De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Labo’s Bouwmaterialen 2013-2014 ProfessorAssistenten Labo’s Bouwmaterialen Prof. dr. ir. J. Wastiels ir. Pieter Minnebo ir. Sven De Sutter.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Labo’s Bouwmaterialen 2013-2014 ProfessorAssistenten Labo’s Bouwmaterialen Prof. dr. ir. J. Wastiels ir. Pieter Minnebo ir. Sven De Sutter."— Transcript van de presentatie:

1 Labo’s Bouwmaterialen ProfessorAssistenten Labo’s Bouwmaterialen Prof. dr. ir. J. Wastiels ir. Pieter Minnebo ir. Sven De Sutter

2 Slide 22 Labo’s Bouwmaterialen LABO’S BOUWMATERIALEN I.MORTEL / BETON II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC Vervaardigen + Testen + Interpreteren

3 Slide 33 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON Cement Zeer fijn Poedervormig Hydraulisch Bindmiddel Beton Cement Water Fijne en grove granulaten Eventueel toevoegstoffen Mortel Cement Water Fijne granulaten Eventueel toevoegstoffen

4 Slide 44 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON i. Cement : Types CEM I (portlandcement) CEM II (portlandcomposietcement) CEM III(hoogovencement) CEM IV(puzzolaancement) CEM V (samengesteld cement)

5 Slide 55 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON ii. Cement : Klassen 32,5 42,5 52,5 ~ sterkte-opbouw na 28 dagen (95 % sterkte gegarandeerd) Doorslaggevende eis na 2 d (ontkisten) 52,5 => 20 MPa 42,5 => 10 MPa 32,5 => niet gegarandeerd Dalende korrelgrootte Stijgende prijs

6 Slide 66 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON iii. Cement : Extra letter N = normaal R = rapid LA = low alkali LH = low heat HES = high early strength

7 Slide 77 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON iv.Cement : Hydratatiereactie Cement + water => hydratatiereactie van producten vormt gesteente

8 Slide 88 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON v.Cement : Invloed hoeveelheid water Binding Verwerkbaarheid Poriënvolume Sterkte …

9 Slide 99 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON v.Cement : Invloed hoeveelheid water

10 Slide 10 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON i.Mortel : Aanmaak CEMENT + WATER + ZAND 3 balkjes CEM I 52,5 N W/C 0,5 Z/C 2 CEM I 52,5 N W/C 0,35 + SP Z/C 2 CEM I 52,5 R W/C 0,5 Z/C 2 V mortel,nodig ρ mortel = 2,65 g/cm³ → m mortel,nodig

11 Slide 11 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON ii.Mortel : Proeven op verse mortel > Vicat test Gemeten op cementbrij met normale consistentie Begin binding : staafje met sectie 1 mm² blijft op ong 4 mm van de bodem hangen Einde binding : naald dringt niet meer dan 0,5 mm in (tussen 1 en 12 uur)

12 Slide 12 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON ii.Mortel : Proeven op verse mortel > Maniabilimeter Meten van de vloei-eigenschappen (viscositeit) Prismavormig volume met mortel Wegnemen zijwand + trillen Meten tijd tot bereiken merkteken

13 Slide 13 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON ii.Mortel : Proeven op verse mortel OPGELET: manier van verwerken, behandelen en bewaren => uitleg zie normen (homogeen mengen, verdichten, afdekken, onder water bewaren) => onderling vergelijken, invloed van de verschillende variaties kunnen weergeven en bewaren

14 Slide 14 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON iii.Mortel : Proeven op uitgeharde mortel Iedere groep test na verschillende tijdstippen Driepuntsbuigproef Drukproef

15 Slide 15 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON i.Beton

16 Slide 16 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON ii.Beton : Granulaten

17 Slide 17 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON iii.Beton CEMENT + WATER + ZAND + GRIND (kleine 4/7 -- grote 7/14) 3 cilinders met een verschillende samenstelling 1 balk met typesamenstelling (G2,G4,G6) Cement380 kg/m³Zand 0/2482 kg/m³ W/C0,5 Steenslag 7/14896 kg/m³ Kift 4/7482 kg/m³ → / m³ beton !

