土木工程材料讲义

1、第一章 土木工程材料讲义单位：陇东学院土木工程系班级：09专升本、07土木本教师：李 平 土木工程材料概述计划学时：1学时1、 建筑材料的定义和分类1. 定义：建筑材料是指各类建筑工程中应用的各种材料及其制品。它是一切工程建设的物质基础。2. 分类：v 按使用性能：建筑材料可分为 1) 结构承重材料； 2）墙体维护材料； 3）建筑功能材料v 按成分划分：无机材料（金属材料、非金属材料） 有机材料（植物材料、沥青材料、高分子材料） 复合材料（非金属+非金属、非金属+有机材料、 非金属+金属材料、金属材料+有机材料）2、 建筑材料在建筑工程中的地位1、建筑材料是各项基本建设的重要物质基础。 。2、

2、建材品种、质量及规格，直接影响工程的坚固、耐久、适用、美观和经济性，并在一定程度上影响工程结构形式与施工方法。3、建筑工程许多技术问题的突破，往往依赖于建材问题的解决。4、新材料的出现，又将促进结构设计及施工技术的革新。三、建筑材料的发展趋势 1、在原材料上，利用再生资源、工农业废渣、废料，保护土地资源。2、在工艺上，引进新技术，改造淘汰旧设备，降低原材料与能耗，减少环境污染，维护社会可持续发展。3、在性能上，力求产品轻质、高强、耐久、美观，并高性能化和多功能化。4、在形式上，发展预制装配技术，提高构件尺寸和单元化水平。5、在研究方向上，研究和开发化学建材和复合材料，促进新型建材的发展。 第一

3、章 建筑材料的基本性质教学重点和难点：1.材料的各项基本力学性质、物理性质、热工性质、耐久性等材料性质的意义。2.各材料性质之间的相互关系及其在工程实际中的运用。计划学时：3学时1-1 材料的物理性质一、密度与表观密度 密度； 表观密度材料在绝对密实状态下的体积，是指不包括孔隙体积在内的固体所占有的实体积。材料在自然状态下的体积，或称表观体积，是指包括内部孔隙的体积。测得含孔材料的时，一般用磨细的方法来求得。表观密度，一般是指材料在气干状态下的，在烘干状态下的，称为干表观密度。二、密实度与孔隙率 密实度是指材料体积内被固体物质所填充的程度；孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。和从两个不同

4、侧面来反映材料的密实程度，两者关系为。和通常用百分数表示。3、堆积密度、填充率和空隙率堆积密度是指粉状、粒状和纤维材料在堆积状态下（包括了颗粒内部的孔隙和颗粒之间的空隙），单位体积所具有的质量：的大小，不仅取决于材料的，而且还与材料的疏密度有关，还受材料含水程度的影响。填充率是指散粒材料在堆积体积中，被颗粒填充的程度。空隙率是颗粒之间的空隙所占堆积体积的比例。即；和从两个侧面反映材料颗粒互相填充的疏密程度。1-2 材料的力学性质 一、变形性质 弹性变形：外力除去后可完全消失的变形。 塑性变形：外力除去后不能消失的变形。 脆性材料：材料在破坏前有明显的塑性变形者。 塑性材料：材料在破坏前无明显的

5、塑性变形者。 弹性模量： 徐变与松弛：在长期不变外力作用下，变形逐渐增大的现象叫徐变；在长期荷载作用下，如总变形不变，而引起应力逐渐降低的现象，成为应力松弛。二、材料的强度 理论强度：按材料结构质点引力计算的强度，一般都很高。 实际强度：按材料在荷载下实际具有的强度。一般远远低于理论强度，原因是材料内部都存在很多缺陷。 通常意义上的强度是指材料的实际强度，常用强度有：压、拉、弯、剪强度。三、其他性质脆性：外力下，直到断裂前都不出现明显塑性变形性质。韧性：在冲击、振动荷载下，材料能承受很大变形而不致破坏的性质。疲劳极限：交替荷载作用下，应力也随时间作交替变化，这种应力超过某一限度而长期反复会造成

