BYGGNADSMATERIAL VBM012

Transkript

1 Avd Byggnadsmaterial Universitetslektor Peter Johansson Envar sin egen professor eller allt väsentligt vetande om kursen i BYGGNADSMATERIAL VBM0 för V INNEHÅLL SID KURSPROGRAM - 4 Föreläsningsprogram Program för räkneövningar 4 LABORATIONSPROGRAM 5 - Tidsschema 6 Laboration nr 7 Laboration nr 8 Laboration nr 9 Instuderingsfrågor Laboration 0 Instuderingsfrågor Laboration Instuderingsfrågor Laboration LOKALER I V-HUSET KURSUTVÄRDERING 4 VT 0 Postadress Avd Byggnadsmaterial, Box 8, 00 LUND Besöksadress John Ericssons v.. Telefon dir vxl Telefax E-post peter.johansson@byggtek.lth.se Internet

2 KURSPROGRAM ALLMÄNT Välkommen till kursen Byggnadsmaterial (VBM0, 6 poäng) vars undervisning sker under läsperiod vt 0. I detta häfte beskrivs kursens uppläggning, alla tider och andra viktiga delar. Läs därför detta PM noggrant. Parallellt med kursen i Byggnadsmaterial kommer du även att arbeta med projektuppgiften huset Huset. Material till huset Huset finns på länken: (öppna kursbibliotek/lth/husethuset V- programmet) Mer information finns på kursens hemsida: MÅL Efter genomförd kurs skall Du kunna identifiera de vanligaste byggnadsmaterialen känna till de flesta byggnadsmaterialens uppbyggnad, tillverkning och egenskaper samt förstå hur materialens egenskaper kan påverkas i samband med tillverkning och förädling ha lärt av andras misstag, dvs. ha sett exempel på olämpliga materialval och de konsekvenser som dessa medfört kunna göra rimliga materialval och bedöma konsekvenserna av dessa val i olika miljöer och konstruktioner ha fått en orientering om materialens roll med avseende på kretslopp i naturen och resurshushållning KURSLITTERATUR. Burström, P G: Byggnadsmaterial (upplaga ) Studentlitteratur 007. Burström, P G: Byggnadsmaterial övningsbok (upplaga ) Studentlitteratur 007 Kursen definieras av innehållet i läroboken. I kursen ingår dock inte Kapitel 4, -, 9-0. Alla övriga kapitel ingår, dvs. även de som vi eventuellt inte hinner gå igenom på föreläsningarna. Båda böckerna säljs av KFS AB. FÖRELÄSNINGAR Ett detaljerat program för föreläsningarna finns på sidan. Föreläsningarna kommer att hållas av Universitetslektor Peter Johansson. Av programmet framgår att ca hälften av föreläsningarna ägnas åt Kapitel i kursboken. Detta har orsaker: Dels finns de svåraste avsnitten i dessa kapitel, dels ges där den grundläggande förståelsen för de följande kapitlen och för hur olika faktorer påverkar materialens egenskaper. Den 7 februari klockan 8-0 kommer Mats Öberg att hålla en gästföreläsning (se sidan ). Han är ansvarig för utveckling av bostadsplattformar på NCC och även adjungerad professor på avd. Byggnadsmaterial. RÄKNEÖVNINGAR På övningstid kommer Du att räkna på ett antal uppgifter som finns i Övningsboken (se sidan 4). Det finns i huvudsak syften med dessa övningar. Det ena är att visa att det med beräkningar går att förutsäga materialens egenskaper och funktion i olika miljöer. Det andra är att öka motivationen och förståelsen i samband med inlärningen av kursen. På köpet tränas även färdigheterna i logiskt tänkande. V kommer att indelas i övningsgrupper, som har följande övningsassistenter: GRUPP (P) (Q) (Q) Sigfrid Lindén Johansson sigfridj@gmail.com ASSISTENT Peter Johansson, Universitetslektor avd BML / peter.johansson@byggtek.lth.se Sanne Johansson, Tekn. Dr. avd BML / sanne,johansson@byggtek.lth.se

