【正文】 擊韌性愈好。環(huán)境溫度對(duì)鋼材的沖擊功影響很大。顯然，αk值越大，鋼材的沖擊韌性越好。鋼材的沖擊韌性用標(biāo)準(zhǔn)試件在做沖擊試驗(yàn)時(shí)，每平方厘米所吸收的沖擊斷裂功（J/cm2）表示，其符號(hào)為αk。 沖擊韌性鋼材抵抗沖擊荷載不被破壞的能力稱(chēng)為沖擊韌性。中碳鋼和高碳鋼（硬鋼）的拉伸曲線與低碳鋼不同，屈服現(xiàn)象不明顯，伸長(zhǎng)率小。同一種鋼材，其δ5大于δ10。塑性變形能力強(qiáng)，可使應(yīng)力重新分布，避免應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)的安全性增大。按下式計(jì)算伸長(zhǎng)率： （）式中 δ——試件的伸長(zhǎng)率，%；——拉伸前的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm；——拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。σe與σb差值越大的鋼，說(shuō)明超過(guò)屈服點(diǎn)后的強(qiáng)度儲(chǔ)備能力越大，結(jié)構(gòu)的安全性高。 —應(yīng)變 試件拉伸前和斷裂后標(biāo)距長(zhǎng)度鋼材的σe和σs越高，表示鋼材對(duì)小量塑性變形的抵抗能力越大。BC為強(qiáng)化階段。超過(guò)屈服點(diǎn)后，應(yīng)力增加又產(chǎn)生應(yīng)變，鋼材進(jìn)入強(qiáng)化階段，C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，即試件拉斷前的最大應(yīng)力σb，稱(chēng)為抗拉強(qiáng)度。屈服點(diǎn)σs是熱軋鋼筋和冷拉鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的依據(jù)，也是工程設(shè)計(jì)中強(qiáng)度取值的依據(jù)。應(yīng)力增加到B上點(diǎn)后，變形急劇增加，應(yīng)力則在不大的范圍(B上、B下、B)內(nèi)波動(dòng)，呈現(xiàn)鋸齒狀。Oe為彈性階段。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)比例極限時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變開(kāi)始失去比例關(guān)系，但仍保持彈性變形。在拉伸的開(kāi)始階段，0A為直線，說(shuō)明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即σ/ε=E。 力學(xué)性能 拉伸性能鋼材的拉伸性能，典型地反映在廣泛使用的軟鋼（低碳鋼）拉伸試驗(yàn)時(shí)得到的應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)诺年P(guān)系上。 建筑鋼材的主要技術(shù)性能鋼材的技術(shù)性能包括力學(xué)性能和工藝性能兩個(gè)方面。鋼管是用鋼板加工焊制而成的。將鋼錠先熱軋，經(jīng)冷卻至室溫后再進(jìn)行冷軋的產(chǎn)品為冷軋鋼材。 鋼材的加工冶煉生產(chǎn)的鋼，除極少量直接用作鑄件外，絕大部分都是先澆鑄成鋼錠，然后再加工制成各種鋼材。板材包括用于水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)、房屋、橋梁及建筑機(jī)械的中厚鋼板；用于屋面、墻面、樓板等的薄鋼板。型材包括鋼結(jié)構(gòu)用的角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、軌道鋼等。具有特殊物理、化學(xué)或機(jī)械性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、磁性鋼等。主要用于各種刀具、量具及模具的鋼。主要用作工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械零件的鋼。%；%。%；%。%；%。%；%。（4）特殊鎮(zhèn)靜鋼比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度還要充分徹底的鋼，故其質(zhì)量最好，適用于特別重要的結(jié)構(gòu)，代號(hào)為“TZ”。適用于預(yù)應(yīng)力混凝土等重要的結(jié)構(gòu)工程。這種鋼水鑄錠時(shí)能平靜地充滿(mǎn)錠模并冷卻凝固，故稱(chēng)鎮(zhèn)定鋼，代號(hào)為“Z”。但因其成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般建筑工程。這種鋼水澆入錠模時(shí)，有大量的CO氣體從鋼水中外逸，引起鋼水呈沸騰狀，故稱(chēng)沸騰鋼，代號(hào)為“F”。