Kursplan: http://kurser.lth.se/kursplaner/14_15/VBM012.html

Kursmaterial, exempel på byggnader, viktiga byggnadsegenskaper, krav på byggnad, materialgrupper, viktiga materialegenskaper, materialens strukturella uppbyggnad (bindningstyper, homogenitet, isotropi), porositet, densitet, exempel.

Kursplan

http://kurser.lth.se/kursplaner/14_15/VBM012.html

0. Kursmaterialet

• Kursboken
  • Förstå sammanhängen
    • Porositet
    • Fukt
    • Behöver dock veta vissa fakta – t.ex. vad ingår i betong?
• Kursprogrammet
  • Utskickad på mailen
  • I slutet – introducerande övningsuppgifter.

1. Exempel på byggnader

• Homogen vägg
• Skalmursfasad – flera skikt, många material
• Stommar
  • Stål – brandegenskaper
    • Tunt, värms upp snabbt. Böjer sig.
    • ”Never trust the truss!” – Brandman WTC
  • Trä – brandegenskaper
    • Kan förbättras med brandskyddande färg
• Lufttäthet
  • OSB-skiva
  • Duk på utsidan, ”Tyvek”
• Betongbro med fläckar på utsidan
  • Armering som rostat, varför?
    • Betong är poröst material. Fukt och gaser tar sig in genom betongen.
      • Porsystemet i betongen

40% av byggkostnaden – materialet!

2. Översikt byggandet

2.1. Viktiga egenskaper

• God beständighet
• Låg energiförbrukning
• God funktion
• Hälsosam innemiljö
• God arkitektur

2.2. Vilka krav ställs på en byggnad?

• Yttre  påverkan
  • Vindtryck
  • Jordtryck
  • Vindsug
• Stabil
• Värmeisolering
• Fuktisolering
• Ljudisolering
• Motstå brand

3. Materialgrupper

• Stommaterial
• Värmeisolerande material
• Beklädnad och beläggningsmaterial
• Ytbehandlingsmaterial
• Övriga material

3.1. Stommaterial

• Betong
• Stål
• Tegel
• Trä
• Lättbetong

3.2. Värmeisolerande material

• Mineralull
• Cellplast
• Cellulosabaserade

3.3. Beklädnad och beläggningsmaterial

• Mattor
• Takläggningsmaterial

3.4. Ytbehandlingsmaterial

• Målarfärg
• Puts

3.5. Övriga material

• Glas
• Fogmaterial
• Lim
• Skivmaterial
• Plast

4. Viktiga materialegenskaper

Brand – övergripande!

• Hållfasthet
• Deformation
• Volymbeständighet – behålla sina mått
• Nedbrytning
• Vind
• Vatten
• Värmeisolering
• Ljudisolering
• Fuktfixering/-transport

5. Materialens strukturella uppbyggnad

Materialets uppbyggnad är olika utifrån vilken nivå som undersöks.

5.1. Bindningstyper

Atomär uppbyggnad.

5.1.1. Jonbindning och kovalent bindning

Atomer till molekyler.

• Salter, keramiska material, glas, plastmolekyler
• Hög bindningsenergi
• Hårda och spröda material.

5.1.2. Metallbindning

Regelbundet system mellan atomer. Kristallint.

• Alla metaller
• Ganska hög bindningsenergi
• God deformerbarhet (sega). God ledningsförmåga för elektricitet och värme.

5.1.3. van der Waals bindning (vdW) och vätebindning (H)

Mellan molekyler.

• vdW: plast, lim till underlag. H: vatten i is.
• vdW: låg bindningsenergi. H: ganska låg bindningsenergi.

5.2. Homogenitet

Vad består materialet av?

5.2.1. Homogent material

• Ett enda ämne
• Ex.: metaller

5.2.2. Heterogent material

• Flera ämnen
• Ex.: Betong, glasfiberarmerad plast

5.2.3. Dispersion

• En fas är finfördelad i den andra.
• Ex.: Bindemedel i vattenbaserad målarfärg.

5.3. Isotropi

Vilka egenskaper har materialet i olika riktningar?

5.3.1. Isotropa

• Lika egenskaper i alla riktningar.
• Ex.: Betong.

5.3.2. Anisotropa

• Olika egenskaper i någon riktning.
• Ex.: Trä.

6. Porositet och densitet

Porositet: förhållandet mellan porvolymen och den totala volymen.

Densitet: förhållandet mellan massan och volymen.

$latex \rho=\frac{m}{V} $. $latex \left[\text{kg}/{m^3}\right]$

6.1. Portyper

Uppdelning av porerna.

6.1.1. Öppna

• Genomströmningsbara porer.
• Icke genomströmningsbara porer.

6.1.2. Slutna

• Tillåter ingen transport.

6.2. Densitet

Delas in i skrymdensitet och kompaktdensitet.

6.2.1. Skrymdensitet

Den som i vardagligt tal benämns densitet, dvs. även porvolymen inkluderas.

6.2.2. Kompaktdensitet

Endast det kompakta materialets densitet beräknas, alltså tas inte porvolymen med vid beräkningen.

$latex \rho_k=\frac{m}{V-V_P} $.

7. Exempel

Skrymdensitet och porositet

7.1 (3.2.1) Skrymdensitet

• Tegelsten
• Måtten: (243 x 118 x 63) mm

Beräkna skrymdensiteten!

Lösning

$latex \rho=\frac{m}{V}=\frac{3,562}{\underbrace{0,001806}_{0,243*0,118*0,063=0,001806}}=1971,81\approx 1972kg/m^{3}$

7.2. (3.2.2) Porositet

• Samma tegelsten

Beräkna porositeten!

Lösning

$latex P=\frac{V_P}{V} $

Vet ej porvolymen, $latex V_P $.

Boken (ekv 3.4) ger $latex P=1-\frac{\rho}{\rho_k} $.

Kompaktdensiteten hämtas från boken (tabell 3.2, sid. 30): $latex \rho_k=2650 \, kg/m^3$.

$latex P=1-\frac{\rho}{rho_k}=1-\frac{1972}{2650}\approx 25,6\%$