ML_2526_Materiaaleigenschappen.pdf

# Inleiding tot materiaalkunde en bouwmateriaal eigenschappen Dit onderdeel introduceert de fundamentele principes van materiaalkunde, de structuur van materialen, hun eigenschappen en de selectie van bouwmaterialen voor specifieke toepassingen [1](#page=1) [2](#page=2). ### 1.1 Materiaalkunde als discipline Materiaalkunde omvat het bestuderen van grondstoffen, productieprocessen, materiaalstructuur en de daaruit voortvloeiende eigenschappen. Het doel is om inzicht te krijgen in het gedrag van materialen en een onderbouwde materiaalkeuze te maken. Warenkennis, het herkennen van materialen, hun ontstaan, vormen, eigenschappen en levensduurgegevens, vormt een essentieel onderdeel [2](#page=2) [4](#page=4) [75](#page=75). #### 1.1.1 Materiaalkunde en bouwmaterialen In de bouwsector worden materialen toegepast in constructies, afwerkingen en afbouwwerkzaamheden. Een doordachte materiaalkeuze is cruciaal voor een gerichte toepassing. Materiaalkunde helpt bij het begrijpen van de structuur, opbouw en eigenschappen van bouwmaterialen, evenals hun weerstand tegen corrosie, brand, vorst en weersinvloeden, en hun sterkte, vervormbaarheid en levensduur. Innovatieve materialen spelen een steeds grotere rol [3](#page=3) [4](#page=4) [5](#page=5). ### 1.2 Functies van bouwmaterialen Gebouwen dienen bescherming te bieden tegen invloeden van binnen en buiten. Bouwmaterialen moeten mechanisch in stand blijven (sterkte en stijfheid), weerstand bieden tegen koude, hitte, vocht en geluid. Het is belangrijk om vooraf te kunnen berekenen of aan gestelde eisen wordt voldaan en om de correcte toepassing en combinatie met andere materialen te waarborgen. Materialen kunnen verschillende functies hebben, soms zelfs gecombineerd in één materiaal [7](#page=7). ### 1.3 Overzicht van materiaaleigenschappen De eigenschappen van materialen, bepalend voor de materiaalkeuze, omvatten mechanische, bouwfysische, chemische eigenschappen, gedrag bij brand, duurzaamheid en materiaalstructuur. Het gedrag van materialen is in de praktijk niet altijd direct te voorspellen. Eigenschappen worden onder standaardomstandigheden bepaald volgens normen, waarbij rekening gehouden moet worden met tijdsafhankelijk gedrag. Bij het vergelijken van materialen is voorzichtigheid geboden [10](#page=10) [47](#page=47) [57](#page=57) [69](#page=69) [71](#page=71) [74](#page=74) [8](#page=8) [9](#page=9). #### 1.3.1 Materiaalstructuur De materiaalstructuur, inclusief homogeniteit, isotropie, volumieke massa en poriëngehalte, is een belangrijke factor die materiaaleigenschappen beïnvloedt [10](#page=10) [8](#page=8). ##### 1.3.1.1 Homogeniteit en isotropie Homogene materialen hebben een overal gelijkmatige samenstelling, zoals staal. Heterogene materialen zijn ongelijksoortig van samenstelling. Isotropie betekent dat de eigenschappen overal en in alle richtingen gelijk zijn, wederom geïllustreerd door staal. Anisotrope materialen daarentegen hebben eigenschappen die afhankelijk zijn van de richting, zoals hout, beton en bladzink [48](#page=48) [49](#page=49). ##### 1.3.1.2 Volumieke massa De volumieke massa (of dichtheid) wordt uitgedrukt in kilogram per kubieke meter en wordt beïnvloed door het poriëngehalte en vochtgehalte. Voorbeelden van volumieke massa's zijn [50](#page=50): * Ongewapend grindbeton: 1700 tot 2000 kg/m³ [51](#page=51). * Staal: 7850 kg/m³ [51](#page=51). ##### 1.3.1.3 Poriëngehalte en -structuur Het poriëngehalte en de structuur van poriën (open/gesloten, grootte, vorm) zijn van belang voor transport van gassen, vloeistoffen, geluid en warmte. Dit heeft invloed op verschillende eigenschappen [52](#page=52): * **Sterkte:** Hoe meer poriën, hoe lager de sterkte [53](#page=53). * **Warmte-isolatie:** Hoe meer poriën (gevuld met droge lucht), hoe beter de isolatie [53](#page=53). * **Waterdichtheid en wateropzuiging:** De aard van de poriën (open versus gesloten) en hun grootte bepalen de zuigsnelheid en capaciteit. Kleine poriën zorgen voor langzame, maar sterke capillaire opzuiging [54](#page=54). * **Weerstand tegen aantasting:** Minder poriën leiden tot kleinere aantasting [55](#page=55). * **Bufferwerking:** Vochtregulatie kan plaatsvinden door het poriënsysteem, zoals bij gips [55](#page=55). * **Volumieke massa:** Meer poriën resulteren in lichtere (droge) materialen [55](#page=55). * **Vorstbestandheid:** Afhankelijk