Vật liệu xây dựng vật liệu kim loại

Thép xây dựng: là vật liệu kim loại với nhiều nhóm có tính chất, công dụng rất khác nhau, có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng rất nặng và phức tạp.. Các dạng thép bán thành

Nhóm 2 – Lớp XD22-TCB

1 Nguyễn Hoàng Phong Phú

MSSV: 22620100004

2 Trần Hồ Hiếu Nghĩa

MSSV: 22620100003

 Giảng viên:

Ths: Phan Thế Vinh

KHÁI NIỆM

KÍ HIỆU TIÊU CHUẨN

KỸ THUẬT

MỘT SỐ TÍNH CHẤT

PHÂN LOẠI

VẬT LIỆU

KIM LOẠI

VẬT LIỆU

KIM LOẠI

THÉP

XÂY DỰNG

Vật liệu kim loại là nhóm vật liệu rất quen thuộc đặc biệt trong ngành

xây dựng thì nhóm vật liệu này là không thể thiếu

Về tổng quan thì vật liệu kim loại là thuật ngữ dùng để chỉ các vật liệu có thành phần được chế tạo từ kim loại Và loại vật liệu này được ứng dụng rất phổ biến trong xây dựng và đang dần trở nên phổ biến trong nội thất

Vật liệu kim loại tuy có trọng tải lớn nhưng dễ dàng được vận chuyển bằng xe nâng hàng đến các khu vực sản xuất, kho bãi, nhà máy nhanh chóng,

dễ dàng,…

Vật liệu kim loại đang tham gia vào mọi công trình, kiến trúc xây dựng

Từ những công trình nhỏ đến các tòa nhà cao tầng, khách sạn, nhà xưởng,…

NHÔM

 Một số loại phổ biến

Thép xây dựng: là vật liệu kim loại với nhiều nhóm có tính chất, công dụng

rất khác nhau, có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng rất nặng và phức tạp Hầu như mọi thép đều có thể áp dụng nhiệt luyện và hóa luyện

để thay đổi cơ tính theo hướng mong muốn

Nhôm: nổi bật với ưu điểm có khả năng “bảo tồn” trong thời tiết khắc

nghiệt Vậy nên trong ngành xây dựng loại vật liệu này được ghi nhận với tần suất sử dụng cực lớn Và tất nhiên, hiện tại bạn có thể bắt gặp vật liệu

Tôn: Là một dạng tấm kim loại cán mỏng Tôn có thể được mạ bằng một

lớp kim loại khác hay được sơn Tôn được sử dụng làm mái, tường bao che, cửa… Ưu điểm của tôn là nhẹ, dễ lắp dựng

Inox: (hay còn gọi là thép không gỉ, thép trắng): Inox là một hợp chất của

sắt chứa thêm nhiều nguyên tố, trong đó có tối thiểu 10,5% crôm Inox rất khó

bị biến màu, ôxy hoá hay bị ăn mòn như các loại thép khác ở điều kiện thông thường Inox được sử dụng nhiều ở những cấu kiện dễ va chạm gây trầy, xước; những nơi dễ bị môi trường xâm thực hay những bộ phận kiến trúc đòi hỏi mức độ vệ sinh cao như lan can, thiết bị vệ sinh, thiết bị bếp…

INOX

Ngoài ra một số vật liệu kim loại khác có thể kể đến như là: Đồng, Gang… Tuy nhiên, trong kiến trúc hiện đại, đồng không còn được sử dụng nhiều nữa

Các dạng thép bán thành phẩm phổ biến.

