OPO13 - LES 3 - MATERIAAL - 2025-26.pdf

# Overzicht van bouwmaterialen Het overzicht van bouwmaterialen behandelt de relatie tussen vorm, materiaal en proces in de architectuur en introduceert de fundamentele eigenschappen en toepassingsmogelijkheden van diverse bouwmaterialen. ## 1. Overzicht van bouwmaterialen Architectuur wordt gevormd door een synergie tussen vormgeving, bouwmaterialen en het proces van vervaardiging en constructie. Deze drie elementen hebben een onderlinge driehoeksverhouding. Wanneer er prestatie-eisen worden gesteld aan het eindproduct, zoals economische, ecologische, productionele of esthetische eisen, komt deze drie-eenheid onder druk te staan en kan de onderlinge verhouding wijzigen [3](#page=3). > **Tip:** Begrijp dat de keuze van een materiaal niet losstaat van de beoogde vorm en de manier waarop het gebouw wordt gerealiseerd. ### 1.1 Materiaal-eigenschappen en toepassingen Elk materiaal bezit specifieke kwaliteiten die leiden tot specifieke toepassingsmogelijkheden. De inzetbaarheid van een materiaal hangt sterk af van de krachten waaraan het wordt blootgesteld [4](#page=4). * **Hout**: Met zijn vezelige structuur is hout over het algemeen goed geschikt om trekkrachten op te vangen, mits correct gebruikt. Het bezwijkt echter sneller onder drukkrachten, wat sterk afhankelijk is van de vezelrichting waarlangs de last aangrijpt [4](#page=4). * **Natuursteen**: Natuursteen daarentegen kan goed bestand zijn tegen druklasten, maar minder goed tegen trekkrachten [4](#page=4). #### 1.1.1 Krachten in materialen Het fundamentele onderscheid in krachten waaraan bouwmaterialen worden blootgesteld, is tussen trekkrachten en drukkrachten. De weerstand van een materiaal tegen deze krachten bepaalt mede de geschiktheid voor bepaalde constructieve toepassingen [4](#page=4). > **Tip:** Visualiseer hoe een touw (trekken) en een pilaar (drukken) anders reageren op krachten om het verschil tussen trekkrachten en drukkrachten te begrijpen. ### 1.2 Categorieën van bouwmaterialen Bouwmaterialen kunnen worden onderverdeeld in diverse hoofdgroepen [5](#page=5): * Metalen [5](#page=5). * Natuursteen [5](#page=5). * Koolstoffen [5](#page=5). * Hernieuwbare (of hergroeibare) materialen [5](#page=5). * Keramische materialen [5](#page=5). * Kunststoffen [5](#page=5). #### 1.2.1 Composiete materialen Composiete materialen, ook wel samengestelde materialen genoemd, ontstaan door de combinatie van meerdere materiaalgroepen om te voldoen aan specifieke prestatie-eisen [5](#page=5). Voorbeelden van composieten zijn: * **Adobe**: Dit is een samengesteld materiaal waarbij toevoegingen, zoals vezels, de sterkte van het eindproduct kunnen verbeteren [5](#page=5). * **Gewapend beton**: Net als adobe is gewapend beton een composiet waarbij de toevoeging van staal de sterkte significant verbetert [5](#page=5). Ook in de afbouw worden composieten toegepast, zoals natuursteencomposieten, linoleum en Corian [5](#page=5). ### 1.3 Voorbeelden van bouwmaterialen en technieken (op basis van de structuur) De documentatie linkt specifieke materialen en technieken aan voorbeelden van gebouwen, wat de praktische toepassing illustreert [2](#page=2): * **Bouwstenen**: * Natuursteen (bv. Armadillo vault) [2](#page=2). * Aarde / klei: * Adobe (bv. Library Muyinga - BC, Bioklas Edegem - BC) [2](#page=2). * CEB (Compressed Earth Blocks) [2](#page=2). * Baksteen [2](#page=2). * **Beton**: * Bekisting [2](#page=2). * Gegoten beton (bv. Atelier Bardill – Valerio Olgiati) [2](#page=2). * Stampbeton (bv. Meme house) [2](#page=2). * Stampleem (bv. Bruder Klaus kapel – Peter Zumthor, Uitkijktoren Negenoord – De gouden liniaal architecten) [2](#page=2). * **Hout**: * Bosbeheer en de rol van hout als "de longen van onze planeet" [2](#page=2). * Van boom tot plank: * Houtskeletbouw (bv. Meme house – Kengo Kuma) [2](#page=2). * Massiefbouw (bv. Final Wooden house – Sou Fujimoto) [2](#page=2). * CLT (Cross-Laminated Timber) (bv. Zeilclub – Wim Goes, Monte Rosa Hut – Bearth Deplazes) [2](#page=2). Een oefening met het Bezoekerscentrum De Bourgoyen (EVR-architecten) wordt voorgesteld om de kennis toe te passen [2](#page=2). --- # Natuursteen als bouwmateriaal Natuursteen is een van de oudste en meest fundamentele bouwmaterialen die door de mensheid is gebruikt, en de toepassing ervan is sterk afhankelijk van lokale omstandigheden en technologische mogelijkheden [7](#page=7). ### 2.1 Historische en traditionele toepassingen Traditioneel werd natuursteen, vaak in ruwe, onbewerkte vorm, toegepast als basisbouwsteen in de architectuur. Een voorbeeld hiervan is de 'dry stone wall', waarbij stenen zonder bindmiddel zoals cement of mortel worden gestapeld en als een puzzel in elkaar passen om een stevig geheel te vormen [7](#page=7). #### 2.1.1 Invloed van locatie en omgeving De beschikbaarheid en aard van het lokale landschap dicteren in grote mate hoe natuursteen wordt gebruikt. In regio's met rotsachtige, onherbergzame landschappen zonder bomen, waar de natuursteen direct voorhanden is, wordt dit het primaire bouwmateriaal. Gebrek aan infrastructuur zoals wegen, vrachtwagens en kranen, en de afwezigheid van elektriciteit en brandstof, maken transport van de ontginningsplek naar de bouwlocatie een significante uitdaging (#page=8, 9) [8](#page=8) [9](#page=9). #### 2.1.2 Transport en verwerkingstechnieken In gebieden zonder moderne transportmiddelen moeten stenen handmatig of met behulp van lastdieren zoals ezels worden vervoerd. Dit beperkt de maatvoering van de natuurstenen; grote blokken zijn simpelweg niet