Hoofdstuk 1: Beton, een veelzijdig bouwmateriaal
Beton:
= veelzijdig bouwmateriaal
- kunstmatig gesteente
- hogere kostprijs (i.v.m. vroeger)
- hoge duurzaamheid
- veel toepassingsmogelijkheden
Betonindustrie:
Prefab industrie VS in situ gestort beton
➔ Prefab industrie → productiehal (+ eventuele betoncentrale)
1) in grote mallen wordt beton onder ideale omstandigheden behandeld
2) wordt na x – aantal dagen ontkist
3) elementen worden in zijn uiteindelijke vorm getransporteerd
➔ In situ gestort beton (herkenbaar aan centerpengaten)
1) bekisting nodig op werf
2) mobiele betonmixer komt langs
3) beton wordt in bekisting verpompt
4) ontkisting + nabehandeling
Waarom beton?
- esthetisch
- economisch
- sterk
- duurzaam (indien goed onderhoud)
- verwerkbaar
W/C factor
→ massa water / massa cement
- in 1m³ gaat +- 175kg water / 350kg cement → W/C – factor = 0,5
- hoe lager de W/C – factor, hoe sterker de beton
- hoe hoger de W/C – factor, hoe vloeibaarder het beton
Mogelijke examenvraag:
“Als de W/C – factor van een betonsamenstelling stijgt, zal de levensduur van het beton
ook toenemen”
→ Fout
Pagina 1 van 6
,Wat is beton?
Samenstelling traditioneel beton (massaverhoudingen = W/C)
- granulaten (4kg)
- zand (2kg)
- cement (1kg)
- water (0,5kg)
Samenstelling traditioneel beton (volumeprocenten = w/c)
- 70 à 80% granulaten
- 10 à 15% cement
- 15 à 20% water
- 2 à 5% lucht (verzwakt sterkte beton)
+ evt.:
- hulpstoffen (bv. plastificeerder) → vaak vloeibaar
- toevoegsels (bv. hoogovenslag) → vaak poederachtige materialen
Granulaten worden aan elkaar gehecht door cementmatrix/cementpasta (cement &
water) waartussen zich capillaire ruimten/poriën bevinden die gevuld zijn met lucht
en water
Beton is samengesteld uit:
Grove granulaten
+
Mortel (= beton met grootste korrelafmeting 4mm)
→ Grove granulaten: grind/steenslag
→ Mortel: zand + cement + water + toeslagstoffen
- grind/steenslag + zand → korrelverdeling
- cement + water (+ hulpstoffen) (+ toevoegsels) → W/C factor
- zand + cement → zand – cementfactor
- zand + cement + water (+ toevoegsels) → verhouding water / fijne deeltjes
Granulaten zijn inerte materialen
Granulaten:
- rivier- of zeegrind en zand (ronde granulaten)
- steenslag of kunstzand (hoekige granulaten
→ korrelverdeling = zeer belangrijk:
- ✓ cohesie vereist
- ✓ verwerkbaarheid nodig
- segregatie en blokkage vermijden
Pagina 2 van 6
,Cement en water zijn chemisch actief
Cement + water = tweecomponentenlijm → gaan hydratatieproducten vormen
De vaste hydratatieproducten nemen een volume in dat
kleiner is dan de afzonderlijke volumes van cement en
water
=> Er komt dus ruimte vrij (capillaire holten)
Vers (plastisch) beton wordt verhard beton
Cement + water => vorming hydratatieproducten
De vaste hydratatieproducten nemen een
volume in dat kleiner is dan de afzonderlijke
volumes van cement en water
=> Er komt dus ruimte vrij (capillaire holten)
Thermometer
=> exotherme reactie, als water en cement
samengevoegd worden, komt er warmte vrij
Fysische eigenschappen beton bepaald door:
Beton kent visco-elastisch gedrag, beton ‘kruipt’ bij langdurige belasting
→ kruip = toenemende vervorming bij een constante belasting
Mechanische eigenschappen beton
- kunstmatig gesteente
- druksterkte = belangrijkste kenmerk
- eenvoudig te bepalen kwaliteitscriterium
- druksterkte = treksterkte x 10
- beton belasten op trek is niet economisch
→ maar minimale treksterkte is nodig om verankering staal mogelijk te maken
Pagina 3 van 6
, Druksterkte beton (N/mm² = MPa)
Hoe bepalen?
