IkbenBint.nl

Elastomeer

Bouwmaterialen en Grondstoffen E

Definitie

Een elastomeer is een polymeer materiaal met rubberachtige eigenschappen dat na aanzienlijke rek of vervorming direct terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm en afmeting.

Omschrijving

Elastomeren fungeren als de flexibele buffer in moderne constructies. Waar staal of beton bezwijkt onder starheid, biedt dit materiaal de nodige rek om bewegingen op te vangen. Het geheim zit in de moleculaire architectuur van lange polymeerketens die door een beperkt aantal dwarsverbindingen, de zogeheten crosslinks, aan elkaar zijn gekoppeld. Trek je aan het materiaal, dan glijden de ketens langs elkaar tot de crosslinks ze tegenhouden. Bij het loslaten zorgt de opgeslagen energie ervoor dat alles weer terugspringt in de oude stand. Dit gedrag blijft over een breed temperatuurbereik stabiel. In tegenstelling tot thermoplasten, die bij verhitting simpelweg smelten, behouden elastomeren hun vormvastheid tot aan de ontledingstemperatuur. Het is de ruggengraat van talloze waterdichte en trillingsvrije details in de utiliteits- en woningbouw.

Toepassing en verwerking in de praktijk

De integratie van elastomeren in de bouw geschiedt doorgaans via mechanische inklemming of directe chemische hechting op de bouwplaats. Bij zware constructieve opleggingen voor bruggen of viaducten schuift men de rubberblokken simpelweg tussen de dragende delen. Een droge montage. Soms ligt er een egaliserende mortellaag onder om kleine onvolkomenheden in het beton op te vangen. De passing luistert nauw. Geveltechniek vraagt om een andere benadering waarbij geprofileerde strips met druk in sponningen worden geperst; de interne expansiedrang van het materiaal zorgt hier voor de eigenlijke afsluiting. Het polymeer klemt zichzelf vast. Altijd op zoek naar zijn oorspronkelijke vorm.

In situ verwerking komt eveneens voor bij dilatatievoegen. Vloeibare componenten vullen de voegopening en vulcaniseren onder invloed van luchtvochtigheid tot een solide elastische brug die de werking tussen bouwdelen opvangt zonder te scheuren. De massa hecht zich aan de flanken. Geen beweging meer mogelijk zonder rek. Soms wordt het elastomeer al in de fabriek in de bekisting van prefab-elementen gefixeerd voordat het beton wordt gestort, wat resulteert in een naadloze overgang tussen het starre beton en de flexibele component. Het materiaal wordt zo een integraal onderdeel van de constructie.

Classificatie en chemische aard

Niet elk elastomeer reageert hetzelfde op hitte of druk. De scheidslijn loopt hoofdzakelijk tussen thermohardende elastomeren en thermoplastische elastomeren (TPE). Bij de klassieke, gevulcaniseerde varianten zijn de polymeerketens door zwavelbruggen onveranderlijk aan elkaar geklonken. Eenmaal gevormd, is er geen weg terug. Verhitting leidt hier niet tot smelten maar tot ontleding. TPE vormt de moderne uitzondering op deze regel. Dit materiaal gedraagt zich tijdens de verwerking als een thermoplast en kan dus herhaaldelijk worden omgevormd, terwijl het bij gebruikstemperatuur de typische veerkracht van rubber vertoont. Dit maakt TPE uitermate geschikt voor complexe spuitgietonderdelen in de installatietechniek.

Het onderscheid tussen natuurlijk rubber (NR) en synthetische varianten is in de bouw essentieel. Natuurrubber biedt superieure mechanische eigenschappen en een enorme rek, maar delft het onderspit zodra ozon of uv-straling vrij spel krijgen. Synthetische rubbers zijn daarom de standaard.

Veelvoorkomende varianten in de constructie

TypeKenmerkenTypische toepassing
EPDMUitzonderlijk bestand tegen uv, ozon en weersinvloeden. Lange levensduur.Dakbedekking, geveldichtingen en vijverfolies.
Neopreen (CR)Hoge treksterkte, bestand tegen olie en chemicaliën, vlamdovend.Oplegblokken voor bruggen en zware dilatatievoegen.
SBRSlijtvast en goedkoop, maar beperkt bestand tegen weersinvloeden.Vloermatten en eenvoudige pakkingen binnenshuis.
SiliconenExtreme temperatuurbestendigheid en blijvende flexibiliteit.Kitvoegen in sanitair en structurele beglazing.
ButylZeer lage gasdoorlaatbaarheid en goede kleefkracht.Luchtdichte tapes en afdichtingen in de houtskeletbouw.

Onderscheid met aanverwante materialen

De term elastomeer wordt vaak losjes uitgewisseld met 'rubber', maar dat is technisch niet geheel dekkend. Rubber is feitelijk een subcategorie. Een cruciaal verschil bestaat met plastomeren. Waar een elastomeer zijn oorspronkelijke vorm direct herstelt na belasting, vertoont een plastomeer plastische vervorming; het materiaal 'vloeit' en blijft na rek deels in de nieuwe stand staan. In de bouw wordt dit verschil pijnlijk duidelijk bij voegen. Een elastomeer vangt de cyclische werking van seizoenen op. Een plastomeer faalt zodra de rek te groot wordt. Het ontbreekt hem simpelweg aan moleculair geheugen. Geen terugkeer. Alleen blijvende vervorming.

