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文档简介

1、性、防霉性等等.1. 作为土木匸程材料必须具有适用,耐久 量人,缠四大特点。_2. 土木工程材料的技术标准根据技术标准的发布单 位与适用范围,可分为国家标准,行业标准,企业, 地方标准四级。1. 简述土木i:程材料在土木匸程中的地位和作用 如何?答:(1) 土木工程材料是一切上木工程的物质基 础。在我国现代化建设中,土木工程材料占有极为重要 的地位。土木工程材料在土木工程屮用量巨大,经 济性强,直接影响工程造价:土木工程材料的品种. 质量及规格直接影响整个土木工程的安全、实用、美观. 耐久及适价,并在很大程度上影响着结构形式和施工方 法乃至建筑业的发展。2. 简述土木工程对土木工程材料的要求?

2、强 度:土木丄程材料必须具备足够的强度,能够安全地承 受设计荷戟:自身的垂量以轻为宜,以减少下部结构和 地基的负荷:(2)耐久性:具有与使用坏境相适应的耐 久性,以便减少维修费用;(3)功能:满足功能耍求。 用于装饰的材料,应能美化房屋并产生一定的艺术效 果;用于特姝部位的材料,应具有相应的特殊功能,例 如屋浙材料耍能绝热,防水:楼板和内墙材料耍能隔声 等。 生态环保:生产过程中还应尽可能保证低能耗、 低物耗及环境友好。3土木工程材料的分类方法有哪些,具体如何分 类?答:土木工程材料可按不同原则进行分类。按材料 來源,可分为夭然材料和人造材料: 按使用部位,可分为承重材料.屋面材料、墙体材料和

3、 地血材料等;按其功能,可分为结构材料.装饰材料. 防水材料、绝热材料等:按化学成分,可分为无机材料、 有机材料和复合材料。4请简述土木工程材料的发展趋势?答:(1)在原 材料方面要最大限度的节约冇限的资源,充分利用再生 资源及工农业废料;(2)在生产工艺方血要大力引进现 代技术,改造或淘汰陈iii设备,降低原材料及能源消耗, 减少环境污染:(3)在性能方而要力求轻质、高强、耐 久、多功能及结构一功能(智能)一体化;由单一材料 向复合材料及其制品发展;(4)在产品型式方面要积极 发展预制技术,逐步提高构件化.单元化的水平。(5)利 用现代科学技术及手段,在深入认识材料的内在结构对 性能影响的基

4、础上,按指定性能要求,设计与制造更新 品种的土木工程材料1. 试述密度.表观密度、容积密度.堆积密度的区 别?材料含水后对四者有何影响?答:主要是材料所处的状态不同。密度是材料在绝对密 实状态下,单位体枳的质虽。所谓绝对密实状态卜的体 积.是指不含有任何孔隙的体积。表观密度表示材料单 位细观外形体枳(包括内部封闭孔隙)的质虽。容枳密 度表示材料单位宏观外形体积(包括内部封闭孔隙和幵 口孔隙)的质屋。堆积密度是指散粒材料或粉状材料, 在白然堆积状态卜单位体积的质虽。材料的堆积体积指 在自然.松散状态下,按一定方法装入容器的容积,包 括颗粒体积和颗粒z间空隙的体积。材料含水后对四者的影响为:对密度

5、没有影响,因测定 密度时材料必须是绝对干燥的;内部封闭扎隙不会吸 水,含水对表观密度没右影响;因开口孔隙吸水.使容 积密度增大:含水对堆积密度的影响则复杂,因含水后 材料堆积状态下的质屋和体积都会发生变化,一般说是 使堆积密度增大。6. 影响材料强度测试结果的因素主要有哪些? 答:影响材料强度测试结杲的因索有很名。主要有试件 丫內形状、尺寸、加载速度一试件与压板间的接触情况以 及试件表面的平整度等等。小尺寸的试件测试的强度高 于大尺寸试件;立方体试件的测得值高于棱柱体试件; 加载速度快时测得的强度值高于加载速度慢的:受压试 件与加压钢板间无润滑作用(如未涂石蜡等润滑物时), 测得的值高于有润滑

6、作用的;表而平整的试件的测得值 高于表面不平整。2. 测定含孔材料的绝对密度、表观密度.容积密度和 堆积密度时,用什么方法测量材料的体积?答:测定绝对密度时需先将材料磨细,然后采用排出液 体或水的方法來测定体积。测定表观密度:干燥材料浸入水中,待吸水饱和后,测 量排开水的体积作为材料的细观外形体积。测定容积密度:外形规则时,直接测量材料的外形尺 寸,按体积公式计算出材料的体积外形不规则时, 微孔材料如砂石以饱和而干材料(孔内水分和材料作为 一个整体)浸入水中排开水的体积作为材料的宏观外形 体积;大孔材料在表面涂腊后用排水法来测定体积,计 算时必须扣除腊的体积,涂腊时应避免将腊欣入孔中。 测定堆

7、积密度:将材料按规定的方法装满容量筒,以该 容虽筒的体枳作为材料自然堆枳状态下的体积。3. 亲水性材料与憎水性材料如何区别?在使用上有何 不同?答:亲水性材料与水接触时能被水润湿,即水可在材料 表面铺展开,而且当材料存在孔隙时,水分能通过孔隙 的毛细作用自动将水吸入材料内部;而憎水性材料与水 接触时不能彼水润湿,水分只有在压力作用下才能渗入 材料毛细管中。憎水性材料常用作防水材料。而对亲水 材料表面进行憎水处理,可改善英耐水性能。4. 试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度.吸 水性.抗渗性.抗冻性.导热性及吸声性影响。答:孔隙率杲指材料內部孔隙体积占耳总体积的百分 率。孔隙率的大小直接反映

8、材料的密实程度。一般來说,孔隙率増大,材料的强度降低.容积密度降 低、绝热性能提亦 抗渗性降低、抗冻性降低、耐腐蚀 性降低.耐久性降低.吸水性提高。材料内部的孔隙各式各样,十分复杂,孔隙特征主要有 大小.形状.分布、连通与否等。孔隙特征对材料的物 理.力学性质均有显著影响。若是开口孔隙和连通扎隙 增加,会便材料的吸水性、吸湿性和吸声性显著增强, 而使材料的抗渗他 抗冻性、耐腐蚀性等耐久性能显著 下降。若是封闭的细小气孔增加,则对材料的吸水、吸 湿.吸声无明显的影响;但对绝热、抗浚性、抗冻性等 性能则有影响。在一定的范閘内,增加细小封闭气孔, 特别是球形气孔,会使材料的绝热性能和抗渗性、抗冻 性

