STEENACHTIGE BOUWMATERIALEN

Reflectie

MATERIALENKENNIS STEENACHTIGE BOUWMATERIALEN

Mathieu Peters Fontys PTH Eindhoven 2013 – 2014

Inhoudsopgave 1 INLEIDING ......................................................................................................................... 3 2. BAKSTEEN 2.1 Wat is baksteen? ......................................................................................................... 4 2.2 Geschiedenis ............................................................................................................... 4 2.3 Klei; de grondstof voor bakstenen ................................................................................ 5 2.4 Productieproces ........................................................................................................... 5 2.5 Eigenschappen ............................................................................................................ 5 2.6 Poriënstructuur............................................................................................................. 6 2.7 Toepassingen .............................................................................................................. 7 2.8 Vormen ........................................................................................................................ 8 3. KALKZANDSTEEN 3.1 Wat is kalkzandsteen? ............................................................................................... 13 3.2 Bestanddelen ............................................................................................................. 13 3.4 Productieproces ......................................................................................................... 14 3.5 Eigenschappen .......................................................................................................... 14 3.6 Poriënstructuur........................................................................................................... 15 3.7 Toepassingen ............................................................................................................ 16 4. GIPSBLOKKEN 4.1 Wat zijn gipsblokken? ................................................................................................ 19 4.2 Gips; de grondstof voor gipsblokken .......................................................................... 19 4.3 Productieproces ......................................................................................................... 20 4.4 Eigenschappen .......................................................................................................... 20 4.5 Poriënstructuur........................................................................................................... 21 4.6 Toepassingen ............................................................................................................ 21 4.7 Messing - en groefzijdes ............................................................................................ 24

5. CELLENBETON 5.1 Wat is cellenbeton? .................................................................................................... 25 5.2 Geschiedenis ............................................................................................................. 26 5.3 Bestanddelen ............................................................................................................. 26 5.4 Productieproces ......................................................................................................... 26 1

5.5 Eigenschappen .......................................................................................................... 28 5.6 Poriënstructuur........................................................................................................... 28 5.7 Toepassingen ............................................................................................................ 29

6. BETONSTEEN 6.1 Wat is betonsteen? .................................................................................................... 32 6.2 Beton; de grondstof voor betonsteen ......................................................................... 33 6.3 Geschiedenis ............................................................................................................. 33 6.4 Productieproces ......................................................................................................... 33 6.5 Eigenschappen .......................................................................................................... 34 6.6 Poriënstructuur........................................................................................................... 35 6.7 Toepassingen ............................................................................................................ 35

7. MATRIX STEENACHTIGE ONDERGRONDEN ............................................................... 38

2

1.

Inleiding

In de bouwwereld worden vele materialen toegepast. Om enig inzicht te krijgen in de eigenschappen van de steenachtige materialen en hun toepassingen moeten we voor het vak bouwuitvoering een matrix maken van de eigenschappen. Omdat voor mij veel van de informatie nieuw is heb ik eerst maar eens een uitgebreid materialen onderzoek gedaan. Ik kon daarna eenvoudiger de matrix begrijpen.

De opdracht: Noem de eigenschappen van vijf onderstaande steenachtige materialen:     

Baksteen Kalkzandsteen Gipssteen Cellenbeton Betonsteen

Enkele eigenschappen:        

Waar worden deze materialen van gemaakt? Wat is hun eigenschap? Waar worden ze toegepast? Hoe is de zuigkracht van deze steen. De poriënstructuur, hoe ziet die eruit? Op welke manier zijn deze stenen gevormd? Wat is het formaat of wat is de afmeting. etc.

Maak dit duidelijk in een matrix en presenteer dit in je portfolio.

Doel: Het leren kennen en onderscheiden van steenachtige materialen, met hun typische eigenschappen.

Subdoel: Het bepalen van de juiste toepassingen van steenachtige materialen.

3

2.

Baksteen

2.1

Wat is baksteen?

Baksteen is een uit klei gebakken bouwmateriaal. Het wordt toegepast in constructies, in de gevel van gebouwen en in bestrating.

2.2

Geschiedenis

Baksteen wordt al zeer lang als bouwmateriaal gebruikt. De eerste gebakken stenen zijn gevonden in Mesopotamië en dateren van ongeveer 5000 v. Chr. Het duurde echter nog tot circa 3000 v. Chr. voordat ze op grotere schaal als bouwmateriaal worden gebruikt. In eerste instantie werden stenen met de hand gevormd uit een bal klei, maar al snel deed de vormbak zijn intrede, waarmee series stenen gemaakt kunnen worden van (ongeveer) gelijke afmetingen en structuur. In Europa werd baksteen voor het eerst door de Romeinen op grote schaal toegepast. Na het vertrek van de Romeinen raakte de techniek echter weer in onbruik. Vanaf de twaalfde eeuw werd het steenbakken weer opgepakt door kloostermonniken. Men sprak dan al gauw van ‘kloosterstenen’ of ‘kloostermoppen’. Het gebruik van baksteen nam in de middeleeuwen sterk toe toen de bouw van houten huizen vanwege brandgevaar in de steden werd verboden (verstening). Het gebruik van baksteen is vanaf die tijd in Nederland altijd gebleven vanwege de goede gebruikservaring en de ruime beschikbaarheid van klei dat via de grote rivieren wordt afgezet in de uiterwaarden. Bij de wederopbouw na de Tweede Wereldoorlog heeft baksteen in Nederland een hoge vlucht genomen. Dit resulteerde in een schaalvergroting van de traditioneel kleine bedrijven die bakstenen produceerden. Baksteen is nog steeds een populair bouwmateriaal vanwege de grote variëteit aan soorten, formaten, texturen en kleuren, en de lage onderhoudsbehoefte