3 LABORATIONER I kursen ingår obligatoriska laborationer om totalt timmar. Laborationernas innehåll och tidplan framgår av sidorna 5 9 i detta häfte. Laborationerna utförs i V- husets laboratorier, se sidan. GRUPPINDELNING För att kunna genomföra räkneövningarna och laborationerna görs en indelning i resp. 0 grupper. I samband med kursstart kommer mer information. Det är viktigt att indelningen sker snarast möjligt och att den bibehålls läsperioden ut. TENTAMEN Tentamen äger rum lördagen den 6 mars 0 klockan i sal Evak: -. Tentamens utformning påminner om hur man arbetar praktiskt som ingenjör. Dels måste man ha vissa kunskaper i olika ämnen, dels måste man med hjälp av litteratur och handböcker kunna tillämpa dessa kunskaper på olika problemställningar. Tentamen består därför av delar. Den första delen (som alltså skall kontrollera grundkunskaperna) innehåller både frågor av beskrivande typ och av flervalstyp. De senare ger minuspoäng vid felval eftersom det skall löna sig att arbeta. Frågorna besvaras utan hjälpmedel. Sedan frågedelen lämnats in skall den andra delen med beräkningsuppgifter lösas. Läroboken får då användas som hjälpmedel, dock INTE lösta problem eller Övningsboken! Maximala poängsumman på de olika delarna är 65 resp. 50 poäng. För godkänt betyg krävs totalt minst 46 poäng och samtidigt minst 0 poäng på beräkningsdelen. Äldre tentamina skickas ut med epost under kursen. SLUTBETYG För att få slutbetyg på kursen i Byggnadsmaterial krävs:. Du klarar tentamen (naturligtvis). Du genomför de obligatoriska laborationerna på ett tillfredsställande sätt. Du genomför och får godkänt på delinlämning i projekt "huset Huset". KURSUTVÄRDERING Det är ett självklart mål för oss som utformar och genomför kursen att denna blir så bra som möjligt. Om Du dock har synpunkter på något i kursen tar vi tacksamt emot dessa (muntligt eller skriftligt) under kursens gång. Ju tidigare Du kommer med Dina synpunkter desto snabbare kan vi försöka förbättra oss. En blankett för utvärdering finns på sidan 4. Denna kan Du anonymt lämna in precis när Du vill. I samband med tentamen går det också bra att lämna Dina synpunkter. Lund den 8 januari 0 Peter Johansson Universitetslektor Tel.: E-post: peter.johansson@byggtek.lth.se

4 PROGRAM FÖR FÖRELÄSNINGAR (Med reservation för mindre förskjutningar) LÄS VECKA DATUM KL LOKAL ÄMNE KAP. ANSV. M A Introduktion till kursen i Byggnadsmaterial Struktur Porositet och densitet Övningsexempel.. - O A Värmetransport i material 4, 4 M A Forts. Värmetransport i material Fukt i material Introduktion till Delinlämning i huset Huset O A Forts. Fukt i material 5 M A Beständighet 9 O A Hållfasthet Deformation av last M A Forts. Deformation av last Volymbeständighet (fukt- och temperaturbetingade rörelser) Keramiska material O A Puts- och murbruk Betong Introduktion till Delinlämning i huset Huset OBS! Kursutvärdering i halvtid M A Forts. Betong O A Lättbetong Stål Aluminium M A Materialegenskaper vid höga temperaturer Trä O A Gästföreläsning: Materialfrågor i praktiken Mats Öberg, NCC. M A Forts. Trä 8 O A Glas Fogmaterial Golvmaterial MÖ OBS! Kapitel 9, 5 och 7 behandlas inte på föreläsningarna men ingår trots detta i kursen, se även sidan. Pssst! Som Du ju vet blir behållningen av föreläsningarna oändligt mycket bättre om Du på kvällen (eller natten) innan åtminstone ögnar igenom de aktuella kapitlen. 0 0