van poriegrootte en -vorm, die expansieruimte bieden voor ijsvorming [55](#page=55). * **Geluidabsorptie:** Afhankelijk van de poriënstructuur [55](#page=55). Het vochtgehalte heeft een significante invloed op eigenschappen zoals volumieke massa, warmtegeleiding, sterkte en stijfheid. Eigenschappen van poreuze materialen moeten daarom worden aangegeven met een afgesproken vochtgehalte [56](#page=56). #### 1.3.2 Gedrag bij brand Het gedrag bij brand van bouwmaterialen wordt gekarakteriseerd door de bijdrage aan brandontwikkeling en -uitbreiding, de vrijgekomen warmte, niet-brandbaarheid, ontvlambaarheid, vlamuitbreiding, en de eigenschappen van verbrandingsgassen (rookdichtheid, toxiciteit, corrosiviteit) [58](#page=58) [68](#page=68). ##### 1.3.2.1 Reactie bij brand Er bestaat een geüniformeerd Europees systeem voor de classificatie van de brandreactie van bouwproducten en -delen, vastgelegd in NBN EN 13501-1. Dit systeem kent 7 "Euroklassen" (A1 tot F), gebaseerd op 5 testmethoden en 3 brandscenario's [59](#page=59) [60](#page=60). * **Klassen A1 en A2:** Onbrandbare producten [60](#page=60). * **Klassen B, C, D & E:** Brandbare producten [60](#page=60). * **Klasse F:** Niet-geklasseerde producten of producten die faalden bij de minst strenge proef [60](#page=60). * **Vloeren:** Hebben een apart classificatiesysteem met de toevoeging "FL" [60](#page=60). * **Bijkomende indeling (Klassen A2 tot E):** Voor rookontwikkeling (aangeduid met 's' gevolgd door een cijfer 1-3) en druppelvorming (aangeduid met 'd' gevolgd door een cijfer 0-2) [60](#page=60). ##### 1.3.2.2 Testmethoden voor brandreactie Verschillende testmethoden worden gebruikt om de brandreactie te bepalen: * **Niet-brandbaarheidsoven (NBN EN ISO 1182):** Verhitting tot 750°C om temperatuurstijging, massaverlies en de duur van aanhoudende vlammen te meten [73](#page=73). * **Bomcalorimeter (NBN EN ISO 1716):** Bepaalt de maximale warmteafgifte bij totale verbranding (calorisch potentieel) [74](#page=74). * **"Single Burning Item" (SBI) proef (NBN EN 13823):** Simuleert een brandsituatie om de bijdrage van een product aan brandontwikkeling te meten, inclusief warmteontwikkeling, rookproductie, horizontale vlamuitbreiding en de aanwezigheid van brandende druppels of afvallende delen [75](#page=75). * **Kleine vlamproef (NBN EN ISO 11925-2):** Onderzoekt de ontstekingsmogelijkheid van een verticaal gemonteerd proefstuk . * **Vloerbedekkingen (NBN EN ISO 9239-1):** Meet vlamuitbreiding op horizontaal geplaatste proefstukken die worden blootgesteld aan stralingswarmte en een pilootvlam . ##### 1.3.2.3 Brandweerstand Brandweerstand geeft aan hoe lang een bouwelement zijn functie kan uitoefenen bij brandblootstelling. Dit wordt beoordeeld op basis van drie criteria [69](#page=69) [70](#page=70): * **R (loadbearing capacity/draagvermogen):** De tijd dat het element zijn dragende functie behoudt [69](#page=69) [70](#page=70). * **E (integrity/integriteit, vlamdichtheid):** De tijd dat er geen vlammen en hete gassen aan de niet-blootgestelde zijde verschijnen [69](#page=69) [70](#page=70). * **I (insulation/isolatie):** De tijd dat de temperatuur aan de niet-blootgestelde zijde onder een bepaalde thermische drempel blijft [69](#page=69) [70](#page=70). Volgens de Europese norm NBN EN 13501-2 worden deze criteria afzonderlijk behandeld. Brandweerstandsklassen worden aangeduid met REI t (voor alle drie criteria), R t (alleen draagkracht), EI t (dichtheid en isolatie), of E t (alleen dichtheid), waarbij 't' de periode in minuten aangeeft [70](#page=70). #### 1.3.3 Duurzaamheid Duurzaamheid, in de oorspronkelijke betekenis, verwijst naar materialen die goede weerstand bieden tegen alle denkbare belastingen binnen een economisch nuttig tijdsbestek. Duurzaam bouwen richt zich op het positief beïnvloeden van de levensduur door alle belastingen te onderkennen en verklaren [72](#page=72). ##### 1.3.3.1 Belastingen die de levensduur beïnvloeden Verschillende soorten aantastingen en belastingen beïnvloeden de levensduur van materialen: * **Chemische aantasting:** Corrosie, agressieve omgevingen [72](#page=72). * **Fysische aantasting:** Vormveranderingen door temperatuur en vocht, vorst, brand, zon, regen [72](#page=72). * **Biologische aantasting:** Insecten, zwammen, mossen, schimmels, houtrot [72](#page=72). * **Mechanische belasting:** Eigengewicht, nuttige