SAMENVATTING Materiaalkunde 1
Les 1 - Materialen algemeen
Bouwen doen we met:
- Bouwmaterialen: bestaat uit 1 materiaal: hout, natuursteen, baksteen, glas
- Bouwproducten: Bestaat uit meerdere materiaalsoorten: plaatmateriaal, sandwichpanelen
(mdf)
- Bouwelementen: Fabrieksmatige materiaalsamenstellingen: Spouwmuurconstructie,
houtskeletbouwelementen, dak-elementen, puien, prefab dakkapellen
- Grondstoffen: onbewerkte materialen (basisproduct)
Hoofdgroepen materialen:
1. Silicaten
Eigenschappen: bros en hard, elektrisch isolerend, hoge thermische tolerantie, hoge hardheid,
slijtvastheid, chemische bestendigheid en warmte isolerend.
Voorbeelden: glas, dakpannen, keramiek, natuursteen, kunststeen, zand, klei, leem, baksteen,
kalkzandsteen,
2. Metalen
Eigenschappen: geleidt elektriciteit goed, meestal zwaar
Voorbeelden: RVS, (wapenings)staal, legeringen (brons = koper+tin, messing = koper+zink),
koper, aluminium, ijzer, platina (heel duur)
3. Polymeren:
Eigenschappen: lang gerekte vezels, moeilijk te breken materialen, lage dichtheid, erg flexibel
Voorbeelden: Kunststof, hout, (natuur)rubber
4. Composieten:
Eigenschappen: Materiaalcombinaties uit meerdere elementen (materiaalafwerking speelt hier
geen rol)
Voorbeelden: Gewapend beton, gelaagd hout (triplex, multiplex) , kunststof met ander
materiaal
Functies materialen:
1. Dragende functie: Hoofddraagconstructie woning (draagkracht → sterkte en stijfheid)
2. Afsluitende functie
3. Verbindende functie
4. Scheidende functie
5. Beschermende functie
Eigenschappen materialen:
1. Chemisch: Processen en reacties →(roest/oxidatie/corrosievastheid, metaalmoeheid, accuzuur
van elektrische auto’s).
2. Mechanisch: draagkrachtige kenmerken (hangen af van chemische en fysische eigenschappen):
Treksterkte, druksterkte, buigsterkte, kruip, hardheid, elasticiteit, belasting, wringspanning
(torsie)
3. Fysisch: Veranderlijke kenmerken met betrekking tot omgeving waar het materiaal zich in
bevindt: Uitzetting, krimp, geleidbaarheid, isolatiewaarde, smeltpunt, opname geluidstrilling
(porien)
,Kenmerken materialen:
- Kleur
- Structuur
- Bewerkbaarheid
De geschiktheid van een bouwmateriaal hangt af van de functies die het kan vervullen en hoe goed het
kan worden afgesteld op andere materialen.
Keuze van een materiaal hangt dus af van:
1. Structuur: afhankelijk van de manier waarop het is gemaakt.
Chemische achtergronden van materialen van belang bij keuze in materiaal.
- Celopbouw
- Sapstromen
- stoffen
2. Prestatie / Technische aspecten:
- Onderhoud en flexibiliteit
- Plaatselijke omstandigheden
- Weer: krimp en uitzetting (temperatuurverschil), opname/afgifte vocht
- Gebruik: belasting, doorbuiging
- Verkeerde toepassing
3. Productie / Economische aspecten:
Duurzaamheid/ milieubelasting: circulair bouwen, LCA
Materiaalkosten 1/3 van de totale bouwkosten. Materiaalkosten zijn opgedeeld in:
- 10-15% materieel, energie en transportkosten → stijgende brandstofprijzen
- 37% aan materialen → Stijging van 20% voor prijs bouwmaterialen
- 48% loonkosten → Stijgende arbeidskosten
4. Vormgeving: esthetiek
Duurzaamheid:
Materialen kunnen los van elkaar zeer duurzaam zijn, maar in combinatie leiden ze tot (versnelde)
aantasting → Chemisch proces:
- Eikenhout + lood → azijnzuur eikenhout tast lood aan
- Siliconen (kit) + water gedragen verf → hecht niet
- Onafgewerkt bitumen (koolwaterstoffen uit aardolie) + zink/koper → corbolzuur (brandt een gat
in zink/koper
- Riet + zink/koper → Zure run-off van riet tast patinalaag zink aan
- Onbehandeld hout + zink/koper → afloopsporen Sappen van hout kunnen metalen als koper
aantasten (chemisch)
! koper heeft een betere corrosieweerstand dan zink, maar wordt ook aangetast onder een
onbehandelde houten gevel.