4

2.3

Klei; de grondstof voor bakstenen

De grondstof voor bakstenen is klei; die vind je in de uiterwaarden langs rivieren. Klei is in de loop van duizenden jaren ontstaan. Door plantengroei, ijs en temperatuurwisselingen wordt natuursteen vergruisd, zo ontstaan zand, grind en kleideeltjes. Rivieren voeren de zand, grind en kleideeltjes mee naar de lager gelegen gebieden.

Er zijn in hoofdzaak 3 soorten klei :   

Rivierenklei Zeeklei Löss of bergklei

In Nederland komt veel klei voor, slecht een klein gedeelte is geschikt voor het maken van baksteen. De meeste klei wordt gewonnen in de uiterwaarden van de rivieren en in polders. Nederland heeft veel rivierklei vooral langs de Maas, de Waal en de Rijn, daarom stonden er vroeger veel steenfabrieken bij de rivieren. Klei bestaat uit : zeer fijn zand - kleimineralen - metaaloxiden - plantenresten en kalk. Als er veel ijzeroxide in de klei zit wordt de baksteen bij het bakken rood. Als er veel kalk in de klei zit wordt de baksteen bij het bakken geel.

2.4

Productieproces

De klei wordt afgegraven en naar een steenfabriek gebracht. Machines vormen de klei tot stenen. De gevormde stenen gaan in een droogkamer en daarna in de baksteenoven. De stenen gaan op wagens naar binnen en blijven daar drie dagen in een temperatuur van ongeveer 1.000°C. Op een ‘tasveld’ (waar de stenen op elkaar getast - gestapeld - worden) wachten de stenen op hun eindbestemming.

2.5

Eigenschappen:

Voordelen:    

Milieuvriendelijk /natuurproduct makkelijk om mee te werken: het deukt niet en kan niet kromtrekken; behoudt dus altijd zijn eigenschappen. duurzaam, want baksteen is herbruikbaar (gebakken baksteen waar iets mis mee is, kan weer in het proces worden opgenomen) en het rot niet, verkleurt niet, vergt geen onderhoud, gaat lang mee. Veilig product, want baksteen brandt niet.

5

De nadelen: 

Omdat deze constructie vrij zwaar is, is er ook een stevige fundering nodig om al het gewicht te dragen.



Een baksteen voelt ruw aan.

2.6

Poriënstructuur

Een baksteen bestaat voor een derde deel uit poriën (capillairen), dus lucht. De afmetingen van de poriën zijn bij baksteen afhankelijk van de gebruikte kleisoort maar vooral ook van de temperatuur waarbij de stenen gebakken zijn. Een baksteen waarin veel doorlopende capillairen zitten is een zacht gebakken steen.

Doorlopende capillairen

Worden de stenen hard gebakken dan gaande kleideeltjes die een laag smeltpunt bezitten aan het “vloeien” waardoor de capillairen “dichtslibben”.

Onderbroken, dichtgeslibde capillairen

2.7 Toepassingen 6

Bakstenen worden toegepast in gebouwen en in de aanleg van straten en pleinen. Ze worden in verschillende verbanden gelegd. Al naar gelang de toepassing wordt gesproken over:  Binnenmuurbakstenen is bedoeld voor toepassing in dragende en niet-dragende binnenmuren en voor binnenspouwbladen. Om die reden heeft de binnenmuurbaksteen een minimale genormaliseerde druksterkte.  Gevelbakstenen onderscheiden zich van andere bouwmaterialen door hun duurzaamheid (bestand tegen alle weersomstandigheden, chemische en mechanische invloeden), kleurvastheid (nooit verkleuring, ook na beschadiging geen kleurverschil) en milieuvriendelijkheid (zeer lange levensduur zonder onderhoud, vrij van schadelijke stoffen).  Straat bakstenen: Gebakken stenen onderscheiden zich van andere bouwmaterialen door hun duurzaamheid (onderhoudsvrij, bestand tegen chemische en mechanische invloeden), kleurvastheid (nooit verkleuring, ook na beschadiging geen kleurverschil) en milieuvriendelijkheid (vrij van schadelijke stoffen). Straatbaksteen gaat langer dan een leven mee. Onderzoek heeft aangetoond dat de levensduur van straatbaksteen 125 jaar is.

2.8

Vormen

De steen kan op 3 manieren gevormd worden :

A. De handvormmethode B. De vormbakmethode C. De strengpersmethode A. Handvormmethode :

7

Oude “traditionele” handvormsteen

Machinale handvormsteen

Handvormstenen werden vroeger letterlijk met de hand gevormd. Klei werd in een houten bakje gegooid dat vooraf bestrooid werd met zand. Daarna werd de klei aangedrukt en de overtollige klei verwijderd. Vervolgens werd de vormbak omgedraaid zodat de ongebakken steen uit de vorm gleed. De methode nog altijd hetzelfde gebleven, maar de productie gebeurt nu door uiterst moderne machines (machinale handvormmethode).