belasting, aardbeving, wind, krassen, slijtage [72](#page=72). Maatregelen voor duurzaamheid dienen genomen te worden tijdens alle fasen van het bouwproces: ontwerp, materiaalkeuze, uitvoering, behoud en onderhoud [72](#page=72). ##### 1.3.3.2 Milieu-impact van duurzaam bouwen In de huidige, uitgebreide definitie omvat duurzaam bouwen ook het in rekening brengen van milieu-effecten naast traditionele criteria zoals prestatie-eisen, kwaliteit, kostprijs en esthetische aspecten. Dit betreft het gebruik van eindige grondstoffen, impact op het leefmilieu, en de gezondheid van mens en leefomgeving [73](#page=73). ### 1.4 Materiaalkeuze De keuze voor specifieke materialen is gebaseerd op hun eigenschappen en de vereiste functies. Het is essentieel om rekening te houden met tijdsafhankelijk gedrag en om eigenschappen te bepalen onder gestandaardiseerde omstandigheden (normen). Een grondige kennis van materiaaleigenschappen is de basis voor een onderbouwde materiaalkeuze [10](#page=10) [2](#page=2) [3](#page=3) [4](#page=4) [75](#page=75) [7](#page=7) [8](#page=8). --- # Mechanische eigenschappen van materialen Dit gedeelte behandelt de mechanische eigenschappen van materialen, waaronder sterkte, vervorming, stijfheid, elastische en plastische vervorming, kruip en vermoeiing, inclusief verschillende testmethoden en concepten [38](#page=38). ### 2.1 Sterkte Sterkte wordt gedefinieerd als de weerstand van een materiaal tegen breuk. De spanning, de weerstand tegen een aangebrachte kracht, wordt berekend met de formule $\sigma = \frac{F}{A}$, waarbij $F$ de kracht is en $A$ de oppervlakte [11](#page=11) [12](#page=12) [13](#page=13) [14](#page=14) [15](#page=15) [16](#page=16) [17](#page=17) [18](#page=18). #### 2.1.1 Soorten spanningen Afhankelijk van de aangebrachte belasting kunnen verschillende soorten spanningen optreden: * **Trekspanning:** Ontstaat wanneer aan het materiaal wordt getrokken [12](#page=12). * **Drukspanning:** Ontstaat wanneer op het materiaal wordt gedrukt [12](#page=12). * **Buigspanning:** Ontstaat bij buiging van het materiaal. De formule hiervoor is $\sigma = \frac{M}{W}$, waarbij $M$ het buigmoment is en $W$ de weerstandsmoment [13](#page=13). * **Torsiespanning (wringing):** Ontstaat door een draaiende belasting [13](#page=13). * **Afschuifspanning:** Ontstaat wanneer twee delen van een materiaal langs elkaar worden geschoven [13](#page=13) [14](#page=14). Testmethoden om sterktes te bepalen omvatten de drukproef, buigproef, afschuifsterkte test en trekproef [14](#page=14). #### 2.1.2 Kwaliteit van een materiaal De sterkte van een materiaal is een indicator van zijn kwaliteit. Bij het vergelijken van de treksterkte van bouwmaterialen, zoals beton, hout, staal en aluminium, kunnen significante verschillen worden waargenomen [16](#page=16) [17](#page=17). De toelaatbare spanning wordt bepaald door de sterkte van het materiaal te delen door een veiligheidscoëfficiënt [18](#page=18). #### 2.1.3 Vervorming bij breuk Materialen kunnen taai (ductiel) of bros zijn, wat aangeeft hoe ze vervormen vóór het breken [15](#page=15). ### 2.2 Vervorming door mechanische belasting Mechanische belasting op een constructie leidt tot spanningen in de bouwdelen en materialen, wat op zijn beurt weer vervormingen veroorzaakt [19](#page=19) [22](#page=22). #### 2.2.1 Specifieke rek Specifieke rek ($\epsilon$) is de verlenging gedeeld door de oorspronkelijke lengte. Het is een eenheidloos getal en wordt vaak uitgedrukt in procenten (%) of promillen (‰). De formule is [20](#page=20): $$\epsilon = \frac{\Delta l}{l_0}$$ waarbij $\Delta l$ de verandering in lengte is en $l_0$ de oorspronkelijke lengte. De specifieke rek is afhankelijk van het materiaal en de aangebrachte spanning [20](#page=20). #### 2.2.2 Elasticiteitsmodulus (stijfheid) De elasticiteitsmodulus ($E$) is een maat voor de stijfheid van een materiaal, oftewel de weerstand tegen vervorming. Een hoge $E$-modulus duidt op een stijf materiaal, terwijl een lage $E$-modulus wijst op een slap materiaal. De elasticiteitsmodulus is materiaalafhankelijk [21](#page=21) [22](#page=22) [23](#page=23). De Wet van Hooke voor lineair elastische materialen stelt dat de spanning evenredig is met de rek: $$E = \frac{\sigma}{\epsilon}$$ ofwel: $$\sigma = \epsilon \cdot E$$ waarbij $\sigma$ de spanning is en $\epsilon$ de rek [21](#page=21) [23](#page=23). > **Tip:** Bij