Kiezen van een duurzame/ onderhoudsvriendelijke materialen om teruggang in prestatie tegen te gaan.
- Producten met een Eco-Label (type I en II)zijn niet gelijk duurzaam (invloed op milieu hangt af
van meerdere dingen)
- Type III = EPD (Environmental Product Declaration) → informatie over ingrediënten
millieubelasting (ISO-norm)
,Circulair bouwen = het hergebruiken van
materialen:
- LCA (Life Cycle Assessement /
Levens Cyclus Analyse) : Meet de
milieueffecten van een product of
dienst
Houtskeletbouw: 1-op-1 afbreken en
opbouwen (duurzaam)
Oude materialen een nieuwe functie geven.
Homogeniteit:
- Homogeen materiaal: Kracht in alle richtingen gelijk/ uniform materiaal (staal)
- Heterogeen materiaal: Kracht in alle richtingen ongelijk / samengesteld materiaal (Hout (altijd
heterogeen), gecombineerd isolatiemateriaal, beton)
Isotropie:
- Isotroop materiaal: Eigenschappen van een materiaal niet afhankelijk van de richting (foamglas,
gassen)
- Anisotroop materiaal: Eigenschappen van materiaal afhankelijk van de richting (gewalste
staalproducten, hout/ kunststoffen ( Polymeren: altijd anisotroop → langgerekte vezels)
Brandbaarheid materialen:
- Brandklasseindeling: Hoe
presteert een materiaal tijdens
brand en hoge temperatuur
A1 brandt niet.
- Europese brandklasseindeling: Flash over
- Rookontwikkelingsklasse (in productblad):
S1 (geringe rookontwikkeling)
S2 (gemiddelde rookontwikkeling
S3 (veel rook)
- Brandende druppels (in productblad):
D0: Geen productie brandende delen
D1: Delen branden tot 10 seconden
D2: Delen branden langer dan 10 seconden
Brandwerend is iets anders dan brandbaarheid / brandvoortplanting.
, NEN normen:
NEN norm 6068: Normen brandveiligheid van een gebouw:
- Ontstaan van brand
- Uitbreiding van brand
- Rookontwikkeling
- Branddoorslag
- Brandwerendheid
Normen, certificering en keuring:
- Keuring: bijv. zandzakslingerproef (muren en balustrades)
- Normen (dragen bij aan de veiligheid, efficiëntie en duurzaamheid)
Twee soorten normen:
-Publiekrechtelijk: bouwbesluit
-Privaatrechtelijk: burgers onderling
ISO-Norm: Wereldwijde wettelijke eisen (bijv. internationale schroefdraad)
NEN-Norm: Nederlandse wettelijke eisen (ongeveer 1500 normen)
Nummers niet kennen, wel waar ze voor zijn
- Certificaat
-KIWA (beoordeelt kwaliteit van producten, diensten en systemen)
-CE-Markering (geeft aan dat product voldoet aan wettelijke eisen → brandveiligheid,
duurzaamheid)
-KOMO: Certificaat voor producten en processen in de bouw. Elke schakel in de bouw kan
uitgaan van de kwaliteit en relevante wet-en regelgeving (bouwbesluit, bodemkwaliteit etc.)
(vereenvoudigen CE-Markering)
-Eurocodes: Beoordelen nieuwe bouwconstructies. Vervangen de TGB-normen NEN 6700 t/m
NEN 6790.
