建筑材料習(xí)題

建筑材料

栗蕾201205建筑材料的基本性質(zhì)掌握表觀密度和堆積密度的概念表觀密度：指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。堆積密度：粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。耐急冷急熱性（材料抗熱振性或熱穩(wěn)定性）：材料抵抗急冷急熱的交替作用，能保持其原有性質(zhì)的能力。建筑石材用于建筑物內(nèi)外墻面、柱面、地面、欄桿、臺階等處裝修用的石材稱為飾面石材。飾面石材從巖石種類分主要有大理石和花崗石兩大類。

所謂大理石是指變質(zhì)或沉積的碳酸鈣類巖石，有大理巖、白云巖、石英巖、蛇紋巖等。

所謂花崗石是指可開采為石材的各類火成巖，有花崗巖、安山巖、輝綠巖、輝長巖、玄武巖等。1.大理石不宜用于室外裝修工程的原因？

大理石飾面材料因主要成分碳酸鈣不耐大氣中酸雨的腐蝕，所以除了少數(shù)幾個含雜質(zhì)少、質(zhì)地較純的品種，如漢白玉、艾葉青等外，不宜用于室外裝修工程，否則面層會很快失去光澤，并且耐久性會變差。而花崗石飾面石材抗壓強(qiáng)度高，耐磨性、耐久性均高，不論用于室內(nèi)或室外使用年限都很長。氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化，并保持和發(fā)展強(qiáng)度的膠凝材料水硬性膠凝材料：既能在空氣中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度2.石灰為什么要陳伏后再使用，陳伏時表面要保留一層水在上面？將生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰膏。為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”。石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化3.石灰碳化過程為什么進(jìn)行極為緩慢？碳化過程長時間只限于表面，結(jié)晶過程主要在內(nèi)部發(fā)生

由于空氣中CO2含量稀薄，使碳化反應(yīng)進(jìn)展緩慢，同時表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，阻止了CO2的滲入，同時又使內(nèi)部的水分無法析出，影響硬化過程的進(jìn)行。4.建筑石膏特點(diǎn)：凝結(jié)硬化快早期強(qiáng)度發(fā)展快，但后期強(qiáng)度并不高微膨脹性：石膏硬化過程中產(chǎn)生1%左右的膨脹孔隙率高，吸聲性、吸濕性較強(qiáng)防火性強(qiáng)但耐火性差耐水性與抗凍性較差，石膏及制品只能在干燥環(huán)境中使用5.某單位宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面，數(shù)月后，墻面出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，同時在個別部位還發(fā)現(xiàn)了部分突出的放射裂紋，試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？水泥現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5％的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為硅酸鹽水泥（國外統(tǒng)稱為波特蘭水泥）。生產(chǎn)工藝概述（兩磨一燒）硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝可概括為三個階段：生料制備：以石灰石、粘土和鐵礦粉為主要原料（有時需加入校正原料），將其按一定比例配合、磨細(xì)，制得具有適當(dāng)化學(xué)成分、質(zhì)量均勻的生料。熟料煅燒：將生料在水泥窯內(nèi)經(jīng)1450℃高溫煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料。水泥粉磨：將熟料加適量石膏和0～5％的石灰石或粒化高爐礦渣共同磨細(xì)得到硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝可概括為“兩磨一燒”。硅酸鹽水泥熟料的礦物組成

礦物名稱化學(xué)成分縮寫符號含量硅酸三鈣3CaO·SiO2

C3S36％～60％硅酸二鈣2CaO·SiO2

C2S15％～37％鋁酸三鈣3CaO·Al2O3

C3A7％～15％鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3

C4AF10％～18％礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣與水反應(yīng)速度快慢最快快水化放熱量大小最大中強(qiáng)度高早期低后期高低低硅酸鹽水泥熟料礦物的特性凝結(jié)時間水泥從加水時至水泥漿失去可塑性所需的時間。凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間。初凝時間：從水泥加水至水泥漿開始失去可塑性所經(jīng)歷的時間；終凝時間：從水泥加水至水泥漿完全失去可塑性所經(jīng)歷的時間。我國現(xiàn)行國標(biāo)(GB175-1999)規(guī)定，硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h。普通硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。水泥的體積安定性水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻程度。如果這種體積變化是輕微的均勻的，則對建筑物的質(zhì)量沒什么影響，但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石內(nèi)部產(chǎn)生了劇烈的、不均勻的體積變化，則會在建筑物內(nèi)部產(chǎn)生破壞應(yīng)力，導(dǎo)致建筑物的強(qiáng)度降低。引起水泥體積安定性不良的原因是：①水泥中含有過多的游離CaO和MgO。熟料中所含游離CaO或MgO都是過燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行熟化，生成六方板狀的Ca(OH)2晶體，這時體積膨脹97%以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。