het vergelijken van bouwmaterialen zoals beton, hout, staal, aluminium en kunststof, kan de elasticiteitsmodulus een significant verschil vertonen [22](#page=22). Slechts weinig materialen zijn echt lineair elastisch. Sommige vertonen dit gedrag slechts tot een bepaalde grenswaarde van de spanning (evenredigheidsgrens), terwijl andere geen lineair verband tonen [23](#page=23). ### 2.3 Elastische vs. plastische vervorming #### 2.3.1 Elasticiteit Elasticiteit is het vermogen van een materiaal om na het opheffen van de aangebrachte spanning zijn oorspronkelijke vorm en afmetingen terug te krijgen. Bij kleine vervormingen spreekt men van elastische vervorming, waarbij de rek weer nul wordt en de vervorming niet blijvend is [24](#page=24). #### 2.3.2 Plasticiteit Plasticiteit is het optreden van een blijvende vervorming nadat de aangebrachte spanning de elasticiteitsgrens heeft overschreden en deze spanning vervolgens wordt verwijderd. Na het bereiken van de evenredigheidsgrens en de elasticiteitsgrens kan plastische vervorming optreden [25](#page=25). > **Tip:** Het begrip van de spanning-rekdiagramma's is cruciaal om materiaaleigenschappen zoals brosheid, zwakte, slapheid, sterkte, stijfheid en taaiheid te duiden [26](#page=26). ### 2.4 Kruip Kruip is de langzame, permanente vervorming van een materiaal onder constante belasting, waarbij de mate van kruip afhankelijk is van de temperatuur. Bij constante belasting kan zowel een onmiddellijke vervorming als een kruipvervorming optreden, welke reversibel of permanent kan zijn. Verschillende materialen, zoals spaanplaat, multiplex en massief dennenhout, vertonen uiteenlopende kruipgedragingen [27](#page=27) [28](#page=28) [29](#page=29) [30](#page=30). ### 2.5 Vermoeiing Vermoeiing is het bezwijken van een materiaal door een langdurig aangehouden cyclische belasting die lager kan zijn dan de normale materiaalsterkte. De vermoeiingssterkte is daarom altijd lager dan de materiaalsterkte die wordt bepaald met kortdurende standaardproeven [31](#page=31). ### 2.6 Hardheid Hardheid kan op verschillende manieren worden gedefinieerd en gemeten: #### 2.6.1 Krasbestendigheid De hardheidsschaal van Mohs is een relatieve schaal die de krasbestendigheid van brosse materialen aangeeft door middel van bekrassing met mineralen van toenemende hardheid. De hardheid wordt bepaald door het nummer van het eerste materiaal waarmee een groef kan worden gemaakt in het proefstuk [32](#page=32) [33](#page=33). #### 2.6.2 Plastische hardheid (indrukweerstand) Plastische hardheid, of indrukweerstand, meet de weerstand tegen permanente vervorming bij indrukking. Hierbij wordt een lichaam met een bepaalde vorm met een specifieke kracht gedurende een bepaalde tijd op het materiaal gedrukt, waarna de diepte en vorm van de indrukking worden geanalyseerd. Bekende methoden zijn de Brinell-, Vickers-, Rockwell- en Shore Durometer-hardheidstesten, die verschillende indruklichamen gebruiken [34](#page=34). #### 2.6.3 Elastische hardheid Elastische hardheid meet de weerstand tegen indrukken zonder dat er blijvende vervorming optreedt. Dit kan worden gemeten door de weerkaatsing te analyseren van een element dat met een bepaalde snelheid op het oppervlak aanbotst [35](#page=35). ### 2.7 Weerstand tegen afslijten De weerstand tegen afslijten is een belangrijke mechanische eigenschap, waarvoor specifieke slijtproeven bestaan, zoals de Capon-, PEI-, Amsler- en Taber-slijtproeven. Deze proeven meten de slijtvastheid onder diverse omstandigheden [36](#page=36) [37](#page=37). > **Let op:** Bij het vergelijken van materialen is het cruciaal om rekening te houden met tijdsafhankelijk gedrag en de bepaling onder standaardomstandigheden volgens normen. Mechanische eigenschappen zoals sterkte, vervorming, stijfheid, elastische en plastische vervorming, kruip en vermoeiing zijn bepalend voor de materiaalkeuze [38](#page=38). --- # Bouwfysische eigenschappen van materialen Dit onderdeel behandelt de bouwfysische eigenschappen van materialen, met nadruk op thermische vormveranderingen, vormveranderingen door vocht, en warmtegeleiding, en de relatie met materiaalstructuur en omgeving. ### 3.1 Thermische vormveranderingen Thermische vormveranderingen treden op als gevolg van temperatuurvariaties, wat leidt tot uitzetting of krimp van materialen. De mate van deze verandering wordt gekwantificeerd door de lineaire