prefab vloersystemen

Vloerconstructies in naoorlogse woningen werden meestal opgetrokken in hout, beton en/of elementen in terracotta. Houten roostervloeren waren zeer populair in het begin van de 20^ste eeuw, maar verloren in de loop van de 20^ste eeuw terrein aan gewapend beton. Om de moeilijke en dure bouw van bekisting voor ter plaatse gestorte betonvloeren te vermijden, kenden prefab vloeren steeds meer succes, in het bijzonder na de Tweede Wereldoorlog. Heel wat bouwbedrijven ontwikkelden prefab vloersystemen, zoals holle welfsels of vloersystemen op basis van potten en balken, of een combinatie van prefab elementen en ter plaatse gestort beton. Diverse materialen werden gebruikt: lichtgewicht beton, gewapend beton, voorgespannen beton, terracotta of een combinatie daarvan. Bovendien hadden die systemen vaak oog voor verschillende aspecten van het prefabricatieproces en de toepassing op de werf, wat resulteerde in tal van mogelijke voordelen en een heel breed toepassingsveld. Vooral het gemak waarmee de vloeren opgebouwd konden worden, het adequate draagvermogen (gericht op 200 tot 300 kg/m², wat een gangbare gebruiksbelasting was voor woningen), de thermisch isolerende eigenschappen en het geringe gewicht waren doorslaggevende factoren voor hun verdere ontwikkeling

vroege systemen en ontwikkeling

Dankzij de ontwikkeling van de prefab industrie waren al voor de Tweede Wereldoorlog heel wat prefab vloersystemen ontwikkeld. Deze varieerden van systemen met potten en balken, holle vloerplaten (meestal met slechts één holle kern, in tegenstelling tot de meer typische naoorlogse welfsels met verschillende holle kernen naast elkaar) tot geprefabriceerde platen op basis van holle bakstenen. Elk van die systemen beweerde goedkoper, sneller en makkelijker te zijn dan de andere. Weinig van die systemen hielden echter meer dan een paar jaar of tot na de Tweede Wereldoorlog stand.

In de naoorlogse periode deden er zich zowel in de fabriek als op de werf belangrijke wijzigingen voor in de productiemethodes, de bouwmaterialen, het productievolume en de technische uitrusting. De producenten van systemen met potten en balken en de holle welfsels reageerden verschillend op de veranderingen in de bouwsector. De systemen met potten en balken, die vaak gepatenteerd waren, bleven ‘systemen’, d.w.z. een vooraf gedefinieerde reeks elementen die werden gecombineerd tot een typische configuratie, met specifieke kenmerken en afmetingen. Deze elementen waren niet inwisselbaar en niet geschikt om te gebruiken in combinatie met andere merken of producten. Holle welfsels echter waren meer generieke bouwelementen, niet (altijd) gelieerd aan een bepaald systeem. De aansluiting met andere elementen of delen van het gebouw gebeurde meestal met een voeg of dekvloer in beton of mortel.

classificatie van geprefabriceerde vloeren

Aangezien het aantal systemen en merken van prefab vloeren in de naoorlogse periode aanzienlijk toenam, groeide ook de behoefte aan meer richtlijnen en gedetailleerde overzichtswerken. In 1970 verscheen het Algemeen bestek voor de uitvoering van privé-bouwwerken (uitgegeven door de Koninklijke Federatie van de Architectenverenigingen van België FAB, de Nationale Confederatie van het Bouwbedrijf NCB en het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf WTCB). Hoofdstuk 7 van deze technische voorschriften was gewijd aan dragende vloeren, waaronder ‘geprefabriceerde elementen van gebakken aarde en van beton’. Dat soort elementen omvatte enerzijds balken en platen (die gedeeltelijk of volledig verantwoordelijk waren voor het draagvermogen van de vloer) en anderzijds blokken (in elkaar passende blokken of eenvoudige vulblokken, die niet noodzakelijk bijdroegen tot het draagvermogen van de vloer). Die elementen waren meestal monolithisch verbonden met gewapend beton of mortel, ofwel aangebracht in de voegen tussen de elementen of als druklaag of dekvloer.

Het Algemeen bestek definieerde vijf categorieën van vloeren met prefab elementen, in functie van het type elementen dat werd gebruikt en hoe ze werden gecombineerd. Diezelfde vijf categorieën werden ook gehanteerd door het Belgisch Instituut voor Normalisatie (BIN) en de Agenda du Bâtiment (Nachtergal, 1977). De eerste categorie van ‘aaneensluitende balken of platen’ omvatte de typische holle welfsels: geprefabriceerde balken of platen werden naast elkaar gelegd en de relatief kleine voegen ertussen werden opgevuld met mortel of gewapend beton. De tweede categorie waren de vloeren met ‘balken en tussenblokken’. Dit type combineerde geprefabriceerde balken met een onderflens, waarop de geprefabriceerde blokken (of potten) rustten. In de derde categorie, ‘balken met tussenliggende vulblokken’, was de doorsnede van de balken en blokken niet op elkaar afgestemd en raakten ze elkaar niet. Bij de vloeren van zowel de tweede als de derde categorie werden de voegen opgevuld met mortel of (gewapend) beton en kon een druklaag in (gewapend) beton of mortel ter plaatse gestort worden. De vierde en vijfde categorie werden beide gekenmerkt door ter plaatse gestorte balken en geprefabriceerde blokken. In de vierde categorie, ‘op gebetonneerde balken gelegde tussenblokken’, werden de balken eerst gestort en werden de blokken met een aangepaste dwarsdoorsnede er achteraf tussen gelegd, waarna de voegen werden opgevuld met mortel. In de vijfde categorie, ‘ribbenvloer op vulblokken’, werden de opvulblokken eerst geplaatst, als een verloren bekisting. De onderflens van de opvulblokken was breder zodat er groeven ontstonden: wanneer de wapening of voorspandraden waren aangebracht en de groeven met beton waren opgevuld, samen met de laag bovenop de opvulblokken, ontstond een ter plaatse gestorte ribbenvloer. In tegenstelling tot een gewone ribbenvloer, was dit type vloer zowel bovenaan als onderaan vlak.

