College1;algemenemateriaaleigenschappen

DewetvanHooke DewetvanHookelegtdeelasticiteituit Krachtisdevervorming=Emodules Rechtelijn hijreageertelastisch Mechanischeeigenschappen Materiaalstijfheid(Emodules)afhankelijkvantypeatoombinding Primair Metaal,ionogene,encovalentebindingen(veelmoeiteomzelostemaken) Secundair VanderWaalsbinding Polymeren C=OHbindingen,zwakkeaantrekkingsgroepen Vormstijfheid(I) Voorbeeldboomblijftstaan,aluminiumklaptinbijhardewint Brosheid Breuk passenpreciesopelkaar,Elijnstoptplotseling Dezematerialennemenalleendrukop Brosheidiseenmateriaalbeperkingvaneenmateriaal Demaatbeperkingbenvloedtdemaakbaarheidvandevorm Vormenmateriaalwederzijdsbepalend 1.eenslapmateriaaleenstevigedoorsnede(=vorm)geven; 2.eendunnevormwensteenstijfmateriaal Hardheid Deweerstandtegeninkervingvaneenmateriaalmeteenhardermateriaal diagrammenvanmetalen Rektuit,krijgtoorspronkelijkevormnietterug Liefstgeenmicroscheuren,dislocatiesen inhomogeniteit Kondigtzichaan HieruithaaljedeSterkteenStijfheidnietde Hardheid!

Plastischgedrag:eeninterne(rooster)verschuivingismogelijk diagramvanaluminium Detrekspanning=demaximalespanningvlakvoorbreuk(:bij steenachtigematerialendedruksterkte) XYZRichtingvanmateriaaleigenschappen Isotropie 3D Anisotropie 2D Fysischeeigenschappen porositeitversuspermeabiliteit P[%]=vol.Vanporin/totalevol.:Vp/Vtotx100% Doorlopendheidvanporinsysteem:geslotenenopenporin 1. Losseporin,waterdicht 2. Poreuspermeabel 3. Hogeporositeitenlagepermeabiliteit 4. Porinzodikdatzevochtdoorlatendzijn Veranderingfysischeeigenschappen Veranderingmechanischeeigenschappen thermischeweerstand soortelijkgewicht/volumiekemassa geluidabsorptie transportvanvloeistofengas(bijpermeabiliteit) vochtopzuiging:capillariteit vochtopslag oppervlakteruwheid:aanhechting,indringingvanvuil schade:zoutuitbloei,mosgroeiofvorstschade Capillariteit waterwordtnietlosgelaten,enwaterkruiptweeromhoog Amorfestructuur Amorfestructuurvoorbeeldhiervanisglas Amorfestructuurnietporeusenlaatdusgeenwaterdoor Transparant jekunterdoorheenkijkenenkomtzondoorheen Translucent wellichtdoorlaten,nietdoorheenkijken

College2;natuursteen,banksteenenbindmiddelen Algemenekenmerkenvanbodemmaterialenzijn: Primairebindingen o Stijfheid(hogeEmodules) o Hoogsmeltpunt o Goededruksterkte Structuurmetvastebindingen o Brosheid,brokkeligheidendofheid Kenneneenmineralogischpolykristallijnstructuur o Doorbrosheidveelmicroscheurtjes,hierdoorooknauwelijkstreksterkte ZijnPoreusencapillair(uitgezonderdglas) o Bodemmaterialenzijnpermeabel(voorwaterengassen) Hebbenmoleculendiereedsmetluchthebbengereageerdinhetverleden o Bodematerialenzijnoxidatieenzoutresistent Algemenestructuurvanbodemmaterialen: Ionbinding:kangeenladingverplaatsenenisdusbros 2Dstructuur:grafie;lagen(vb.potlood) 3Dstructuur:diamant;ruimtelijk Perticifactieproces;steenineenboomstamvormenstructuur(boomstamvormvansteen)

Natuursteencategorien 1. Stollingsgesteente;ontgetransformeerdoergesteente(vaakdieptegesteente)voorbeeldenisgraniet 2. Sedimentgesteente;resultaatvangesteenteverwering(sedimentenlatersamengepersttotnieuwe steensoortvoorbeeldenzijnzandsteen,gipssteen,kalksteenensteenkool 3. Metamorfgesteente;doortemperatuurenofdrukgetransformeerdgesteente(relatiefjong)voorbeeldis marmer Keramiek Ontstaanuitklei;kleibestaatuitfijnekleideeltjes(plaatjes)diedoor rivierenzijnmeegevoerd Leem;(kleiaarde)bestaatuitkleienfijnzand(waterdicht,niet waterbestendig a) blok,e)kleineplaat,b)kortebuis

Productieprocesvankeramiekgebeurtin5fasen:winning,bewerken,vormen,drogen,bakken,afkoelen Mengenenhomogeniseren Ontluchtenvanklei(porositeitvandesteenteverminderen) Vormmethoden;strengpersen,machinalevormbakken Drogenvanklei Bakkenvaklei(1050+) Bakoven Sinteringdeporinsmeltendicht Permeabiliteitdedoorlaatbaarheidvanvloeistofofgas Capillariteitdewateropzuigingdooreenporeusmateriaal Leembouwmethode Ongebakken(fysischgedroogde)kleiaarde Materiaalaspecten;krim Vormaspecten;raamoverspanningen;boog;cilindervorm Dikteenzwaarte dichtheidvanhetgebouw(massa) Milieuaspect;goedherbruikbaar Heeftonderhoudnodigengoedebeschermingtegenregen

