Wanneer de vloer als een composietligger moet functioneren, vindt het stiftlassen van kopdeuvels plaats. Deze deuvels worden door de staalplaat heen rechtstreeks op de bovenflens van de stalen liggers versmolten. Dit proces is essentieel voor de overdracht van schuifkrachten. Bovenop de stalen profilering wordt een wapeningsnet aangebracht, primair bedoeld als krimpwapening om scheurvorming in het beton te beheersen. Afhankelijk van de vereiste brandwerendheid of bij continue vloervelden over meerdere steunpunten, plaatst men aanvullende wapeningsstaven in de cannelures van de staalplaat.
Het storten van de betonmortel vormt de sluitpost van de grove montage. De vloeibare mortel vult de dalen van de staalplaat volledig op. Hierbij fungeert de profilering — vaak voorzien van speciale inkepingen of een zwaluwstaartvorm — als mechanische vertanding. Na het uitharden van het beton ontstaat er een monolithische schijf waarbij de staalplaat en de betonlaag onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. De onderzijde van de staalplaat blijft na het storten zichtbaar en behoeft, afgezien van eventuele esthetische afwerking, geen verdere behandeling.
Het landschap van staal-betonvloeren valt uiteen in twee kampen op basis van profilering. Trapeziumprofielen zijn de onbetwiste werkpaarden voor de grote utiliteitsbouw. De ribben lopen wijd uiteen, wat zorgt voor een efficiënt materiaalgebruik bij forse overspanningen. Dit type biedt veel ruimte voor leidingwerk in de cannelures. Dan zijn er de zwaluwstaartprofielen, in de volksmond vaak 'Lewis-platen' genoemd naar de bekendste fabrikant. Deze platen zijn beduidend lager. Hun specifieke vorm garandeert een superieure mechanische hechting met de betonmortel, waardoor ze bij uitstek geschikt zijn voor dunnere vloerpakketten op houten balklagen in renovatieprojecten. Snel gelegd. Direct beloopbaar.
Variatie zit ook in de betonmix. Men kiest voor regulier grindbeton wanneer massa gewenst is voor geluidsisolatie, maar lichtgewichtbeton is de standaard bij renovaties waar de bestaande fundering of muren geen overbodige kilo's kunnen verdragen. Soms wordt er gewerkt met een continue vloer over meerdere steunpunten. Dit vereist specifieke bovenwapening om de negatieve momenten boven de liggers op te vangen. De staalplaat zelf doet hier niets voor de trekspanningen; dat is het werk van het staal in het beton.
De term staal-betonvloer wordt regelmatig verward met een vloer op verloren bekisting. De nuance is essentieel. Bij een echte staal-betonvloer is er sprake van een monolithisch geheel; de staalplaat is de onderwapening. Zonder de inkepingen of uitstulpingen in het staal — de zogenaamde noppen of deuken — zou het beton simpelweg over het staal glijden. In dat geval is het staal slechts een dure mal die na het uitharden geen constructieve functie meer vervult.
Waarom geen kanaalplaatvloer of een breedplaatvloer? Gewicht en logistiek geven vaak de doorslag. Een staal-betonvloer weegt een fractie van een massieve betonvloer. Geen zware kranen nodig voor de montage. Toch is het geen 'droog' systeem zoals een Slimline-vloer of houten dekvloeren; de droogtijd van het beton blijft de beperkende factor in de planning. Verder is er het onderscheid met de 'Slim-floor'. Hierbij liggen de vloerelementen op de onderste flenzen van de stalen liggers, waardoor de constructiehoogte extreem beperkt blijft. De staal-betonvloer ligt daarentegen meestal bovenop de hoofddraagconstructie.
Een klassiek herenhuis ondergaat een transformatie. De oude houten vloer in de beoogde badkamer is te verend voor modern tegelwerk en een zware inloopdouche. Hier zie je de zwaluwstaartplaat in actie. De platen worden haaks op de houten balken gelegd. Een dunne laag beton van slechts enkele centimeters volstaat. De vloer is direct stijf. Geen krimp, geen scheuren in je voegwerk. Het is de meest herkenbare toepassing voor de vakman in de woningbouw.
