Reader Materialen
1. Introductie
1.1 Material Property Chart
- Metals and Alloys (Metalen en aluminium)
- Engineering ceramics and glasses (Technische keramiek
en glas)
- Engineering polymers and elastomers (Technische
polymeren en elastomeren)
- Composite materials (Composietmaterialen)
Isotroop: Eigenschappen van een materiaal zijn identiek in alle richtingen
Anisotroop: Eigenschappen van een materiaal zijn afhankelijk van de richting; bijvoorbeeld hout.
2. Natuurlijke Polymeren
= alle polymeren die geen chermische oorsprong hebben
Gebaseerd op combinatie cellulose- en collageenvezels.
Alle materialen die voornamelijk uit natuurlijke polymeren bestaan worden in deze groep
samengevoegd.
2.1 Inleiding
Hout = nog steeds belangrijke rol als bouw‐ materiaal. Als constructiemateriaal = rol meer beperkt tot
de kap.
2.2 Materiaaleigenschappen
Om hout toe te kunnen passen, moeten eerst de materiaaleigenschappen worden eigen gemaakt.
Daarnaast vinden veel van deze eigenschappen hun weerslag in de verschillende normen ten aanzien
van constructiesterkte, brandwerendheid, enzovoort.
Hout
= natuurlijk materiaal, waarbij alle belangrijke eigenschappen voortkomen uit de opbouw en de groei
van de cellen en de eigen‐ schappen van het celmateriaal.
= groeit in de lengterichting en in de dikte (jaar ‐ of groeiringen).
= natuurproduct dus niet homogeen van samenstelling
Totale massa hout afhankelijk van:
- de dichtheid van de cellen
- het vochtgehalte dat wordt uitgedrukt in de massa van het aanwezige water als percentage van
het droge hout
Vochtgehalte meestal 12-15%, voor vurenhout ongeveer 550 kg/M 3
Afgekapt hout die droogt wordt lichter en krimpt (krimp afhankelijk van de vezelrichting). In de
tangentiële richting is deze het grootst, in de radiale richting ongeveer de helft. De krimp in de
vezelrichting (axiaal) is zeer gering (vezelrichting invloed op sterkte en krimp = indirect de manier van
invloed van verzagen).
<->
Vochtopname hout = zwelling hout
Krimpen en zwellen hout = werken van het hout
,2.2.1 Houtopbouw
Timber bestaat voornamelijk uit drie natuurlijke polymeren: cellulose, hemicellulose en lignine.
1) Cellulose:
Hoofdcomponent van celwanden (45% van het drooggewicht van hout).
Bestaat uit lange ketens van glucosemoleculen, vormt een kristallijne structuur.
Zorgt voor de treksterkte van hout.
2) Hemicellulose:
Ongeveer 25% van het houtgewicht.
Bestaat uit kortere ketens van verschillende suikers, heeft een gedeeltelijk kristallijne
structuur.
Levert bij aan de druksterkte en elasticiteit van hout.
3) Lignine:
Ongeveer 25% van het houtgewicht.
Een onoplosbare, niet-kristallijne polymeer met een complexe vertakte structuur.
Bindt de microfibrillen samen en draagt bij aan de druksterkte en stijfheid van hout.
De microfibrillen, gevormd door deze drie componenten, bouwen de celwanden op en geven hout
zijn fysieke sterkte. Naast deze hoofdcomponenten bevat hout ook kleinere hoeveelheden andere
stoffen zoals harsen, gom, tannines, zetmeel en silica, die bijdragen aan de eigenschappen en kleur
van het hout. Sommige kleuren kunnen vervagen bij blootstelling aan zonlicht tenzij beschermd
met een UV-absorberende afwerking.
2.2.2 Hardwoods and Softwoods (Loofhout en Naaldhout)
Commercieel hout wordt geclassificeerd als hardhout of naaldhout op basis van hun botanische
indeling, niet hun fysieke sterkte. Hardhout (angiospermen) komt van loofbomen, die in gematigde
klimaten bladverliezend zijn en hun bladeren in de herfst verliezen. In tropische klimaten worden
oude bladeren voortdurend vervangen. Naaldhout (gymnospermen) komt van naaldbomen,
voornamelijk groenblijvend en groeiend in gematigde zones, met uitzondering van de Europese
lariks.
