【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 常用的材料之一。 1)按表現(xiàn)密度不同，混凝土可分為以下三類(lèi)。 ①重混凝土。它是指干表觀密度大于 2600kg／ m^3 的混凝土，通常是采用高密度集料(如重晶石、鐵礦石、鋼屑等 )或同時(shí)采用重水泥 (如鋇水泥、鍶水泥等 )制成的混凝土。它主要用作核能工程的輻射屏蔽結(jié)構(gòu)材料，此時(shí)也 稱(chēng)為防輻射混凝土。 ②普通混凝上。它是指十表觀密度為 2020～ 2600kg／ m^3 的混凝土，通常是以常用水泥為膠凝材料，且以天然砂、石為集料配制而成的混凝土。它是目前土木工程中最常用的水泥混凝土。 ③輕混凝土。它是指干表觀密度小于 1950kg／ m^3 的混凝土，通常是采用陶粒等輕質(zhì)多孔的集料，或者不用集料而摻入加氣劑或泡沫劑等形成多孔結(jié)構(gòu)的混凝土。根據(jù)其性能與用途的不同又可分為結(jié)構(gòu)用輕混凝土、保溫用輕混凝土和結(jié)構(gòu)保溫輕混凝土等。 2)按用途混凝土可分為結(jié)構(gòu)混凝土、水工混凝土、海洋混凝土、道路 混凝土、防水混凝土、補(bǔ)償收縮混凝土、裝飾混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、防輻射混凝土等。 3)按混凝土的抗壓強(qiáng)度 (fcu)強(qiáng)度等級(jí)可分為低強(qiáng)混凝土 (fcu30MPa)、中強(qiáng)混凝土(fcu=30~60MPa)、高強(qiáng)混凝土 (fcu≥ 60MPa)及超高強(qiáng)混凝土 (fcu≥ 100MPa)等。 4)按生產(chǎn)和施丁方法可分為預(yù)拌 (商品 )混凝上、泵送混凝土、噴射混凝土、壓力灌漿混凝土 (預(yù)填骨料混凝土 )、擠壓混凝土、離心混凝土、真空吸水 第 48 頁(yè) 混凝土、碾壓混凝土等。 5)按每立方米混凝土中水泥用量 (C)可分為貧混凝土 (C≤ 170kg／ m^3)和富混凝土(C)230kc／ m^3)。 6)按摻加其他輔助材料的品種不同又可分為粉煤灰混凝土、纖維混凝土、硅灰混凝十、磨細(xì)高爐礦渣混凝土、硅酸鹽混凝土，等等。 65．普通混凝土的組成材料在混凝土中各起什么作用 ? 普通混凝土是巾水泥、水、細(xì)集料 (天然砂等 )和粗集料 (石等 )等為基本材料，或摻加適量外加劑、混合材料等制成的復(fù)合材料。在混凝土中，各組成材料起著不同的作用。砂、石等集料在混凝土中起骨架作用，因此也稱(chēng)為骨料，骨料對(duì)混凝土起穩(wěn)定性作用，但這些作用發(fā)揮的程 度還與其本身的質(zhì)量狀況及數(shù)量多少有關(guān)。通常，只有集料本身的強(qiáng)度較高，有害雜質(zhì)很少，且級(jí)配良好時(shí)，才能組成堅(jiān)強(qiáng)密實(shí)的骨架，有利于混凝土強(qiáng)度的提高。相反，如果混凝土集料中有害雜質(zhì)較多，級(jí)配不良，甚至集料本身強(qiáng)度較低時(shí)，混凝土的強(qiáng)度就必然會(huì)較低。由水泥與水所形成的水泥漿通常包裹在集料的表面，并填充集料間的空隙而在混凝土硬化前起潤(rùn)滑作用，它賦予新拌混凝土流動(dòng)性以便于施工操作；在混凝土硬化后，水泥漿形成的水泥石又起膠結(jié)作用，是它把砂、石等集料膠結(jié)成為整體而成為堅(jiān)硬的人造石材，從而具有一定的 建材博客 力學(xué)強(qiáng)度。 66．混凝土中水泥用量越多越好嗎 ? 正確的水泥用量必須保證以下兩點(diǎn)： 1)應(yīng)保證混凝土的密實(shí)性，滿(mǎn)足其力學(xué)性能，水灰比不應(yīng)超出規(guī)定的最大水灰比。在一定的水灰比下，多使用一些水泥，可以提高混凝土的強(qiáng)度，但強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)要求，無(wú)疑是一種浪費(fèi)。而且一味過(guò)多地增加水泥用量，適得其反，也會(huì)帶來(lái)危害。因?yàn)樗嗉铀韬虾?，在空氣中硬化，其體積隨著水分的蒸發(fā)而收縮。水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，顆粒越細(xì)，用量越大，體積收縮越嚴(yán)重。這是由于水泥凝膠隨水分的減 少，凝聚力的增加而引起的。當(dāng)水泥顆粒越細(xì)時(shí)，水解和水化充分，凝膠增多。水泥用量越多，生成凝膠的數(shù)量越多，所以凝聚力也越大，收縮量也隨之增加。水泥體積過(guò)大的收縮，會(huì)造成混凝土的開(kāi)裂，引起鋼筋銹蝕，以及混凝土滲透性和構(gòu)件撓度增大等弊病。 2)應(yīng)保證混凝土的耐久性，不宜低于規(guī)定的最小水泥用量。在水灰比不變的情況下， 新拌混凝土中的水泥漿數(shù)量越多，包裹在集料顆粒表面的漿層越厚，其潤(rùn)滑能力就越強(qiáng)，則集料間摩擦阻力減小而使新拌混凝土的流動(dòng)性越大。反之則越小。