De ruimte in een bestaande staalhal is beperkt. Er komt een entresolvloer voor extra palletopslag. De staalconstructie staat al. In plaats van zware prefab elementen die een enorme kraan vereisen, worden pakketten trapeziumplaten met de heftruck omhoog gebracht. Twee monteurs leggen de platen in een middagvloer over de stalen gordingen. Het beton wordt de volgende dag gestort. De onderzijde van de staalplaat blijft onafgewerkt zichtbaar. Functioneel en robuust.
Kijk eens omhoog in een moderne parkeergarage. De kans is groot dat je de geprofileerde staalplaten ziet zitten. In deze omgeving telt de snelheid van bouwen en de reductie van het eigen gewicht. De platen overspannen grote afstanden tussen de stalen liggers. Kopdeuvels zijn door de plaat heen op de liggers gelast. Dit zorgt ervoor dat de hele vloer constructief samenwerkt met de staalconstructie. Een efficiënt systeem dat bestand is tegen de dynamische belasting van in- en uitrijdende auto's.
Geen constructieve willekeur. NEN-EN 1994, beter bekend als Eurocode 4, dicteert de harde rekenregels voor de staal-betonverbinding. Het draait hierbij volledig om de mechanische interactie. De staalplaat fungeert als wapening, mits de aanhechting volgens de norm is gewaarborgd door middel van profilering of deuvels. Voor de productie en de strenge toleranties van de staalplaten zelf is de NEN-EN 1090-4 leidend. Deze norm dekt de technische uitvoering van koudgevormde staalelementen voor dak- en vloertoepassingen.
Brandwerendheid is een kritiek punt in de regelgeving. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) stelt de kaders voor de brandveiligheid van de hoofdconstructie. Staal verliest zijn sterkte bij hoge temperaturen. Snel. Vaak wordt de brandwerendheid van het vloersysteem getoetst conform NEN-EN 1365-2, waarbij de bezwijkduur centraal staat. Hieruit volgt vaak de noodzaak voor extra brandwapening in de cannelures van de plaat. Dit is essentieel om de vereiste 60 of 90 minuten te halen wanneer de staalplaat zijn constructieve waarde verliest door de hitte.
De Arbowet regeert op de bouwplaats. Werken met staal-betonvloeren brengt specifieke risico's met zich mee. Gladde staalplaten op grote hoogte vormen een reëel valgevaar. Randbeveiliging is verplicht. Scherpe snijranden aan de platen vragen om specifieke beschermingsmiddelen. Het V&G-plan moet deze risico's expliciet afdekken tijdens de montagefase. Bevestigingsmiddelen, zoals schietnagels, moeten bovendien beschikken over een relevante Europese technische beoordeling (ETA) om de veiligheid van de fixatie te garanderen.
De kiem van de staal-betonvloer ligt in de industriële revolutie, toen de behoefte aan brandveilige en snelle constructiemethoden in fabrieksgebouwen explodeerde. In eerste instantie dienden geprofileerde staalplaten louter als verloren bekisting. Plaatstaal als mal. Niets meer. De platen droegen het natte beton, maar na uitharding nam het beton met traditionele wapening al het constructieve werk over. Het staal was na de stortfase technisch gezien overbodig geworden.
De echte technologische omslag vond plaats in de jaren 50 en 60 van de vorige eeuw. Constructeurs zochten naar manieren om materiaalgebruik te reduceren en de totale constructiehoogte te beperken. Door het aanbrengen van inkepingen en noppen in het staalprofiel ontstond er een mechanische vertanding. Deze innovatie zorgde ervoor dat staal en beton niet langer langs elkaar heen gleden, maar als één monolithisch geheel reageerden op belasting. De composietwerking was geboren.
In de Nederlandse context speelde de opkomst van de zwaluwstaartplaat een cruciale rol bij de renovatie van de enorme voorraad houten woningvloeren. Waar men voorheen zware, dikke betonvloeren moest storten die vaak de draagkracht van oude muren overstegen, maakte de staal-betonvloer het mogelijk om met minimale laagdikte een stijve, brandwerende scheiding aan te brengen. De ontwikkeling van de kopdeuvel in de utiliteitsbouw maakte de integratie met het staalskelet compleet, waardoor de vloer niet alleen zichzelf droeg, maar ook bijdroeg aan de globale stabiliteit van het gebouw.
Joostdevree | Nl.wikipedia | Berkela.home.xs4all | Bruggenstichting | Willemdesignvloeren | Brandveiligmetstaal | Schoeck | Reppel | Tatasteeluk