Beton_IFD_Materiaalkunde_MBO_N4_aangevuld

• New lesson editor
• Excel
• Beroepsopleiding

MATERIAALKUNDE • 1e JAAR • MBO N4

Beton &

IFD-bouwen

Van sterk materiaal naar slim, aanpasbaar en

demontabel bouwen

60

MINUTEN

Herhalen →

ontdekken →

ontwerpen

START • 5 MIN

Wat weet je nog van beton?

2 • Materiaalkunde | Beton & IFD

START • 5 MIN

“Wat is jouw favoriete betonsoort en waarom?”

Zoek betekenis en een afbeelding. En zet het in een Word bestand

?Actie

2 • Materiaalkunde | Beton & IFD

Gewapend beton

Voorgespannen beton

Geprefabriceerd beton

Spuitbeton

Zelfverdichtend beton

Zelfreinigend beton

Beton met motieven

Lichtdoorlatend beton

Ultra hoge sterkte beton

betonsoort: uitleg en foto

START • 5 MIN

“Wat is jouw favoriete betonsoort en waarom?”

Denk 20 seconden na. Bespreek daarna met je buur:

?

Geen idee is óók

een goed startpunt.

2 • Materiaalkunde | Beton & IFD

Gewapend beton

Gewapend beton is een combinatie van beton en wapeningsstaal. Beton kan grote drukkrachten weerstaan maar is niet goed bestand tegen trekkrachten. Die trekspanning wordt opgevangen door aan het beton een wapening van stalen staven of netten toe te voegen.

Voorgespannen beton

Dit is een speciale toepassing van gewapend beton omdat een deel van de wapening wordt voorgespannen (onder een trekkracht in het beton geplaatst). Op deze manier kan het beton een hogere belasting dragen.

Geprefabriceerd beton

Ook bekend onder de naam prefab beton, is een bouw- of constructiemateriaal van (gewapend) beton dat in geconditioneerde omstandigheden gefabriceerd wordt op een andere locatie dan de bouwlocatie waar het wordt verwerkt.

Spuitbeton

Ook bekend als 'shotcrete', is een vorm van beton dat in vloeibare, natte verschijning spuitbaar aangebracht kan worden. Beton wordt op een bestaand oppervlak gespoten zonder bekisting. Spuitbeton wordt meestal gebruikt bij de restauratie van bestaande gevels, maar kan ook gebruikt worden om een nieuwe gevel een expressief en rotsachtig karakter te geven. Het wordt ook vaak gebruikt voor de aanleg van tunnels.

Zelfverdichtend beton

Zelfverdichtend beton is een relatief nieuwe betonsoort met een hoge vloeibaarheid zodat het ook in bekistingen met slanke en/of ingewikkelde vormen kan gestort worden.

Zelfreinigend beton

Door een technisch procedé (fotokatalyse) blijft het beton veel langer netjes. Het zonlicht levert hierbij de nodige energie voor het veroorzaken van een chemische reactie die leidt tot de afbraak van vervuilende stoffen.

START • 5 MIN

“Wat is jouw favoriete betonsoort en waarom?”

Denk 20 seconden na. Bespreek daarna met je buur:

?

Geen idee is óók

een goed startpunt.

2 • Materiaalkunde | Beton & IFD

Beton met motieven

Wanneer beton nat wordt, onthult het motieven die onzichtbaar zijn wanneer het beton droog is. Dit wordt vooral toegepast in vochtige omgevingen zoals de douche, het bad of rond het zwembad.

Lichtdoorlatend beton

Beton dat doorweven is met optische vezels die het licht doorlaten waardoor schaduwen en silhouetten zichtbaar blijven.

Ultra hoge sterkte beton

Heeft tien tot vijftien keer meer weerstand dan traditioneel beton. Het laat dunnere constructies toe.

FUNDAMENT • 5 MIN

Welke soorten beton zijn er?

Normaal beton

veel voorkomende constructies

Lichtbeton

lagere volumieke massa

Zwaarbeton

zwaar toeslagmateriaal / bijzondere toepassingen

Hogesterktebeton

hoge druksterkte

Zelfverdichtend

vloeit goed zonder traditioneel verdichten

Vezelbeton

vezels beïnvloeden gedrag

Niet: “welke is de beste?” → Wel: “welke eigenschappen vraagt de toepassing?”

