Avd Byggnadsmaterial Universitetslektor SanneJohansson BYGGNADSMATERIAL VBM 0 för V INNEHÅLL SI D KURSPROGRAM - 4 Föreläsningsprogram Program för räkneövningar 4 LABORATIONSPROGRAM 5 - T idsschema 6 Laboration nr 7 Laboration nr 8 Laboration nr 9 I nstuderingsfrågor Laboration 0 I nstuderingsfrågor Laboration I nstuderingsfrågor Laboration KARTA KURSUTVÄRDERING 4 VT 07 Postadress Avd Byggnadsmaterial, Box 8, 00 LUND Besöksadress John Ericssons v.. Telefon dir 046-00 vxl 046-00 00 Telefax 046-44 7 E-post sanne.johansson@byggtek.lth.se Internet http://www.byggnadsmaterial.lth.se
KURSPROGRAM ALLMÄNT Välkommen till kursen Byggnadsmaterial (VBM0, 6 poäng) vars undervisning sker under läsperiod vt 07. I detta häfte beskrivs kursens uppläggning, alla tider och andra viktiga delar. Läs därför detta PM noggrant. Material till kursen såsom föreläsningsanteckningar samt laborationslistor kommer att läggas ut på kursens hemsida: www.byggnadsmaterial.lth.se/utbildning/vbm0/ 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 i huvudsak av de kapitel som berörs på föreläsningarna medan övriga kapitel ingår översiktligt. Kapitel 4, - samt 9-0 ingår inte. Båda böckerna säljs av KFS AB. FÖRELÄSNINGAR Ett detaljerat program för föreläsningarna finns på sidan. Föreläsningarna kommer att hållas av olika universitetslektorer från avd. Byggnadsmaterial, LTH. 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. 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 O P P ASSISTENTER Läraren som har föreläsningen, avd BML Ansvariga: Sanne Johansson Sanne.johansson@byggtek.lth.se Martin Strand, Doktorand avd BML martin.strand@byggtek.lth.se
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 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! Äldre tentamina kommer att finnas på kursens hemsida: www.byggnadsmaterial.lth.se/utbildning/vbm0/ SLUTBETYG För att få slutbetyg på kursen i Byggnadsmaterial krävs:. Du klarar tentamen (naturligtvis). Du genomför de obligatoriska laborationerna på ett tillfredsställande sätt 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 9 december 06 Sanne Johansson Universitetslektor Tel.: 046 00 E-post: sanne.johansson@byggtek.lth.se
PROGRAM FÖR FÖRELÄSNINGAR (Med reservation för mindre förskjutningar) LÄS VECKA DATUM KL LOKAL ÄMNE LÄRARE KAP. M 6. 0.5- A Introduktion till kursen Byggnadsmaterial Struktur Porositet och densitet SJ Övningsexempel.. - O 8. 08.5-0 A Värmetransport MÅ 4 M. 0.5- A Forts. Värmetransport Fukt MÅ 4 5 O 5. 08.5-0 A Forts. Fukt MÅ 5 M 0. 0.5- A Hållfasthet Deformation av last O. 08.5-0 A Forts. Deformation av last Stål Volymbeständighet PJ 6 7 LW 7 5 8 M 6. 0.5- A Trä SJ 8 4 O 8. 08.5-0 A Forts. Trä Puts och murbruk SJ 8 0 M. 0.5- A Betong KF 5 6 O 5. 08.5-0 A Forts. Betong Materialegenskaper vid höga temperaturer M 0. 0.5- A Lättbetong Keramiska material KF 0 PJ 7 7 8 M 7. 0.5- A Fogmaterial Glas Beständighet LW 6 9 M 6..5-5 A Repetition PJ
4 PROGRAM FÖR RÄKNEÖVNINGAR ÖN. DATUM KLOCKAN LOKAL EXEMPEL Ö Ons 8. 0.5 O/ P/ P.. /.. /..5 /..7 /..8 Ö Mån..5 5 O/ P/ P 4.. / 4.. / 4..5 / 4..6 / 4..8 / 4..9 Ö Ons 5. 0.5 O/ P/ P 5.. / 5.. / 5.. / 5..4 / 5..5 / 5..6/ 5..7 Ö4 Mån 0..5 5 O/ P/ P 5..8 / 5..0 / 5.. / 5.. / 5.. 5..4 Ö5 Ons. 0.5 O/ P/ P 6.. / 6.. / 6.. / 6..4 / 6..5 Ö6 Mån 6..5 5 O/ P/ P 6..6 / 6..7 / 7.. / 7.. / 7.. Ö7 Ons 8. 0.5 O/ P/ P 7..4 / 7..5 / 8.. / 8.. / 8.. Ö8 Mån..5 5 O/ P/ P.. /.. /..4 /..6 /..7..8 /..9 Ö9 Ons 5. 0.5 O/ P/ P..0 /.. /.. /.. /..4 Ö0 Mån 0..5 5 O/ P/ P..5 /..6 /.. Ö Ons. 0.5 O/ P/ P 8.. / 8.. / 8..4 / 8..5 / 8..6 Ö Mån 7..5 5 O/ P/ P 8..7 / 8..8 / 8..9/.. /..4
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 Fysikaliska egenskaper hos byggnadsmaterial Betong HANDLEDARE Oskar Linderoth (oskar.linderoth@byggtek.lth.se) Martin Strand (martin.strand@byggtek.lth.se) Bengt Nilsson (bengt.nilsson@byggtek.lth.se) LOKAL V-husets betonglaboratorium (samling vid ingång G kl. :05) 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.
