【正文】 土木 工程材料 (P26) 要求： 1．熟悉土木建筑工程主要材料的分類及特性； 2．熟悉混凝土強度等級及配合比計算； 3．了解主要裝飾材料的基本知識。 (一 )鋼材分類 按化學成分分類有：碳素鋼、 合金鋼： 碳素鋼 分為 ： 低碳鋼 (C； 0． 25％ )；中碳鋼 (C： 0． 25％～ 0． 60％ )；高碳鋼 (C： 0． 60％ )。合金元素總含量小于 5％為低合金鋼； 5％～ 10％為中合金鋼；大于 10％為高合金鋼。 按脫氧程度分類：脫氧充分者為鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)靜鋼 (代號 Z及 TZ)，脫氧不充分者為沸騰鋼 (F)，介 于二者之間為半鎮(zhèn)靜鋼 (b)。 (二 )鋼材的力學性能與工藝性能 1．抗拉性能。表征抗拉性能的技術(shù)指標有：屈服點、抗拉強度及伸長率。設計時，一般以屈服強度或壓服點作為強度取值的依據(jù)。在設計中，一定范圍內(nèi)，屈強比小則表明鋼材在超過屈服點工作時可靠性較高，較為安全 。 (3)伸長率。越大越好。冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，它表征在惡劣變形條件下鋼材的塑性，試件按規(guī)定條件彎曲，若彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認為冷彎性能合格。 3．沖擊韌性。對直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結(jié)構(gòu)，必須進行沖擊韌性檢驗。硬度指表面層局部體積抵抗壓入產(chǎn)生塑性變形的能 力。 5．耐疲勞性。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限表示，其含義是：試件在交變應力下工作，在規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂的最大應力?？珊感灾饕负附雍笤诤缚p處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。 A焊接性能 B耐疲勞性 C伸長率 D冷彎性能 答案： D (三 )、鋼材的化學成 分 1．碳 (C)；當含碳量小于 o． 8％時， C含量增加將使抗拉強度及硬度提高，但塑性與韌性將降低，焊接性能、耐腐蝕性能也下降。 3．錳 (Mn)：在一定限度內(nèi)，隨 Mn含量的增加可顯著提高強度并可消減因氧與硫引起的熱脆性。 4．硫 (S)：為有害元素，有強烈的偏析作用，使機械性能、焊接性能下降（引起熱裂紋）。 有強烈的偏析作用，引起冷脆性，焊接性下降。 例題 ： 鋼材的化學成分中：在一定限度內(nèi)，隨 〔 〕 含量的增加可顯著提高強度并可消減因氧與硫引起的熱脆性，改善熱加工性能。但表示中如遇 Z、 TZ可省略 )。 [例 ]2， Q235B，表示屈服點為 235MPa， B級鎮(zhèn)靜鋼。 建筑工程 中主要應用的碳素鋼是 Q235 號鋼，可軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。其中 C、 D 級可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)。 Q25 Q275 號鋼材強度高，但塑性、韌性、可焊性差，可用于鋼筋混凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等。如受動荷載、焊接 結(jié)構(gòu)、在低溫情況下工作的結(jié)構(gòu)，不能選用 A、 B質(zhì)量等級鋼材及沸騰鋼。提高強度、韌性、耐磨性及耐腐蝕性。 冷軋鋼板只有薄板一種，厚度為 0． 24mm。 (2)冷加工鋼筋 在常溫下對鋼筋進行機械加工 (冷拉、冷拔、冷軋 )，使其產(chǎn)生塑性變形，從而達到提高強度 (屈服點 )、節(jié)約鋼材的目的，這種方法稱為冷加工。 (3)熱處理鋼筋 熱處理鋼筋是以熱軋的螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)處理而成，即以熱處理狀態(tài)交貨，成盤供應，每盤長約 200m。 (4)碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線 預應力混凝土需使用專門的鋼絲，這些鋼絲用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)冷拔、熱處理、冷軋等工藝過程制得，具有很高的強度， 安全 可靠且便于 施工 。 碳素鋼絲 (矯直回火鋼絲 )。碳素鋼絲具有很好的力學性能，是生產(chǎn)刻痕鋼絲和鋼絞線的母材。將碳素鋼絲表面沿長度方向壓出橢圓形刻痕，即為刻痕鋼絲。 鋼絞線。鋼絞線強度高、柔性好，特別適用于曲線配筋的預應力混凝土結(jié)構(gòu)、大跨度或重荷載的屋架等。 二、木材 (一 )膠合板 1．制作：將木材軟化處理后切成薄板，表面刷膠后按紋理相互垂直方向疊放，加壓熱合而成的板材。 