Vergrendelkracht

Van verbindingen moet u op aan kunnen


(Type vergrendelingen – voorbeelden)

MMFA-ingenieurs:
Nieuwe meetmethodes en criteria voor vergrendelkracht van vloerelementen

(Status: 08/2016) Zogenoemde klikverbindingen met hun verschillende profielen als moderne doorontwikkeling van de technische groef-en-veer-lijmverbindingen moeten tezamen één doel vervullen: zo licht mogelijk en lijmvrij, zwevend leggen van de vloerelementen. Maar wat eenvoudig met elkaar wordt vastgelegd, mag bij normaal gebruik niet ongecontroleerd losschieten. Daarom speelt de mechanische vergrendelkracht zowel voor de productontwikkeling als voor toekomstige normalisatie een allesbepalende rol.

LVT-vloeren (LVT = Luxury Vinyl Tiles), ook wel „designvloeren“ genoemd in de vorm van zwevend gelegde, meerlaags opgebouwde planken (= modules) zijn al vele jaren populair en hun verkoop neemt alleen nog maar toe. Uit het Verre Oosten komen al sinds lange tijd vloeren van de meest uiteenlopende kwaliteit naar Europa. Maar pas sinds de oprichting van de binnen Europees verband actieve MMFA in 2012 houdt men zich met algemeen bindende kwaliteitseisen en het noodzakelijke onderzoek hiernaar bezig. Een onderzoekstitem betreft de vergrendelkracht tussen de afzonderlijke planken.

De oorspronkelijk voor laminaatvloeren ontwikkelde klikverbindingen met gebruikmaking van houten dragermateriaal (meestal HDF of MDF) hebben hun duurzaamheid op miljarden vierkante meters beproefd.

Bij een groot percentage meerlaags opgebouwde modulaire vloeren (MMF-vloeren) bestaat echter niet alleen het oppervlak uit elastische thermoplasten – d.w.z. onder invloed van warmte vervormbare kunststoffen. Ook de draaglagen tonen een zekere mate van elasticiteit.

Bij dagelijks gebruik kunnen spelende kinderen, rock’n roll tijdens een homewarming-party of de wielen van een bureaustoel op de zwevend gelegde vloer aanzienlijke roterende en schuifkrachten uitoefenen. De plankverbinding moet hiertegen op elk punt bestand zijn, zodat niet de hele vloer letterlijk „uit elkaar valt“.

Laboratoriumtests simuleren de praktijkeisen

Doel van de MMFA is om leggers en gebruikers een jarenlange zekerheid in het gebruik van deze aantrekkelijke vloeren te garanderen. Daarom steekt de MMFA veel geld in onderzoek en leveren werkgroepen van bedrijven via onderzoeks- en ontwikkelafdelingen individuele bijdragen. Samen met het IHD – Institut für Holztechnologie Dresden (www.ihd-dresden.de) werd de noodzakelijke basiskennis uitgewerkt en vastgelegd, om bij deze halfelastische vloeren de kwaliteit van de verbindingen betrouwbaar te beoordelen en te kunnen doorontwikkelen.

Eerste uitdaging voor de onderzoeksingenieurs:
het ontwikkelen van een testopbouw in overeenstemming met de eisen.

Deze testsnelheid was het resultaat van intensieve discussies: de vergrendelkracht van stijve klikverbindingen, bijv. bij HDF-dragers, wordt met een snelheid van 0,5 mm/min, gelaste verbindingen bij te verlijmen PVC-vloeren over het complete oppervlak met een snelheid van 100 mm/min getest. Parallel uitgevoerde testseries toonden namelijk aan dat voor halfstijve klikverbindingen de ene testsnelheid te laag, de andere weer te hoog was. Bij een te hoge testsnelheid is het niet mogelijk de voegopening te bepalen en is de testnauwkeurigheid ontoereikend. Proefondervindelijk bleek 5 mm/min de meettechnisch optimale testsnelheid.

Klikverbindingen kunnen onder invloed van trekkrachten open gaan, maar bij een goede constructie ook weer dicht gaan wanneer de trekkracht ontoereikend is. Om die reden wordt de voor het openen van de voegen toegepaste trekkracht twee keer gemeten: een keer bij een voegopening van 0,2 mm en vervolgens bij het bereiken van de maximale kracht waarbij de verbinding “uit elkaar valt”. Alleen zo kan worden ingeschat of de plankverbinding bij normaal gebruik stabiel en duurzaam is.

Laboratoriumtests – procedure:

Er werden 20 testelementen van 4 verschillend geconstrueerde vloeren in 8 verschillende laboratoria aan de gezamenlijk bepaalde testprocedure onderworpen.

De vier verschillende materialen waren:
(1) 5 mm dikke elementen met glasvezelversteviging in het vinyl-middenstuk,
(2) 4 mm dikke elementen met vinyl-middenstuk zonder glasvezelversteviging,
(3) 4,5 mm dikke elementen met thermoplastisch niet van vinyl vervaardigd middenstuk,
(4) 4,5 mm dikke elementen met composietkern.