6、材料的破坏，这个限度叫做疲劳极限。硬度：受外界物质的摩擦作用而减小质量和体积的现象。磨损：同时受摩擦和冲击两种作用，而减小质量和体积的现1-3 材料与水有关的性质1、亲水性与憎水性材料很快将水吸入内部或使水在材料表面散开来，这种与水的亲和性称为亲水性。材料不吸水或使水呈珠状存在于材料表面，这种不易被润湿的性质成为憎水性。2、吸水性与吸湿性材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性，用吸水率表示；质量吸水率表达式 体积吸水率表达式材料在空气中,能自发地吸收空气中的水分的性质称为吸湿性,用含水率表示材料在气干状态下的含水率,称为平衡含水率,在饱和面干状态状下的含水率即为吸水率。3、耐水性是指材料长期处于

7、水的作用下不破坏，其强度也不严重降低的性质，用软化系数表示：一般认为，的材料是耐水性的，要求长期受水浸泡或潮湿环境中的重要建筑物，次要建筑物。4、抗渗性与抗冻性抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，表示方法有二：一是渗透系数k；二是抗渗标号。抗渗性主要与材料的孔隙率和孔隙特征有关。抗冻性是指材料在水饱和状态下，抵抗多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性质。表示方法也有二：一是抗冻标号。二是冻融15次失重率是否满足要求。测试抗冻标号有慢冻、快冻两种方法。材料受冻条件：温度、湿度、孔隙。材料孔隙越大，水饱和程度越高，降温愈快，温度愈低，愈容易冻坏。三、 材料的热工性能材料传导热量的性能称为导

8、热性。其大小用导热系数表示：比热表示1g材料温度升高（或降低）1K时所吸收（或放出）的热量。比热与材料质量之积称为材料的热容量。它表示整个材料温度升高1K所吸收或降低1K所放出的热量。热容量大的材料便于调节室温，缓和室内温度波动。四、材料的耐久性是指材料在使用过程中，能长期抵抗各种环境因素而不破坏，且能保持原有性质的性能,它是一个综合指标。提高耐久性措施：一是提高材料本身的密实性；二是在材料表面覆盖。五、 材料的其他性质1、装饰性能选用装饰材料要考虑颜色、光泽、透明度、表面组织、形状尺寸、成本造价以及多功能性。2、防火性能按燃烧性能可将材料分为燃烧材料、难燃材料和非燃烧材料。3、放射性材料中放

9、射性元素放出的射线，会对人的健康产生影响，这种性能称为材料的放射性。第2章 气硬性胶凝材料教学重点和难点：1.如何防止过火石灰、欠火石灰的生成。2.石灰的硬化机理、性质、使用要点计划学时：2学时 基本概念：胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体的物质。使用的目的主要是胶结散粒材料和块体材料。 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化。 水硬性胶凝材料：不仅在空气中，而且在水中也能硬化。 2-1 石 灰 （1）生产： 注意欠火石灰与过火石灰形成及危害。（2）熟化： 注意“陈伏”作用。根据“有效钙+镁”含量，生石灰及消石灰粉分为钙质和镁质两种石灰，每种石灰又分为一、二、三3个等级。（3）

10、硬化注意：硬化是由碳化和结晶析水两个过程完成的。而且两个过程都是在空气中进行的。（4）应用石灰膏配制砌筑和抹面砂浆，石灰乳作粉刷材料，石灰粉配制三合土做基础垫层。 2-2 建筑石膏 （1）生产注意：加热温度不易高于。（2）硬化建筑石膏按强度、细度、凝结时间分为优等、一等、合格三个等级。（3）应用石膏应用于室内装饰、抹灰、粉刷，还常用来制造石膏板和石膏制品。石膏板是很好的一种装饰、绝热、吸声材料。2、 水玻璃（1）水玻璃，又名泡化碱，主要成分。（2）影响水玻璃粘性和强度的主要因素一是硅酸盐模数，二是密度。愈大，粘性愈大；密度愈大，粘性愈好。（3）水玻璃应用：1、加固土壤，提高地基承载能力；2、涂

