Bouwkunde voor vastgoed en makelaardij. Bouwmaterialen, bouwdelen, bouwproces, installaties HBO opleiding 1e en 2e jaar.

1. Bouwkunde 2 voor vastgoed en makelaardij
• Les 2
– Bodem en funderingen
– Materialen: cement en
beton
– Docent: dhr. J.F.M. Verdonk
MSc

2. BODEM
Grondsoorten in Nederland
2
Brond: riool.info/publiek-portlet/rest/image/5447

3. Bodemonderzoek voordat je gaat bouwen
1. Milieukundige bodemonderzoek
 ‘schone grond’ ?
1. Geotechnisch bodemonderzoek
(grondonderzoek, grondmechanica)
 Onderzoek naar het draagvermogen van de grond (weerstand)
en de kleef
1. Geohydrologisch bodemonderzoek
 Onderzoekt het gedrag van het grondwater, met permanente
peilbuizen
3

4. 1. Milieukundige bodemonderzoek
Onderzoek naar
bodemvervuiling
• Op basis van de Wet
bodembescherming
• Bodemmonsters en
grondwatermonster
worden genomen en
onderzocht in het
laboratorium
• Verplicht bij een
oppervlak van > 50m2 of
een afgraving van >
50m3
Foto: Sinds de gifwijk te
Lekkerkerk, in de jaren
4
Onderzoek in drie stappen:
1.Historisch onderzoek
naar eerder gevestigde bedrijven
2.Verkennend bodemonderzoek
bij potentiële vervuiling of verontreiniging in het
verleden
3.Aanvullend bodemonderzoek
verdergaand onderzoek, indien sporen van
vervuiling zijn aangetroffen

5. Bodemsanering
Reiniging van de bodem nadat bij milieukundig bodemonderzoek vervuiling is
de grond aangetroffen (bijv. teer, zware metalen, olie)
Reiniging van de vervuilde
grond in de bodem
• Voorheen werd de zwaar
vervuilde gronden compleet
afgevoerd. Tegenwoordig
reiniging van de grond in situ
(= ter plaatse)
• De mate van sanering hangt
af van het gewenste
bodemgebruik: je krijgt na
bodemsanering een
‘bodemgeschiktheids-
verklaring’ (i.p.v. een
‘schone grondverklaring’)
bijv. bij tankstations >> 5

6. 2. Geotechnisch bodemonderzoek
‘Grondonderzoek’
Sonderen:
• Meten van de draagkracht van de
bodem, door:
a. De weerstand tegen indringing
(conusweerstand, stuit)
b. En de mantelwrijving, kleef
• Wordt vooraf aan de bouw verricht
om te bepalen hoe diep er
gefundeerd zal moeten worden
• Het draagvermogen wordt bepaald
door de samenstelling van de
grond:
• Korrelstructuur, aanwezigheid grondwater en
de manier waarop deze structuur reageert
op de belasting
Boringen
• Onderzoek naar de grondsoorten en
laagopbouw
6

7. 7
Sonderings-
grafiek

8. 8
Hoogtematen
• De hoogte van het maaiveld
(van het terrein) wordt
gemeten ten opzichte van
het NAP
- Normaal Amsterdams Peil
(NAP) = 0
• Hoogtematen van het
gebouw t.o.v. peil
http://nl.wikipedia.org/wiki/No
_Amsterdams_Peil

9. Grondwaterstand & risico’s
9
• Welke risico’s zijn er
bij
– verhoging v.d.
grondwaterstand?
– verlaging v.d.
grondwaterstand?
• Om droog te kunnen werken in
de bouwput, moet het
grondwater (tijdelijk) worden
weggepompt (bemaling)
• Hierdoor zakt de
grondwaterstand
• Wanneer veen- of kleiachtige
bodem droog komt te staan,
gaat deze inklinken en zak de
bodem in
– Het verlagen van de
grondwaterstand in de bouwput
heeft effect op de
grondwaterspiegel in de omgeving.
En kan dus inklinking veroorzaken!
Daarom is een vergunning nodig
voor bemaling van grondwater