• Do có khả năng biến

dạng dẻo và tính hàn

tốt, trong công nghiệp

thép được cung cấp

dưới dạng bán thành

phẩm như dây, sợi,

thanh, tấm, lá, băng,

ống, góc và các hình

dạng khác nhau tiện

sử dụng trong chế tạo

máy và xây dựng

• Thép sử dụng có thép

đúc và thép gia công

áp lực, phần lớn vật

liệu thép là qua gia

công áp lực như cán,

rèn

Thép cán nóng: cán ở nhiệt độ trên 1.700° F, độ chính xác không cao, bề mặt đóng cặn do quá trình làm mát, dể bị han rỉ, cạnh và góc bo tròn, chịu được tải trọng lớn hạn chế móp méo, biến dạng

• Thép cán nóng là

thép trước khi cho

vào máy cán phải

được nung nóng (ở

phạm vi nhiệt độ biến

dạng dẻo)

Thép cán nguội: cán ở nhiệt độ phòng, kích thước chính xác, chất lượng bề mặt tốt hơn cán nóng, dể uốn cong, giá thành cao hơn thép cán nóng do phải gia công nhiều hơn

• Thép cán nguội:

thường là bán sản

phẩm của cán nóng

không phải qua lò

nung để nung nóng

Sản phẩm phôi thép rèn: có mác thép thường gặp 37SiMn2MoV, 40Cr, 38CrMoAl (Tiêu chuẩn: ASTM, DIN )

Bao gồm nhiều dạng khác nhau như:

 Dạng tròn: Dùng chế tạo các trục đỡ trong gối xoay cửa van công trình thủy điện, chế tạo các trục cán trong nhà máy xi măng, chân vịt và trục trong các kết cấu lớn đòi hỏi chịu lực va đập và chịu mài mòn cao

 Dạng thanh: Dùng chế tạo các thiết bị trong các kết cấu lớn đòi hỏi chịu lực va đập và chịu mài mòn cao

 Dạng tấm: Dùng chế tạo chi tiết chịu lực trong các kết cấu lớn

• Phôi thép rèn: thường

được đúc khuôn có

trọng lượng và kích

thước lớn thường dùng

làm công cụ kết cấu

• Phôi thép rèn: thường

được đúc khuôn có

trọng lượng và kích

thước lớn thường dùng

làm công cụ kết cấu

Bảng thông tin cơ lý và thành phần hóa học của phôi thép rèn

Nhiệt luyện thép là công việc nung thép đến một nhiệt độ xác định, sau đó người ta giữ nhiệt một thời gian thích hợp và làm nguội với tốc độ đã được tính toán để nhận được sản phẩm có tính chất cơ lý theo yêu cầu

• Ủ: nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định (từ 200 – 1000 độ C), giữ nhiệt

lâu rồi làm nguội chậm để đạt tổ chức cân bằng, với độ cứng, độ bền thấp nhất, độ dẻo cao nhất

• Thường hóa: nung nóng đến tổ chức hoàn toàn austenite (từ 800 – 1150

độ C), làm nguội bình thường trong không khí tĩnh để đạt tổ chức cân bằng

 Mục đích chính của ủ và thường hóa là làm cho thép mềm, dễ gia công cắt và dập nguội.

 Tôi thép: nung nóng thép lên đến 1000 độ C làm xuất hiện austenit rồi làm

nguội nhanh để đạt tổ chức không cân bằng, với độ cứng cao nhất (nhưng thường cũng đi kèm giòn cao) Nếu hiệu ứng này chỉ xảy ra ở bề mặt gọi là tôi bề mặt

 Ram thép: nguyên công bắt buộc sau tôi (từ 150 – 650 độ C) tùy theo

phương pháp tôi thấp, trung bình hoặc cao để điều chỉnh độ cứng, độ bền theo đúng yêu cầu làm việc

 Như vậy tôi và ram là hai nguyên công đi kèm với nhau và có mục đích tạo cơ tính tổng hợp làm việc tốt.

• Nhiệt luyện: xử lý

nhiệt để cải thiện và

nâng cao tính năng

của thép: tôi, ram, ủ,

thường hóa

 Công nghệ sản xuất thép:

• Trước đây sử dụng chủ yếu là dung lò Martin, lò hồ quang và lò thổi (chất lượng của thép phụ

thuộc công nghệ sản xuất của các lò này)

• Chất lượng được đánh giá tốt là thép lò điện, lò Martin và lò thổi oxy

• Đến thế kỷ XXI, công nghệ sản xuất thép chỉ còn lò thổi và lò điện hồ quang

• Hình thức sản xuất thép cacbon: nước thép sau khi luyện xong ở lò, được đưa đúc phôi, đúc phôi liên tục (hầu như đúc thép lắng)

• Ba loại phôi thép được sản xuất là thép lắng, thép sôi và thép nữa sôi.