11、刷材料表面，提高建筑物抗风化能力；3、配制防水剂，用于赌漏；4、配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝；5、配制专门用途的砂浆和砼。第三章 水 泥教学重点和难点：1.常用水泥的特性（主要是体积安定性），性能的影响因素。2.常用水泥的的选用及其技术要求。3.硅酸盐水泥强度发展的规律和主要影响因素。4.活性混合材料和非活性混合材料的概念及其在水泥中的作用如何。5.高铝水泥、膨胀水泥的主要应用。计划学时：2学时3-1 常用水泥1、基本概念水泥呈粉末状，是一种水硬性胶凝材料，可以制造各种砼结构与构件，用来做灌浆材料，以加固地基与基础。2、硅酸盐水泥（1）定义代号。P又分两种，不掺混合材的称P.I，掺混合材称

12、。(2)原料与生产(3)矿物成分及作用矿物成分水化速度快慢最快快28d水化热多少最多中强度高早低、后高低低(4)凝结硬化过程：水泥石结构：未水化的水泥颗粒+水泥凝胶+毛细孔（含水）影响因素：矿物成分、细度、用水量、养护温度、湿度、时间。(5)主要技术性质密度： 松堆密度：。 细度 标准稠度及用水量： 凝结时间： 。规定：。 体积安定性：规定检验必须合格。 水化热：对大体积砼有要求。 强度与强度等级：强度是选用水泥的重要技术指标。(6)水泥石的侵蚀与防止原因：外因，水中的侵蚀性介质；内因，水泥石中的水化铝酸钙和氢氧化钙。类型：溶出型，硫酸盐、镁盐、碳酸盐、酸性，强碱防止：提高水泥密实度、选择合适

13、的水泥品种 3-2 其他水泥1、掺混合材料的硅酸盐水泥定义：凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为混合材水泥。意义：节约水泥熟料，提高产量，降低成本，调节标号，改善性能；还可利用工业废料，节约粘土和岩石资源。混合材料品种：非活性材料：填充作用；活性材料：填充和补强作用常用活性混合材有矿渣、火山灰、粉煤灰。（1）普通硅酸盐水泥代号，生产特点：在硅酸盐水泥熟料中加入的混合材。技术要求：终凝时间小于。（2）矿渣水泥 代号，混合料掺量。（3）火山灰水泥 代号，混合料掺量。（4）粉煤灰水泥 代号，混合料掺量。技术要求：终凝小于。插入一个“复合水泥”。2、

14、特性水泥和专用水泥（1）特性水泥快硬水泥、双快水泥：适用于抢修、军工、堵漏及冬季施工。抗硫酸盐水泥适用于有硫盐侵蚀的工程。白色及彩色水泥适用于装饰及装修工程。膨胀水泥和自应力水泥膨胀水泥用于补偿收缩砼、防渗层、构件接缝、加固、修补等。自应力水泥用于制造钢筋砼压力管及配件。低热水泥适用于大体积砼工程。高铝水泥适用于抢修工程、冬季施工、耐腐蚀工程、耐热砼。特别要注意：高铝水泥不能高温养护。不能与硅酸盐类水泥混用。（2）专用水泥大坝水泥中热水泥：用于大坝溢流面。低热矿渣水泥：用于大体积砼内部。道路水泥用于机场跑道、道路路面等工程。砌筑水泥适用于工民建砌筑砂浆。3、水泥的应用（1）水泥品种选择考虑：（

15、1）环境条件。（2）工程特点。（3）砼部位。（2）水泥强度等级选择原则：高标号水泥用于配制高强砼，低标号水泥用于配制低标号砼或砌筑砂浆。一般：时，砼工作性较好，也比较经济。（3）水泥的验收包括标志验收、数量验收、外观质量验收。（4）水泥的运输与保管注意防潮。不同品种、标号和出厂日期的水泥应分别储运，并应考虑先存先用。（5）受潮鉴别和处理无结块，烧失量小于5%,按原标号使用。有结粒，手捏可碎，烧矢量，强度损失，约降低一个标号。有结块且较硬，烧矢量，表明水泥已严重受潮，强度损失约，筛除硬块，用于抹面砂浆。结块坚硬，烧矢量大于，表明水泥已失效。（6）水泥质量的仲裁处理规定：凡、初凝时间、安定性中任一