9、等耐久性提裔。在孔隙率一定的悄况下,含大孔.开 口孔隙及连通孔隙多的材料,其绝热性较含细小.封闭 气孔的材料稍差。5. 脆性材料和韧性材料各有何特点?它们分别适合承 受哪种外力?答:脆性材料特点:材料在外力作用下,达到破坏荷载 时的变形值很小破坏时表现为突发性破坏,没有任何 预兆;脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度,可髙达 数倍孩至数十倍;腕性材料承受冲击或震动荷载的能力 很差。脆性材料适宜承受静压力,用于受压部位。韧性材料特点:在冲击或震动荷载作用下,材料能吸收 较大能量,同时产生较大变形,特别是須性变形大,破 坏前有明显预兆;抗拉强度接近或窩于抗压强度。恻性 材料主耍适合承受拉力或动载,对

10、于要求承受冲击荷载 和有抗震要求的结构,沟应具有较高的韧性.7. 何谓材料的耐久性?材料的耐久性应包括哪些内 容?答:材料在长期使用过程中,抵抗周囤各种介质的侵蚀 而不破坏的性质,称为耐久性。它是土木工程材料的- 种综合性质。材料在使用过程中,除受到各种力的作用 外,还耍长期逍受所处环境屮各种口然因素的破坏作 用,以及坏境屮腐蚀性介质的侵袭。它们或单独或交互 作用于材料,形成物理.化学和生物的破坏作用。所以土木工程材料耐久性的指标常用的有:耐水性,用 软化系数农示;抗渗性,用渗透系数或抗渗等级表示; 抗冻性.用抗冻等级表示;耐候性:根据材料的使用环 境和要求,其它的耐久性指标还有耐化学腐蚀性.

11、防锈 & 了解材料的组成和结构有何意义? 答:材料的组成是指材料的化学组成和矿物组成它们 既决定材料的物理.力学性质,也决定材料的耐久性。 化学组成指构成材料的基木元索与化合物。当材料在使 用过程中与周阳环境及备类物质接触时,将按照化学变 化规律发生作用。如混凝土的碳化、钢材的锈蚀.木材 的遇火燃烧等性质,都是由构成材料的化学组成所决定 的。矿物组成是指构成材料的矿物种类和数量。例如水 泥.即使化学组成相同,如果其熟料矿物组成不同或含 量不同,会使水泥的便化速度.水化热、强度、耐腐蚀 性等性质产生很大的差异。材料的结构同样决定着材料的性质。i般从宏观、细观 和微观三个层次來分析研究材料

12、的结构与性质的关系。 材料的性质与其用肉眼或放人镜就可分辨的宏观结构 有着密切的关系。如材料中孔隙的大小.分布.待征的 改变,都会使材料的强度.抗冻性、绝热性.吸声性等 性质发生变化。材料在用光学显微镜所能观察到的细观结构层次上,各 种组织的性质是各不相同的,这些组织的特征.数孤 分布以及界面z间的结合情况等,都对土木工程材料的 整体性质起着重要的影响作用。微观结构是借助电了显微镜、扫描电子显微镜和x射线 衍射仪等手段來分析的材料臣子.分子层次的结构。材 料的许多物理、力学性质,如强度.硬度、熔点、导热 性.导电性等都是由材料内部的微观结构所决定的。因此,深入研究探索材料的组成、结构与材料性能

13、之间 的关系,不仅有利于为工程正确选用材料,而且对人类 自山设计、生产工程所需的特殊性能的新型建筑材料具 有垂要的意义。9. 材料的构造(孔隙)对材料的哪歧性能有彩响?如 何影响?答:材料的构造(孔隙)对材料的容积密度、强度.吸 水率.抗渗性.抗冻性.导热性等性质会产生影响。 材料的孔隙率越大,材料的容积密度越小。(2)材料 的孔隙率越大,材料的强度越低,材料的强度与孔隙率 z间存在近似直线的比例关系。密实的材料及具有 闭口孔的材料是不吸水的:具有粗人孔的材料因其水分 不易存留,其吸水率常小于孔隙率;而那些孔隙率较大, .h具有细小开口连通孔的亲水性材料具有较大的吸水 能力。 密实的或貝有闭口

14、孔的材料是不会发生透水 现彖的。具有较犬孔隙率,且为较大孔径,开口连通的 亲水性材料往往抗渗性较差。密实的材料以及具有 闭口孔的材料具有较好的抗冻性。几隙率越儿 导 热系数越小.绝热性越好。在孔隙率相同的情况2具 佇较大孔径或连通孔的材料,导热系数偏犬,导热性较 好,绝热性较差。10导热系数受哪些因素影响?并简述原因?答:(1)材料的组成和结构。一般來说,金屈材料的导 热系数比非金屈材料为大:无机材料的导热系数较有机 材料为大;晶体材料较非晶体材料为大。对于各向异性 材料,导热系数随导热方向不同而改变。 材料的孔 隙率。一般而言,孔隙率越人,导热系数越小。大孔、 连通孔隙由于空气在其内的对流换

15、热,导热系数较大。 封闭的小孔山于空气在其内的对流换热小故导热系数 戢小,即对绝热最有利。(3)材料的含水率。曲于水的 导热系数远远大于空气的导热系数,故含水率越人,导 热系数越衣。这也正是绝热材料在施工、使用屮必需保 持干燥的原因。此外温度也有一定的彩响,温度增高,导热系数增犬。 11.彩响材料吸水率的因素有哪些?含水对材料的哪 些性质有彩响?彩响如何?答:影响材料吸水率的因 素主耍有两个。i是材料的亲水性,亲水性材料的吸水 率大于憎水性材料:二是材料内部的孔隙率,特别是微 细的开口孔隙率,倉量越高材料吸水率越大。含水对材 料的所有性质都有影响。材料含水越多,材料的强度f 降的越多、绝热性越