②石膏摻量過多。當(dāng)石膏摻量過多時，在水泥硬化后，殘余石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成鈣礬石，體積增大約1.5倍，從而導(dǎo)致水泥石開裂。水泥強(qiáng)度等級按規(guī)定齡期抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來劃分，硅酸鹽水泥各齡期強(qiáng)度不低于課本表2-10數(shù)值。在規(guī)定各齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均符合某一強(qiáng)度等級的最低強(qiáng)度值要求時，以28d抗壓強(qiáng)度值（MPa）作為強(qiáng)度等級，硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個強(qiáng)度等級。

我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175-2007）規(guī)定：合格品：不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，為合格品；不合格品：不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度中的任何一項(xiàng)技術(shù)要求不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，為不合格品。8:硅酸鹽水泥的儲存與運(yùn)輸硅酸鹽水泥在儲存和運(yùn)輸過程中，應(yīng)按不同品種、不同強(qiáng)度等級及出廠日期分別儲運(yùn)，不得混雜。要注意防潮、防水。水泥的有效儲存期是3個月。一般水泥在儲存3個月后，強(qiáng)度降低約10％～20％，6個月后降低15％～30％。存放超過6個月的水泥必須經(jīng)過檢驗(yàn)后才能使用。常用的活性混合材料：粒化高爐礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰?；鹕交?、礦渣和粉煤灰三種水泥的共性：凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高；對溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù)；抗軟水、海水和硫酸鹽腐蝕的能力較強(qiáng)；水化放熱量小；抗凍性和耐磨性較差三種水泥的特性礦渣水泥耐熱性較好，可用于高溫環(huán)境中；保水性差，易產(chǎn)生泌水，抗?jié)B性差，干縮性大，不宜用于有抗?jié)B要求的混凝土工程中?；鹕交宜啾Ｋ院?，具有較高的抗?jié)B性和耐水性，可用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。粉煤灰水泥干縮性小，抗裂性好，抗碳化能力差。水泥普通混凝土水泥混凝土：由水泥、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材。對混凝土質(zhì)量的基本要求具有符合設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度；具有與施工條件相適應(yīng)的和易性；具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性；材料組成經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。砂的粗細(xì)程度和顆粒級配砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。在相同用量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂所需的水泥漿為省。

砂的顆粒級配，即表示砂中大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。

砂的顆粒級配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測定。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)。篩分試驗(yàn)：稱量500g砂樣過篩，稱量篩子上殘余的砂，計(jì)算出分計(jì)篩余、累計(jì)篩余、通過百分率。

分計(jì)篩余ai（%）：某號篩上的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分率。

累計(jì)篩余Ai（%）：某號篩的分計(jì)篩余和大于某號篩的各篩分計(jì)篩余的總和。

通過百分率Pi（%）：通過某號篩的質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分率，即100與某號篩的累計(jì)篩余之差。細(xì)度模數(shù)

細(xì)度模數(shù)是用于評價細(xì)集料粗細(xì)程度的指標(biāo)（以水泥混凝土用細(xì)集料為例）：

粗砂：Mx=3.7～3.1；中砂：Mx=3.0～2.3；細(xì)砂：Mx=2.2～1.6。細(xì)度模數(shù)越大，砂越粗。

國家規(guī)范將細(xì)度模數(shù)為3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60mm篩孔（控制粒級）的累計(jì)篩余百分率，劃分成為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)三個級配區(qū)。