1. De klei wordt in bollen afgemeten. 2. De vormbak wordt met zand bestrooid, de steen laat hierdoor makkelijk los. 3. De klei wordt met een machine met kracht in de vormbak gegooid. 4. De klei komt niet precies in alle hoeken en er zitten plooien ( vouwen ) in de klei. 5. De klei die boven de bak uitsteekt wordt afgesneden met ijzerdraad. 6. De bak wordt omgekeerd zo dat de stenen er uit vallen. 7. De stenen worden gedroogd en gebakken.

Vormbak

8

Waaraan zijn handvormstenen te herkennen:   

Ruw zanderig oppervalk met nerven of plooien. 5 zijden van de steen zijn bezand. 1 zijde is afgesneden en dus glad.

B. Vormbakmethode :

De vormbakmethode lijkt veel op handvormmethode. De klei wordt niet in de vormbak gegooid maar geperst met een machine. De persdruk is groter als bij de handvormmethode, de klei komt daarom meer in de hoeken. Het enige uiterlijke verschil met de handvorm methode is dat de stenen rechter en strakker zijn. Er kunnen imitatie nerven en plooien worden aangebracht.

9

Waaraan zijn vormbakstenen te herkennen:   

Aan de nerven of plooien en het zanderige oppervlak. 5 zijden van de steen zijn bezand. 1 zijde is afgesneden en dus glad.

C. Strengpersmethode :

Strengperstenen

Hoogwaardige strengpersstenen

90% van de stenen wordt via deze methode gemaakt. Uit een machine wordt een klei geperst met de hoogte en breedte van de steen ( streng ). De streng klei wordt met zand bestrooid (nabezanden) Een beugel met ijzerdraad snijdt de steen ieder keer op lengte. Men kan de steen met zand bestrooien waardoor deze een ruw oppervlak krijgt. 10

De strengpersmachine snijdt de lange streng met stenen af.

Waaraan zijn strengpersstenen te herkennen:   

strakke kanten en het gladde oppervlak. 3 bezande kanten De bakstenen die voor binnen muren gebruikt worden zijn geperforeerd.

11

Met deze methode kan men ook allerlei geperforeerde of poreuze bakstenen ( porisosteen fimonsteen ) maken. Poriso en fimon steen worden gebruikt binnenmuren en scheidingswanden, ze zijn warmte en geluidsisolerend.

12

3.

Kalkzandsteen

3.1

Wat is kalkzandsteen

Kalkzandsteen is duurzaam, brandwerend, vocht- en dampregulerend, geluidsisolerend en eenvoudig te verwerken. Dit bouwmateriaal is geschikt voor zowel dragende als nietdragende binnenmuren en kan worden gelijmd of gemetseld. De gekozen verwerking heeft geen gevolgen voor de kwaliteit van de muur. Kalkzandsteen is leverbaar in diverse formaten, kwaliteiten en druksterktes.

3.2

Bestanddelen

Kalkzandsteen bestaat uit:  

Zand Kalk

95 % 5%

13

3.3

Productieproces

.

De grondstoffen kalk - zand en worden gemengd waar na water wordt toegevoegd. Het mengsel gaat naar een reactor waar de kalk wordt geblust. Het mengsel gaat naar de steenpers waar stenen, blokken of elementen worden geperst. De stenen, blokken of elementen worden op lorries gestapeld en gaan naar een verhardingsketel (autoclaaf) Met stoom onder een druk van 8 - 16 BAR worden de kalkzandsteen verhard. Het gehele proces duurt ± 24 uur.

3.4

Eigenschappen

Voordelen:  

Goede druksterkte (CS12-36) Lagere bouwkosten (lagere m2-prijs) 14

     

Hogere bouwsnelheid (meer wand-m2’s per dag) Meer flexibiliteit (gemakkelijk afwijken van een standaard wandindeling) Goede geluidsisolatie Groot vermogen om warmte vast te houden Hoge brandwerendheid Ademende eigenschappen van kalkzandsteen zorgen voor goede vochtregulering in ruimten

Nadelen:   

3.5

Slechte thermische isolatie door het hoge gewicht. Niet te gebruiken in een agressieve omgeving, denk aan een fundering in agressief grondwater. Schoon metselwerk wordt snel vuil, vooral bij de gekliste steen onder aan de gevel. Het is aan te raden het buitenmetselwerk te impregneren op basis van een silanen of siloxanen.

Poriën structuur:

Door een druk wordt de steen gevormd. Als je dit onder een microscoop houdt zie je een soort balkeneffect met daartussenin ruimte. Door de ruimtes (poriën) kan vocht naar binnen komen. Bij een hoge druk zullen er minder poriën of kleinere poriën ontstaan en dit zorgt voor een tragere vochtopnamen.