Thép lắng là loại thép

được khử hết oxy, sau

khi đông rắn chỉ còn lại

một ít hoặc hầu như

không có khí.Thép lắng

(còn gọi là thép tĩnh) đạt

độ đồng nhất hóa học cao

và tốt hơn hẳn thép sôi

Chất lượng tốt hơn thép

sôi

Thép sôi là loại thép không

được khử oxy triệt để, Khí

CO tạo ra bay lên mặt thép lỏng chuyển động như thể

bị ”sôi” vậy nên thép có tên

là Thép sôi và tạo bọt rỗ khí trong thỏi đúc

FeO + C = Fe + CO

Thép nửa sôi mức độ khử

oxy giữa 2 loại trên, nên mặt nước thép trong quá trình dâng lên trong khuôn lúc đầu không sôi, sau đó lại sôi

Chất lượng tốt như thép lắng, thu hồi kim loại thì tốt như thép sôi

Do khó thực hiện nên ít sử dụng trong thực tế

Thép cacbon hay còn gọi là thép thường, thành phần chủ yếu là Fe-C(lượng cacbon

nhỏ hơn 2,14%) được dùng rất phổ biến trong đời sống và kỹ thuật

 Thép cacbon được chia làm 2 nhóm:

1 Thép kết cấu a) Thép xây dựng:

• Với thép xây dựng: SD295, SD390, CII, CIII, Gr60, Grade 460, SD49 (CT51), CIII, SD295, SD390, CB300-V, CB400-V, CB500-V

• Với thép kết cấu: Trên thị trường Việt Nam hiện tại sử dụng thép SS400, Q235, Q345B…

b) Thép chế tạo máy: C45, C65, CT38…

2 Thép dụng cụ: CD70, CD80, CD90…

a) Phân loại theo thành

phần hóa học

 Thép chia làm 2 loại

chính:

 Thép cacbon

 Thép hợp kim

a) Phân loại theo thành

phần hóa học

 Thép chia làm 2 loại

chính:

 Thép cacbon

 Thép hợp kim

Thép hợp kim là loại thép mà người ta đưa thêm vào các nguyên tố có lợi với hàm lượng đủ lớn để cải thiện các tính chất cơ, hóa, lý của thép Các nguyên tố cho vào như Mn, Si, Cr, Ni, Cu, Mo,…

Một số mác thép thông dụng bao gồm: SKD11, SKD61,…

• Thép hợp kim thấp: có tổng lượng các nguyên tố hợp kim đưa vào < 2.5%

• Thép hợp kim trung bình: có tổng lượng các nguyên tố hợp kim đưa vào từ 2.5 – 10%

• Thép hợp kim cao: có tổng lượng các nguyên tố hợp kim đưa vào > 10%

b) Phân loại công dụng

thép hợp kim

 Chia làm 3 nhóm :

 Thép hợp kim kết cấu

 Thép hợp kim dụng cụ

 Thép hợp kim đặc biệt

Ngoài ra thép hợp kim còn dùng cho các công dụng khác:

• Thép dùng làm bulong và rive

• Thép dùng để hàn

• Thép dùng trong các công trình quan trọng

Nhóm A: thép cacbon chỉ quy định về cơ tính (CTxx)

c) Phân loại theo tiêu

chuẩn Việt Nam

TCVN 1765-75

 Thép chia làm 3 nhóm

A,B,C

Nhóm B: thép cacbon chỉ quy định về thành phần hóa học (BCTxx)

