Kim loại dùng trong xây dựng

1. Sơ lược về kim loại
Kim loại được dùng rất rộng rãi trong Xây dựng, vì chúng có nhiều đặc tính kỹ thuật quý, như sức chịu lực cao, dai, bền, cứng, dễ cắt, dễ hàn nối, dẻo nên dễ uốn, có tích dẫn nhiệt cao, tính dẫn điện cao,… Tuy vậy kim loại cũng có những nhược điểm lớn, như dẽ bị gỉ khi ẩm, ướt hoặc ở trong nước, dễ bị ãn mòn vì các chất có hại trong không khí và trong nước, vì axit, muối,… Ở nhiệt độ cao thì kim loại bị biến dạng rất lớn, do vây khi bị cháy, hoặc chịu nhiột độ cao thì thép trong bêtông cốt thép sẽ bị hỏng.
Kim loại có loại đen và loại màu.

Kim loại dùng trong xây dựng  1

Kim loại đen được dùng nhiều trong xây dựng, đó là vật liệu phối hợp giữa sắt với cacbon và một số chất khác (mangan, photpho, silic, lưu
dẰ-t2) Hệ số dẫn nhiệt X (kCal/m X h X °C) của giấy dầu là 0,15; của rơm rạ, cỏ tranh là 0,08. 
huỳnh, …)■ Tùy theo lượng cacbon nhiều hay ít mà gọi kim loại đen là gang hay thép (xem ở mục 2.5.2).
Gang là hợp kim sắt (96 – 98%) và cacbon (2-4%). Gang có loại trang và loại xám.
Gang trắng khi bẻ ra ruột có màu trắng sáng. Gang trắng rất cứng nhưng giòn, thường dùng để luyện thép.
Gang xám khi bẻ ra ruột có màu xám đen. Trong xây dựng dùng gang xám để chế tạo gối tựa (của dầm, giàn,…), đế cột (h.2.14a), cột (h.2.14b), mũ cọc, ống (xem ờ mục 2.12.1),…
Kim loại màu có màu sắc dẽ nhận biết, chẩng hạn thiếc có màu trắng, chì có màu xám, vàng có màu vàng, … Chúng có các đặc tính kỹ thuật quý nhưng đắt nên rất ít được dùng trong xây dựng.
Hợp kim có loại nặng và loại nhẹ.
Hợp kim nặng là hợp kim mà trong thành phần có các kim loại nặng: đồng, chì, thiếc,…
Hợp kim nhẹ là hợp kim mà trong thành phần có các kim loại nhẹ: nhôm, mangan,…
Trong xây dụng hiện đại người ta dùng rất nhiều hợp kim nhẹ hoặc kết cấu kim loại nhẹ, chủ yếu là nhôm.
Nhôm và hợp kim nhôm có khối lượng thể tích yy = 2300 – 2800 kg/m3, môđun đàn hồi E = 70 – 75 kN/mm2, độ hút nước T không đáng kể, hệ số co nở D = 24 – 28 độ X 10-0.
Người ta còn dùng tôn để lợp. Tôn cớ loại cán nóng, cán nguội, có loại màu, có loại tráng kẽm, có loại phẳng, uốn sóng (gọi là tôn múi); Tôn cán nóng dày 0,5 – 3,8 mm, rộng 600 – 1000 mm, dài > 1200 mm, nặng 5,92 – 29,8 kg/m2. Tôn cán nguội dày 0,2 – 3,0 mm, rộng 600 – 1400 mm, dài > 1200 mm, nặng 1,57 – 29,8 kg/m2.
Mải lợp tôn rất nóng.
Tôn còn dùng làm máng nước, ống dẫn nước,…
Người ta còn dùng ãmcalum để lợp. Tấm lợp này có khả năng chống ăn mòn, tuổi thọ cao hơn nhiểu so với tôn nhưng giá thành cao.