16、差、抗冻性越差.耐腐蚀性越差, 其它耐久性也越差、吸声性也变差,同时材料的容枳密 度相应增加。12影响材料抗渗性的因素有哪些?如何改善材料的 抗渗性?答:影响材料抗渗性的主要因索有材料的孔 隙特征特别是开口孔隙率和孔径,以及材料的憎水性 改等抗渗性的措施:降低孔隙率,持別是要降低开口孔 隙率,减小孔径尺寸:对材料进行憎水性处理。13. 影响材料抗冻性的主要因素是什么?如何改善材 料的抗冻性?答:影响材料抗冻性的主要因索是材料 的孔隙特征.特别是开口孔隙率和孔径,此外还有孔隙 内的充水程度.材料自身的强度。改善材料抗冻性的 方法有:尽疑降低材料的孔隙率,特别是开口孔隙 率,减小孔径尺寸;引入适量

17、的球形微细孔,可显著 改善材料的抗冻性。14. 为什么材料的实际强度较理论强度低许多?答:材料的理论强度是由无任何缺陷的材料(或理想材 料)得出的。但实际材料的内部总是含冇大虽的各种缺 陷。如晶格中的各种点.线.面缺陷。又如材料内部含 有的各种形状的孔隙.裂纹等。材料在受外力作用时, 在缺陷处产生应力集中,从而在这些缺陷处产生裂纹或 促便原有微裂纹扩展,彊终山于裂纹的扩展和连通而便 材料的破坏大大提前即实际材料的强度远远低于理论 强度。15*.为什么建筑材料大多数为复合材料? 答:单一材料往往圮某项性能或某几项性能较好,即多 数单- 材料所具有的性能-般难以满足现代建筑对材 料的强度.绝热、耐

18、久、装饰.吸声与隔声、防火、防 水等综合性能及经济性越來越高的耍求。而复合材料可 以集多种组成材料的长处于一身,相互収长补短,使其 同时具备有多种优艮性能,且经济上也较为合理。 16*.某工程需要一髙性能绝热材料(常温下使用), 如何从组成、结构上进行选择? 答:常温下使用,可选用封闭小孔含量高的泡沐爼料。 因为有机材料的导热系数小于无机材料,且孔隙率高将 会显著降低导热系数,特别是封闭的小孔。17*.使用加气混凝上(p 0=500kg/m3)的建筑,其 热稳定性和绝热性与烧结普通粘土砖(p 0=1700kg / m3)的建筑相比有什么不同?为什么?答:使用加气混凝上建筑物的热稳定性较使用红砖

19、的建 筑物低,但绝热性前者高于后者。加气混凝土的容积密度小.孔隙率高,因而导热系数小、 绝热性好,但其热容屋较小(比热与质屋的乘积),故 热稳定性差;红砖虽然容积密度人,导热系数较大,绝 热性较差,但其热容量较大,故热稳定性高。18*.建筑物的屋面、外墙、皐础所使用材料备应具备 哪些性质?答:对于屋面材料,应具冇一定的強度以及轻质、绝热. 隔声、耐水性、耐久性(抗渗、抗冻、耐热、耐光等) 等牲质,外墙材料应具有一定的强度、绝热.隔声耐 水性.以及耐久性等:基础材料则应具有较高的强度. 耐水性、耐腐蚀性及耐久性等性能。1. 请谈谈钢材的主要技术指标?答:屈服点、抗 拉強度和伸长率,是钢材的三项至

20、要技术性能指标。屈 服点(os)是结构设计时强度取值的依据,表示钢材 在正常工作状态允许达到的应力值。抗拉强度(ob) 是钢材抵抗断裂破坏能力的一个重要指标,抗拉强度不 能直接利用,但屈服点和抗拉强度的比值(即屈强比。 s/ob)却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈服 点与抗拉强度的比值(os/ob)称为屈强比,它反映 钢材丫內利用率和使用中丫內安全可靠程度。屈强比越小, 表叨材料的安全性和可靠性越岛,材料不易发生危险的 脆性断裂。如果屈强比太小,则利用率低,造成钢材浪 费。伸长率(a)表示钢材的塑性变形能力,钢材在使 用中为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆 断要求ji:和性良好,即

21、具有一定的伸怏率,可以使缺 陷处超过os时,随着发生缎性变形使应力重分布,而 避免钢材提早破坏。同时,常温卜将钢材加工成一定形 状,也:要求钢材要具有一定犁性。但伸长率不能过大, 否则会使钢材在使用中发生超过允许的变形值。2. 钢的主要冶炼方法有哪歧?说岀依据脱氧程度 钢的分类名称。答:钢的冶炼方法主要冇转炉、平炉 和电炉。根据冶炼后期加脱氧剂使reo还原成1-e过程 中的脱氧程度不同,将钢分成沸腾钢、半镇静钢、镇静 钢和特殊镇静钢。沸腾钢脱氧不充分,气体杂质多,钢 的时效敏感性大.钢的质駅较差,性能不稳定,但钢的 利用率岛,成本低。镇静钢和持殊镇挣钢脱氧充分,钢 质致密,钢性能稳定,质量好,

22、但成本较高。半氛靜钢 质疑与成本介于上述二者之间。3冷加工和时效对钢材性能有何影响,为什么? 答:在常温卜将钢材进行机械加工,使其产生蜩性变形, 以提高其屈服强度的过程称为冷加工(或冷加工强化九 冷加工后的钢材,其屈服点提高而抗拉强度基本不变, 槊性和韧性和应降低,弹性模虽也有所降低。产生冷加 工强化的原因是:钢材在冷加工变形时,由于晶粒间已 产生滑移,晶粒形状改变。同时在滑移区域,晶粒破碎, 晶格歪扭,从而对继续滑移造成阻力,要使它币;新产生 滑移就必须増加外力,这就意味着屈服强度有所提岛, 但由于减少了可以利用的滑移面,故钢的塑性降低。另 外,在塑性变形中产生了内应力,钢材的弹性模量降低。

23、钢材随着时间的延长,钢的屈服强度和抗拉强度提 高,而塑性和韧性降低的现象,称为时效。经时效处理 的钢筋,其屈服点、抗拉极限提航 塑性和切性降低。 钢材产生时效的原因是山于溶于a-fe晶格中的氮和 氧等原子,以fe4n与fco的形式析出并向缺陷处移动 和聚集。当钢材冷加工須性变形后,或受动载的反复振 动,都会促进氮、氧原子的移动和聚集,加速时效的发 展,使晶格畸变加剧,阻碍晶粒发生滑移,增加了抵抗 塑性变形的能力。4土木工程中采用哪三大类钢种?试述它们各自 的特点和用途?答:土木工程结构使用的钢材主要由確 索结构钢血介金髙强度结构钢和优质碳索结构钢等三 类加工而成。(1)碳索结构钢:碳素结构钢力