Deze classificatie hield enkel rekening met het structurele concept en de basisvorm van de elementen, niet met de gebruikte materialen. Alle elementen in elke categorie (behalve de ter plaatse gestorte elementen) konden worden uitgevoerd uit terracotta, (normaal, gewapend of voorgespannen) beton en lichtgewicht beton, of combinaties daarvan.
De prestatie-eisen waaraan voldaan moest worden, waren identiek voor de vijf categorieën, bijvoorbeeld wat betreft de doorbuiging: de maximale vervorming moest kleiner of gelijk zijn aan 1/750 van de overspanning, terwijl de permanente vervorming niet hoger mocht zijn dan 1/2000 van de overspanning. De minimale gemiddelde druksterkte van de balken en platen was vastgelegd op 29,42 N/mm²; voor blokken en opvulblokken die niet bijdroegen tot het draagvermogen was dit slechts 3,92 N/mm². Voor geautoclaveerd gasbeton bedroeg het maximale gewicht 750 kg/m³ en de minimale druksterkte moest tussen 2,45 en 4,90 N/mm² liggen, afhankelijk van het type elementen dat werd gebruikt. De minimale betondekking van de wapening bedroeg 15 mm, terwijl 12,5 mm voldoende was in geautoclaveerd gasbeton.

Wat de uitvoering en installatie van de vloeren in deze vijf categorieën betreft, vertoonden de vloeren in de derde en vierde categorie een belangrijk nadeel: beide vereisten een complexe bekisting, waardoor een van de belangrijke voordelen van prefab vloersystemen, namelijk een snelle en eenvoudige uitvoering, verloren ging. Bijgevolg waren die twee systemen veel minder populair dan de holle welfsels, balken met tussenblokken (ook ‘potten en balken’ genoemd) en de ribbenvloer op vulblokken. Ook dit laatste type vloer werd weinig toegepast in woningbouw, enerzijds omdat deze vloeren grotendeels uit ter plaatse gestort beton bestonden, anderzijds omdat ze vooral geschikt waren voor grote overspanningen en vloeren die in twee richtingen overspannen (vb. kantoren, scholen en openbare gebouwen in plaats van woningen).

platen en holle welfsels

Geprefabriceerde (holle) welfsels werden meestal vervaardigd in gewapend beton of spanbeton. Ze hadden veelal een rechthoekige of trapeziumvormige doorsnede en doorlopende, longitudinale holtes: in tegenstelling tot de boven- en onderkant van de plaat, die een structurele en praktische functie hadden, kon de kern worden uitgehold zonder enig functieverlies, maar wel met een belangrijke reductie van het eigengewicht tot gevolg. De holle kernen konden op verschillende manieren worden gecreëerd, bijvoorbeeld met (metalen) mallen die na het uitharden van het beton verwijderd werden of door middel van extrusie (zonder interne bekisting) indien een zeer droog betonmengsel werd gebruikt. De lange zijden van de elementen waren vaak afgekant om wapening te kunnen plaatsen in de voegen. Holle welfsels bestonden in verschillende maten, van 25 cm tot 160 cm breed (gewoonlijk tussen 40 en 60 cm) en meestal tot 4 m of zelfs 8 m lang.

Aangezien welfsels een veelgebruikt constructie-element waren, werden deze door een groot aantal fabrikanten op de Belgische markt gebracht. Sommige daarvan waren aannemers die hun eigen holle welfsels op de werf gebruikten, terwijl anderen producenten van bouwmaterialen waren. Om zich enigszins te differentiëren in dit overaanbod, besteedden verschillende fabrikanten tijdens de jaren 1950 en 1960 aandacht aan specifieke aspecten. Ze produceerden bijvoorbeeld kortere of lichtere elementen (met de bedoeling om de plaatsing te vergemakkelijken) of gebruikten beton met een hoger draagvermogen of isolerende eigenschappen. Tijdens de jaren 1970, in een poging om de talloze vloersystemen die sinds de Tweede Wereldoorlog op de markt waren gekomen te normaliseren en te standaardiseren, bracht de Federatie van de Belgische Prefab Betonindustrie (Febe, de opvolger van de Unie der Agglomeraten met Cement van België UACB) een brochure uit over de standaardisatie van prefab betonelementen voor gebouwen. Eén van de aspecten die naar voor geschoven werd in de brochure was een standaardbreedte van 60 cm of 1,20 m voor holle welfsels; de diktes waren bij voorkeur tussen 15 en 40 cm dik, met tussensprongen van 5 cm.