條件允許時應(yīng)盡可能把石子選得大一些，以節(jié)約水泥。從結(jié)構(gòu)的角度規(guī)定，混凝土用粗骨料最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1／4；同時不得超過鋼筋間最小凈距的3／4。對混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1／2，且不得超過50mm。（一）新拌混凝土的工作性（和易性）和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）并能獲致質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。流動性流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。流動性的大小，反映混凝土拌合物的稀稠，直接影響著澆搗施工的難易和混凝土的質(zhì)量。粘聚性粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象，使混凝土保持整體均勻的性能。分層——指混凝土澆注后由于重力沉降產(chǎn)生的不均勻分布現(xiàn)象。離析——指混凝土拌合物各組分分離，造成不均勻和失去連續(xù)性的現(xiàn)象。保水性保水性是指混凝土拌合物在施工過程中具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。泌水——從水泥漿中泌出部分拌合水的現(xiàn)象。保水性差的混凝土拌合物，由于水分泌出會形成容易透水的孔隙，使混凝土的密實(shí)性變差，降低其的強(qiáng)度和耐久性。泌水的危害（1）當(dāng)泌水層出現(xiàn)混凝土表面時，使表面水灰比過大，表面疏松出現(xiàn)裂縫；（2）泌水發(fā)生在鋼筋底部，形成泌水區(qū)域，水分蒸發(fā)后留下孔隙，使鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度下降，鋼筋也容易被銹蝕；（3）泌水發(fā)生在混凝土中集料下部，也引起混凝土強(qiáng)度與耐久性下降；（4）泌水過程中形成泌水通道，導(dǎo)致強(qiáng)度與耐久性降低；（5）在混凝土泵送施工中，容易泌水的混凝土也容易發(fā)生泵送管道堵塞的情況?；炷涟韬衔锏牧鲃有?、粘聚性、保水性之間互相聯(lián)系又存在矛盾。如粘聚性好則保水性往往也好，但當(dāng)流動性增大時，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然。所謂拌合物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達(dá)到均為良好，即使矛盾得到統(tǒng)一。坍落度試驗(yàn)方法將混凝土拌合物分三層裝入標(biāo)準(zhǔn)坍落度筒中，每層插搗25次并裝滿刮平。垂直向上將筒提起，混凝土拌合物由于自重將會向下坍落。量測筒高與坍落后混凝土試體最高點(diǎn)之間的高度差（以mm計(jì)），即為坍落度。砂率砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。在混合料中，砂是填充石子間空隙，并以砂漿包裹在石子外表面減少粗骨料顆粒間的摩擦阻力，賦予混凝土拌和物一定的流動性。砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大，在水泥漿含量不變的情況下，相對地水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，導(dǎo)致混凝土拌和物流動性降低。當(dāng)砂率適宜時，砂不但填滿石子間的空隙，而且還能保證粗骨料間有一定厚度的砂漿層以減小粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土拌和物有較好的流動性且能保持粘聚性和保水性良好，這個適宜的砂率稱為合理砂率。合理砂率可通過試驗(yàn)、計(jì)算、查表等方法確定。立方體抗壓強(qiáng)度：按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長為150mm的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20±2℃，相對濕度95%以上）下，（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的試件應(yīng)放在支架中；彼此間隔10～20mm，試件表應(yīng)保持潮濕，并不得被水直接沖淋的條件下）養(yǎng)護(hù)28天齡期，按標(biāo)準(zhǔn)方法測定其抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，簡稱立方體抗壓強(qiáng)度可按下式計(jì)算：齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時間。在正常養(yǎng)護(hù)的條件下，混凝土的強(qiáng)度將隨齡期的增長而不斷發(fā)展，最初7～14天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸變緩，28天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。28天后強(qiáng)度仍在發(fā)展，其增長過程可延續(xù)數(shù)十年之久。砌筑砂漿凡用于砌筑磚、石砌體或各種砌塊、混凝土構(gòu)件接縫等的砂漿稱為砌筑砂漿。其作用主要是把塊狀材料膠結(jié)成為一個堅(jiān)固的整體，從而提高砌體的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，并使上層塊狀材料所受的荷載能均勻地傳遞到下層。同時，砌筑砂漿填充塊狀材料之間的縫隙，提高建筑物保溫、隔音、防潮等性能。墻體材料燒結(jié)普通磚的外形為矩形體，長240mm×115mm×53mm。其中240mm×115mm的面稱為大面，240mm×53mm的面稱為條面，115mm×53mm的面稱為頂面。金屬材料