5 • Materiaalkunde | Beton & IFD

HERHALING • 5 MIN

Beton = meer dan cement

Cement

bindmiddel

Water

reactie + verwerkbaarheid

Zand

fijn toeslagmateriaal

Grind

grof toeslagmateriaal

Vraag uit de klas: “Hoe duur is een zak cement?”

Laat eerst gokken → check daarna een actuele bouwmarktprijs. Eén zak cement is nog géén beton.

3 • Materiaalkunde | Beton & IFD

HERHALING • 5 MIN

Beton, gewapend beton en sterkte

Beton

Sterk bij DRUK

Relatief zwak bij TREK

Gewapend beton

Beton + staal

Staal helpt trekkrachten opnemen

Sterkteklasse

Bijv. C20/25 of C30/37

Getallen horen bij karakteristieke druksterkte

4 • Materiaalkunde | Beton & IFD

SPECIFICEREN • 6 MIN

Eisen aan beton: wat moet je eigenlijk opgeven?

Bij beton kies je niet alleen “een soort”. Je specificeert eigenschappen die passen bij de toepassing.

1 Sterkteklasse

Hoeveel druk kan het verharde beton opnemen?

Voorbeeld: C20/25 of C30/37.

2 Milieuklasse

Aan welke aantasting wordt het beton blootgesteld?

Denk aan vocht, vorst, chloriden of chemische belasting.

3 Consistentieklasse

Hoe verwerkbaar is het verse beton?

Denk aan stijf, plastisch of zeer vloeibaar.

Onthoud: STERKTE = constructie • MILIEU = duurzaamheid • CONSISTENTIE = verwerking

6 • Materiaalkunde | Beton & IFD

SPECIFICEREN • 5 MIN

Van code naar betekenis

Sterkteklasse — C30/37

C = beton

30 = karakteristieke cilinderdruksterkte

37 = karakteristieke kubusdruksterkte

Eenheid: N/mm² (MPa)

Milieuklasse — voorbeeld XC

Beschrijft de omgeving waarin het beton staat.

XC heeft te maken met risico op corrosie door carbonatatie. Andere klassen horen bij andere aantastingsmechanismen.

Consistentie — S-klassen

Geeft de verwerkbaarheid van vers beton aan via de zetmaat.

Een hogere S-klasse betekent een grotere zetmaat — maar niet automatisch “beter beton”.

Klasvraag: welke eis zou bij een buitenconstructie anders kunnen zijn dan bij een droge binnenconstructie?

7 • Materiaalkunde | Beton & IFD

STUDENTVRAGEN • 3 MIN

Hoe hoog kan een betonnen muur worden?

Er is geen vast maximaal aantal meters.

De constructeur kijkt onder andere naar:

• dikte en slankheid

• wapening

• wind en andere belastingen

• stabiliteit en steunpunten

• fundering en ondergrond

Hoog bouwen = ontwerpen op krachten + stabiliteit

Een hoge wand kan, zolang het totale constructiesysteem veilig en uitvoerbaar is.

8 • Materiaalkunde | Beton & IFD

BETONSCHADE • 7 MIN

Beton is sterk — maar niet onverwoestbaar

Scheuren

Mogelijke oorzaken:

• krimp

• temperatuur

• belasting

• zetting

Niet elke scheur betekent direct constructief gevaar.

Wapeningscorrosie

Staal kan gaan roesten wanneer bescherming tekortschiet. Roest zet uit → beton kan scheuren en afspatten.

Vorst / dooi

Water in poriën kan bij bevriezen schade veroorzaken, vooral bij ongunstige blootstelling en betonkwaliteit.

Chemische aantasting

Sommige omgevingen kunnen cementsteen of wapening aantasten. Daarom is de milieuklasse belangrijk.

Diagnosevraag: zie je een scheur? Zoek eerst naar oorzaak, plaats, patroon en ontwikkeling.

9 • Materiaalkunde | Beton & IFD

STUDENTVRAGEN • 3 MIN

Levensduur, scheuren en recycling

Gaat beton lang mee?

Ja — vaak vele tientallen jaren. Werkelijke levensduur hangt af van ontwerp, uitvoering, milieu en onderhoud.

Kan beton scheuren?

Ja. Denk aan krimp, temperatuur, belasting en zettingen. Scheurvorming is niet automatisch bezwijken.

Kan beton worden gerecycled?

Ja. Oud beton kan o.a. worden gebroken tot granulaat voor nieuw materiaal. Hergebruik van hele elementen gaat een stap verder.

