Materiallära

2400 kg/m³

trä, betong, stål

• Pantheon 600 e Kr
• Började armera betong ca 1880
• i Sverige konkurreras teglet ut ca 1930-1940

• Cement (kalk, släckt och osläckt, mest osläckt)
• Vatten
• Ballast (olika stenfraktioner, sand till större sten)
• Tillsatser (medel och material, för flyt, frosttålighet mm - för att förbättra egenskaperna)

Cement och vatten

• Vattenhalten
• vct är water/cement, mäts i kg/kg
• bättre om mindre vatten, lågt vct

massa per volym. Hur mycket något väger i förhållande till sin volym

0,4-0,7

• 70% ballast
• 20% cement
• 10% vatten

Vid vattentäta konstruktioner

• 1. Kalksten bryts och krossas
• 2. Torkas och mals
• 3. Bränns i klinker ugn, blir cementklinker (kulor)
• 4. Malning omgång två och tillsatser sätts till

• Std- bygg, bostäder
• SH - snabbare, RAPID R
• LH - långsammare, anläggsningscement, tjocka konstruktioner, mer gips

Värme utvecklas, konstruktionen kan spricka.

• Bygger form
• Häller i
• Vibrerar för att undvika separation
• ytbehandling

• 1. Färsk betong, lös, går att röra, visst tillstyvnande sker under 5-6 timmar - (kan bearbeta ca 5 timmar)
• 2. Ung betong - hydratation (tillstyvnande), kemiska reaktioner mellan vatten och cement
• 1-3 dygn. Dessa två steg kritisk fas. Känslig för uttorkning, temperatur och belastning
• Efter 2 dygn har den hårdnat
• 3. Hårdnad betong efter 28 dygns hållfasthetstillväxt

• 1. Vattenseparation, vattenlager på ytan pga vattens lägre densitet. Risk för sprickor vid höga laster.
• 2. Bruksseparation, vatten och bruk vid ytan
• 3. Stenseparation. De större stenarna ligger på botten. Beror på 1. För lite av de fina ballastkornen som binder. 2. För hög vattenkoncentrarion. Ofta vid platta på mark - då mest i hörnen, beror på för mycket vibrerande på samma ställe.

Självkompakterande betong. Tillsats av flytmedel. Om det är mycket armering eller trånga utrymmen

• Ballast framträder om medel tillsätts på ytan
• Pigment i blandningen
• Strukturer, former i ytan, av former
• Gjutytan bearbetas med stålglättning eller brädrivning

• Platta på mark
• Väggstommar och bjälklag i flerbostadshus
• VA- systerm
• Vägnät
• Förstärkning av tunnlar - sprutbetong
• Dammar
• Återvunnen betong  slitlager i vägar

• Autoklaverad
• Hålrumsbetong (ytong, siporex)
• Lättballastbetong (leca)

• 1. Cement och sand eller bränd kalk och sandsten mals i kvarn
• 2. Detta vägs, blandas med aluminiumpulver och vatten och hälls därefter i en form, armerad eller armerad.
• 3. Jäsning
• 4. Skärning
• 5. Ånghärdning i autoklav

400-600 kg/m³

Till stomsystem i mindre byggnader.

Som grund eller stommaterial i mindre byggnader.

Finkeramik och grovkeramik?

Byggnadskeramik, dvs tegelstenar och tegelpannor, klinker och kakel.

• 1. Förbehandling av råmaterial, lera och tillsatser.
• 2. Formning
• 3. Torkning
• 4. Bränning och avkylning.

1400-1800 kg/m³

Tegel fasadmaterial (tidigare stommaterial), tegel som taktäckning, klinker som golvbeläggning, kakel som tak och väggbeklädnad

Granit, marmor, kalksten, skiffer

Sandsten 2250, granit 2600, diabas 3000 ca.

• Fasad
• Golvbeläggning
• Fönsterskivor
• Bänkskivor
• Taktäckning
• Grund
• Trappor

• Liggtimmer
• Stående timmer
• Stolpverk
• Regelkonstruktion

Konstruktionsvirke och snickerivirke

Märg/Kärna, splint, kambium, innerbark, ytterbark

Att transportera näring från märgen till kambium där tillväxten sker.

• Fiberriktning
• Tangentiell riktning, tangerande årsringarna
• Radiell riktning, vinkelrät mot tangenten (som märgstrålarna)

50% kol, 43 % syre, 6 % väte, cellulos, bindemedlet lignin

• Snedfibrighet
• Kvistar
• Sprickor

Kvistar eller spiralväxt hos det levande trädet eller snedsågning.

Estetiskt och kan orsaka snedfibrighet och diskontinuitet. Kan påverka hållfastheten negativt om det är stora kvistar eller flera inom en mindre del.

Eventuellt när trädet växter men oftast genom ojämn torkning eller medan man bygger.

I fiberriktningen (som trädet står).

• Reglar, balkar
• Snickerier  fönster och dörrar, lister.
• Fasader
• Golv

Björk

Träfiber med cementpasta.