Hoewel de termen hardhout en naaldhout oorspronkelijk gebaseerd waren op fysieke sterkte, is
balsa (Ochroma lagopus) bijvoorbeeld botanisch gezien hardhout, terwijl taxus (Taxus baccata),
sterk en duurzaam, naaldhout is. Microscopisch onderzoek toont aan dat naaldhout één type cel
heeft, tracheïden, die variëren in grootte tussen vroege en late groeiseizoenen en zorgen voor
voedsel- en watertransport. Hardhout heeft een complexere celstructuur met grote vaten voor
transport en kleinere houtvezels voor sterkte.
2.2.3 Knots (Knoest)
Kwasten ontstaan waar takken de stam van de boom ontmoeten. Levend hout vormt levende
kwasten, terwijl dode takken of ingesloten schors dode kwasten vormen, die los kunnen zitten en
zwaktes veroorzaken. Kwasten kunnen variëren in grootte en verschijnen op verschillende
manieren op gezaagd hout. Ze zijn vaak moeilijk te bewerken en bevatten in naaldhout veel hars,
die blijft uitvloeien tenzij het hout verzegeld wordt.
2.2.4 Vocht en Vervorming
Veelvoorkomende gebreken in hout ontstaan door de effecten van het drogen. Tijdens het drogen
krimpt het hout verschillend in de drie hoofdrichtingen, en de buitenkant droogt sneller dan de
binnenkant. Deze effecten veroorzaken vervorming, zoals kromtrekken, en kunnen leiden tot
scheuren en splijten van het oppervlak.
,2.3 Houtsoorten
2.3.1 Berken
Hoewel er kwaliteitsverschillen zijn in afmetingen, kwasten en
structuur afhankelijk van de herkomst, geven de volgende
gegevens een overzicht van Europese berkensoorten.
Amerikaans berken is vergelijkbaar met Europees berken, maar
iets donkerder en soms rossiger. Paper birch lijkt meer op
Houtbeschrijvin
Europees berken dan yellow birch. Berkenhout varieert van wit
g
tot lichtbruin, terwijl yellow birch licht tot donker roodbruin is.
Het spint is bij berken niet te onderscheiden van het kernhout,
maar bij yellow birch is het spint lichter. Zwarte pitjes in
2.3.2 Beuken berken worden veroorzaakt door aantasting van het cambium
door een langpootmug.
Berkenhout varieert van wit tot lichtbruin, terwijl yellow birch
licht tot donker roodbruin is. Amerikaans berken lijkt op
Houtbeschrijvin
Europees berken, maar is iets donkerder en soms rossiger.
g
Zwarte pitjes in berken ontstaan door aantasting van het
cambium door een langpootmug.
Kleur roodachtig geelbruin tot helder roodbruin of bruinrood.
Kernhout en spint verschillen duidelijk in kleur, de grens tussen
beide kan scherp tot vaag zijn. Het 20 tot 50 mm brede spint is
grijswit tot roze. Per stam is cedrela gelijkmatig van tint. Kleur ‐
en gewichtsverschillen tussen de stammen worden
toegeschreven aan verschillen in groeiomstandigheden, waarbij
Houtbeschrijving
licht in kleur meestal overeenkomt met licht in gewicht. Cedrela
is gelijkmatig van structuur en heeft soms een lichte streep‐ of
vlamtekening, veroorzaakt door de semi‐ringporigheid van het
hout. Het hout bevat een wisselende hoeveelheid etherische olie
die de opvallende geur veroorzaakt en een kleverige harslaag
geeft bij het uittreden van de olie.
2.3.3 Ceder
2.3.4 Eiken, Europees
, Eiken kernhout heeft een geelbruine tot donkerbruine kleur en
steekt duidelijk af tegen het 25‐50 mm brede bleekbruine
spint. Kwartiers gezaagd hout vertoont karakteristieke
glanzende \spiegels\, veroorzaakt door de brede stralen. Het
hout is ringporig waardoor op het dosse vlak een vlamtekening
ontstaat. Structuur en kwaliteit variëren afhankelijk van de
Houtbeschrijvin
groeicondities. Zo is Slavonisch eiken langzaam en gelijkmatig
g
gegroeid, heeft het een rechte draad en een egale tint en het is
zacht en gemakkelijk te bewerken. Eiken uit Polen is taaier en
harder. Inlands eiken is meestal harder, zwaarder en vaster,
sterker maar ook grover dan geïmporteerd eiken. Eiken heeft
een hoog looistofgehalte, waardoor metalen in contact met
eiken snel corroderen.