lichter – korter – sterker

Een manier om de specifieke toepassingsgebieden en voordelen in de verf te zetten, was de holle vloerelementen lichter te maken en het thermische vermogen ervan te verbeteren. Daarom gebruikten verschillende fabrikanten bepaalde types beton, zoals beton met puimsteen of andere lichte toeslagmaterialen. Bims d’Origine gebruikte puimsteen in holle welfsels met een vrij klassiek concept; het Nederlandse Schokbeton en de Westvlaamsche Betonwerkerij waren creatiever. Schokbeton bijvoorbeeld produceerde drie types holle vloerelementen in puimsteenbeton: klassieke holle welfsels, een cassettevloer en de combinatie van beide. De cassettevloer had grote, vierkante uitsparingen aan de onderkant. Dankzij die vorm kon het gewicht van de platen worden beperkt, terwijl de longitudinale en transversale ribben van de cassettes voor voldoende draagkracht en stijfheid zorgden. Het thermische isolatievermogen was iets lager dan bij de holle welfsels maar ook het gewicht was lager. Schokbeton combineerde beide concepten ook, met een plaat met een reeks doorlopende, longitudinale holtes bovenaan en (minder diepe) vierkante uitsparingen aan de onderkant. De drie types waren 50 cm breed en maximaal 3,70 m lang en waren voorzien van een tand- en groefsysteem aan de zijkant. Afhankelijk van de verwachte belasting (tussen 200 en 500 kg/m²) waren de platen tussen 7 en 13 cm dik.
Ook de Westvlaamsche Betonwerkerij gebruikte puimsteenbeton voor hun holle vloeren Solidus, zij het op een bijzondere manier. Ze ontwikkelden een hol element in licht puimsteenbeton (tussen 900 en 1000 kg/m³) in de vorm van een cirkelsegment met een centrale verstevigingsrib. Bovenaan werd dit element bedekt met een zwaarder type puimsteenbeton (tot 1300 kg/m³), inclusief wapening, waardoor een rechthoekige doorsnede ontstond. De randen waren getand om een betere hechting van de voegmortel te verzekeren. Door de combinatie van holle kernen en licht toeslagmateriaal, waren deze platen tot 60% lichter dan volle betonvloeren.
Het Belgische bedrijf Echo (opgericht in 1950 door Eduard Cuyvers in Houthalen, vandaar het acroniem ECHO) gebruikte gewassen en gekalibreerde schist als toeslagmateriaal om hun prefab betonproducten lichter te maken. Het produceerde holle welfsels met een lengte tot 4,50 m, die uitstekend geschikt waren voor huizen en appartementen. Naarmate het bedrijf groeide en de technologie evolueerde, werd het productgamma tijdens de jaren 1960 en 1970 uitgebreid met holle welfsels in gewapend en voorgespannen beton.
Een ander voorbeeld is het Belgische bedrijf Isobeton, dat blokken, platen en volledige huizen produceerde in ‘isolatiebeton’ (de exacte samenstelling daarvan werd echter niet meegedeeld). De Isobeton platen waren 40 cm breed, 12 cm hoog en tot 4 m lang. Het gewicht van de platen bedroeg 50 kg/m², ze hadden een draagvermogen van 250 kg/m² en een λ-waarde van 0,87 W/mK.

Een diversificatie van het productiegamma was ook mogelijk door korte elementen te produceren, welke makkelijker te vervoeren en installeren waren. Een voorbeeld hiervan waren de holle welfsels Ultra van Gelderbeton. Net als bij gewone holle welfsels, werden er langswapening en beugels in de voegen aangebracht, en werd een druklaag met dwarse verdeelwapeningen uitgevoerd. Maar anders dan bij de gewone holle welfsels, reikten deze Ultra welfsels maar tot halverwege de overspanning. In het midden werden de welfsels verbonden met een ter plaatse gestorte dwarsrib in beton van 10 cm breed, waarvoor een tijdelijke ondersteuning en bekisting gemaakt diende te worden. Hiermee werd een totale overspanning van 8 m mogelijk.
Ook het Belgische bedrijf Novobric maakte kortere elementen. Ze ontwierpen verschillende vloersystemen, bijvoorbeeld de holle welfsels Excelsior: deze 25 cm brede platen waren zeer kort (1 m tot 1,6 m) en dun (4 of 6 cm) en moesten niet worden bedekt met beton. Door de beperkte afmetingen en het beperkte draagvermogen waren die platen eerder geschikt voor korte overspanningen of als dakbedekking.