Baksteen Productieproces 1. Kleiaarde(leem)delvenenvoorbewerken 2. Plastischvervormentotgewenstevorm 3. Kunstmatigdrogen(10%krimpivmwater) 4. Bakkenca.9001100graden,ovens:veld,ringentunnel 5. Eriseentemperatuureffectopporinstructuurenkleur erontstaanporindooruittredend/ verdampendwater.Bijtoenemendetemperatuur:sintering Veelkalk(CaO) geelbakkend Weinigkalk roodbakkend 6. Erontstaanbouwfoutenindechemischestructuur Fysisch:waterloopzuiging(capillariteit);vorst Mechanisch;druksterkte,internescheurvorming Chemisch;sulfaatgehalte(witteuitslag),lipinskigetal(ivmuitslag) Hoeminderdecapillairewerking,hoemindervatbaarvoormos 7. Afwerkingmogelijk;glazuurofapartkleilaagje(engobelaag) Soortenvormmethoden: Handvormsteen Vormbaksteen Stempelperssteen Strengperssteen Doormateriaalwegtehalenindesteen(gaten)zorgtvoor: Gewichtsbesparing Enigethermischeisolatiedmvluchtindesteen Akoestischisolatieniet!Hierteltgewichtengeenlucht

Toepassingbaksteen Scherpehoekenmoeilijk Gelijmdmetselwerk o Lijm=cementenkunsthars o Geenzandmaarfijneretoeslag o Metselenmetlijmpistolen o Snellehardingendunnevoeg;wordtnietnagevoegd o 3xsterker,echternoggeenechtetreksterkte o Klampmuur;stenenophunkanttoegepast Terracotta Holledozen Skeletvormomgevendoorholledozen,nietdragend(34cmdik)keramiek

College3;betonenoverigesteenachtigematerialen(bindmiddelenenbeton) Mineralebindmiddelen Omtoteenhardingsprocestekomenisereenbindingnodig,ditkanvia2processen: o Hethardenofhydraterenvandemortel o Hetinelkaargrijpenvanmortelensteen Kalkzandsteen(kalkmortel) Geblustkalkenzand(verhouding7:93) Langetijdelastisch(nietstar)duskanbewegingenaan(hetzetten) Fijnverwerkbaar(voegenkunnenduntoegepastwordenvoorvisualisatie) Goedkoopproduct energiezuinigenweinigmilieubelastend Nadeel:hardlangzaam hardmetluchtipvmetwater,dusmaximaalaantallagenperdag o CaCO3 CaO+CO2 =ongeblustkalk o CaO+H2O Ca(OH)2 =geblustkalk o Ca(OH)2+H2O+CO2 CaCO3+2H2O=carbonatatieproces Kalkkannietonderwaterharden,omdatjedusCO2nodighebt,hetproductiswelwaterbestendig Hydraulischkalk;Romanconcrete(=CaCO3SiOxH2O)ditisgeenkristalstructuur,maarreageertwelmet water Mineralebindmiddelen opkomstvancement Uitgevondenca1850:kleienkalkineenspecifiekeverhoudingbrandentotca1400graden (portlandklinker),ditiseenexothermproces Hydraulischbindmiddel:inwatereninlucht Cementhydratatieproces: VormingvancalciumhydroxideCa(OH)2uitC3SenC2Smetwater (310min) Nacirca1uurbegintdevormingvaneerstezogenaamdegelsnamelijkde (124uur) calciumsilicaathydraten(CSH).Dezezijnlangvezeligenoverbruggende watergevuldetussenruimtentussendecementdeeltjes.Deeindsterktevanbeton zalhogerzijnnaarmateerindezefasemeerlangeCSHvezelstotstandkomen Deeindfase;erontstaat4CaO*Al2O3*13H2O,steedsmeerporinopgevuldmetCSHgels,nu kortvezelig,diedemicrostructuurdussteedsdichtermaakt

Cementmineralenenhydratatie CementishydraulischbindmiddelenreageertmeteninH2O Betonisscheurvormingzelfreparerend Water/cementfactor:va.028ca.040.6isideaal(afnamew/szorgtvoorminderkrimp) Doorsterkekorrels,mindervervorming Omstandighedenbijhydratatie Kistlekkage;teweinigwaterbeschikbaar Extreemheetweer;idemdoorverdamping nabehandeling(:inpakkenvanversebetonmetfolie) Extreemkoudweer:geenreactie Constanteomstandighedenzijnhetbest: prefabbeton Cementreactie krimpen(productiekrimp)hetzandwerktkrimremmend(nadeelvanproductiekrimp: irreversibelgedrag.Hetvoordeel,goedetrekvasteomsluitingvanwapeningsstavenofnetten Beton Capillair,maarwelwaterdicht(gelporin) Krimp,uitzettenenmicrostrctuur Onderwatergeencappulerenontstaan Verdichtingdmvtrillen luchtholtesvermijden Systeemvanzowelgeslotenalsopenporin Betonsteen Bindmiddel;cement,toeslag;zandengrind Eventueeelalternatievetoeslag;gewichtsbesparingdoorhollekorrelsofschelpen Gevelsteen,straatsteen,tegels,dakleien,grotereelementen Poreuzebetonsteen:cellenbeton Groteelementenwordenprefabproductengenoemd Metselmortels Minderaalbindmiddel;alscementen/ofkalk(gipsongeschiktalsmetselmortel)I Vulstof,toeslagstof;zand(dienttevensalsremmervoorkrimp) Watercementfactor;hogerdanbijbeton(verwerkbaarheidmetdehandenvanwegecapillaireopzuiging doorstenen) Verhoudingbindmiddel:zand=1:23.5 Verwerkbaarheid:w/cfactor,kalktoevoeging Uitbloei:toevoegingkannaaropp.Migreren Beginsterkteeneindsterkte

Metselvoegen Hechtingviamechanischevervelchtign(capillariteitvandesteenisbelangrijk) Transportvancementdeeltjesgeefthydratatieinporinsteen Geentreksterkte,alleenweerstandtegenafschuiving Mortelcorrigeertmaatnauwkeurigheid Eigengewichtblokkenspeeltookeenrol

Warmtegeleiding Parameterdiegeleidingbepalen: Soortbindingen:deplaatsbepaaldheidvanelektronen Dedichtheidenstructuur:hoeveelheidmoleculenpervolumeeenheid,overgangtussenvezels,lagenen cellen Dematevanporositeit:ingeslotenlucht/gaswerktalsisolator(mitsvoldoendedroog) Parameterdie(eventuele)stroming(convectie)bepaalt: Desoortvanporositeit:dampdichteporinwerkenindepraktijkbeteralsthermischeisolator