16、项不合格时，水泥为废品；凡细度、终凝时间、不溶物和烧矢量中有一项或混合材掺量过量、强度低于规定标号时，水泥为不合格品。用户需要水泥实验报告时，水泥厂应在水泥发货之日起7日内寄发除28d强度以外的各项实验结果，28d强度应在发货之日起32日内补报。水泥质量问题仲裁检验时，用水泥厂同一编号水泥封存样进行。第4章 混凝土 教学重点和难点：1.掌握筛分析方法在细骨料粗细程度与颗粒级配中的运用。2.掌握粗骨料的最大粒径对混凝土性能的影响。3.掌握混凝土的和易性的概念、测定方法、主要影响因素。4.掌握硬化混凝土的抗压强度。5.掌握混凝土配合比设计基本要点。6.掌握混凝土配合比设计的方法和步骤计划学时：12

17、学时4-1 概述1）定义以水泥为胶凝材料，与水和骨料按适当比例配合，拌制成拌和物，经浇筑、成型、硬化后得到的人造石材。（2）分类（3）特点原料丰富，价格低廉；良好的可塑性；性能可以调整；可用钢筋增强；良好的耐久性；对环保有利。（4）基本要求拌和物具有与施工条件相适应的和易性；养护到规定龄期，应达到设计要求的强度等级；硬化后砼具有与使用环境相适应的耐久性；配合比经济合理，砼水泥用量少，成本低，能耗小。2、 组成材料（1）基本组成材料；（2）辅助材料 ；（3）细骨料（砂）a、有害物质：含泥量、云母、轻物质、有机物和硫化物、氯盐。b、坚固性。c、分等：按质量指标分为优等、一等和合格品三个等级。合格品

18、用于以下砼，一等品适用于砼，优等品适用于以上高强砼和特殊砼。细度与级配细度是指砂粒混合到一起的平均粗细程度。用细度模数来衡量。定义：级配是指粒径大小不同的砂粒互相搭配的情况。用级配曲线来表示。注意：a、中砂比较适合做建筑用砂；b、只有细度模数在(中砂),并且级配曲线在二区的砂,才是质量好的砂。物理性质a、物理参数：密度：（g/cm3）。堆积密度：(kg/m3)。捣实密度：(kg/m3)。b、含水状态：四种：干燥、气干、饱和面干、湿润。注意：以饱和面干最好用。（4）粗骨料（石子）卵石、碎石质量要求有害杂质：同砂。活性物质粗骨料中无定性能与水泥中碱起反应，即碱-集料反应。引起注意的耐久性问题。颗粒

19、形状与表面状态颗粒形状：针、片状颗粒要少；强度和坚固性；方体强度和压碎值。分等：粗骨料亦分为三等，应用同砂。最大粒径与级配较粗分档：5-20mm，20-40mm，40-80mm，80-150mm。较细分档（筛分）：2.5mm,5mm,10mm,16mm,20mm,25mm,31.5mm,40mm,50mm,63mm,80mm,100mm。注意：a、连续粒级（又称连续级配）：颗粒大小连续分级，每一级都占有适当比例。b、单粒级：，按粗细划分的粗骨料，一般不单独使用。c、间断级配：人为地剔除某些中间粒径颗粒。（5）最大粒径对混凝土性能的影响在水泥用量相同的条件下：（6）拌和物用水及养护用水凡符合国家