低合金鋼為建筑工程中常用的主要鋼種。常用合金元素有：硅、錳、鈦、釩、鈮、鉻等。其中低碳鋼在建筑工程中應(yīng)用最多。此外尚含有極少量的硅、錳和微量的硫、磷等元素。 鋼的分類(lèi)鋼的品種繁多，為了便于選用，現(xiàn)將鋼的一般分類(lèi)歸納如下： 按化學(xué)成分分類(lèi)（1）碳素鋼碳素鋼的化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱(chēng)鐵碳合金。根據(jù)脫氧程度所表現(xiàn)的狀態(tài)，分為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼三類(lèi)。煉鋼需要足夠的氧，但如果鋼材中殘存了氧，會(huì)使鋼質(zhì)變差。側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼的爐體容量小、出鋼快，一般只能用來(lái)煉制普通碳素鋼。生產(chǎn)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼是將熔融狀態(tài)的鐵水，由轉(zhuǎn)爐側(cè)面吹入高壓熱空氣，使鐵水中的雜質(zhì)在空氣中氧化，從而除去雜質(zhì)。平爐法冶煉是以固態(tài)或液態(tài)的生鐵、鐵礦石或廢鋼材作為原料，用煤氣或重油加熱冶煉。鋼的冶煉方法根據(jù)煉鋼設(shè)備的不同主要分為平爐、轉(zhuǎn)爐和電爐三類(lèi)。在建筑工程中鋼材被大量用作結(jié)構(gòu)材料，并被列為建筑工程的三大重要材料之一。2 鋼筋檢測(cè)建筑鋼材是建筑工程中所用各種鋼材的總稱(chēng)。在水利工程中，處于溫暖地區(qū)的結(jié)構(gòu)材料，為抵抗風(fēng)化作用，對(duì)材料也提出一定的抗凍性要求。通常對(duì)材料耐久性的判斷，是根據(jù)工程對(duì)所用材料的使用要求，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有關(guān)的快速試驗(yàn)，如干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、加濕與紫外線干燥循環(huán)、碳化、鹽溶液浸漬與干燥循環(huán)、化學(xué)介質(zhì)浸漬等。材料的耐久性是一項(xiàng)綜合性質(zhì)。環(huán)境因素的破壞作用主要是物理作用、化學(xué)作用及生物作用。極限狀態(tài)要依據(jù)材料的破壞程度、建筑物的安全度及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等幾方面因素綜合確定。 材料的耐久性耐久性是指材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中保持其工作性能到極限狀態(tài)的性質(zhì)。有些活性材料在激發(fā)劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的新物質(zhì)能滿(mǎn)足工程所要求的性質(zhì)，這是材料改性方面的一條重要途徑，也是充分利用一些工業(yè)廢料的有效方法。影響材料化學(xué)穩(wěn)定性的主要因素是材料的組成成分和材料構(gòu)造的密實(shí)程度。材料在使用過(guò)程中，往往受到周?chē)h(huán)境侵蝕性介質(zhì)（酸、堿、鹽溶液或氣體）的作用，長(zhǎng)期作用的結(jié)果會(huì)使材料受到化學(xué)侵蝕。 材料的化學(xué)性質(zhì)某些材料在使用環(huán)境條件下與周?chē)橘|(zhì)或與其他材料配合時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)能力的強(qiáng)弱，可將材料分為活性材料和非活性材料兩類(lèi)。材料的硬度大、韌性好、構(gòu)造均勻致密時(shí)，其耐磨性較強(qiáng)。磨耗以試驗(yàn)前、后的試件質(zhì)量損失百分?jǐn)?shù)表示。 磨損及磨耗材料表面在外界物質(zhì)的摩擦作用下，其質(zhì)量和體積減小的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損，磨損用磨損率表示： ()式中 ——試件的磨損率，g／cm2； 、——試件磨損前、后的質(zhì)量，g；——試件受磨表面積，cm2。不同材料硬度的測(cè)定方法不同，礦物質(zhì)材料硬度按刻劃法（莫氏硬度）分10級(jí)，鋼材的硬度常用鋼球壓入法（布氏硬度）測(cè)定。建筑鋼材、木材的沖擊韌性較好，而脆性材料的沖擊韌性均較差。沖擊韌性以標(biāo)準(zhǔn)試件破壞時(shí)消耗于試件單位面積上的功（J／cm2）表示。根據(jù)荷載作用的方式不同，分沖擊抗壓、沖擊抗拉、沖擊抗彎等。為了使試驗(yàn)結(jié)果具有可比性，材料試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行。