Kalkzandsteen is in staat waterdamp op te nemen, totdat de vochtigheidsgraad in de woning is verminderd. Het vermogen van de wand om waterdamp op te nemen en weer af te staan. Per m² kalkzandsteenwand bedraagt het vermogen 0,17 liter vocht bij absorptie en 0,13 liter bij desorptie. De penetratiediepte van het vocht is daarbij 5 à 6 mm. Het waterdampregulerend vermogen van kalkzandsteen is dus voldoende om het vochtklimaat in een woning beheersbaar te houden. Vaak spreekt men dan ook van "het ademen van kalkzandsteen". Hiermee wordt een goede en natuurlijke vochtregulatie bedoeld, die bevorderlijk is voor een gezonde leefomgeving.

15

3.6

Toepassingen

Kalkzandsteenelementen voor het bouwen van dragende en nietdragende wanden in de woning- en utiliteitsbouw.

Separatiewanden

De elementen zijn verkrijgbaar in 538 mm bij 997 mm of 648 mm bij 997 mm en wegen tussen 70 en 360 kg per stuk. Verwerking van de elementen is efficiënt en arbeidsvriendelijk en gebeurt met een elementenstelmachine, hierdoor kunnen hoge omloopsnelheden gehaald worden. Doordat gewerkt kan worden met kleine kraantjes zijn de elementen ook erg geschikt voor bouwprojecten in een binnenstedelijke omgeving.

Hoogbouwelementen Hoogbouwelementen zijn elementen met een zeer hoge druksterkte en daardoor zeer geschikt voor meerlaagse appartementenbouw. Door de hogere druksterkten van 36 en 44 N/mm2 is het mogelijk te bouwen tot meer dan 12 bouwlagen.

16

Lijmblokken Met kalkzandsteenlijmblokken snel en arbeidsvriendelijk bouwen

Door de verlijming van de blokken en de blokprofilering kan een zeer vlak eindresultaat bereikt worden, waardoor de wand afgewerkt kan worden met een dunpleister. De blokken kunnen eenvoudig in de juiste maat worden geknipt en verwerkt op de bouwlocatie zelf. Vergeleken met oplossingen in metselwerk heeft de gelijmde wand een hogere hecht- en buigtreksterkte, en daarmee een groter draagvermogen.

Metselstenen Voor het handmatig metselen van dragende en niet-dragende binnenwanden

Kalkzandsteenstenen worden gebruikt voor het metselen van dragende en niet-dragende binnenwanden. Door hun geringe formaat en lage gewicht zijn ze goed handmatig te verwerken en eenvoudig op de bouwplaats op maat te hakken of te knippen. Stenen zijn vooral geschikt voor invulwerk bij renovatie, voor het ophogen van de fundering tot aan de onderkant van de begane grondvloer en bij kleine uitbreidingen of verbouwingen. Schoonwerk wordt veel gebruikt in garages, bergingen en bedrijfsgebouwen.

17

Vellingblokken Met vellingblokken kun men fraaie schoonwerkwanden bouwen

Kalkzandsteenvellingblokken zijn uitermate geschikt voor het bouwen van fraaie schoonwerkwanden. De blokken zijn rondom voorzien van een schuine vellingkant van 7 mm, ze worden verlijmd en zijn geschikt voor één- of tweezijdig schoonwerk. Vellingblokken kunnen in combinatie met een staalconstructie als niet-dragende wand worden uitgevoerd in showrooms, bedrijfshallen, sportgebouwen, winkelcentra of scholen, maar zijn ook uitermate geschikt voor dragende wanden in bijvoorbeeld garages en bergingen. De blokken kunnen zowel handmatig als mechanisch verwerkt worden, afhankelijk van de afmeting. Omdat de lijmvoegen slechts 2 mm zijn, hoeven ze niet gevoegd te worden. Door de vellingkanten heeft de wand geen verdere afwerking nodig. De wanden kunnen wel verder afgewerkt worden door ze te schilderen, waardoor je ze iedere gewenste kleur of structuur kunt geven.

Kimblokken Voor een vlakke ondergrond bij het verlijmen van wanden die zijn opgebouwd met elementen, lijm- of vellingblokken. Kalkzandsteenkimblokken zorgen voor een vlakke ondergrond bij het verlijmen van wanden die zijn opgebouwd met elementen, lijm- of vellingblokken. De kimblokken worden gesteld in een kimspecie en maken het mogelijk om op elke gewenste wandhoogte uit te komen.

De kimblokken kunnen ook aan de bovenzijde van een uit lijmblokken opgebouwde wand worden gebruikt. Er ontstaat dan bovenop een vlakke wand. Hierdoor is het niet nodig om de dollen van de bovenzijde van de lijmblokken af te hakken of de geknipte bovenste laag van de wand uit te vlakken met specie. Efficiënt en praktisch, en u bespaart zo uitvoeringskosten. 18

4.

Gipsblokken

(Gibo)

4.1

Wat zijn gipsblokken?

