profiel of nokken de hechting tussen staal en beton verbeterden. Vergelijkbaar waren de Prins Staalplaatbetonvloer van de firma Prins uit Dokkum en de Lewis Zwaluwstaartpaneel van het in 1930 opgerichte Reppel uit Dordrecht.

Combinaties en verbindingen

Combinaties

In grote gebouwen werden vaak meerdere typen vloeren gecombineerd toegepast. Zo is de begane grondvloer van de penitentiaire inrichting in Zwaag (H. Putter 1989) opgebouwd uit voorgespannen kanaalplaten, terwijl de kolommen en balken ter plaatse zijn gestort. De hogere verdiepingen bestaan uit prefab breedplaatvloeren en de scheidingswanden zijn deels ter plaatste gestort en deels geprefabriceerd. De eerst verdieping heeft een dikke, vlakke plaatvloer en in verband met gewichtsbesparing is de tussenvloer een ter plaatse gestorte cassettenvloer (roosterbalkvloer).

Verbindingen

De voegverbindingen zijn net zozeer onderdeel van het constructieve ontwerp als de keuze welke elementen worden geprefabriceerd en welke ter plaatse worden gestort. Zij zijn mede bepalend voor de mate waarin een gebouw dat (deels) is geconstrueerd met geprefabriceerde elementen het beoogde monolithische gedrag laat zien. Een groot deel van het hoofdkantoor van de Nationale Nederlanden in Rotterdam (A. Bonnema 1991) is opgebouwd uit prefab geveldelen en voorgespannen cassettevloerplaten zonder druklaag, in combinatie met een ter plaatse in glijbekisting gestorte kern met de liftschachten en trappenhuizen. De vloeren overspannen de kantoorruimten geheel en moeten de dragende gevels koppelen. Essentieel voor de stabiliteit is een min of meer volledig monolithische verbinding van gevelwanden onderling en gevelwanden met dwarswanden. De uit de koppen van de vloerelementen stekende wapening, is via een in het werk gestorte strook verbonden met de wapening die in de dragende gevelelementen is geschroefd. Voor het verkrijgen van een monolithisch gedrag zijn de gevelelementen in verband geplaatst en de voegen getand uitgevoerd en geïnjecteerd.

Literatuur

P.W. Scharroo, Materialen in den tegenwoordigen tijd, ’s-Gravenhage s.a. [1941].
W. van der Schrier, Bouwen in gewapend beton, Amsterdam 1942.
C. Boer, Opbouw en Afwerking van Gebouwen. Handboek voor Bouwkundigen, Uitvoerders en Aannemers, Amsterdam 1958.
J.J. Belt en H.P.M. Scheffer, ‘Bouwdelendocumentatie vloersystemen’, Bouw 30 1975 26/27.
R. Jellema, Bouwkunde voor het hoger technisch onderwijs, deel 3 Vloeren / plafonds / daken, Delft 1982 (derde druk).
J. Oosterhoff, (red.), Bouwtechniek in Nederland 1: Constructies van ijzer en beton. Gebouwen 1800 1940. Overzicht en typologie, Delft 1988.
VBI, Mannen over de vloer. 50 jaar prefab betonvloeren, Huissen 2001.
P. Bot, Vademecum historische bouwmaterialen, installaties en infrastructuur, Alphen aan de Maas 2009.
S. Van de Voorde, I. Bertels en I. Wouters, Naoorlogse bouwmaterialen in woningen in Brussel 1945-1975, Brussel 2015.