uitzettingscoëfficiënt ($\alpha$). Deze coëfficiënt geeft de lengteverandering per meter materiaal aan voor elke graad Kelvin temperatuurstijging [39](#page=39). De formule voor de lengteverandering ($\Delta l$) door een temperatuurverschil ($\Delta T$) is: $$ \Delta l = \alpha \cdot l_0 \cdot \Delta T $$ waarbij $l_0$ de oorspronkelijke lengte is [39](#page=39). Het is belangrijk om rekening te houden met combinaties van verschillende materialen en met anisotrope materialen, zoals hout, waarvan de uitzettingscoëfficiënt afhankelijk is van de richting [39](#page=39). De lineaire uitzettingscoëfficiënt varieert aanzienlijk tussen bouwmaterialen [40](#page=40): * Baksteen: $\alpha = 6 \cdot 10^{-6} / K$ [40](#page=40). * Beton: $\alpha = 12 \cdot 10^{-6} / K$ [40](#page=40). * Staal: $\alpha = 12 \cdot 10^{-6} / K$ [40](#page=40). * Aluminium: $\alpha = 24 \cdot 10^{-6} / K$ [40](#page=40). * PVC: $\alpha = 80 \cdot 10^{-6} / K$ [40](#page=40). ### 3.2 Vormveranderingen door vocht Vormveranderingen worden niet alleen veroorzaakt door temperatuur, maar ook door vochtinvloeden. Materialen zoals beton en hout kunnen krimpen bij uitdroging en zwellen bij vochtopname [41](#page=41). Om de effecten van deze uitzetting en krimp in bouwwerken te beheersen, worden dilatatievoegen toegepast. De benodigde afstand tussen dilatatievoegen hangt af van het materiaal [42](#page=42): * Kalkzandsteen en beton: om de 6 meter [42](#page=42). * Baksteen: om de 18 meter [42](#page=42). Een specifiek aspect van vochtinvloeden is vorstbestandheid. Bij het bevriezen zet water uit met ongeveer 9%. De weerstand van een materiaal tegen vorstschade is afhankelijk van zijn poriënstructuur, met name de vorm en grootte van de poriën [43](#page=43). ### 3.3 Warmtegeleiding Warmtegeleiding beschrijft de mate waarin warmte door een materiaal kan worden doorgelaten. Dit wordt gekwantificeerd door de warmtegeleidingscoëfficiënt ($\lambda$), uitgedrukt in Watt per meter Kelvin ($W/m \cdot K$). Een lagere $\lambda$-waarde duidt op een betere warmte-isolatie [44](#page=44). Ter illustratie van de verschillen in warmtegeleidend vermogen: * Staal heeft een $\lambda$-waarde van ongeveer 50 $W/m \cdot K$ (Roestvast staal (RVS) ongeveer 17 $W/m \cdot K$) [44](#page=44). * Isolatieschuimen hebben een $\lambda$-waarde die varieert van 0,02 tot 0,04 $W/m \cdot K$ [44](#page=44). * Staal is ongeveer 22 keer beter in warmtegeleiding dan beton [44](#page=44). * Aluminium is ongeveer 4 keer beter in warmtegeleiding dan staal en ongeveer 250 keer beter dan glas [44](#page=44). Droge, stilstaande lucht is een uitstekende warmte-isolator. De warmte-isolatie van water is significant lager, ongeveer 25 keer lager dan die van droge lucht [45](#page=45). Ideale isolatiematerialen zijn zeer licht, bevatten veel kleine poriën en zijn bij voorkeur moeilijk te bevochtigen. Een praktisch voorbeeld hiervan is dubbel glas, waarbij de ruimte tussen de glasbladen gevuld is met droge, stilstaande lucht of specifieke gassen om de warmteoverdracht te minimaliseren [45](#page=45). De warmte-isolatie van een materiaal wordt beïnvloed door diverse factoren [46](#page=46): * Volumieke massa [46](#page=46). * Vochtgehalte [46](#page=46). * Aard en structuur van het materiaal [46](#page=46). * Temperatuur [46](#page=46). * Dikte van het materiaal [46](#page=46). Voorbeelden van isolatiematerialen met verschillende structuren zijn geëxpandeerd polystyreen (EPS) en geëxtrudeerd polystyreen (XPS) [46](#page=46). --- # Gedrag van materialen bij brand Dit thema behandelt de reactie van bouwmaterialen op brand, inclusief classificatiesystemen, testmethoden en de beoordeling van brandweerstandscriteria. ### 4.1 Reactie bij brand van bouwmaterialen De reactie bij brand van bouwmaterialen beschrijft hun bijdrage aan het ontstaan en de uitbreiding van brand in een lokaal. Dit wordt gekarakteriseerd door de hoeveelheid warmte die het materiaal vrijgeeft bij verbranding, de niet-brandbaarheid, ontvlambaarheid, snelheid van vlamuitbreiding, en de eigenschappen van de verbrandingsgassen (rookdichtheid, toxiciteit, corrosiviteit) [58](#page=58) [68](#page=68). Voorheen hanteerde elke lidstaat van de Europese Unie een eigen systeem voor de indeling van brandreactie-eigenschappen van bouwmaterialen. Sinds de invoering van een geüniformeerd Europees systeem, beschreven in NBN EN 13501-1, is er een gestandaardiseerde