• Liggtimmer - mossa
• Regelstomme - sågspån, kutterspån
• Från 1930, regelstomme - mineralull, sten eller glas
• Från 1950 - cellplast

Kiselsand, fenolharts och mineralolja

Diabas, skivor även fenolharts.

XPS starkast, EPS mjukare

400-800 kg/m³

• 1. Sten eller sand (eller returglas) smälts ned
• 2. Smältan slungas ut så att det stelnar till fiber
• 3. Plast/harts för formstabilitet och mineralolja för vattenavvisning tillsätts.

10-50 kg/m³

• 1. Plast expanderas
• 2. Porerna fylls med luft eller annan gas.

• Mineralull
• Cellplast
• Kutterspån
• Lättbetong
• Skumglas/cellglas

• Nackdel att det är dyrt
• Fördelar: starkare än cellplast
• Brandsäkert
• Tål höga belastningar 
• hög hållfasthet
• bra beständighet

• Mineralull och cellplast: golv, vägg, tak och mark 
• Mineralull mellan reglar pga expansionen
• Lättklinker: mark
• Cellglas: tak och mark

• Polymerer - bindemedel (kolväte) från olja och naturgas
• Fyllmedel - trä eller stenmjöl
• Tillsatsämnen - UV-stabilisator, mjukgörare, brandskydd

1000-2000 kg/m³

• Thermoplast 
• Härdplast
• Gummi

Återvinningsbar

Billigar, spröd, håller dåligt, speciellt i kyla

Hulkad hårdplast, svavel tillsatt för att göra mjuk.

Tätningslister, glasningslister

Ångspärr, kabelisolering

Ytor, laminat, cellplast, fogskum, till skivor plywood, spånskivor, bindemedel i färg

Järn med kol, där kolhalten är mindre än 2%, legeringsämnen (mangan, krom eller nickel).

• Som stommaterial (balkar, pelare),
• detaljer (fönster)
• armeringsjärn
• förr hängrännor, stuprör
• plåtar (främst tak, även fasad)
• och till verktyg.

• 1. Järnmalm anrikas (sten tas bort), järnmalmen blir ett pulver (slig)
• 2. Malmen sintras till hanterliga pellets eller "klumpar". 
• 3. Dessa smälts i en masugn till råjärn med hög kolhalt.
• 4. Kol och andra slaggprodukter reduceras med hjälp av syror, kallat färskning.
• 5. Gjutning, valsning sker genom kokill eller stränggjutning.

Av återvunnet stål - smälter skrotet i ljusbågsugn

Starkt, rostar dock utomhus. Kräver mycket maskiner och verktyg. Stor energiåtgång vid tillverkning (priset styrs av elpriset till stor del)

• Låglegerat 2-5%, mjukare (även olegerat, mikrolegerat - mest inom elektronik)
• Höglegerat >5%, vanligast inom bygg, vanligaste legeringsämnena krom och nickel.

7800 kg.

• Rostar inte - alltså bra vid mycket väta utomhus
• Hållfast i förhållande till sin densitet (jämfört med stål 70% starkare, 1/3 så tungt)

• Flygplan, sedan 1930-tal
• Profiler, i byggbranschen, sedan 1950/60-tal
• Bygg - fönster och dörrar (sedan 1990?)
• Bilindustrin (nu mest kolfiber)

• 1. Det utvinns ur Bauxitlera (Australien, Sydamerika)
• 2. Kemisk process framställer aluminiumoxid (vitt pulver som vi importerar)
• 3. I en smältelektrolys legeras aluminiumet för att bli hårdare, det kallbearbetas sedan - belastas och vrid för att bli hårdare, blir dock också sprödare
• 4. Gjutning

• Glas och metallpartier
• Dörrar och fönster
• Listverk, golv och tak, ofta tillsammans med mässing
• Fasader (med mycket glas)

5%

2-3 gr dyrare.

1970-tal, flytglasmetoden

• Kiselrik sand
• Flussmedel (för att sänka smälttemperaturen)
• Stabilisatorer (för att göra kemikaliebeständigt)

• Flytglas (vanliga glasrutor)
• Trådglas (med metalltrådar för att förhindra personskador vid krossning)
• Valsat glas (med mönster, icke transparent)

Glas där kisel delvis bytts mot bor

• Härdat glas - upphettat och kylt, sönderfaller då i mer rundade bitar vid krossning
• Lamellglas, med plastskiva i mitten, ex bilglas - "limmar" ihop vid krossning

• 1. Kiselrik sand, smälts tillsammans med flussmedel (som sänker smälttemperaturen) och stabilisatorer (för att glaset inte ska brytas ned av kemikalier)
• 2. Flytande glasmassa läggs på bädd av tenn för att hindra oxidering
• 3. Avsvalning
• 4. Formatskärning

• Fönsterglas 
• isolerglas
• Glasdörrar
• Glaspartier
• Fasader
• Väggar av cellglas/glasbetong (bra bärighet och isolering)
• Glasskivor = planglas

2700

Betong med flyttillsatsmedel som gör den mer lättflytande. Den behöver liten eller ingen vibrering vilket är en fördel t ex i trånga utrymmen eller då man har mycket armering.