Theo tiêu chuẩn Việt Nam về thép cán nóng – thép cốt bê tông TCVN 1651-85 chia làm bốn nhóm chính có bảng đặc trưng theo bảng dưới đây:

d) Đối với thép cốt

bêtông

 Là loại chuyên dung

làm cốt cho bê tông

giúp tang khả năng

chịu kéo, uốn và tải

trọng động cho cấu

kiện

• Nhóm C-I là loại thép tròn trơn chịu lực thấp nhất với mác CT38

• Nhóm C-II là thép thanh vằn (thép tòn có gân) với mác CT51

• Nhóm C-III, C-IV là loại thép có cấp chịu lực cao hơn, dung thép hợp kim thấp độ bền cao, với các mác thép theo tiêu chuẩn TCVN 3104-79

Theo tiêu chuẩn ASTM (American Society for Testing and Materials – Tạm dịch theo tiếng Việt là Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ)

d) Đối với thép cốt

bêtông

 Là loại chuyên dung

làm cốt cho bê tông

giúp tang khả năng

chịu kéo, uốn và tải

trọng động cho cấu

kiện

Thép sợi cường độ cao dung làm cốt thép cho bê tông dự ứng lực trước, có dạng dây thép tròn, có kích thước và cơ tính phù hợp với bảng 10.5

 Tiêu chuẩn thép xây

dựng là những quy định

về đặc tính kỹ thuật và

yêu cầu quản lý dùng

làm chuẩn để phân loại

đánh giá các loại thép

xây dựng bán trên thị

trường

 Tiêu chuẩn thép xây

dựng giúp các nhà sản

xuất có thể tuân theo để

sản xuất ra các sản

phẩm đạt chuẩn, điều

này có ý nghĩa rất lớn

trong việc nâng cao chất

lượng và hiệu quả sử

dụng của sắt thép xây

dựng

 Sản phẩm thép xây dựng được sản xuất theo các tiêu chuẩn: Việt Nam (TCVN), Nhật (JIS), Đức (Din), Mỹ (ASTM), Anh (BS), Châu Âu (EN)…

 Tiêu chuẩn thép JIS của Nhật Bản, được sử dụng rộng rãi ở các khu vực châu Á và Thái Bình Dương Thông số kỹ thuật thép JIS cũng thường được sử dụng làm cơ sở cho các hệ thống quốc gia khác, chẳng hạn như tiêu chuẩn Hàn Quốc, Trung Quốc và Đài Loan

 TCVN: Việt Nam đã ban hành tiêu chuẩn thép xây dựng, viết tắt là TCVN Trong đó có 04 tiêu chuẩn phổ biến là TCVN 1651-1:2008, TCVN

1811_2009 (ISO 14284-1996), TCVN 6287_1997, TCVN 7937-1-2013

 EN (Euronorm – tiêu chuẩn châu Âu), là một hệ thống hài hòa của các tiêu chuẩn kim loại và thép của các nước châu Âu Mặc dù được chấp nhận và

sử dụng hiệu quả ở tất cả các nước châu Âu, các hệ thống quốc gia “lỗi thời” như DIN Đức, British BS, AFNOR của Pháp và UNI Ý thường được

1 Theo phương pháp chế tạo, tính chất các loại thép thường dung quy định theo bảng 10.6

(giáo trình VẬT LIỆU XÂY DỰNG)

2 Cường độ cho phép (dung để tính toán theo cường độ cho phép) căn cứ theo bảng 10.7

(giáo trình VẬT LIỆU XÂY DỰNG)

3 Cường độ tính toán (dùng để tính toán theo trạng thái giới hạn) căn cứ theo bảng 10.8

(giáo trình VẬT LIỆU XÂY DỰNG)

4 Một số tính chất cơ lý của thép xây dựng theo quy định bảng 10.9 (giáo trình VẬT LIỆU

XÂY DỰNG)

5 Đường kính danh nghĩa của thép cốt và các đại lượng tra cứu theo bảng 10.10 (giáo trình

VẬT LIỆU XÂY DỰNG)

6 Thành phần hóa học và một số tính chất cơ học theo các tiêu chuẩn của thép cốt quy định

theo bảng 10.11 (giáo trình VẬT LIỆU XÂY DỰNG)

Thank For Watching!!!

Happy New Year

2023