18 Slide 18 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON iv.Beton : Proeven op vers beton  ≈ 2400 kg/m³ >Zetmaat (Abramskegel) Statische eigenschappen: vloeidrempel Goed om variaties W/C te meten

19 Slide 19 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON iv.Beton : Proeven op vers beton >Vébétest Te gebruiken voor beton met geringe verwerkbaarheid Meten van de vloei- eigenschappen (viscositeit)

20 Slide 20 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON v.Beton : Superplastificeerder

21 Slide 21 Labo’s Bouwmaterialen I. MORTEL/BETON vi.Beton : Proeven op uitgehard beton Drukken van de cilinders om de druksterkte te bepalen Driepuntsbuigproef + druktest op de balk

22 Slide 22 Labo’s Bouwmaterialen LABO’S BOUWMATERIALEN I.MORTEL / BETON II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC Vervaardigen + Testen + Interpreteren

23 Slide 23 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC WAT IS EEN COMPOSIET ?

24 Slide 24 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC WAT IS EEN COMPOSIET ? Een materiaal dat bestaat uit 2 of meer onderscheidbare fazen, die in minimale proporties (> 5%) aanwezig zijn. Vaak:VEZEL + MATRIX > vezel: glas, carbon, basalt, … > matrix: meestal polymeren (polyester, vinylester, epoxy, phenolic,polyimide, polyamide, polypropylene,epoxy, …) maar ook inorganische cementen

25 Slide 25 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC Vezelrichting  specifieke eigenschappen in specifieke richtingen 0° +45° +90° -45°

26 Slide 26 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC WAT IS EEN COMPOSIET ? VEZELS : E-GLAS MATRIX : PORTLAND CEMENT (pH 11) => AR-glassvezel, … INORGANIC PHOSPHATE CEMENT (pH 7) ; IPC =>Low cost E-glassvezels RESULTAAT: sterk en duurzaam vezelversterkt keramisch materiaal voor diverse applicaties

27 Slide 27 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC i.Productie van composieten -> IMPREGNEREN VAN DE VEZELBUNDELS Compression MouldingVaccuum bagging Pulltrusion Resin Transfer Moulding

28 Slide 28 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC i.Productie van composieten Industrieel impregneren van de vezelbundels

29 Slide 29 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC i.Productie van composieten Hand Lay-Up eenvoudig arbeidsintensief

30 Slide 30 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC ii.Hand-layup Glasvezelmat Laminaat in opbouw Vers IPC mengsel Resultaat

31 Slide 31 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC iii.Toepassingen

32 Slide 32 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC iv.Het Labo Doelstellingen : > Aanmaak van een laminaat > Theoretisch voorspellen van de trekcurve > Trekcurven praktisch bepalen Vereisten voor het verslag: > Korte beschrijving van het materiaal > Wat is een laminaat ? Wat is een composiet ? Hoe wordt het gemaakt ? > Theoretische curve : Wat is de achtergrond van de theorie Bepaling van de verschillende parameters Bespreking: theorie VERSUS praktijk

33 Slide 33 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC iv.Het Labo Doelstellingen : > Aanmaak van een laminaat > Theoretisch voorspellen van de trekcurve > Trekcurven praktisch bepalen Vereisten voor het verslag: > Korte beschrijving van het materiaal > Wat is een laminaat ? Wat is een composiet ? Hoe wordt het gemaakt ? > Theoretische curve : Wat is de achtergrond van de theorie Bepaling van de verschillende parameters Bespreking: theorie VERSUS praktijk

34 Slide 34 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC v.Aanmaak laminaat 2 laminaten: 40 x 40 cm Random glasvezelmatten in een IPC matrix 6 lagen vezels -> 6 lagen matrix Hand lay-up Laminaat 1: 800 g/m² -> 800 g IPC matrix per m² glasvezelmat + 10% reserve Laminaat 2: 1200 g/m² -> 1200 g IPC matrix per m² glasvezelmat + 10% reserve Samenstelling: 82g poeder voor 100g vloeistof Random glasvezelmatten in een IPC matrix Hand lay-up