Gipsblokken zijn een bouwmateriaal uit massief stucgips voor het bouwen van niet-dragende scheidingswanden, schachtwanden en voorzetwanden in binnenruimten van woningen, kantoren en utiliteitsgebouwen. Een draagconstructie is niet nodig bij een wand van gipsblokken; de blokken worden in halfsteensverband geplaatst en met gipslijm aan elkaar gelijmd. Dit is een wezenlijk verschil tussen gipsblokken en de dunnere gipsplaten bij een metalstudwand die op metaalprofielen (de zogenaamde metalstudprofielen) worden bevestigd

Gipsblokken zijn een combinatie van klassiek metselwerk en droge afbouw. De muren worden zondermetselspecie gebouwd, en omdat ze (bijna) zonder water worden gebouwd, vallen ze onder de droge afbouw.

4.2

Gips; de grondstof voor gipsblokken

Gips is een in de natuur voorkomend zacht, wit mineraal. Reeds in de oudheid werd gips als bouwmateriaal gebruikt, bijvoorbeeld bij de bouw van de piramiden van Gizeh, of de Alabastermoskee in Caïro. De Grieken gebruiken het materiaal voor versieringen aan huizen. In de bouw wordt gips als pleister, gipsblokken en gipsplaten gebruikt. Gips is, naast cement en kalk, één van de drie voornaamste bindmiddelen in de bouw.

19

4.3

Productieproces

Voor de productie van gipsblokken wordt het gips uit de silo met water gemengd tot een homogene massa. Eventuele toevoegingen* (additieven), die het type gipsblok bepalen, worden in deze fase van de productie toegevoegd. Het mengsel word in een vormkast gegoten, waar het door een natuurlijke chemische reactie zal verharden. Net voor dit verstijvingsproces ten einde loopt, worden de gipsblokkendoor een hydraulische cilinder naar boven geduwd en door grijptangen opgetild. De gipsblokken worden op transportwagens geplaatst en zullen bij een temperatuur van ongeveer 85 graden Celcius al naar gelang hun dikte, 30 tot 40 uren in een oven drogen.

*Door aan het gipsmengsel een waterafstotend middel (siliconen) toe te voegen zijn de gipsblokken vochtwerend te maken. Deze vochtwerende blokken worden toegepast in natte ruimtes zoals een badkamer. Voor een betere luchtgeluidsisolatie wordt het gips vermengd met zwaardere grondstoffen zoals mergel en krijt.

4.4

Eigenschappen:

Isolatiewaarde: Een wand van gipsblokken met een dikte van 10 cm biedt dezelfde warmte-isolering als een betonnen muur van 50 cm (λ van het gips = 0,35 W/m.K).

Voordelen:          

Snel te bouwen door het grote formaat (slechts 3 blokken per m2) Wachttijden zijn beperkt omdat de wand snel kan worden afgewerkt. Gladoppervlak waardoor een mooie afwerking mogelijk word. Geeft een goede akoestische en thermische isolatie. Indeling van de ruimte kan ook in een later stadium worden veranderd. Bijzonder budget vriendelijk, zowel in aankoop als in verwerking. Hoge weerstand tegen mechanische belasting en schokken (weinig onderhoud en reparatie) Bevestiging van meubelen, woonaccessoires of handgrepen (badkamer) met gebruikelijke pluggen. Brandweerstand tot 3 uur. Milieuvriendelijk / recyclebaar.

20

Nadelen:     

4.5

Gips wordt aangetast als het in aanmerking komt met staal. Pas dus geen stalen bevestigingsmiddelen toe maar aluminium of galvaniseert staal. Alleen toepasbaar voor niet dragende binnenwanden. Om de wanden af te kunnen werken moet de wand voorbehandeld worden met een primer. Gips onttrekt namelijk snel vocht uit specie of lijm. Gipsblokken zijn minder sterk dan kalkzandsteen, cellenbeton, betonsteen en baksteen. Vochtgevoelig.

Poriënstructuur

Dankzij de poreusheid van gips zijn de blokken uitstekende vochtregelaars. Ze absorberen het overtollige omgevingsvocht en geven het terug als de lucht heel droog is. Hierdoor blijven comfort en een gevoel van welzijn gegarandeerd.

4.6 Toepassingen Verschillende wandeisen vergen specifieke types gipsblokken

De meest voorkomende toepassing van gipsblokken is de scheidingswand. Deze muur vormt een scheiding tussen verschillende ruimtes. Heel vaak worden voor niet dragende constructies gipsblokken gebruikt. Deze worden pas in de afwerkingsfase van de bouwwerken geplaatst. Deze scheidingswanden vinden we terug in alle mogelijke bouwwerken: appartementen, woningen, industriële gebouwen, hotels, ziekenhuizen enz.

De minimum dikte van gipsblokken voor scheidingswanden is 7 cm.

21

Toepassing in een woning

Geluidsisolerende gipsblokken:

roze wand gipsblokken met een hogere dichtheid bieden een hogere akoestische isolatie. Deze blokken zijn roze gekleurd zodat ze makkelijker te herkennen zijn op de bouwplaats.

22

Vochtwerende gipsblokken:

Voor natte ruimten als keukens en badkamers zijn er waterafstotende (gehydrofobeerde) gipsblokken met gemiddelde en hoge dichtheid op de markt. Deze gipsblokken hebben een blauwe kleur.

Op deze foto zijn waterafstotende blauwe gipsblokken gebruikt als voorziening tegen opstijgend vocht. Door de blauwe kleur zijn ze tevens makkelijk te herkennen op de bouw.