2．特點：①解決了各項異性的缺點；②可用小直徑原木制成寬幅板。 (二 )纖維板 1．制作：以植物纖維為原料，經(jīng)破碎、浸泡、研磨、加壓成型、干燥處理而成。 3．適用范圍：室內(nèi)墻面、天花板、地板。 A． Q235— AY B. Q235— B C． Q235— A178。鎮(zhèn)靜鋼最好，質(zhì)量等級自 A到 D逐次提高，在低溫下承受動荷載的焊接結(jié)構(gòu)，工 作環(huán)境惡劣，應選用 D級的鎮(zhèn)靜鋼。 A． 2100g B． 1990g C． 2095g D。 A．小于零 B．大于 l C． 0— l D．任意值 標準答案： c 解析：材料的軟化系數(shù)是材料水飽 和時的抗壓強度與干燥時的抗壓強度之比，水飽和時的抗壓強 度一般總是要低于干燥時的強度，是在 0l之間變化的。 A、 100 B、 150 C、 200 D、 300 標準答案： c 解析：熱處理鋼筋是以熱軋的螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)處理而成，即以熱處理狀態(tài)交貨，成盤供應，每盤長約 200m。 二 .多選題： 1. 關(guān)于冷彎性能正確的是（ ）。能揭示內(nèi) 應力，雜質(zhì)等缺陷，可用于焊接質(zhì)量的檢驗，能揭示焊件在受彎表面裂紋，雜質(zhì)等缺陷。 A、有機材料 B、復合材料 C、無機材料 D、金屬材料 E、非金屬材料 標準答案： A, B, C 解析：土木建筑工程材料的分類按基本成分分類：有機材料。復合材料。 A. 久抗拉強度為 235MPa、 A 級 B．屈服強度為 235MPa、 A 級 C．彈性極限為 235MPa、 A級 D．鎮(zhèn)靜鋼 E．沸騰鋼 標準答案： B, D 解析：由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號組成規(guī)定可知， Q235— A是表示屈服強度為 235MPa 的 A 級鎮(zhèn)靜鋼。水泥屬于水硬性膠凝材料。 硅酸鹽水泥分為兩種類型：不摻混合材料的稱為 I 型硅酸鹽水泥，代號 P． I；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻入不超過水泥質(zhì)量 5％的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P178。 (2)普通硅酸鹽水泥 由硅酸鹽水泥熟料、 6％ 15％的混合材料、適量 石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號 P． O。 3．硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化 水泥的凝結(jié)硬化是一個不可分割的連續(xù)而復雜的物理化學過程。水泥的水化反應過程是指水泥加水后，熟料礦物及摻入水泥熟料中的石膏與水發(fā)生一系列化學反應。 4．硅酸鹽水泥及普通水泥的技術(shù)性質(zhì)。水泥的細度直接影響水泥的活性和強度。而顆粒過粗，又不利于水泥活性的發(fā)揮，且強度低。初凝時間為水泥加水拌合起，至水泥漿開始失去塑性所需的時間。 硅酸鹽水泥初凝時間不得早于 45min，終凝時間不得遲于 390min；普通水泥初凝時間不得 早于45min，終凝時間不得遲于 600min。 例題：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于 45min，終凝時間不得遲于 [ ] min； A、 300 B、 390 C、 600 D、 690 答案： B 分析：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于 45min，終凝時間不得遲于 390min；普通水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于 600min。水泥 安全 性不良會導致構(gòu)件 (制品 )產(chǎn)生膨脹性裂紋或翹曲變形，造成質(zhì)量事故。 (4)強度 水泥強度是指膠砂的強度，而不是凈漿的強度，它是評定水泥強度等級的依據(jù)。將硅酸鹽水泥強度等級分為 42． 42． 5R、 52． 52． 5R、 62． 62， 5R(帶“ R”早強型，不 帶“ R”普通型 )；將普通水泥分為 32， 32， 5R、 42， 42． 5R、 52． 52． 5R。 A、 3d 和 7d B、 3d 和 14d C、 3d和 28d D、 7d 和 28d 答案： C 分析：水泥強度是指膠砂的強度，而不是凈漿的強度，它是評定水泥強度等級的依據(jù)。 (5)水化熱 水泥的水化熱是水化過程中放出的熱量。 對大型基礎、水壩、橋墩等大體積混凝土工程，由于水化熱積聚在內(nèi)部不易發(fā)散，使內(nèi)部溫度上升，內(nèi)外溫度差引起的應力使混凝土可能產(chǎn)生裂縫，因此水化熱對大體積混凝土工程是不利的。 