Kubus wordt in drukbank geplaatst → wordt belast op druk → kracht die daarop
gegenereerd word, gaan we delen door de opp. loodrecht op dat vlak (150mm²)
→ resultaat = druksterkte
Druksterkte → neemt toe in de tijd, afhankelijk van omgevingstemperatuur
Voorbeeld
=> Een kubus (zijde 150mm) met sterkte 40 MPa en een massa
van 8 kg kan 90 ton of 1000 personen dragen (90 kg/persoon)
Eigenschappen verhard beton
- hoge druksterkte
- lage W/C
- veel cement → hoge kostprijs, veel krimp
- weinig water → verwerkbaarheid daalt
- hoge compactheid
- van belang bij duurzaamheidsaspecten
- samenstelling (✓ korrelverdeling + mengverhouding granulaten)
- gebruik van toevoegsels
- verwerking (mix – transport – plaatsing – verdichting)
- ontkisting én nabehandeling
Wapenen van beton: waarom?
Gewapend beton:
- beton → druk opnemen
- wapening → trek opnemen
Beton en staal komen goed overeen:
- beton hecht zich goed aan het staal
- beton beschermt staal tegen roesten*
- beton en staal hebben een vergelijkbare uitzettingscoëfficiënt (CTE)**
*Beton is een basisch materiaal met een pH van 12 à 13. Wanneer men staal in een
alkalisch milieu plaats, zal deze beschermt worden tegen corrosie
Voorwaarde: pH beton moet 12 à 13 blijven
**Coefficient of Thermal Expansion = elk materiaal gaat uitzetten als dat opwarmt
CTE beton & staal = 10-12µm/m/°C
= als je een element van 1m, 1°C gaat opwarmen, gaat dat 10-12µm gaan uitzetten
Pagina 4 van 6
Beton:
= veelzijdig bouwmateriaal
- kunstmatig gesteente
- hogere kostprijs (i.v.m. vroeger)
- hoge duurzaamheid
- veel toepassingsmogelijkheden
Betonindustrie:
Prefab industrie VS in situ gestort beton
➔ Prefab industrie → productiehal (+ eventuele betoncentrale)
1) in grote mallen wordt beton onder ideale omstandigheden behandeld
2) wordt na x – aantal dagen ontkist
3) elementen worden in zijn uiteindelijke vorm getransporteerd
➔ In situ gestort beton (herkenbaar aan centerpengaten)
1) bekisting nodig op werf
2) mobiele betonmixer komt langs
3) beton wordt in bekisting verpompt
4) ontkisting + nabehandeling
Waarom beton?
- esthetisch
- economisch
- sterk
- duurzaam (indien goed onderhoud)
- verwerkbaar
W/C factor
→ massa water / massa cement
- in 1m³ gaat +- 175kg water / 350kg cement → W/C – factor = 0,5
- hoe lager de W/C – factor, hoe sterker de beton
- hoe hoger de W/C – factor, hoe vloeibaarder het beton
Mogelijke examenvraag:
“Als de W/C – factor van een betonsamenstelling stijgt, zal de levensduur van het beton
ook toenemen”
→ Fout
Pagina 1 van 6
,Wat is beton?
