Materiaalkunde 1

1
Materiaalkunde 1

• Fysische eigenschappen / baksteen
• Prof. ir Nico Hendriks
• en
• Ir Bert van Schaijk

2
Natuursteensoorten

• 1. Stollingsgesteenten, bijv. graniet, porfier,
  basalt,
• 2. Sedimentgesteenten (afgezet stollingssgesteente
  )
• bijv. kalksteen, zandsteen, klei, gipssteen,
  hardsteen
• 3. Metamorf gesteenten (door langdurige hitte
  en/of grote druk intern getransformeerd
  stollingsgesteente), bijv. marmer, kwartsiet,
  leisteen

3
Bewerkbaarheid
situatie in een fabriek rond 1900
4
Blokken
Blokvormen juist te zien
zandsteen / cannelures
5
Plaatvorm, maximaal dun enkele cms
metamorf gesteente (o.a.marmer) is soms
doorschijnend licht passeert de zeer kleine
kristallen
6
Duurzaamheid
toepasbaarheid in grondkeringen en gevels (geeft
eenheid)
7
bewerkbaarheid
8
Isotropie / eigenschappen in 3 dimensies gelijk
(geldt ook voor de bewerkbaarheid van het
materiaal)
9
Anisotropie / eigenschappen in 1of 2 richtingen
duidelijk verschillend
10
Dichtheid en porositeit

• Soortelijke massa rs
• Volumieke massa rv
• Poriënvolume m3 of liters poriën
• Porositeit 1
• P m3 of liters poriën/ m3 materiaal
• Porositeit 2
• rv
• P 1 - ------
• rs

11
Waterabsorptie en doorlating

• Open poriënsysteem ( ook in open verbinding met
  het buitenoppervlak )
• gtgt permeabiliteit ( t.o.v. een medium, bijv.
  water of gassen)
• Er treedt dan diffusie op
• Capillariteit opwaartse beweging van water in
  een materiaal ( alleen bij hydrofiele
  waterminnende materialen )

12
Plastische vervorming klei afhankelijk van het
vochtgehalte
13
Niet gebakken klei leem
Kwetsbaarheid voor mechanische krachten en voor
vocht ( niet waterbestendig )
1 Zware muren 2 Koepels/cilinders als
overspanning 3 Kleine, verticale ramen 4
Aanhangende delen als uitstulpingen
14
Natuurlijkheid kleurnuances
Wijst op gebruik ouderwetse veldoven met een
ongelijke temperatuurverdeling
15
Hardgebakken, gesinterde baksteen, gebruik bij
kelder, trasraam, bu-trap
Meer druksterkte, minder capillariteit
vochtopzuiging
16
Chemische eigenschappen kans op kalkuitbloei of
zoutuitbloei/-kristallisatie
17
Structuur van materialen Open poriensysteem
waterminnend capillariteit
Doorgetrokken loodslabbe ter onderbreking van
capillair systeem ( om zakkend vocht tegen te
gaan )
18
Structuur van materialen Open poriënsysteem
waterminnend capillariteit Detail dakopstand in
baksteen
Voor een droog plafond onderbreking capillair
systeem
19
Holle stenen zijn altijd strengpers-stenen! Door
het harde persen van de klei door een spuitmond
ontstaat er enige anisotropie de kleideeltjes
worden in een bepaalde richting geperst. Hierdoor
kan later vorstschade ontstaan het afschilferen
van kleine laagjes baksteen door het bevriezen
van in de baksteen aanwezig water
20
Structuur van materiaal gevoeligheid voor
vorstschade ( vooral strengpersstenen in contact
met maaiveld)
21
Historischestrengpers producten
22
Het gebruik van zg. vette klei met een groter
gehalte aan fijne deeltjes voor bijv. dakpannen
23
Vormgeving in klei meest revolutionaire
keramisch bouwelement in de historie grote holle
elementen van klei met een vrije vorm terracotta
24
Terracotta-periode van 1860-1910, als
brandwerende gevelafwerking van hoogbouw mede
bestand tegen vervuilde stedelijke klimaat
Chicago
New York
25
Reliance Building, Chicago
26
Om de opname van water tegen te gaan zijn de
baksteenkolommen en de onderzijde bekleed met
natuursteen platen. Zal dit het opzuigen van
water voorkomen?
27
Fysische eigenschappen van materialen
28
Fysische fout
rekening houden met optredend thermisch/
hygrisch gedrag
29
Totaal aan warmtegeleiding via een materiaal

• via de (vrije) elektronen van het rooster
  (massieve onderdelen van het materiaal)
• overdracht van wand tot porie tot wand etc. .
• overdracht via straling door de poriën heen

30
Vrije vormen Amsterdamse School, normale
blokvormen gebruikt, vrijheid van het geheel
31
Vrijheid in keuze metselverband, leidend tot vele
tradities en mogelijke patronen (in kleur)
32
Vrijheid in het laten bakken van speciale,
aanvullende vormen
scherp-gevormde hoekstenen
33
Vrijheid keuze metselmortel / voegwijze
34
Vrijheid in de keuze van de metsel-mortel, lijmen
levert sterker metselwerk op
een zeer dunne voeg.
(Maar de eigenschappen zijn niet
zeer verschillend)
35
Nieuwe ontwikkelingen gelijmde baksteen als
klampmuur
36
Nieuwe ontwikkelingen Renzo Piano, Parijs
Ophangen van bakstenen in een frame
37
Stabiliteit Het krommen
Noot lange halfsteens muur is toch stabiel
38
Stabiliteit het omvouwen van een wand
Resultaat dichte hoeken
39
Arch. H.P. Berlage opkomst van pure materialen
en eerlijk toegepast ( zodat je kunt zien wat het
is !)
40
5

• Analyse van de Berlage (baksteen)-ontwerpregels

• Kenmerken
• eerder smalle openingen dan brede- toepassing
  van bogen indien grote openingen
• onvermijdelijk zijn
• uitkragingen vanuit de gevel vloeiend
  vertrekkend
• ( ca. 45 graden hoek )- veel gebouwdelen zijn
  zelf ook tamelijk blokvormig
• - nergens horizontale verspringingen, in gevel
  noch
• in plattegronden ( rustende massas boven
  elkaar )

41
Gebouw van arch. F. Peutz hoofdvorm details
duidelijk in blokken gedacht. Enigszins mis
gaat het bij het grote raam. Hulpmiddelen nodig
een verborgen latei in staal of beton.
42
Wat is hier mis ?????
43
Massieve bouwwijzen langzame opwarming en
langzame afkoeling, hoge warmtecapaciteit C
van steen