按冶煉時脫氧程度分類1）沸騰鋼：脫氧不充分的鋼，當(dāng)鋼液注入錠模時會有大量CO逸出呈沸騰狀。(F)2）鎮(zhèn)靜鋼：脫氧完全的鋼，注入錠模時鋼液平靜地冷卻凝固。(Z)3）半鎮(zhèn)靜鋼：介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間。(b)4）特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ):比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度更徹底，特殊鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)量最好，適用于特別重要的建筑結(jié)構(gòu)。1.彈性階段（OA段）試件發(fā)生彈性變形，應(yīng)力—應(yīng)變呈線性關(guān)系，直線斜率為彈性模量，即σ/ε=E。Ａ點(diǎn)相對應(yīng)的應(yīng)力為彈性級限σp。鋼材受拉變形曲線2.屈服階段（ＡＢ段）應(yīng)力超過σp時，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，應(yīng)力與應(yīng)變不再成比例，開始產(chǎn)生塑性變形。到達(dá)屈服點(diǎn)B后，應(yīng)力發(fā)生很小的波動，應(yīng)變卻急劇增長，出現(xiàn)屈服臺階。一般以比較穩(wěn)定的屈服下限對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服極限值σs。常用低碳鋼的σs為185～235MPa。有些鋼材沒有明顯的屈服臺階，一般取卸載后有0.2%殘余應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力為名義屈服極限值σ0.2

。鋼材受力達(dá)屈服點(diǎn)后，變形為彈塑性變形，且迅速發(fā)展，盡管尚未破壞但已不能滿足使用要求。設(shè)計(jì)中一般以屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度取值依據(jù)。塑性變形在卸載后不能恢復(fù)。3.強(qiáng)化階段（BC段）超過屈服點(diǎn)以后，試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高。對應(yīng)的最高點(diǎn)C的應(yīng)力稱為抗拉極限強(qiáng)度σb。常用低碳鋼的σb為375～500MPa。σs/σb稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越小，鋼材在受力超過屈服點(diǎn)工作時的可靠性越大，結(jié)構(gòu)愈安全；但如果屈強(qiáng)比過小，則鋼材有效利用率太低，造成浪費(fèi)。常用碳素鋼的屈強(qiáng)比為0.85～0.63，合金鋼的屈強(qiáng)比為0.65～0.75。4.頸縮階段（CD段）鋼材強(qiáng)化達(dá)到最高點(diǎn)后，在試件薄弱處的截面將顯著縮小，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象”。由于試件斷面急劇縮小，塑性變形迅速增加，拉力也就隨著下降，最后發(fā)生斷裂。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號（1）代表屈服點(diǎn)的字母（Q）（2）屈服點(diǎn)值（195～275MPa）（3）質(zhì)量等級符號（A～D）（4）脫氧程度符號（F、b、z、TZ）脫氧程度F—沸騰鋼b—半鎮(zhèn)定鋼z—鎮(zhèn)定鋼TZ—特殊鎮(zhèn)定鋼例如Q235－A

