Labo’s bouwmaterialen Academiejaar 2007-2008 Prof.: Dr. Ir. J. Wastiels Ass.: Ir. Arch. Olivier Remy Ir. Arch. Carla Ramault Ing. Johan Van Ackeren

Labo’s bouwmaterialen Hands-on training Beton / Mortel IPC Vervaardigen + Testen + Interpreteren

Labo’s bouwmaterialen Hands-on training Beton / Mortel IPC Vervaardigen + Testen + Interpreteren

Fijne en grove granulaten Eventueel toevoegstoffen Cement en beton Cement Zeer fijn Poedervormig Hydraulisch Bindmiddel Beton Cement Water Fijne en grove granulaten Eventueel toevoegstoffen

Cement Verschillende types CEM I (portlandcement) CEM II (portlandcomposietcement) CEM III (hoogovencement) CEM IV (puzzolaancement) CEM V (samengesteld cement)

Cement Verschillende klassen (afh. van korrelgrootte) 32,5 42,5 52,5 Afhankelijk van 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 Stijgende prijs

Cement Extra letter N = normaal R = rapid CA = low alkali HES = high early strength LH = low heat

Cement Cement + water: hydratatiereactie van producten vormt gesteente

Cement Invloed hoeveelheid water: Verwerkbaarheid Uithardingstijd Poriënvolume Sterkte …

Cement

groepen 1,3,5 : 3 mortelbalkjes van drie verschillende samenstelling Cement + water + zand groepen 1,3,5 : 3 mortelbalkjes van drie verschillende samenstelling

Proeven op verse mortel Vicat test Gemeten op cementbrij met normale consistentie Binding meten (staafje met sectie 1 mm² blijft op ongeveer 4 mm hangen van de bodem) Einde binding als naald niet meer dan 0,5 mm indringt (tussen 1 en 12 uur)

Proeven op verse mortel Maniabilimeter (cfr Vébétest) Meten van de vloei-eigenschappen (viscositeit) Prismavormig volume met mortel Wegnemen zijwand + trillen in groter vat Meten tijd tot bereiken merkteken door specie

Testen van verse mortel

Testen van 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

Testen van uitgeharde mortel Iedere groep test na verschillende tijdstippen Driepuntsbuigproef Drukproef

Bouwmaterialen Mortel Beton

Beton

Beton Viskeus mengsel Opgelet: GEEN Newtoniaanse viskeuze vloeistof η Newtoniaanse viskeuze vloeistof vb olie Bingham model Beton τ τ0 γ

groepen 2, 4 en 6 : 3 cilinders van drie verschillende samenstellingen Beton Cement + water + zand + grind (kleine 4/6,3; grote 7/14) groepen 2, 4 en 6 : 3 cilinders van drie verschillende samenstellingen

Proeven op vers beton r ≈ 2400 kg/m³ Zetmaat (Abramskegel) Statische eigenschappen: vloeidrempel Goed om variaties W/C te meten

Proeven op vers beton Vébétest Te gebruiken voor beton met geringe verwerkbaarheid Meten van de vloei- eigenschappen (viscositeit)

Proeven op vers beton Superplastificeerders

Proeven op uitgehard beton Drukken van de cilinders om de druksterkte te bepalen

Labo’s bouwmaterialen Hands-on training Beton / Mortel IPC Vervaardigen + Testen + Interpreteren

Composieten WAT IS EEN COMPOSIET?

Composieten WAT IS EEN COMPOSIET? Een composiet is 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, vinyl ester, epoxy, phenolic,polyimide, polyamide, polypropylene,epoxy, …) maar ook inorganische cementen LABO CEMENT EN BETON: CEMENT-COMPOSIETEN

Composieten MATRIX: PORTLAND CEMENT (pH 11): AR-glassvezel, … INORGANIC PHOSPHATE CEMENT (pH 7) ; IPC Low cost E-glassvezels VEZELS: E-GLAS RESULTAAT: sterk en duurzaam vezelversterkt keramisch materiaal voor diverse applicaties

Composieten PRODUCTIE VAN COMPOSIETEN? Hand Lay-Up Compression Moulding Vaccuum bagging Pulltrusion RTM … IMPREGNEREN VAN DE VEZELBUNDELS

Composieten PRODUCTIE VAN COMPOSIETEN? Hand Lay-Up IMPREGNEREN VAN DE VEZELBUNDELS

Composieten PRODUCTIE VAN COMPOSIETEN? Hand Lay-Up Eenvoudig Arbeidsintensief IMPREGNEREN VAN DE VEZELBUNDELS

Composieten PRODUCTIE VAN COMPOSIETEN? INDUSTRIEEL IMPREGNEREN VAN DE VEZELBUNDELS

Composieten PRODUCTIE VAN COMPOSIETEN? INDUSTRIEEL IMPREGNEREN VAN DE VEZELBUNDELS Mogelijk eindproduct: Laminaat = een composiet element opgebouwd uit ≠ lagen

Composieten Verschil tussen LAM en HLU? Laminaat LAM Identiek laminaat HLU => Vergelijken van mechanische eigenschappen

Composieten Laminator:

Composieten Hand lay-up: Glasvezelmat Vers IPC mengsel Laminaat in opbouw

Composieten Doelstellingen van het labo: Vereisten voor het verslag: 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; lam vs HLU

matrix-vezel interface Composieten De ACK-theorie: matrix vezel matrix-vezel interface vezels matrix

Composieten Regime I Regime II Regime III

Composieten Regime I - adhesie tussen matrix en vezel - matrix en vezel vervormen gelijk Regime II Regime III

Composieten Regime I - adhesie tussen matrix en vezel - matrix en vezel vervormen gelijk Regime II - matrix scheuren ontstaan - eerder: matrix-vezel adhesie - nu: matrix-vezel frictie matrix scheur Regime III matrix-vezel onthechting

Composieten Regime I - adhesie tussen matrix en vezel - matrix en vezel vervormen gelijk Regime II - matrix scheuren ontstaan - eerder: matrix-vezel adhesie - nu: matrix-vezel frictie Regime III - matrix-vezel samenwerking blijft bestaan - matrix en vezel vervorming kan verschillend zijn

Composieten De trekcurve volgens de ACK-theorie:    c Zone II  mc Zone 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

Composieten Gevraagd: (eB,sB)  E3 E1  E1 = E-modulus zone I E3 = E-modulus zone III sB = Breukspanning eB = Rek bij breuk Vf = Vezel volume fractie E3 E1 

Composieten Bepaling Vezelvolume fractie Vf: Bepaling aan de hand van de massa IPC en massa gebruikte vezels (vers mengsel) Theoretische bepaling (a.d.h.v. volumes) unidirectionele vezelrichting 2D-random vezelrichting Efficiëntie factor Vf*= 1/3 Vf Vf

Composieten