Om het draagvermogen van holle welfsels te verhogen, kon beton worden gebruikt met een specifieke samenstelling, of kon een bijzondere configuratie van de wapening of spanbeton worden toegepast.
Het bedrijf Matériaux et Techniques Modernes M.T.M., met een fabriek in Machelen, produceerde drie types zelfdragende holle welfsels ‘P’ in trilbeton (P1, P2 en P3). Qua vorm en uitzicht waren deze identiek, met drie cirkelvormige, longitudinale holtes binnen. Door variaties in de betonsamenstelling (bijvoorbeeld door een andere hoeveelheid cement te gebruiken), waren de maximale belasting (tot 500 kg/m²) en overspanning (tot 4,80 m) verschillend voor elk van de drie types. Daarnaast produceerde M.T.M. ook holle welfsels ‘N’: het randprofiel was aangepast zodat minder beton of mortel nodig was om de voegen te vullen.
Een voorbeeld van welfsels met een specifieke wapeningsconfiguratie waren de welfsels Ultra van Vibrabeton. Deze welfsels waren in twee richtingen gewapend: een wapening in de lengte onderaan en een transversale wapening bovenaan. De transversale wapening stak zijdelings ongeveer 40 cm uit zodat die met elkaar verbonden konden worden om een doorlopende wapening te vormen. De Ultra welfsels bestonden in drie types: 11 cm hoog (30 cm tot 3,80 m lang en 75 kg/m² zwaar), 15 cm hoog (30 cm tot 3 m lang, 105 kg/m² zwaar) en 20 cm (30 cm tot 2,60 m lang, 125 kg/m² zwaar).
Wellicht de meest efficiënte manier om het draagvermogen van vloerelementen te verbeteren, was door gebruik te maken van spanbeton. Een van de belangrijkste Belgische bedrijven voor geprefabriceerd en voorgespannen beton was Ergon in Lier. Ergon was opgericht in 1963 als onderafdeling van cementproducent CBR (Cimenteries et Briqueteries Réunies) voor de productie van geprefabriceerde cement- en betonproducten. Ergon richtte zich op de massaproductie van balken, kolommen, platen, TT-vloerplaten en holle welfsels, in gewapend en voorgespannen beton. De holle welfsels in gewapend beton waren meestal 60 cm breed en tot 6 m lang; de welfsels in spanbeton waren over het algemeen breder en langer. Een voorbeeld daarvan was de Ergon SP-vloerplaat. Zowel de boven- als onderkant van de 1,20 m brede plaat was plat, met cirkelvormige holtes over de hele lengte. De dikte van de plaat (20, 27 of 32 cm) en het aantal voorspankabels werden bepaald in functie van het gewenste draagvermogen. De platen werden geproduceerd door middel van extrusie; nadat het beton voldoende was uitgehard, werd de 80 m lange plaat (inclusief de voorspankabels) in de gewenste lengtes versneden. De overspanning varieerde tussen 6 en 14,5 m, omgekeerd evenredig met een gebruiksbelasting tussen 2000 en 250 kg/m². De SP-vloerplaten werden vooral gebruikt voor overspanningen tussen 6 en 9 m.

speciale dwarsdoorsnedes

Waar de meeste holle welfsels een enigszins typische doorsnede hadden (rechthoekig of afgekant met binnenin een aantal cirkelvormige holtes), ontwikkelde een aantal bedrijven holle vloerelementen met speciale dwarsdoorsnedes, bijvoorbeeld de holle welfsels Record van de Briqueteries du Brabant en de Zig-Zag platen van Scheerders van Kerchove (SVK). Een ander voorbeeld van holle welfsels met een complexe doorsnede was Atlas van Novobric. Deze waren licht, makkelijk hanteerbaar en hadden uitstekende isolerende eigenschappen (λ-waarde van 0,145 W/mK). Ze bestonden uit korte elementen in terracotta die in de langsrichting met elkaar verbonden werden tot balken met behulp van gewapend beton, aangebracht in drie smalle groeven aan de bovenzijde van de terracotta elementen. De balken, die ofwel op de werf ofwel in de fabriek samengesteld waren, werden vervolgens naast elkaar gelegd en de voegen ertussen werden opgevuld met beton. De maximale lengte van een Atlas-balk bedroeg 8 m (bij een belasting van 250 kg/m²). De individuele terracotta elementen waren 25 of 33 cm breed; de hoogte ervan schommelde tussen 8,5 cm en 20,5 cm. De optionele druklaag zorgde voor 3 cm extra hoogte. Novobric gebruikte dezelfde terracotta elementen om brede platen te maken, die volledig geprefabriceerd geleverd werden op de werf, met maximale lengtes van 6,85 m.

Vergelijkbaar met de al vermeldde cassettevloeren van Schokbeton, produceerde ook Duyck cassettevloeren, in dit geval in gewapend trilbeton in de vorm van een omgekeerde U. Dankzij het gepatenteerde profiel werd het eigengewicht sterk teruggebracht, zonder dat dit ten koste ging van de stijfheid. Aangezien ze ‘open’ waren aan de uiteinden, produceerde Duyck ook speciale opvulstukken om te vermijden dat ter plaatse gestort beton ter hoogte van de steunpunten ging lekken. De platen bestonden in verschillende vormen en afmetingen. De standaardtypes 1 tot 7 waren 14 of 17 cm dik, 40 cm breed, met een overspanning tot 5 of 6 m. De platen hadden afgeschuinde of rechte zijkanten en wogen 125 of 155 kg/m². Voor grotere overspanningen of belastingen konden de platen worden gecombineerd met geprefabriceerde ribben in gewapend beton, die in de voeg tussen de twee platen werden geplaatst (types 1R tot 7R). Met dit systeem werd ter plaatse gestort beton of voegmortel vermeden, wat zorgde voor een aanzienlijke tijdsbesparing en lagere kostprijs omdat de vloer onmiddellijk na installatie kon worden gebruikt. Indien nodig kon een druklaag worden aangebracht. De maximale overspanningen waren afgestemd op de lasten: voor type 7(R) bijvoorbeeld was de maximale overspanning 6,40 m onder een belasting van 350 kg/m²; onder een belasting van 1000 kg/m² was de maximale overspanning slechts 3,50 m. Duyck produceerde ook types T1 en T2 (allebei met of zonder geprefabriceerde rib). Deze waren kleiner dan de standaardtypes: ze waren slechts 12 cm dik en werden gebruikt voor kleinere overspanningen (tot 5 m) onder een gebruiksbelasting van 250 tot 300 kg/m². T1 en T2 zagen er hetzelfde uit en waren even zwaar (115 kg/m²), maar het hogere wapeningspercentage van T2 liet een hogere belasting toe.