“witte wand” standaard kleur voor standaard gipsblokken.

23

4.7

Messing - en groefzijdes

Alle blokken zijn aan alle kanten voorzien van messing en groef.

Door de messing en groef past elk gipsblok precies op het andere. De gipsblokken worden met gipslijm aan elkaar gelijmd en in halfsteensverband geplaatst, zodat de naden steeds verspringen.

24

5.

Cellenbeton

5.1

Wat is cellenbeton?

Cellenbeton is een industrieel geproduceerd materiaal met steenachtige eigenschappen. Het onderscheidend vermogen wordt bepaald door het lichte gewicht. Dat wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van ontelbare microscopisch kleine, met lucht (goede isolator!) gevulde gesloten cellen. Het lichte gewicht van cellenbeton (lichter als kalkzandsteen) maakt het mogelijk met grote eenheden te bouwen. De blokken kan men net als hout zagen. Zowel ongewapend als gewapend cellenbeton kan constructief worden toegepast. Dat wil zeggen dat de bouwdelen een dragende functie hebben.

Cellenbeton is ook welbekend onder de naam Ytong. Ytong is een merknaam voor cellenbeton, vaak ook gasbeton genoemd. De Ytong fabriek staat in Meppel.

25

5.2

Geschiedenis

Cellenbeton is al meer dan een eeuw oud. Het idee komt uit Zweden waar men vanwege het klimaat behoefte had en heeft aan perfect isolerende huizen en gebouwen. Bovendien laat een licht bouwmateriaal zich gemakkelijk transporteren en ook dat was (en is) van belang in een land met grote afstanden. Cellenbeton berust op een reeks uitvindingen met octrooien in respectievelijk 1880, 1914 en 1939. Tussentijds en daarna is het proces van totstandkoming verfijnd. In Nederland startte men in 1953 met de fabricage van bouwblokken. Gewapende elementen volgden later.

5.3

Bestanddelen     

5.4

Kalk Cement Kwartszand (75%) Water Aluminiumpoeder

Productieproces

Cellenbeton wordt geproduceerd onder beheersbare omstandigheden en dat is een voorwaarde voor kwaliteit. In de fabrieken worden de grondstoffen kalk, cement en kwartszand nauwkeurig gemengd, want het aanhouden van de verfijnde receptuur is belangrijk. Daarna wordt water toegevoegd en ook een uiterst kleine hoeveelheid aluminiumpoeder. Zo ontstaat een mengsel dat in mallen wordt gegoten.

26

Als het om de fabrikage van gewapende elementen gaat, zijn de mallen (grote stalen vormen) gevuld met nauwkeurig gepositioneerde wapeningsnetten. Die hoedanigheden van de wapeningsnetten zijn tevoren door rekenprogramma's bepaald. Als het om de productie van blokken gaat, wordt geen wapening toegepast. De mallen worden ten dele gevuld met het mengsel. Al gauw rijst het mengsel als het deeg van ons dagelijks brood, ze verstijft en vult mettertijd de gehele mal. Door natuurlijke reacties ontstaan namelijk minuscule belletjes, gevuld met waterstofgas dat ook in de vrije natuur in ruime mate voorkomt. Dit waterstofgas wordt door de veel zwaardere omgevingslucht verdreven.

Als het mengsel is verhard worden de wanden van de mallen verwijderd en wordt het geheel opgepakt en in een snijmachine gevoerd. Die snijdt alleen in langsrichting als er wapeningsnetten in de mallen aanwezig zijn en in langs- én dwarsrichting als er blokken worden geproduceerd.

Vervolgens worden de gesneden producten in hun totaliteit in een autoclaaf geplaatst. In een dergelijke lange, stalen ketel heerst een temperatuur van 180 à 190 graden Celsius onder een druk van verzadigde stoom van ongeveer 10 - 12 bar. Na zes tot twaalf uur is het harde cellenbeton ontstaan dat zo nodig nog wordt bewerkt (frezen, zagen), gecodeerd en verpakt.

27

5.5

Eigenschappen

Voordelen:        

optimale constructieve mogelijkheden kan constructief gebruikt worden (dragende delen) ongevoelig voor vocht. Dit maakt ze uitermate geschikt om te bouwen in vochtige ruimtes. milieuvriendelijk en duurzaam brandwerend vorstbestendig geluidisolerend warmte-isolerend

De nadelen:

 

5.6

Beperkte druksterkte. De bouwhoogte is beperkt tot 2 bouwlagen. Alhoewel het materiaal ongevoelig is voor vocht heeft het vocht wel een negatieve invloed op de druksterkte.

Poriënstructuur

Cellenbetonblokken worden vervaardigd uit zand, kalk, cement, water en aluminiumpoeder. Het aluminiumpoeder zorgt voor de vorming van kleine luchtbelletjes tijdens het productieproces. Deze luchtbelletjes bieden het materiaal zijn goede thermische isolatiewaarde. De luchtbelletjes maken de blokken ook licht.

De luchtbelletjes in cellenbeton zijn macroporiën die niet met elkaar in verbinding staan. Deze poriën zijn zo groot dat ze niet meer capillair zijn (er is geen zuigende werking meer).