classificatie [59](#page=59) [60](#page=60). #### 4.1.1 Het geüniformeerde Europese systeem (Euroklassen) Het geüniformeerde Europese systeem classificeert bouwproducten en bouwdelen op basis van resultaten van beproevingen van het brandgedrag. Dit systeem kent 7 "Euroklassen" (A1, A2, B, C, D, E, F) die zijn bepaald aan de hand van 5 testmethoden en 3 brandscenario's (of niveaus van thermische aanval) [60](#page=60). * **Onbrandbare producten:** Geklasseerd in klassen A1 en A2 [60](#page=60). * **Brandbare producten:** Geklasseerd in klassen B, C, D en E [60](#page=60). * **Niet-geklasseerde producten of producten die faalden bij de minst strenge proef:** Geklasseerd in klasse F [60](#page=60). Er is een apart systeem voor vloeren, waarbij de letters "FL" (voor 'Floor') worden toegevoegd aan de 7 Euroklassen. Voor de klassen A2 tot en met E is er een aanvullende indeling op basis van rookontwikkeling (aangeduid met 's' gevolgd door een cijfer 1-3) en druppelvorming (aangeduid met 'd' gevolgd door een cijfer 0-2) [60](#page=60). #### 4.1.2 Testmethoden voor brandreactie Verschillende testmethoden worden gebruikt om de brandreactie van materialen te beoordelen: * **Niet-brandbaarheidsoven (NBN EN ISO 1182):** Hierbij wordt een materiaal verhit tot 750°C. Tijdens de test worden de temperatuurstijging, massaverlies en de tijdsduur van aanhoudende vlammen gemeten [61](#page=61). * **Bomcalorimeter (NBN EN ISO 1716):** Deze test bepaalt de maximale warmteafgifte van een materiaal bij totale verbranding, ook wel het calorisch potentieel genoemd, uitgedrukt in megajoules per kilogram (MJ/kg). Het calorisch potentieel is een maat voor de hoeveelheid warmte die een materiaal kan vrijgeven [62](#page=62). * **"Single Burning Item" (SBI)-proef (NBN EN 13823):** Deze proef evalueert de bijdrage van een product aan de brandontwikkeling in een gesimuleerde brandsituatie. Een brandend voorwerp wordt in een hoek van een ruimte geplaatst, waardoor nabijgelegen wandoppervlakken aan een warmtestroom worden blootgesteld. Tijdens de test worden de warmteontwikkeling, rookproductie, horizontale vlamuitbreiding en de aanwezigheid van brandende druppels of brandende afvallende delen gemeten [63](#page=63). * **Kleine vlamproef (NBN EN ISO 11925-2):** Deze methode beoordeelt de ontstekingsmogelijkheid van een verticaal gemonteerd proefstuk [64](#page=64). * **Beproeving van het brandgedrag van vloerbedekkingen (NBN EN ISO 9239-1):** Hierbij wordt een horizontaal geplaatst proefstuk blootgesteld aan stralingswarmte van een stralend paneel met een helling van 30° en een pilootvlam (na 2 minuten voorverwarming). De vlamuitbreiding wordt vervolgens gemeten [65](#page=65). > **Tip:** De Euroklassen zijn cruciaal voor het bepalen van de brandveiligheid van bouwmaterialen en worden gebruikt in de regelgeving voor de bouw [60](#page=60). ### 4.2 Weerstand tegen brand van bouwelementen De weerstand tegen brand van bouwelementen heeft als doel het vermijden van branduitbreiding naar andere lokalen en het verzekeren van de functies van een gebouwelement tijdens brand, wat essentieel is voor compartimentering. De eisen die hieraan gesteld worden, betreffen stabiliteit, vlamdichtheid en thermische isolatie [58](#page=58) [68](#page=68). #### 4.2.1 Brandweerstand Brandweerstand geeft aan hoelang (in minuten) een bouwelement zijn functie kan uitoefenen ondanks blootstelling aan brand. Deze weerstand wordt beoordeeld aan de hand van drie hoofd- en mogelijks facultatieve criteria [69](#page=69) [70](#page=70): * **R (Loadbearing capacity of draagvermogen):** Dit is de tijd gedurende welke het element zijn dragende functie blijft vervullen [69](#page=69) [70](#page=70). * **E (Integrity of integriteit, vlamdichtheid):** Dit is de tijd gedurende welke zich geen vlammen en hete gassen verspreiden aan de niet-blootgestelde zijde van de wand [69](#page=69) [70](#page=70). * **I (Insulation of isolatie):** Dit is de tijd gedurende welke de temperatuur aan de niet-blootgestelde zijde niet boven een bepaalde thermische drempel gaat [69](#page=69) [70](#page=70). Afhankelijk van de toepassing van het element kunnen er ook andere facultatieve karakteristieken van belang zijn, zoals straling (W) en rookdoorlatendheid (S) [69](#page=69). #### 4.2.2 Classificatie van brandweerstand De oude Belgische norm definieerde de brandweerstand (Rf) van een