Beton: verschil tussen versies

k
k
 
Regel 43: Regel 43:
 
bij IJmuiden, dat is gebouwd omstreeks 1890. De doorsnede toont verschillende soorten beton, met bovenop een laag gewoon beton en daaronder brikkenbeton.|alt= Een doorsnede van beton met verschillende betonsoorten.]]
 
bij IJmuiden, dat is gebouwd omstreeks 1890. De doorsnede toont verschillende soorten beton, met bovenop een laag gewoon beton en daaronder brikkenbeton.|alt= Een doorsnede van beton met verschillende betonsoorten.]]
  
[[Afbeelding:Afb 20b.JPG|thumb|400px|rechts|De dunne toplaag van cementmortel is hier deels losgelaten. Lokaal staan afzettingen van calciumcarbonaat. Het beton is van Fort bij Spaarndam gebouwd rond 1900 als onderdeel van de Stelling van Amsterdam (foto Gert Jan Luijendijk)|alt= Betonmuur van een fort waarbij de toplaag deels is losgelaten.]]
+
[[Afbeelding:Afb 20b.JPG|thumb|400px|rechts|De dunne toplaag van cementmortel is hier deels losgelaten. Lokaal staan afzettingen van calciumcarbonaat. Het beton is van Fort bij Spaarndam gebouwd rond 1900 als onderdeel van de Stelling van Amsterdam (foto Gert Jan Luijendijk).|alt= Betonmuur van een fort waarbij de toplaag deels is losgelaten.]]
  
 
[[Afbeelding:Afb 03a.jpg|thumb|400px|rechts|De Spoelerij van de Tricot-fabriek in Winterswijk die is gebouwd tussen 1912 en 1922. Het is een vroeg voorbeeld van een gebouw met betonskelet.|alt= Een gebouw met een betonskelet.]]
 
[[Afbeelding:Afb 03a.jpg|thumb|400px|rechts|De Spoelerij van de Tricot-fabriek in Winterswijk die is gebouwd tussen 1912 en 1922. Het is een vroeg voorbeeld van een gebouw met betonskelet.|alt= Een gebouw met een betonskelet.]]

Huidige versie van 20 jul 2021 om 11:13

Introductie[bewerken]

Beton is divers materiaal en kent verschillende samenstellingen, kwaliteiten en verschijningsvormen. In de eenvoudigste vorm worden stukken natuursteen bijeengehouden door leem of klei. De meeste betonsoorten bestaan uit een mengsel van verhard hydraulisch bindmiddel en kalk met tras of cement. Dit artikel gaat over beton waarin cement als bindmiddel is gebruikt, ook wel cementbeton genoemd.

cementrustiek prieel in een tuin. Het is opgebouwd uit een stalen frame en cementmortel.
Cementrustiek prieel uit circa 1892 dat onderdeel uitmaakt van de tuin van het Snouck van Loosenhuis te Enkhuizen. Het is opgebouwd uit een stalen frame en cementmortel. Wat materiaalproblematiek betreft, vertoont dit type constructie veel overeenkomsten met gewapend beton.
Een doorsnede van beton met verschillende betonsoorten.
Beton van het oudste deel van het forteiland bij IJmuiden, dat is gebouwd omstreeks 1890. De doorsnede toont verschillende soorten beton, met bovenop een laag gewoon beton en daaronder brikkenbeton.
Betonmuur van een fort waarbij de toplaag deels is losgelaten.
De dunne toplaag van cementmortel is hier deels losgelaten. Lokaal staan afzettingen van calciumcarbonaat. Het beton is van Fort bij Spaarndam gebouwd rond 1900 als onderdeel van de Stelling van Amsterdam (foto Gert Jan Luijendijk).
Een gebouw met een betonskelet.
De Spoelerij van de Tricot-fabriek in Winterswijk die is gebouwd tussen 1912 en 1922. Het is een vroeg voorbeeld van een gebouw met betonskelet.
Een plafond binnen in een gebouw met betonskelet. Aan de zijkant staan de ramen.
Karakteristiek zijn de consoles in de vorm van een afschuining bij de aansluitingen van balken.
Paddestoelkolommen en boven het plafond van een betonnen constructie.
Paddestoelkolommen in de Van Nelle-fabriek in Rotterdam, ontworpen in 1926 door Jan Brinkman en Leen van der Vlugt en opgeleverd in 1929.
Een betonnen seinpost langs een spoorweg.
Het betonnen seinhuis Post T bij het station in Maastricht naar ontwerp van architect Sybold van Ravesteyn. Gebouwd in 1933 en gerestaureerd in 2003.
Hoge porositeit in cement.
Hoge porositeit is het gevolg van een te hoge water-cementfactor van de specie tijdens de productie (foto R.G.J. Ackerstaff).