Een ander bijzonder type holle vloerplaten was B.A.S.C. (‘Béton Armé Sans Coffrage’ of gewapend beton zonder bekisting). Dit waren balken met een doorsnede in de vorm van een cirkelsegment; de voegen ertussen waren opgevuld met ter plaatse gestort beton. De balken waren hol (behalve aan de uiteinden), met onderaan in de twee hoeken een kleine verdikking ter hoogte van de wapeningsstaven. Ontwikkeld tijdens het interbellum, werd de B.A.S.C.-vloer verder op punt gesteld in de naoorlogse periode, met o.a. een nieuw type Minor in de jaren 1950, naast de bestaande types Standard en Major. De drie types waren gebaseerd op hetzelfde concept maar hadden verschillende afmetingen en performanties. De kleinste balken van het type Minor waren 12 cm hoog, 33 cm breed, tot 5 m lang en 81 kg/m² zwaar (zonder het vulbeton). Voor overspanningen tot 3,75 m gold een maximale gebruiksbelasting van 200 kg/m²; met een overspanning van 5 m, was dit slechts 150 kg/m². De Standard-balk was 16 cm hoog, eveneens 33 cm breed, tot 6,50 m lang en 90 kg/m² zwaar. Onder een gebruiksbelasting van 350 kg/m² bedroeg de maximale overspanning 4,50 m. De Major-balken waren 26 cm hoog, 40 cm breed, 2,50 m lang en 115 kg/m² zwaar. De Major-vloeren werden steeds uitgevoerd met een druklaag in gewapend beton (bij de twee andere types was dit optioneel), om zo tot maximale gebruiksbelastingen te komen van 500 tot 2000 kg/m² bij overspanningen groter dan 6,5 m. De onderkant van de B.A.S.C.-vloer was meestal ruw, zodat deze rechtstreeks kon worden bepleisterd.

B.A.S.C.-vloeren werden gepromoot als snel en eenvoudig te plaatsen, voordelig, licht, brandwerend, akoestisch isolerend, bestand tegen chemische stoffen, stijf en monolithisch. Gezien de vorm en het structureel concept, dienen die twee laatste eigenschappen kritisch geëvalueerd te worden. Indien de vloer niet was afgewerkt met een gewapende druklaag bovenaan, was het monolithisch karakter niet verzekerd. Bovendien waren de balken zeer dun: de kleinste balken waren amper 12 mm dik onderaan en 22 mm aan de dikkere bovenzijde, waardoor niet alleen de draagkracht van de balken maar ook de betonbedekking van de wapening mogelijk problematisch waren. Toch waren B.A.S.C.-vloeren relatief wijdverspreid: in een bedrijfsbrochure uit de jaren 1950 is sprake van meer dan 80.000 m² B.A.S.C.-vloeren toegepast in appartementsgebouwen, voornamelijk in Brussel.

In de categorie holle vloerplaten kan ook Monotub D.D. worden vermeld. Dit waren holle buizen in waterdicht karton, die als interne en permanente bekisting werden gebruikt voor holle vloerplaten. Ze werden gebruikt om prefab vloerplaten te maken maar ook op de werf, om op maat gemaakte holle vloerplaten te gieten. De buizen waren licht en goedkoop, maar tegelijk ook sterk en vochtbestendig. De buizen bestonden in verschillende diameters van 5 tot 50 cm en ze werden in de fabriek of op de werf eenvoudig op de juiste lengte afgesneden. De buizen werden tijdens het storten van het beton op hun plaats gehouden door ze te verbinden met de wapening. De buizen deden het thermische vermogen van de vloer toenemen (tot 40%) terwijl het gewicht van de vloer afnam: afhankelijk van de hoogte van de vloer en de diameter van de buizen, was een Monotub-vloer 30 tot 45% lichter dan een volle vloerplaat. Voor een vloer van 15 cm bijvoorbeeld, betekende dit een vermindering van het eigengewicht met 125 kg/m².

volle vloerplaten

Een andere manier om het gewicht van (volle) vloerplaten te verminderen, was door gebruik te maken van lichtgewicht beton. Matériaux et Techniques Modernes M.T.M. en de Westvlaamsche Betonwerkerij produceerden zowel holle welfsels als volle vloerplaten in lichtgewicht beton. In beide gevallen waren de maximale overspanning en belasting van de volle vloerplaten relatief klein (overspanningen van 1 tot 3 m en gebruiksbelastingen van 150 tot 200 kg/m²): ze werden meer gebruikt voor dakplaten of dakbekleding dan voor vloerplaten. Ook het Belgische bedrijf Fixolite produceerde zelfdragende gewapende volle vloerplaten in lichtgewicht beton, te gebruiken voor dakconstructies. Deze platen waren 6 tot 16 cm dik, 50 cm breed en 1,10 tot 4,5 m lang voor een belasting van 150 kg/m². Fixolite gebruikte hiervoor beton op basis van gemineraliseerde houtvezels en cement, met een gewicht van amper 650 kg/m³ en uitstekende akoestische en thermische eigenschappen (λ-waarde tussen 0,072 en 0,093 W/mK). Ook andere merken van lichtgewicht beton (vb. Argex, Durisol, Durox, Siporex en Ytong) werden gebruikt om dit type platen te prefabriceren, al dan niet gewapend, voor daken, dakbedekking of occasioneel ook vloeren (zie ook hoofdstuk 1 over lichtgewicht beton).

