Oorzaken van scheurvorming in natuursteen

De temperatuur van de tegels die buiten zijn toegepast en blootstaan aan de zon kan variëren van -10 à 15°C in de winter tot 50 à 60°C in de zomer, afhankelijk van de kleur van de betegeling. De dimensionale vervormingen die met deze schommelingen gepaard gaan, kunnen enkele millimeters groot zijn en belangrijke spanningen teweegbrengen in de toegepaste tegels. Bij een gelijmde plaatsing op een verharde dekvloer (de vaakst aangeraden plaatsingsmethode voor het leggen van tegels buiten) veroorzaken deze thermische bewegingen afwisselende druk- en trekspanningen in het geheel van de dekvloer en betegeling wanneer de temperatuur respectievelijk stijgt of daalt. Indien de tegels aan de dekvloer hechten en deze op zijn beurt aan de ondergrond hecht, blijft het risico op de scheurvorming relatief beperkt (voor zover de ondergrond stabiel is en geen scheurtjes vertoont). 

Men voorziet buitenterrassen echter vaak van een draineringslaag (bijvoorbeeld van ongeweven synthetisch textiel) die aangebracht wordt tussen de ondergrond en de deklaag en die deze laatste vrij laat bewegen. De voornoemde spanningen zullen niet groot genoeg zijn om meldenwaardige scheuren te veroorzaken in de betegeling op voorwaarde dat de tegels en de dekvloer voorzien zijn van uitzettingsvoegen die de terrasvloer in kleine vloervelden opdelen (doorgaans 15 tot 16 m²), en dat de dekvloer voldoende gewapend is en zonder al te veel wrijving kan bewegen over de ondergrond. 

In het andere geval (te groot oppervlak, onvoldoende gewapende dekvloer, ondergrond met een variabele dikte die het bewegen van de dekvloer belemmert) kunnen de trekspanningen die gepaard gaan met de afkoeling van de dekvloer en de betegeling, scheuren veroorzaken. Deze kunnen zowel optreden ter hoogte van de voegen als in de tegels zelf, naargelang van de trekweerstand van het materiaal. 

Plaatsing met mortel

Bij een plaatsing met mortel in een gestabiliseerd zandbed ken de zwakke trekweerstand van de verschillende lagen tijdens afkoelingsperioden scheurtjes veroorzaken in de voegen (die doorgaans zachter zijn dan de tegels). Bij een plaatsing met kruisende voegen merken we vaak scheuren op die beginnen in een voeg en doorlopen in de betegeling. 

Omwille van deze scheurgevoeligheid wordt plaatsing met mortel op een gestabiliseerd zandbed doorgaans afgeraden voor buitentoepassingen en zou deze enkel weerhouden mogen worden voor de plaatsing van dikke tegels en/of tegels met sterk variërende dikte. 

Indien de betegeling ingesloten is aan de omtrek (met onvoldoende uitzettingsruimte), kunnen de met de temperatuurstijgingen gepaard gaande drukspanningen afschilferingen veroorzaken in de betegeling. Dit is vooral het geval wanneer de voegmortel zeer hard is en de voegen onvolledig opgevuld kunnen worden. ook kan scheurvorming in de inwendige hoeken van tegels waargenomen worden bij uitzetting van de gevelsteen. 

Schema van een buitenbetegeling op volle grond:

1. Tegels
2. Mortellijm
3. Gewapende dekvloer
4. Draineringslaag
5. Fundering (beton)
6. Onderfundering (laag steenslag)
7. Volle grond

Krimp van de dekvloer

Wanneer de tegels in een verse dekvloer worden geklopt of verlijmd op een relatief jonge verharde dekvloer, kan de restkrimp van de dekvloer spanningen veroorzaken in de betegeling.

Wanneer de dekvloer werd aangebracht op een drainerende onder- en/of scheidingslaag ide kan vervormen bij belasting (bijvoorbeeld door een dikke drainerende mat), kunnen deze spanningen opwelvingen en scheuren met een onregelmatig verloop veroorzaken in het geheel dekvloer/betegeling. 