transporteerbaar. De enige energiebron is menselijke arbeid, en de stenen worden gekapt met eenvoudige gereedschappen zoals hamers en beitel, wat resulteert in relatief ruwe blokken. Op de bouwplaats worden deze stenen op de juiste maat verwerkt en zonder bindmiddel gestapeld. Om stabiliteit te garanderen, zijn de muren onderaan breder dan bovenaan, wat de logica van zwaartekracht weerspiegelt [10](#page=10) [9](#page=9). > **Tip:** Het begrijpen van de beperkingen van een locatie is cruciaal voor het ontwerp en de constructie met natuursteen, vooral in historische of afgelegen gebieden. ### 2.2 Moderne ontginning en verwerking In tegenstelling tot traditionele methoden, wordt natuursteen tegenwoordig machinaal ontgonnen uit steengroeves. Dankzij moderne technologieën zoals kranen en vrachtwagens kunnen enorme blokken efficiënt worden getransporteerd en verwerkt. Dit stelt architecten in staat om natuursteen met een veel grotere precisie te ontwerpen en te gebruiken dan in regio's waar dergelijke middelen niet beschikbaar zijn [11](#page=11). #### 2.2.1 Technologische precisie Moderne technologieën maken het mogelijk om rotsblokken tot op de millimeter nauwkeurig te ontginnen, wat resulteert in perfect berekende 'puzzelstukken'. Een opmerkelijk voorbeeld hiervan is de Armadillo vault, die werd tentoongesteld op de Architectuur Biennale van Venetië in 2016 (#page=15, 16) [15](#page=15) [16](#page=16). ### 2.3 Uitdagingen en historische vraagstukken De constructie van monumentale bouwwerken met natuursteen, zoals de tempel van Jupiter in Baalbek, Libanon, die duizenden jaren geleden werd gebouwd met enorme rotsblokken, roept nog steeds vragen op. Wetenschappers onderzoeken hoe men zonder moderne machines in staat was om zulke perfecte stenen uit te houwen en hoe het transport van deze zware blokken werd geregeld [12](#page=12). #### 2.3.1 Arbeidsintensiteit en economische haalbaarheid Het is bekend dat zulke historische bouwwerken werden gerealiseerd door een enorme hoeveelheid werkkrachten. Tegenwoordig zou de hoge kostprijs van arbeid het onmogelijk maken om op deze schaal en met deze methoden te bouwen [14](#page=14). > **Voorbeeld:** De immense steenblokken van de Tempel van Jupiter in Baalbek, waarvan sommige tot wel 800 ton wegen, blijven een fascinerend mysterie wat betreft de ontginning- en transportmethoden uit de oudheid [12](#page=12). Natuursteen blijft, ondanks de uitdagingen, een waardevol bouwmateriaal dat door de eeuwen heen zowel door noodzaak als door technologische vooruitgang is gevormd (#page=7, 11, 15) [11](#page=11) [15](#page=15) [7](#page=7). --- # Klei en aarde in de bouw Dit onderwerp behandelt het gebruik van klei en aarde als bouwmateriaal, met een focus op de technieken en eigenschappen van adobe en compressed earth blocks (CEB). ### 3.1 Adobe Adobe is een traditioneel bouwmateriaal dat voornamelijk bestaat uit een mengsel van zand, water, klei en organische materialen zoals stro en mest. Dit mengsel wordt in mallen gestampt en vervolgens in de zon gedroogd. Adobe constructies komen veel voor in regio's als het Midden-Oosten, Noord-Afrika, Zuid-Amerika, het zuidwesten van Noord-Amerika en Spanje [17](#page=17). #### 3.1.1 Productie van adobe stenen Het productieproces van adobe stenen begint met een bewerkbare, redelijk vochtige aarde. Organische vezels, zoals stro, worden aan het mengsel toegevoegd om als interne wapening te dienen en te voorkomen dat de stenen uit elkaar vallen tijdens het drogen en krimpen. Het mengsel wordt in een mal gegoten en samengeperst om de stabiliteit te waarborgen en luchtbellen te minimaliseren. Stro op de grond wordt gebruikt om te voorkomen dat de vers gemaakte adobe stenen aan de ondergrond kleven tijdens het drogen [18](#page=18). #### 3.1.2 Ecologische voordelen en toepassingen van adobe Adobe is een ecologisch uitstekende bouwsteen, vooral in regio's waar het materiaal lokaal beschikbaar is. De aarde kan direct van de bouwlocatie worden gebruikt, wat transportkosten en -impact elimineert. Het materiaal wordt niet significant bewerkt en kan na sloop van het gebouw volledig worden gerecupereerd, wat resulteert in een bouwproces zonder afval. In centraal Afrika worden veel woningen met adobe gebouwd vanwege de lage kosten en ecologische voordelen [21](#page=21). #### 3.1.3 Uitdagingen bij het gebruik van adobe Een significant probleem bij adobe constructies, vooral wanneer er geen geld is voor funderingen, is de directe plaatsing van de stenen op de grond. Dit kan leiden tot vochtabsorptie door de muren tijdens regen, wat erosie veroorzaakt en de stabiliteit op termijn aantast. Het is daarom cruciaal dat aardebouwconstructies altijd droog blijven staan [22](#page=22). ### 3.2 Compressed Earth Blocks (CEB) Compressed Earth Blocks (CEB), in het Frans Brique Terre Comprimée (BTC), worden ook wel leemstenen genoemd. Deze stenen lijken qua vorm meer op traditionele bakstenen en worden gedroogd in plaats van gebakken. Dit proces vereist aanzienlijk minder energie en verandert de aarde niet in een onomkeerbaar product, wat ze ecologischer maakt dan gebakken bakstenen [23](#page=23). #### 3.2.1 Productie van CEB Voor de productie van CEB wordt gebruik gemaakt van een pers, zoals de handpers genaamd 'testaram'. Deze methode is met name geschikt voor locaties waar geen elektriciteit beschikbaar is, aangezien de pers bediend kan worden door mensen door middel van een hefboomeffect om de stenen met hoge kracht samen te persen [24](#page=24). #### 3.2.2 Belang van gecontroleerd drogen van CEB In tegenstelling tot