Đặc tính kỹ thuật của vật liệu xây dựng nhôm

Nhôm được sử dụng làm vật liệu xây dựng dưới các hình thức khác nhau cho cả ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Các tính chất kỹ thuật khác nhau của nhôm làm vật liệu xây dựng được thảo luận.

Giới thiệu vật liệu nhôm

Như một mô tả chung về nguyên tố nhôm nhôm, nó là một kim loại có ký hiệu hóa học ‘ Al’. Nguyên tố này có số nguyên tử 13 và trọng lượng nguyên tử là 27.

Nhôm tạo thành nguyên tố phổ biến thứ ba được tìm thấy trong lớp vỏ trái đất. Điều này đến sau oxy và silicon. Tám phần trăm tổng khối lượng của vỏ trái đất bị chiếm bởi kim loại này; do đó đây là một trong những phong phú nhất.

Nhôm là kim loại công nghiệp

Nhôm được sử dụng như một kim loại công nghiệp nghiêm túc từ năm 1886. Đây là khi quá trình nấu chảy hiện đại được phát triển. Điều này có nghĩa là kim loại đã có sẵn trong một thời gian ngắn hơn khi chúng ta so sánh với các kim loại như chì, đồng và đồng đã được sử dụng trong hàng ngàn năm.

Vật liệu này được sử dụng phổ biến để thay thế cho thép, trong đó tính chất đặc biệt của chúng là rất cần thiết và đáng để trả tiền. Các tính chất đặc biệt ngụ ý tài sản trọng lượng nhẹ và vẻ ngoài sáng sủa của chúng. Mức tiêu thụ nhôm thế giới hiện nay nằm trong khoảng 20 triệu tấn mỗi năm.

Đặc tính kỹ thuật của vật liệu xây dựng nhôm

Hợp kim và đúc vật liệu nhôm

Độ bền kéo của nhôm nằm trong khoảng 90 đến 140 N / mm 2 . Điều này chủ yếu phụ thuộc vào tính khí. Nhôm ở dạng nguyên chất của nó là yếu.

Vật liệu này thường được sử dụng cho ứng dụng dây dẫn điện và sản xuất các sản phẩm trong nước như lon, chảo và bao bì.

Đối với các ứng dụng cấu trúc nghiêm trọng, nhôm phải được tăng cường bằng cách bổ sung các hợp kim. Sự biến đổi tính chất này mang lại độ bền kéo trên 500N / mm 2 cho vật liệu nhôm.

Vật liệu rèn có dạng các phần, tấm và tấm có thể sử dụng 10 hợp kim cơ bản. Vật liệu này là đơn giản khi lựa chọn so với vật liệu kết cấu thép.

Trong kỹ thuật, thuật ngữ nhôm được gọi là vật liệu dựa trên nhôm cùng với các hợp kim. Để có chất liệu nhôm nguyên chất, cần chỉ định nhôm tinh khiết.

Nhôm là sự thay thế phù hợp cho gang trong ứng dụng đúc cát. Đối với vật đúc nhỏ, nó là một thay thế tốt và mạnh cho kẽm. Độ tin cậy rất lớn từ vật đúc nhôm có được từ tiêu chuẩn và đảm bảo chúng cung cấp trong ứng dụng của chúng cho bánh xe ô tô.

Rủi ro sức khỏe và rủi ro cháy nổ từ vật liệu nhôm

Kim loại này được coi là không độc hại và không nguy hiểm khi so sánh với các kim loại khác. Điều này sau đó đã mua các vấn đề từ việc sử dụng lâu dài của dụng cụ nấu nhôm. Theo các nhà nghiên cứu, chúng tạo thành một lý do đối với bệnh Alzheimer.

Các phần nhôm của bất kỳ cấu trúc nào cho biết liệu nó là tấm, tấm, dây hoặc lá sẽ không hỗ trợ đốt cháy. Nhưng những kim loại này bị đốt cháy khi chúng ở dạng được cung cấp năng lượng. Có những sự cố đã xảy ra trong cuộc chiến Falklands năm 1981, nơi nhôm bị mất sức nhưng không gây ra hỏa hoạn.

Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng nhôm

Có một số tính chất vật lý thiết yếu của nhôm, rất cần thiết cho thiết kế.

a. Trọng lượng của kim loại nhôm

Mật độ của nhôm là 2,70g / cm 3 , trong khi đây là 7,9g / cm 3 đối với thép kết cấu được sử dụng trong xây dựng. Các giá trị của hợp kim được sử dụng cho các sản phẩm rèn sẽ nằm trong khoảng 2,67 – 2,80 g / cm 3 .

Giá trị gần đúng 2,7g / cm 3 cũng có thể được sử dụng trong thiết kế theo công thức sau:

  • Đối với các phần, Khối lượng = 0,0027A Kg / m và Trọng lượng = 0,027AN / m
  • Đối với tấm Tấm, Khối lượng = 2,7t kg / m 2 và Trọng lượng = 27t N / m 2

Ở đây A = diện tích mặt cắt tính bằng milimét vuông và ‘t’ là chiều dày của tấm tính bằng milimét (mm).

Bảng 1 dưới đây cho thấy mật độ của các kim loại khác nhau cùng với nhôm.

Bảng.1: Mật độ của các kim loại khác nhau

Mật độ kim loại khác nhau

b. Hằng số đàn hồi

Mô đun đàn hồi (E) của kim loại nhôm rất thấp. Kim loại là loại lò xo trong tự nhiên. Nhôm nguyên chất ở nhiệt độ phòng được so sánh với thép kết cấu dựa trên mô đun đàn hồi như sau:

Nhôm nguyên chất có giá trị E = 69kN / mm 2

Thép kết cấu có E = 205kN / mm 2 .

Giá trị của E đối với hợp kim rèn nằm trong khoảng từ 69 đến 72kN / mm 2 . Các tiêu chuẩn của Anh sử dụng giá trị E bằng 70kN / mm 2 . Điều này được sử dụng cho mục đích thiết kế và giá trị này tương tự như thủy tinh.

Mô-đun đàn hồi của nhôm sẽ giảm một cách ổn định với sự gia tăng nhiệt độ. Điều này giảm từ 67 đến 59 kN / mm 2 từ nhiệt độ tương ứng 100 đến 200 độ C.

Tỷ lệ của Poisson cao hơn so với thép được xem xét. Điều này dựa trên các thí nghiệm và các nghiên cứu được xem xét.

Giá trị của mô đun cắt được đưa ra bởi:

G = E / (2 (1 + v);

Nếu giá trị của tỷ lệ Poisson v = 0,33, thì mô đun cắt G = 26kN / mm 2 .

c. Mở rộng nhiệt của nhôm

Hệ số giãn nở nhiệt của nhôm là  = 23,5 x 10 -6 / o C. Giá trị này đối với các hợp kim rèn nằm trong khoảng 22 -24,610 -6 / o C. Giá trị 23 x 10 -6 / o C được Tiêu chuẩn Anh sử dụng trong thiết kế của các cấu trúc. Giá trị của hệ số giãn nở nhiệt tăng theo nhiệt độ.

d. Điểm nóng chảy của nhôm

Nhôm có nhiệt độ nóng chảy 660 độ C trong điều kiện nguyên chất. Giá trị này là 1500 độ C đối với thép nhẹ. Các hợp kim được sử dụng có điểm nóng chảy thấp hơn. Điểm sôi của kim loại là 1800 độ C.

e. Độ dẫn điện của nhôm

Đây là một vật liệu tiêu chuẩn được sử dụng trong việc chế tạo dây dẫn trong các đường truyền trên cao. Kim loại này cạnh tranh với đồng trong một số ứng dụng nhất định. Điện trở suất của kim loại nhôm ở nhiệt độ phòng là 2,7 ohm cm. Kim loại này trên hợp kim có sự thay đổi lớn hơn.

Đặc tính kỹ thuật của vật liệu xây dựng nhôm

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Chuyển lên trên