土木工程材料第一二章复习资料

第一章1.我国的四级标准体系是什么？我国的标准表示方法由哪四部分组成？国家标准、行业标准、地方标准、企业标准标准名称、部门代号、编号、批准年份2．材料的密度、观密度、孔隙率之间有何关系？P=（1-ρ0/ρ）×100%ρ为密度ρ0为表观密度P为孔隙率3.可以从哪些方面分析材料中的孔隙率对材料性质的影响？孔隙率的多少和特征4.材料的导热系数、比热容和热容与建筑的使用功能有什么关系？材料的导热系数小，建筑物的保温隔热性能就好。如果建筑物围护结构的热熔越大，则在气温变化较大时，能较好地保持室内温度。5.材料的亲水性、憎水性、吸湿性、吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性的定义是什么？各用什么参数表示？这些参数与各自表征的性质之间有何种对应关系？（1）亲水性：当润湿角θ≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，材料能被水润湿，表现为亲水性。（2）憎水性：当润湿角θ90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的相互吸引力，材料不能被水润湿，表现为憎水性。（3）亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质，称为吸湿性，用含水率表示。材料的含水率随环境的温度和湿度变化发生相应的变化，在环境湿度增大、温度降低时，材料的含水率变大；反之变小。材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率。材料的开口微孔越多，吸湿性越强。（4）吸水性是指材料在水中吸水的性质，用吸水率表示。材料的开口孔越多，吸水量越大。虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，所以吸水率不大；而开口细微连通孔越多，吸水量越大。（5）耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，强度也不明显下降的性质。用软化系数表示。软化系数越小，耐水性越差。（6）抗渗性是指其抵抗压力水渗透的性质。用渗透系数或者抗渗等级表示。材料的渗透系数越小或抗渗等级越高，抗渗性越好。（7）抗冻性：材料在含水状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。用抗冻等级F表示。冻融循环次数越多，抗冻等级越高，抗冻性越好。（8）导热性是指材料两侧有温差时热量由高温侧向低温侧传递的能力，常用导热系数表示。材料的导热性与孔隙有关，一般来说，材料的孔隙率越大，导热系数变小；而增加孤立的不连通的孔隙，能更有效降低材料的导热能力。6.影响材料强度试验结果的因素有哪些？强度与强度等级是否不同，试举例说明。因素主要有材料的组成，材料的形状和大小，材料的养护温湿度，试验时的加载速度，材料的龄期，试验时的含水量等。强度与强度等级不一样，强度是一个具体值，而强度等级是一个等级范围。如：混凝土的强度等级是C30，那么属于C30强度等级的混凝土的实际强度值就有可能是30MPa或与30MPa接近的强度值。第二章1.钢材的拉伸性能有哪三个重要参数？它们具有什么工程意义？屈服强度抗拉强度伸长率屈服强度，σ，单位是MPa，它表示材料在外力作用下能承受弯曲的程度，即抗弯强度，是塑性材料（如钢材）重要的力学指标。2、伸长率δ%，直接衡量材料的塑性。3、抗拉强度σb，单位是MPa，材料承受拉力的程度。2.温度对钢材的冲击性能有什么影响？当温度降到一定程度时，冲击韧性大幅度下降而使钢材呈脆性，这一现象称为冷脆性，这一温度范围称为脆性转变温度。崔心心转变温度越低，说明钢的低温冲击韧性越好。3.钢材的冷弯性能用哪两个参数表示？冷弯性能有何实际意义？冷弯性能的优劣，通常用弯曲角度α及弯芯直径d与试件厚度（或直径）a之比d/a这两个参数表征。其实质反映了钢材内部组织状态、含有内应力及杂质等缺陷的程度。因此，可利用冷弯的方法，使焊口处受到不均匀变形，来检验建筑钢材各种焊接接头的焊接质量。4.什么是可焊性，哪些因素对可焊性有影响？可焊性指钢材适应常见焊接方法的性能。材料的本身性质、焊接工艺、焊体形状、环境条件。5.什么是冷加工，它对钢材性能有何影响？冷加工是在再结晶温度以下（一般是常温）进行的机械加工，包括冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷冲和冷压等各种方式。在一定范围内冷加工变形程度越大，加工硬化现象也越明显，即屈服强度提高得越多，而塑性和韧性也降低得越多。