adobe, bevatten CEB's geen vezels die als wapening dienen. Daarom is het cruciaal dat deze stenen zeer geleidelijk aan drogen, bij voorkeur in de schaduw, om scheurvorming te minimaliseren [26](#page=26). #### 3.2.3 Kleurvariaties in CEB De kleur van leemstenen wordt bepaald door de aard van de gebruikte aarde. Zo zijn in de Bioklas van Edegem grijsachtige stenen gebruikt, vervaardigd uit boomse klei uit lokale kleigroeves rond Antwerpen. Dit contrasteert met de rode klei die bijvoorbeeld in Burundi wordt gebruikt [29](#page=29). #### 3.2.4 CEB-projecten in België Het project van de Bioklas in Edegem toont aan dat bouwen met aarde ook in België mogelijk is. Dit gebouw is gerealiseerd met CEB, gemaakt van lokale klei. In dit geval werden de stenen geperst met een hydraulische pers, in tegenstelling tot de mechanische pers die gebruikt werd voor de bibliotheek van Muyinga [28](#page=28). --- # Baksteen: productie en toepassingen Dit gedeelte beschrijft de productie en diverse toepassingen van baksteen als bouwmateriaal, van traditionele methoden tot industriële processen en artistieke experimenten met het materiaal. ### 4.1 Baksteen als bouwmateriaal Baksteen is een fundamenteel bouwmateriaal met een rijke geschiedenis. Het gebruik ervan varieert van traditionele constructies tot hedendaagse architectonische experimenten [41](#page=41). ### 4.2 Productieprocessen van baksteen #### 4.2.1 Traditionele veldovens Vroeger werden bakstenen voornamelijk gebakken in veldovens. Deze methode wordt nog steeds toegepast in Afrika. Een significant nadeel van veldovens is de aanzienlijke hoeveelheid afval die wordt geproduceerd. Stenen die te dicht bij het vuur staan, worden te hard gebakken, terwijl stenen aan de buitenkant mogelijk niet voldoende hard worden gebakken. Hierdoor is slechts ongeveer 50% van de geproduceerde stenen bruikbaar voor de bouw, waarbij de rest als afvalproduct wordt beschouwd [42](#page=42). #### 4.2.2 Industriële productie In het westen worden bakstenen tegenwoordig industrieel vervaardigd. Dit proces resulteert in een uniforme kwaliteit waarbij elke steen gelijkmatig wordt gebakken. Een schema van dit industriële productieproces, met alle stappen, is te vinden op pagina 43 van het document [42](#page=42) [43](#page=43). ### 4.3 Toepassingen en experimenten met baksteen #### 4.3.1 Alvar Aalto's "Experimental house" De "Experimental house" (1952-1954), ontworpen door Elissa en Alvar Aalto, diende als hun atelier en zomerresidentie. Geïnspireerd door een Romeinse atrium, ligt het huis aan de rotsachtige oever van het Päijänne meer, beschermd door het kustbos. In dit huis experimenteerde Aalto met diverse materialen, vormen, technieken en proporties [41](#page=41). #### 4.3.2 Integratie in architectuur en natuur In Muuratsalo combineerde Aalto 50 verschillende soorten bakstenen, gerangschikt in unieke patronen. Met deze patronen wilde Aalto de mogelijkheden van baksteenarrangementen verkennen en tevens onderzoeken hoe baksteen interageert met natuurlijke omstandigheden. Dit benadrukt de esthetische en functionele potentie van baksteen in relatie tot de omgeving [41](#page=41). --- # Beton: geschiedenis, samenstelling en toepassingen Dit document biedt een uitgebreide uiteenzetting over beton, beginnend bij de historische oorsprong en evolutie, om vervolgens diep in te gaan op de samenstelling, de diverse componenten, en de technische aspecten van het gebruik ervan in de hedendaagse bouw. ### 5.1 Geschiedenis van beton De oorsprong van beton gaat terug tot de oudheid, met significante toepassingen door de Romeinen, die het gebruikten voor constructies zoals kademuren, bruggen en aquaducten, en zelfs monumentale bouwwerken zoals het Colosseum en het Pantheon. De Romeinen maakten daarbij gebruik van kalk of tras als bindmiddel. Na deze periode raakte de betontechniek eeuwenlang in onbruik [48](#page=48). De herontdekking van beton vond plaats in 1756 met de Brit John Smeaton, die een mengsel van kalk en klei gebruikte voor de herbouw van een vuurtoren. Een cruciale ontwikkeling was de uitvinding van Portlandcement in 1824 door de Engelsman Joseph Aspdin, die er patent op verkreeg. De eerste industriële productie van portlandcement startte in 1842. In Nederland werd in 1870 een kleine portlandcementfabriek geopend in Delfzijl. Tegenwoordig wordt hoogovencement, geproduceerd sinds 1931, steeds meer gebruikt vanwege zijn goede eigenschappen. Opmerkelijk is dat Romeins beton beter bestand was tegen zeewater dan modern beton [48](#page=48). De eerste experimenten met gewapend beton vonden plaats rond 1845 [48](#page=48). #### 5.1.1 Romeinse betonconstructies Het Pantheon in Rome, gebouwd rond 125 na Christus, is een indrukwekkend voorbeeld van Romeins betonwerk. De koepel ervan was tot 1434 de grootste ter wereld en blijft tot op heden de grootste koepel van ongewapend beton. De Romeinen pasten specifieke technieken toe om deze gigantische koepel te realiseren [49](#page=49): * Een oculus, een ronde opening bovenaan, zorgde voor flexibiliteit en weerstand tegen aardbevingen [49](#page=49). * Om het gewicht te beperken, werden cassettes (uitsparingen) in de koepel aangebracht, de wand naar boven toe dunner geconstrueerd, en lichter materiaal gebruikt in hogere delen van de koepel. Zo werd basalt gebruikt in de basis en cement van gemalen puimsteen (dat drijft in water) bij de oculus. De dikte van de koepel varieert van 1,2 meter bovenaan tot 7 meter dikke muren aan de basis [49](#page=49). #### 5.1.2 Moderne architectuur en beton Moderne architecten hebben de