Samenstelling traditioneel beton (massaverhoudingen = W/C)
- granulaten (4kg)
- zand (2kg)
- cement (1kg)
- water (0,5kg)
Samenstelling traditioneel beton (volumeprocenten = w/c)
- 70 à 80% granulaten
- 10 à 15% cement
- 15 à 20% water
- 2 à 5% lucht (verzwakt sterkte beton)
+ evt.:
- hulpstoffen (bv. plastificeerder) → vaak vloeibaar
- toevoegsels (bv. hoogovenslag) → vaak poederachtige materialen
Granulaten worden aan elkaar gehecht door cementmatrix/cementpasta (cement &
water) waartussen zich capillaire ruimten/poriën bevinden die gevuld zijn met lucht
en water
Beton is samengesteld uit:
Grove granulaten
+
Mortel (= beton met grootste korrelafmeting 4mm)
→ Grove granulaten: grind/steenslag
→ Mortel: zand + cement + water + toeslagstoffen
- grind/steenslag + zand → korrelverdeling
- cement + water (+ hulpstoffen) (+ toevoegsels) → W/C factor
- zand + cement → zand – cementfactor
- zand + cement + water (+ toevoegsels) → verhouding water / fijne deeltjes
Granulaten zijn inerte materialen
Granulaten:
- rivier- of zeegrind en zand (ronde granulaten)
- steenslag of kunstzand (hoekige granulaten
→ korrelverdeling = zeer belangrijk:
- ✓ cohesie vereist
- ✓ verwerkbaarheid nodig
- segregatie en blokkage vermijden
Pagina 2 van 6
,Cement en water zijn chemisch actief
Cement + water = tweecomponentenlijm → gaan hydratatieproducten vormen
De vaste hydratatieproducten nemen een volume in dat
kleiner is dan de afzonderlijke volumes van cement en
water
=> Er komt dus ruimte vrij (capillaire holten)
Vers (plastisch) beton wordt verhard beton
Cement + water => vorming hydratatieproducten
De vaste hydratatieproducten nemen een
volume in dat kleiner is dan de afzonderlijke
volumes van cement en water
=> Er komt dus ruimte vrij (capillaire holten)
Thermometer
=> exotherme reactie, als water en cement
samengevoegd worden, komt er warmte vrij
Fysische eigenschappen beton bepaald door:
Beton kent visco-elastisch gedrag, beton ‘kruipt’ bij langdurige belasting
→ kruip = toenemende vervorming bij een constante belasting
Mechanische eigenschappen beton
- kunstmatig gesteente
- druksterkte = belangrijkste kenmerk
- eenvoudig te bepalen kwaliteitscriterium
- druksterkte = treksterkte x 10
- beton belasten op trek is niet economisch
→ maar minimale treksterkte is nodig om verankering staal mogelijk te maken
Pagina 3 van 6
, Druksterkte beton (N/mm² = MPa)
Hoe bepalen?
Kubus wordt in drukbank geplaatst → wordt belast op druk → kracht die daarop
gegenereerd word, gaan we delen door de opp. loodrecht op dat vlak (150mm²)
→ resultaat = druksterkte
Druksterkte → neemt toe in de tijd, afhankelijk van omgevingstemperatuur
Voorbeeld
=> Een kubus (zijde 150mm) met sterkte 40 MPa en een massa
van 8 kg kan 90 ton of 1000 personen dragen (90 kg/persoon)
Eigenschappen verhard beton
- hoge druksterkte
- lage W/C
- veel cement → hoge kostprijs, veel krimp
- weinig water → verwerkbaarheid daalt
- hoge compactheid
- van belang bij duurzaamheidsaspecten
- samenstelling (✓ korrelverdeling + mengverhouding granulaten)
- gebruik van toevoegsels
- verwerking (mix – transport – plaatsing – verdichting)
- ontkisting én nabehandeling
Wapenen van beton: waarom?
Gewapend beton:
- beton → druk opnemen
- wapening → trek opnemen
Beton en staal komen goed overeen:
- beton hecht zich goed aan het staal
- beton beschermt staal tegen roesten*
- beton en staal hebben een vergelijkbare uitzettingscoëfficiënt (CTE)**
*Beton is een basisch materiaal met een pH van 12 à 13. Wanneer men staal in een
alkalisch milieu plaats, zal deze beschermt worden tegen corrosie
Voorwaarde: pH beton moet 12 à 13 blijven
**Coefficient of Thermal Expansion = elk materiaal gaat uitzetten als dat opwarmt
CTE beton & staal = 10-12µm/m/°C
= als je een element van 1m, 1°C gaat opwarmen, gaat dat 10-12µm gaan uitzetten
Pagina 4 van 6