Glasgevelwapening;metkleinevezelsalstoeslagkandetreksterktevoorkleinedoorsnedenworden verbeterd(+ophetgewichtbespaard)PGVC;polymeergemodificeerdglasvezelversterktcement Beton Bindmiddel;cement toeslagfijn;zand toeslaggrond;grind Lichtetoeslagtoevoegenmetalsvoorwaardedathetchemischinertis GrijzebetonkleurdoorC4AF,componentincement C4AFvrijcement=witportlandcement Ookwittetoeslagnodigvoorwitbeton Witbetonkanmetmetaaloxidengekleurdworden UitlogingCa(OH)2 Somskalkuitbloeidoorovermaatvandegevormdevrijekalk Carbonatatieproces/betonrot 1. IndringingvanCO2ofchloride 2. OmzettingvanCa(OH)2inCaCO3waardoorhetbasischmilieu langzaamwordtopgeheven 3. Frontnadertwapening 4. Waterkanroestveroorzaken 5. Roestbetekentuitzettingenschadeaandekking Nabehandeling/duurzaamheid Doorgoedenabehandelingwordthetbetondichter(deporinkleiner)enduurzamer Dooreengoedontwerpwordthetbetonookduurzaam:dekkingmoetgrootgenoegzijn Afschermenvanwaterdichting,vuil,algengroei o Keuzedakmembraan Denadentussenprefabelementenkondennietduurzaamgedichtworden Voorkomenvanaanslagdooralgengroeienvuilophetporeuzebeton

Mineralebindmiddelgips Uitdereactievanveldspaatmetsulfatenvandezee Ookindustrieelrestproduct;rookgasontzwavelingsgips CaSO4*2H2O= vollediggehydrateerd; hydraatgips 21vol.%kristalwater CaSO4*H2O= halfgehydrateerd; halhydrataatgips 6vol.%kristalwater CaSO4= nietgehydrateerd; anhydriet 0vol.%kristalwater o Effectenvanditingebouwdekristalwater Brandwerendekwaliteit(hydrataat) Toepassingvandekvloeren,zelfegaliserend(anhydriet) Nadeelgipsbij1%vochtgehaltetreedteenafnamevan40%insterkteop Gipskentgeenkrimp,duwtzichstevigindemal Gewapendbeton Doel:treksterkteenbuigsterkteopvangen Materialen:staal,specialekunststoffen,glasvezels Hechtingmetwapeningnietchemisch,welmechanisch Thermischeuitzetting:staalenbetonmortelgelijk:12*106[k1] Extravormmogelijkheden;langgerektgat,vormvrijheid Karakters:buigsterk,grotestijfheid,dik,zwaar,vrijevorm Detanddestijds Steenachtigematerialendoorstaandetijd:chemischstabiel Oppervlaktedegradatiedmvvuil,roetenkalk,zout,alg,schimmelofmos Poreusnietporeus buitenkant Permeabelnietpermeabel zorgtvoorinwendigeaantastingdmvzouten,vorstofplanten Foutmogelijkheden o Materiaalfout:eenpartijhadmoetenwordenafgekeurd o Selectiefout:dekeuzevansteenofmortelisslechtbedacht o Miskenning:degebruiksomstandighedenzijnnietgoedbekeken Knooppuntanalyse A) Kanniet,dewapeningkannietdoorlopen

B) Kanwel,prefabbeton C) Kanwel,dimensiestussenhoutenstaal(kanuit1vorm)

College4;glasenhout Glas Structuur:kristalstructuurofamorfestructuur Chemischmengsel: o Zand SiO2 72% o Soda Na2CO3 15% o Potas kalium o Kalk CaO 8% o Scherven 5% o metaaloxiden,bij1100graden Bevatgeenporindusnietpermeabelencapillair Microscheurendoortemperatuurverschiltussenkernenoppervlaktetijdensdeafkoeling geen treksterkte Geschiedenisglastechniek Glasuitblaaspijptransformerentotbel Uitslingerentotlangwerpigeballonenuiteindenafsnijden Cilinderinkervenoverdelengte Processchemafloatglasproductie Tinbad: Gelijkmatigedikte Zeerglasoppervlak Glasdikte,afhankelijkhoehardjetrekt Binding;profielofvoegkit Bijprocesmaggeenvochtkomen Thermischharden(gehardglas) Voorbewerktfloatglasopca.650graden Daarnageforceerdgekoeld:materiaalvandekernwilkrimpen,echterwordttegengehouden Dekernwordtpermanentondertrekgeplaatst,derandenonderdruk Buigsterkte+veiligheid: o Thermischevoorspanningcorrigeerttrekspanningenindebuitenlaagt.g.v.buiging o Devoorspanningcorrigeertdetrekspanningindebuitenlaagt.g.v.buiging Thermischeuitzetting(energieabsorptie) Dooropslaginwendigeenergie:trillenvanmoleculen Uitzettenbijverwarmen Krimpenbijafkoelen Lineairgedragvolgens: L(t)=L0+ L * 0 L= T*L in[K1]

Spanningdoorfixatie materiaalmethogestijfheidzalzijnwilopleggenaaneenmateriaalmeteenlagestijfheid,volgensde formule: =* T*E RelatieoptrendespanningmetEmodulus Schadedoornikkelsulfide NiSvervuilingkomtinbijnaelkglasvoor NiSinsl.Per8tonruwglas Breukisaltijdbeperkttotbepaaldebatch Schaderatiobijonbehandeldthermischgehardglas1.5%2% Breukmechnisme: o NiSondergaatfaseveranderingvanhogetemperaturenbijsnelleafkoelengebeurtditechternieten blijftNiSiningevroren o Doorzoninstralingwordtgevelglasherhaaldelijkop50a60gradengebracht,waardoormetastabiele faseweerovergaatinfase,met4%grotervolume o Wanneerdeeltjegrootgenoegisenzichindeglaskernbevindt,gaatditgepaardmetspontanebreuk Detanddestijds Binnentredevandamp(bijdubbelglas) Etsingdoorcementofkalk(onverenigbaar) Thermischebreukdoorbrosheidenhetoptredenvaneengroottemperatuurverschiloverhet glasoppervlak Hout Hollecellen:hetlumen=macroporie Celwandenbestaanuitcelluloseenlignine, Nietmassief:microporin Orintatiecellen98%inaxialerichtingAnisotropie Cambium:maakthoutaaninkegelvormige geometrien(ookindetakken) Kwasten:haaksehoutrichtingivm.Takuitgroei