5 4 PROGRAM FÖR RÄKNEÖVNINGAR ÖVN. DATUM KLOCKAN LOKAL Före övningen EXEMPEL SOM LÖSES På övningstid Ö Ons. 0.5 P / Q / Q -.. /.. /..5 /..7 /..8 Ö Mån P / Q / Q / 4..4 / 4..6 / 4..8 Ö Ons P / Q / Q / 5.. / 5..5 / 5..7 Ö4 Mån P / Q / Q / 5.. / 5.. Ö5 Ons P / Q / Q / 6.. / 6..5 Ö6 Mån P / Q / Q / 7.. / 7.. Ö7 Ons. 0.5 P / Q / Q / 8.. / 8.. Ö8 Mån P / Q / Q..../..4/..6/..8 Ö9 Ons P / Q / Q..0.. /.. /....4 Ö0 Mån P / Q / Q /.. Ö Ons P / Q / Q / 8.. / 8.. Ö Mån P / Q / Q / 8..7 Ö Ons P / Q / Q / 8..9 /..4 Anm.: De räkneuppgifter i Kapitel 9 som behandlar (kritisk) vattenmättnadsgrad ingår inte i kursen. Samma sak gäller de räkneuppgifter i Kapitel 5 som behandlar fasdiagram. 0 8

6 5 LABORATIONSPROGRAM SYFTE Kursen innehåller laborationer. Syftet med dessa är att underlätta förståelsen av ett antal viktiga (och kanske även svåra) delar i kursen. Laborationerna utförs parallellt med föreläsningar och övningar enligt schemat på sidan 6. Följande laborationer skall genomföras: NR TEMA/INNEHÅL L Hållfasthet och deformation HANDLEDARE Bengt Nilsson (bengt.nilsson@byggtek.lth.se) LOKAL Rum 48 (se sid ) Fysikaliska egenskaper hos byggnadsmaterial Yujing Li (yujing.li@byggtek.lth.se) Sanne Johansson (sanne.johansson@byggtek.lth.se) Rum 46 (se sid ) Betong Bo Johansson (bo.johansson@byggtek.lth.se) Rum 4 (se sid ) GRUPPINDELNING V indelas i 0 olika laborationsgrupper, som kallas V V0 (se nedan). Mer information om detta ges i samband med första föreläsningstillfället. FÖRBEREDELSER För att dels göra laborationerna meningsfulla och dels få delta i dessa måste vissa avsnitt i läroboken först läsas in. För att underlätta inlärningen finns till varje laboration 5 instuderingsfrågor. Innan respektive laboration startar får Du genomgå ett skriftligt prov som omfattar 8 av dessa frågor. För att få delta i laborationen måste minst 6 av frågorna vara rätt besvarade. Det stora antalet laborationsgrupper medför att laborationerna genomförs enligt ett rullande schema under nästan hela läsperioden. Detta medför att Du inför en laboration ibland tvingas läsa in text, som ännu inte har behandlats på föreläsningarna. Detta problem kommer vi tyvärr inte ifrån. Den tvingande inläsningen har dock den positiva effekten att tentamensläsningen blir mindre stressig. Dessutom får Dina kunskaper faktiskt en väsentligt längre hållbarhet! UTRUSTNING OBS! Till laborationerna skall Du ta med läroboken det häfte som Du just nu läser i räknedosa papper och penna Till laboration nr ( Betong ) rekommenderas även något oömma kläder. REDOGÖRELSE Ett protokoll utdelas vid laborationens början. Detta fylls i och bearbetas. Protokollet utgör även redogörelse för laborationen och skall därför godkännas av assistenten vid laborationens slut. För att få slutbetyg i Byggnadsmaterial krävs, som tidigare nämnts, godkända redogörelser.

7 6 TIDSSCHEMA FÖR LABORATIONER DATUM KLOCKAN Ons LAB. NR GRUPP NR V V V ANM. Tors V4 V5 V6 Ons..5-7 V7 V8 V9 Fre V0 V V Ons V V4 V5 Tors..5-7 V6 V7 V8 Ons V9 V0 V Tors V V V4 Ons V5 V6 V7 Tors V8 V9 V0

