Zoeken

Dak Helling 1999-03-12 Nieuwe methode voor onderzoek naar de belastbaarheid van natuursteen lei op dak

Vast onderdeel in vrijwel alle internationale normen met betrekking tot leisteen is de beproeving van de buigtreksterkte. Het resultaat van deze beproeving is een materiaaleigenschap en onafhankelijk van de dikte. Koning & Bienfait heeft een nieuwe methode ontwikkeld om de buigsterkte van leisteen te beproeven.

In vrijwel alle (inter)nationale normen met betrekking tot leisteen is de beproeving van de buigtreksterkte een vast onderdeel. Het resultaat van deze beproeving is een materiaaleigenschap en onafhankelijk van de dikte. Een nieuwe methode om deze proeven uit te voeren is ontwikkeld door Koning & Bienfait uit Amsterdam, een onafhankelijk bureau voor onderzoek en advies.
Indien uit hetzelfde gesteente een lei van 2 en een lei van 4 mm dikte wordt geproduceerd, zal de lei van 4 mm uiteraard sterker zijn. De buigtreksterkte van beide leien is echter dezelfde.
Men bepaalt dus niet de maximale belasting bij breuk, wat vooral bij dunne leien interessant is in verband met de begaanbaarheid van een dak.
"Aangezien de meeste leien worden toegepast op daken waarvan een lange levensduur wordt geƫist, is de kans groot dat gedurende deze tijd inspectie- en herstelwerk wordt uitgevoerd", aldus F.J. Levelt, van Koning & Bienfait. "Hierbij treedt een mechanische belasting van het leien dak op. Uit oogpunt van veiligheid is het dus noodzakelijk bij keuring van dakleien te toetsen of de leien bestand zijn tegen de te verwachten belasting. Naast een beproeving van de buigtreksterkte is het dan ook noodzakelijk de breuksterkte van de lei te bepalen.
"Om de te verwachten belasting te bepalen zijn wij van de volgende aannamen uitgegaan", zegt Levelt. "De helling van het dak is 30o. De ladder steunt met de poten in de goot en ligt met de bovenste steunpunten op twee borstels. De borstels van 600x100 mm2 liggen elk op drie leien. In het meest ongunstige geval steunt het gewicht van de dakdekker met zijn materiaal, alsmede het gewicht van de ladder op 1 borstel."
Bij toepassing van de in de bouw gebruikelijke veiligheidsfactor van 1,7 is de belasting F op drie leien 1,7x150= 255 kg= 2550 N. De belasting (X) loodrecht op de drie leien kan als volgt worden berekend: cos 30o = X/2550. Hieruit wordt de minimaal vereiste breuksterkte (B) van de lei berekend: B=1/3x2550x cos 30=736 N. Wanneer een lei bij een lagere belasting dan 736 N breekt, wordt deze niet geschikt geacht als begaanbare dakbedekking.

Diverse methoden

Er zijn diverse methoden om de breukspanning bij buiging van leisteen te bepalen. De meeste normen waaronder DIN 52112 en Ontwerp EN 12326-2 zijn gebaseerd op de driepuntsbuigproef.
Een rechthoekige lei wordt hierbij op twee rollen gelegd, de afstand tussen de rollen wordt de oplegafstand genoemd. Door middel van een derde rol wordt op het proefstuk midden tussen de opleggingen een geleidelijk toenemende belasting aangebracht. De buigtreksterkte wordt berekend volgens de formule:
bBZ = 1500 x Fmax x Ls / (b x h2)

Waarin: bBZ = buigtreksterkte in MPa;
Fmax = belasting bij breuk in N;
Ls = oplegafstand in mm;
b = breedte proefstuk in mm;
h = hoogte (dikte) proefstuk in mm.

Afgezien van details zoals proefstukafmetingen en oplegafstand zijn de methoden vergelijkbaar. Karakteristiek voor deze beproeving is dat de lei gedwongen wordt in een bepaalde richting te breken. De kans dat deze richting overeenkomt met de zwakste doorsnede is gering.
Voor de bepaling van de breuksterkte is de methode volgens DIN 52205 geschikter. Deze methode gaat uit van een circulaire oplegging. De kracht wordt hierbij op de lei aangebracht door middel van een ronde stempel. Het voordeel van deze methode is dat de lei over de zwakste doorsnede kan bezwijken.

door: dr. F.J. Levelt, J.H.M. van Leeuwenstijn