mogelijkheden van beton op diverse manieren verkend. Het **Dom-Ino House** van Le Corbusier (1914-1915) toonde een open plattegrondstructuur met betonnen platen ondersteund door dunne, gewapende betonnen kolommen aan de randen. Le Corbusier ontwierp ook de **Notre Dame du Haut** kapel in Ronchamp (voltooid in 1955). Andere voorbeelden van architecten die beton op innovatieve wijze hebben toegepast, zijn Tadao Ando (woning, Japan) Juliaan Lampens (OLV Kapel, Kerselare) Toyo Ito (Tama University Library, Japan) Zaha Hadid (Phaeno Science Centre, Wolfsburg) en Peter Zumthor (Krüder Klaus Kapel) [51](#page=51) [52](#page=52) [58](#page=58) [59](#page=59) [61](#page=61) [62](#page=62) [63](#page=63). ### 5.2 Samenstelling van beton Beton is een kunstmatig samengesteld materiaal, een composietmateriaal. De hoofdbestanddelen van beton zijn [64](#page=64): * **Cement:** Dit fungeert als bindmiddel. Cement wordt aangeleverd als poeder en reageert met water tot gehydrateerd cement, wat zorgt voor de binding van de granulaten. Er bestaan verschillende cementsoorten, waarvan de keuze afhangt van factoren zoals de gewenste eindsterkte, de functie van het constructieonderdeel, de temperatuur, de ontkistingstijd, de agressiviteit van de omgeving en de gewenste kleur [64](#page=64). * **Granulaat:** Dit geeft structuur aan het mengsel en omvat zowel fijn als grof granulaat [64](#page=64). * **Fijn granulaat (zand):** Dit is steenstof, bestaande uit losse korrels kwarts en glimmer, met een korrelgrootte tussen 63 µm en 4000 µm [65](#page=65). * **Grof granulaat (grind of steenslag):** Grind is geërodeerd gesteente van meer dan 4 millimeter met een semi-ronde vorm. Steenslag is gebroken gesteente dat door zijn gebroken oppervlak meer onderlinge samenhang biedt. Grind wordt ingedeeld op basis van geroldheid en korrelmaat (kaliber), aangeduid met een dubbel cijfer zoals 4/22. Voor betonbereiding moeten zuivere, weerbestendige steensoorten worden gebruikt. Het kaliber moet aangepast zijn aan de maaswijdte van de wapening en de constructieafmetingen. Voor lichte en/of poreuze betonsoorten worden lichte granulaten zoals perliet of geëxpandeerde klei gebruikt, wat leidt tot specifieke betonbenamingen zoals argexbeton [65](#page=65). * **Water:** Water heeft een dubbele functie: het zorgt voor de verwerkbaarheid van het mengsel en voor de binding en verharding van het cement. De hoeveelheid water is cruciaal voor de kwaliteit van het beton; minder water leidt tot minder poriën en daardoor tot een sterkere, dichtere en duurzamere beton. De water/cement-factor (w/c-factor) specificeert de hoeveelheid water ten opzichte van het cementgewicht. Een ideale w/c-factor ligt tussen 0,45 en 0,55; een waarde boven 0,6 moet vermeden worden. Te veel water resulteert in poreus beton, trage verharding, grotere krimp en verminderde sterkte. Beton met veel fijn granulaat vereist meer water dan beton met grof granulaat [64](#page=64) [66](#page=66). #### 5.2.1 Additieven en toeslagstoffen Additieven en toeslagstoffen kunnen worden toegevoegd om specifieke eigenschappen van het beton te verbeteren of te wijzigen [67](#page=67): * **Plastificeerders en vloeimiddelen:** Verbeteren de verwerkbaarheid of verminderen de benodigde hoeveelheid water, wat leidt tot hogere betonkwaliteit [67](#page=67). * **Versnellers of vertragers:** Beïnvloeden het tijdstip van aanvang en de duur van het bindings- en verhardingsproces [67](#page=67). * **Luchtbelvormers:** Creëren microscopische luchtbellen die de verwerkbaarheid verbeteren, maar door luchtinsluiting de sterkte kunnen reduceren. Ze worden best in combinatie met een vloeimiddel of plastificeerder gebruikt om het watergehalte te verminderen [67](#page=67). * **Additieven voor waterdichtheid:** Verbeteren de waterdichte eigenschappen [67](#page=67). * **Toeslagstoffen:** Kunnen worden gebruikt om de volumieke massa te verlagen of de kleur te manipuleren (kleurpigmenten) [67](#page=67). #### 5.2.2 Mengen en storten Een goede menging van de grondstoffen is essentieel voor de kwaliteit en verwerkbaarheid van het beton. Na het mengen moet het beton zo snel mogelijk worden gestort en gecompacteerd [64](#page=64) [67](#page=67). ### 5.3 Gewapend beton en wapening Gewapend beton is een composietmateriaal bestaande uit beton en staal. Beton is sterk onder druk (druksterkte circa 30 N/mm²), terwijl staalwapening voornamelijk trekspanningen opneemt. De samenwerking tussen beton en staal is uitstekend vanwege de goede hechting en de gelijke uitzetting en krimp bij temperatuurschommelingen [68](#page=68). #### 5.3.1 Wapeningsstaal Wapeningsstaal kan glad of geprofileerd zijn; profileringen verbeteren de hechting met beton. Wapeningsstaal is verkrijgbaar in de vorm van staven, netten (geprefabriceerde, gelaste netten) en op maat samengestelde wapeningsgehelen (wapeningskorven) [68](#page=68) [69](#page=69). De wapening wordt onderverdeeld op basis van haar functie: * **Hoofdwapening (trekwapening):** Wordt geplaatst in zones met trekspanningen om de weerstandsmoment te verhogen. Bij horizontale elementen zoals platen en balken ligt deze in de trekzone, afhankelijk van de ondersteuning. Bij verticale elementen zoals kolommen en wanden wordt de hoofdwapening op de volledige omtrek of buitenrand geplaatst [69](#page=69). * **Drukwapening:** Wordt geplaatst in zones met drukspanningen om de dimensionering van het element te verminderen. Bij kolommen kan de hoofdwapening tevens als drukwapening fungeren [71](#page=71). * **Verdeelwapening:** Wordt haaks op de hoofdwapening geplaatst