試件強(qiáng)度還與試件形狀、大小和試驗(yàn)條件密切相關(guān)。 影響材料強(qiáng)度的因素材料的組成構(gòu)造是決定材料強(qiáng)度的內(nèi)在因素。強(qiáng)度等級(jí)越高的材料，承受的荷載越大。輕質(zhì)高強(qiáng)是材料的發(fā)展方向。、木材和混凝土的比強(qiáng)度。纖維狀的材料具有順紋強(qiáng)度較高的特點(diǎn)。不同種類(lèi)的材料具有不同的強(qiáng)度特點(diǎn)，一般脆性材料具有較高的抗壓強(qiáng)度，而抗拉、抗彎強(qiáng)度均較低。靜力強(qiáng)度以材料試件按規(guī)定的試驗(yàn)方法，在靜荷載作用下達(dá)到破壞時(shí)的極限應(yīng)力值表示。徐變和應(yīng)力松弛還與材料所處的環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越高，材料的徐變和應(yīng)力松弛越大。徐變和應(yīng)力松弛除與材料本身的性質(zhì)有關(guān)外，還與材料所受外力的大小有關(guān)。 徐變與應(yīng)力松弛在恒定外力的長(zhǎng)期作用下，固體材料的變形隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸增大的現(xiàn)象，稱(chēng)為徐變；若總變形不變，其中塑性變形隨時(shí)間的延續(xù)增大，彈性變形逐漸減小，因而引起材料中彈性應(yīng)力隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為應(yīng)力松弛?；炷?、磚瓦、生鐵及石料等建筑材料，在受力破壞之前均無(wú)顯著變形，稱(chēng)為脆性材料。有些材料在受力不大時(shí)，表現(xiàn)為彈性變形，當(dāng)外力超過(guò)一定限度后，材料產(chǎn)生塑性變形（如低碳鋼）；有些材料受力后，彈性變形和塑性變形同時(shí)產(chǎn)生，除去外力后，彈性變形可以恢復(fù)，而塑性變形則不能恢復(fù)（如混凝土）。彈性模量是材料剛度的度量，值越大，材料越不容易變形。彈性變形的大小與外力成正比，比例系數(shù)E稱(chēng)為彈性模量。 材料的變形性質(zhì) 彈性變形與塑性變形材料在外力作用下會(huì)發(fā)生形狀、體積的改變，即變形。K)比熱容J/（kgK)比熱容J/（kg。材料的熱容量值對(duì)保持材料溫度的穩(wěn)定性有很大作用。用下式表示： （） （）式中 ——材料吸收或放出的熱量，J； ——材料的比熱容，J／（kg 比熱容及熱容量材料受熱時(shí)吸收熱量，使溫度升高；冷卻時(shí)放出熱量，使溫度降低。工程中通常將λ＜(mK)的材料稱(chēng)為絕熱材料。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，隔熱保溫效果越好。開(kāi)口連通孔隙具有空氣對(duì)流作用，材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大。材料的導(dǎo)熱能力與材料的孔隙率、孔隙特征及材料的含水狀態(tài)有關(guān)。 導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱(chēng)為導(dǎo)熱性。水工建筑物經(jīng)常處于干濕交替作用的環(huán)境中，選用材料時(shí)應(yīng)按材料所處的工作環(huán)境和使用部位合理確定抗凍等級(jí)。材料的抗凍能力取決于材料的吸水飽和程度和抗拉強(qiáng)度。當(dāng)材料孔隙中充滿(mǎn)水時(shí)，水結(jié)冰約產(chǎn)生9％的體積膨脹，使材料孔壁產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，孔壁形成局部開(kāi)裂。材料的抗凍性用抗凍等級(jí)“”表示，“”表示凍融循環(huán)次數(shù)，如“”、“”等，抗凍等級(jí)越高，材料的抗凍能力越強(qiáng)。 抗凍性材料在水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)，稱(chēng)為抗凍性。抗?jié)B等級(jí)常用于表示砂漿和混凝土的抗?jié)B能力，值越大，材料的抗?jié)B能力越強(qiáng)。用下式表示： （）式中 ——材料的抗?jié)B等級(jí)，MPa，如、等，、。值越小，表明材料的抗?jié)B能力越強(qiáng)。用下式表示： （）式中 ——材料的滲透系數(shù)，cm／s；——透水量，cm3； ——試件厚度，cm；——透水面積，cm2； ——透水時(shí)間，s； ——靜水壓力水頭，cm?？?jié)B性常用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級(jí)表示。通常認(rèn)為是耐水的材料。