24、学性能稳 定,蜩性好,在各种加工过程中敬感性较小(如轧制、 加热或迅速冷却),构件在焊接、超载、受冲击和温度 应力等不利的情况卜能保证安全;随牌号增加,强度和 硬度增加.塑性、韧性和可加工性能逐步降低;同一牌 号内质量等级越高,钢的质量越好。而h.,碳索结构钢 冶炼方便,成本较低,目前在土木工程的应用中还占相 当大的比囊 碳索结构钢可加工成各种型钢、钢筋和钢 丝,适用于一般结构和工程。构件可进行焊接、柳接和 栓接。2)低合金高强度结构钢:低合金高强度结构钢 是在碳素结构钢的基础上加入总量小于5%的合金元 索而形成的钢种。加入合金元索不仅可以提高钢的强度 和硬度,还能改善塑性和协性。低合金高强度

25、结构钢是 脱氣完全的镇静钢。低合金高强度结构钢除强度高 外,还有良好的蜩性和韧性,锁度高,耐磨好,耐腐蚀 性能强,耐低温性能好。一般情况下,它仍具有较好的 可焊性。冶炼碳索钢的设备可用来冶炼低合金高强度结 构钢,故冶炼方便,成本低。 采用低合金高强度结 构钢可以减轻结构自重,节约钢材(20%25%),使用 寿命增加,经久耐用,特别适介高层建筑、大柱网结构 和大跨度结构。优质碳素结构钢:优质碳素结构钢 对有害杂质含虽控制严格.质昴稳定,性能优于碳素结 构钢。优质碳索结构钢按含猛最的不同,分为评通含猛 量和较高含锈量两大组。优质碳素结构钢的性能主要取 决于含碳最。含碳最高、强度高,但塑性和切性降低

26、。 优质碳索结构钢成木高,在预应力钢筋混凝上中用45 号钢作锚具,生产预应力钢筋混凝土用的碳索钢丝、刻 痕钢丝和钢绞线用6580号钢。15. 在建筑工程中选用碳素结构钢应考虑的条 件?哪些条件下不能选用沸腾钢?答:选用碳索结构 钢应考虑所受荷载类型.结构的重要性、连接方法以及 环境温度。对于沸腾钢,在下列条件下应限制其使用。 动荷载焊接钢结构:动荷载非焊接钢结构,但其计算温 度低于一20c时;挣荷载或间接动荷载作用,计舁温度 低于-30-c的焊接钢结构。5. 钢结构中主要采用哪些钢材?答:钢结构中采 用的钢材品种主要为热轧型钢.冷弯薄壁型钢、热(冷) 轧钢板和钢管等。(1)热轧型钢:常用的热轧

27、型钢有角 钢、工字钢、楙钢、1【型钢、t型钢、z型钢等。我国 建筑用热轧粮钢主要采用碳索结构钢和低合金钢。在碳 素结构钢中主要采用q235-a,其强度较适中,塑性和 可焊性较好,而h冶炼容易、成本低廉,适合土木工程 使用。在低合金钢中主要采用q345及q390,可用于大 跨度、承受动荷载的钢结构中。 冷弯薄壁型钢:常 用26nnn钢板冷弯或模压而成,有角钢、槽钢等开口 薄壁型钢及方形.矩形等空心薄壁型钢。对用于轻犁钢 结构。冷弯薄壁型钢-般采用碳索结构钢或低合金结构 钢经冷轧(弯)或模压而成,屈于高效经济截面,由于 壁薄,刚度好,能髙效地发挥材料的作用,节约钢材。(3)钢板:用光面轧規轧制而成

28、的扁平钢材称为钢板。按 轧制温度的不同,钢板乂可分热轧和冷轧两类。土木工 程用钢板的钢种主要是碳素结构钢,某些重型结构。大 跨度桥梁等也采用低合金钢。(4)钢管:钢管有热轧无 缝钢管和焊接钢管两种,无缝钢管以优质碳素结构钢或 低合金高强度结构钢为臣材料,采用热轧或冷拔无缝方 法制造;焊接钢管由钢板卷焊而成。6钢筋混凝七中便用热轧钢筋和预应力钢筋,它 们有哪些品种和等级?试述它们各自的用途?答: (1)热轧钢筋:钢筋混凝土用热轧光圆钢筋由q235碳索 结构钢经热轧而成,牌号为hpb235。热轧光圆钢筋的 强度较低,但塑性好,伸长率高,便于弯折成形、容易 焊接等特点。可用作中、小型钢筋混凝土结构的

29、受力钢 筋或箍筋,以及作为冷加工(冷拉.冷拔、冷轧)的原 料。钢筋混凝土用热轧带肋钢筋采用低合金钢热轧而 成,其牌号有hrb335. hrb400、hrb500三种。热轧带 肋钢筋具冇较同的强度,須性和可焊性也较好°钢筋表 面带有纵肋和横肋,从而加强了钢筋与混凝土之间的粘 结力。可用于钢筋混凝土结构的主要受力钢筋。 预 应力钢筋:冷轧带肋钢筋共有5个牌号,其屮crb650、 crb800. crb970和crb1170四个牌号适用于中.小型 预应力混凝土结构构件。预应力混凝土用钢丝为高 强度钢丝,是川优质碳索结构钢制成。其强度髙,柔性 好,适川于大跨度屋架、吊车梁等大型构件及v型折板

30、 等,使用钢丝可节省钢材、施匚方便、安全可靠,但成 本较高。预应力混凝土用钢绞线由2. 3或7根高强碳 索钢丝绞捻示消除内应力而制成。钢绞线强度码柔性 好。主耍用于大型屋架.薄腹梁、人跨度桥梁等大负荷 的预应力大跨度结构,及电杆、紈枕、吊车梁的预应力 钢筋。预应力混凝1:用热处理钢筋是用热轧螺纹钢筋经 淬火和回火调质热处现而成,按其螺纹外形分有纵肋和 无纵肋的两种。这种钢筋不能冷拉和焊接,且対应力腐 蚀及缺陷做感性较强。这种钢筋主耍川于预应力混凝上 梁.预应力混凝土轨枕或其他各种预应力混凝土结构。8. 冲击韧性的定义及表示方法?彩响冲击韧性的 主要因索有哪些?答:冲击韧性是指在冲击振动荷载 作

31、用下钢材吸收能呈、抵抗破坏的能力。冲击韧性以 冲断试件时单位曲积所消耗的功,称为冲击功(值)a k来表示。若摆锤式冲击试验机测得冲断试件前后摆锤 高为hl和h2 (id),摆锤重杲为p (n),试件槽口处截 而积为a (cm2),则试件的冲击韧性为:ak=p(hl-h2) /a, j/cm2。冲击韧性受钢的化学组成、晶体组织及含 量、冶炼、轧制加工质量影响。当钢中碳、磷、氮、氧 等含虽乳 晶粒粗丿乙渗碳体含虽高.钢中缺陷和杂质 多、以及轧制不均匀、表面不平整、焊接处有热裂纹等 情况时,冲击韧性都会降低。除此之外,在低温条件下, 或经时效后的钢材,其冲击韧性都降低。6. 木材在吸湿或干燥过程中,

32、体积变化有何规 律?答:干燥木材吸湿,含水率增加,木材出现湿胀。 当达到纤维饱和点后再继续吸湿,其体枳不变。湿木材 在干燥脱水过程中,自山水脱出时(含水率大于纤维饱 和点时)木材不变形。若继续干燥,含水率小于纤维饱 和点时,随着脱水,木材出现干缩。7. 试述钢材锈蚀的原因,如何防止钢结构和钢筋 混凝土中钢筋的锈蚀?答:钢材锈蚀的原因很多,可 根据其与环境介质的作用分为化学腐蚀和电化学腐蚀 两类:(1)化学腐蚀是指钢材与周刖介质直接发生的氧 化或硫化作用。反应后生成毓松氧化物其反应速度随 温度、湿度提高而加速。在干燥坏境卜腐蚀速度缓慢, 干湿交替环境下腐蚀更为厉害。 电化学腐蚀是由于 电化学现象

33、在钢材表面产生局部电池作用的腐蚀。反应 生成疏松易剥落的红棕色铁锈。 钢材在大气中的腐 蚀,实际上是化学腐蚀和电化学腐蚀同时作用所致,但 以电化学腐蚀为主。钢材的腐蚀有材质的原因,也有使用环境和接触介 质等原因,因此防腐蚀的方法也有所侧重。h询所采用 的防腐蚀方法有如下儿种:合金化:在碳索钢中加 入能提高抗腐蚀能力的合金元索.如铭.侨亠锡、饮和 铜等,制成不同的合金钢,能有效地提高钢材的抗腐蚀 能力。 金屈覆盖:用耐腐蚀性能好的金屈.以电镀 或喷镀的方法覆盖在钢材的表面,提爲钢材的耐腐蚀能 力。如镀锌.镀瓠镀铜和镀線等。非金属覆盖: 在钢材农面用非金属材料作为保护膜,与环境介质隔 离,以避免或

34、减缓腐蚀。如喷涂涂料、摭瓷和劇料等。 一般混凝上配筋的防锈措施是:保证混凝土的密实度, 保证钢筋保护层的好度和限制亂盐外加剂的掺杲或使 用防锈剂等。9. 低温冷脆性、脆性临界温度.时效和时效敬感 性的概念及英实际意义是什么?答:随环境温度降低, 钢材的冲击值(ak)亦降低,当达到某一低温时,其 a k值显护降低的现象称为钢材的低温冷脆件。出现低 温冷脆性时的温度(范曲),称为脆性临界温度(范围)。 随时间的推移,钢材的机械强度提高,而塑性和韧性降 低的现象称为时效。因时效作用,钢材a k降低的程度 称为钢材的时效敬感性。承受动荷域的结构,选用钢材 时,必须按规范要求测定其ak值。处于低温条件卞

35、的 钢结构要选用脆性临界温度低丁环境最低温度的钢材。 若在严寒地区,露天焊接钢结构,受振动荷载;作用时, 要选用脆性临界温度低和时效敏感性小的钢材。10. 冷弯性能的表示方法及其实际意义是什么? 答:冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 它以钢材被弯曲的角度及弯心直径与试件厚(或直径) 之比来表示试验时采用的弯曲角度愈大,弯心直径与 试件厚(或直径)z比愈小,表示对冷弯性能的耍求愈 高。冷弯性能农示钢材在常温下易于加工而不破坏的能 力。其实质反映了钢材内部纽织状态、含有内应力及杂 质等缺陷的程度。因此,可以利用冷弯的方法,使焊口 处受到不均匀变形,來检査焊接质量。11. 含碳量对碳素钢

36、性能有何影响?答:碳是彩 响钢材性能的主要元索z,在碳索钢小随着含碳虽的 增加,其强度和碾度提高,教性和韧性降低。当含碳鼠 大于1%后,脆性增加,硬度増加,强度下降。含碳量 大于0.3%时钢的可焊性显著降低。此外,含碳量增加1, 钢的冷脆性和时效敏感性増人,耐人气锈蚀件降低。12. 普通碳素钢中含较多的磷.硫或者氮.氧及 猛、硅等元素时,对钢性能的主要彩响如何?答:碳 索钢中含较乡的磷时,fe3p含童增加,常温下钢的艰 性和韧性降低脆性增大,尤其低温下冷脆性明显壇大, 降低了可焊性。磷尚能使钢机械强度和切削加工能力增 加。硫以ms夹杂物状态存在,使钢熔点降低,在焊接 温度下,易产生热裂纹,增加

37、钢丫內热脆性。当钢屮硫含 量增加,可显著降低钢的可焊性和热加工性能。氮使钢 強度增加,但降低塑性和韧性,增大钢的时效敏感性, 尤其低温时显#降低冲击韧性。氧多以氧化物状态存在 于非金屈夹杂物中,使钢机械强度降低韧性显著降低, 并有促进时效和增加热脆性作用。镭固溶于铁素体中, 町提高钢的强度,消除硫、氧引起的热脆性。当铭含盘 为1 %2%时,珠光体晶粒细化,强度提高,韧性基 木不变。硅大部分溶于铁索体中,当si含盘小于1% 时,可捉高钢强度,对烈性和韧性影响不大。13. 碳素结构钢的牌号如何农示?为什么q235钢 被广泛用于建筑工程屮? f, q235-c等。 建筑工 程中广泛应用的碳素钢是q2

