Materiaalkunde 2
Les 1 – introductie
Circulaire economie
Simpel gezegd betekent ‘circulair’: bouwen op de LEGO-manier. Vanaf het begin denk je na over hoe
je onderdelen van een gebouw in elkaar schuift, zodat je ze aan het einde van de rit weer uit elkaar
kan halen. Om ze te hergebruiken of terug te geven aan de natuur. En dus niet: naar de
afvalstortplaats (‘lineair’).
Industrieel Flexibel Demontabel
Biodegradable: op natuurlijke manier verkregen en is ook in de natuur composteerbaar. Denk aan
hout, hennep, vlas en bamboe.
Biorenewable: dit betreft materialen van natuurlijke, biologische oorsprong die vervolgens door
bioraffinage op een scheikundige manier – zijn geproduceerd
Les 2 – biobased bouwen
Biobased materialen:
Hout
Kurk
Hennep isolatir
Biobased bouwen is een manier van bouwen die op de natuur gebaseerd is. Meestal verstaan we
eronder dat gebouwd wordt met bouwmaterialen die gegroeid zijn. De definitie kan ook uitgebreid
worden met een vormentaal en techniek gebaseerd op de natuur, dan spreken we van biomimicry.
Dat is het nabootsen van de vormen in de natuur.
Er wordt nog niet op grote schaal biobased gebouwd omdat het minder onderzocht en minder sterk
is. Er zijn nog geen goede regelgevingen voor en het is moeilijk om te concurreren tegen de al
bestaande materialen.
Innovatie doelen
Innovatiedoelen die voor nieuwbouw en bestaande bouw zijn opgesteld voor de periode 2015-2020
zijn vooral gericht op energie neutraal bouwen: terugdringen van fossiel energiegebruik en lokale
opwekking van energie.
In 2030 moet Nederland al 50% minder primaire grondstoffen gebruiken (mineralen, metalen en
fossiel). Op 24 januari 2017 ondertekenden 180 partijen het Nationaal Grondstoffenakkoord. In dit
Grondstoffenakkoord staan afspraken tussen de overheid en het bedrijfsleven om de Nederlandse
economie in 2050 volledig te laten draaien op herbruikbare grondstoffen.
Les 3 – staal roest & non ferro metalen
4 hoofdgroepen materialen
1. Silicaten en keramische materialen (natuursteen, kunststeen, glas)
2. Metalen (staal, non-ferrometalen, legeringen)
3. Polymeren (hout en kunststoffen)
4. Composieten uit 1,2 en/of 3
1
, Staal; hoofdzakelijk ijzer en koolstof samengestelde metaallegering, in diverse samenstellingen.
Constructiestaal
o (raat) liggers, spanten, kolommen et cetera (skelet), geveldragers
o Lateien
Gevelbekleding
o Weervast staal
o Roestvast staal
Binnendozen
Betonstaal (wapening)
Fabricage staal
Transport van ruwijzer naar de staalfabriek, naar de oxy staalproces oven. Door het inblazen van
zuurstof verdwijnen de verontreinigingen.
Koudgevormd staal
• geprofileerde (dunne) staalplaat
• ronde uitwendige hoeken
• let op: koudgevormde plaatsen
• vergrote weerstand tegen vervorming
• vergrote kans corrosie
Warmgewalst staal
• ‘massief’ profiel
• lijf- en flensdikte verschillend
• inwendige ronde hoeken
• soms walshuid, walshuid op staal verwijderen
Voordelen van staal
grote variëteit aan vormen
groot bereik aan sterkte
lasbaar
slank construeren (2/3 slanker dan beton)
recyclebaar
Nadelen van staal
gedrag bij brand = smelten
o brandwerende bekleding/coating/beton nodig
Roestvorming/corrosievorming
o Beschermlaag aanbrengen; verzinken, coating, etc
Corrosie van staal
Effecten van omgeving corrosiesnelheid
Vochtigheid (RV > 70%)
Zuurstof en zwaveldioxide
Aanwezigheid van een elektrolyt
Bij contact met andere, meer edele metalen (contactcorrosie)
Chemische verbindingen
Temperatuur
2
Les 1 – introductie
Circulaire economie
Simpel gezegd betekent ‘circulair’: bouwen op de LEGO-manier. Vanaf het begin denk je na over hoe
je onderdelen van een gebouw in elkaar schuift, zodat je ze aan het einde van de rit weer uit elkaar
kan halen. Om ze te hergebruiken of terug te geven aan de natuur. En dus niet: naar de
afvalstortplaats (‘lineair’).
