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土木工程材料三、钢的组织及化学成分钢由Fe、C组成,按Fe、C的组合形式:分为:固溶体;化合物;混合物。钢的基本组织铁素体:强度低、塑性大;奥氏体:固溶体:强度低、塑性大;渗碳体:化合物:硬度大、塑性低;硬而脆珠光体:混合物:强度高、塑性较好;建筑钢材含碳量小于0.8%:铁素体+珠光体含碳量0.8%:共析钢,纯珠光体钢的化学成分有害元素:磷P:冷脆性:低温下钢材易于脆性断裂硫S:热脆性:焊接后钢材易于断裂有益元素:作为合金元素。Mn:适当,强度提高、塑性、韧性不变,改善热性能;Si:强度提高、塑性、韧性不变碳C:钢的C增加强度↑、硬度↑;塑性↓、韧性↓、冷弯↓、可焊性↓四、钢材的冷加工4.1冷拉强化:常温下对钢材进行拉伸工艺:冷拉。最常用!冷拉强化:冷拉应力超过钢材屈服强度后卸载,钢材屈服强度将提高至卸载应力水平的现象。提高设计强度、增加钢材产量措施。4.2冷拉时效(处理):冷拉后的钢材,随时间延长,屈服强度将进一步提高;塑性、韧性进一步降低。焊接与冷拉工艺共存时,应遵循:先热后冷步骤例:钢材屈服强度σs=250,极限抗拉强度σb=320,当钢筋拉伸到270时卸载,则使用时的设计强度即为σs=270。冷拉强化当钢筋放置3~5m,上述钢筋屈服强度σs′可达到280~290.设计不考虑此强度。4.3冷拔常温下对低碳钢丝进行强力拉拔工艺使之变细:冷拔。冷拔后的钢丝属于典型硬钢,用于中小型民用建筑。不得用作吊钩材料。技术标准1.钢的牌号碳素钢:Q235-AFQ-代表屈服强度值;A、B、C、D质量;F:沸腾钢,Z:镇静钢,bQ235-AF:屈服强度为235MPa的A级沸腾钢合金钢:2种方法:a.与碳素钢相同;Q295-Eb.用元素含量表示25Mn2Si:C:0.25%;Mn:≥1.5%、<2.5%;Si:<1.5%七、钢的锈蚀原因与防护1.化学锈蚀:少2.电化学锈蚀:工程破坏主要原因;防锈:防止潮湿、隔绝空气:涂料保护;重防腐涂料电化学保护:加锌片保护第八章木材传统建材、特色、分类:阔叶树:树干多弯曲,纹理美观,材质硬,易于开裂;作为装饰材料针叶树:树干挺拔,纹理简单,材质较软,不易开裂;结构材料木材构造树皮、木质部、髓心。心材质好、边材差;夏材质好、春材差;木材由管状细胞组成,细胞由细胞壁、细胞腔组成。细胞壁、细胞腔均可以吸水。细胞腔内水:自由水;细胞壁内水:吸附水木材含水率1.纤维饱和点:细胞腔内无自由水、细胞壁内充满吸附水时的含水状态。木材物理力学性质转折点!2.平衡含水率:与环境湿度平衡时的含水率;施工用3.标准含水率:12%;检测木材性质用。纤维饱和点意义木材含水率在纤维饱和点内:含水率↑,强度↓,体积膨胀↑、体积密度增大↑木材含水率超出纤维饱和点时:含水率↑,强度不变,体积不变、体积密度增大↑木材干缩、湿胀之顺序横向收缩(膨胀)大;纵向收缩(膨胀)小;收缩率比较:顺纹(纵向)<径向<弦向<体积边材收缩(膨胀)大;心材收缩(膨胀)小地板铺装:横向设微小缝隙;纵向不设木材的力学性质1.木材强度比较:顺纹抗拉>抗弯>顺纹抗压>>>横纹抗拉最低2.影响强度的因素2.1受力方向:见上2.2缺陷:结节、虫蛀、、、2.3含水率:纤维饱和点2.4温度木材的腐朽木材的腐朽由腐朽菌引起。腐朽三要素:空气、温度、湿度防腐措施:干燥;油漆涂料;防腐剂涂料:沥青第九章高分子材料高分子材料、合成高分子材料、聚合物材料:塑料、橡胶、树脂、涂料、、Polymer=Poly(多)+mer(成员)原料:石油、煤、、基本知识1.聚合物:链条概念:链条由链节mer环环相扣连接而成聚合物定义:由简单的结构单元重复连接所形成的化学物质。结构单元:链节;重复连接次数:聚合度聚合反应类型:2种加聚反应:低分子单体连接形成大分子:聚××烯缩聚反应:2种以上双官能团单体作用形成:××树脂:密胺树脂聚合物结构特征聚合物结构分为线型结构:热熔冷硬、可以反复热熔;溶于有机溶液;可以重复加工网体型结构:加热软化但不熔解;不溶于有机溶液;网体型结构不可重复加工塑料塑料、涂料、粘结剂由树脂+添加剂组成树脂:聚合物添加剂:填料:骨料;增塑剂:增加塑料的柔韧性;固化剂:使线性聚合物交联成网型聚合物。