10. De bodem zakt door inklinking:
Bij klei- en veengronden. De grond klinkt in, de bodem zakt.
1. Door grondwater-
onttrekking
• Door het wegpompen van het
grondwater (bemaling) zakt de
grondwaterstand
(drooglegging).
• De veen- of kleiachtige bodem
die hierdoor droog komt te
staan, klinkt in en de bodem
zakt.
2. Door een nieuwe
belasting op de
bodem
• Onder de druk van een nieuwe
belasting op de bodem, wordt het
water weggedrukt, de grond
klinkt in en de bodem zakt
(zetting).
• Hiervan is dus sprake als het
water dat zich in de poriën
bevindt als gevolg van de druk
op de grond wordt uitgeoefend,
wordt weggedrukt. Korrels
komen hierdoor dichter bij elkaar
te liggen.
– Bijv. door een nieuw gebouw of
verkeersweg
10

11. Zetting en zakking
Zetting (consolidatie)
= gelijkmatige inklinking van de onderliggende
bodemstructuur . Geringe en gelijkmatige
zakking.
Zakking
= ernstige of ongelijkmatige zetting van de
bodem, met schadegevolgen
11

12. Bouwput & damwand
Om de fundering aan te leggen wordt een bouwput gegraven
Soorten
damwanden:
•Houten damwand (ook
voor beschoeiing)
•Stalen damwand (van
geprofileerde staalplaat,
dikwandig)
• Een stalen
damwand wordt
tegenwoordig
vooraf in de
grond getrild
•Betonnen wand
(=diepwand)
Stempels

13. Waterafvoer
uit de bouwput
1. Horizontale drainage >
– het afvoeren van het teveel aan water in de
leeflaag van de bodem
1. Open bemaling >>
– Het wegpompen van het grond- en
regenwater dat in de bouwput komt
1. Gesloten of bronbemaling >>>
– Bemaling met verlaging van de
grondwaterstand. Risico: verdroging van de
grond. Bij veen- en kleigronden dus risico op
inklinking
1. Retourbemaling
– Gesloten bemaling. Bij een retourbemaling
wordt het opgepompte bemalingswater via
een gesloten systeem in hetzelfde
watervoerende pakket teruggevoerd, buiten
de bouwput.
13
http://www.rinkesmultidiensten.nl/images/fotos/bouwput%201.jpg
www.gsmeyers.be

14. FUNDERING
• De fundering
brengt alle
belastingen over op
de ondergrond
• De fundering wordt
aangelegd op een
voldoende
draagkrachtige
ondergrond. Bijv.
een zandlaag
1. Fundering op staal
2. Fundering op palen
14

15. 1. Fundering op ‘staal’
• Fundering direct op de
draagkrachtige
ondergrond
– Tot circa 1500mm minus
maaiveld
– Tot ca. 2,5m minus mv met
poer of put
– Tot circa 3m minus mv met
‘grondverbetering’
=draagvermogen van de bodem
verhogen (zie onderstaande
tekening)
15

16. Fundering op staal
Links: Steens muur op metselwerk fundering met vertanding
Rechts: spouwmuur op betonnen plaatfundering met verstijvingsrib

17. Minimale aanlegdiepte van de fundering:
0,8 m1 onder maaiveld
in verband met de vorstgrens
anders problemen met:
1. Krimpen en uitzetten materiaal fundering met kans op vorstschade
2. Bevriezing onder de begane grondvloer
3. Optrekkende kou onder de begane grond vloer (comfortverlies)
• Zie figuur 11.9: fundering met vorstrand. Deze vloer ligt op staal. Een
vorstrand wordt toegepast zowel bij een paalfundering als bij een fundering op
staal
Fundering met vorstrand
17
Hoe diep dringt de vorst
door in de grond?