但是，若水泥漿量過(guò)多，不僅浪費(fèi)了水泥，而且會(huì)出現(xiàn)流漿和泌水 現(xiàn)象，導(dǎo)致新拌混凝土的粘聚性及保水性變差，甚至對(duì)混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會(huì) 第 49 頁(yè) 第四章 建筑金屬材料 182．鋼與生鐵如何進(jìn)行區(qū)分 ? 鋼與生鐵的區(qū)分主要在于含碳量的大小。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 2． 06％的鐵碳合金稱(chēng)為鋼。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 1． 06％的鐵碳合金稱(chēng)為生鐵。 鋼材在常溫下主要有三種顯微組織： 1)鐵素體。鋼材中的鐵素體系碳在 aFe 中的固溶體，由于 aFe 體立方晶格的原子間空隙小，溶碳能力較差，所以鐵素體含碳量很少 (碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0． 02％ )，由此也決定了其塑性、韌性好；但強(qiáng) 度、硬度低。 2)滲碳體。滲碳體為鐵和碳的化合物 Fe3C，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá) 6． 67％，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑性差，硬脆，抗拉強(qiáng)度低。 3)珠光體。珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，含碳量較低 (碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) o． 8％ )，層狀結(jié)構(gòu)，塑性較好，強(qiáng)度和硬度較高。 此外，鋼材在溫度高于 723~C 時(shí)，還存在奧氏體。奧氏體為碳在 7Fe 中的固溶體，溶碳能力較強(qiáng)，高溫時(shí)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá) 1． 06％，低溫下降至 o． 8％。其強(qiáng)度、硬度不高，但塑性好。碳鋼處于紅熱狀態(tài)時(shí)即存在此種組織，這時(shí)的鋼易于軋制成形。 183． 如何進(jìn)行鋼材的拉伸試驗(yàn) 9 抗拉性能是建筑鋼材最重要的力學(xué)性能。 鋼材受拉時(shí)，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時(shí)，相應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)變。應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系反映出鋼材的主要力學(xué)特征。如圖 4— 1 所示低碳鋼的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系，從圖中可看出低碳鋼從受拉到拉斷，經(jīng)歷了四個(gè)階段：彈性階段 (OA)、屈服階段 (AB)、強(qiáng)化階段 (BC)和頸縮階段 (CD)。 (1)彈性階段 在圖中 OA 段，應(yīng)力較低，應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系，卸去外力，試件恢復(fù)原狀，無(wú)殘 第 131 頁(yè) 余形變，這一階段稱(chēng)為彈性階段。彈性階段的最高點(diǎn) (』點(diǎn) )所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為彈性極限，用fD 表示，在彈性階段，應(yīng)力和應(yīng)變的比值為常數(shù)，稱(chēng)為彈性模量，用 A，表示，即 E=o/e。彈性模量反映鋼材的剛度，是計(jì)算結(jié)構(gòu)受力變形的重要指標(biāo)。土木工程中常用鋼材的彈性模量為 (2． 0— 2． 1)x10^5MPa。 (2)屈服階段 當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，隨著應(yīng)力的增長(zhǎng)，應(yīng)變也迅速增長(zhǎng)，此時(shí)，除產(chǎn)生彈性變形外，還會(huì)產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到 B 上后塑性變形急劇增加，應(yīng)力 應(yīng)變曲線出現(xiàn)一個(gè)小平臺(tái)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為屈服。這一階段因而稱(chēng)為屈服階段。在屈服階段中，外力不增大，而變形繼續(xù)增加。這時(shí)相應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服極限 (fo)或屈服強(qiáng)度。如果應(yīng)力在屈服階段出現(xiàn)波動(dòng)，則我們稱(chēng)試樣發(fā)生屈服而應(yīng)力首次下降前的最大應(yīng)力點(diǎn)為上屈服點(diǎn)，用 B+表示。