1. Introductie
1.1 Material Property Chart
- Metals and Alloys (Metalen en aluminium)
- Engineering ceramics and glasses (Technische keramiek
en glas)
- Engineering polymers and elastomers (Technische
polymeren en elastomeren)
- Composite materials (Composietmaterialen)
Isotroop: Eigenschappen van een materiaal zijn identiek in alle richtingen
Anisotroop: Eigenschappen van een materiaal zijn afhankelijk van de richting; bijvoorbeeld hout.
2. Natuurlijke Polymeren
= alle polymeren die geen chermische oorsprong hebben
Gebaseerd op combinatie cellulose- en collageenvezels.
Alle materialen die voornamelijk uit natuurlijke polymeren bestaan worden in deze groep
samengevoegd.
2.1 Inleiding
Hout = nog steeds belangrijke rol als bouw‐ materiaal. Als constructiemateriaal = rol meer beperkt tot
de kap.
2.2 Materiaaleigenschappen
Om hout toe te kunnen passen, moeten eerst de materiaaleigenschappen worden eigen gemaakt.
Daarnaast vinden veel van deze eigenschappen hun weerslag in de verschillende normen ten aanzien
van constructiesterkte, brandwerendheid, enzovoort.
Hout
= natuurlijk materiaal, waarbij alle belangrijke eigenschappen voortkomen uit de opbouw en de groei
van de cellen en de eigen‐ schappen van het celmateriaal.
= groeit in de lengterichting en in de dikte (jaar ‐ of groeiringen).
= natuurproduct dus niet homogeen van samenstelling
Totale massa hout afhankelijk van:
- de dichtheid van de cellen
- het vochtgehalte dat wordt uitgedrukt in de massa van het aanwezige water als percentage van
het droge hout
Vochtgehalte meestal 12-15%, voor vurenhout ongeveer 550 kg/M 3
Afgekapt hout die droogt wordt lichter en krimpt (krimp afhankelijk van de vezelrichting). In de
tangentiële richting is deze het grootst, in de radiale richting ongeveer de helft. De krimp in de
vezelrichting (axiaal) is zeer gering (vezelrichting invloed op sterkte en krimp = indirect de manier van
invloed van verzagen).
<->
Vochtopname hout = zwelling hout
Krimpen en zwellen hout = werken van het hout
,2.2.1 Houtopbouw
Timber bestaat voornamelijk uit drie natuurlijke polymeren: cellulose, hemicellulose en lignine.
1) Cellulose:
Hoofdcomponent van celwanden (45% van het drooggewicht van hout).
Bestaat uit lange ketens van glucosemoleculen, vormt een kristallijne structuur.
Zorgt voor de treksterkte van hout.
2) Hemicellulose:
Ongeveer 25% van het houtgewicht.
Bestaat uit kortere ketens van verschillende suikers, heeft een gedeeltelijk kristallijne
structuur.
Levert bij aan de druksterkte en elasticiteit van hout.
3) Lignine:
Ongeveer 25% van het houtgewicht.
Een onoplosbare, niet-kristallijne polymeer met een complexe vertakte structuur.
Bindt de microfibrillen samen en draagt bij aan de druksterkte en stijfheid van hout.
De microfibrillen, gevormd door deze drie componenten, bouwen de celwanden op en geven hout
zijn fysieke sterkte. Naast deze hoofdcomponenten bevat hout ook kleinere hoeveelheden andere
stoffen zoals harsen, gom, tannines, zetmeel en silica, die bijdragen aan de eigenschappen en kleur
van het hout. Sommige kleuren kunnen vervagen bij blootstelling aan zonlicht tenzij beschermd
met een UV-absorberende afwerking.
2.2.2 Hardwoods and Softwoods (Loofhout en Naaldhout)
Commercieel hout wordt geclassificeerd als hardhout of naaldhout op basis van hun botanische
indeling, niet hun fysieke sterkte. Hardhout (angiospermen) komt van loofbomen, die in gematigde
klimaten bladverliezend zijn en hun bladeren in de herfst verliezen. In tropische klimaten worden
oude bladeren voortdurend vervangen. Naaldhout (gymnospermen) komt van naaldbomen,
voornamelijk groenblijvend en groeiend in gematigde zones, met uitzondering van de Europese
lariks.