18. Kruipruimte
1. Buffer tegen kou en vocht
tussen de grond en de
begane grondvloer
2. Afvoer van vocht door
ventilatie
 De kruipruimte moet geventileerd
worden om te zorgen dat de vloer
droog blijft
 Vooral bij houten vloeren [<21%]
om vocht af te voeren
(verdamping van het grondwater
onder het huis)
1. Toegankelijk voor
onderhoud aan de
riolering en leidingen
18

19. 2. Fundering op palen
• De palen worden in de grond
geheid tot een draagkrachtige
zandlaag in de bodem
19
MV
GWS

20. 2a. Palen met grondverdringing
Heien of trillen
1. Prefab betonnen
palen
• https://youtu.be/iAD5l7
okYQQ
1. Houten palen
2. Stalen buis
20

21. 2b. Palen zónder grondverdringing
in de grond gevormde palen
Boren of schroeven
• Schroefpalen onder, en boorpalen (boven)
21

22. Palenplan

23. Houten palen
23
Laagste
waterstand

24. Oorzaken paalrot
Verlaging van de
grondwaterstand
 Vochtigheid + zuurstof
 21% < houtrot < 100%
 Veel gebruik van houten
palen vòòr WWII
 Nu: met betonnen opzetter
Voorbeeld: naastgelegen bouwput met
grondwateronttrekking. Door de plaatselijke verlaging
van de grondwaterstand (bemaling) daalt ook de
grondwaterstand in de omgeving. Hierdoor komen
paalkoppen (tijdelijk) boven het grondwater te staan.
Kans op houtrot
Meer info: www.kcaf.nl 24

25. Bij kelders
Links: risico op lekkage bij stortnaad
Rechts: koekoek

26. Wat zie je hier?

27. Belasting van de bodem
geeft toename van de
grondspanning
• Spanningstoename in de
bodem zorgt voor inklinking
– σ = F / A
– Spanning = F force [Newton] /
A area [m2]
– σ = sigma
Grondwerk
27
Bodem in NL:
– Zand
– Grind
– Klei / leem
– Veen
Sondering
• om het draagvermogen van de
bodem te bepalen:
– Weerstand (‘stuit’)
– Wrijving ‘Kleef’
Bij nieuwbouw:
• Bouwrijpmaken
• Woonrijpmaken

28. Materialen -Pauze-
Na de pauze:
• Beton
– Hoe maak je het?
– Theorie
– Verdieping
Cement en beton

29. Pont du Gard (Fr.)

30. Flavisch Amfitheater Colosseum, (It.)

31. Pantheon te Rome (It.)

32. BETON
BEKIJK HET FILMPJE >
Beton als
constructie
materiaal:
1.In het werk gestort beton
2.In de fabriek
geprefabriceerd beton
(prefab)
Betonstorten
– Winkelcentrum Midas
– 2:15
– http://www.youtube.com/watch?
v=ZWsTm70PYLQ
Bekijk zelf:
• Overzichtsfilmpje, bouw Midas
Winkelcentrum tot en met opening.
Wat komt er allemaal bij kijken?
– Videoproductie Rapid Eye Movement,
Animaties Beeldenfabriek
– 9:11
– https://youtu.be/cG_eCTGsTDw 32

33. Eerst bekisten
1. Traditioneel, met
timmerwerk >
• voorbeeld van een
funderingsbekisting
1. Als verloren bekisting >>
• bijv. met PS-schuim
1. Prefab
bekistingssysteem
• Wandbekisting
• Tunnelbekisting >>>
• Kolombekisting
33
Video GIETBOUW met tunnelbekisting. Bouwrijp
E.L.O. 9:4 https://youtu.be/4lEJV8kBA28

34. dan wapening vlechten..
• Gewapend beton: voor opvangen van trekkrachten wordt wapening
(staal) toegepast
• Beton en staal hebben dezelfde uitzettingscoëfficient
foto linksonder: wapeningskorf; foto midden: vloerwapening; foto rechts: wapeningstekening
34

35. en onderstempelen..
• In het werk gestort
beton
onderstempelen >
35

36. dan de betonspecie mengen…
Met de hand (betonmolen, links)
of met de betonmixer (rechts)
36