De term 'krimpscheurtjes' verwijst naar een zeer fijn scheurtje dat nauwelijks met het blote oog waarneembaar is, maar dat sterker in het oog kan springen in aanwezigheid van restvocht. Ze treden loodrecht op de voegrichting op en zijn enkele centimeters van elkaar verwijderd.

De voegproducten - zowel de gebruiksklare als de in situ gedoseerde mortels - bestaan doorgaans uit cement, zand en water en hebben als oogmerk om de openingen tussen de tegels te dichten. Elk cementgebonden product is in zekere mate onderhevig aan krimp en dit, vanaf de aanmaak van het product tot enkele maanden, zelfs jaren, na de uitvoering ervan. Hierbij onderscheiden we twee belangrijke fasen: de plastische krimp die zich tijdens de eerste uren na de uitvoering voordoet en die veroorzaakt wordt door de verdamping van een gedeelte van het aanmaakwater en de hydraulische krimp, die later optreedt en die te wijten is aan de verdamping van de waterfractie die niet gebruikt werd voor de hydratatie van het cement. Gelet op hun geringe dikte en hun bijzondere gevoeligheid voor een snelle droging, vooral in zomeromstandigheden (zon en wind), kunnen de voegmortels een aanzienlijke plastische krimp ondergaan. 

Beïnvloedingsfactoren

De keuze en de breedte van de voegen zijn vooral afhankelijk van de dimensionale toleranties en de uitvoering van de tegels. Dit is dan ook de reden waarom de nominale voegbreedte nooit kleiner mag zijn dan het dubbel van de dimensionale tolerantie van de tegels. Verder dient men dunne voegen te vermijden in buitentoepassingen. Deze zouden niet kleiner mogen zijn dan 5 mm. 

De samenstelling van de afwerkingsvoegen voor in situ gedoseerde mortels hangt af van hun breedte en moet doorgaans in overeenstemming zijn met:

• 1 deel cement voor 2 delen middelgrof zand (bv. 0-2 mm) voor voegen van 5 mm ≤ 1 < 7 mm.
• 1 deel cement voor 3 delen middelgrof zand (bv. 0-2 mm) voor voegen van 7 mm v 1 <12 mm.

We willen er eveneens op wijzen dat de productnorm NBN EN 13888 de eigenschappen en prestaties van de fabrieksmatig vervaardigde cement- (CG1) of harsgebonden (RG) voegproducten vastlegt.

De uitvoering is eveneens afhankelijk van de mortelsamenstelling end us van de gekozen voegbreedte. Naarmate de voegen dunner zijn, zal de opvulling moeilijker worden. In voorkomend geval zal de cementspecie zeer vloeibaar moeten zijn om afgestreken te kunnen worden. 

Het gebruik van wit zand of rijnzand geniet de voorkeur. Het is eveneens aangewezen om een hupstof toe te voegen ter beperking van het watergehalte, zonder de verwerkbaarheid van het mengsel in gedrang te brengen. De waterfractie die tijdens de plastische fase kan verdampen, hangt immers grotendeels af van het watergehalte van het verse mengsel. Een zeervloeibaar gietvoegmengsel zal bijgevolg krimpgevoeliger zijn dan een zo goed als droog mengsel dat tussen de tegels geborsteld, gespaand en verdicht wordt. Voor kleine oppervlakten geniet een opvulling met de spaan de voorkeur. 

Aanbevelingen

Hoewel krimp haast onvermijdelijk is bij cementgebonden samenstellingen, kan er een aantal aanbevelingen worden geformuleerd om de omvang van het fenomeen te beperken:

