土木工程材料考试重点.docxVIP

土木工程材料 绪论 1.土木工程材料分类 #无机材料 金属材料：黑色金属如钢、铁，不锈钢等；有色金属如铝，铜及其合金。 非金属材料：天然石材如砂，石及石材制品等；烧土制品如砖瓦，玻璃，陶瓷等；胶凝材料如石灰，石膏，水泥，水玻璃等；混凝土及硅酸盐制品如混凝土，砂浆及硅酸盐制品。* #有机材料 植物材料如木材，竹材等；沥青材料如石油沥青，煤沥青，沥青制品；高分子材料如塑料，涂料，胶粘剂，合成橡胶等； #复合材料 无机非金属材料和有机材料复合如玻璃纤维增强塑料，聚合物水泥混凝土，沥青混合料等；金属材料与无机非金属材料复合如钢纤维增强混凝土等；金属材料与有机材料复合如轻质金属夹芯板等。 2.土木工程材料是土木工程的物质基础，土木工程材料的发展与土木工程技术的进步有着不可分割的联系，它们相互制约，相互依赖和相互推动。 3.国家标准 GB 建材行业标准JC 建工行业标准JG 交通行业标准JT 地方标准 DB 国际标准 ISO 美国材料试验协会标准 ASTM 日本工业标准 JIS 德国工业标准 DIN 英国标准 BS 法国标准 NF （出了一个题是判断是有机材料还是无机材料） 土木工程材料的基本性质 材料的组成包括材料的化学组成，矿物组成和相组成。 材料的结构分为宏观结构，细观结构和微观结构。 密度：材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。 表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。 堆积密度：粉状或粉状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。 密实度：材料的体积内被固物质充实的程度。 孔隙率：材料体积内，孔隙体积所占比例。 空隙率：某种堆积体积中，散粒材料的颗粒之间互相填充的程度。 空隙率+填充率=1 含水率：材料中含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。 软化系数=材料在吸水饱和状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度 材料的基本力学性质包括：理论强度，强度，弹性与塑性，耐久性 （这里只出计算题） （就这个题的类型，老师讲这个题的时候一定要拍照片） 建筑钢材 金属的微观结构为晶体结构。 金属晶体结构中的缺陷：点缺陷，面缺陷和线缺陷。 金属强化的具体措施（微观）：细晶强化，固溶强化，弥散强化，变形强化（含冷加工强化）。 钢的基本成分是铁和碳，此外还有某些合金元素和杂质元素。按化学成分钢材可分为碳素钢和合金钢。碳素钢分为低碳钢（C＜0.25%），中碳钢(0.25%~0.6%)和高碳钢(C＞0.6%)。合金钢分为低合金钢（合金元素＜5%），中合金钢（5%~10%）和高合金钢（合金元素＞10%）。 碳素钢在常温下形成的基本组织有铁素体，渗碳体和珠光体。* 铁素体是C溶于a-Fe晶格中的固溶体，强度低，塑性较好。 渗碳体是铁与碳化合物，晶体结构复杂，性质硬脆，是钢中主要强化组分。 珠光体是铁素体和渗碳体相间形成的机械混合物。其层状构造可认为是铁素体基本上分布着硬脆的渗碳体片。珠光体性能介于二者之间。 杂质* 硅：除少量呈非金属夹杂物外，大部分溶于铁素体。含量低于1%，可提高强度。是我国的低合金钢的主要合金元素，作用为提高钢材强度。 锰：溶于铁素体，作用为消除硫和氧所引起的热脆性，改善钢材热加工性质。是我国的低合金钢的主要合金元素，作用主要是溶于铁素体使其强化，并起到细化珠光体作用，使强度提高。* 钛：强脱氧剂。还能细化晶粒。能显著提高钢材强度，但稍降低塑性。能减少时效倾向，改善可焊性。 铌：强碳化物和氮化物形成元素，能细化晶粒。 *磷：有害物质。主要溶于铁素体，起强化作用。能提高强度，但塑性韧性显著下降。磷使钢材变脆，显著影响钢材可焊性。但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性，在低合金钢中配合其他其他元素作为合金元素使用。 硫：很有害的元素。降低各种力学性能。，硫化物所造成的低熔点，使钢在焊接时易产生热裂纹，显著降低可焊性。硫也有强烈的偏析作用，增加危害性。 氧：有害杂质。降低各种力学性能，特别是韧性。氧还能促进时效倾向的作用，某些氧化物的低熔点也让钢材可焊性变差。 氮：主要溶于铁素体。影响与碳和磷类似。强度提高，但塑性韧性显著变差，同时加速时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。（以上杂质很重要） 建筑钢材的主要力学性能主要是抗拉，冷弯，冲击韧性，硬度和耐疲劳性等。 由拉力试验测定的屈服点、抗拉强度，和伸长率是钢材抗拉性能的主要指标。 屈服极限取下屈服点。 强屈比：抗拉强度与屈服强度之比。 屈强比越小，钢材利用率偏低，不经济。屈强比偏大，强度储备过小，脆断倾向增大，不够安全。因此，屈强比最好在0.60~0.75之间，安全又经济。 冷弯性能反应钢材的冶炼质量和焊接质量。 因时效而导致性能改变的程度称为时效敏感性。 冷加工强化：将钢材于常温下进行冷拉，冷拔或冷轧，时产生塑性变形，从而提高屈服强度，称为冷加工强化。（屈服强度提高，极限强度未明显提高） 加工