37. en storten maar..
Met een
• Kubel:
Of een:
• Betonpomp:
37

38. het beton moet verdicht worden
(trillen) en uitharden (nat houden)..
38

39. het beton moet uitharden..
en worden nabehandeld met bijvoorbeeld water
• Beton moet uitharden
(niet drogen)
• Chemisch proces.
Beton wordt warm.
• Hardingstijd 1 tot 3
weken
• ‘ karakteristieke’
druksterkte na 28
dagen
– 95% v.h. beton is dan op de
gewenste sterkte
39

40. Wanneer heeft beton de gewenste sterkte?
Spanning – rek – breuk – kubusdruksterkte – cilinderdruksterkte - splijttreksterkte
• Proefmonster
– Bij elke betonstort worden
proefmonsters in de vorm
van een kubus gemaakt en
later kapot gedrukt (150mm)
– Deze worden in de het
laboratorium op druk
beproefd tot aan de
bezwijksterkte >
• Aangekondigde breuk
– eerst ontstaat
scheurvorming
40

41. NDO
• Bepaling van de sterkte
van bestaande betonnen
constructies
– Destructief onderzoek
• Het te onderzoeken
voorwerp bezwijkt
– Niet-destructief onderzoek
• Het te onderzoeken
voorwerp bezwijkt niet
• Met allerlei metingen, zoals
geluid- en radiogolven, een
terugslaghamer
• Zeer actueel bij oudere
gebouwen en viaducten
Niet-destructief onderzoek

42. BETON. DE THEORIE
Beton als bouwmateriaal. Het is feitelijk simpel: 1-2-3 beton. Eén
volumedeel cement, twee volumedelen zand en drie volume delen
grind en dan nog wat water en het wordt in de meeste gevallen nog
hard ook.
42http://www.cementenbeton.nl/

43. Cement
• Wordt gemaakt van
kalkhoudende steen
• Gaat een chemische
(scheikundige)
binding aan met
water (=hydrateren)
• Hoe wordt cement
gemaakt? Bekijk de
film
• ENCI film
cementproductie
• 8:10
• https://youtu.be/tokJwQkOk
GQ

44. Luchtkalk
• Luchthardend
– Dus met lucht in de poriën
– Hiervoor is zowel lucht als
water nodig; maar niet te
nat!
• traag
• ? Carbonatatie:
– Ca(OH)2
Calciumhydroxide + CO2
Koolzuur >
Calciumcarbonaat CaCO3
Hydraulische kalk
• waterhardend
• Hydratatie
• Snel
• ‘het blussen van kalk’
• Verbranden: te weinig
water voor de verharding
Metselen? Gebruik kalkhoudende (bastaard) mortel
i.v.m. vocht: kalk houdt water beter vast

45. Invloed van kalk in cementmortel
• Hogere elasticiteit
• Minder scheurvorming
• Voeg is makkelijkere los
te krabben
• Hogere
waterdamdoorlatendheid
door open poriën
structuur
• Maakt de specie
makkelijke te verwerken
(houd water goed vast)

46. Grindbeton als constructiebeton
Volumieke massa circa 2.400 kg/m3
1. Zand (Silicium),
cement, water +
2. Grind +
soms met grindvervangers (zoals
puingranulaat, hoogovenslakken,
etc.) tot max. 20%
3. Wapeningstaal +
4. Diverse toeslagstoffen voor betere
eigenschappen
46
Nadelen
– Zwaar
– Hard
– dus moeilijker te bewerken
– Schaarste aan grondstoffen
– cement-, zand en grindwinning
Voordelen
– Hoge druksterkte
– Duurzaam
– (bestand tegen water en zuren)
– Goede samenwerking met
wapeningstaal
Hoeveel weegt 1 m2
betonnen vloer? (dik 20cm)

47. Gewapend beton
samenwerking van staal en beton
47
1. Druk
– Beton is goed bestand tegen
drukkrachten
1. Trek
– Trekkrachten en afschuifkrachten
worden opgevangen door stalen
wapeningstaven
1. Portland cement
– Betonspecie met Portland cement
(Engeland, 1824) in plaats van
alleen kalk. Portland cement is
een mengsel van kalk en klei, dat
er uitziet als Portlandsteen
1. Gelijke uitzettingscoëfficiënt
– Beton en staal hebben gelijke
uitzetting, dus goede
samenwerking