在選擇受水作用的結(jié)構(gòu)材料時(shí)，值是一項(xiàng)重要指標(biāo)。材料的耐水性以軟化系數(shù)表示： （）式中 ——材料的軟化系數(shù)； 、——材料在水飽和狀態(tài)下及干燥狀態(tài)下的強(qiáng)度，MPa。 耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下不破壞、強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)，稱(chēng)為耐水性。材料吸水后會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生不良影響。材料在所處環(huán)境中其含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為材料的含水率，可用下式計(jì)算： （）式中 ——材料的含水率，％； 、——材料在干燥狀態(tài)和氣干狀態(tài)下的質(zhì)量，g。 吸濕性干燥的材料在潮濕的空氣中吸收空氣中水分的性質(zhì)，成為吸濕性。這類(lèi)材料常用質(zhì)量吸水率表示它的吸水性。材料開(kāi)口孔隙率越大，吸水性越強(qiáng)，特別是材料具有很多微小開(kāi)口孔隙時(shí)，吸水率非常大。質(zhì)量吸水率與體積吸水率存在如下關(guān)系： （）式中 ——材料干燥狀態(tài)的體積密度。對(duì)于多孔材料常用體積吸水率表示。材料的吸水率可用質(zhì)量吸水率或體積吸水率表示。多數(shù)材料由于具有親水性及開(kāi)口孔隙，其內(nèi)部常含有水分。材料的含水狀態(tài)會(huì)對(duì)材料的多種性質(zhì)產(chǎn)生一定影響。（3）飽和面干狀態(tài)：材料表面干燥，而孔隙中充滿(mǎn)水達(dá)到飽和。（1）干燥狀態(tài)：材料的孔隙中不含水或含水極微。大多數(shù)建筑材料，如混凝土、磚石、木材等都屬于親水性材料，表面均能被水潤(rùn)濕，且能通過(guò)毛細(xì)管作用將水吸入材料的毛細(xì)管內(nèi)部。憎水性材料能阻止水分滲人其毛細(xì)管中，能降低材料的吸水性。當(dāng)θ＞900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，材料表面不易被水潤(rùn)濕，稱(chēng)此種材料為憎水性材料。θ越小，浸潤(rùn)性越強(qiáng)，當(dāng)θ為零時(shí)，表示材料完全被水潤(rùn)濕。 常用建筑材料的密度、體積密度、堆積密度和孔隙率材料密度（g/cm3）體積密度（kg/m3）堆積密度（kg/m3）孔隙率（%）石灰?guī)r花崗巖碎石砂粘土普通粘土磚粘土空心磚水泥普通混凝土松木建筑鋼材玻璃～～—1800～26002500～2800———1600～18001000～1400—2100～2600380～7007850———1400～17001450～16501600～1800——1200～1300—————～———20～40——5～2055～750— 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 親水性與憎水性材料在空氣中與水接觸，根據(jù)其能否被水潤(rùn)濕，將材料分為親水性材料和憎水性材料?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算含砂率的依據(jù)。用表示。 材料的填充率與空隙率（1）填充率填充率是指散粒材料的堆積體積中，被其顆粒填充的程度，以表示。材料開(kāi)口孔隙率的計(jì)算公式如下：100% （）式中 ——材料的開(kāi)口孔隙率，％； 、——材料在干燥狀態(tài)和飽和面干狀態(tài)下的質(zhì)量，g； ——水的密度，g／cm3。（2）孔隙率孔隙率指塊狀材料中孔隙體積與材料在自然狀態(tài)下總體積的百分比。密實(shí)度反映了材料的致密程度，以D表示： （）含有孔隙的固體材料的密實(shí)度均小于1。堆積密度與材料的裝填條件及含水狀態(tài)有關(guān)。散粒材料的松散體積包括固體顆粒體積、顆粒內(nèi)部孔隙體積和顆粒之間的空隙體積。材料的表觀密度與材料的含水狀態(tài)有關(guān)，含水狀態(tài)不同，材料的質(zhì)量及體積均會(huì)發(fā)生改變，故在提供材料的表觀密度的同時(shí)，應(yīng)提供材料的含水率。在測(cè)量某些較致密的不規(guī)則的散粒材料（如卵石、砂等）的實(shí)際密度時(shí)，常直接用排水法或水中稱(chēng)重法測(cè)其絕對(duì)體積的近似值，這時(shí)所求得的實(shí)際密度為近似密度（即表觀密度，又稱(chēng)視密度） 體積密度舊稱(chēng)容重，是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，用下式計(jì)算： （）式中 ——材料的體積密度， g／cm3或 kg／m3； m——材料的質(zhì)量，g或 kg；