teruggang in prestatie te beperken door defensief ontwerpen:
- Kies voor duurzame, onderhoudsarme materialen
- Voorkom niet-beregende gevelvlakken
- Verticale belijning laat water makkelijker afvloeien
- Kleurkeuze van invloed op onderhoud en kleurechtheid
- Zorg ervoor dat de gevel toegankelijk is voor inspectie en onderhoud
- Waterslagen voldoende diep detailleren zodat water van gevel af gaat
- Detailleer liggende delen onder afschot van min. 7º
Les 1 - Materialen algemeen
Bouwen doen we met:
- Bouwmaterialen: bestaat uit 1 materiaal: hout, natuursteen, baksteen, glas
- Bouwproducten: Bestaat uit meerdere materiaalsoorten: plaatmateriaal, sandwichpanelen
(mdf)
- Bouwelementen: Fabrieksmatige materiaalsamenstellingen: Spouwmuurconstructie,
houtskeletbouwelementen, dak-elementen, puien, prefab dakkapellen
- Grondstoffen: onbewerkte materialen (basisproduct)
Hoofdgroepen materialen:
1. Silicaten
Eigenschappen: bros en hard, elektrisch isolerend, hoge thermische tolerantie, hoge hardheid,
slijtvastheid, chemische bestendigheid en warmte isolerend.
Voorbeelden: glas, dakpannen, keramiek, natuursteen, kunststeen, zand, klei, leem, baksteen,
kalkzandsteen,
2. Metalen
Eigenschappen: geleidt elektriciteit goed, meestal zwaar
Voorbeelden: RVS, (wapenings)staal, legeringen (brons = koper+tin, messing = koper+zink),
koper, aluminium, ijzer, platina (heel duur)
3. Polymeren:
Eigenschappen: lang gerekte vezels, moeilijk te breken materialen, lage dichtheid, erg flexibel
Voorbeelden: Kunststof, hout, (natuur)rubber
4. Composieten:
Eigenschappen: Materiaalcombinaties uit meerdere elementen (materiaalafwerking speelt hier
geen rol)
Voorbeelden: Gewapend beton, gelaagd hout (triplex, multiplex) , kunststof met ander
materiaal
Functies materialen:
1. Dragende functie: Hoofddraagconstructie woning (draagkracht → sterkte en stijfheid)
2. Afsluitende functie
3. Verbindende functie
4. Scheidende functie
5. Beschermende functie
Eigenschappen materialen:
1. Chemisch: Processen en reacties →(roest/oxidatie/corrosievastheid, metaalmoeheid, accuzuur
van elektrische auto’s).
2. Mechanisch: draagkrachtige kenmerken (hangen af van chemische en fysische eigenschappen):
Treksterkte, druksterkte, buigsterkte, kruip, hardheid, elasticiteit, belasting, wringspanning
(torsie)
3. Fysisch: Veranderlijke kenmerken met betrekking tot omgeving waar het materiaal zich in
bevindt: Uitzetting, krimp, geleidbaarheid, isolatiewaarde, smeltpunt, opname geluidstrilling
(porien)
,Kenmerken materialen:
- Kleur
- Structuur
- Bewerkbaarheid
De geschiktheid van een bouwmateriaal hangt af van de functies die het kan vervullen en hoe goed het
kan worden afgesteld op andere materialen.
Keuze van een materiaal hangt dus af van:
1. Structuur: afhankelijk van de manier waarop het is gemaakt.
Chemische achtergronden van materialen van belang bij keuze in materiaal.
- Celopbouw
- Sapstromen
- stoffen
2. Prestatie / Technische aspecten:
- Onderhoud en flexibiliteit
- Plaatselijke omstandigheden
- Weer: krimp en uitzetting (temperatuurverschil), opname/afgifte vocht
- Gebruik: belasting, doorbuiging
- Verkeerde toepassing
3. Productie / Economische aspecten:
Duurzaamheid/ milieubelasting: circulair bouwen, LCA
Materiaalkosten 1/3 van de totale bouwkosten. Materiaalkosten zijn opgedeeld in:
- 10-15% materieel, energie en transportkosten → stijgende brandstofprijzen
- 37% aan materialen → Stijging van 20% voor prijs bouwmaterialen
- 48% loonkosten → Stijgende arbeidskosten
4. Vormgeving: esthetiek
Duurzaamheid:
Materialen kunnen los van elkaar zeer duurzaam zijn, maar in combinatie leiden ze tot (versnelde)
aantasting → Chemisch proces:
- Eikenhout + lood → azijnzuur eikenhout tast lood aan
- Siliconen (kit) + water gedragen verf → hecht niet
- Onafgewerkt bitumen (koolwaterstoffen uit aardolie) + zink/koper → corbolzuur (brandt een gat
in zink/koper
- Riet + zink/koper → Zure run-off van riet tast patinalaag zink aan
- Onbehandeld hout + zink/koper → afloopsporen Sappen van hout kunnen metalen als koper
aantasten (chemisch)
! koper heeft een betere corrosieweerstand dan zink, maar wordt ook aangetast onder een
onbehandelde houten gevel.