potten en balken

Vloersystemen met potten en balken bestonden uit balken, vaak in de vorm van een omgekeerde T, waartussen kleine, vaak holle en lichte potten of blokken werden geplaatst. De dwarsdoorsnede van de potten was zo ontworpen dat ze zijdelings op de balken rustten maar tegelijk een vloerplaat met een vlakke onderkant ontstond. Nadat de potten op hun plaats gelegd waren, werd bovenaan een betonlaag gegoten zodat een monolithische vloer ontstond. Elk onderdeel van de vloer vervulde een specifieke functie. De balken, die uit gewapend of voorgespannen beton, of ook uit gewapend of voorgespannen terracotta konden bestaan, maakten de overspanning (vaak tot maximaal 6 m) en namen de trekkrachten op. De ter plaatse gegoten toplaag, die meestal licht gewapend was, nam de drukkrachten op en verbond alle afzonderlijke elementen tot een monolithisch geheel. Structureel hadden de potten geen of slechts een beperkte dragende functie: ze vulden de ruimte tussen de balken op een zo makkelijk en licht mogelijke manier op. Een van de belangrijkste voordelen van potten-en-balk-vloeren was dat ze uit kleine, geprefabriceerde elementen bestonden die zonder zware machines of mechanische uitrusting konden worden geplaatst. De vloeren moesten niet bekist of tijdelijk ondersteund worden en konden relatief snel uitgevoerd worden (behalve de toplaag in beton, die moest uitharden). De potten en balken bestonden in verschillende maten, in overeenstemming met verschillende overspanningen en belastingen. Om het aantal bouwelementen die op de werf geleverd werden te vereenvoudigen, werden de balken in een aantal gevallen ook ontworpen om gebruikt te worden als lateien boven deur- en raamopeningen.

Potten-en-balk-vloeren kunnen ingedeeld worden volgens de materialen die bij hun fabricatie gebruikt werden. Een eerste type combineerde balken in gewapend beton met lichte of holle potten in beton. Die werden onder andere gemaakt door Betonal, Comptoir Central du Bims en Argex.
Betonal werkte met balken in gewapend beton met een omgekeerde T-vorm, 13 cm breed en 11 cm hoog. Tussen die balken werden lange, holle blokken geplaatst, 49 cm breed (63 inclusief de steunen) en 11 cm hoog, met vijf interne holtes van 7 cm diameter. De voegen tussen de blokken en balken werden volgestort met beton, samen met een druklaag van 3 of 4 cm. Onderaan kon een metalen draadgaas worden bevestigd voor een makkelijkere afwerking van het plafond. De vloer was licht (40% lichter dan een volle vloerplaat in beton), brandveilig, thermisch en akoestisch isolerend en snel geïnstalleerd. Dit vloersysteem, ontwikkeld in de jaren 1940, was voornamelijk bedoeld voor woningen, met een maximale overspanning van 5,2 m en een gebruiksbelasting van 200 kg/m² (die indien nodig kon worden opgetrokken).
Terwijl de blokken van Betonal trapeziumvormig waren, met een vlakke onder- en bovenkant, waren de blokken van Comptoir Central du Bims en Argex in het midden hoger dan aan de zijkanten. Ze waren hol, op een verticale, centrale verstevigingsrib na. De blokken van Comptoir Central du Bims (in puimsteenbeton) waren 46 cm breed en 25 cm hoog, terwijl de balken in gewapend beton 16 cm breed en 24 cm hoog waren. De potten-en-balk-vloer van Argex, ontwikkeld in de jaren 1960, maakte gebruik van blokken in lichtgewicht beton op basis van Argex korrels van geëxpandeerde klei, waardoor het eigengewicht van de vloer nog verder daalde (tot 50% in vergelijking met volle betonvloeren) en de thermische capaciteit werd verhoogd. De blokken waren 13, 20 of 26 cm hoog, afhankelijk van de belasting en de overspanning van de vloer. De balken van dit Argex vloersysteem bestonden uit een rechthoekige basis in beton en een speciaal type wapeningsijzer Katzenberger, dat boven de platte betonbalk uitstak en omhuld werd met beton wanneer de druklaag werd gegoten. De onderkant van de balk was afgewerkt met een dunne laag Argex lichtgewicht beton, om een betere hechtingsbasis te creëren voor de plafondafwerking. Aangezien de blokken werden uitgevoerd in hetzelfde materiaal, ontstond een homogeen oppervlak aan de onderzijde. Indien het draagvermogen verhoogd diende te worden, konden kleine transversale ribben worden gecreëerd: een aantal blokken werd vervangen door dunne, dwarse betonbalken, waarop wapeningsijzers werden aangebracht. Tenslotte werd over het geheel een druklaag in beton aangebracht, om alles monolithisch te verbinden.

Het draagvermogen van de vloeren kon worden verhoogd door de balken in gewapend beton te vervangen door balken in spanbeton. Het bouwbedrijf Van Thuyne ontwikkelde dergelijk systeem, Flexicor, met een omgekeerde T-balk in spanbeton en holle blokken in lichtgewicht beton met een complexe dwarsdoorsnede. De Flexicor balken waren 11 cm breed en 10 cm, 12,5 cm of 17,5 cm hoog. De blokken waren 35 cm breed en ze bestonden in verschillende hoogten, tussen 12,5 cm en 34 cm. Met de laag ter plaatse gestort beton erboven op, was de vloer in totaal tussen 13,5 en 37 cm dik. De vloeren waren berekend op een gebruiksbelasting tussen 200 en 500 kg/m², voor een maximale overspanning van 9,65 m.