Industrieel Flexibel Demontabel
Biodegradable: op natuurlijke manier verkregen en is ook in de natuur composteerbaar. Denk aan
hout, hennep, vlas en bamboe.
Biorenewable: dit betreft materialen van natuurlijke, biologische oorsprong die vervolgens door
bioraffinage op een scheikundige manier – zijn geproduceerd
Les 2 – biobased bouwen
Biobased materialen:
Hout
Kurk
Hennep isolatir
Biobased bouwen is een manier van bouwen die op de natuur gebaseerd is. Meestal verstaan we
eronder dat gebouwd wordt met bouwmaterialen die gegroeid zijn. De definitie kan ook uitgebreid
worden met een vormentaal en techniek gebaseerd op de natuur, dan spreken we van biomimicry.
Dat is het nabootsen van de vormen in de natuur.
Er wordt nog niet op grote schaal biobased gebouwd omdat het minder onderzocht en minder sterk
is. Er zijn nog geen goede regelgevingen voor en het is moeilijk om te concurreren tegen de al
bestaande materialen.
Innovatie doelen
Innovatiedoelen die voor nieuwbouw en bestaande bouw zijn opgesteld voor de periode 2015-2020
zijn vooral gericht op energie neutraal bouwen: terugdringen van fossiel energiegebruik en lokale
opwekking van energie.
In 2030 moet Nederland al 50% minder primaire grondstoffen gebruiken (mineralen, metalen en
fossiel). Op 24 januari 2017 ondertekenden 180 partijen het Nationaal Grondstoffenakkoord. In dit
Grondstoffenakkoord staan afspraken tussen de overheid en het bedrijfsleven om de Nederlandse
economie in 2050 volledig te laten draaien op herbruikbare grondstoffen.
Les 3 – staal roest & non ferro metalen
4 hoofdgroepen materialen
1. Silicaten en keramische materialen (natuursteen, kunststeen, glas)
2. Metalen (staal, non-ferrometalen, legeringen)
3. Polymeren (hout en kunststoffen)
4. Composieten uit 1,2 en/of 3
1
, Staal; hoofdzakelijk ijzer en koolstof samengestelde metaallegering, in diverse samenstellingen.
Constructiestaal
o (raat) liggers, spanten, kolommen et cetera (skelet), geveldragers
o Lateien
Gevelbekleding
o Weervast staal
o Roestvast staal
Binnendozen
Betonstaal (wapening)
Fabricage staal
Transport van ruwijzer naar de staalfabriek, naar de oxy staalproces oven. Door het inblazen van
zuurstof verdwijnen de verontreinigingen.
Koudgevormd staal
• geprofileerde (dunne) staalplaat
• ronde uitwendige hoeken
• let op: koudgevormde plaatsen
• vergrote weerstand tegen vervorming
• vergrote kans corrosie
Warmgewalst staal
• ‘massief’ profiel
• lijf- en flensdikte verschillend
• inwendige ronde hoeken
• soms walshuid, walshuid op staal verwijderen
Voordelen van staal
grote variëteit aan vormen
groot bereik aan sterkte
lasbaar
slank construeren (2/3 slanker dan beton)
recyclebaar
Nadelen van staal
gedrag bij brand = smelten
o brandwerende bekleding/coating/beton nodig
Roestvorming/corrosievorming
o Beschermlaag aanbrengen; verzinken, coating, etc
Corrosie van staal
Effecten van omgeving corrosiesnelheid
Vochtigheid (RV > 70%)
Zuurstof en zwaveldioxide
Aanwezigheid van een elektrolyt
Bij contact met andere, meer edele metalen (contactcorrosie)
Chemische verbindingen
Temperatuur
2