20、标准生活用水，均可使用；海水可拌制素砼，但不宜拌制有饰面要求素砼。地表水、地下水以及处理过的工业废水，试验合格者均可使用。4-2新拌混凝土的和易性硬化混凝土的强度1、和易性定义：质量均匀，成型密实的砼的性能；意义：包括流动性、粘聚性和保水性三方面的含义。流动性是指拌和物在自重或机械振捣作用下，产生流动并均匀密实的填满模板的性能。粘聚性是指拌和物各组分间有一定的粘聚力，使骨料均匀分布，能保持整体均匀的性质。保水性是指拌和物在施工过程中，具有保持一定水分的能力，不致产生严重泌水的性能。三性质之间既相互联系又相互矛盾。测定：目前还没有一种简单易行、迅速准确。而又能全面反映和易性的指标及测定方法。一般

21、认为还是坍落度法较合适。根据坍落度值大小，将拌和物分为：干硬性砼：；低塑性砼：；塑性砼：；流动性砼：；大流动性砼：对干硬性砼用维勃稠度。超干硬性砼：；干硬性砼：；半干硬性砼：主要影响因素：（1）水泥浆用量；（2）水灰比；（3）砂率；其它：水泥品种，骨料质量，外加剂，温湿度等2、强度（1）抗压强度：试件尺寸见方立方体，养护条件，湿度，龄期。（2）抗压强度标准值：是抗压强度总体分布中的一个值，总体强度中低于此值的百分率不超过，即具有的保证率。（3）强度等级：根据抗压强度标准值划分强度等级，分十二级。以上称为高强混凝土。（4）轴心抗压强度 试件尺寸：，；结构设计取（5）轴心抗拉强度： 试件尺寸：。（

22、6）抗压强度影响因素 1、水泥标号；2、水灰比；3、骨料；4、外加剂；5、养护条件；6、 龄期；7、施工条件；8、试验条件 4-3 硬化混凝土的耐久性和变形性1、变形性质（1）非荷载作用下的变形：化学收缩、干湿变形、温度变形（2）荷载作用下的变形：瞬时变形（弹性变形和塑性变形）、徐变变形（徐变和应力松弛）2、耐久性（1）定义：混凝土具有在使用条件下抵抗周围环境条件各种因素长期作用的能力。（2）分类：抗冻性、抗渗性、抗碳化、抗风化、抗侵蚀等。a、抗冻性条件：水饱和、反复冻融。影响因素：孔隙率、孔隙特征、含水情况、水泥品种与标号、外加剂。等级7个：F25、F50、F100、F150、F200、F2

23、50、F300。b、抗渗性条件：渗水通道、水压力。影响因素：水灰比。等级6个：S2、S4、S6、S8、S10、S12 ;也可用抗渗系数来表示。c、抗碳化性能 危害是使钢筋混凝土中的钢筋生锈。d、提高耐久性措施合理选择水泥；使骨料级配良好；严格控制水灰比和水泥用量。掺入外加剂；改善施工条件、控制施工质量。4-4 混凝土的质量控制与强度评定（1）施工质量控制 1、原材料的质量控制；2、配合比调整；3、施工工艺调整。（2）质量评定a、统计正态分布b、统计三大指标：平均指标、标准差、变异系数（3）强度保证率（4）施工配制强度 （5）强度检验评定（可不讲）4-5 混凝土配合比设计1、任务将合理配合，使所

24、得砼满足工程要求的各项指标，并符合经济原则。2、配比参数1、W/C， 2、W， 3、3、步骤a、确定设计的基本资料：混凝土资料、原材料资料、施工条件与结构条件、地区气候条件、。b、初步配合比设计。c、试拌调整，得出满足和易性要求的基准配合比。d、检验强度与耐久性，确定最终配合比。e、提交报告。4-6其他品种的混凝土一、混凝土掺和料1、定义为改善砼的性能，在拌制砼的过程中，掺入不超过水泥质量5%的微量物质，这些微量物质称之为砼外加剂。2、分类（1）改善砼拌合物流变性能外加剂；（2） 调节砼拌合物凝结时间和硬化性能的外加剂 ；（3） 改善砼耐久性的外加剂；（4） 改善砼其他性能的外加剂。3、减水剂