Geschiedenis

Negentiende eeuw

Beton heeft zich in de afgelopen eeuwen bewezen als functioneel en duurzaam materiaal. In de negentiende eeuw werd beton vooral gebruikt als ongewapend materiaal. Een vroege vorm is brikkenbeton dat vooral voor verdedigingswerken werd gebruikt. Ongewapend beton werd in Nederland vooral toegepast in waterbouwkundige werken, bruggen, riolen, vloeren en tegels. Het werd als stampbeton in dunne lagen aangebracht en verdicht met stampers. Het gebruik van beton nam in hoog tempo toe na de ontwikkeling van het hydraulische bindmiddel portlandcement. Rond 1860 kwam de cementwarenindustrie op, waarin cementmortel werd gebruikt voor prefab bouwelementen die eerder vooral van natuursteen werden gemaakt.

Patenten

De patenten van de Fransman J. Monier, verkregen vanaf 1867, en het in 1892 verkregen patent van landgenoot F. Hennebique, waren belangrijke stappen in de ontwikkeling van het gebruik van gewapend beton. Moeniers patenten richtten zich op toepassingen van ijzeren netwerken in betonnen onderdelen. Hennebique verkreeg patent op een bouwwijze waarbij gewapende kolommen, balken en vloerplaten één monolithisch geheel vormen.

Gewapend beton

Rond 1880 kwam gewapend beton naar Nederland, waarna het materiaal geleidelijk aan steeds meer voor constructies werd gebruikt. Vanaf 1900 gebeurde dit in toenemende mate in bruggen, fabrieken, hallen, silo’s, koeltorens en watertorens. Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs bracht in 1912 de eerste Gewapend beton voorschriften uit om de kwaliteit van betonconstructies te verhogen. In 1918 volgde de tweede Voorschriften met eisen waaraan de betondekking moest voldoen. Voor balken was dit minimaal 25 millimeter, voor kolommen 35 millimeter. De Stichting Koninklijk Nederlands Normalisatie Instituut bracht de latere Voorschriften beton uit.

Twintigste eeuw

Na 1900 werden er in Nederland ook steeds meer geprefabriceerde constructieve betonelementen verkrijgbaar. Zo kwamen er verschillende typen vloersystemen en dakplaten op de markt. Niettemin bleef het gebruik ervan tot 1940 beperkt. De elementen waren meestal niet rendabel doordat de loonkosten in de bouw nog laag waren in verhouding tot de materiaalprijzen. Ook waren de mogelijkheden van transport en montage van grote elementen beperkt.

Verdiepingsgebouwen

In het begin van de twintigste eeuw verschenen de eerste betonnen verdiepingsgebouwen in Nederland. In het begin gebruikte men het materiaal in de vorm van een balkenconstructie, zoals hout en ijzer toegepast werden. Later ontwierp men nieuwe, materiaalspecifieke constructies zoals de paddestoelvloer, waarbij bijvoorbeeld in meer dan één richting werd overspannen. Deze vloer was bedoeld voor zwaarbelaste pakhuizen en is in Nederland waarschijnlijk voor het eerst toegepast in 1914. Rond 1930 werd hij ook gebruikt voor fabrieken en warenhuizen, met als bekendste voorbeeld de Van Nelle-fabriek in Rotterdam. Toch kregen de meeste gebouwen tot 1940 een betonskelet met balkenvloeren, waarbij de balken bij aansluitingen een console in de vorm van een afschuining hadden. Ook werden de meeste betonconstructies in het werk gestort, zodat de verschillende onderdelen een monoliet geheel vormden. Denk hierbij aan de balken, platen, gewelven, spanten en kolommen. Rond 1940 stapte men over op vlakke vloerplaten en rechte kolommen.