Praktijkvoorbeelden en situaties

Stel je een verzengend hete zomerdag voor op het bovenste dek van een parkeergarage. De enorme betonplaten zetten uit door de hitte. De voegen tussen de platen worden centimeters smaller. De elastomeerkit in die voeg wordt volledig samengeperst, maar puilt niet hinderlijk uit en laat nergens los. Zodra het 's nachts afkoelt en de kier weer breder wordt, trekt het materiaal zichzelf direct strak. Terug naar de oorspronkelijke breedte. Geen scheuren, geen lekkage naar de onderliggende verdieping.

Bij een glazen vliesgevel van een kantoortoren vangen elastomeerprofielen de winddruk op. Tijdens een zware storm beukt de wind op het glas. De ruiten bewegen fracties van millimeters heen en weer in hun sponning. Het rubber voorkomt dat het glas direct contact maakt met het harde aluminium van de profielen. Geen gekraak. Geen breuk. Alleen de stille, onzichtbare werking van veerkracht die de klappen opvangt.

In de kelder van een ziekenhuis start een zware industriële pomp op met een forse drukstoot. De rubberen manchet tussen de pomp en de rest van de stalen leidingen bolt kortstondig op. Hij absorbeert de schok volledig. Direct na de start is de manchet weer precies in zijn oude vorm. De trillingen worden gedempt voordat ze de rest van het gebouw kunnen bereiken. De leidingen blijven op hun plek en trillen niet kapot door de mechanische demping van het polymeer.

Normering en constructieve veiligheid

Europese kaders en CE-markering

Het gebruik van elastomeren in de constructieve sector is strak aan banden gelegd. Wie werkt aan bruggen of zware utiliteitsbouw, kan niet om de NEN-EN 1337-3 heen. Deze Europese norm legt de prestatie-eisen vast voor elastomeeropleggingen. Denk aan specifieke parameters voor stijfheid, rek bij breuk en verouderingsbestendigheid onder wisselende klimatologische omstandigheden. De CE-markering fungeert hierbij als het onmisbare paspoort. Zonder deze markering voldoet een product niet aan de Verordening Bouwproducten (CPR) en mag het simpelweg niet worden toegepast in permanente constructies. De eisen zijn streng. Terecht ook. Een falend oplegblok kan immers catastrofale gevolgen hebben voor de integriteit van een kunstwerk. Geen ruimte voor foutmarge.

Milieu-eisen en drinkwaterveiligheid

Naast de mechanische eigenschappen speelt de chemische regelgeving een hoofdrol bij de materiaalkeuze. De REACH-wetgeving bepaalt welke stoffen de fabrikant mag gebruiken tijdens het vulcanisatieproces. Verboden op schadelijke weekmakers zijn hier leidend. Voor toepassingen in de drinkwatervoorziening gelden aanvullende, nationale en internationale eisen. De NEN-EN 681 serie reguleert specifiek de elastomeerafdichtingen voor water- en afvoersystemen. In Nederland is vaak een KIWA-watermerk vereist om aan te tonen dat het polymeer geen schadelijke stoffen afgeeft aan het leidingwater. Brandveiligheid valt onder de algemene kaders van het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL). Hierbij bepaalt de Euroklasse-indeling conform NEN-EN 13501-1 waar en hoe een elastomeer, zoals EPDM-dakbedekking, toegepast mag worden. Soms is een ballastlaag noodzakelijk. Dit om de vliegvuurweerstand te garanderen die de wet voorschrijft.

Van kleverige hars tot constructief element

Vóór de negentiende eeuw was rubber een onhandelbaar natuurproduct. Het smolt in de zon. Het werd bros bij vorst. De technische revolutie begon pas echt in 1839 met de ontdekking van vulcanisatie. Door zwavel en hitte toe te voegen, ontstonden de eerste permanente dwarsverbindingen tussen polymeerketens. Deze chemische ingreep transformeerde een vormloze massa in een veerkrachtig materiaal met een moleculair geheugen. Opeens konden ingenieurs rekenen op een constante terugveerkracht. Dit markeerde de geboorte van de moderne elastomeertechniek.

De twintigste eeuw dwong de sector tot snelle diversificatie. Grondstoffenschaarste tijdens de wereldoorlogen maakte de weg vrij voor synthetische varianten. In de jaren dertig kwam Neopreen op de markt als antwoord op de beperkte oliebestendigheid van natuurrubber. Niet veel later volgde Styreen-Butadieen Rubber (SBR). De bouwsector profiteerde direct. Afdichtingen werden betrouwbaarder. Opleggingen voor zware constructies werden eindelijk mogelijk zonder dat het materiaal binnen enkele jaren verging door oxidatie.

De echte doorbraak voor de moderne gevel- en daktechniek kwam in de jaren zestig met de ontwikkeling van EPDM. Dit ethyleen-propyleen-dieen-monomeer bood een tot dan toe ongekende weerstand tegen uv-straling en ozon. Het veranderde de levensduurverwachting van daken van jaren naar decennia. Recenter zagen we de opkomst van Thermoplastische Elastomeren (TPE). Deze materialen overbruggen het gat tussen rubber en kunststof. Ze zijn volledig recyclebaar. Een cruciale ontwikkeling in een sector die steeds meer stuurt op circulariteit en milieunormen zoals REACH. De evolutie staat niet stil; waar vroeger alleen veerkracht telde, bepaalt nu de ecologische voetafdruk mede de materiaalkeuze.

Gebruikte bronnen

Meer over bouwmaterialen en grondstoffen

Ontdek meer termen en definities gerelateerd aan bouwmaterialen en grondstoffen