8 7 LABORATION NR : HÅLLFASTHET OCH DEFORMATION MÅL Laborationens mål är att med hjälp av olika provningar mäta och därefter beräkna viktiga data gällande hållfasthet och deformation för olika typer av byggnadsmaterial att visa hur klimatbetingelser och övriga förutsättningar vid provningarna påverkar materialens hållfasthets- och deformationsegenskaper. FÖRBEREDELSER Läs kapitel INNEHÅLL. Bestämning av slagseghet hos stål.. Bestämning av arbetskurva och hållfasthetsegenskaper för armeringsstål.. Bestämning av elasticitetsmodulen för plastmaterial. 4. Värmebehandling och kallbearbetning av stål. 5. Tidsberoende deformationer (krypning) hos träbaserade skivmaterial. UTFÖRANDE. Slagseghetsprovning enligt Charpy används för att bestämma en stålkvalitets känslighet för sprödbrott vid olika temperaturer (jfr Kapitel 5.5.).. Med hjälp av dragprovning i en provningsmaskin och bearbetning av mätresultat bestäms bl.a. sträckgräns, brottgräns och brottförlängning för ett armeringsstål. Dessa data används sedan för att bestämma stålets kvalitet.. Den dragna arbetskurvan bestäms för ett plastmaterial. Därefter beräknas materialets elasticitetsmodul (E-modul). Erhållet värde jämförs med värden i Tabell På en bit kalldragen ståltråd (jfr Figur 6.0 och 5.4) utförs experiment för att beskriva begreppen värmebehandling och kallbearbetning. 5. Stavar av träbaserade skivmaterial belastas som fritt upplagda balkar med en punktlast. Momentan deformation och krypdeformation uppmäts.

9 8 LABORATION NR : FYSIKALISKA EGENSKAPER HOS BYGGNADSMATERIAL MÅL Laborationens mål är att mäta och med hjälp av mätdata beräkna några viktiga fysikaliska egenskaper hos byggnadsmaterial med hjälp av beräknade materialegenskaper uppskatta de konsekvenser som kan uppstå då materialen används i några praktiska sammanhang FÖRBEREDELSE Läs kapitel INNEHÅLL. Bestämning av fuktbetingade rörelser (krympning) hos olika träslag.. Svällningskraft hos trä vid fuktupptagning.. Temperaturbetingade rörelser hos byggnadsmaterial. 4. Ånggenomgångsmotstånd hos material. UTFÖRANDE. Fanérbitar av olika träslag vattenmättas. Bitarna torkas sedan successivt och i samband därmed mäts krympningen i två olika riktningar. I ett diagram avsätts krympningen som funktion av tiden (jfr Figur 8. och 8.0). Fibermättnadspunkten och storleken på fuktrörelserna bestäms.. En helt torr bit av gran monteras in i ett stativ med mätklocka. Träet fuktas upp samtidigt som den uppkomna svällningen mäts. Den kraft och spänning som uppstår om svällningen varit förhindrad beräknas.. Längdökningen hos akrylplast ( plexiglas ) uppmäts i samband med uppvärmning av materialet. Med hjälp av mätvärdena beräknas materialets längdutvidgningskoefficient (jfr även Tabell 8.). 4. Tre olika provskålar enligt Figur 5.4 används. Provskålarna har lock av olika typer av material. Provskålarna vägs i början och i slutet av laborationen. Materialens ånggenomgångsmotstånd beräknas (jfr Kapitel 5.7).

10 9 LABORATION NR : BETONG MÅL Laborationens mål är att undersöka egenskaperna hos några av betongens olika delmaterial att undersöka delmaterialens inverkan på den färdiga betongens egenskaper att undersöka och beräkna viktiga egenskaper hos den färska och hårdnade betongen FÖRBEREDELSE Läs hela Kapitel. INNEHÅLL. Undersökning av ballastmaterialets egenskaper.. Blandning av betong. Undersökning av den färska betongens egenskaper.. Provning av den hårdnade betongens hållfasthet. 4. Beräkning av hållfastheten vid 8 dygn. UTFÖRANDE. Ballastmaterialet siktas varefter siktkurvan beräknas och ritas upp. Finhetsmodulen beräknas för materialet. Dessutom bestäms ballastens skrym- och kompaktdensitet samt fuktinnehåll.. Betongens delmaterial vägs upp och blandas. Den färska betongens konsistens bestäms med sättoch vebe-mått. Betongens lufthalt, densitet, verkliga cementhalt och vattencementtal (vct) uppmäts respektive beräknas. I ungefär halva betongvolymen blandas flyttillsatsmedel. Utbredningsmåttet (Figur.) bestäms. Betongkuber gjuts med båda betongblandningarna.. Betongen lagras under förhållanden som regleras av internationella normer. Därefter bestäms betongens korttidshållfasthet med hjälp av tryckprovning. 4. Betongens tryckhållfasthet vid 8 dygn ( normenlig hållfasthet ) beräknas med hjälp av beräkningsmetod enligt Kapitel.4. i läroboken. OBSERVERA! Punkt 4 är obligatoriska moment, som utförs vid en tidpunkt som bestäms i samråd med laborationshandledaren.

