Vochtexpansie in baksteenstrippen.

Vochtexpansie
Keramische producten kunnen na verwerking verschillende veranderingen ondergaan. Eén voorbeeld daarvan is dat het materiaal expandeert door een chemische reactie met water. Hierbij wordt vocht uit de omgevingslucht ingebouwd in de kristalstructuur van (relicten van) kleimineralen, welke daarop uitzetten. De mate van vochtexpansie die in potentie kan optreden, is sterk afhankelijk van de kleireceptuur en de toptemperatuur tijdens het stookproces.

Ten aanzien van reguliere bakstenen heeft vochtexpansie in Nederland nooit geleid tot problemen in metselwerk. In de fijnkeramiek is het echter een bekend fenomeen, en kan het de oorzaak zijn van het holtrekken van tegels en scheurvorming in het glazuur.

Baksteenstrippen worden, vergeleken met reguliere bakstenen, op een andere wijze in het gevelwerk aangebracht. Hierbij spelen verschillende factoren een rol, zoals de lijmverbinding die wordt gebruikt, en de ondergrond waarop de strippen worden aangebracht. Deze zaken kunnen ervoor zorgen dat er nauwelijks speling is voor strippen om, door welke oorzaak dan ook, uit te zetten of te krimpen. Vochtexpansie kan in het ergste geval daarbij leiden tot het uitbreken van strippen uit de wand.

Onderzoek
TCKI doet momenteel onderzoek naar de potentiële vochtexpansie in baksteenstrippen, en de snelheid waarmee deze optreedt. Hierbij zijn producten met verschillende grondstofrecepturen en stooktemperaturen onderzocht. Het eerste deel van het onderzoek omvat het bepalen van de maximale vochtexpansie en is inmiddels afgerond. In het tweede deel van het onderzoek wordt onderzocht wat de snelheid is waarmee vochtexpansie optreedt in verschillende producten.

Voorlopige resultaten
Het blijkt dat producten met veel kaolinitische kleien (Westerwald-kleien) het meest gevoelig zijn voor vochtexpansie. Dit is terug te leiden naar de mineraalomzettingen die plaatsvinden gedurende het stookproces. Al bij relatief lage temperaturen vindt een gedeeltelijke ontleding van kaoliniet plaats waarbij het water uit de kristalstructuur wordt gestookt. In recepturen met relatief veel kaolinitische kleimineralen worden vervolgens doorgaans pas op relatief hoge temperaturen stabiele keramische verbindingen gevormd (hoofdzakelijk mulliet in deze kleien). Hierdoor bevinden zich na het stookproces relatief veel niet- of slecht-kristallijne structuren/relicten van kleimineralen in deze kleien. Deze niet-kristallijne verbindingen zijn gevoelig voor de opname van vocht, wat leidt tot expansie. Producten met veel kalk in de grondstofreceptuur (geelbakkende rivierkleien) zijn aanzienlijk minder gevoelig voor vochtexpansie, omdat vanwege de aanwezigheid van vrij calcium- (na de ontleding van kalk) al op relatief lage temperaturen stabiele keramische verbindingen als wollastoniet, gehleniet en anorthiet worden gevormd. In algemene zin geldt dat wanneer kleien niet op voldoende hoge temperaturen worden gestookt, er geen stabiele keramische verbindingen worden gevormd, de producten gevoeliger zijn voor vochtexpansie. Anderzijds geldt ook dat onder invloed van een te hoge temperatuur ook smelt kan worden gevormd dat op haar beurt, vanwege het ontbreken van een goede kristalsstructuur, ook gevoelig is voor vochtexpansie.

Een ander belangrijk resultaat is dat ten aanzien van alle geteste producten een groot deel van de vochtexpansie (tot meer dan 50%) al optreedt in de eerste paar dagen na het stookproces.

Voor meer inlichtingen kunt u contact opnemen met Wilco van den Berg.