Kops Radiaal

tangentiaal

Soortenenindelingen: Naaldhout: Loofhout Inheemshout(europa) Importhout Hardhout:

Mindergevolueerdebomenmetslechtsdrieceltypen Bomenmetloof,meersaptransport BE,DU,Scandinavi USA,Canada,tropisch Spreektaalvoortropischhoutdatdichtervanstrctuurenvoorinheemse loofhoutsoorten Spreektaalvoornaaldhout(:bouwhout) Naturelhout Geverfd,gebeitstofverduurzaamd

Zachthout: Onbehandeldhout: Behandeldhout: Milieuoverwegingen CO2absorptiedoorbossenisindetropenhetgrootst(ca.3xgroter) Transportlevertveelemissieop Duurzaamheidiseenkwaestievangoedbeheereuropesebossen Hetvervenvanhoutkeerttelkensweerterug(levensduurverf45jaar) Karaktervanhout Lichtvangewicht Gemakkelijktebewerken Buisterkte:ruimteoverspanningen Bouwmethoden:vakwerken benuttingvanaxialerichting Krommingmogelijk Haaksevervormingnietmogelijk Houtnietmomentvastduskruisennodig+steedsanderehoek A) Kanwelinverbandmetscheluwtrekking,kanm.b.v.vastgezetworden B) Kannietdoorkromtrekken(schroeferinwerkthethouttegen) C) Kannietdoordathoutnietuiteenstukdezevormkankrijgen Bouwmethode Houtbestaatuitcellulose(evensterkalsstaal)tochkanhoutgeentrekopvangen,omdat: 1. Jekanhetnietvastgrijpen(momentvast) 2. Metschroevenkrijgjegeentrekmaarafschuiving 3. Structuurcelluloseisnietrechtinhout(alshetrechtwasgeweestwashetwelsterkgenoeggeweest) 3Dconstructie:lijmen(laminatie) Gelamineerdhout constructieenbeplating Voordelen o Grotere&veelvormigerdoorsnedesmogelijk o Sterkte

Nadelen o Geenrecyclingmogelijk o Veel(arbeidsintensief)lijmwerk o Risicoopdelaminatieoptermijn(buiten) o Houtrot,alshettegendegrondgeplaatstwordt o ErosievanhoutdoorinvloedvanUVlicht,temperatuurenvocht o Tangentialerichting5xgroteruitzettingsvermogendanaxialerichting Dedriehoutrichtingeninhout 1. Deaxialerichtingdelengterichtingvandestam(:devezelrichtingvandesapstromen=capillairen) 2. Deradialerichting,derichtingvanuithetcentrumnaardebast(:loodrechtopdegroeiringen) 3. Detangentialerichtingderichtingdieaandegroeiringenraken Waterdicht:2en3 Wateropzuigen:1 hetwerkenvanhethout(hygrischgedrag) axialerichtinghetminst radialerichtingtussenin tangentialerichtinghetmeest Conditiesduurzaamheidhout Aanwezigheidhoutmetschimmelsporen Aanwezigheidvanzuurstof Aanwezigheidvanvochtboveneenkritischegrens(20%) Temperatuurdiedeschimmelslaatgroeien(540graden)

Taaiheid Decapaciteitvaninhetmateriaalopgeslagenarbeid Plastischvervorminggedragvanmaterialen

Bijkoolstofarmeconstructiesoortenvindenweeenscherpeovergangtussenelastischenplastische vervormingsgebied(:devloeigrens) Bijaluminium/houtisergeenvloeigrensofeenandereduidelijkeovergangtussenelastischenplastisch gebied,hiervoorwordtdanookde0,2rekgrensgebruikt

College5;staalennonferrometalen Uitlegplastischgedragaandehandvankristalroosters FCC BCC HCP Hoevolledigermetbolletjeshoesterkerhetmateriaal Kristalgrenzenzijnpraktischonvermijdelijk: polykristalliniteit Bereikteafmetingisafhankelijkvanallerleifactorenalstemperatuurenoplosbaarheid Roosterfouten Erzijnverschillendeuitzonderingenineenroosterdislocaties

Alsereenatoommist,zorgtditvoorverplaatsingvandeatomen Invloedkristalgrootte Invloedvankristalgrens:slipkansvanroostervermindert Mogelijkheidtothardendoorverkleiningvandekorrel Vloeigrensnaarrechts(kleinerkorrel,materiaalaltijd sterker/stijver/harder Roosterversterkingsmethoden 1. Koudevervorming;verhogingsterktestaal 2. Legeren:voorkomtslib o VoorbeeldisCuNilegering 0% 50%Ni:verhogingtreksterktetovkoper Verhogingproportionaliteitsterktetovkoper VerlagingEmodulestovkoper Belangrijkelegeringen Ijzer+koolstof Staal Aluminium+mangaan,silicium, Aluminiumlegeringen magnesium,zink,ofkoper Koper+zink Messing Zink+titanium Titaanzink Staal+chroom+nikkel Roestvaststaal