bouwelement als de tijd gedurende dewelke het element gelijktijdig aan de criteria R, E en I voldeed [70](#page=70). Volgens de Europese norm NBN EN 13501-2 worden de drie hoofd-criteria (R, E, I) afzonderlijk behandeld. Dit resulteert in verschillende brandweerstandsklassen [70](#page=70): * **Voor dragende en scheidende elementen:** **REI t**, waarbij 't' de periode in minuten aangeeft waarin aan alle criteria (draagkracht, dichtheid en isolatie) wordt voldaan [70](#page=70). * **Voor dragende elementen:** **R t**, waarbij 't' de periode in minuten aangeeft waarin aan het criterium van de draagkracht wordt voldaan [70](#page=70). * **Voor niet-dragende elementen:** * **EI t**, waarbij 't' de periode in minuten aangeeft waarin aan de criteria van de dichtheid en isolatie wordt voldaan [70](#page=70). * **E t**, waarbij 't' de periode in minuten aangeeft waarin aan het criterium van de dichtheid wordt voldaan [70](#page=70). > **Voorbeeld:** Een brandwerendheid van EI 60 betekent dat een element gedurende 60 minuten zowel de integriteit (geen vlammen of hete gassen aan de andere zijde) als de isolatie (temperatuur aan de andere zijde blijft onder een bepaalde drempel) behoudt [69](#page=69) [70](#page=70). --- ## 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 | |------|------------| | Materiaalleer | De wetenschap die zich bezighoudt met de studie van materialen, hun structuur, eigenschappen en gedrag. | | Materiaaleigenschappen | De kenmerken van een materiaal die het gedrag ervan bepalen onder verschillende omstandigheden, zoals sterkte, stijfheid, duurzaamheid en reactie op warmte of vocht. | | Materiaalkunde | Een interdisciplinair vakgebied dat de relatie tussen de structuur, de eigenschappen, de verwerking en de prestaties van materialen bestudeert. | | Constructie | Het geheel van dragende elementen in een gebouw, zoals muren, vloeren en daken, dat belastingen kan weerstaan. | | Afwerking | Het aanbrengen van materialen op de oppervlakken van een gebouw voor esthetische en beschermende doeleinden. | | Afbouw | De laatste fase van de bouw, waarbij onder andere installaties, afwerkingen en interieurafwerkingen worden aangebracht. | | Warenkennis | Kennis over producten, inclusief hun oorsprong, productie, vorm, formaat en eigenschappen, belangrijk voor materiaalkeuze. | | Corrosie | Degradatie van een materiaal als gevolg van chemische of elektrochemische reacties met zijn omgeving. | | Aantasting | De schade of degradatie die een materiaal ondergaat door invloeden van buitenaf, zoals weersomstandigheden of chemische stoffen. | | Duurzaam | Een eigenschap van een materiaal die aangeeft dat het langdurig bestand is tegen belastingen en omgevingsinvloeden, met een economisch nuttige levensduur. | | Mechanische eigenschappen | Eigenschappen die betrekking hebben op het gedrag van een materiaal onder invloed van krachten, zoals sterkte, stijfheid en vervormbaarheid. | | Sterkte | De weerstand van een materiaal tegen breuk onder belasting; de maximale spanning die een materiaal kan weerstaan voordat het bezwijkt. | | Vervorming | Een verandering in de vorm of grootte van een materiaal als gevolg van een aangebrachte spanning. | | Spanning | De inwendige kracht per eenheid van oppervlakte in een materiaal, veroorzaakt door een uitwendige belasting. Formule: $\sigma = F/A$. | | Elastische vervorming | Een tijdelijke vervorming waarbij een materiaal terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm nadat de belasting is opgeheven. | | Plastische vervorming | Een blijvende vervorming die optreedt nadat de elasticiteitsgrens van een materiaal is overschreden. | | Stijfheid | De weerstand van een materiaal tegen vervorming onder belasting, vaak uitgedrukt met de elasticiteitsmodulus. | | Elasticiteitsmodulus (E) | Een maat voor de stijfheid van een materiaal, die de verhouding weergeeft tussen spanning en rek in het elastische gebied. Formule: $E = \sigma/\epsilon$. | | Specifieke rek ($\epsilon$) | De relatieve verlenging van een materiaal onder belasting, gedefinieerd als de verandering in lengte gedeeld door de oorspronkelijke lengte. Formule: $\epsilon = \Delta l / l$. | | Kruip | De langzame, voortdurende vervorming van een materiaal onder een constante belasting, die toeneemt met de tijd en temperatuur. | | Vermoeiing | Het bezwijken van een materiaal na langdurige blootstelling aan cyclische