2. Thép
Thép cũng là hợp kim sắt (> 98%) và cacbon (< 2%), do vậy thép có đặc tính dẻo lớn.
Tùy theo thành phần vật liệu và phương pháp chế tạo mà có nhiều loại thép khác nhau với công dụng khác nhau. Trong xây dựng ihường dùng loại thép có chứa 0,02 – 0,6% cacbon, gọi là thép kết cấu. Nếu trong thép có lượng cacbon tăng lên thì dộ cứng của thép sẽ tăng, tính giòn cũng tăng.
Để nâng cao các tính chất của thép, như sức chịu lực, tính chịu lửa (chịu nhiệt độ), tính chống gỉ,… người ta pha thêm vào thép (khi chế tạo) những kim loại khác như crom, đổng, nhôm, coban,… Đây là thép hợp kim. NẾU thành phần hợp kim tới 2% thì gọi là thép hợp kim thấp, 2 – 10% gọi là thép hợp kim trung bình, hơn 10% gọi là thép hợp kim cao. Thép hợp kim thấp được dùng phổ biến trong xây dụng.
Thép có khối lượng thể tích 7800 kg/m3, môđun đàn hồi E = 210 kN/mm2, đô hút nước T không đáng kể, hê số co nở D = 12 đô X 10″6. 
Thép dùng trong xây dựng có ba loại: thép thanh, thép sợi và thép hình.
Ngoài ra còn dùng các sản phẩm của thép: bản kép, bản mối nối, ốc, vít, đinh, đinh tán,…
1. Thép thanh có loại trơn và loại có gờ. Thépgờ (còn gọi là thép gai, thép đốt) có khả năng chịu lực cao hơn thép trơn (thép nhẵn) một cấp đường kính nhờ độ cứng và độ bám dính với bêtông cao hơn. Thép thanh thường dài 6 -12 m. ,
Theo TCVN 1651 – 1985 (Thép cốt bêtông cán nóng), thép thanh Việt Nam sản xuất, để làm cốt thép có bốn nhóm:
c -1: thép trơn có đường lánh 6-40 mm, độ bền và độ cứng khá, độ dai va đập tốt.
c – n: thép gờ, có gờ dạng xương cá (h.2.15a) có đường kính 10 – 90 mm, độ cứng và độ bám dính với bêtông cao hơn c-L
c – IU: thép gờ, có gờ dạng xoắn ốc (h.2.15b), có đường kính 6 – 40 mm, cứng và giòn
hơn c – n.
c – IV: thép gờ vát (h.2.l5c) có đường kính 10 – 32
mm.
Bốn nhóm vừa nêu là thép cán nóng, ngoài ra còn thép cán nguội c – TTR (có đường kính 10-40 mm), c – mB có đường kính 6-40 mm. 
Bốn nhóm thép ( cốt thép) Việt Nam vừa nêu có đường kính, giới hạn chảy, độ bền, độ giãn dài tương đối, … hoàn toàn như bốn cấp A -1, A -II, A -EH, A-IV của thép SNG và Liên Xô trước đây.

Kim loại dùng trong xây dựng  1

Thép thanh dùng trong xây dựng có thể là G.-1, c – m, c – rv nhưng thường dùng nhất là c – n.
2. Thép sợi được chế tạo bằng cách kéo nguội thép, có loại sợi đơn,
sợi bện, dây cáp thép và lưới thép. – ..
Thép sợi dơn có hai nhóm: thép sợi thường và thép sợi chịu lực cao, mỗi nhóm đều có loại trơn và loại có gờ. Thép sợi đơn có đường kính 3 – 8 mm, sức chịu lực lớn nhất bằng 14 000 kG/cm2 (với loại đường kính 8 mm), bằng 19 000 kG/cm2 (với loại đường kính 3 mm), giới hạn chảy 11 200 – 15 200 kG/cm2.
Thép sợi bện có loại bện bằng 3 serf và 7 sợi.
Dây cáp thép là bó sợi thép nhỏ bện lại với nhau, có sức chịu kéo 11 000 – 20 000 kG/cm2.
Lưới thép hoặc màng thép dược chế tạo bằng thép sợi đan hay hàn với nhau.
Thép sợi được cuộn tròn để dễ vận chuyển, mỗi cuộn nặng 50 – 200
kg.
Thép sợi thường được dùng làm lưới thép và cốt đai trong Ịchung thép dầm, cột,… của kết cấu bêtông cốt thép.
3. Thép hình dùng trong xây dựng là loại cán nóng, dược gia công bằng cách cắt, uốn, nối ghép bằng hàn, tán để tạo thành các kết cấu như dầm, giàn, khung, cột,… về hình dạng mặt cắt có hình tròn, vuông, góc, chữ T, chữ I, chữ u, bản dẹt,…
Các loại thép tấm có tính dẻo cao, được dùng nhiều để làm bể chứa lớn, thùng chứa lớn,…
Thép lá có chiều dày 4- 32 mm, thường dùng để lợp. Thép ống có thể làm cột, giàn, khung,… hoặc ống cấp – thoát nước (xem mục 2.12.1).
4. Các sản phẩm của thép gồm đinh ốc (bulông) để nối các chi tiết, đường kính 6 – 36 mm (2 ờ hình 2.16), vòng đệm (rông đen) để lót (1), đai ốc (êcu) (3), vít nhỏ (4), vít lớn (5), đinh nhỏ (6), đinh lớn (7) và đinh tán (8). Vít dài 7 – 250 mm, đường kính 0,6 – 8 mm. Đinh tán có đường kính 8-37 mm để nối tán các kết cấu kim loại.