Materiaalkunde 1 Enige begrippen Prof. ir Nico Hendriks ir Bert van Schaijk

Materiaalkunde 1: Leerstof - boek: ‘Bouwproducten’; Oterdoom, e.a. - reader: ‘Bouwen met materialen’

Toepassingen van materialen Bekleden Isoleren Detailleren Construeren Waterdicht maken Brandwerend maken Bouwfysische prestatie garanderen Duurzaamheid geven ( achtergrond beschermen) Uiteindelijk: - gebouwen die de tand des tijds kunnen weerstaan, - , die voldoen aan de gestelde eisen, - , die veilig zijn en comfortabel, en - , die een goede beeldende kwaliteit bezitten

Hoedanigheden van materialen In normale taal: zwaar, hard, sterk, slap, flexibel, verend, bros ruikend In begrippen-taal: dichtheid hardheid, druk-, trek-, buig- sterkte stijfheid, elasticiteit taaiheid, poreus, gas-emissie, permeabel

Hoedanigheden van materialen 2* grondvorm als lineair grondvorm als blok grondvorm als plaat grondvorm als bulk

Van grondvorm tot constructie en detail

Via manipulatie grondvorm naar constructie en naar compositie

Vertrouwen op bekleden met mooie materialen

Beeldend geheel

Van - volume ….

Indeling boek Indeling reader 1 Vormen en bouwen met bodemmaterialen 1. Inleiding+alg. eigenschappen 2. Hout 3. Plaatmaterialen 4. Kleiwaren 5. Bindmiddelen, mortels, etc. 6. Niet gebakken kunststeen etc. 7. Natuursteen 8. Kunststoffen 9. Bitumen en kunstst. dakbedek. 10. Glas 11. Isolatiematerialen 12/13.Lijmen en kitten /Verf 14 Ijzer en staal 15 Non ferrometalen 1 Vormen en bouwen met bodemmaterialen 2 Vormen in hout, metalen, kunststoffen 3 Relatieve eigen-schappen, karakter, expressie 4 Denken in, ontwerpen met materialen

4 waarheden als een koe Materiaalgebruik hangt samen met: -Bouwkosten en budget -Onderhoudskosten -Milieuaspecten / kosten voor de samenleving; zie inleiding van het boek Belangrijk thema is momenteel: de gebruiksduur van een gebouw; discussie Bouwschade is anno 2004 nog steeds niet uit te bannen; helaas een feit! Talent bewijst zich in de behoefte iets boeiends te ontwerpen; =uitdaging

Alleen de stapeling van de grondvormen

Mechanische eigenschappen van materialen Spreek- taal: -sterk, -hard, -slap, -flexibel, -verend, -bros Materiaalkundige begrippen: -druk-, trek-, buigsterkte -hardheid, -stijfheid, elasticiteit -taaiheid

Stijfheid Wet van Hooke: kracht gedeeld door vervorming is constant optredende spanning F/A (= s ) gedeeld door relatieve vervorming ΔL/L (= e ) wordt E-modulus genoemd: s/e = E ; s = E . e

E-moduli In N.mm-2 x 103

Maximale (trek)sterkte /breuksterkte brosse breuk taaie breuk

Andere waarden voor sterkte

Ligger versus boog ligger=ongeloofwaardige boog=geloofwaardige toepassing in steen toepassing in steen

het omvouwen van een wand Resultaat: dichte hoeken

Het maken van dichte hoeken hoort bij de ‘basis-vormentaal’ van blokken. Villa van arch. FL. Wright

Het krommen Lange halfsteens muur is toch stabiel

Bramante

Analyse: stapelen met logica

Analyse: renaissancebouwstijl is ook expressie van ‘stapel-logica’

Druksterkte 2 soorten materialen: - massief - poreus Druksterkte hangt , via de dwarscontractie, samen met treksterkte ! (maar als trek geen rol zou spelen, d.w.z. als er geen uitzetting naar de zijkant mogelijk is, is het samendrukken van poriën de enige belemmering voor oneindige drukvastheid.)

De structuur van materialen 1.Atomaire binding in molecuul (ionogeen, covalent, metaal ) 2.Binding op molecuul-niveau in kristal of rooster (ordening tot kristallen of tot een ongeorganiseerdheid: amorf materiaal) 3.Doorlopendheid roosters (matrix-vorming met redelijke mate van homogeniteit)

Parameters voor sterkte en stijfheid Type bindingen: - primair = sterk - secundair = zwak Bepalend is: de mate van doorlopendheid van de roosters; dat er geen: - microscheuren zijn, of - dislocaties, of - inhomogeniteiten

Brosheid: er zijn geen interne verschuivingen mogelijk

Plastisch gedrag: er zijn interne verschuivingen mogelijk zonder breuk

Hardheid Als eigenschap een oppervlakte-eigenschap , =kerfgevoeligheid, gebaseerd op meetmethode, bijv. Mohs of Brinell, zie tabel 7.3 blz. 298 Boek Als fenomeen is er wel een duidelijke materiaalkundige relatie met de structuur en de stijfheid van een materiaal, zie Materiaalkunde 2 omdat het een eigen meetmethode kent vormt het een apart begrip

Hoofdgroepen van materialen Steenachtigen (Natuur- en kunststeen) Hout en houtachtigen (organisch) Metalen (staal, aluminium en non-ferro) Kunststoffen (organisch) Combinaties (bv. gewapend beton) Composieten (mengsels)

Oergesteente & residuen van veldspaat

Analyse Afb. toont via de maat-beperkingen van het materiaal (ivm maakbaarheid of transport) dat het natuursteen betreft.

Mooie (‘stille’) afstemming van onderdelen