om deze op zijn plaats te houden, de invloed van lokale belastingen te verdelen, en krimpscheuren te voorkomen (krimpwapening) [71](#page=71). * **Dwarskrachtwapening:** Neemt trekspanningen als gevolg van dwarskrachten op en bestaat uit beugels en/of hellende staven. Beugels verbinden de hoofd- en drukwapening dwars [72](#page=72). * **Wachtwapening:** Steekt uit reeds gestort beton en dient voor de aansluiting van wapening van aangrenzende elementen of voor uitbreiding in latere stortfasen [73](#page=73). #### 5.3.2 Afstand en omhulling van wapening De afstand tussen evenwijdige wapeningsstaven moet een volledige omhulling door beton toelaten en minimaal gelijk zijn aan de staafdiameter of de grootste korrelafmeting van het granulaat. De herneming (overlap) van staven in de lengte is doorgaans 40 maal de staafdiameter [74](#page=74). Het wapeningsstaal moet steeds voldoende worden omhuld door beton (betondekking) om corrosie te voorkomen. De betondekking is de afstand tussen het betonoppervlak en de rand van de wapeningsstaaf en moet minimaal gelijk zijn aan de staafdiameter of de grootste korrelafmeting van het granulaat. Deze afstand is afhankelijk van omgevingsfactoren en is vastgelegd in normen, met een absolute minimum van 2,5 cm. Onvoldoende betondekking kan leiden tot betonrot (corrosie van wapeningsstaal), wat resulteert in het wegduwen en barsten van beton, en uiteindelijk structurele verzwakking. Betondekking is ook van invloed op de brandweerstand [74](#page=74). ### 5.4 Bekisting (Formwork) Bekisting is de mal waarin het beton wordt gestort, met twee hoofdfuncties: het vormgeven van het beton en het verzekeren van ondersteuning en vormbehoud tijdens het storten en verharden. De term 'formwork' is accurater omdat het de inzet als vorm- en textuurmal benadrukt. Het bepaalt de 3D-vorm en de oppervlaktetextuur van het constructie-element [77](#page=77). De bekisting moet voldoen aan sterkte- en stabiliteitseisen om vervorming, uitbuiging en bezwijken te voorkomen onder de druk van de betonspecie. De voegen en naden moeten lekvrij zijn om het verlies van cementpasta te voorkomen en zo vervuiling van aangrenzende of onderliggende constructiedelen te vermijden [78](#page=78). Een bekisting bestaat uit de kist (negatieve vorm) en de ondersteuning (schoor-, draag- of stutwerk) [79](#page=79). #### 5.4.1 Soorten bekisting Bekistingen kunnen worden onderscheiden op basis van: * **Procedure:** in situ (ter plaatse) versus prefab [79](#page=79). * **Opbouw:** traditioneel versus systeem [79](#page=79). * **Functie:** kolom, wand, vloer, etc. [79](#page=79). * **Vorm:** standaard (recht, gebogen, rond) versus op maat [79](#page=79). * **Tijdelijkheid:** tijdelijk versus permanent [79](#page=79). * **Materialen:** hout, staal, textiel, kunststof [79](#page=79). **Traditionele bekisting:** Meestal in hout, op maat gemaakt [80](#page=80). * **Voordelen:** Relatief goedkoop, polyvalent voor verschillende dimensies en vormen, goede thermische eigenschappen van hout [80](#page=80). * **Nadelen:** Veel afval, degradatie door gebruik, beperkte herbruikbaarheid door vochtabsorptie [80](#page=80). **Systeembekisting:** Modulair en geprefabriceerd systeem [82](#page=82). * **Voordelen:** Verhoogde uitvoeringsefficiëntie (snellere montage/demontage), beschikbaar met hulpmiddelen, uitgebreid gamma aan formaten en systemen, mogelijkheid tot hergebruik [82](#page=82). * **Constructie:** Meestal samengesteld uit metaal (staal of aluminium) en plaatmateriaal (bekistingsmultiplex) [82](#page=82). **Textielbekisting:** Een ander type bekisting dat wordt toegepast [94](#page=94). ### 5.5 Toepassingen, voordelen en nadelen van beton #### 5.5.1 Massieve constructies Massieve constructies maken gebruik van monolithisch (gewapend) beton dat ter plaatse wordt gestort. Dit omvat kolommen, vloeren en daken [54](#page=54) [55](#page=55). #### 5.5.2 Voordelen van beton * **Structurele polyvalentie:** Mogelijkheid om de wapeningsconcentratie te wijzigen in functie van belastingen en toepassingen . * **Combinatie van sterktes:** Combineert de hoge treksterkte van staal met de hoge druksterkte van beton . * **Grote stijfheid** . * **Vormelijke polyvalentie:** Laat diverse typologieën toe (sculpturaliteit), verschillende oppervlakteafwerkingen (texturen, kleuren, reliëf), en de integratie van andere elementen . * **Geluids- en trillingsdempend** . * **Duurzaamheid** . * **Grondstoffen:** Goedkoop en breed beschikbaar, hoewel de kostprijs van staal genuanceerd kan worden . * **Weerstand:** Goede weerstand tegen hoge temperaturen en beschadiging (hardheid) . #### 5.5.3 Nadelen van beton * **Bekisting:** Vereist uitgebreide hulpconstructie, wat materiaal- en arbeidsintensief is . * **Natte constructiemethode:** Afhankelijk van droging voor oppervlaktehardheid (1-2 dagen) en stabiliteit (28 dagen) . * **Afhankelijkheid van weersomstandigheden:** Te hoge temperaturen kunnen leiden tot snelle droging en scheurvorming; vorst kan leiden tot afschilfering en verbrijzeling . * **Groot eigengewicht:** Ongeveer 2.500 kg/m³ . * **Grote secties:** Vergeleken met staal . * **Heterogene samenstelling:** Kwaliteit is afhankelijk van de samenstellende elementen en de uitvoering . ### 5.6 Textuur en reliëf in beton De textuur en het reliëf van beton kunnen aanzienlijk variëren, afhankelijk van de gebruikte bekisting en afwerkingstechnieken. Dit biedt architectonische mogelijkheden om visuele en tactiele kwaliteiten aan de betonoppervlakken toe te voegen [100](#page=100) [97](#page=97) [99](#page=99). --- # Hout: eigenschappen, ecologie en constructie Dit onderwerp verkent hout als veelzijdig bouwmateriaal, met aandacht voor de ecologische voordelen, diverse constructietechnieken, en de natuurkundige, mechanische en brandwerende eigenschappen. ### 6.1 Hout en CO2-vastlegging Hout draagt bij aan het verminderen van de opwarming van de aarde door koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer op te nemen en op te slaan. Bomen nemen CO2 op via fotosynthese, zetten dit om in organisch materiaal en geven zuurstof af. Actief bosbeheer is cruciaal om bossen hun rol als koolstofput te laten behouden . * **Levenslange koolstofopslag**: Houtproducten fungeren als opslagplaatsen voor koolstof, wat bijna de helft van de houtmassa vormt. De koolstof blijft behouden gedurende de gehele levenscyclus van het product. Eén kubieke meter hout slaat ongeveer 0,9 ton CO2 op . * **Substitutie-effect**: De productie van hout verbruikt significant minder energie dan die van veel andere materialen, wat leidt tot een CO2-besparing. Voor 1 m³ hout komt ongeveer 1,1 ton CO2 minder vrij dan bij de productie van beton of plastic. Dit resulteert in een totale 'besparing' van circa 2 ton CO2 per 1 m³ houttoepassing . * **Voorbeelden van CO2-besparing**: * Houten wanden in houtskeletbouw met gevelbekleding in naaldhout besparen per 50 m² ongeveer 3,45 ton CO2 . * Houten ramen besparen per tien stuks 0,5 ton CO2 ten opzichte van pvc-ramen, en tot 4 ton ten opzichte van aluminium ramen . * Houten constructiebalken nemen tot 150 kg CO2 op, terwijl de productie van aluminium balken 330 kg CO2 per ton uitstoot . ### 6.2 Bosbeheer en ecologie van hout Bijna al het hout dat in Europa wordt geconsumeerd, is afkomstig uit Europese bossen. Europese bossen breiden jaarlijks met meer dan een half miljoen hectare uit, waarvan slechts ongeveer 65% wordt gekapt. Europees bosbeheer is intensief en multifunctioneel, met aandacht voor landschap, natuurbehoud, biodiversiteit, recreatie, CO2-fixatie en commerciële houtproductie . Hout bezit unieke ecologische eigenschappen als bouwmateriaal : 1. **Hernieuwbare grondstof**: Het is de enige ruim voorradige hernieuwbare grondstof . 2. **CO2-vastlegging en zuurstofproductie**: Het zet CO2 vast en produceert zuurstof, wat bijdraagt aan het vertragen van de opwarming van de aarde . 3. **Houtverwerking remt plattelandsvlucht**: Kleinschalige houtverwerkende bedrijven, die vaak dicht bij de bosbron opereren, stimuleren de lokale economie en binden bevolking aan hun regio . 4. **Houtwinning vervuilt minder**: Vergeleken met mijnbouw of petroleumwinning, is de milieuvervuiling bij houtwinning beperkter . 5. **Beperkte milieu-impact houttransport**: De relatief korte afstanden tussen productie- en verwerkingsplaatsen minimaliseren energieverbruik en verkeersoverlast . 6. **Laag energieverbruik houtverwerking**: Hout ondergaat doorgaans geen ingrijpende verwerkingsprocessen, waardoor het energieverbruik laag is; voor 1 ton hout is tot honderdmaal minder energie nodig dan voor 1 ton aluminium . 7. **Lagere zwaveluitstoot**: Bij houtproductie komt vijf keer minder zwaveldioxide (SO2) vrij dan bij de productie van staal . 8. **Minder energie en water in houtbouw**: Houtbouw is een droge bouwmethode die minder water en energie vereist voor droogprocessen . 9. **Gezond binnenklimaat**: Huizen met veel hout bieden een gezonder binnenklimaat en voelen warmer aan. De luchttemperatuur kan er gemiddeld twee graden lager liggen voor hetzelfde warmtegevoel. Onbehandelde houtoppervlakken bufferen en stabiliseren de luchtvochtigheid tussen 45% en 65%, wat het leefcomfort bevordert en de activiteit van schimmels, huisstofmijt, virussen en bacteriën vermindert. Dit verlaagt ook het risico op allergieën, astma en luchtweginfecties . 10. **Groter isolatievermogen**: Hout isoleert beter dan beton, aluminium of staal . 11. **Biologisch afbreekbaar**: Hout is het best biologisch afbreekbare bouwmateriaal . 12. **Geen afvalprobleem**: Hout kan aan het einde van zijn levensduur gerecycled worden, en resterend materiaal kan als brandstof dienen . ### 6.3 Fysische eigenschappen van hout De eigenschappen van hout zijn ontstaan in de plant zelf en maken het tot een niet-homogeen materiaal . * **Duurzaamheid**: Deze eigenschap betreft de weerstand tegen schimmels, insecten, bacteriën en weersinvloeden. Duurzaamheid is relatief ten opzichte van de omgeving. Natuurlijke weerstand kan worden toegeschreven aan de aanwezigheid van stoffen zoals hars, looizuur of kiezellichaampjes. Kernhout is over het algemeen duurzamer dan spinthout. Kunstmatige verduurzaming is mogelijk. Houtsoorten worden in Nederland ingedeeld in vijf duurzaamheidsklassen, waarbij klasse 1 zeer duurzaam is . * **Natuurkundige eigenschappen**: * **Vochtopnemend vermogen**: Water in hout bevindt zich in celwanden en holtes. Het houtvochtgehalte is de verhouding tussen vochtgewicht en drooggewicht. Het evenwichtsvochtgehalte wordt bereikt wanneer hout geen vocht meer opneemt of afgeeft. Het vezelverzadigingspunt (VVP) is het maximale vochtgehalte waarbij cellen in de celwanden verzadigd zijn; dit punt is karakteristiek voor een houtsoort. Te snel drogen kan leiden tot 'collapse', waarbij houtcellen inklappen en scheuren . * **Krimp en zwelling**: Afgifte van vocht veroorzaakt krimp, opname leidt tot zwelling. Krimp en zwelling vinden in alle richtingen plaats, maar in verschillende mate. De verhouding lengtekrimp: radiale krimp: tangentiale krimp is ongeveer 1: 10: 20 . * **Volumieke massa**: Dit is het houtgewicht per volume-eenheid (kg/m³) en is gerelateerd aan de hoeveelheid celwand. Het is een belangrijk kenmerk voor veel mechanische en andere eigenschappen . ### 6.4 Mechanische eigenschappen van hout De mechanische eigenschappen van hout worden beïnvloed door de bouw van de celwand, het gehalte aan celwand, de hechting tussen cellen, structuurvariaties en groeiomstandigheden. Vochtgehalte en de verhouding vroeghout-laathout spelen ook een rol . * **Treksterkte**: De treksterkte langs de vezelrichting is ruwweg 40 keer groter dan de treksterkte loodrecht op de vezelrichting . * **Druksterkte**: De druksterkte is afhankelijk van de vezelrichting en wordt beoordeeld in axiale richting, radiale richting en tangentiële richting . ### 6.5 Gedrag van hout bij brand Hout is niet brandvrij, maar de verbranding verloopt langzaam doordat zich aan de buitenzijde een beschermende houtskoollaag vormt. De snelheid waarmee deze laag wordt gevormd, varieert per houtsoort (circa 20 mm/uur voor eiken, dubbel zoveel voor vurenhout). Deze kennis wordt meegenomen in het ontwerp van constructiedelen. De volumieke massa van een houtsoort beïnvloedt de vlamuitbreiding: hoe hoger de volumieke massa, hoe trager de vlamuitbreiding. Hout veroorzaakt bij brand ook rookontwikkeling, de mate hiervan is echter niet direct gerelateerd aan de volumieke massa . ### 6.6 Constructietechnieken en houtproducten Houtbouw omvat diverse technieken waarbij de dragende elementen van een constructie in hout zijn uitgevoerd . * **Houtskeletbouw**: Hierbij is de dragende structuur opgebouwd uit houten staanders en liggers . * **Voordelen**: Houten constructies zijn licht, waardoor minder zware funderingen nodig zijn en ze geschikt zijn voor gronden met lage draagkracht of voor het optoppen van bestaande gebouwen. Bouwelementen worden vaak vooraf geassembleerd, wat leidt tot een snelle montagetijd op de werf en een snelle realisatie van een water- en winddichte ruwbouw. De bouwwerkzaamheden ondervinden weinig tot geen nadeel van weersomstandigheden . * **Houtmassiefbouw**: Bij deze techniek bestaan de wanden uit massieve balken die op elkaar worden gestapeld. De belasting wordt horizontaal opgevangen door de weerstand van het hout, loodrecht op de vezelrichting . * **Opbouw**: Gebruik wordt gemaakt van massieve, vierzijdig geschaafde balken met een tand-en-groefsysteem. Waar balken kruisen, worden mechanische of halfhouten verbindingen toegepast . * **Overwegingen**: Hout zet uit bij het droogproces, wat de integratie van ramen, trappen en kolommen, alsook nutsvoorzieningen, goed doordacht moet maken. Extra elementen toevoegen na plaatsing is niet evident . #### 6.6.1 Zaagrichtingen en houtbewerking Hout kan op verschillende manieren worden verzaagd, wat invloed heeft op de eigenschappen van het eindproduct . * **Zaagrichtingen**: * **Schulpen**: Zagen in de lengterichting (met de vezel mee) . * **Afkorten**: Zagen in de breedterichting (dwars op de vezel) . * **Radiaal zagen (kwartiergezaagd hout)**: De boomstam wordt in vier kwarten gezaagd en vervolgens tot planken verwerkt. De groeiringen zijn zichtbaar als strepen. Dit hout werkt weinig qua kromtrekken . * **Tangentieel zagen (op dosse gezaagd hout)**: Hout dat evenwijdig met de as van de stam en de buitenomtrek wordt gezaagd. Het werken van hout (krimpen en zwellen) is hierbij prominenter . * **Houtstructuur**: * **Spinthout**: Hout afkomstig van de buitenkant van de boom, met nog een functie voor vochttransport . * **Kernhout**: Het veel hardere binnenste deel van de boom, voornamelijk voor stevigheid . * **Groeiringen**: De jaarlijkse groeipatronen die zichtbaar zijn op het kopse vlak . * **Houtwerking**: Dit omvat kromtrekken, zwellen en krimpen, veroorzaakt door veranderingen in vochtgehalte . #### 6.6.2 Constructiehout * **Naaldhout voor constructiehout**: Veelgebruikte soorten in België zijn Europees Douglas, Vuren en Grenen. De sterkteklasse voor naaldhout wordt bepaald door normen zoals STS 04 (S4, S6, S8, S10) . * **Loofhout**: Moet een elasticiteitsmodulus van minimaal 9000 N/mm² hebben en voldoende vormstabiel zijn . * **Duurzaamheidseisen**: Hout voor dakconstructies valt onder risicoklasse 2 (af en toe tijdelijk bevochtigd). Naaldhout moet verduurzaamd worden (procedé A2.1). Spintvrij loofhout met een natuurlijke duurzaamheid van klasse III of beter vereist geen extra verduurzaming . #### 6.6.3 Plaatmaterialen * **OSB (Oriented Strand Board)**: Bestaat uit grote, georiënteerde houtspanen. De buigsterkte en elasticiteitsmodulus zijn het hoogst in de richting van de buitenste spanen, meestal de lengte. Geschikt voor specifieke, dragende toepassingen vanwege zijn hoge mechanische kwaliteiten en goede prijs-kwaliteitverhouding . * **Multiplex**: Opgebouwd uit op elkaar gelijmde lagen schilfineer, vaak met een rotatie van 90° tussen de lagen voor dimensionale stabiliteit. Voor naaldhoutmultiplex (bouwtoepassingen) wordt fenolformaldehydelijm gebruikt; voor loofhoutmultiplex (binnentoepassingen) melamine- of ureumformaldehyde . * **Spaanplaat**: Vervaardigd uit dunningshout, boomtoppen en zagerijresten. Bestaat uit geperste lagen spaanders, vaak met fijnere spaanders aan de buitenste lagen. Vochtbestendige platen worden verlijmd met melamineformaldehyde (versterkt met fenol) of ureumformaldehyde . * **MDF (Medium Density Fiberboard)**: Een vezelplaat van gemiddelde dichtheid, waarbij vezels droog gebonden worden met kunsthars. Het is gemakkelijk bewerkbaar zoals massief hout, en de kanten blijven homogeen na bewerking . #### 6.6.4 Engineered Wood Products * **Gelamelleerde