Feature —

Materiaal: Polymeerbeton

Alex de Ruiter Materia

De gevels van twee nieuwe terminals van het fietsvoetveer Vlissingen – Breskens zijn bekleed met prefab polyesterbetonpanelen, een ‘nieuw’ composietmateriaal dat eigenlijk helemaal geen beton is en dat al in de jaren 50 werd toegepast.

De nieuwe terminals zijn ontworpen door Hans Slemmer van WTS Architecten en begeleiden het fiets- en voetgangersverkeer van en naar de ferry’s. Het terminalgebouw in Breskens is op een verhoging is geplaatst en heeft daardoor uitzicht op de aankomende ferry’s en de Westerschelde. Dit terminalgebouw heeft een wachtruimte met de ticketafhandeling. Het terminalgebouw in Vlissingen heeft naast de wachtruimte en ticketafhandeling, een cafetaria- en kantoorfunctie.

Beide gebouwen hebben een draagconstructie van staal. De verdiepingsvloeren en het dak zijn van prefab betonplaten. Voor de gevelbekleding van beide gebouwen is polyesterbeton gebruikt met een reliëf van de sporen in het zand die ontstaan door de beweging van eb en vloed. Van deze 'zandribbels' zijn, speciaal voor dit project, gipsmallen gemaakt op het Vlissingse strand. Van de gipsmallen zijn rubber afgietsels gemaakt die als bekisting dienden voor de polyesterbeton panelen.

In het polyesterbeton is zwart Labrador natuursteen verwerkt waardoor de gevel vooral bij zonlicht een sprankelende uitstraling krijgt. De 0,9 bij 1,8 m grote panelen zijn met schroeven bevestigd aan een achterconstructie van multiplex staanders en regels.

Beton?

Polyesterbeton is een vaak gehoorde naam voor een composiet dat eigenlijk helemaal geen beton is! Traditioneel beton is namelijk een composiet van cement, grind, zand en water. In tegenstelling tot traditioneel beton, is het bindmiddel in polyesterbeton geen cement, maar een polyester hars. Naast polyester zijn er er ook andere polymeren die kunnen worden toegepast in het beton, zoals (poly) methyl methacrylaat (PMMA), epoxy prepolymeer en furfuryl alcohol. Daarom is de naam polymeerbeton wellicht een betere keuze, alhoewel ook hier nog het woord “beton” in voor komt.

In vergelijking met traditioneel beton, is polymeerbeton een relatief nieuwe uitvinding. Het  werd aan het begin van de jaren ’50 voor het eerst op commerciële wijze toegepast. Met name de lichtgewicht gevelelementen maakten een grote opmars. De gevels van de terminals in Vlissingen en Breskens zijn opgebouwd uit elementen ( producent PPGevelbouw) die zijn gestort op een in combinatie met WTS Architecten ontwikkelde rubbermat. Hierbij is een deel van het strand van circa 2 x 3 meter met randbekisting afgezet en volgestort met gips. Daarna is er nog een model gemaakt. De gipsmodellen zijn na het uitharden gelost en in de fabriek omtimmerd met een bekisting, waarbij de gipsmodellen dienden als malbodem. Vervolgens is een rubber afgietsel gemaakt van de gipsmodellen. De rubberen afgietsels zijn uiteindelijk de basis van de definitieve mal geworden, waarin het polyesterbeton is gestort. Na doorharding zijn de elementen gestraald, waardoor de natuursteenkorrel zichtbaar wordt en een grover uiterlijk wordt gerealiseerd. De elementen zijn vervolgens aan de achterliggende gevelconstructie zichtbaar geschroefd.

verschillende toevoeging aan polymeerbeton: schelpen, metaalstukjes, glasscherven.
(klikvergr)

Slank dimensioneren.