6.钢筋混凝土中使用热轧钢筋和预应力钢筋，有哪些品种、特性和用途？热轧钢筋按外形可分为光圆和带肋两种，带肋钢筋按肋纹形状分为月牙肋和等高肋。热轧光圆钢筋的强度较低，但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，因而广泛用作小型钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋以及各种钢筋混凝土结构中的构造筋。HRB335和HRB400钢筋的强度较高，塑性和可焊性能也较好，是钢筋混凝土的常用钢筋，广泛用作大、中型钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋。HRB500钢筋的强度较高，但塑性和可焊性较差，常用作预应力钢筋。细晶粒热轧钢筋具有较好的焊接性能与抗震性能。7.根据哪些原则选用钢结构用钢？(1)承重结构和钢材应保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯、冲击韧性和硫、磷的极限含量，其中对焊接结构除了要保证上述必要的项目外，还应保证碳的极限含最。(2)对重要结构，如起重机梁、设有5t以上锻锤等振动设备和重型、特重型厂房的屋架、托架、柱子，跨度大于或等于24m的托架、屋架以及冷弯成形的构件等，除保证机械性能外，还应具有冷弯试验的合格保证。(3)对重级工作制和起重机起重量大于或等于50t的中级工作制焊接的起重机梁或类似钢结构，以及跨度大于18m、起重量大于或等于75t的重级工作制非焊接起重机梁等重要结构，所用的钢材都应具有常温冲击韧性的保证。当设计工作温度等于或低于一20℃时，使用不同钢号材料应保证在不同温度下的冲击韧性。1)对于Q235钢应具有一20℃的冲击韧性的保证。2)对于15MnV,16Mn钢或16Mnq钢，均应具有一40℃的冲击韧性的保证。(4)对承重结构所用的钢材机械性能和化学成分应分别符合钢材的机械性能、钢的化学成分的规定要求。8.什么是沸腾钢？有何优缺点？哪些条件下不宜选用沸腾钢？沸腾钢仅加入锰铁进行脱氧，脱氧不完全，这种钢铸锭时，有大量的一氧化碳气体逸出，钢液呈沸腾状，故称为沸腾钢。钢的致密程度较差。故沸腾钢的冲击韧性和可焊性较差，但从经济上比较，沸腾钢只消耗少量的脱氧剂，钢的收缩孔减少，成本率较高。9.什么是屈强比,对选用钢材有何意义？屈服强度与强度极限之比称为屈强比。当这个比值较小时，表示结构的安全度较大，即结构由于局部超载而发生破坏的强度储备较大，但比值过小时，则表示钢材强度的利用率偏低，不够经济。相反若屈强比较大，则表示钢材利用率较大，但比值过大，表示强度储备过小，脆断倾向增加，不够安全。因此这个值最好保持在0.60～0.75之间，既安全又经济。10.硫、磷、氮、氧元素对钢材性能各有何影响？硫多数以FeS的形式存在于钢中，它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物，受力时容易引起应力集中，降低钢的强度和疲劳强度，同时硫对热加工和焊接很不利，且偏析严重；磷多数溶于铁素体中形成固溶体，磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能，但显著提高了脆性转变温度，增大了钢的冷脆性，并降低可焊性，且偏析严重；氮也溶入铁素体中形成固溶体，能提高钢的强度和硬度，但显著降低了钢的塑性和韧性，增大钢的敏感性和冷脆性；氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中，它是一种硬脆的物质，会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低，并增大时效敏感性。11.解释钢号Q235AF、Q235D代表的意义，并比较二者在成分、性能和应用上的异同？Q235AF表示屈服强度为235MPa，由氧气转炉或平炉冶炼的A级沸腾碳素结构钢。Q235D表示屈服强度为235MPa的D级钢。A级钢的S和P含量高于D级钢，但Mn含量低于D级钢，A级钢一般用于承受静载作用的钢结构，D级钢则可用于低温条件下承受动载焊接的重要结构。12.钢材是怎么锈蚀的？如何防止钢筋锈蚀？钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两类。化学锈蚀是由非电解质或各种干燥气体所引起的一种纯化学性的腐蚀，无电流产生。电化学腐蚀是钢材与电解质溶液接触后，由于产生电化学作用而引起的腐蚀。防止钢材锈蚀主要有三种方法：①制成合金钢；②表面覆盖；③设置阳极或阴极保护。