35 Slide 35 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC v.Aanmaak laminaat Oppervlakte glasvezelmat: ? IPC laminaat 1: Poeder: ? g Vloeistof: ? g IPC laminaat 2: Poeder: ? g Vloeistof: ? g

36 Slide 36 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC v.Aanmaak laminaat Oppervlakte glasvezelmat: 0.4 cm x 0.4 cm x 6 lagen = 0.96m² IPC laminaat 1: 800 g/m² x 0.96m² = 768 g 10% reserve -> 845 g Poeder: 845 g x (82/182) = 380 g Vloeistof: 845 g x (100/182) = 464 g IPC laminaat 2: 1200 g/m² x 0.96m² = 1152 g 10% reserve -> 1267 g Poeder: 1267 g x (82/182) = 571 g Vloeistof: 1267 g x (100/182) = 696 g

37 Slide 37 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC iv.Het Labo Doelstellingen : > Aanmaak van een laminaat > Theoretisch voorspellen van de trekcurve > Trekcurven praktisch bepalen Vereisten voor het verslag: > Korte beschrijving van het materiaal > Wat is een laminaat ? Wat is een composiet ? Hoe wordt het gemaakt ? > Theoretische curve : Wat is de achtergrond van de theorie Bepaling van de verschillende parameters Bespreking: theorie VERSUS praktijk

38 Slide 38 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC vi.Avestone Cooper Kelly theorie (ACK – theorie) matrix vezels matrixvezel matrix-vezel interface

39 Slide 39 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC vi.ACK theorie Regime I Regime II Regime III

40 Slide 40 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC Regime I Regime II Regime III - adhesie tussen matrix en vezel - matrix en vezel vervormen gelijk

41 Slide 41 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC matrix-vezel onthechting matrix scheur Regime I Regime II Regime III - matrix scheuren ontstaan - eerder: matrix-vezel adhesie - nu: matrix-vezel frictie - adhesie tussen matrix en vezel - matrix en vezel vervormen gelijk

42 Slide 42 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC Regime I Regime II Regime III - matrix scheuren ontstaan - eerder: matrix-vezel adhesie - nu: matrix-vezel frictie - adhesie tussen matrix en vezel - matrix en vezel vervormen gelijk - matrix-vezel samenwerking blijft bestaan - matrix en vezel vervorming kan verschillend zijn

43 Slide 43 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC vi.ACK theorie : Trekcurve Zone IZone IIZone III  c Zone II  mc  mc =  mu  c Zone II    mc = spanning waarbij de matrix scheurt  mc = rek net voor het ontstaan van de scheuren  mu = rek bij bezwijken van de matrix  c Zone II = composiet rek na scheurvorming  mc = spanning waarbij de matrix scheurt  mc = rek net voor het ontstaan van de scheuren  mu = rek bij bezwijken van de matrix  c Zone II = composiet rek na scheurvorming

44 Slide 44 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC vi.ACK theorie: Gevraagd   E1E1 E3E3 E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie (B,B)(B,B)

45 Slide 45 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC vii.Vezel volumefractie   E1E1 E3E3 E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie (B,B)(B,B)

46 Slide 46 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC vii.Vezel volumefractie 1.Massa basis: dichtheid + massa 2.Volume -> experimenteel basis: vezelvolume + totaal volume Eigenschappen vezelsEigenschappen matrix ρ vezels2540kg/m³ρ matrix2000kg/m³ σ vezels1000MPaσ matrix7MPa E vezels72GpaE matrix18GPa Gewicht300g/m² V vezel = V vezel / V totaal V matrix = V matrix / V totaal

47 Slide 47 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC viii.E-moduli   E1E1 E3E3 E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie (B,B)(B,B)