Ook Novobric had een vloersysteem ontwikkeld met balken in spanbeton, onder de naam PL46. Dit systeem combineerde holle blokken in terracotta met prefabbalken in spanbeton. De balken waren ongeveer 10 cm hoog en 12 cm breed, met vijf wapeningsstaven. De blokken waren 32 cm breed en bestonden in drie verschillende hoogtes (10,5 cm, 12,5 cm of 16,5 cm). Voor hogere vloeren konden die blokken worden gestapeld (tot hoogtes van 21, 23, 25, 27 of 33 cm). Een andere manier om de nuttige gebruiksbelasting van de vloer te verhogen was door het aantal balken in spanbeton te verdubbelen of, anders gezegd, door om de andere rij de terracotta blokken weg te laten. De ruimte tussen de balken en blokken werd opgestort met beton, alsook een druklaag van 1 cm of 3 cm dik, wat een totale vloerdikte tussen 11,5 en 36 cm opleverde. De dunste vloer kon een afstand overspannen van 2 m (voor 1000 kg/m²) tot 4,55 m (voor 150 kg/m²), terwijl de overspanning van de dikste, verstevigde vloer tussen 6,75 m (1000 kg/m²) en 10,25 m (150 kg/m²) bedroeg.

Een ander Novobric product is het Listex vloersysteem. Dit is een voorbeeld van een vloersysteem met balken in terracotta. Net zoals de holle vloerelementen Atlas van Novobric, bestonden de balken uit relatief kleine elementen in terracotta die onderling verbonden werden met gewapend of voorgespannen beton. Ze waren samengesteld uit een soort lege schaaltjes in de vorm van een omgekeerde T, 13 cm breed en 10,5 cm hoog. Die schaaltjes hadden twee uitsparingen onderaan en één uitsparing bovenaan, die werden gevuld met gewapend of voorgespannen beton om ze samen te voegen tot één lange balk. Het samenvoegen kon in situ of naast het gebouw gebeuren. Tussen de balken werden holle blokken in terracotta geplaatst, identiek aan die van de PL46-vloer (32 cm breed en 10,5 cm, 12,5 cm, 16,5 cm of 10,5 + 10,5 cm hoog). De voegen tussen de blokken en balken werden opgevuld met beton; voor een hogere performantie kon een druklaag van 1,5 cm of 3 cm toegevoegd worden. De maximale overspanning varieerde van 1,75 m (blokken van 10,5 cm, zonder een dekvloer, met een maximale gebruiksbelasting van 1000 kg/m²) tot 8,55 m (twee blokken van 10,5 cm gestapeld en bedekt met een dekvloer van 3 cm, met een maximale gebruiksbelasting van 250 kg/m²).

In de Listex-vloer van Novobric konden de holle blokken in terracotta ofwel met gewapend beton ofwel met spanbeton verbonden worden. De combinatie van terracotta en voorgespannen beton werd ook aangeboden door bijvoorbeeld Steenbakkerijen van Ploegsteert en Comptoir Tuiller de Courtrai CTC. Dat laatste bedrijf produceerde het Rector vloersysteem, bestaande uit een balk in de vorm van een omgekeerde T in spanbeton en terracotta blokken ertussen. De balken en blokken werden in verschillende formaten geprefabriceerd. De drie types balken waren Rector 80 (8,5 cm hoog, 10 cm breed, met twee voorspandraden en een gewicht van 14 kg per lopende meter), Rector 110 (11,5 cm hoog, 10 cm breed, drie voorspandraden, 17 kg/m) en Rector 140 (14,5 cm hoog, 12 cm breed, vijf voorspandraden, 27 kg/m). De holle blokken, met interne verstijvingsribben, werden geproduceerd in vijf verschillende formaten, tussen 10 en 20 cm hoog en tussen 30 en 40 cm breed. De balken en blokken konden op verschillende manieren gecombineerd worden, afhankelijk van de gewenste overspanning en gebruiksbelasting; indien nodig kon het aantal balken worden verdubbeld om het draagvermogen te verhogen. De onderkant van de balken was uitgevoerd in geribd terracotta om een betere hechting van de afwerkingslaag te garanderen. Het geheel werd bedekt met een druklaag in beton.
Het Zwitserse vloersysteem met potten en balken Stalhton was uitgevonden en gepatenteerd door drie ingenieurs, M.R. Roš, A. Brandestini en M. Birkenmaier, en werd sinds 1945 gecommercialiseerd door het gelijknamige Zwitserse bedrijf. Het systeem werd toegepast en uitgevoerd naar andere landen, waaronder België, waar het sinds begin jaren 1950 verkocht werd door de Steenbakkerijen van Ploegsteert onder de naam Stalton. Het systeem bestond uit holle ‘bakjes’ in terracotta met interne verstevigingen, die werden opgevuld en verbonden met behulp van beton en voorspandraden zodat een monolithisch geheel ontstond. Deze balken werden gebruikt op zich, bijvoorbeeld als lateien of balken, of in combinatie met holle blokken in terracotta en een druklaag, als potten-en-balk-vloer.

eenheid in diversiteit

Aangezien holle welfsels en andere prefab vloersystemen makkelijk geïntegreerd konden worden in de toenmalige architectuur- en bouwcultuur, werden ze één van de meest verspreide bouwelementen in de naoorlogse periode. Net zoals lichtgewicht beton en andere ‘verbeterde traditionele bouwmaterialen’ vonden prefab vloersystemen makkelijk ingang in de Belgische bouwnijverheid dankzij de praktische, technische en economische voordelen (goedkoop, makkelijk hanteerbaar, snelle uitvoering, thermisch en akoestisch isolerend), zonder een nadelige impact op het ontwerp. De snelle opkomst van holle welfsels in de naoorlogse periode blijkt ook uit de catalogi van de Etablissements Victor Trief, handelaar in bouwmaterialen: de editie van 1948 vermeldde geen holle welfsels, terwijl er in de editie van 1950 holle welfsels in verschillende formaten werden aangeboden (7,5 tot 15,5 cm hoog, 2,50 tot 6,70 m lang, gebruiksbelastingen tussen 150 en 500 kg/m²). De versie van 1952 bevatte naast een tabel ook tekeningen van de verschillende types.