platischvervormen

Aandrijfkrachtvandiffusieproces Verstoringvanhetrooster o Meeratomen relatievedruk o Minderatomen relatievetrek Concentratiesvanspanningrondomeendislocatieszorgtvoorafstotingenaantrekkingvandislocaties (vloeien) Rekristallisatie Naverkoelingweerverwarmenca.580graden Doelen o Opheffentegroteinternespanningen o Verlagenvandebrosheid Lassen=vloeien(verwarmen) Verbindingeninstaal Kaneventueel Bestemanier,kanmomentvastwordengemaaktmetboutenoflassen Kaningietstaal Vormgevingstaal Dunstmogelijkevanallematerialen o Alsdolk o Plattevlak(niettedun,kangaanbollen) Scherpstehoekmogelijkvanallematerialen Tanddestijds Kathodischebescherming:bijvoorbeeldzinklaagjeopstaal(andersroesten) Patina(RVS,Cortenstaal) Coaten Corrosievoorkomen Chroom+nikkelvormeneenoxidatielaagje(inpermeabel) NonFerrometalen(aluminium) Elektrolyseuitalumiumoxide Doordelagedichtheidheeftheteenhogespecifiekesterkte(buigsterkte/dichtheidin[Nm/kg]) o Aantrekkelijkvoorlichtgewichtconstructies Aluminiumiseengoedegeleidervanwarmteenvanelektriciteit Eengrootdeelvanhetzonlichtspectrumwordtdooraluminiumgereflecteerd.Dusgeringeabsorptie Tenopzichtevanveelanderebouwmaterialenisdethermischeuitzettingscofficintgroot

Aluminiumlegeringselementen Magnesium Verlagenvanhetsmeltpunt Toenamevandecorrosieweerstandtegenzoutenwater Silicium Toenamevandesterkte Toenamevandeductiliteit(vervormbaarheid,taaiheid) Zink Grotetoenamevandesterkte Koper Extratoenamevandesterkte Nikkel Toenamevandesterktebijhogetemperatuur Chroom Weerstandspanningscorrosie Tanddestijds Gelegerdaluminiumheeftlastvan Algemenecorrosie:vlekken Putcorrosie:diepegaatjes Spleetcorrosie:diepegleufjes o Doorbehandelen:anodiserenen/ofcoatenvoorkomen NonFerrometalen(Lood) Nutegiftigomtegebruikenalslooddaken Gebruiktvoordakrand(2elementenaanelkaar) Thermischeuitzettingvanhetmetaal(dusgroefnodig) Loodisonverenigbaarmet Alleanderemetalen Risicoopcontactcorrosiedoorcontactmetanderematerialeninbuitentoepassing(afstandhouder toepassen) NonFerrometalen(Zink) Plooibaar,thermischuizetten,soldeerbaar Dakengevelkanineen Zink,kanscherpehoekenmaken(JoodsmuseumLiebeskind) Dunheid NonFerrometalen(Koper) Meestbestendigebouwmetaal Giftig,duurzaam,duurder Vormtopdenduureennatuurlijkepatinalaag(kleurgroen) o Voorverwerking:prepatineringinfabriek(forceren(chemisch)vanpatina) Dilatatievoegivmbollenvoorkomen Tanddestijds Terugnaarhetkoper teweinignatgeworden,prepatinatienietvolledig Grondvormenvanstaal/metalen Walsprofiel Trapeziumplaat Koker Kabel(staal trek Folie,beschermd(niettedunmaken)

Denkeninmetalen/staal Vormgevingisafgeleidvanstabelbouw o Bogen o Piramidevorm Matigtransparant Prefabricage,resulterendinsnellebouwtijd Precisie Gietkoppenenrondebuizen

College6;kunstoffenenisolatiematerialen Indenatuurkomendevolgendepolymerenvoor:cellulose(hout),rubberkatoen,wol,leer,zijde, protenen,enzymenenstijfsel SynthetischepolymerenwerdenvanafdeWO2uitgevonden Kentenmoleculen,maatgevendvoorsecundairebindingen o Vanderwaalskrachten HomogeniteitenIsotropiehoog(hangenafvanfabrikageproces) Kenmerkendiegelden: Geenbrandveiligheid,laagsmeltpunt Grotethermischeuitzetting Geringethermischegeleiding Olie=grondstof Belangrijkeeigenschappen Relatieflagedichtheid/soortelijkemassa Waterdicht+waterafstotend Elektrischeisolatie Maakbaarheid:vorm,kleur,microstructuur(o.a.porin) Onderhoudsarm Kruip hh Koolwaterstofreeksen PolymeerbestaatuiteenherhaaldegroepCC Dezekanuiteen hh o lineaire o crosslinked o vertakt o netwerkbestaat Erzijn3hoofdgroepen o Thermoplastischepolymeren :lineair/vertakt o Thermohardendepolymeren :crosslinked/netwerk o Rubbers/elastomeren :crosslinked Hierisketenslipnietmogelijk(bijdelaatstetwee),eigenschappenzijnzonderveeltemperatuur afhankelijkheid

Thermoplastischekunstoffen Ketenslipismogelijk! Voorbeeldenvandezekunstoffenzijn:PVC,PE,PP,PMMA,PC,PA(nylon),PS Wordengebruiktvoor:buizen,profielen,rails,folie,platen,geschuimdeplaten,slangen,elektradozen Stijfheidensterktethermoplastischepolymereninrelatietottemperatuur Hetpolymeergaatheelsnelvervormen,naarmatedetemperatuurstijgt Thermoharderskunstoffen Geensterkeinvloedvantemperatuuropeigenschappen VanderWaalskrachtenspelengeenrolvanbetekenisvanwegehetnetwerk Voorbeelden:Epoxy,PUR,UF,PF Elastomeren Grofmazigedriedimensionaalgebondenketenstructuur Polymerenmeteencrosslinked(grof)netnetwerklange tussenstukken Vervormingzeergoedmogelijktothetnetwerkgestrektis o Vervolgenswordthetstijf o Omuiteindelijkineenbrossebreuktevervallen A:thermohardendpolylmeer B:thermoplastischpolymeer C:elastomeer Maakproceskunstoffen Kunststofisvormbaar Direct:vanuitpoeder Indirect:omvormingvaneengrondstof o Gebruikmakenvanlaagsmeltpunt o Gebruikmakenvanglasovergang Plastischedeformatie:uitsluitendtbvthermoplastischepolymeren Additieven o Vulstoffen o Plastificeermiddelen o Stabiliseermiddelen o Kleurmiddelen o Brandvertragers Geenexplicietegrondvorm Golfplaatalsgrondvormtebeschouwen Primairevormgeving Kalandeermachine Spuitgietmachine (folies,membranenoprol) (gietstukjeskomen Uiteenmatrijs) Vormgevingdiemettraditionelematerialenuiterstmoeilijktotondoenlijkis