38、35钢。主要是由它的屈服 点.韧性、塑性和可焊性等综合性能比较符介建筑用钢 的要求。而q215钢塑性过大,强度偏低;q255钢强度 虽高,但塑性和可焊性较差,均不如q235钢理想。因 此q235钢被广泛用于建筑工程中。答:碳索结构钢的 牌号由代表屈服点的符号(q、屈服点值(195、215、 235、255和275mpa)质量等级(按冲击韧性大小分为 d、b、c、a)、脱氧程度沸腾钢(fx半镇静钢(b)、 镇静钢(z)和特殊镇静钢(tz), z和tz可不作标注 来表示。如q235a14. 试比较 q235a、q235-c 和 q235d 在性能 和应用上有什么区别?"答:上述牌号的钢均

39、为q235 钢,是建筑中应用最多的碳素钢。其中的性能差别主要 农现在质虽等级和脱氧程度上。按磷.硫含虽多少來衡 量,d和c为优质钢,质量最好,其次是b和a。按脱 氣程度衡最,tz和z质星最好,其次是b和f。只有 质最等级为d的钢,其脱氧程度为“tz”。按冲击韧性 衡量,性能排列次序为d、c、b、a。综合评价上述四 个牌号钢的质吊和性能优劣的次序是q235dq235 oq235-b重要的焊接结构,受到动荷载作用或处在低温条件 下工作的,应选用q235-c,其至选用q235d。一般 的焊接钢结构可选q235-a16钢材的伸长率与试件标距有何关系?为什 么?答:钢材的伸长率为钢材试件拉断后,标距的伸

40、 长与原标距长度的百分率。原标距越长,计算的伸长率 越小。这足由于试件断裂前的颈缩现彖,使塑性变形在 试件标距内的分布是不均匀的,当原标距越长(与直径 之比愈大),则颈缩处的伸长值在整个伸长值中的比重 愈小,因而计算的伸长率偏小。通常取标距长度(l0) 等于5或10倍试件的原直径(10),其伸长率以a和 all. 3表示,对于同一钢材,a大于all. 3。1. 简述木材的优缺点?答:比强度大,具有 轻质高强的特点:弹性韧性好,能承受冲击和振动 作用:导热性低,具有较好的隔热.保温性能;在 适当的保养条件下,有较好的耐久性:纹理美观、 色调温和.风格典雅,极富装饰性:易于加工,可 制成各种形状的

41、产晶:绝缘性好、无毒性;木材的 缺点主耍有以下几方面:构造不均匀,呈各向异性; 湿胀干缩大,处理不当易翘曲和开裂;天然缺陷 较多,降低了材质和利用率:耐火性差,易着火燃 烧:使用不当,易腐朽、虫蛀。2针叶树和阔叶树的树干,在性能和用途上有何 差异?答:针叶树的纹理通顺、缺陷少、材质较软、 变形小,易加工,树千成材率高。主要适合做结构材料 及建筑零件.阔叶树的木质硬、年轮淸晰,加工后花纹 明显,宜做内装修及家俱材料。3. 从横切面上看,木材的构造及其与木材性质的 关系?答:从横切血看,由内而外为髓心.木质部和 树皮。協心质软、易腐朽、强度低。木质部是木材的主 体。其屮,靠近箭心的色深部分称为心材

42、,靠近树皮色 浅部分称边材。心材材质密、强度高、变形小;边材含 水量大,变形大。靠近年轮内环的称春材(早材),外 环为夏材(晚材)。夏材超夏秋生长的,细胞壁好,质 坚硬,色稍深。故含夏材率高丫內木材,其体枳密度人, 強度窩。年轮均匀细密,夏材含量高,则木材的强度窩。4. 何谓纤维饱和点.平衡含水率和标准含水率? 在实际使用中有何意义?答:木材的纤维饱和点,是 指木材的细胞壁中吸附水达饱和状态,而细胞腔及细胞 间隙屮不含自山水时的含水率。它是木材变形.强度等 主要性质受含水变化影响的转折点。平衡含水率址指在 一定温.湿度环境下,木材吸湿和蒸发达到动态平衡, 内部含水率不再发生变化此时的含水率为平

43、衡含水 率。在工程中,应使用达到平衡含水率的木材.从而在 使用屮英性能基本保持稳定。规定含水率为12%时为 木材强度的标准含水率。此状态下的木材强度为标淮强 度。以此判断木材的强度和比较试验结果。5. 影响木材强度的因素有哪些?是如何影响的? 答:含水鼠对木材强度彩响极大。在纤维饱和点以 下时.含水率降低,则木材多种强度增加.其中抗弯和 顺纹抗压强度提高较明显,对顺纹抗拉强度彩响最小。 在纤维饱和点以上,强度基木为一恒定侑。环境温 度升高,木纤维和木纤维间胶体将软化,使木材强度降 低;超过500 强度大为降低。木材受冻强度也降低。 木材长期承受荷役肩将产生蜩性流变,使木材强度 随荷载时间的增长

44、而降低。(4)木材的缺陷彩响了木材 材质的均匀性,破坏了木材的构造,从而使木材的强度 降低,其中对抗拉和抗弯强度影响最大。如木节.斜纹 使顺拉和抗弯强度降低;木节使顺剪强度提高。缺陷的 种类、所处部位不同,对强度影响不一样。 夏材率 含量斯的木材强度髙。7为什么木材多用來做承受顺压和抗弯的构件, 而不宜做受拉构件?答:木材的顺纹抗压和抗弯强度 比较大,受缺陷影响抗拉强度小,工程中经常用做承受 压.弯的构件,但很少用做受拉构件,主耍是顺拉强度 受木材缺陷影响人,往往强度很低。同时,作为拉件的 端头往往山于受横压等作用而提前破坏,使受拉构件不 能发挥英作用。8. 木材有哪些主要缺陷?对木质有何彩响