28

Macroporiën met elkaar in verbinding

5.7

Macroporiën niet met elkaar in verbinding

Toepassingen

Cellenbeton blokken

Deze blokken zijn geschikt voor renovatie- en nieuwbouwprojecten in de woning- en utiliteitsbouw. Het laat zich niet-dragend én dragend verwerken in tal van toepassingen, van binnenspouw, scheidings- en buitenwand tot badombouw en vloerophoging.

Massieve cellenbetonblokken

29

Massieve cellenbetonblokken zijn extra dikke blokken met een lagere volumieke massa en daardoor een betere warmte-isolatie. Massieve blokken maken het mogelijk in één keer een massieve, dragende, sterk isolerende gevel op te trekken – of zelfs het complete woningcasco – die voldoet aan de uitgangspunten voor energiezuinig bouwen. Aan de buitenzijde kan pleisterwerk toegepast worden.

Lateien

Er is een uitgebreid assortiment van cellenbeton lateien in de markt. Een dragende latei vangt het gewicht op van de muur of de vloer die zich boven het te overspannen bouwdeel bevindt. Niet-dragende lateien hebben slechts de functie als vulstuk, waarbij de wapening geen rol van betekenis speelt. Door de grote afmetingen kunnen ze een opening in één keer overspannen, wat tijdbesparend is. Ook zorgen ze er voor dat het deur- of raamkozijn vrij blijft van het bovenliggende bouwdeel.

Separatiepanelen

Met verdiepingshoge separatiepanelen is het mogelijk om alle mogelijke binnenwanden te bouwen. Van scheidingswanden en binnenspouwbladen tot bergings- en corridorwanden.

30

Ronde blokken

Door de ontwikkeling van de is het mogelijk om meer te maken van cellenbeton dan alleen rechte wanden. In combinatie met de ‘gewone’ blokken bieden de ronde blokken u enorme mogelijkheden voor het maken van gebogen wanden. Ronde blokken zijn verkrijgbaar in drie verschillende soorten: het 90°-blok (kwartrond), het 60°-blok (ronde douchebakken) en het 30°-blok (spiltrap)

Prefab pakketten

Fabrikanten van cellenbeton kunnen prefab pakketten leveren om casco te bouwen (ruwbouw). De onderdelen worden op de fabriek op maat gemaakt en kunnen op de bouwplaats als een bouwpakket in elkaar gezet worden. Casco oplevering houdt in dat de woning opgeleverd wordt met een dragende constructie (fundering, vloeren), inclusief de buitenafwerking. De binnen afwerking kan naar eigen inzicht van toekomstige bewoners nog worden ingericht/afgebouwd.

31

6.

Betonsteen

6.1

Wat is betonsteen?

Een betonsteen is een uit beton vervaardigde kunststeen gemaakt van zand, grind, cement en water. Over het algemeen worden betonstenen voornamelijk toegepast in de utiliteitsbouw voor zowel binnen als buitenwanden. In de woningbouw wordt betonsteen een enkele keer toegepast voor schoon gevelmetselwerk. Beton is de grondstof voor deze stenen. Naast betonnen metselstenen en straatstenen worden er ook betonnen terrastegels, stapelblokken, traptreden en bloembakken gemaakt. metselstenen en blokken voor muren zijn is in verschillende kleuren en maten verkrijgbaar. De verschillende kleuren worden verkregen door toevoeging van natuurlijke pigmenten (kleurstoffen).

In deze opdracht behandel ik hoofdzakelijk betonsteen als metselsteen voor muren.

32

6.2

Beton; de grondstof voor betonstenen

Beton is een kunstmatig steenachtig materiaal, dat als bouwmateriaal wordt gebruikt. Beton is een oneindig chemisch proces, het materiaal wordt in de loop der jaren alleen maar sterker. Het moderne beton in Nederland is samengesteld uit het bindmiddel cement en uit een of meer toeslagmaterialen zoals zand, grind of steenslag. Cement heeft de eigenschap dat het door toevoeging van water verhardt. Goed beton is een mengsel waarin de korrelgroottes van de verschillende soorten zand en grind, in de juiste hoeveelheden, elkaar zodanig aanvullen dat het mengsel uithardt tot een steenachtig en duurzaam materiaal. In tegenstelling tot bijvoorbeeld gips lost uitgehard beton niet meer op in water. Door de relatief lage prijs van het materiaal, de eenvoud van het gebruik en door de vele mogelijkheden is beton een veelgebruikt bouwmateriaal. Jaarlijks verbruiken de geïndustrialiseerde landen bijna een kubieke meter beton per persoon.

6.3

De geschiedenis van beton

Beton was al bekend in de oudheid. Egyptenaren, Babyloniërs, Feniciërs, en Grieken kenden het. De Romeinen gebruikten het op grote schaal bij de bouw van bruggen, aquaducten en huizenblokken die je de voorlopers van onze flats zou kunnen noemen. Ook monumentale bouwwerken zoals het Collosseum bevatten beton. Na de val van het Romeinse rijk verdween de kennis over het maken van dit bouwmateriaal totdat het eeuwen later herontdekt werd.