→ En precies daar begint de brug naar IFD.

10 • Materiaalkunde | Beton & IFD

RETRIEVAL • 3 MIN

Fundering: kun jij dit nog uitleggen?

Wat is het verschil tussen funderingspalen en een funderingsvloer/plaat?

Palen

Brengen belastingen dieper de ondergrond in naar geschikte draagkrachtige lagen.

Funderingsvloer / plaat

Verdeelt belastingen over een groter oppervlak en draagt af aan de ondergrond.

11 • Materiaalkunde | Beton & IFD

BRUG NAAR IFD • 5 MIN

Van “lang meegaan” naar “mee kunnen veranderen”

Stel:

Een betonnen gebouw kan lang meegaan…

…maar na 10 jaar wil de gebruiker een andere indeling.

Na 30 jaar krijgt het gebouw een andere functie.

➜

Moeten we

dan

slopen?

Of ontwerpen we vanaf dag 1 op verandering en hergebruik?

12 • Materiaalkunde | Beton & IFD

NIEUWE STOF • 5 MIN

IFD = Industrieel • Flexibel • Demontabel

I — Industrieel

Slim produceren

Prefab / standaardiseren

Herhaalbare maatvoering

F — Flexibel

Aanpasbaar in gebruik

Indeling kan veranderen

Onderdelen vervangbaar

D — Demontabel

Losmaakbare verbindingen

Onderdelen bereikbaar

Hergebruik zonder onnodige schade

IFD gaat dus niet alleen over materiaal — óók over ontwerp, maatvoering en verbindingen.

13 • Materiaalkunde | Beton & IFD

IFD • 4 MIN

Verbindingen maken het verschil

Natte / sterk geïntegreerde verbinding

Kan functioneel uitstekend zijn, maar scheiden en hergebruiken kan lastiger worden.

Losmaakbare verbinding

Bijv. bouten, schroeven of andere toegankelijke verbindingen kunnen demontage en vervanging ondersteunen.

Ontwerpvraag: beton + staal + hout — hoe zorg je dat je ze later weer uit elkaar kunt?

14 • Materiaalkunde | Beton & IFD

GROEPSWERK • 12 MIN

Hoe pak je een ontwerpopdracht aan met IFD

Een kleine lesruimte moet over 10 jaar groter kunnen worden en over 30 jaar zoveel mogelijk in onderdelen herbruikbaar zijn.

1

Schets

Maak een simpele doorsnede/plattegrond

2

Materialen

Gebruik minimaal beton + één ander materiaal

3

Verbinding

Laat zien hoe onderdelen aan elkaar zitten

4

Demontage

Hoe haal je het later zonder onnodige schade uit elkaar?

15 • Materiaalkunde | Beton & IFD

BESPREKEN • 7 MIN

Pitch: wijs de I, F en D aan

Per groep: maximaal 1 minuut

I — Industrieel

Wat is gestandaardiseerd of prefab bedacht?

F — Flexibel

Wat kan later veranderen zonder het hele gebouw te vervangen?

D — Demontabel

Welke verbinding of keuze maakt onderdelen losmaakbaar?

Luistervraag voor de klas: welk idee zou jij overnemen?

16 • Materiaalkunde | Beton & IFD

Prefab

Flexibel

Demontabel

MATERIALEN

2

Materialen

Gebruik minimaal beton + één ander materiaal

15 • Materiaalkunde | Beton & IFD

1. Droogstapelbare en demontabele elementen: Denk aan geprefabriceerde betononderdelen, staalconstructies en houten modules die met bouten in plaats van lijm of natte mortel zijn bevestigd.

2. Gestandaardiseerde interfaces: De aansluitingen (koppelingen) tussen verschillende bouwdelen zijn gestandaardiseerd, zodat onderdelen van verschillende fabrikanten passen en uitwisselbaar zijn.

3. Biobased en gerecyclede materialen: Er wordt nadrukkelijk gekeken naar hernieuwbare grondstoffen en materialen die na de sloop een tweede leven krijgen in een andere kringloop

AFSLUITING • 5 MIN

Exit-ticket

Schrijf individueel 4 korte antwoorden op:

1

Wat is het verschil tussen beton en gewapend beton?

2

Noem de drie specificaties: sterkte-, milieu- en consistentieklasse.

3

Noem één oorzaak van betonschade.

4

Waar staan de letters I, F en D voor?

17 • Materiaalkunde | Beton & IFD