11 0 LABORATION : INSTUDERINGSFRÅGOR. Definiera begreppen normalspänning och töjning.. Vad menas med en arbetslinje? Nämn även andra namn för detta samband.. Rita arbetslinjen för ett s.k. mjukt stål. Markera övre och undre sträckgräns, flytområde, brottgräns och gränstöjning. 4. Definiera begreppet 0.-gräns med hjälp av figur och ord. 5. Vilka är de principiella skillnaderna mellan sega och spröda material? 6. Beskriv med en figur sambandet mellan spänning och töjning vid belastning av ett segt material över elasticitetsgränsen samt därefter avlastning och förnyad pålastning. 7. Varför har spröda material en tryckhållfasthet som är väsentligt större än draghållfastheten? 8. Nämn fyra faktorer som påverkar resultatet vid provning av hållfastheten hos material. 9. Vad menas med begreppet krypning? Ge en kort definition. 0. Vad menas med elastisk respektive plastisk deformation av ett material?. Rita ett diagram som visar deformation som funktion av tid för ett krypbenäget material. Visa var man kan avläsa momentan, tidsberoende, reversibel och irreversibel deformation.. Beskriv innehållet i Hooke s lag. Definiera ingående storheter.. Hur definieras kryptalet? 4. Vad innebär begreppet spänningsrelaxation? Ge ett exempel av praktisk betydelse. 5. Vilken materialegenskap mäter man med Charpy-provet? 6. Vad är kalldragning? Beskriv principen och de resultat som uppnås. 7. Vad blir effekten av kallbearbetning av stål? 8. Hur härdas stål och vilka egenskaper får stålet? 9. Hur seghärdas stål? Vilka egenskaper har sådana stål jämfört med ohärdat material? 0. Vad menas med omslagstemperaturen? För vilken typ av material är denna uppgift viktig?. Vad betyder Ks600ST i samband med armeringsmaterial?. Vilka huvudsakliga nackdelar har plaster som konstruktionsmaterial?. Hur och av vad tillverkas träfiberskivor? 4. Hur och av vad tillverkas spånskivor? 5. Hur och av vad tillverkas MDF-skivor? BML V VT0 ( Hållfasthet och deformation )

12 LABORATION NR : INSTUDERINGSFRÅGOR. Definiera begreppen mättnadsånghalt, daggpunkt och relativ fuktighet.. Ange på vilka sätt vatten kan vara fixerat till ett material. Ordna dessa efter avtagande bindningsenergi.. Definiera begreppen fuktkvot och fukthalt. 4. Vad menas med hygroskopisk fukt? 5. Vad är en sorptionsisoterm? Nämn även andra namn som ibland används för detta. 6. Hur sker transporten av vattenånga? 7. Hur kan man bestämma ett materials ångpermeabilitet? 8. Vad menas med ett materials kritiska fukttillstånd? 9. Definiera begreppen normalspänning och töjning. 0. Beskriv innehållet i Hooke s lag. Definiera även de ingående storheterna.. Definiera begreppet längdutvidgningskoefficient.. Vilken typ av material har mycket stor längdutvidgningskoefficient?. Vilken typ av material har stora fuktbetingade rörelser? 4. Beskriv mekanismen vid frostsprängning av spröda, porösa material. 5. Vad menas med aktuell respektive kritisk vattenmättnadsgrad? 6. Frostbeständigheten hos betong kan förbättras med hjälp av luftporbildande tillsatsmedel. Beskriv den mekanism som ger denna förbättring. 7. Beskriv hur egenskaper hos betong påverkas av tillsats av luftporbildande tillsatsmedel. 8. Nämn minst två faktorer som medför att tillåten påkänning på konstruktionsvirke är väsentligt lägre jämfört med uppmätta hållfastheter på små provkroppar vid korttidsbelastning. 9. Beskriv hur en trädstam är uppbyggd. Märk ut 5 väsentliga delar. 0. Träs egenskaper brukar alltid relateras till olika huvudriktningar. Visa dessa i en figur!. Varför är det viktigt att välja rätt fuktkvot vid inbyggnad av trä i en byggnad?. Vad menas med träs fibermättnadspunkt? Vad är det som orsakar att denna är så tydlig?. Visa i figurer träets hållfasthet respektive fuktrörelse som funktion av fuktkvoten. 4. Hur påverkas träets hållfasthet av densitet och temperatur? 5. I vilka hållfasthetsklasser indelas trä? BML V VT0 ( Fysikaliska egenskaper hos )

