土木工程材料(钢材、水泥、陶瓷、玻璃).doc

土木工程材料 钢材 水泥 陶瓷 玻璃 第一章 钢 材 金属材料：一种或一种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的合金的总称。分为黑色金属和有色金属两大类。 黑色金属：铁碳合金，主要是铁和钢。 有色金属：黑色金属以外的所有金属及合金统称为有色金属，如铜、铝及其合金。 第一节 冶 炼 及 分 类 1、冶炼原理 熟铁：含碳量低于0.04%的铁称为熟铁，熟铁软而易于加工，但力学强度很低。 生铁：含碳量在2.0%以上的称为生铁，并含有较多的Si、S、P、Mn等杂质。 将生铁中的碳含量降至2.0%以下，使得S、P等杂质含量降至一定范围内即成为钢。 除碳 造渣 脱氧 2、冶炼方法 钢：1）低碳钢：含碳量小于0.25% 2）中碳钢：含碳量0.25%～0.6%～第节 （1）分类：热轧碳素钢和普通低合金钢。 （2）HPB235、HRB335、HRB400、HRB500。 （H：热轧 R：带肋 B：钢筋） 可按实际重量和理论重量交货。（1）热轧圆盘条钢筋 5.5、6.0、6.5、7.0 ……14.0（mm）； （2）热轧直条光圆钢筋 8.0、10.0、12.0、16.0、20.0（mm）； （3）热轧带肋钢筋 6.0、8.0、10.0、12.0 ……40.0、50.0（mm）； 第节 CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%) 意义：carbon equivalent 将钢铁中各种合金元素折算成碳的含量。碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。第章 第一节 硅酸盐水泥 胶凝材料：当其与水或水溶液拌合后，会形成的浆体经过一系列的物理、化学作用，能逐渐凝结硬化并形成具有一定强度的石状体。 气硬性胶凝材料：石膏、石灰 水硬性胶凝材料：水泥 通用水泥：硅酸盐水泥；普通硅酸盐水泥；矿渣硅酸盐水泥；火山灰质硅酸盐水泥；粉煤灰硅酸盐水泥；复合硅酸盐水泥； 一、硅酸盐水泥的原料及生产（两磨一烧） 生产硅酸盐水泥的原料，主要是石灰质和粘土质两类原料，为了改善煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。 二、熟料组成及水化反应 1、矿物组成： 硅酸盐水泥熟料由四种主要矿物成分构成： 硅酸三钙：C3S 37～60% 硅酸二钙：C2S 15～37% 铝酸三钙：C2A 7～15% 铁铝酸四钙：C4AF 10～18% 除四种主要矿物成分外还有少量游离氧化钙、氧化镁等，这些成分均为有害成分，国家标准中有严格限制。 2、水化反应 工程中使用水泥时，首先要用水拌合。水泥颗粒与水接触，其表面的熟料矿物立即与水产生水化反应并放出一定热量。 硅酸三钙：水化反应速度很快，水化放热量较高，硅酸三钙的迅速水化，使得水泥的强度很快增长，他是决定水泥强度高地（尤其早期强度）最重要的矿物，在28天内通常可水化70%左右。 综上所述，硅酸盐水泥水化后的主要水化产物有：水化硅酸钙、水化硅酸钙胶凝、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙晶体。 所以改变各矿物的相对比例，水泥的性质将产生相应变化，如提高C2S和C4AF的含量可以制的水化热很低的低热矿渣硅酸盐水泥；提高C3S和C3A的含量可以制的快硬硅酸盐水泥。 第二节 混 凝 土 及 外 加 剂 混凝土：水泥+砂子+石子+水+外加剂 一、砂子 天然砂：河砂、湖砂、山砂、海砂；（河砂：圆滑、质地坚韧、洁净，较好）。 人工砂：岩石破碎后筛选而成的，棱角多，片状颗粒多，且粉石多，成本也高，在缺乏天然砂时，可考虑使用人工砂。 二、石头 天然石子：卵石；（自然界风化、冰川运动等形成的外形圆润、光洁、大小不等的石粒） 人工制造：碎石；（将坚硬的天然大块岩石经爆破、机械粉碎、过筛而得的，表面粗糙、多棱角的石粒） 为保证混凝土的质量，必须对集料中有害杂质严格限制。（泥块、土粉、有机物、碎云母片、硫化物、硫酸盐等） 三、混凝土外加剂 混凝土外加剂：在拌制混凝土过程中掺入用以改善混凝土性质的物质。 减水剂：能显著减少拌合用水量的外加剂。 早强剂：能加速混凝土早期强度发展的外加剂。 引气剂：再搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡 外加剂成为引气剂。 防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的 外加剂。 膨胀剂：能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。 泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。 1）碎石不得大于混凝土输送内径的1/3； 2）卵石不得大于混凝土输送内径的2/5； 3）最大粒径不得大于40mm； 4）当泵送高度超过50m时，碎石最大粒径不得大于