在工程應用的適應范圍內(nèi)兩種水泥 是一致的，主要應用在以下幾個方面： (1)強度較高，主要用于重要結(jié)構(gòu)的高強度混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土工程。 (3)不宜用于經(jīng)常與流動的軟水接觸及有水壓作用的工程，也不宜用于受海水和礦物水等作用的工程。 (二 )摻混合材料的硅酸鹽水泥 1．混合材料 按其性能分為活性 (水硬性 ) 混合材料和非活性 (填充 性 )混合材料兩類。 (2)非活性混合材料 可以增加水泥產(chǎn)量、降低成本、降低強度、減少水化熱、改善混凝土及砂漿的和易性等。 (1)礦渣硅酸鹽水泥 由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號 P． S。 (2)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 由硅酸鹽水泥熟料和火山 灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號 P． P。 (3)粉煤灰硅酸鹽水泥 由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號 P178。水泥中粉煤灰摻量按質(zhì)量百分比計為 20％～ 40％。此表很重要，結(jié)合技術(shù)性質(zhì)和組成對比理解記憶。 例題 :礦渣水泥與硅酸鹽水泥、普通水泥相比具有以下特性 [ ] A、 早期強度低，后期強度增長較快 B、水化熱低； C、抗腐蝕能力較強 D、抗凍性差 E、耐熱性好； 答案： A、 B、 C、 D、 四． 石灰與石膏 （ P31） （一） 石灰 石灰 (生石灰 CaO)是礦物膠凝材料之一。熟化時，體積增大。 2．石灰膏 石灰加大量水熟化形成石灰漿，再加水沖淡成為石灰乳，俗稱淋灰。 石灰膏的另一來源是化學工業(yè)副產(chǎn)品。 每立方米石灰膏需生石灰 630kg 左右。 3．石灰的硬化 石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下述兩個同時進行的過程來完成的： 結(jié)晶作用 —— 游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中形成結(jié)晶。 4．石灰的技術(shù)性質(zhì)和要求 用石灰調(diào)成的石灰砂漿突出的優(yōu)點是具有良好的可塑性，在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。所以，石灰不宜在潮濕的環(huán)境下使用，也不宜單獨用于建筑物的基礎。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時還要注意 安全 。 (2)拌制灰土或三合土 它的強度和耐水性遠遠高出石灰或粘土。 (3)生產(chǎn)硅酸鹽制品。 （ 二 ） 石膏 石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料。由于加熱方式和溫度的不同，可生產(chǎn)不同性質(zhì)的石膏品種，統(tǒng)稱熟石膏。 2．建筑石膏的硬結(jié)過程 建筑石膏與適量的水拌和后，最初成為可塑的漿體，但很快就失去塑性和產(chǎn)生強度，并逐漸發(fā)展成為堅硬的固體。所以漿體的稠度便逐漸增大，顆粒之間的摩擦力和粘結(jié)力逐漸增加，因而漿體可塑性逐漸減小，表現(xiàn)為石膏的凝結(jié)，稱為石膏的初凝。 3．建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)與應用： (1)色白質(zhì)輕。常用的緩凝劑有硼砂、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨膠或皮膠等。因此建筑石膏裝飾制品，形狀飽滿密實，表面光滑 細膩。石膏制品表觀密度小、保溫絕熱性能好、吸音性強、吸水率第 13 頁 共 105 頁 大，以及抗?jié)B性、抗凍性和耐水性差。 (6)耐水性、抗凍性差 建筑石膏硬化后具有很強的吸濕性，建筑石膏的耐水性、抗凍性都較差。包括粘土磚 (N)、頁巖磚 (Y)、 煤矸石磚 (M)、粉煤灰磚 (F)等多種。 lm3 的磚砌體需磚數(shù)為： 4*8*16＝ 512(塊 )。 3）強度等級 燒結(jié)普通磚的強度由 10 塊磚樣的抗壓強度算術(shù)平均值 (MPa)和抗壓強度標準值 (MPa)兩個指標來確定?？癸L化性通常以其抗凍性、吸水率 (一般在 8％～ 16％左右 )及飽和系數(shù)等來進行判別。同時，使砌體表面產(chǎn)生一層白色結(jié)晶，即為泛霜。 (2)燒結(jié)多孔磚。 (3)燒結(jié)空心磚。 例題 :燒結(jié)普通磚的說法正確的 [ ] A、包括粘土磚 (N)、頁巖磚 (Y)、 B、優(yōu)等品磚不得有泛霜 C、燒結(jié)普通磚的強度是取 10塊磚樣的確定兩個指標 D、燒結(jié)普通磚的強度由磚樣指