48 Slide 48 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC viii.E-moduli 1.Zone 1: basis: mengwet + normaalspanning + adhesie vezel en matrix 2.Zone 2: basis: mengwet + normaalspanning + gebroken matrix Eigenschappen vezelsEigenschappen matrix ρ vezels2540kg/m³ρ matrix2000kg/m³ σ vezels1000MPaσ matrix7MPa E vezels72GPaE matrix18GPa

49 Slide 49 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC ix.Breukspanning   E1E1 E3E3 E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie (B,B)(B,B) Random georiënteerde vezels  werken maar voor 1/3 mee!!! E vezels *= E vezels /3

50 Slide 50 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC ix.Breukspanning basis: mengwet + gebroken matrix Eigenschappen vezelsEigenschappen matrix ρ vezels2540kg/m³ρ matrix2000kg/m³ σ vezels1000MPaσ matrix7MPa E vezels72GPaE matrix18GPa

51 Slide 51 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk   E1E1 E3E3 E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie E 1 = E-modulus zone I E 3 = E-modulus zone III  B = Breukspanning  B = Rek bij breuk V f = Vezel volume fractie (B,B)(B,B)

52 Slide 52 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk = Gemiddelde rek van de vezels bij breuk -> probleem: sommige delen van de vezels omgeven door matrix sommige delen van de vezels omgeven door scheur -> probleem: wat is de afstand tussen de scheuren? => berekening bij maximale en bij minimale scheurafstand -> het zal hier in werkelijkheid ergens tussen liggen

53 Slide 53 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk – maximale scheurafstand x.Fase II ε ε bm ε’vε’v Scheur εvεv εmεm Δ

54 Slide 54 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk – maximale scheurafstand x.Fase III ε ε bm ε bv Scheur Δ <εv><εv>

55 Slide 55 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk Uit Fase II Hoogte = hoogte -> Δσ v ν fv = σ bm ν fm Δε v = ε’ v – ε bm lineair elastische rek -> Δε v = Δσ v / E v -> Δε v = σ bm ν fm / (E v ν fv ) * UD vezels!

56 Slide 56 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk Uit Fase III Breukrek = gemiddelde rek = -> = ε bv - ½ Δε v -> = ε bv - ½ σ bm ν fm / (E v ν fv ) -> = ε bv - ½ E m ε bm ν fm / (E v ν fv ) -> = ε bv - ½ α ε bm met α = E m ν fm / (E v ν fv ) => ε b = (σ bv / E v ) – (σ bm ν fm / (2 E v ν fv ) ) * UD vezels!

57 Slide 57 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk – minimale scheurafstand x.Fase II ε ε bm ε’vε’v Scheur

58 Slide 58 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk – minimale scheurafstand x.Fase III ε ε bm ε bv Scheur <εv><εv>

59 Slide 59 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC x.Rek bij breuk Uit Fase III Breukrek = gemiddelde rek = -> = ε bv - ¼ Δε v -> = ε bv - ¼ σ bm ν fm / (E v ν fv ) -> = ε bv - ¼ E m ε bm ν fm / (E v ν fv ) -> = ε bv - ¼ α ε bm met α = E m ν fm / (E v ν fv ) => ε b = (σ bv / E v ) – (σ bm ν fm / (4 E v ν fv ) ) * UD vezels!

60 Slide 60 Labo’s Bouwmaterialen II. GLASVEZEL VERSTEVIGD IPC iv.Het Labo Doelstellingen : > Aanmaak van een laminaat > Theoretisch voorspellen van de trekcurve > Trekcurven praktisch bepalen Vereisten voor het verslag: > Korte beschrijving van het materiaal > Wat is een laminaat ? Wat is een composiet ? Hoe wordt het gemaakt ? > Theoretische curve : Wat is de achtergrond van de theorie Bepaling van de verschillende parameters Bespreking: theorie VERSUS praktijk


Download ppt "Labo’s Bouwmaterialen 2013-2014 ProfessorAssistenten Labo’s Bouwmaterialen Prof. dr. ir. J. Wastiels ir. Pieter Minnebo ir. Sven De Sutter."

Verwante presentaties


Ads door Google