Secundairevormgeving Lassen;eenkozijnbestaatuitthermischgelasteextrusieprofielenop(kanop45gradenivmlageE) PVCdakmembranenwordenookgelast(verwarmdenaanelkaargeplaktmbveenfhn) VloeistoflassenvanPVCdakmembranen o Demembranenzijnvoorafopmaatgemaakt Polymerisatieenkristalvorming Vanafsmeltnaarvastestof: Semikristallijnstof(:kristallijne+amorfe gebiedjes)bijgrotemoleculen Amorfevloeistoflevertookamorfestructuurop (midden) Vormgevingkristallijnestofbijkleinemoleculen (rechts) Monomerenzijnmoeilijkamorftemaken,ookbij snelleafkoeling Glastemperatuur Overgangstemperatuuroftrajecttussen gedeeltelijkegekristalliseerdefaseenvloeibarefase Transparantedak(PMMA)versusglas lageregeluidsweerstand( laageigengewicht) ietsbeterethermischeisolatie(permmdikte) doorzichtigheidisgelijk UVdoorlatend Nietkrasbestendig Minderstijf Gevoeligvoortemperatuurschommeling Risicobijbrand(ontvlambaarvankunstoffen) o Dmvbrandvertragingsmiddelwordteenreactiegenitieerd,welketotafkoelingvanaangetaste oppervlakkenleidt

Tanddestijds Weinigduurzaaminbuitenklimaat Kunststofisnietterepareren Toevoegingalskleurstofenstabiliseerderskunnen(UV)degradatiestegengaan Zwakpunt=kleurvastheidivmvergelingdoorUVstraling Toegevoegdeweekmakers(plastificeerder)kunnenuitdekunststofmigrerenzodatverbrossenoptreedt o Doorverhoogdetemperatuurgaathetkunststofzweten Waterafstotendheidvankunstoffenenvervuiling o Totopzekeremoment,dangaathetkunststofquakwaliteitachteruitenkomtervuil+waterbij Voordelenkunststoffen Ontwerpkandunnerwordenuitgevoerdivmeenverminderdebrosheid Minderdimensieverandering,doormiddelvanhygroscopie o Kunstofgemodificeerdebouwstoffen APPofSBSgemodificeerdbitumen Afwerkvloer Geveldeel Thermischeisolatie Minderenergieverbruik Terugdringenbroeikaseffect Comfort Voorkomenvochtklachten Verschillendestromentegenhouden: Convectie(stroming) Straling(warmtestraling=infrarood) Conductie(geleiding) o RC=/dmetalseenheidm2K/W RCmoettussen3.03.5liggen Umoet0.3zijn o U=d/metalseenheidW/m2K Thermischeisolatiematerialen Minerale(steenachtige)stoffen o Glaswol,steenwol,schuimglas,perliet,gexpandeerdeklei Plantaardige/dierlijkestoffen o Kurk,cellulosevlokken,houtwol,houtvezel,vlas,katoen,kokosvezels,schapenwol,schelpen Kunstoffen o EPS,XPS,UF,PUR,PIR,PF Folies:stralingsscherm o Aluminium,kunststof Steenwol(rotswol) Hitteenvuurbestendigisolatiemateriaal Vervaardigduitdiabaasofbasalt Bij1400gradenwordtdesteenmassagesmoltenenineenspinnerweggeslingerd Devloeistofstoltweerindraden o Wordtgebruiktvoorwarmteisolatievangebouwen o Bodemvoorhetkwekenvantelenvanplanten

Glaswol Iseensilicaat Hitteenvuurbestendigproduct Vervaardigduitandengerecycledglas(beschermdekledijdragenalswerkhandschoenen/masker) Simpelteverwerken kanhetknippenofsnijden,daarnaastkanhetookwordengevouwen Glaswoldekenheefteenzeeropen3Dstructuur Luchtwordtingeslotentussenvezels weinigwarmteafvoeren o Erwordteenisolerendeluchtlaaggevormd Schuimglas(ookwelglasschuim/foamglas) Opgebouwduithermetischgeslotencellen,wandjesbestaanuitzuiverglas Decellenzijngevuldmetgas(H2S) Onbrandbaar,waterdicht,waterdampdicht Isolatiewaardehelelevensduurhetzelfde Hogedruksterkte Bestendigtegenallezuren,knaagdieren,insectenofandereongedierte Isolatietijdensproductie,gebruikenhergebruiknietschadelijkvoorhetmilieu o Toepasbaarheid Kostbaar Alleengebruiktvoorhogeeisenaandrukvastheidendampdichtheid Zeerlangelevensduur Perliet Perlietiseenvulkanischglas(1100kg/m3) Verhittentot850900graden,danneemthet20xzijnoorspronkelijkevolumeaan o Hetbegintbijdietemperatuurzachtteworden+waterdataanwezigisvormtbelletjes o Hierdoorontstaanporinnumaareendichtheidvan30150kg/m3 o Toepasbaarheid Lichtgewichtpleisterwerkofmortel,dakisolatie,plafonds Indetuinbouwvoorcompost,toegankelijkervoorluchttemaken+watervasthouden Voorsmelterijenencryogoneinstallaties Gexpandeerdekleikorrels Uiteenlaaglosgestorteargexkorrelsopeendraagkrachtigeenwaterdoorlatendegrond Zorgtvoorblijvende,indetijdgegarandeerdeisolatiezondernaad(geenkoudebruggen) Resulteertinbeterthermischcomfort o Snel,efficint,milieuvriendelijk Regelsvoorspouwmuurisolatie Luchtstroming(convectie)rondomdeisolatievermijden;ookvalseluchtgenaamd Aangeslotenaanbrengen;geenkieren Afdekkenindienbuitengevelvochtdoorlaat o Letopmetsandwichgevelpanelen Ontstaanvanopbollen delaminatie:onthechtingvanporeuzeondergrondgelijmdmetaal Warmtegeleidingscofficintin[W/mK] Uitgaandvanconstantgetal:materiaalmoetredelijkhomogeenzijn Hangtsterkafvandegroottevandeporositeit,nietvandeaarddaarvan(openofgesloten) Zeerkleineporingunstigerdangrotere Getalookafhankelijkvanmateriaalhoofdgroep(soortbinding)