ligger (Glulam)**: Een constructief product samengesteld uit meerdere lagen dimensionaal bewerkt hout, verlijmd met duurzame, vochtbestendige lijmen . * **Cross Laminated Timber (CLT)**: Bestaat uit meerdere lagen planken die kruislings (90°) worden gestapeld en verlijmd op de brede en soms smalle zijden. Een CLT-element heeft minimaal drie gelijmde lagen met orthogonaal afwisselende oriëntaties. Producten bestaan meestal uit drie tot zeven lagen . * **Laminated Strand Lumber (LSL)**: Een structureel composietmateriaal gemaakt van houtstranden gemengd met lijm. De stranden zijn parallel aan de lengte van het element georiënteerd en samengeperst . * **Laminated Veneer Lumber (LVL)**: Gemaakt van lagen houtfineer die met een waterdichte structurele lijm zijn gelamineerd. Logboomen worden tot fineer geschild, gedroogd, gesorteerd op sterkte en stijfheid, voorzien van lijm, in een mal gelegd en onder hitte en druk uitgehard . --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Bouwstenen | Fundamentele bouwmaterialen die worden gebruikt om muren, funderingen en andere structurele elementen te construeren, zoals natuursteen, aarde, klei en baksteen. | | Natuursteen | Een gesteente dat uit de aarde wordt gewonnen en gebruikt als bouwmateriaal, bekend om zijn duurzaamheid en esthetische kwaliteiten, zoals graniet, marmer en zandsteen. | | Adobe | Een bouwmateriaal gemaakt van zand, water, klei en organische materialen, gevormd tot blokken en aan de zon gedroogd, traditioneel gebruikt in droge klimaten. | | CEB (Compressed Earth Blocks) | Samengeperste aardblokken die worden gemaakt door klei onder hoge druk te persen, wat resulteert in sterkere en meer uniforme blokken dan traditionele adobe, en die aan de lucht worden gedroogd in plaats van gebakken. | | Baksteen | Een bouwsteen gemaakt van gebakken klei, wijdverbreid gebruikt in de bouw vanwege zijn sterkte, duurzaamheid en relatieve betaalbaarheid. | | Beton | Een samengesteld bouwmateriaal bestaande uit cement, granulaten (zand en grind) en water, dat na het uitharden een zeer sterke, vormbare massa vormt, vaak versterkt met staal (gewapend beton). | | Gewapend beton | Beton dat wordt versterkt met stalen staven of netten om de treksterkte te verhogen, waardoor het materiaal beter bestand is tegen buiging en andere krachten die in constructies optreden. | | Bekisting (Formwork) | De mal of vorm waarin vloeibaar beton wordt gegoten om het de gewenste vorm en structuur te geven tijdens het storten en uitharden. | | Composietmateriaal | Een materiaal dat is samengesteld uit twee of meer verschillende materialen met significant verschillende fysieke of chemische eigenschappen die gecombineerd blijven op macroniveau, wat resulteert in een materiaal met verbeterde eigenschappen. | | Trek- en drukkrachten | Trekspanning ontstaat wanneer een materiaal wordt uitgerekt, terwijl drukspanning ontstaat wanneer het wordt samengedrukt. Beton is sterk onder druk maar zwak onder trek, vandaar de noodzaak van wapening. | | Vezelrichting | De oriëntatie van de vezels in een materiaal, zoals hout, wat de mechanische eigenschappen, zoals sterkte en stijfheid, significant beïnvloedt. | | Bosbeheer | Het beheer van bossen voor diverse doeleinden, waaronder commerciële houtproductie, natuurbescherming, recreatie en CO2-opslag, met als doel een duurzame ontwikkeling van bosgebieden. | | Houtskeletbouw | Een bouwmethode waarbij de dragende structuur van een gebouw is opgebouwd uit houten balken en kolommen, die vervolgens worden bekleed met plaatmateriaal en isolatie. | | Houtmassiefbouw | Een bouwmethode waarbij de wanden van een gebouw bestaan uit massieve houten balken of platen die op elkaar worden gestapeld, vaak met een tand-en-groefverbinding. | | CLT (Cross Laminated Timber) | Gelaagd kruislingse houtbouwplaten, bestaande uit meerdere lagen houten planken die haaks op elkaar zijn verlijmd, wat resulteert in een sterk en stabiel plaatmateriaal voor constructieve toepassingen. | | OSB (Oriented Strand Board) | Een plaatmateriaal vervaardigd uit gerichte houtsnippers die onder hoge druk en temperatuur aan elkaar zijn gebonden met een hars, bekend om zijn sterkte en stabiliteit. | | Multiplex | Een plaatmateriaal opgebouwd uit meerdere lagen dunne houtfineer die kruisling op elkaar zijn verlijmd, wat zorgt voor een hoge dimensionale stabiliteit en sterkte. | | MDF (Medium Density Fiberboard) | Een vezelplaat van gemiddelde dichtheid, vervaardigd uit droge houtvezels die met kunsthars worden gebonden, bekend om zijn gladde oppervlak en bewerkbaarheid. | | Water/cement-factor (w/c-factor) | De verhouding tussen het gewicht van het water en het gewicht van het cement in een betonmengsel, die cruciaal is voor de sterkte, densiteit en duurzaamheid van het beton. | | Betondekking (Concrete Cover) | De afstand tussen het buitenoppervlak van een betonelement en de wapeningsstaal, essentieel voor de bescherming van de wapening tegen corrosie en voor de brandwerendheid van de constructie. | | Cementpasta (Cement Paste) | Het mengsel van cement en water dat de granulaten in beton bindt en uitharding mogelijk maakt door een chemische reactie (hydratatie). | | Granulaten (Aggregates) | De inert materialen, zoals zand en grind, die worden toegevoegd aan cement en water om beton te vormen, en die structuur, volume en sterkte aan het materiaal geven. | | Vezelverzadigingspunt (VVP) | Het vochtgehalte waarbij de celwanden van hout verzadigd zijn met water, maar de holtes nog lucht bevatten; boven dit punt zal hout niet meer zwellen door wateropname. |