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F表示：屈服點(diǎn)為235MPa的A級沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。例1鋼材如何按化學(xué)成分分類？土木工程中常用什么鋼材？解鋼材按化學(xué)成分可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼可以分為：低碳鋼（含碳量小于0.25％）中碳鋼（合碳量0.25％～0.60％）高碳鋼（合碳量大于0.60％）合金鋼可以分為：低合金鋼（合金元素總含量小于5.0％）中合金鋼（合金元素總含量5.0%～10.0%）高合金鋼（合金元素總含量大于10.0%）土木工程中常用的鋼材主要是普通碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金鋼。例2為什么說屈服點(diǎn)（σs）、抗拉強(qiáng)度（σb）和伸長率（δ）是建筑工程用鋼的重要技術(shù)性能指標(biāo)？解：屈服點(diǎn)（σs）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時取值的依據(jù)，表示鋼材在正常工作時承受應(yīng)力不超過σs值；屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值（σs／σb）稱為屈強(qiáng)比。它反映鋼材的利用率和使用中的安全可靠程度；伸長率（δ）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用中，為避免正常受力時在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長率，可以使缺陷處應(yīng)力超過σs時，隨著發(fā)生塑性變形使應(yīng)力重分布，而避免結(jié)構(gòu)物的破壞。[評注]常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性（伸長率）。但伸長率不能過大，否則會使鋼材在使用中發(fā)生超過允許的變形值。例3什么是鋼材的冷彎性能？它的表示方法及實(shí)際意義是什么？解冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。鋼材的冷彎性能，常用彎曲的角度、彎心直徑ｄ與試件直徑（或厚度a）的比值來表示。彎曲角度愈大，ｄ／ａ愈小，說明試件受彎程度愈高。當(dāng)按規(guī)定的彎曲角度和ｄ／ａ值對試件進(jìn)行冷彎時試件受彎處不發(fā)生裂縫、斷裂或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。冷彎性能表示鋼材在常溫下易于加工而不破壞的能力。其實(shí)質(zhì)反映了鋼材內(nèi)部組織狀態(tài)、含有內(nèi)應(yīng)力及雜質(zhì)等缺陷的程度。因此，可以利用冷彎的方法，使焊口處受到不均勻變形，來檢驗(yàn)建筑鋼材各種焊接接頭的焊接質(zhì)量。[評注]鋼材的冷彎性能和伸長率均是塑性變形能力的反映。但伸長率是在試件軸向均勻變形條件下測定的，而冷彎性能則是在更嚴(yán)格條件下鋼材局部變形的能力。它可揭示鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。例4低溫冷脆性、脆性轉(zhuǎn)變溫度、時效和時效敏感性的概念及其實(shí)際意義是什么？解鋼材的沖擊韌性隨環(huán)境溫度降低而下降，當(dāng)達(dá)到某一溫度時，其沖擊韌性值顯著降低的現(xiàn)象稱為鋼材的低溫冷脆性。出現(xiàn)低溫冷脆性時的溫度（范圍），稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度（范圍）。隨時間的推移，鋼材的機(jī)械強(qiáng)度提高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為時效。因時效作用導(dǎo)致鋼材性能改變的程度稱為鋼材的時效敏感性。承受動荷載的結(jié)構(gòu)，選用鋼材時，必須按規(guī)范要求測定其沖擊韌性值。處于低溫條件下的鋼結(jié)構(gòu)要選用脆性臨界溫度低于環(huán)境最低溫度的鋼材。若在嚴(yán)寒地區(qū)，露天焊接鋼結(jié)構(gòu)，受振動荷載作用時，要選用脆性臨界溫度低和時效敏感性小的鋼材。[評注]沖擊韌性是指在沖擊振動荷載作用下，鋼材吸收能量、抵抗破壞的能力。沖擊韌性以沖斷試件時單位面積所消耗的功，稱為沖擊功（值）來表示。

例5．碳素結(jié)構(gòu)鋼是如何劃分牌號的？說明Q235—A·F和Q235—Ｄ號鋼在性能上有何區(qū)別？解碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號按順序由代表屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值（Ｎ/mm2）、質(zhì)量等級符號(A、B、C、D)、脫氧程度符號(F、B、Z、TZ)等四部分組成。Q235—A·F和Q235—D均為Ｑ235碳素結(jié)構(gòu)鋼，是建筑中應(yīng)用最多的碳素鋼。二者性能差別主要表現(xiàn)在質(zhì)量等級和脫氧程度上。按硫、磷含量多少來衡量，Q235—D磷、硫含量均少于Q235—A·F,質(zhì)量較好，按脫氧程度衡量Q235—D為ＴＺ震靜鋼，質(zhì)量最好，Q235—A·F為沸騰鋼。Q235—A·F鋼，僅適用于承受間接動荷載的靜荷載的結(jié)構(gòu)。而Q235—D可適用于動荷載作用或處在低溫環(huán)境下的工作條件。[評注]碳素結(jié)構(gòu)鋼分五個牌號，即Ｑ195、Q215、Q235、Q255和Q275。各牌號鋼又按其硫、磷含量由多至少分為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四個質(zhì)量等級。例7．鋼筋混凝土用熱軋鋼筋按力學(xué)性能分為幾級？各級鋼筋性質(zhì)差別及主要用途如何？解我國熱軋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，按屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能分為I～I(xiàn)V級。由I級到IV級，鋼筋的機(jī)械強(qiáng)度不斷提高，而塑性、韌性降低，可焊性亦相應(yīng)降低。Ｉ級鋼筋是由Ｑ235碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋的光圓鋼筋，適合做非預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋。II、III、IV級鋼筋由普通低合金結(jié)構(gòu)鋼軋制的熱軋帶肋鋼筋,可用于非預(yù)應(yīng)力也可以用于預(yù)應(yīng)力混凝構(gòu)件中。[評注]II、III、IV級由普通低合金結(jié)構(gòu)鋼軋制的熱軋帶肋鋼筋,其牌號由HRB和規(guī)定屈服強(qiáng)度最小值構(gòu)成，分別為：HRB335、HRB400、HRB500。Ｈ、Ｒ、Ｂ分別為熱軋、肋、鋼筋的英文名稱的第一個字母。例8何謂鋼的冷加工強(qiáng)化及時效處理？冷拉并時效處理后的鋼筋性能有何變化？解在常溫下將鋼材進(jìn)行機(jī)械加工，使其產(chǎn)生塑性變形，以提高其屈服強(qiáng)度的過程稱為冷加工強(qiáng)化。機(jī)械加工方法主要是對鋼筋進(jìn)行冷拉和冷拔。冷軋主要在鋼廠進(jìn)行。時效處理是將經(jīng)過冷加工的鋼材，在常溫下存放15～20天，或者加熱到100～200ｏＣ，并保持2小時以內(nèi)，這個過程稱為時效處理。常溫放置稱為自然時效，加熱處理稱為人工時效。冷拉并時效處理后的鋼筋，其屈服點(diǎn)提高２０％～２５％，抗拉強(qiáng)度也有提高，塑性和韌性降低較大，彈性模量基本恢復(fù)。[評注]在建筑工地和混凝土預(yù)制廠，經(jīng)常對比使用要求的強(qiáng)度偏低和塑性偏大的鋼筋或低碳盤條鋼筋進(jìn)行冷拉或冷拔并時效處理，以提高屈服強(qiáng)度和利用率，節(jié)省鋼材。同時還兼有調(diào)直、除銹的作用。這種加工所用機(jī)械比較簡單，容易操作，效果明顯，所以建筑工程中常采取此法。例10從一批鋼筋中抽樣，并截取兩根鋼筋做拉伸試驗(yàn)，測得如下結(jié)果：屈服下限荷載分別為42.4、42.8kN;抗拉極限荷載分別為62.0kN、63.4kN，鋼筋公稱直徑為12ｍｍ，標(biāo)距為60ｍｍ，拉斷時長度分別為70.6和71.4mm,評定其級別？說明其利用率及使用中安全可靠程度如何