Werkingisuiteindelijkafhankelijkvanhetaanwezigevochtgehalte

Thermischeisolatievandaken Nevenfunctieisolatiemateriaal o Ondergronddakbedekkingsysteem(warmdak) o Geluidisolatie(vliegverkeer) o Afschotteverbeteren o Brandwerendheidconstructieteverbeteren o Beloopbaarheidverbeteren Koudofwarmdak? Kouddak:isolatiezitonderhetdakbeschot Warmdak:isolatieligtophetdakbeschot,maaronderhetdakmembraan Omgekeerddak:isolatieligtophetdakmembraan(moetgeballastworden) GexpandeerdperlietEPB o afschotmogelijkheid:eenzijdig CellulairglasCG o Onbrandbaar o Hogebegaanbaarheid,ongevoeligvoorvocht o Volledigwaterdampdicht o Dimensiestabiel GexpandeerdpolystyreenEPS o Brandbaar o Afschotmogelijkheid:meerzijdig o Hogelineaireuitzetting o Ongevoeligvoorvocht GextrueerdpolystyreenXPS o Brandbaar o Afschotmogelijkheid:geen o Dimensiestabiel o Ongevoeligvoorvocht o Uitsluitendinomgekeerddakconstructie PolyurethaanschuimPUR o Brandbaar o Vrijgoedbegaanbaar o Dimensiestabiel o Gevoeligvoorvocht PhenolformaldehydePF o Moeilijkbrandbaar o Redelijkbegaanbaar

0.050 0.040

0.0360.038

0.030.035

0.020.027

0.020

o Dimensioneelminderstabiel o Gevoeligvoorvocht GexpandeerdperlietbitumenBEP o Afschotisolatiemortel:bitumenenperlietkorrels Keuzevanhetisolatiemateriaal Grootverschilinbrandgedrag Verschilleninvochtgedrag Verschillenindruksterkte Verschilleninkosten Grootverschilinverwerking o Plaatdekenkorrelsvezels

0.056

College7;ontwerpenmetmaterialen Architectuur Functieisdegewensteprestatievanmateriaalenvorm Gevoelswaardeisdeindrukdievormentaaloponsmaakt(:impressie),gewenstenongewenst Conceptisdeordeningvanelementenbinneneenfunctioneelvanzelfsprekendeorganisatie Tijdgeestisde(nu)geldendeblik 1. Rudimentairematerialiteit Echtheidbuitenkijf;zeersterk Geenpsychologischegevoelswaardemaarsfeer! 2. Typologischematerialiteit Vertrouwdestilering(vormgeving),maardevraagnaarechtheidspeelt Sfeerisnietbuitenkijf 3. Materialiteituitsluitendmettoegevoegdesfeer Materiaalissubtieltoegevoegd;deelsdecoratief Leidtvaaktotclichbeelden 4. Tectonischematerialiteit Vaakmoderniteitmeteenbepaaldtextuur,ritme Uitdrukkinggrain Definitiesvankarakter:hettypischeismeerdanhetuiterlijkevoorkomenvanmaterialen Expressieisdebewusteomgangmetdekaraktersterversterkingvanhettypische Versterking/dramatiseringiseendoelgerichtearchitectonischetoepassingvanexpressie(endusvan karakter) Rolisdemanipulatievandekarakterszodatzeopeenbepaaldemaniergezien/aangenomengaan worden(stelteisenaanmatevanbetrouwbaarheid) Context:derollenlijkennietbedachtmaarlijkenvanzelfontstaan Functioneel;uitbuitenvandevoordelenenhetomzeilenvandenadelen STAP1:PROJECTEERVERSCHILLENDEMATERIALENOPDEVORM STAP2:WATMOETDEMATERIALITEITDOEN:HOEISDEGEAMBIERDE ROLVANMATERIALENGELETOPDEVORM? STAP3:WELKEECONOMIEKIESJE?WATISDEMATCHTUSSENROLEN POTENTIESVANDEMATERIALEN? STAP4:WATWORDTDEBESLISSINGENHOEZIJNDEDETAILVORMEN?

College8;corrosieenveroudering Watiscorrosie? Elektrochemischecorrosie Corrosievanzinkineenzureoplossing: Erzijnhiervoortweereactiesnodig: Oxidatie Zn Zn2++2e Reductie 2H++2e H2(gas) Welkemetalenhebbendemeesteneigingtotcorrosie?