• De zand-cementverhouding moet worden aangepast in functie van de voegbreedte, die op haar beurt in overeenstemming moet zijn met de dimensionale tolerantie van de tegels;
• Indien het gaat om een door de aannemer aangemaakt mengsel, moet de hoeveelheid aanmaakwater worden beperkt door de toevoeging van (super)plastificeerders;
• In het geval van een gebruiksklaar mengsel moeten de in de technische fiche van de fabrikant vermelde richtlijnen en eisen worden nageleefd;
• Het gebruik van zeer vloeibare gietvoegmengsels is te vermijden, tenzij het zeer dunne voegen betreft en/of producten waarvoor de fabrikant een krimp van maximaal 2 mm/m garandeert;
• Een te snelle droging, vooral in slechte hygrothermische omstandigheden (bij winderig en warm weer), moet worden vermeden door het voegwerk regelmatig te bevochtigen tijdens de eerste uren die volgen op de uitvoering of door een bescherming aan te brengen. Dit is echter niet aangeraden bij vlekgevoelige stenen. Bovendien kan deze afdekking aanleiding geven tot witte kalkuitbloeiingen die voornamelijk op donkerkleurige voegen als esthetisch storend ervaren worden. 

Tot slot willen we eraan herinneren dat een regelmatig en aangepast onderhoud van een terras (geen hogedrukreiniging) mosvorming in de (micro)scheuren tegengaat. 

Bewegingen ondergrond

In tegenstelling tot gebouw- of wegfunderingen mag de onderzijde van de onderfundering van terrassen hoger liggen dan de vorstgrens (doorgaans vastgelegd op 80 cm) en mag ze ook in zones liggen met een variabel grondwatergehalte (hoger dan 1,5 m of meer bij zeer plastische vloeren). Bij extreme weersomstandigheden kan de grond onder de onderfundering van het terras dus zwellen of krimpen en kunnen er scheurtjes optreden in het geheel van dekvloer en betegeling. Indien de grond bestaat uit een recent gerealiseerde ophoging die niet correct werd verdicht (de lagen mogen 20 tot 30 cm dik zijn en dienen zorgvuldig te worden aangestampt), kan een resterende compactering van de grond na de uitvoering van het terras aanleiding geven tot de vervorming ervan met scheurvorming tot gevolg. Indien men industriële reststoffen gebruikt voor de ophopingswerken, moet men zich ervan vergewissen dat het om inerte materialen gaat. Deze scheuren zijn doorgaans relatief omvangrijk en de oorzaak ervan kan meestal achterhaald worden door middel van een sondering. 

Mechanische belastingen

Betegelingen op buitenterrassen hebben doorgaans een geringe dikte (meestal 15 tot 40 mm voor natuursteentegels). Deze dikten volstaan meestal indien de betegeling enkel belast wordt door voetgangersverkeer. Voor garage-ingangen zal het voertuigenverkeer een veel hogere belasting vormen en zal men dus dikkere tegels moeten aanwenden. Daarnaast zal men ook een aangepaste stelmethode en aanzienlijk dikkere onderlagen moeten hanteren. De plaatsing van een dunne betegeling met mortel op een gestabiliseerd zandbed zal in dit geval een groot risico op scheurvorming inhouden omwille van de vervorming van het zandbed onder invloed van de berijding.

Bij plaatsing met mortellijm op een gewapende dekvloer moet men erop toezien dat het volledige oppervlak van elke tegel goed wordt ondersteund (dit verhoogt hun buig- en schokweerstand). Dit kan alleen worden verwezenlijkt met een verzorgde plaatsing door middel van een dubbele verlijming. 

Vorstweerstand

Om weerstand te kunnen bieden tegen de verschillende belastingen die in dit artikel werden aangehaald, dienen de gebruikte vloerbetegelingsmaterialen hoge mechanische eigenschappen te vertonen. Dit is doorgaans het geval voor natuursteentegels uit graniet of basalt. bepaalde zachtere natuursteentegels vertonen reeds bij hun plaatsing zwakkere mechanische eigenschappen en zullen bijgevolg gevoeliger zijn voor scheurvorming. Men moet er rekening mee houden dat de initiële mechanische eigenschappen van de tegels soms geleidelijk aan kunnen verzwakken onder invloed van de ondergane vorst-dooicycli. De treksterkte van het materiaal kan soms zodanig verzwakken dat bepaalde, initieel onschadelijke spanningen, toch scheurvorming veroorzaken in debetegeling. Ook kan afschilfering plaatsvinden.