48. Betonrot?
• IJzer kan corroderen
• Fe regeert met zuurstof O2
(= oxideren)
• Roest (corrosie) heeft groter
volume dan staal en drukt de
betondekking er af
– Betondekking = de betondikte op
het wapeningstaal = de afstand
tussen het wapeningstaal en de
buitenkant van het beton
– Met voldoende betondekking zal
het wapeningsstaal niet gaan
roesten
– Beton rot dus niet!
48
Tekening: de doorsnede van een
betonnen constructieonderdeel. De
pijltjes geven de betondekking aan

49. Oorzaken betonrot
Aantasting van het beton en vervolgens van het wapeningstaal
1. Mechanische
beschadiging
– Waardoor er zuurstof O2
bij het staal kan komen:
roestvorming
1. Carbonatatie
– Door carbonatatie wordt
vrije kalk (CaO) in het
beton gebonden aan
zuren of zouten tot
Calciumcarbonaat
waardoor meer poriën
ontstaan
• Ca(OH)2 Calciumhydroxide +
CO2 Koolzuur >
Calciumcarbonaat CaCO3
• Hierdoor kan zuurstof bij het
staal kan komen:
roestvorming
– Wat versterkt
carbonatatie?
• Chloriden uit Strooizouten

50. Aantasting van
wapeningstaal
• Als er minder vrije kalk (CaO)
aanwezig is, door reactie met
zuren of Cl ontstaat CaCO3
(Calciumcarbonaat) en
daarmee meer poriën
– Waardoor meer water en
CO2 bij het staal kan komen
– Hierdoor aantasting van de
beschermende oxidelaag
(=passiveringslaag) van de
stalen wapening
• FeOH oxidehuid van het
staal
• Ca(OH)2 + Fe > FeOH
Bescherming
wapeningstaal
• Zorg voor een alkalisch
milieu en een goede
kwaliteit van het beton
– Een sterk basisch (pH >
10) zorgt door de
aanwezigheid van vrije kalk
(CaO)
– Verdichting van de
betonspecie
• Zorg voor voldoende
dikte + kwaliteit van de
betonhuid
– Nabehandeling van het
oppervlak

51. Volgende week
• Prefab beton
• Glas
• Hout
• Huiswerk:
– Bestudeer les 1 en 2, met
bijbehorend begrippen in
literatuur of andere media
• Film Ecokist: economische
bekisting. Het maken van een
betonnen fundering met een PS-
verloren bekisting
– Nederland Bouwt
– 4:24
– http://youtu.be/NBK14le8Ji0
• 3D Concrete Printing experiment
#1
– 3D Concrete Printing TUe
– https://youtu.be/snmXcBQv_kI
51

52. Verdiepende onderwerpen
Rechtsboven: voorbeeld van enkele specificaties van een bepaald cement
van een bepaalde leverancier. Je moet in staat zijn om deze specificaties
te kunnen plaatsen; dus weten waar het over gaat

53. Bindmiddelen
• De belangrijkste
bindmiddelen zijn cement,
kalk en gips
– Deze materialen gaan een
chemische (scheikundige) binding
aan met water (hydrateren) en
worden hard
– Gips (Calciumsulfaat CaSO4) komt van
kalksteen; Anhydriet is een soort
(industrieel vervaardigde) gips.
– Andere bindmiddelen zijn lijm, klei.
Maar je kunt ook materialen
mechanisch bevestigen met bout en
• Ruwe, onbehandelde
grondstoffen zoals zand en
grind, kunnen aan elkaar
gebonden worden met
bindmiddelen

54. Mortel
Wanneer je het droge mengsel
(mortel) mengt met water
noemen we het specie
• Cementmortel
– Cement, zand, water
• Bastaardmortel
– Cement, zand, water, kalk
• Minder stijf
• Kalkmortel
– Kalk, zand
• De kalk houdt het water beter
vast
• Geschikt voor sterk zuigende
stenen
• Veelal in historische
gebouwen