Hoewel de termen hardhout en naaldhout oorspronkelijk gebaseerd waren op fysieke sterkte, is
balsa (Ochroma lagopus) bijvoorbeeld botanisch gezien hardhout, terwijl taxus (Taxus baccata),
sterk en duurzaam, naaldhout is. Microscopisch onderzoek toont aan dat naaldhout één type cel
heeft, tracheïden, die variëren in grootte tussen vroege en late groeiseizoenen en zorgen voor
voedsel- en watertransport. Hardhout heeft een complexere celstructuur met grote vaten voor
transport en kleinere houtvezels voor sterkte.
2.2.3 Knots (Knoest)
Kwasten ontstaan waar takken de stam van de boom ontmoeten. Levend hout vormt levende
kwasten, terwijl dode takken of ingesloten schors dode kwasten vormen, die los kunnen zitten en
zwaktes veroorzaken. Kwasten kunnen variëren in grootte en verschijnen op verschillende
manieren op gezaagd hout. Ze zijn vaak moeilijk te bewerken en bevatten in naaldhout veel hars,
die blijft uitvloeien tenzij het hout verzegeld wordt.
2.2.4 Vocht en Vervorming
Veelvoorkomende gebreken in hout ontstaan door de effecten van het drogen. Tijdens het drogen
krimpt het hout verschillend in de drie hoofdrichtingen, en de buitenkant droogt sneller dan de
binnenkant. Deze effecten veroorzaken vervorming, zoals kromtrekken, en kunnen leiden tot
scheuren en splijten van het oppervlak.
,2.3 Houtsoorten
2.3.1 Berken
Hoewel er kwaliteitsverschillen zijn in afmetingen, kwasten en
structuur afhankelijk van de herkomst, geven de volgende
gegevens een overzicht van Europese berkensoorten.
Amerikaans berken is vergelijkbaar met Europees berken, maar
iets donkerder en soms rossiger. Paper birch lijkt meer op
Houtbeschrijvin
Europees berken dan yellow birch. Berkenhout varieert van wit
g
tot lichtbruin, terwijl yellow birch licht tot donker roodbruin is.
Het spint is bij berken niet te onderscheiden van het kernhout,
maar bij yellow birch is het spint lichter. Zwarte pitjes in
2.3.2 Beuken berken worden veroorzaakt door aantasting van het cambium
door een langpootmug.
Berkenhout varieert van wit tot lichtbruin, terwijl yellow birch
licht tot donker roodbruin is. Amerikaans berken lijkt op
Houtbeschrijvin
Europees berken, maar is iets donkerder en soms rossiger.
g
Zwarte pitjes in berken ontstaan door aantasting van het
cambium door een langpootmug.
Kleur roodachtig geelbruin tot helder roodbruin of bruinrood.
Kernhout en spint verschillen duidelijk in kleur, de grens tussen
beide kan scherp tot vaag zijn. Het 20 tot 50 mm brede spint is
grijswit tot roze. Per stam is cedrela gelijkmatig van tint. Kleur ‐
en gewichtsverschillen tussen de stammen worden
toegeschreven aan verschillen in groeiomstandigheden, waarbij
Houtbeschrijving
licht in kleur meestal overeenkomt met licht in gewicht. Cedrela
is gelijkmatig van structuur en heeft soms een lichte streep‐ of
vlamtekening, veroorzaakt door de semi‐ringporigheid van het
hout. Het hout bevat een wisselende hoeveelheid etherische olie
die de opvallende geur veroorzaakt en een kleverige harslaag
geeft bij het uittreden van de olie.
2.3.3 Ceder
2.3.4 Eiken, Europees
, Eiken kernhout heeft een geelbruine tot donkerbruine kleur en
steekt duidelijk af tegen het 25‐50 mm brede bleekbruine
spint. Kwartiers gezaagd hout vertoont karakteristieke
glanzende \spiegels\, veroorzaakt door de brede stralen. Het
hout is ringporig waardoor op het dosse vlak een vlamtekening
ontstaat. Structuur en kwaliteit variëren afhankelijk van de
Houtbeschrijvin
groeicondities. Zo is Slavonisch eiken langzaam en gelijkmatig
g
gegroeid, heeft het een rechte draad en een egale tint en het is
zacht en gemakkelijk te bewerken. Eiken uit Polen is taaier en
harder. Inlands eiken is meestal harder, zwaarder en vaster,
sterker maar ook grover dan geïmporteerd eiken. Eiken heeft
een hoog looistofgehalte, waardoor metalen in contact met
eiken snel corroderen.