6.4

Productieproces

De grondstof van betonsteen is beton. Het beton wordt in mallen gegoten van verschillende gestandaardiseerde maten. 33

Daarna worden ze in een stoomkamer geplaatst waar ze voor 8 uur lang verblijven in een met stoom verzadigde atmosfeer. Door deze behandeling krijgen de blokken een hogere weerstand en een constante kwaliteit en wordt het verschijnsel van later optredende krimp uitgeschakeld. Betonstenen worden zowel massief als hol gefabriceerd. De stenen worden gemaakt met een gewicht variërend van 550 kg/m³ tot 1900 kg/m³. Het gewicht is afhankelijk van de gebruikte toeslagmaterialen. De volgende gewichtsklasse zijn er:     

6.5

Extra licht beton tot 550 kg/m3 Zeer licht beton 550 tot 750 kg/m3 Licht beton 750 tot 1200 kg/m3 Halfzwaar beton 1200 tot 1900 kg/m3 Zwaar beton vanaf 1900 kg /m3.

Eigenschappen

Voordelen:      

Hoge druksterkte Zeer maatvast De stenen en blokken zijn handmatig te verwerken Goede vorstbestendigheid Onbrandbaar (een muur van 100 mm heeft een brandwerendheid van 120 minuten) Als schoon metselwerk uit te voeren

De nadelen:

  

De gladde betonstenen hebben een slechte geluidsabsorptie (veel nagalm) en een slechte thermische isolatie. Betonsteen is minder winddicht dan baksteen. Betonsteen neemt veel water op, buitenwanden blijven veel langer nat dan een bakstenen wand.

34

6.6

Poriënstructuur

Betonsteen is erg poreus en heeft dus een grove grote capillairen structuur.

Macroporiën met elkaar in verbinding

Macroporiën niet met elkaar in verbinding

Betonsteen bestaat uit macroporiën die met elkaar in verbinding staan. Dit komt o.a. omdat daar met een zo laag mogelijke water – cementfactor gewerkt word. Daardoor is ook een volkomen verdichting zeer moeilijk en soms ook niet wenselijk. Vooral bij een “slecht” opgebouwd korrelskelet is dat het geval. Voor de regendichtheid (door regendruk kan water in de spouw terecht komen) is de schikking van deze macroporiën erg belangrijk. Hoe fijner het grind en het zand is, hoe dichter de poriënstructuur is.

6.7

Toepassingen

De zware en halfzware stenen: worden veelal gebruikt voor dragend metselwerk. Dit omdat het dragend metselwerk de nodige drukvastheid moet hebben. Voor bestrating wordt meestal gebruikgemaakt van halfzware betonstenen.

De lichtere stenen: worden meestal gebruikt voor geprefabriceerde gevelvullende elementen. Dit kan zowel als buitenblad als binnenblad gebruikt worden. Ook worden sommige stenen ook gebruikt als tussenwanden

35

Beton gevelstenen voor binnen – en buiten Deze volle stenen worden gebruikt voor divers metselwerk.

Structuur

Glad

Gebroken

Holle betonblokken Holle betonblokken worden gebruikt voor divers metselwerk, vaak worden ze toegepast in de industriebouw. Door de holle ruimtes ontstaat er een goed isolatie en door de afmeting van de blokken kan er snel en efficiënt gebouwd worden.

36

Funderingsblokken Om te voldoen aan de actuele energiezuinige constructies worden de spouwmuren aanzienlijk breder. De traditionele funderingsblok van 29 cm voldoet vaak niet meer voor het opvangen van de totale muur. Een betonblok met een breedte van 35 cm, dwars gemetseld biedt de oplossing voor al uw funderingsmetselwerk.

37

7.

Matrix steenachtige bouwmaterialen

38

Wat houden deze termen in:

Druksterkte: Druksterkte is de mate waarin een materiaal weerstand kan bieden aan drukkrachten zonder dat het vervormd of scheurt/breekt. De druksterkte wordt uitgedrukt in: Kracht / oppervlakte. Oftewel newton / mm2. Treksterkte: Treksterkte is de mate waarin een materiaal weerstand kan bieden aan trekkrachten zonder dat het vervormd of scheurt/breekt. De eenheid waarin de treksterkte wordt aangeduid is MPa. De MPa kan variëren van 10 MPa tot 5000MPa

Thermische uitzetting: De verandering van grote van het materiaal als gevolg van temperatuurveranderingen. Thermische uitzetting wordt aangeduid met een uitzettingscoëfficiënt. Dampdiffusie weerstand: Hoeveel weerstand het material bied tegen het transport van vocht en water. Dampdiffusieweerstand wordt weergegeven door de zogenoemde µ waarde Hoe kleiner de µ waarde hoe beter de dampdiffusie. Een hoge µ waarde is dus meer dampremmend of zelfs dampdicht.

Vorst bestendigheid: Mate waarin het materiaal bestand is tegen vorst, zonder dat het scheurt of breekt Geluidsabsorptie: De hoeveelheid geluid dat het materiaal omzet en in warmte en afvoert. Uitgedrukt in de dB. Poriënstructuur: Er zijn twee soorten poriënstructuren. Micro poriën en macro poriën. De soort poriënstructuur bepaald hoeveel vocht een steen opneemt.

39