6 TIDSSCHEMA FÖR LABORATIONER DATUM KLOCKAN LAB. NR GRUPP NR ANM. Tis..05-7 V V V Ons..05-7 V4 V5 V6 Fre..05-7 V7 V8 V9 Tis 7..05 7 V0 V V Ons 8..05-7 V V4 V5 Tis 4..05-7 V6 V7 V8 Ons 5..05-7 V9 V0 V Tis..05-7 V V V4 Ons..05-7 V5 V6 V7 Tis 8..05-7 V8 V9 V0
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 6 7. 5.4. 5.5 5.6 9.7 5.4 5.6 INNEHÅLL. Arbetskurva och hållfasthetsegenskaper för armeringsstål.. Bestämning av elasticitetsmodulen för plastmaterial.. Värmebehandling och kallbearbetning av stål. 4. 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 resultat från dragprovning bestäms bl.a. sträckgräns, brottgräns och brottförlängning för ett armeringsstål. Dessa data används sedan för att bestämma stålets kvalitet.. Med hjälp av provningsresultat bestäms arbetskurvan för ett plastmaterial. Därefter beräknas materialets elasticitetsmodul (E-modul). Erhållet värde jämförs med värden i Tabell 9.. 4. 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.
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 5. 5.4 5.7 5.8 6. 7. 8 9. 9...5.4 8 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).
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.. Beräkning av det betongrecept som ska gjutas.. Blandning av betong. Undersökning av den färska betongens egenskaper. 4. Provning av den hårdnade betongens hållfasthet. 5. 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 sättmått. Betongens lufthalt och densitet 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 hållfasthetsklass vid 8 dygn ( normenlig hållfasthet ) beräknas med hjälp av utdelade tendenskurvor för den använda cementtypen och enligt tabell.4 i läroboken. OBSERVERA! Punkt 4 är obligatoriska moment, som utförs vid en tidpunkt som bestäms i samråd med laborationshandledaren.
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. Vilken är den principiella skillnaden mht deformationen 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. Vilka storheter används för att karakterisera olika ståls hållfasthet? 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 byggnadsmaterial?. Ge ett exempel på material som på grund av anisotropi har olika hållfasthetsegenskaper i olika riktningar. Hur har anisotropin uppstått? 4. Vad sker vid åldring av en metall? 5. Vad menas med utmattningshållfastheten? BML V ( Hållfasthet och deformation )
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. Nämn villkor som måste vara uppfyllda för att rötsvampar ska kunna angripa trä. 5. Nämn 5 olika nedbrytningsmekanismer. 6. Rita en sorptionsisoterm för trä. Glöm inte storheter och enheter på axlerna. 7. Vad är skillnaden på mögelsvampar och rötsvampar med hänsyn till angrepp på trä? 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. Nämn sätt man kan undvika angrepp av svampar på trä? BML V ( Fysikaliska egenskaper hos )
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. Hur definieras t 0? 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 kan användas som tillsatsmedel i stället för cement för att minska CO -belastningen?. Beskriv två metoder som används för att mäta betongens konsistens.. Hur bestäms en betongs utbredningsmått? För vilken typ av betong bestäms detta? 4. Vad är vattenseparation och hur uppkommer det 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 som kan användas för att förhindra skadlig frysning av nygjuten betong.. Vilket av betongens delmaterial har störst inverkan på krympningens storlek?. Vilka egenskaper kännetecknar ofta en 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 ( Betong )
KURSUTVÄRDERING BYGGNADSMATERIAL FÖR V vt 07 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? O O O O O Sanne (Deltagit ca %) O O O O O Magnus O O O O O Peter O O O O O Lars O O O O O Katja Kommentarer:. Hur var räkneövningarna? (Deltagit ca %) 4 5 Övningsassistent (namn): O O O O O 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: 4 5 4. Hur var kurslitteraturen? O O O O O Kommentarer: 4 5 5. På sidan i Kursprogrammet beskrivs kursens mål. Har detta nåtts? O O O O O Kommentarer: 4 5 6. Ditt sammanfattande omdöme om kursen i Byggnadsmaterial? O O O O O 7. Hur många poäng är kursen värd (nominellt 6 poäng)? poäng. SJ 07 0 09 Skriv gärna fler synpunkter på baksidan av blanketten.