belastingen, zelfs als deze belastingen onder de materiaalsterkte liggen. | | Hardheid | De weerstand van een materiaal tegen indrukking, krassen of slijtage. | | Weerstand tegen afslijten | De mate waarin een materiaal bestand is tegen erosie of slijtage door wrijving. | | Bouwfysische eigenschappen | Eigenschappen die betrekking hebben op het gedrag van een materiaal in relatie tot bouwfysische aspecten zoals warmte, vocht en geluid. | | Thermische vormveranderingen | Veranderingen in de afmetingen van een materiaal als gevolg van temperatuurschommelingen, vaak beschreven met de lineaire uitzettingscoëfficiënt. | | Lineaire uitzettingscoëfficiënt ($\alpha$) | De relatieve lengteverandering van een materiaal per eenheid van lengte en per graad Kelvin temperatuurverandering. Formule: $\alpha = (1/l_0) \cdot (\Delta l / \Delta T)$. | | Vormveranderingen door vocht | Veranderingen in de afmetingen van een materiaal als gevolg van het opnemen of verliezen van vocht, zoals krimpen en zwellen. | | Warmtegeleiding | Het vermogen van een materiaal om warmte te transporteren, gekarakteriseerd door de warmtegeleidingscoëfficiënt ($\lambda$). | | Warmtegeleidingscoëfficiënt ($\lambda$) | De hoeveelheid warmte die per tijdseenheid door een materiaal van 1 meter dikte en 1 vierkante meter oppervlakte stroomt bij een temperatuurverschil van 1 Kelvin. Eenheid: [W/m.K]. | | Materiaalstructuur | De interne opbouw van een materiaal, inclusief de organisatie van atomen, moleculen of deeltjes, wat invloed heeft op de eigenschappen. | | Homogeniteit | De eigenschap van een materiaal dat de samenstelling overal gelijk is. | | Isotropie | De eigenschap van een materiaal dat de fysische eigenschappen in alle richtingen gelijk zijn. | | Heterogeen | Een materiaal dat niet homogeen is, met variërende samenstelling of structuur. | | Anisotropie | De eigenschap van een materiaal dat de fysische eigenschappen afhankelijk zijn van de richting. | | Volumieke massa (dichtheid) | De massa van een materiaal per eenheid van volume, meestal uitgedrukt in kilogram per kubieke meter ($kg/m^3$). | | Poriëngehalte | De hoeveelheid lege ruimtes (poriën) binnen een materiaal, die de eigenschappen ervan sterk kunnen beïnvloeden. | | Gedrag bij brand | De reactie van een bouwmateriaal wanneer het wordt blootgesteld aan vuur, inclusief ontvlambaarheid, vlamuitbreiding en rookontwikkeling. | | Niet-brandbaar | Materialen die bij blootstelling aan vuur geen significante bijdrage leveren aan de brandontwikkeling. | | Brandreactie | De mate waarin een bouwmateriaal bijdraagt aan de ontwikkeling van brand, onderverdeeld in Europese klassen (Euroklassen). | | Euroklassen | Een Europees systeem voor de classificatie van de brandreactie van bouwproducten, variërend van A1 (niet-brandbaar) tot F (niet-geclassificeerd of gefaald). | | Rookontwikkeling (s) | Een bijkomende classificatie binnen de Euroklassen die de hoeveelheid rook aangeeft die een materiaal produceert bij brand. | | Druppelvorming (d) | Een bijkomende classificatie binnen de Euroklassen die aangeeft of een materiaal brandende druppels produceert tijdens brand. | | Brandweerstand | De tijd gedurende welke een bouwelement zijn functie kan behouden ondanks blootstelling aan brand, beoordeeld op basis van draagvermogen (R), integriteit (E) en isolatie (I). | | Draagvermogen (R) | De capaciteit van een bouwelement om zijn dragende functie te behouden tijdens brand. | | Integriteit (E) | De mate waarin een bouwelement de verspreiding van vlammen en hete gassen naar de niet-blootgestelde zijde voorkomt tijdens brand. | | Isolatie (I) | De mate waarin een bouwelement de temperatuuroverdracht beperkt aan de niet-blootgestelde zijde tijdens brand. | | Duurzaamheid (levensduur) | Het vermogen van een materiaal om gedurende een economisch nuttige tijdsspanne weerstand te bieden aan alle relevante belastingen en omgevingsinvloeden. | | Chemische aantasting | Degradatie van een materiaal door chemische reacties met de omgeving. | | Fysische aantasting | Degradatie van een materiaal door fysieke oorzaken zoals temperatuur, vocht, vorst of zonlicht. | | Biologische aantasting | Degradatie van een materiaal door levende organismen, zoals insecten, schimmels of mossen. | | Milieu-impact | De invloed van de productie, het gebruik en de afdanking van materialen op het milieu, inclusief grondstofgebruik en emissies. |