Kiezen van een duurzame/ onderhoudsvriendelijke materialen om teruggang in prestatie tegen te gaan.
- Producten met een Eco-Label (type I en II)zijn niet gelijk duurzaam (invloed op milieu hangt af
van meerdere dingen)
- Type III = EPD (Environmental Product Declaration) → informatie over ingrediënten
millieubelasting (ISO-norm)
,Circulair bouwen = het hergebruiken van
materialen:
- LCA (Life Cycle Assessement /
Levens Cyclus Analyse) : Meet de
milieueffecten van een product of
dienst
Houtskeletbouw: 1-op-1 afbreken en
opbouwen (duurzaam)
Oude materialen een nieuwe functie geven.
Homogeniteit:
- Homogeen materiaal: Kracht in alle richtingen gelijk/ uniform materiaal (staal)
- Heterogeen materiaal: Kracht in alle richtingen ongelijk / samengesteld materiaal (Hout (altijd
heterogeen), gecombineerd isolatiemateriaal, beton)
Isotropie:
- Isotroop materiaal: Eigenschappen van een materiaal niet afhankelijk van de richting (foamglas,
gassen)
- Anisotroop materiaal: Eigenschappen van materiaal afhankelijk van de richting (gewalste
staalproducten, hout/ kunststoffen ( Polymeren: altijd anisotroop → langgerekte vezels)
Brandbaarheid materialen:
- Brandklasseindeling: Hoe
presteert een materiaal tijdens
brand en hoge temperatuur
A1 brandt niet.
- Europese brandklasseindeling: Flash over
- Rookontwikkelingsklasse (in productblad):
S1 (geringe rookontwikkeling)
S2 (gemiddelde rookontwikkeling
S3 (veel rook)
- Brandende druppels (in productblad):
D0: Geen productie brandende delen
D1: Delen branden tot 10 seconden
D2: Delen branden langer dan 10 seconden
Brandwerend is iets anders dan brandbaarheid / brandvoortplanting.
, NEN normen:
NEN norm 6068: Normen brandveiligheid van een gebouw:
- Ontstaan van brand
- Uitbreiding van brand
- Rookontwikkeling
- Branddoorslag
- Brandwerendheid
Normen, certificering en keuring:
- Keuring: bijv. zandzakslingerproef (muren en balustrades)
- Normen (dragen bij aan de veiligheid, efficiëntie en duurzaamheid)
Twee soorten normen:
-Publiekrechtelijk: bouwbesluit
-Privaatrechtelijk: burgers onderling
ISO-Norm: Wereldwijde wettelijke eisen (bijv. internationale schroefdraad)
NEN-Norm: Nederlandse wettelijke eisen (ongeveer 1500 normen)
Nummers niet kennen, wel waar ze voor zijn
- Certificaat
-KIWA (beoordeelt kwaliteit van producten, diensten en systemen)
-CE-Markering (geeft aan dat product voldoet aan wettelijke eisen → brandveiligheid,
duurzaamheid)
-KOMO: Certificaat voor producten en processen in de bouw. Elke schakel in de bouw kan
uitgaan van de kwaliteit en relevante wet-en regelgeving (bouwbesluit, bodemkwaliteit etc.)
(vereenvoudigen CE-Markering)
-Eurocodes: Beoordelen nieuwe bouwconstructies. Vervangen de TGB-normen NEN 6700 t/m
NEN 6790.
teruggang in prestatie te beperken door defensief ontwerpen:
- Kies voor duurzame, onderhoudsarme materialen
- Voorkom niet-beregende gevelvlakken
- Verticale belijning laat water makkelijker afvloeien
- Kleurkeuze van invloed op onderhoud en kleurechtheid
- Zorg ervoor dat de gevel toegankelijk is voor inspectie en onderhoud
- Waterslagen voldoende diep detailleren zodat water van gevel af gaat
- Detailleer liggende delen onder afschot van min. 7º