55. Sterkteklasse
• NEN-EN 206-1 en NEN 8005
– betonvoorschriften
– met sterkteklassen van C12/15 t/m C100/115
• karakteristieke cilinderdruksterkte / karakteristieke
kubusdruksterkte
– Voor normaal- en zwaarbeton geeft NEN-EN 206-1 (+ NEN8005) een
indeling in 16 sterkteklassen. De sterkteklassen worden aangeduid
met de letter C (van ‘concrete’) gevolgd door 2 getallen. Het eerste
getal staat voor de karakteristieke cilinderdruksterkte, het tweede
getal staat voor de karakteristieke kubusdruksterkte [N/mm2]
– Zie www.betonlexicon.nl of
http://www.cementenbeton.nl/materiaal/materiaaleigenschappen

56. Sterkteklasse
Bijv. C25/20
• Bezwijkspanning
– Max. drukspanning op het
moment van bezwijken [N/mm²]
– Serie bezwijkproeven
in het lab
1. De karakteristieke
kubusdruksterkte
– 150mm
– De betonspecie voor de kubus
wordt gehaald uit de betonspecie
die op de bouwplaats wordt
gebruikt
1. De karakteristieke
cilinderdruksterkte
– Bij bestaande betonconstructies;
Bezwijkproef op een geboorde
cilinder
bepalen van de druksterkte

57. Milieuklasse
• Klassenindeling om de
belasting die de
omgeving uitoefent op
beton, te koppelen aan
de verschillende
aantastingsmechanismen
• Afhankelijk van het risico
voor de aantasting van de
wapening, maar ook voor
het beton
• Milieuklasse geeft
randvoorwaarden voor
samenstelling beton
• Zie ook:
http://www.cementenbeto
n.nl/materiaal/betontechn
ologie/duurzaamheid-en-
milieuklassen

58. 5 groepen cementsoorten
Hoofdgroep Naam
CEM I Portlandcement
CEM II Samengesteld portlandcement
CEM III Hoogovencement
CEM IV Puzzolaancement
CEM V Composietcement
• PORTLANDCEMENT: voor het metselen van bakstenen en kalkzandstenen.
• HOOGOVENCEMENT: voor het metselen van betonstenen.
• PORTLANDVLIEGASCEMENT: voor het maken van beton.
• WIT PORTLANDCEMENT: voor het voegen van tegels en baksteen.
• ALUMINIUMCEMENT: voor metselwerk met een hoge verhardingssnelheid
en weerstand tegen hoge temperatuur (ovens)

59. fijne en grove toeslagmaterialen
wandeffect:
Het stapelingseffect van korrels nabij de wand

60. water
water-cementfactor (wcf)
• = de massaverhouding
tussen de hoeveelheid
water en de hoeveelheid
cement in specie
• Grotendeels bepalend voor de
te ontwikkelen sterkte en
duurzaamheid van beton en
mortel
– Hoe hoger de wcf, hoe meer water
dus, hoe lager de sterkte zal zijn.
– Teveel water zorgt immers (na
verdamping) voor poriën in het beton
– Te weinig water belemmerd de
chemische reactie met cement en
zorgt dus ook voor onvoldoende
sterkte
Consistentie
• De verwerkbaarheid
(consistentie) van
betonspecie
• is mede afhankelijk van
de hoeveelheid water
– Hoe meer water hoe beter
verwerkbaar is de
betonspecie

61. Binding & verharden cement

62. Eigenschappen van beton en
gewapend beton
Druksterkte van beton niet constant;
• Afhankelijk van bereiding specie
– Hoeveelheid aanmaakwater (wcf)
– Cementsoort (per merk/partij 10% verschil)
– Mengverhouding
– Temperatuur (hydratatiewarmte)

63. Verdere afwerking van beton
1. Sierbeton
• Schoonwerk >
– in het zicht blijvend
– Hoge eisen aan de gladheid en
schoonheid van het oppervlak
– Dus geen luchtbellen
• Gekleurd beton >>
(met pigmenten)
• Keimwerk >>>
(mineraalverf, wit)
• Gewassen grind >>>>
(Siergrind) (bij prefab)
1. Vuilwerk
• wordt nader afgewerkt, ofwel niet in
het zicht
63