Woningbouw

In de jaren twintig vonden de eerste experimenten met beton plaats in de woningbouw, waarvan het Amsterdamse Betondorp een bekend voorbeeld is. De architectonische uitstraling van beton werd steeds meer gewaardeerd en benut, ook systeembouw en hoogbouw deden in deze periode hun intrede. Na Berlage maakten vooral de architecten van het Functionalisme gebruik van gewapend beton, zoals Bijvoet, Brinkman, Duiker en Van der Vlugt.

Vanaf 1930 werd voorgespannen beton ontwikkeld en gebruikt, waardoor men grotere en lichtere elementen kon maken. Daarbij gebruikte men snelhardend beton met een hoge dichtheid en druksterkte en een geringe krimp. Ook kreeg de firma Schokbeton in 1931 een octrooi op het schok-procedé. Na 1945 kwamen er nieuwe technieken om beton te verdichten via trillen en schokken. Hierdoor nam de kwaliteit van prefab betonelementen toe. Ook het gebruik van plastificeerders verbeterde de kwaliteit.

Materiaal

De dichtheid – en daarmee ook de duurzaamheid – van beton hangt nauw samen met de structuur ervan. Cementbeton bestaat uit cementsteen met fijn en grof toeslagmateriaal dat groter is dan 4 millimeter, zoals zand en grind. Beton bestaat in het algemeen voor 75% uit toeslagstoffen, die zorgen voor de draagsterkte van het materiaal. Modern beton bevat meestal ook een geringe dosis hulpstoffen. Bijvoorbeeld plastificeerders om de verwerkbaarheid te verbeteren, versnellers of vertragers om de uitharding te beïnvloeden, of luchtbelvormers om de vorstbestendigheid en verwerkbaarheid te verbeteren.

Cementsteen

De belangrijkste cementsoorten voor beton zijn portlandcement, hoogovencement en – in mindere mate voor monumenten – portlandvliegascement. Elk type cement heeft specifieke eigenschappen, die in een specifieke situatie belangrijk kunnen zijn. De cementsteen van het beton bevat poriën die een doorlopend kanalenstelsel vormen. Deze poriën ontstaan vooral door het aanmaakwater van de cementspecie. Hierbij bepaalt de water-cementfactor het aantal en de afmetingen van deze poriën. Deze factor is een van de meest cruciale parameters voor de uiteindelijke eigenschappen, zoals permeabiliteit, en kwaliteit van het beton. In het algemeen leidt een lagere water-cementfactor tot een hogere dichtheid en hogere sterkte. Een te lage water-cementfactor leidt tot slechte verwerkbaarheid en een te hoge water-cementfactor geeft een hoge porositeit. De permeabiliteit is belangrijk - die bepaalt voor een groot deel het transport van stoffen als water en kooldioxide.

Sterkte

Ook de sterkte en het vervormingsgedrag van het beton zijn belangrijk. Het vervormingsgedrag wordt beïnvloed door de mechanische belasting, het vochtverlies en de temperatuurverandering. Mechanische belasting kan beton vervormen, zowel elastisch als plastisch. De elasticiteitsmodulus en de kruipcoëfficiënt bepalen het vervormingsgedrag en herleid je uit de druksterkte van het beton. Beton krimpt door uitdroging van de cementsteen.

Kracht

Beton kan in principe alleen drukkrachten opnemen, net als andere steenachtige materialen. In combinatie met wapening kan beton ook trekkrachten opnemen. Beton en staal vormen een sterk duo. Zo hecht beton goed aan staal, hebben beide materialen vergelijkbare thermische uitzettingscoëfficiënten en beschermt het basische milieu in het cementgebonden materiaal het staal tegen roesten. In een optimale situatie ligt de wapening enkele centimeters onder het betonoppervlak.

Meer informatie[bewerken]

Zie ook deze artikelen


Hoort bij deze thema's


Specialist(en)


Contact

Deze pagina is voor het laatst bewerkt op 20 jul 2021 om 11:13.