稱(chēng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力點(diǎn)為下屈服點(diǎn)，用 BT 表示。由于下屈服點(diǎn)比較穩(wěn)定且容易測(cè)定，因此，采用下屈服點(diǎn)作為鋼材的屈服強(qiáng)度。鋼材受力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，變形迅速增長(zhǎng)，盡管尚未斷裂，已不能滿(mǎn)足使用要求，故結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為許用應(yīng)力取值的依據(jù)。 (3)強(qiáng)化階段 在鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性變形的進(jìn)一步發(fā)展，鋼材抵抗外力的能力重新 提高，在應(yīng)力 應(yīng)變圖上，曲線從 B 下點(diǎn)開(kāi)始上升直至最高點(diǎn) C，這一過(guò)程稱(chēng)為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn) C 的應(yīng)力稱(chēng)為抗拉強(qiáng)度 (oh)，它是鋼材所承受的最大拉應(yīng)力。常用低碳鋼的抗拉強(qiáng)度為 375～ 500MPa?？估瓘?qiáng)度在設(shè)計(jì)中雖然不能利用，但是抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比 (強(qiáng)屈比 )oh/os。卻是評(píng)價(jià)鋼材使用可靠性的一個(gè)參數(shù)。強(qiáng)屈比越大，鋼材受力超過(guò)屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性越大，安全性越高。但是，強(qiáng)屈比如果太大，鋼材強(qiáng)度的利用率就會(huì)偏低，浪費(fèi)材料。鋼材的強(qiáng)屈比一般不低于 1／ 2，用于抗震結(jié)構(gòu)的普通鋼筋實(shí)測(cè)強(qiáng)屈比應(yīng)不低于 1／ 25。 (4)頸縮階段 在鋼材達(dá)到 c 點(diǎn)后，試件薄弱處的斷面將顯著減小，塑性變形急劇增加，產(chǎn)生“頸縮”現(xiàn)象而斷裂。 184．為什么鋼材用屈服強(qiáng)度而不是以抗拉強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù) ? 屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度是衡量鋼材強(qiáng)度的兩個(gè)重要指標(biāo)。極限抗拉強(qiáng)度是反映試件能承受最大應(yīng)力的指標(biāo)，而屈服強(qiáng)度是反映試件塑性變形的指標(biāo)。由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求構(gòu)件在彈性變形范圍內(nèi)工作，即使允許有一定的塑性變形也是在很小的范圍內(nèi)，所以規(guī)定以鋼材的屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)應(yīng)力的依據(jù)?？估瓘?qiáng)度 第 132 頁(yè) 第五章 木 材 215．何謂木材的邊材、心材？為何心材較邊材的抗腐蝕性強(qiáng)且不易變 形 ? 從木材三個(gè)不同切面觀察木材的宏觀構(gòu)造可以看出，樹(shù)干由樹(shù)皮、木質(zhì)部、髓心組成。從木材的橫切面上看，有許多樹(shù)種的木材，靠近樹(shù)皮的部分材色較淺，水分較多，稱(chēng)為邊材。在髓心周?chē)糠?，材色較深，水分較少，稱(chēng)為心材。邊材含水量高，易干燥，也易被濕潤(rùn)，所以容易翹曲變形，抗腐蝕性也不如心材強(qiáng)。 216．何謂木材的早材、晚材 ? 每個(gè)生長(zhǎng)周期所形成的木材，從橫切面上看，圍繞著髓心構(gòu)成的同心圓稱(chēng)為生長(zhǎng)輪。溫帶和寒帶樹(shù)木的生長(zhǎng)期，一年僅形成一個(gè)生 長(zhǎng)輪就是年輪。在同一年輪內(nèi)，生長(zhǎng)季節(jié)早期所形成的木材，細(xì)胞壁較薄，形體較大，顏色較淺，材質(zhì)較松軟，稱(chēng)為早材 (春材 )。到秋季形成的木材，細(xì)胞壁較厚，組織致密，顏色較深，材質(zhì)較硬，稱(chēng)為晚材 (秋材 )。 217．什么是原條、原木 ?什么是板材、方材 ? 木材，按供應(yīng)形式町分為原條、原木、板材和方材。原條是指已經(jīng)除去皮、根、樹(shù)梢的木料，但尚未按一定尺寸加工成規(guī)定木料。原木是原條按一定尺寸加工而成的規(guī)定直徑和長(zhǎng)度的木料，可直接在建筑中作木樁、擱柵、樓梯和木柱等。板材和方材是原木經(jīng)鋸解加工而成的木材，寬度為厚度的 3 倍和 3 倍以上的原木為板材，寬度不足厚