25、（1） 定义：能减水和增强的外加剂。（2）分类：普通减水剂与高效减水剂。（3） 技术经济效果：a、增大流动性； b、提高强度与耐久性； c、节约水泥。4、引气剂（1）定义：在砼搅拌过程中能引入大量均匀分布的、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。（2）技术效果：显著提高砼的耐久性。5、早强剂（1）定义：加速砼早期强度发展的外加剂。（2）分类：氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺。（3）掺量较大。6、其他外加剂有速凝剂、缓凝剂、泵送剂、加合剂、阻锈剂等。二、其他混凝土1、轻砼（1）轻集料混凝土：砂轻混凝土；全轻混凝土；（2）多孔混凝土：加气混凝土；泡沫混凝土；2、粉煤灰砼（1）粉煤灰：高钙灰；低钙灰（2）掺法：等量

26、取代法、超量取代法、代砂法。（3）用于大体积砼。3、高强砼（1）特点：强度高、耐久性好、变形小。（2）配置途径：a、降低水灰比； b、用高标号水泥；c、使用高活性砂料；d、用优质骨料。4、高性能砼（1）定义：高强、高耐久性、高施工性。（2）内涵：高强度、高耐久性、高施工性、高尺寸稳定性、经济合理性、绿色。（3）配制途径：a、正确使用原材料；b、合理确定配比参数；c、控制施工工艺；d、改善砼性能。5、防水砼：抗渗等级大于（等于）的砼。分类：（1）普通防水砼； （2）骨料集配法防水砼； （3）掺外加剂的防水砼；（4）特种水泥防水砼。6、防辐射砼：在国防原子能工业应用，以防射线为主。7、耐热砼分类：

27、（1）硅酸盐水泥耐热砼；（2）铝酸盐水泥耐热砼。 （3）水玻璃耐热砼； （4）磷酸盐耐热砼。8、耐酸砼9、纤维砼：（1）钢纤维砼。（2）玻璃纤维砼。10、聚合物砼（1）聚合物水泥砼；（2）聚合物浸渍砼；（3）聚合物胶结砼（又称树脂砼）。11、再生砼定义：再生砼（Regenerated Concrete或Recycled Concrete）又叫再生骨料砼（Recycled Aggregate Concrete），是用旧建筑物上拆下来的废弃砼碎块作骨料，加入水泥砂浆拌制的砼。因为它是对废旧砼进行加工，成为新的建材产品，所以称为再生砼。使用：配制和使用中、低强度等级的再生砼，将取得更好的技术经济效益

28、。12、干硬性砼者称为干硬性砼。13、碾压砼 14、大流动性砼 15、喷射砼第五章 建筑砂浆教学重点和难点：1、 砌筑砂浆技术性质、强度等级、配合比设计。计划学时：4学时、砂浆的分类：1、按照胶凝材料：（1）水泥砂浆；（2）石灰砂浆；（3）混合砂浆 2、按照用途：（1）砌筑砂浆（2）抹面砂浆；（3）装饰砂浆 二、 砌筑砂浆1、技术性质 和易性：流动性：用沉度表示；保水性：用分层度表示2、强度及等级：以边长的立方体试件28d强度，分八个等级。3、强度公式用于砌筑不吸水基面时：用于砌筑吸水基面时：三、配合比设计步骤：1、确定配制强度； 2、计算水泥用量C； 3、确定石灰膏用量D； 4、砂用量为1m

29、 3。四、其他砂浆有抹面砂浆、防水砂浆、小石子砂浆、绝热、吸声砂浆。第6章 烧结砖一、砖1、烧结普通砖表观密度kg/m3,含水率，尺寸GB5101-93规定：尺寸。按照外观指标、耐久性和强度划分为优等品A和合格品C两个产品等级，MU30、MU25、MU20、MU15、MU10、MU7.5六个强度等级。MU7.5级砖不得作为优等品，中等泛霜砖不得用于潮湿部位，优等品用于清水墙，合格品用于混水墙。3、外观指标4、耐久性5、强度等级用10块砖抗压强度平均值和标准值评定为:6、粘土空心砖分为优等、一等、合格三个产品等级。二、 瓦与玻璃粘土瓦有三个型号，每15张可铺1m2 屋面，质量不超过。玻璃是由石英