Tijdens de jaren 1950 en 1960 had bijna elk prefabricatiebedrijf of betonproducent één of meerdere types holle welfsels in productie. Illustratief hiervoor is de tabel met producenten van lichtgewicht beton in België, gepubliceerd in het architectuurtijdschrift Neuf in mei-juni 1972 (zie ook hoofdstuk 1 over lichtgewicht beton). In de tabel werden 15 producenten van prefab vloeren in lichtgewicht beton opgelijst. En hoewel de tabel een zeer gedeeltelijk beeld geeft, door enkel bepaalde types lichtgewicht beton op te nemen en enkel bedrijven aangesloten bij de Unie der Agglomeraten met Cement van België (UACB) te vermelden, werden toch 11 producenten van prefab vloeren opgenomen die in dit hoofdstuk nog niet aan bod kwamen, met name Gebroeders Bastijns, Bauwens-De Cap, Decovlam, Depauw, G. De Rijcke, P. Maessem, Omnia Limburg, J. Remacle, Usines Dauchot, G. Vandewalle en Warnant.

Tijdens de naoorlogse periode was een grote variëteit aan prefab vloersystemen en producten beschikbaar op de Belgische markt. Zowel wat betreft materialen, afmetingen, gewicht als draagvermogen was er een zeer grote diversiteit. Dit bracht vele fabrikanten ertoe om brochures uit te brengen, met daarin een overzicht van hun productiegamma, met vermelding van de afmetingen en de maximale gebruiksbelastingen (meestal tussen 200 en 500 kg/m²) voor maximale overspanningen. Deze brochures waren meestal erg gelijkaardig, met vergelijkbare verkoopsargumenten, tekeningen, tabellen en grafieken die het verband tussen de overspanning en de belasting aantoonden. Ze waren zodanig opgesteld dat een architect ze makkelijk kon gebruiken om het geschikte product te kiezen, zonder de hulp van een ingenieur. De keuze voor prefab betonvloeren werd hiermee herleid tot een louter praktisch vraagstuk, en geen onderwerp dat aanleiding gaf tot debat of discussie.

courante praktijk in Brussel

Uit een analyse van de nieuwe woningen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest die tussen 1945 en 1975 werden gepubliceerd in de naoorlogse architectuurpers, en met name deze waarvan de gebruikte materialen en technieken vermeld werden, blijkt dat in ongeveer 30% van de beschrijvingen het gebruik van prefab vloersystemen werd vermeld. Maar slechts zelden werden de gebruikte systemen bij naam genoemd. Behalve een uitzonderlijke verwijzing naar B.A.S.C., Novobric of Monotub, werd het vloersysteem altijd in algemene termen beschreven, waardoor het lijkt dat het gebruik van prefab vloerelementen zo courant geworden was dat het niet meer nodig was om er in detail op in te gaan. Meestal werd het afgehandeld door te vermelden dat het om holle welfsels ging, soms met enkele bijkomende adjectieven (geprefabriceerd, met langwerpige holtes of isolerend). Een aantal keer werd het materiaal vermeld (meestal normaal beton of gewapend beton, naast enkele vermeldingen van terracotta of geautoclaveerd gasbeton). Na de montage en afwerking (meestal met een pleisterlaag onderaan en een houten vloer of tegels bovenaan) waren de onderlinge verschillen amper nog zichtbaar.

Een analyse van de catalogi en commerciële brochures, die nagaat waar en hoe prefab vloeren toegepast werden in de naoorlogse woningbouw in Brussel, toont dat een aantal bedrijven specifiek naar toepassingen in Brussel verwees, zonder evenwel in detail te gaan. Vibrabeton bijvoorbeeld vermeldde heel wat toepassingen van hun holle welfsels Ultra in hun brochure, zoals de 296 appartementen in het sociale huisvestingscomplex Le Home aan de Romeinse Steenweg in Brussel, of appartementsgebouwen in Brussel, Molenbeek, Ukkel, Anderlecht en Oudergem. Vibrabeton vermeldde echter geen details over deze toepassingen.
Eén bedrijf in het bijzonder leek zich zeer sterk te richten op de Brusselse markt, namelijk B.A.S.C. In een commerciële brochure van eind jaren 1940, begin jaren 1950, vermelden ze een lijst van projecten, vooral in Brussel. Ze verwezen naar meer dan 80.000 m² B.A.S.C.-vloeren gebruikt in appartementsgebouwen, waarvan ruim 90% zich in Brussel bevond (inclusief 50 appartementsgebouwen in Brussel, Sint-Lambrechts-Woluwe, Elsene, Ukkel, Anderlecht, Etterbeek, Molenbeek, Schaarbeek, Vorst, Ganshoren, Laken en Sint-Gillis). Het meest bekende (en met 9.000 m² B.A.S.C.-vloeren ook het grootste) voorbeeld zijn vermoedelijk de appartementsgebouwen Leopold en Albert in de Leopoldswijk van architecten Jean-Jules Eggericx en Raphaël Verwilghen, opgetrokken net voor en net na de Tweede Wereldoorlog (1935-1951).