市售涂料分为A、B组分时,B组分为固化剂;胺类稳定剂:防止塑料过早老化的物质塑料分类热塑性塑料:加热软化、熔化、冷却硬化;可反复以上过程;属于线性聚合物加聚反应→线型结构→热塑性塑料:聚××烯热固性塑料:加热软化、硬化(生产过程),硬化后不熔化、溶解;缩聚反应→网体型结构→热固性塑料:××树脂塑料特点质轻;耐腐蚀;美观;易于老化老化原因交联:线性→网型、硬化、脆化裂解:变软、变粘。常用塑料制品热塑性:聚乙烯PC:食品聚氯乙烯PVC:门窗、下水管聚丙烯PP:上水管聚苯乙烯PE:泡沫、保温材料热固性:环氧树脂:结构胶;建筑物的补强;不饱和聚酯树脂:人造大理石玻璃钢:第十章防水材料沥青:防水、道路材料来源:石油;煤;页岩;油砂;木材石油分馏:石油沥青煤干馏:煤沥青一、石油沥青石油沥青分为:直馏沥青:油分多、塑性好;但粘性、温度稳定性差;氧化沥青:粘性提高1.石油沥青的组成与结构化学组成极为复杂:碳氢化合物。探讨分子式无意义。采用物理性质相同的若干参数表示沥青组成与性质沥青组成!油分:液体;赋予沥青流动性;树脂:粘度较大的物质;赋予沥青塑性;地沥青质:固体;赋予沥青粘性;沥青的结构,分为溶胶结构:直馏沥青含量多;油多、颗粒少凝胶结构:氧化沥青含量多;油少、颗粒多沥青的技术要求!1.粘性:反映沥青的流动性:用针入度表示:针入度大、沥青粘性小、流动性大2.塑性:用延度表示:塑性大,防水性好3.温度稳定性/敏感性/感应性:沥青特点:冷硬、脆、裂;热流淌;用软化点表示;软化点高,温度感应性小。4.大气稳定性:沥青在阳光、热、空气中老化。沥青的老化顺序:油分→树脂→地沥青质。大气稳定性表示方法:蒸发前后、、、比。、、、指质量或针入度沥青组分与性能关系油分多,针入度大(流动性大)、延度大(塑性大)、耐老化(大气稳定性好)、温度稳定性差(软化点低)树脂多,沥青的塑性好;地沥青质多:软化点高,不耐老化、塑性差石油沥青的牌号划分石油沥青的牌号按针入度划分:牌号大、针入度大(流动性大、粘性小)、延度大(塑性大)、耐老化好(大气稳定性好)、温度感应性大(软化点低)缺点沥青的选择其他条件一定,应选择针入度大的沥青。防水沥青优于建筑沥青1.屋面防水沥青选择:以软化点为主。例:气温35℃,软化点=35℃+25~30℃+20~25℃故软化点选85℃。2.地下防水沥青选择:以塑性、耐久性为主。软化点次要!煤沥青:塑性差、温度敏感性大、易老化;有毒、防腐好。适于木材防腐。防水材料分类:产品形式上分为:卷材、涂料、密封膏材质上分为:沥青类(差)、聚合物类(优)、聚合物改性沥青(中、优)沥青防水卷材基材纸胎:油毡:按原纸质量划分标号;纤维胎:玻璃纤维布做基材,质较好铝箔胎:质好改性沥青防水卷材中档建筑多用聚酯胎体改性沥青质量最优。改性沥青防水卷材分为:SBS卷材(橡胶+沥青):弹性体→耐寒性能优:-70~90℃APP卷材(塑料+沥青):塑性体→耐热优:-15~130℃聚合物防水卷材质好!价高!三元乙丙橡胶卷材是目前最好的防水卷材。其他四、沥青胶(玛蒂脂):沥青+填料:粉料、纤维用途:胶粘卷材沥青胶按耐热度划分标号五、冷底子油:沥青涂料沥青溶解于柴油(溶剂)中,为冷底子油。用于防水材料的基层处理;底涂。防水涂料1.乳化沥青:沥青形成微粒均匀分散在含有分散剂的溶液中。石灰乳化沥青:涂层基本为刚性,性能差!石棉乳化沥青:略优于石灰乳化沥青。2.改性沥青防水涂料:橡胶+沥青聚合物防水涂料4.聚氨酯防水涂料:高档。常用优质涂料5.硅橡胶防水涂料:温度范围广。高级6.聚合物乳液涂料聚乙烯醇缩甲醛:107胶水聚醋酸乙烯:防水性不佳,室内用聚丙烯-苯乙烯:耐久性、防水性较好、较廉聚丙烯:耐久性、防水性佳,价高建筑涂料性能比较1.聚乙烯醇:耐水性差2.聚醋酸乙烯:粘结力强、耐水性差5.聚丙烯酸:粘结力强、耐水性好!价高、粘度大。掺加醋酸乙烯:3.醋-丙涂料4.苯乙烯-丙烯酸(苯-丙)涂料:较高级聚氨酯涂料:防水总体性能:沥青<改性沥青<聚合物第十一章绝热与吸声材料绝热材料亦称为保温材料1.导热系数不大于0.23W/mk导热系数影响因素:化、孔、水2.吸声材料:吸声系数:声能被材料吸收或穿过的大小。吸声系数大,材料吸声性好。绝热与吸声材料比较绝热与吸声材料均为多孔材料。但是也有区别。绝热:闭口、小孔,孔隙率大,保温性好(绝热性好);吸声:开口、连通、小孔,孔隙率大,吸声性好。常用保温材料:多孔材料thankyou!
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