30、砂、纯碱、石灰石等为原料，加入辅料，经高温熔融、成型、冷却而成。常用的有平板玻璃，另外还有压花玻璃、磨砂玻璃、彩色玻璃、安全玻璃、保温隔热玻璃。第7章 建筑钢材1、 建筑刚才的抗拉极限屈服、伸长率、冲击韧性。2、 建筑钢材的冷弯性能。3、 钢的组织、组织形式对钢材性能的影响。4、 钢材化学成分对刚才性能的影响。5、 冷加工和热处理对钢材性能的影响。计划学时：4学时7-1 钢的冶炼和分类及主要技术性能一、 钢铁生产基本知识性1、钢材特点优点：品质均匀，拉、压强度都很高，塑性、韧性好，加工性好，便于装配。缺点：容易锈蚀，维修周期短，费用高，能耗大，成本高。二、 技术性能1、力学性能：屈服点、抗拉强

31、度、伸长率2、工艺性能（可焊性）7-2钢的组织与化学成分对钢性能响、钢材的冷加工与热处理一、 钢的化学成分对钢性能的影响1、碳：是决定钢材性能的主要元素，碳含量直接引起结晶组织的变化。含碳量的增加，钢的强度和硬度增大，塑性和韧性降低；当含碳量超过1.0%时，钢材的强度反而降低，并增大钢的冷脆性和时效倾向。2、有益元素（1）硅：脱氧、减少钢内气泡而加入硅铁。硅在钢内溶于素铁，形成含硅的铁素体，使钢的硬度和强度提高，当含量超过1.0%时，钢的塑性和冲击韧性显著降低，冷脆性增加，焊接性能变差。（2）锰：脱氧，可形成MnO和MnS，成为钢渣而排出，故Mn起着脱氧去硫，能消除钢的热脆性，改善热加工性。M

32、n可提高钢的屈服、抗拉强度。劣势使钢的伸长率略有下降，当Mn的含量较高时，可焊性显著降低。在普通碳素钢中Mn的含量在0.9%之下。3、有害元素（1）磷：使钢的屈服点和抗拉强度提高，但塑性降低、韧性显著下降。冷脆性显著，对承受冲击和在低温下使用的钢材有害。同时，钢的冷弯性能也下降。（2）硫：在钢内以FeS形式存在。由于FeS的熔点低，使钢材在热加工过程中产生晶粒的分离，引起钢的断裂，即所谓的热脆现象。硫的存在降低了钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性和抗腐蚀性。不能超过0.065%.（3）氧：在钢内多以氧化物形式存在，使钢材的强度下降，热脆性增加，冷弯性能变坏，并使钢的热加工性能和焊接性能下降。（4）

33、氮：可提高屈服点、抗拉强度和硬度，但会使钢材的塑性和冲击韧性下降，增大冷脆性、热脆性和时效敏感性，并使钢的冷弯性能和焊接性能下降。二、钢材的冷加工与热处理1、热加工、冷处理、时效硬化的概念。2、压力热加工3、冷加工及冷加工强化：在常温下钢材的冷拉、冷拔、冷轧等工艺的总称。强度和硬度提高，塑性和韧性降低。4、热处理：对钢材进行加热、保温、冷却等手段，来改变钢材的组织结构，已达到改善性质的一种工艺。5、钢的时效硬化;钢的强度和硬度随时间延长而逐渐增大，塑性和韧性逐渐减退的现象称为时效硬化。分为热时效和冷加工时效。第八章 建筑用钢、钢结构用钢1、掌握碳素结构钢牌号、脱氧程度及其性能。2、掌握掌握低合

34、金钢牌号、脱氧程度及其性能。3、掌握冷轧型钢和冷弯薄壁型钢及其各种钢种的表示方法计划学时：2学时一、 钢材分类、牌号与应用1、分类；（1）结构用钢材；（2）钢筋混凝土用钢材：钢筋和钢绞线 2、按照化学成分：（1）碳素钢；（2）合金钢3、碳素结构钢碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号，每个牌号又分为A、B、C、D四个等级。脱氧程度：F、Z、b、TZ。钢号 Q 235-AFQ195、Q215的钢用于轻载焊接结构，Q235 广泛应用 ，Q255、Q275用于机械制造。优质碳素结构钢主要用于主要结构的钢铸件、高强螺栓以及预应力锚具。4、低合金结构钢 它是在钢结构基础上