Behalve de goede weerbestendigheid en brandwerendheid biedt polymeerbeton verschillende voordelen ten opzichte van (Portland) cement beton. Zo heeft polymeerbeton na uitharding een glad en strak oppervlak. Dit oppervlak is niet capillair, waardoor water en vuil het beton niet kunnen binnendringen en er een waterdicht oppervlak ontstaat. In vergelijking met standaard beton, is het polymeerbeton, drie tot vijf keer lichter en drie tot tien keer sterker. Hierdoor kunnen gevelelementen slanker gedimensioneerd worden, waardoor een lichtere gevelconstructie volstaat. Elementen kunnen nog slanker worden gedimensioneerd door het beton te versterken met glasvezels, metaalweefsels of koolstofvezels. Ook complexe driedimensionale vormen kunnen worden gerealiseerd. Project NUVO 2000 van Kjell Kuizinga laat goed zien hoe met polyesterbeton een gladde driedimensionale vorm bereikt kan worden.

PGVC

Een tussenvorm tussen polymeerbeton en traditioneelbeton is Polymeer Glasvezel Versterkt Cement (PGVC). Traditioneel beton kan niet worden versterkt met glasvezels, door de alkalische werking die optreedt tussen cement en glas. Dit probleem kan verholpen worden door PGVC toe te passen. PGVC bestaat uit glasvezels die ingekapseld zijn in een polymeerhars dat zowel aan een glasvezel als aan cement hecht. Tegelijkertijd vormt de polymeerhars een barrière tussen de glasvezels en het cement, waardoor er geen alkalische werking meer op kan treden. Net als met polymeerbeton kunnen met PGVC zeer precieze en slanke details worden gerealiseerd.

Extra toevoegingen

Omdat polymeerbeton krimpt bij doorharding, is het bij uitstek geschikt om extra materialen aan toe te voegen. In de jaren ’70 was het vooral grind wat zichtbaar werd toegevoegd, maar tegenwoordig worden ook andere materialen zoals natuursteen, glas, schelpen of metaalstukjes gebruikt. In principe kan elk droog materiaal dat geen vocht opneemt worden toegepast. Voorbeelden van toegevoegde materialen in polymeerbeton zijn te zien in een aantal samples van PP Gevelbouw. In deze samples zijn bij wijze van experiment schelpen, glas en metaal  toegevoegd.

Vectogramm freestechniek waarmee digitale afbeeldingen in relief in het beton kunnen worden gefreesd.

Oppervlakte behandeling

Het oppervlak van polymeerbeton kan op verschillende manieren worden behandeld. Het beton kan worden gepolijst, waarbij een klein gedeelte van de toplaag wordt verwijderd door middel van steeds fijnere polijstschijven. Een alternatief is het waterstralen of zandstralen van het beton, waardoor het beton een diepere uitstraling krijgt. Door middel van de Vectogramm freestechniek is het mogelijk om afbeeldingen in het beton te verwerken, zonder gebruik te maken van prints die kunnen vervagen. Bij deze techniek wordt een digitale afbeelding omgezet naar 256 grijswaarden. Deze grijswaarden worden door middel van speciale software omgezet naar een driedimensionaal freespatroon dat met behulp van een computergestuurde frees wordt aangebracht op het oppervlak.

Nadelen van polymeerbeton

Aan het gebruik van polymeerbeton kleven ook enkele nadelen. De gebruikte polymeren zijn duurder dan Portland cement en de visco-elasticiteit van polymeerbeton is relatief hoog, varierend van 20 tot 50 GPa (Portland cement beton: 20 – 30 GPa). Daarnaast kan polymeerbeton moeilijk in-situ worden verwerkt. Om tot een goed eindresultaat te komen is het belangrijk dat de verwerking en uitharding in een gecontrolleerde omgeving plaatsvindt. Dit betekent dat er bij gevelelementen in bijna alle gevallen sprake zal zijn van geprefabriceerde elementen met de bijbehorende maximale dimensies. Prefabricatie heeft ook tot gevolg dat er in het gevelbeeld sprake zal zijn van voegen. Dit hoeft echter geen nadeel te zijn, zolang men maar zorgvuldig met het lijnenspel van de voegen omspringt.

Zoals in de inleiding al is aangegeven is polyesterbeton geen beton, maar wat is het dan wel? Het is een composiet met veel voordelen en slechts een paar nadelen. Het biedt veel vormvrijheid en technische mogelijkheden en is voor meer dan alleen maar gevels geschikt.