13 LABORATION : INSTUDERINGSFRÅGOR. Vilka är beståndsdelarna i betong?. Definiera vattencementtalet. Nämn egenskaper som påverkas kraftigt av vct!. Vad betyder begreppet hydraulisk i samband med cement? 4. Av vilka råmaterial tillverkas portlandcement? 5. I vilka huvudtyper indelas cement enligt Svensk Standard? 6. Vad är ett s.k. Anläggningscement? 7. Vad är en siktkurva? 8. Vad kan inträffa om ballasten innehåller humus? 9. När kan flyttillsatsmedel vara lämpliga att använda i betong? 0. Nämn två av betongens egenskaper som påverkas av luftporbildande tillsatsmedel? Hur påverkas dessa egenskaper?. Vad är silikastoft? Definiera även vbt.. Beskriv två metoder som används för att mäta betongens konsistens.. Hur bestäms en betongs utbredningsmått? För vilken typ av betong bestäms detta? 4. Vilka olika typer av separation kan uppstå i betong? 5. Beskriv principiellt vad som händer vid betongens hårdnande. 6. Vad innebär begreppet hydratationsgrad? 7. Hur kan värmeutvecklingen i betong minskas vid gjutning av grova konstruktioner? 8. Vad menas med ekvivalent härdningsålder för betong? 9. Vad menas med plastisk krympning i betong? 0. Hur påverkas betongens slutegenskaper av fuktförhållandena vid härdningen?. Nämn metoder av betongteknisk natur som kan användas för att förhindra skadlig frysning av nygjuten betong.. Vilket av betongens delmaterial har störst inverkan på krympningens storlek?. Vad menas med högpresterande betong? 4. Vad menas med självkompakterande betong? 5. Hur betecknas betongens hållfasthetsklass enligt nu gällande standard? Ge ett exempel och beskriv vad beteckningarna betyder. BML V VT0 ( Betong )

14 LABORATIONSLOI(ALERNAS PLACERING, V-HUSET 5Kr65 öven r.! 's Iō E(, Éu - e väc- ocn vatten ôyggnaosserüoxen tulroo TEKNrsrcn uöesrcor.4û bygênao tør-r-nnvå t &57 ô.t{trl i U

15 KURSUTVÄRDERING BYGGNADSMATERIAL FÖR V vt 0 Man lär så länge man har elever... Vi är mycket tacksamma om Du vill ge oss Dina synpunkter på kursen. Använd graderingen = mycket dålig 5 = mycket bra. TACK FÖR DIN MEDVERKAN! / Lärarna på BML 4 5. Hur var föreläsningarna? (Deltagit ca %) O O O O O Kommentarer: 4 5. Hur var räkneövningarna? (Deltagit ca %) O O O O O Övningsassistent (namn): Kommentarer:. Hur var laborationerna? 4 5 a) Hållfasthet & deformation (dragprovn., kallbearbetn., krypning,... ) O O O O O b) Fysikaliska egenskaper (trä och fukt, längdutvidgn., ångmotstånd,...) O O O O O c) Betong (ballast, gjutning, provning av tryckhållfasthet) O O O O O Kommentarer: Hur var kurslitteraturen? O O O O O Kommentarer: På sidan i Kursprogrammet beskrivs kursens mål. Har detta nåtts? O O O O O Kommentarer: Ditt sammanfattande omdöme om kursen i Byggnadsmaterial? O O O O O 7. Hur många poäng är kursen värd (nominellt 6 poäng)? poäng. 8. Idéer till förändringar av kursen? Skriv gärna fler synpunkter på baksidan av blanketten