35、，添加少量的合金元素冶炼而成。低合金结构钢具有更高强度和屈服点，所以更适用于大跨度结构及大型建筑。目前，我国生产的低合金结构钢有17种，钢号如： 16 Mn 216是平均含碳量万分数； Mn 是主要合金元素；2是合金元素平均含量（%低合金高强度结构钢，综合机械性能好，应用于大跨度、动荷载和冲击荷载的工程。二、钢结构用材1、热轧型钢（1）型钢的标记方式。（2）工字钢的截面形式，及其表示方法。（3）H型钢和T型钢的截面形式和表示方法。（4）槽钢的截面形式和表示方法。（5）L型钢和角钢的截面形式和表示方法。2、冷弯薄壁型钢（1）结构用冷弯薄壁型钢（2）通用冷弯开口型钢3、板材(1)钢板：分类、表示方

36、法、用途。(2)压型钢板：截面形式、表示方式、性能、用途。(3)花纹钢板和彩色涂层钢板。第九章 钢筋混凝土用钢材、钢材的防护1、掌握掌握热轧钢筋、冷轧带肋钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋。2、掌握钢筋混凝土结构中钢筋的选用。3、掌握钢材的防腐和防火。计划学时：2学时一、常用建筑钢材 1、热轧钢筋按照力学性能划分为四个等级，级钢筋由碳素钢轧制、其他的有合金钢轧制。级钢筋表面光圆、级表面月牙肋，级等高肋。按照用途分为普通钢筋和预应力钢筋，、级钢筋做普通钢筋，级钢筋做预应力钢筋。、级钢筋可作为部分预应力钢筋。2、冷加工钢筋 1）冷拉钢筋冷拉钢筋可用作预应力筋，但是在负温求冲击（重复）荷载下易脆断，不宜

37、使用。 2）冷拔低碳素钢丝 分甲、乙两级。甲级用于非预应力和小型预应力构件，乙极用于焊接件。3、热处理钢筋规格有6、8、10三种，表面有肋，弹性大，盘条供应，用作预应力筋。4、预应力钢丝、刻痕钢丝和钢绞线。这三种产品均属于预应力混凝土专用产品，主要用作桥梁、电杆、轨枕、吊车梁等结构预应力钢筋。5、型钢型钢有：角钢、工字钢、槽钢、T型、H型、Z型钢。钢板6、钢材选用 要考虑的因素：a、荷载性质；b、使用温度 ；c、连接方式；d、重要性；e、钢材厚度。二、 钢材腐蚀及防腐措施1、腐蚀化学腐蚀-、电化学腐蚀；腐蚀因素2、防止：a、保护层法；b、合金化法；c、牺牲阳极法；d、外加电源保护法第十章 建筑

38、塑料掌握热塑材料、热固性塑料、玻璃纤维增强塑料计划学时：2学时组成与特性1、组成2、特性：a、密度小，自重轻，比强度大；b、导热性低，电绝缘性和化学稳定性好；c、加工性能优良，应用范围广；d、装饰性好；e、适应现代建筑技术的要求轻量化、预制化和集约化。3、常用建筑塑料：用量最大是PVC,其次是聚乙烯、丙烯、酚醛等。4、 塑料制品：装饰用塑料、结构用塑料、防水密封塑料第十一章 石油沥青及煤沥青1、石油沥青：组成、技术性质、分类及其选用。2、石油沥青软化点及其针入度的计算。3、沥青的掺配和改性。计划学时：2学时一、石油沥青1、组分：油分、树脂、地沥青质2、技术性质：1）粘性针入度和标准粘度表示2）耐热性：软化点表示3）塑性：延度表示4）大气稳定性：蒸发损失或针入度表示3、分