45、?答: 木材的缺陷主耍有木节.斜纹.裂纹、腐朽和虫害等。 一般木材或多或少都存在一些缺陷,使木材的物理力学 性质受到影响木节可分活节、死节。活节对材质影响 较小。死节对木材力学性能和外观质最影响最大。木节 便木材顺纹抗拉强度显落降低,而对顺纹抗压影响较 小;在横纹抗压和剪切时中木节反而会增加其强度。在 木纤维与树轴成一定夹角时,形成斜纹。木材中的斜纹 严重降低其顺纹抗拉强度,对抗弯强度也有较大影响, 对顺纹抗压强度影响较小。裂纹破坏了木材的完整性, 影响木材的利用率和装饰价值,也是真菌侵入木材内部 的通道。裂纹.腐朽.虫害等缺陷,会造成木材构造的 不连续或破坏只组织,严重地影响木材的力学性质,

46、有 时甚至能使木材完全失去使用价值。9. 人造板材主要有那些品种?与天然板材相比, 它们有何特点?答:人造板材的品种主要冇胶合板、 纤维板.创花板.木丝板、木屑板和细木工板等。与天 然板材相比,人造板材克服了木材的天然缺陷和局限, 大大提高了木材的利用率,其主要特点是:消除了天然 疵点.变形、开裂等缺点.各向异性小,材质均匀.强 度较髙;因幅面宽大,产品规格化,使用起来很方便。10. 木材腐朽的原因及主要防腐措施如何?答: 木材腐朽的原因是木材受到真菌侵害,侵蚀木材的真菌 冇三种,即霉菌、变色葡和木腐菌。对木材力学性质彩 响最大的是木腐i莉,木腐菌能分泌幽,将细胞壁物质分 解成可以吸收的养料,

47、供"身生长发第致使木材腐朽。 真菌在木材中生存緊殖的条件是适宜的水分.空气和温 度。一般处于2530c、含水率30%30%,有空气 的条件厂真菌繁殖迅速。防腐措施上要是彼坏克菌生 存繁殖的条件,或改变木材的养料屈性。主耍方法为:(1)干燥采用气干法或窑干法将木材干燥至较低的 含水率,使用中创造良好的通风.除湿条件。当木材含 水率在20%以下时,真菌生命活动就受到抑制。(2) 涂料覆盖涂刷涂料可在木材表面形成完整而坚韧的 保护膜,从而隔绝空气和水分,并阻止真菌侵入。(3) 化学处理化学防腐是将对真菌有滝害作用的化学防 腐剂注入木材中,使真菌无法寄生。防腐剂主更有水溶 性、油溶性和油质防

48、腐剂三大类。注入方法主耍有表面 涂刷.常温浸渍.冷热槽浸透和压力渗透法等。1岩石在建筑工程中有哪些用途?试举例说明。 答:石材有两种:一种是经加工制成的石材制品,一种 是直接采得的各种块状和粒状的石料。石材制品可以用作衬而材料.台阶.栏杆和纪念碑 等;耒加工的毛石可以用來砌筑基础.桥涵.挡土墙、 堤岸.护坡及隧道衬砌等:散粒状石材可以用作混凝土 和砂浆的骨料以及筑路材料。2. 按地质成因,岩石可分为哪几类?各有何特 征?答:岩石按地质形成条件分为岩浆岩.沉枳岩、 变质岩等三类。岩浆岩小的深成岩和浅成岩以及致密的 喷出岩,都具有容积密度大、抗压强度高、耐久性好、 硕度和耐屛性较高,使用年限长等特

49、点。呈名孔构造的 喷出岩,即火山碎屑及其岩石,则容积密度小、抗压强 度低、耐久性差、化学稳定性差。沉枳岩人都具有层状 构造,每层的性质不同且各向异性。与深成岩比较,具 有容积密度较小、孔隙率和吸水率大.耐久性和强度较 低等特点。正变质岩一般较原岩浆岩的性能差,多呈片 状构造.各向异性、强度及耐久性均低于原岩浆岩。副 变质岩i般较原沉枳的性能好,结构致密、强度和耐久 性提亂3. 般岩石应具有哪些主要的技术性质?答:岩 石应具有的主要技术性质可分为物理性质、力学性质和 工艺性质。物理性质主要对石材的容积密度或表 观密度.吸水性、耐水性.抗冻性.耐火性和导热性有 要求。为确保石材的强度.耐久性等性能

50、,一般要求所 用石材容积密度较人、吸水率小、耐水性好.抗冻性好 以及耐火性好等。力学性质 主要河抗压强度、冲 击韧性、硬度、耐磨性等工艺性质 主耍指开采和 丿川工过程的难易程度及可能性,包括加工性.磨光性与 抗钻性等。4. 常用岩石有哪些?各具有什么特性?宜用在 工程的哪些部位?答:常用石材主要有花岗岩、石灰 岩、大理岩、砂岩。花岗岩坚硬致密,抗压强度高,耐 磨性好,耐久性高,装饰性好。花岗岩主要用于基础、 勒脚.柱子、踏步、地面和室内外墙面等。基础、桥墩. 堤坝、拱石、阶石、路而、海港结构、基座、勒脚、窗 台、装饰石材等。质地致密的石灰岩,抗压强度为20 120mpa,容积密度为200026

51、00kg/m3。若粘土杂质含 量超过34%,则抗冻性、耐水性显著降低。大部分 石灰岩质地细密.坚换、抗风化能力较强。石灰岩主耍 用于墙身、桥敢、基础、阶石、路而及石灰、粉刷材料 原料等。犬理岩结构致密,强度较高,因含杂质常呈各 种颜色和花纹。大理岩硬度不大,加工容易,是优良的 室内装饰材料。易受酸雨的侵蚀,不宜用于室外装饰。 大理岩主要用于装饰材料.踏步-地面.墙面.柱面. 柜台、栏杆、电气绝缘板等。不同砂岩的性质间差异很大,砂岩的抗压强度在 5200mpa范围内。砂岩常用于基础、墙身、衬面、阶 石、人行道、纪念碑及其它装饰石材等。5. 岩石的晶粒粗细对岩石的性能有什么影响? 答:岩石的晶粒越

52、细,晶粒间的结合越好,岩石强度、 韧性.耐久性.耐火性等越高,脆性越小。6. 什么是岩石的风化?如何防止?答:风化是指 岩石在环境中的各种物理因素、化学因素和生物因素的 长期作用下,而产生剥落.开裂等破坏。防i匕风化的主耍措施:结构预防和磨光表面,避免枳 水;表而处理,如采用有机砒喷涂岩石表而.对碳酸 盐类岩石(如大理者可采用氟硅酸镁溶液涂刷其表面 等。7石材的形式有哪几种?分别适合用于哪些工程 部位?答:(1)毛石:是岩石经爆破厉所得形状不规则 的石块,可用f基础、勒脚、墙体.挡土墙.毛石混凝 土。(2)料石:是经加工而成规则的六而体块石,乂分 佇细料石.半细料石.粗料石、毛料石。根据农而加