Vormenvancorrosie Gelijkmatigedegradatie;Oxidatieenreductiereactiesuniformoverhetoppervlak Selectievecorrosie/uitloging;Corrosievaneenelement(bijvoorbeeldZninbronsCuZn) Intergranulair;Corrosieoverkorrelgrenzen Spanningscorrosie;Corrosieaanmicroscheurtjeswanneertrekspanningaanwezigis Erosie;gecombineerdechemischeenmechanischedegradatie Putcorrosie;indedieptevoortschrijdendecorrosieinkleineputten Spleetcorrosie;nauweenafgeslotenruimtes Galvanisch;contactcorrosie:verschillendemetalenzijnverbondenindeaanwezigheidvaneenelektrolyt. Hetanodischemetaalcorrodeert Hoeiscorrosietevoorkomen? 1. Materiaalkeuze; a. Gebruikmetalendieonreactiefzijninzijnomgeving b. Gebruikmetalendiekunnenwordengepassiveerd:staalmetzinklaagje c. Gebruikmetalendiezichzelfpassiveren:metalendieeenpatinavormendatcorrosiebestandis 2. Veranderdecondities(vochtbelasting) 3. Pasmaterialenalsbarriretoe kunststofcoatings 4. Paskathodischebeschermingtoe potentiaalverlagingwaardoorcorrosiewordt geremd(opofferingsanode,schipzoutblok)

Degradatiesporeuzematerie Vochtigeomstandighedenkunnenbiologischeenchemischeprocesseninitiren(houtrot,bacterin) o Onttrekkenvanvocht(:drogen)gaatveellangzamerdanhetintrekkenvanvocht Coatingskunneneventueelgevaarlijkzijnbijporeuzematerialen:vochtkanvaaktochbinnen,maarniet meernaarbuiten! Corrosietengevolgevanpermeabiliteitvanbouwmaterialen Vochtkanbevriezenendeporieruimtestukdrukken(:brosbrekendematerialen) Staal(ofmetaal)ineenporeusmateriaalkanzijnpassiveringverliezen roest=volumevergroting= schade Corrosietengevolgevanlichtenwater Verkleuringvanhethout oorzaakuitloging Oppervlakteverwerking oorzaakerosiedoortemperatuurverschilenUVlicht Degradatiekunstoffen Ketenbreuk:ccbindinggaatkapotdoorUVelektromagnetischestralingofozon(O3) Zwellen/oplossen:onverenigbarestoffen Hitte:leidttotmigratievaninhoudsstoffen Invloedvanluchtverontreinigingopmaterialen erosie

Effectenvanporin Mechanischeeigenschappen: soortelijkgewicht/volumiekemassa druksterkte,treksterkte(>buigsterkte) Fysischeeigenschappen: thermischeweerstand transportvanvloeistofengas,permeabiliteit(vochtdoorslag,inwendigeaantastingdoorgassen) vochtopzuiging:capillariteit opslagcapaciteitvanwater oppervlakteruwheid,deaanhechtingofindringingvanvuil geluidabsorptie Schademechanismenalszoutuitbloei,mosgroei,vriesdooischade Toepassingenenfuncties Gebouwenvoldoenaande isoleren,waterdicht Poreuzematerialenversusmassieve gesteldeeisen maken materialen Gebouwenbeeldende Bekleden Ingenieur&architect,karaktersen kwaliteitbezitten expressie(typisch) materialiteit Gebouwendetijdkunnen Brandwerend, Inzichtingebruiksomstandigheden weerstaan duurzaam,onderhoud Maakbaarheidvangebouwen Constructie Bouwknopen,prefabricage, Fijnevormen grondvormen, Detailleren secundairevormen Vankleitotproduct 1. Kleiaarde(leem)delvenenvoorbewerken, 2. Plastischvervormentotgewenstevorm,> 3. (kunstmatig)drogen, 4. bakkenca.9001100oC. soortenoverns: Ovensbaksteen:veld,ring,tunneloven Eriseengroottemperatuureffectopstructuurenkleur Bijtoenemendetemperatuur sinteringproces Proces3:erontstaanporindooruittredend/verdampendwater. Proces4:erontstaanbouwfoutenindechemischestructuur Algemenekenmerken stijfheid(matighogeE), openporinstructuur (netwerk) brosheid chemischeresistentie Afwerklagenmogelijk glazuurofapartkleilaagje keramischedakpannen/straatstenen/riolering/sanitairproducten

Sterkte, E,

Betonextrarol waterdichtheid

Energieabsorptieenthermischeuitzetting uitzettenbijverwarming krimpbijafkoeling

L(t)=L0+L L=*T*L0 in[K1] Spanningdoorfixatie Despanningdieontstaatalseenmateriaalverhinderdwordtinzijnthermischgedrag =*T*E Afschuivingvermijden,drukcreren Metselmortels Mineraalbindmiddelalscementen/ofkalk(gipsnietgeschiktvoormetselwerk) Vulstof,toeslagstof:zand(dienttevensalsremmervoorkrimp) Watercementfactorhogerdanbijbeton(vanwegeverwerkbaarheidmetdehandenvanwegecapillaire opzuigingdoorstenen) Verhoudingbindmiddel:zand=ca1:23,5 Drogings(productie)krimpenhygrischgedragvanbeton

BasischkaraktervanCa(OH)2 Uitbloeivanbetondooreenovermaataankalkincombinatiemet natteomstandigheden

Beton Ongewapendbeton:eenvoudigevormen,simpelefuncties(druk) Gewapendbeton:buigsterkteenevt.treksterktenaastdruksterkte.Meestalstaalalstreksterkmateriaal, goedkoopengoedeeigenschappen waarden/getallen Materiaal getalleninKg/m3 waarden Gexpandeerdeklei 0.90.10 340425 Naaldhout 0.140.17 450550 Rietenstrovezelpl 0.080.12 200400 Perliet 0.045 80100 Glasschuim 0.04 125135 Glaswol 0.030.04 100200 Steenwol 0.030.04 100200 EPSPolystyreen 0.035 1530 UF/PUR/PIR/PF 0.03 2550 XPSPolystyreen 0.027 3040 Thermischhardenvanglas Bijhardenwordtvoorbewerktfloatglasopca650gradengebrachtendaarnageforceerdgekoeld:kern ondertrek,randenonderdruk Beglazing:detanddestijds Probleemdubbelglaso.d.d.:diffunderenvangasuitspouwen/ofdamperin Etsingvanhetglasdoorcementofkalk Thermischebreukdoorbrosheidenhetoptredenvaneentegroottemperatuurverschiloverhetglas Dislocaties

Korrel(grenzen)beperkengebiedwaarindislocatieskunnenverschuiven Opallerleiniveausstaathetverbandtussendemateriaalstructuur,de materiaaleigenschappen,demateriaalgrondvormeneneendaarvan afgeleidevormgevingcentraal