Deze zijn op een lengte van 100 mm en een breedte van twee keer 110 mm gesneden en geconditioneerd voor een klimaat van 22 tot 23 °C en een relatieve luchtvochtigheid van 50%.

De volgens de instructies van de fabrikant samengevoegde testelementen moeten zodanig in het testapparaat worden ingebouwd, dat er geen spanningskrachten kunnen ontstaan. Vervolgens werd de expansiesensor aangebracht. Om voor alle testmonsters een identieke uitgangspositie te fixeren, werd het testelement aan het begin van de test met 10 N licht samengedrukt. De tests vonden daarna zowel op de verbindingen van de zijkanten als op de kopse kanten plaats.

Er werden 20 testelementen van 4 verschillend geconstrueerde vloeren in 8 verschillende laboratoria aan de testprocedure onderworpen. De trektestmachines werden zodanig ingesteld, dat de volgens vaste waarden gemonteerde testelementen met een snelheid van 5 mm/min uit elkaar werden getrokken.
(Foto’s: IHD Dresden)

Ringtest levert plausibele resultaten op

In 2015/2016 vond er een eerste ringtest plaats. Zeven laboratoria leverden herbruikbare testresultaten. Een statistisch betrouwbare correctie van uitschieters (Dean-Dixon-methode bij een significantieniveau van α = 0,1 bij de individuele waarden) resulteerde in de volgende gemiddelde waarden:

Tabel: testresultaten van de ringtest 2015/2016 (gemiddelde waarden)
Testresultaten van de ringtest 2015/2016 (gemiddelde waarden)

Materiaalopbouw:
(1) 5 mm dikke elementen met glasvezelversteviging in het vinyl-middenstuk,
(2) 4 mm dikke elementen zonder glasvezelversteviging in het vinyl-middenstuk,
(3) 4,5 mm dikke elementen met thermoplastisch niet van vinyl vervaardigd middenstuk,
(4) 4,5 mm dikke elementen met composietkern. – Tabel: © MMFA

Per laboratorium werden voor de testseries de statistische variatiecoëfficienten bepaald, die bevestigden dat de resultaten voldoende coherent waren.

Samenvatting

De deskundigen trekken naar aanleiding van de ringtest de volgende conclusies:

  • Het gebruik van de testmonsters is vergelijkbaar met dat voor laminaatvloeren.
  • Het is technisch mogelijk om de toegepaste kracht bij een voegopening van 0,2 mm te bepalen.
  • De geselecteerde testmethode volgens ISO 24334 levert bij verschillend opgebouwde varianten plausibele resultaten op.
  • Als de verbinding tussen de elementen een hoge passing heeft, ontstaan er bij de testseries met name voor de toegepaste krachten voor het bereiken van opening F0,2 mm en bij verhoogde testsnelheden relatief grote standaardafwijkingen.

In de toekomst worden er specifieke testparameters voor elk zwevend gelegd materiaaltype ontwikkeld!

Voor toekomstige testmethodes ontwikkelde de technische ad-hoc-groep een serie voorstellen:

  • MMF-(LVT-)producten moeten met een zinvolle testsnelheid van 5 mm/min op meetpunt F0,2mmof F0,3mmworden getest.
  • Het bepalen van Fmax bij een voegopening van ca. 0,5 tot 0,9 mm is volgens de werkgroep een ongeschikte optie.
  • Voor zwevend gelegde producten met HDF-kern conform EN 14085 (resp. toekomstige ISO-norm 20326) moet de test volledig conform ISO 24334 met een testsnelheid van 0,5 mm/min en het vastgelegde meetpunt met een voegopening van F0,2mmworden uitgevoerd.

Deze resultaten en de inherente testmethodes worden geleverd door de professionals van de MMFA middels de CEN-normalisatie (CEN/TC 134/WG 10/PG 2).

Vooruitzicht

Dr. Theo Smet, voormalig voorzitter van de projectgroep „Vergrendelkracht“ en technisch adviseur van de MMFA:
„Wanneer we de maximale uittrekkracht bepalen zonder daarbij de aanwezige voegopeningen in aanmerking te nemen, kunnen we weinig met zekerheid zeggen over kwaliteit en duurzaamheid van deze vloeren. Doel van onze projectgroep is een uniforme testmethode te ontwikkelen waarmee we de vergrendelkracht kunnen bepalen met voor elk zwevend gelegde materiaaltype geschikte testparameters. Deze moeten een objectieve en onderling vergelijkbare beoordeling mogelijk maken de gebruiker van de vloeren duidelijkheid bieden, wat ze aankunnen en wat niet.“

Aangezien een vlotte beoordeling van de testserieresultaten voor de revisie van de ISO-normen 10582 20326 momenteel helaas onwaarschijnlijk is, heeft de ledenvergadering van de MMFA begin mei 2016 besloten, de testresultaten met een zorgvuldige beschrijving van de uitgevoerde test op korte termijn te publiceren. Hierdoor worden verantwoordelijke marktparticipanten ook buiten de MMFA in de gelegenheid gesteld deze testserie te reproduceren en een constructieve bijdrage te leveren aan de discussie binnen de branche.