53、工 程度的不同.分别用于外墙装饰、初脚.地血.台阶. 墙体、石拱等。板材:是用致密的岩石凿平或锯解 而成,厚度一般为20mm的石材,有粗面板材、细而板 材和镜而板材。主要用于室内、外墙而、柱面、地面、 踏步等的装饰(室内般用镜而板材)。10. 写出下列烧结普通砖的产品标记:规格240mm x115mmx53mm强度等级为mu20,优等品的粘土砖。 答:该产品标记为:烧结普通砖n mu20a gb / t510u8*.简述烧结砖的牛产原理。答:烧结砖的生产 工艺流程为:采土配料调制一制坯干燥焙烧成 品。生产的关键步骤是培烧。粘土坯体在焙烧过程中发 生一系列物理化学变化,重新化合形成-些合成矿物和

54、 易熔硅酸盐类新生物。当温度升高达到某些矿物的最低 共熔点时,易熔成分开始熔化,出现玻璃体液相并填充 于不熔颗粒的间隙中将其粘结。此时,坏体孔隙率下降, 密实度增加,强度也相应提岛,这i过程称为烧结。烧 结后的粘土冷却后便成为烧结砖。9简述烧结普通砖的产品等级和强度等级的评定 依据。答:对于強度和抗风化性能合格的烧结普通砖, 根据尺寸偏差.外观质虽、泛霜和石灰爆裂分为优等胡 (a)、一等品(b)、合格品(c)三个质量等级。优等 品适用于清水墙和墙体装饰,一等品、合格品可用于混 水墙。烧结泮通砖的强度等级,根据10块砖样的抗压 強度平均值和强度标准值抗压强度,分为hu30、他25、 mc20.

55、ml15. ml10五个强度等级。当变异系数0.21 时,按抗压强度平均值(、强度标准值评定砖的强 度等级。当变界系数0.21时,按抗压强度平均值 单块最小抗压强度值评定砖的强度等级。11. 简述烧结多孔砖的产品等级的评定依据。答: 烧结多孔砖的产品等级,根据尺寸偏差、外观质虽.强 度等级、物理性能划分为优等品(a). 一等品(b).合 格品(c)三个产品等级。12. 目前所用的墙体材料有哪儿类?试举例说明 它们各自的优缺点。答:目前我国所用的墙体材料品 种较多,总体可川为砖.砌块和板材三类。根据生产所 用原料來分,砖类可以分为粘土砖、页岩砖、灰砂砖、 煤肝石砖.粉煤灰砖和炉渣砖等:砌块主要冇

56、混凝上砌 块.硅酸盐砌块和加气混凝七彻块等:板材有混凝土大 板.石膏板.加气混凝土板、玻纤水泥板、植物纤维板 及各种复合板。砖的优点主要是强度较髙、耐久性好,具有一定的 保温、隔热、隔音性能,并且原料广泛.制砖容易、施 工方便.利于推广;其缺点主耍是砖的容积密度大.砌 体自重大,砖块小.施工效率低,冃砌体整体性差,不 利于抗怠结构,按节能建筑要求,英导热系数偏大。而 且生产效率低、能耗高,尤其是粘土砖,毁山严重,影 响农业生产.生态环境和建筑业的发展速度。砌块是用于砌筑的、规格尺寸比砖大的块材,一般 为直角六面体,也有各种异形的。它原材料丰富-制作 简单、施工效率较高,且适用性强。目前,我国以

57、中小 型砌块使用较多。如轻骨料泯凝土小型空心砌块,具有 口重轻.保温性能好、抗農性能好.防火及隔音性能好 等特点。适用于餅层或同层的非承亟及承重保温墙.框 架填充墙及隔墙。以板材为国护墙体的建筑体系具有质轻.节能.施 工方便快捷.使用曲积大、开间布局灵活等特点,因此 具有良好的发展前景。如预应力空心墙板,主要优点是 板而平整,误差小,给施匸带來很多便利,减少了湿作 业,加快了施工速度,提高了工程质虽。该墙板可用于 承3l非承匝外墙板、内墙板,并可根据需要增加保温 吸声层.防水层和多种饰面层等。13. 烧结普通砖的主要用途及其优缺点?答:烧 结普通砖主要用作墙体材料,用来砌筑内.外墙、砖柱. 拱

58、.以及烟囱、窑炉及其它构筑物。其优点主耍是强度 较离.耐久性好,具有一定的保温、隔热、隔音性能, 并且原料广泛.制砖容易.施匸方便.利于推广:其缺 点主要是砖的容积密度大.砌体口重大,砖块小.施工 效率低,且砌体整体性差,不利于抗震结构,按节能建 筑要求,其导热系数偏人。而且烧砖毁m严逍,因此将 逐渐为轻质墙体材料及空心砖和参孔砖代替。15. 为什么石歩经常被用于配制砂浆?答:生石 灰与水作用生成的熟右灰ca(011)2粒子的尺寸非常小, 对水的吸附能力较强,故在ca(0h)2颗粒的表面吸附有 一层厚的水膜,即石灰浆体具冇良好的保水性和可塑 性。利用这一性质来改裨水泥砂浆的和易性,捉岛工程 质

59、量。14. 什么是红砖、青砖、内燃砖.烧结粉煤灰砖、 烧结煤肝石砖?答:红砖,是指砖坯在氧化气氛中焙 烧,粘土耳1铁的化介物被氧化成红色的三价铁(fc203), 因此烧成的砖为红色。俗称“红砖”。青砖,砖坯开始 在氧化气氛中焙烧,当达到烧结温度后(1000*c左右人 再在还原气氛中继续焙烧,红色的三价铁被还原成育灰 色的二价铁(feo),即制成苛砖。内燃砖,是在调制原 料时.向粘土中掺入20%左右的可燃物(炉渣等),使 z在烧结过程中坯体内可燃物燃烧,提高了坯体内温 度,节省外投煤。将这种砖称为“内燃砖”。瓦孔隙率 增大,容积密度小,导热系数小,坯体烧成质虽均匀, 因此强度得到提高。烧结粉煤灰砖和烧结煤肝石砖

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