查表σs1、σs2均大于335N/mm2, σb1、σb2均大于490N/mm2, 、均大于16%故該鋼筋為II級鋼。2.該鋼筋的屈強(qiáng)比為： σs/σb=385/555=0.69該II級鋼筋的屈強(qiáng)比在0.65~0.75范圍內(nèi)，表明其利用率較高，使用中安全可靠度較好。木材例1解釋以下名詞：（１）自由水；（２）吸附水；（３）纖維飽和點(diǎn)；（４）平衡含水率；（5）持久強(qiáng)度。解（1）自由水：自由水是存在于木材細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中的水分。（2）吸附水：吸附水是被吸附在細(xì)胞壁內(nèi)細(xì)纖維之間的水分。（3）纖維飽和點(diǎn)：當(dāng)木材中無自由水，而細(xì)胞壁內(nèi)吸附水達(dá)到飽和時的木材含水率稱為纖維飽和點(diǎn)。（４）平衡含水率：在一定溫度和濕度環(huán)境中，木材中的含水量達(dá)到與周圍環(huán)境濕度相平衡時含水率稱為平衡含水率。（5）持久強(qiáng)度：木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強(qiáng)度，稱為持久強(qiáng)度。[評注]木材的纖維飽和點(diǎn)，是指木材的細(xì)胞壁中吸附水達(dá)飽和狀態(tài)，而細(xì)胞腔及細(xì)胞間隙中不含自由水時的含水率。是木材變形、強(qiáng)度等主要性質(zhì)受含水變化影響的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。瀝青及瀝青混合料

石油瀝青的組分與其性質(zhì)的關(guān)系為：油分賦予瀝青以流動性。瀝青脂膠使石油瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性。地瀝青質(zhì)含量愈多，則軟化點(diǎn)愈高，粘性愈大，即愈硬脆。

例1石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)是什么？各用什么指標(biāo)表示？解石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)有：（1）粘滯性石油瀝青的粘滯性又稱粘性。粘滯性應(yīng)以絕對粘度表示，但因其測定方法較復(fù)雜，故工程中常用相對粘度（條件粘度）來表示粘滯性，對使用粘稠（半固體或固體）的石油瀝青用針入度表示，對液體石油瀝青則用粘滯度表示。（２）塑性塑性指石油瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞，