《土木工程材料》知識(shí)點(diǎn)

《土木工程材料》知識(shí)點(diǎn)《土木工程材料》知識(shí)點(diǎn)/NUMPAGES29《土木工程材料》知識(shí)點(diǎn)《土木工程材料》知識(shí)點(diǎn)《土木工程材料》重要知識(shí)點(diǎn)關(guān)注各章習(xí)題：選擇題、判斷題、是非題一、材料基本性質(zhì)（1）基本概念1.密度：材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積下的質(zhì)量；2.體積密度：材料在自然狀態(tài)下單位體積（包括材料實(shí)體及開口孔隙、閉口孔隙）的質(zhì)量，俗稱容重；3.表觀密度：單位體積（含材料實(shí)體及閉口孔隙體積）材料的干質(zhì)量，也稱視密度；4.堆積密度：散粒狀材料單位體積（含物質(zhì)顆粒固體及其閉口孔隙、開口孔隙體積以及顆粒間孔隙體積）物質(zhì)顆粒的質(zhì)量；5.孔隙率：材料中的孔隙體積占自然狀態(tài)下總體積的百分率6.空隙率：散粒狀材料在堆積體積狀態(tài)下顆粒固體物質(zhì)間空隙體積（開口孔隙與間隙之和）占堆積體積的百分率；7.強(qiáng)度：指材料抵抗外力破壞的能力（材料在外力作用下不被破壞時(shí)能承受的最大應(yīng)力）8.比強(qiáng)度：指材料強(qiáng)度與表觀密度之比，材料比強(qiáng)度越大，越輕質(zhì)高強(qiáng)；9.彈性：指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)；10.塑性：指在外力作用下材料產(chǎn)生變形，外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸，這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形；11.韌性：指在沖擊或震動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)；12.脆性：指材料在外力作用下，無明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)；13.硬度：指材料表面抵抗其他物體壓入或刻劃的能力；14.耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力；15.親水性：當(dāng)濕潤角≤90°時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的相互吸引力，這種性質(zhì)稱為材料的親水性；16.憎水性：當(dāng)濕潤角＞90°時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子之間的吸引力，這種性質(zhì)稱為材料的憎水性；憎水性材料親水性材料憎水性材料親水性材料17.潤濕邊角：當(dāng)水與材料接觸時(shí)，在材料、水和空氣三相交點(diǎn)處，沿水表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角稱為濕潤邊角；18.吸水性：指材料在水中吸收水分的性質(zhì)；19.吸濕性：指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)，以含水率表示；20.耐水性：指材料長期在水的作用下不破壞，而且強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)；21.抗?jié)B性：指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)；22.抗凍性：指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用（凍融循環(huán)）而不破壞、強(qiáng)度又不顯著降低的性質(zhì)；23.導(dǎo)熱性：當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí)，熱量將由溫度高的一側(cè)通過材料傳遞到溫度低的一側(cè)，材料的這種傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性；24.熱容量：材料在溫度變化時(shí)吸收和放出熱量的能力。（2）性能及應(yīng)用1.孔隙率大小和孔隙特征對材料性能影響孔隙率的大小反映了材料的致密程度，主要對材料的導(dǎo)熱性、力學(xué)性能、透氣性、耐水性、吸濕性、抗?jié)B性以及抗凍性等有影響，一般來說孔隙率越大的材料力學(xué)性能越差；孔隙特征分開口和閉口，在孔隙率相同的情況下，材料的開口孔越多，材料的抗?jié)B性、抗凍性越差，一般情況下，孔越細(xì)小、分布越均勻?qū)Σ牧显接欣?.親水性材料、憎水性材料具有親水性的材料稱為親水性材料，例如：水泥制品、玻璃、陶瓷、金屬材料、石材等無機(jī)材料和部分木材等；具有憎水性的材料稱為憎水性材料，例如：瀝青、油漆、塑料、防水油膏等。二、金屬材料（1）基本概念1.碳素鋼：含碳量為0.02%~2.06%的鐵碳合金稱為碳素鋼，也稱碳鋼。根據(jù)含碳量可分為：低碳鋼：含碳小于0.05%；中碳鋼：含碳0.25%~0.6%；高碳鋼：含碳大于0.6%。2.合金鋼：碳素鋼中加入一定量的合金元素則稱為合金鋼，合金鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅（Si）、錳（Mn）、磷（P）、硫（S）、氮（N）之外，還加入一定量的硅（Si）、錳（Mn）、鈦（Ti）、釩（V）、鎳（N）、鈮（Nb）等一種或幾種元素進(jìn)行合金化。按合金元素總含量可分為：低合金鋼：合金元素總含量小于5%；中合金鋼：合金元素總含量為5%~10%；高合金鋼：合金元素總含量大于10%。建筑上所用的鋼材主要是碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金鋼。3.普通鋼：含硫量≤0.050%；含磷量≤0.045%。4.優(yōu)質(zhì)鋼：含硫量≤0.035%；含磷量≤0.035%。5.鋼材強(qiáng)屈比及其意義、屈服點(diǎn)鋼材的屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度）與抗拉強(qiáng)度的比值，稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越大。（一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。而如果機(jī)器零件的屈強(qiáng)比高，可節(jié)約材料，減輕重量）。上屈服點(diǎn)是指試樣發(fā)生屈服而應(yīng)力首次下降前的最大應(yīng)力；下屈服點(diǎn)是指不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力。采用下屈服點(diǎn)作為鋼材的屈服強(qiáng)度。6.鋼材的冷加工強(qiáng)化;將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度，降低塑性韌性，這個(gè)過程稱為冷加工強(qiáng)化處理。7.脆性轉(zhuǎn)變溫度溫度降低時(shí)金屬材料由韌性狀態(tài)變化為脆性狀態(tài)的溫度區(qū)域，也稱韌脆轉(zhuǎn)變溫度。脆性轉(zhuǎn)變溫度越低，說明鋼材的抗冷脆性能越高。（以失去支持能力為標(biāo)準(zhǔn)，無保護(hù)層時(shí)鋼柱和鋼屋架的耐火極限只有0.25h，而裸露鋼梁的耐火極限為0.15h。溫度在200℃以內(nèi)，可以認(rèn)為鋼材的性能基本不變；超過300℃以后，彈性模量、屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度均開始顯著下降，應(yīng)變急劇增大；達(dá)到600℃時(shí)已經(jīng)失去承載能力。）8.時(shí)效處理：在常溫下存放15~20d，或加熱至100~200℃后保持一定時(shí)間（2~3h），其屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高，且抗壓強(qiáng)度也提高，同時(shí)塑性和韌性也進(jìn)一步降低，彈性模量則基本恢復(fù)；前者稱為自然時(shí)效，適合于低強(qiáng)度鋼筋，后者稱為人工時(shí)效，適合于高強(qiáng)鋼筋。（2）性能及應(yīng)用1.化學(xué)成分對鋼性能的影響：碳、硅、錳、磷、硫化學(xué)元素強(qiáng)度硬度塑性韌性可焊性其他碳（C）＜0.8%↑↑↑↓↓↓冷脆性↑硅（Si）＞1%↑↓↓↓↓冷脆性↑錳（Mn）↑↑↑↑脫氧、脫硫劑磷（P）↑↑↓↓↓偏析、冷脆↑↑硫（S）↑↓↓2.建筑鋼材的機(jī)械性能：抗拉性能：抗拉性能是建筑鋼材最重要的力學(xué)性能。四個(gè)過程：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。（具體自己看書，曉填說低碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變圖一定會(huì)考^_^）冷彎性能：鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。（伸長率是鋼材在均勻變形下的塑性，而冷彎性能是鋼材處于不利變形條件下的塑性，可揭示鋼材內(nèi)部組織是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。）沖擊韌性：處在簡支梁狀態(tài)的金屬試樣在沖擊負(fù)荷作用下折斷時(shí)的沖擊吸收功。沖擊韌性隨溫度的降低而下降，鋼材的沖擊韌性越大，鋼材抵抗沖擊荷載的能力越強(qiáng)。硬度：混凝土表面抵抗其他物體壓入或刻劃的能力。耐疲勞性：受交變荷載反復(fù)作用時(shí)，鋼材在應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應(yīng)力條件下突然發(fā)生的，危害較大。一般來說，鋼材的抗拉強(qiáng)度越高，其疲勞極限也較高。3.鋼材的伸長率與試件標(biāo)距有何關(guān)系？A80與A200哪個(gè)大，為什么？由于鋼材拉伸時(shí)產(chǎn)生的塑性變形主要集中在試件的頸縮處，故原試件標(biāo)距L0與試件直徑d0之比越大，頸縮處的伸長量在總長值中所占比例越小，計(jì)算所得的伸長率也就越小。A80，原始標(biāo)距小，斷后伸長率大。