ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
DEEL 1 ANORGANISCHE BINDMIDDELEN
BINDMIDDELEN
DEFINITIE
• Bindmiddelen
o = producten die gebruikt worden om andere materialen, zoals zand, grind,… onderling te
binden
o Cement is een soort bindmiddel van kalk en klei
• Mortel
o = bindmiddel “gevuld” met fijne granulaten
o Bv. cement of kalk met zand combineren
• Beton
o = mortel met grove granulaten
o Grote korrelgrootte
o Grijze massa houdt alles samen
o Sterkte hangt af van granulaten
INDELING
• Hydraulisch = kan uitharden onder water, heeft geen atmosferische lucht nodig om uit te harden
HISTORISCH OVERZICHT
• Pantheon in Rome → eerste gebouw met beton gebruikt
o Romeinen waren heel slim
o Kalkmortel die ze al kende gemengd met puinsteen => is heel licht doordat
het vulkanisch gesteente is dat tijdens uitbarsting direct in contact met lucht
komt
o Bespaard veel gewicht
o Maar zit ook steen in die sterkte kan geven maar puinsteen is niet het
sterkste gesteente vandaag de dag
o Is niet gewapend
1
,ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
HISTORISCH GEBURIK VAN BINDMIDDELEN IN DE BOUW
• Natuurlijke ontginning zonder warmte zijn al
vroeg gevonden
• Lucht hardende bindmiddelen zoals gips en
kalk al vroeg ontdekt
• Weinig energie voor nodig
• Hydraulische
o Cement en romeins cement
o Redelijk veel energie toevoegen om
iets mee te doen
KLEI
• Er wordt nog soms met natuurlijke materialen gebouwd
• Klei zorgt voor luchtdichting = voordeel
• Nadeel = stabiliteit → kan je geen dragende constructies mee maken
• Ksar of ait-ben in Marokko
o Bouwen met stenen en dan smeren met klei
GIPS
• Eerste proces waar warmte aan te pas komt
• Water eruit halen door warmte toe te voegen → gebrande gips
o Reageert reactief met water
o Energie die erin is gestoken wordt deels terug af gegeven (ook bij cement en beton)
o Gips = kristalstructuur
o Door branden wordt die onderbroken en wordt bij toevoeging van water terug hersteld =
hydratatie
o Wederkerig proces = kan teruggedraaid worden als die terug gebrand word
o als we al het water eruit zouden halen kan die geen water meer oplossen dus belangrijk dat
niet ALLES eruit gehaald wordt
• toepassingen
o piramides → muurschilderingen
o Piramide van Cheops (2560vChr)
o Droge context
LUCHT HARDENDE KALK
• Zelfde proces als gips
• Calciumcarbonaat verwarmen tot calciumoxide waarbij CO2 vrijkomt
• Water toevoegen die samen met lucht reageert
• Gebrande kalk hydrateren en als pleister of mortel gebruiken → gaat
reageren met CO2 in de lucht = traag drogend proces
• Wanneer ze iets nodig hadden dat sneller moet drogen gebruikte ze
geen kalk
2
,ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
TOEVOEGING VAN NATUURLIJKE EN KUNSTMATIGE PUZZOLANEN
• Verbetering van de eigenschappen van mortels en beton
o Verhoogde mechanische weerstand
o Verhoogde weerstand tegen water
• Wat?
o Vulkanisch poeder (= puzzolanen) (Pozzuoli (voet van Vesuvius), Santorini,…)
Gemalen dakpanscherven of andere vormen van gemalen keramiek
• Toegevoegd aan mengsel van kalk en zand
• Reactie met kalk en vorming van producten die sterke analogie vertonen met moderne hydraulische
bindmiddelen
o Zorgt ervoor dat wanneer we die hydrateren een betere weerstand heeft
o ➔ Voorloper van moderne, artificiële puzzolanen
• Foto
o Onderwaterbeton tijdens Romeinse rijk
o Wouden ook in moeilijke omstandigheden gebruik maken hiervan
ONTDEKKING EN ONTWIKKELING VAN HYDRAULISCHE BINDMIDELEN (MODERNE TIJD OP SCHEMA)
• Vertraging van gebruik beton → gaan meer blokken en cement gebruiken
• Einde 18De eeuw komt pas terug op gang (Modernisme)
• 1756: Smeaton, Engels architect
o “Aanwezigheid van klei in kalksteen moet een van de bepalende
factoren zijn, mogelijk de enige, die ertoe leiden dat het nieuwe
bindmiddel uithardt onder invloed van water”
o Vuurtoren ging weg eroderen
o Keek naar samenstelling en omgeving
o Stel ik doe klei bij kalk → zal betere hydroscopische eigenschappen krijgen
▪ Gaat beter tegen water kunnen
o Start hydraulische bindmiddelen en kijken naar chemie
• 1796 Parker
o Romeins cement: bindmiddel verkregen door het matige branden van zeer
o kleihoudende kalksteen (natuurlijk hydraulisch bindmiddel)
▪ Vooral toegepast voor pleisterwerk en ornamenten, maar ook voor
navoegwerk
o Heel groen geworden etc. behalve beelden die nog mooi zijn door het gebruik nieuwe cement
o Lichfield Cathedral, met 7 figuren uit Romeins cement
• 1818: Vicat
o Verklaring voor hydrauliciteit van kalk: reactie tussen silicium en
o aluminium uit de klei met de kalk tijdens het branden
▪ gaat reageren (niet met water maar met kalk)
▪ hydraulische bindingen gevormd tijdens hydratatie gaan
veel sterker zijn tegen uit elkaar vallen
▪ zorgt ervoor dat er net genoeg water deeltjes binden die
zorgen voor uitharding de rest gaat eruit
• 1824: Aspdin
o Octrooi op een cement dat “zo hard wordt als de natuursteen van
Portland”
o Komt ook de naam portland cement van
3
, ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
• 1872: Eerste Belgische cementfabriek
o Beton is vrij nieuw materiaal en opeens veel vrijheid mee kreeg
o Mativa passerelle (of Hennebique brug) in Luik, gebouwd in 1905
o Gewapend beton komt ook op
• 1909: Eerste productie van hoogovencement (Duitsland)
o Vroeger voegde ze vulkanische assen (= puzzolanen) toe → doen ze nog steeds
o Hier in België weinig vulkaan dus geen assen → hadden wel hoofovens in deze
tijd voor maken van staal
o Vloeibare slak en slakgranulaten van deze hoogovens konden ze ook
toepassen om de hydraulische eigenschappen te verbeteren
o Proberen om het mengsel van cement te realiseren
VERSCHILLENDE TYPES BINDMIDDELEN
• Op volgorde van gebruik en hoeveel energie we moeten toevoegen
KLEI (“ONGEBAKKEN AARDE”)
• “Ongebakken aarde” als bouwmateriaal
o Aarde die we ontginnen met fijne korrelsamenstelling en rechtstreeks gebruiken
• “Aarde” als bouwmateriaal
o Zeer veel gebruikt vooral in de Tropen door droogte
o Tijdens industriële revolutie is het zeer erg afgenomen omdat het
geen goede eigenschappen heeft
o Bestaan ook verschillende manieren van bouwen in
▪ Adobe → vormen van stenen die we laten uitdrogen en dan
metsen
▪ Rammed earth → aarde in mal gaan stampen en
compacteren
▪ Cob → groot volume vertrekken en vorm gaan uitsteken
▪ Wattle and daub → bekisting vullen met aarde (maar niet
goed ook niet)
o Bv. Ricola Krauterzentrum, Zwitserland - Herzog & De Meuron 2012
▪ Veel dingen waar je rekening mee moet houden
▪ Dakoversteek, aarde, lijntjes,…
• “Aarde”: verschillende korrelgroottes en -vormen
o Bouwen met aarde is belangrijk om juiste samenstelling te gebruiken net zoals cement en
kalk
o Klei = bindmiddel, basis
o Granulaten geven sterkte → hebben ook grotere korrelgroottes nodig zoals zand en grind die
we toevoegen maar zorgt ook voor densiteit
o Kleine korrels moeten ruimte opvullen tussen grote granulaten die voor sterkte zorgen
4
DEEL 1 ANORGANISCHE BINDMIDDELEN
BINDMIDDELEN
DEFINITIE
• Bindmiddelen
o = producten die gebruikt worden om andere materialen, zoals zand, grind,… onderling te
binden
o Cement is een soort bindmiddel van kalk en klei
• Mortel
o = bindmiddel “gevuld” met fijne granulaten
o Bv. cement of kalk met zand combineren
• Beton
o = mortel met grove granulaten
o Grote korrelgrootte
o Grijze massa houdt alles samen
o Sterkte hangt af van granulaten
INDELING
• Hydraulisch = kan uitharden onder water, heeft geen atmosferische lucht nodig om uit te harden
HISTORISCH OVERZICHT
• Pantheon in Rome → eerste gebouw met beton gebruikt
o Romeinen waren heel slim
o Kalkmortel die ze al kende gemengd met puinsteen => is heel licht doordat
het vulkanisch gesteente is dat tijdens uitbarsting direct in contact met lucht
komt
o Bespaard veel gewicht
o Maar zit ook steen in die sterkte kan geven maar puinsteen is niet het
sterkste gesteente vandaag de dag
o Is niet gewapend
1
,ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
HISTORISCH GEBURIK VAN BINDMIDDELEN IN DE BOUW
• Natuurlijke ontginning zonder warmte zijn al
vroeg gevonden
• Lucht hardende bindmiddelen zoals gips en
kalk al vroeg ontdekt
• Weinig energie voor nodig
• Hydraulische
o Cement en romeins cement
o Redelijk veel energie toevoegen om
iets mee te doen
KLEI
• Er wordt nog soms met natuurlijke materialen gebouwd
• Klei zorgt voor luchtdichting = voordeel
• Nadeel = stabiliteit → kan je geen dragende constructies mee maken
• Ksar of ait-ben in Marokko
o Bouwen met stenen en dan smeren met klei
GIPS
• Eerste proces waar warmte aan te pas komt
• Water eruit halen door warmte toe te voegen → gebrande gips
o Reageert reactief met water
o Energie die erin is gestoken wordt deels terug af gegeven (ook bij cement en beton)
o Gips = kristalstructuur
o Door branden wordt die onderbroken en wordt bij toevoeging van water terug hersteld =
hydratatie
o Wederkerig proces = kan teruggedraaid worden als die terug gebrand word
o als we al het water eruit zouden halen kan die geen water meer oplossen dus belangrijk dat
niet ALLES eruit gehaald wordt
• toepassingen
o piramides → muurschilderingen
o Piramide van Cheops (2560vChr)
o Droge context
LUCHT HARDENDE KALK
• Zelfde proces als gips
• Calciumcarbonaat verwarmen tot calciumoxide waarbij CO2 vrijkomt
• Water toevoegen die samen met lucht reageert
• Gebrande kalk hydrateren en als pleister of mortel gebruiken → gaat
reageren met CO2 in de lucht = traag drogend proces
• Wanneer ze iets nodig hadden dat sneller moet drogen gebruikte ze
geen kalk
2
,ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
TOEVOEGING VAN NATUURLIJKE EN KUNSTMATIGE PUZZOLANEN
• Verbetering van de eigenschappen van mortels en beton
o Verhoogde mechanische weerstand
o Verhoogde weerstand tegen water
• Wat?
o Vulkanisch poeder (= puzzolanen) (Pozzuoli (voet van Vesuvius), Santorini,…)
Gemalen dakpanscherven of andere vormen van gemalen keramiek
• Toegevoegd aan mengsel van kalk en zand
• Reactie met kalk en vorming van producten die sterke analogie vertonen met moderne hydraulische
bindmiddelen
o Zorgt ervoor dat wanneer we die hydrateren een betere weerstand heeft
o ➔ Voorloper van moderne, artificiële puzzolanen
• Foto
o Onderwaterbeton tijdens Romeinse rijk
o Wouden ook in moeilijke omstandigheden gebruik maken hiervan
ONTDEKKING EN ONTWIKKELING VAN HYDRAULISCHE BINDMIDELEN (MODERNE TIJD OP SCHEMA)
• Vertraging van gebruik beton → gaan meer blokken en cement gebruiken
• Einde 18De eeuw komt pas terug op gang (Modernisme)
• 1756: Smeaton, Engels architect
o “Aanwezigheid van klei in kalksteen moet een van de bepalende
factoren zijn, mogelijk de enige, die ertoe leiden dat het nieuwe
bindmiddel uithardt onder invloed van water”
o Vuurtoren ging weg eroderen
o Keek naar samenstelling en omgeving
o Stel ik doe klei bij kalk → zal betere hydroscopische eigenschappen krijgen
▪ Gaat beter tegen water kunnen
o Start hydraulische bindmiddelen en kijken naar chemie
• 1796 Parker
o Romeins cement: bindmiddel verkregen door het matige branden van zeer
o kleihoudende kalksteen (natuurlijk hydraulisch bindmiddel)
▪ Vooral toegepast voor pleisterwerk en ornamenten, maar ook voor
navoegwerk
o Heel groen geworden etc. behalve beelden die nog mooi zijn door het gebruik nieuwe cement
o Lichfield Cathedral, met 7 figuren uit Romeins cement
• 1818: Vicat
o Verklaring voor hydrauliciteit van kalk: reactie tussen silicium en
o aluminium uit de klei met de kalk tijdens het branden
▪ gaat reageren (niet met water maar met kalk)
▪ hydraulische bindingen gevormd tijdens hydratatie gaan
veel sterker zijn tegen uit elkaar vallen
▪ zorgt ervoor dat er net genoeg water deeltjes binden die
zorgen voor uitharding de rest gaat eruit
• 1824: Aspdin
o Octrooi op een cement dat “zo hard wordt als de natuursteen van
Portland”
o Komt ook de naam portland cement van
3
, ANORGANISCHE BINDMIDDELEN EN BETON
• 1872: Eerste Belgische cementfabriek
o Beton is vrij nieuw materiaal en opeens veel vrijheid mee kreeg
o Mativa passerelle (of Hennebique brug) in Luik, gebouwd in 1905
o Gewapend beton komt ook op
• 1909: Eerste productie van hoogovencement (Duitsland)
o Vroeger voegde ze vulkanische assen (= puzzolanen) toe → doen ze nog steeds
o Hier in België weinig vulkaan dus geen assen → hadden wel hoofovens in deze
tijd voor maken van staal
o Vloeibare slak en slakgranulaten van deze hoogovens konden ze ook
toepassen om de hydraulische eigenschappen te verbeteren
o Proberen om het mengsel van cement te realiseren
VERSCHILLENDE TYPES BINDMIDDELEN
• Op volgorde van gebruik en hoeveel energie we moeten toevoegen
KLEI (“ONGEBAKKEN AARDE”)
• “Ongebakken aarde” als bouwmateriaal
o Aarde die we ontginnen met fijne korrelsamenstelling en rechtstreeks gebruiken
• “Aarde” als bouwmateriaal
o Zeer veel gebruikt vooral in de Tropen door droogte
o Tijdens industriële revolutie is het zeer erg afgenomen omdat het
geen goede eigenschappen heeft
o Bestaan ook verschillende manieren van bouwen in
▪ Adobe → vormen van stenen die we laten uitdrogen en dan
metsen
▪ Rammed earth → aarde in mal gaan stampen en
compacteren
▪ Cob → groot volume vertrekken en vorm gaan uitsteken
▪ Wattle and daub → bekisting vullen met aarde (maar niet
goed ook niet)
o Bv. Ricola Krauterzentrum, Zwitserland - Herzog & De Meuron 2012
▪ Veel dingen waar je rekening mee moet houden
▪ Dakoversteek, aarde, lijntjes,…
• “Aarde”: verschillende korrelgroottes en -vormen
o Bouwen met aarde is belangrijk om juiste samenstelling te gebruiken net zoals cement en
kalk
o Klei = bindmiddel, basis
o Granulaten geven sterkte → hebben ook grotere korrelgroottes nodig zoals zand en grind die
we toevoegen maar zorgt ook voor densiteit
o Kleine korrels moeten ruimte opvullen tussen grote granulaten die voor sterkte zorgen
4
