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2016年造价工程师考试《土建工程》章节知识点:第三章工程材料

考试网  [2016年8月24日]  【

  第三章 工程材料

  第一节 基本材料

  一、钢筋

  (一)钢筋分类

  (包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢,常用的有热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋及钢丝、钢绞线)

  1、热轧钢筋

  热轧光圆钢筋有HPB235、HPB300;热轧带肋钢筋有HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500

  随钢筋级别的提高,其屈服强度和极限强度逐渐增加,而塑性逐渐降低

  非预应力钢筋混凝土用HPB235、HRB335、HRB400;预应力钢筋用HRB500、HRB400、HRB335

  2、冷加工钢筋

  (1)冷拉热轧钢筋冷拉(可使屈服点提高,材料变脆、屈服阶段缩短,塑性、韧性降低) 冷拉时效:卸荷后不立即重新拉伸,而是保持一定时间后重新拉伸,钢筋的屈服强度、抗拉强度进一步提高,而塑性、韧性继续降低的现象

  (2)冷拉带肋钢筋(在中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中广泛应用)

  (3)冷拔低碳钢筋(甲级用于预应力混凝土构建结构中、乙级用于非预应力构件结构中)

  (4)热处理钢筋(主要用作预应力钢筋混凝土轨枕,也可用于预应力混凝土板、吊车梁等构件)

  (5)碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线

  钢绞线强度高、柔性好,特别适用于曲线配筋的预应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架等

  钢丝和钢绞线主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨度吊车梁等

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  (二)钢筋的性能

  1、抗拉性能

  (1)屈服点(记做σ s设计时一般以σs作为强度取值的依据)

  (2)抗拉强度(屈强比σ s/σb能反映刚才的利用率和结构安全可靠程度;屈强比越小,刚才受力超过屈服点工作时可靠性越大,结构安全性越大,屈强比太小,则钢筋不能有效利用)

  (3)伸长率(伸长率表征了钢材的苏醒变形能力,通常以δ 5和δ 10分别表示L 0=5d 0和L0=10d 0(d 0为试件直径)时的伸长率,对同一种钢材,δ 应大于δ10)

  2、冷弯性能

  实验:通过试件被弯曲角度(90°、180°)及弯心直径d对试件厚度(或直径)a的比值(d/a)区分的;试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验,试件弯曲处的外表面无裂痕、裂缝或起层即认为冷弯性能合格

  实验应用:通过试件弯曲处的塑性变形,能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷,且对钢材的焊接质量也是一种严格的检验

  3、冲击韧性(指钢材抵抗冲击载荷的能力)

  试件在冲击荷载作用下这段时所吸收的功,称为冲击吸收功A

  kv(J) 影响因素:钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度

  冷脆性:A kv值随试验温度的下降而减小,当温度降低达到某一范围时,Akv急剧下降而呈脆性断裂;发生冷脆时的温度称为脆性临界温度,其数值越低,钢材低温冲击韧性越好

  4、硬度

  5、耐疲劳性(指疲劳试验中试件在交变应力作用下,于规定周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力)

  (三)钢材的化学成分及对其性能的影响

  硫:有害元素,呈非金属硫化物存于钢中,具有强烈的偏析作用,降低各种机械性能,易于产生热裂纹、降低可焊性

  磷:有害元素,含量提高,钢材强度提高,塑性和韧性显著下降,特别是温度逾低,对塑性和韧性的影响越大;在钢中偏析作用强烈,使钢材冷脆性增大,并显著降低可焊性

  二、水泥

  (一)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

  1、定义与代号(不掺混合材料的为Ⅰ型硅酸盐水泥,代号P·Ⅰ;掺入不超过水泥直来那个5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料称为Ⅱ型硅酸盐水泥,代号P·Ⅱ;普通硅酸盐水泥,代号P·O)

  2、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的技术性质

  (1)细度

  影响水泥活性和强度,颗粒越细,水化速度越快,早期强度越高,但硬化收缩较大,且磨粉时能耗大,成本高;颗粒过粗,不利于水泥活性的发挥,强度也低

  (2)凝结时间

  初凝时间为水泥加水拌合其,至水泥浆开始失去塑性所需的时间,终凝时间为水泥加水拌和其,至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间

  硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于6.5h(390min) 水泥初凝时间不合要求,该水泥报废;终凝时间不合要求,视为不合格

  (3)体积安定性(指水泥在硬化过程中,体积变化是否均匀的性能)

  水泥安定性不良会导致构件(制品)产生膨胀形裂纹或翘曲变形;安定性不合格水泥不得用于工程,应废弃

  (4)强度

  实验:在标准温度下20(+/-1)℃的水中养护,测3d和28d的试件抗折和抗压强度划分等级强度

  (5)碱含量:水泥的碱含量将影响构件(制品)的质量或引起质量事故

  (6)水热化:水化过程中放出的热量,对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程,水化热积聚在内部不易发散,温度上升大50℃以上,可能使混凝土产生裂痕

  3、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的应用

  (1)水泥强度等级较高,主要用于重要结构的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程

  (2)凝结硬化较快、抗冻性能好,适用于早期强度要求高、凝结快,冬期施工及严寒地区受发福冻融的工程

  (3)水泥中含有较多的氢氧化钙,抗软水侵蚀和化学腐蚀性差,所以不宜用于经常与流动水接触及有水压作用的工程,也不宜于受海水和矿物等作用的工程

  (4)因水化过程放出大量热,故不宜用于大体积混凝土构筑物

  (二)掺混合材料的硅酸盐水泥

  1、定义与代号

  矿渣硅酸盐水泥(P·S),火山灰质硅酸盐水泥(P·P),粉煤灰硅酸盐水泥(P·F)

  2、五种水泥的主要特性及适用

  (三)氯酸盐水泥(高铝水泥、矾土水泥,代号CA)

  强度特点:CA水化速度快,凝结正常,快硬早强,而CA 2水化速度慢,但后期强度增长较大

  耐高温性能:具有一定耐高温性能,在高温下仍能保持较高的强度 耐腐蚀性:

  适用:配置不定型耐火材料,与耐火粗细集料(如铬铁矿)可制成耐高温的耐热混凝土,用于工期紧急的工程,如国防、道路和特殊抢修工程等,也可用于抗硫酸盐腐蚀的工程和动机施工工程

  不适用:大体积混凝土工程,与碱溶液解除的工程,不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用,更不得与硅酸盐水泥或石灰混合使用,不能蒸汽养护,不宜高温季节施工 四、砂石(粒径4.75mm以上为石,4.75mm以下为砂)

  (一)砂、石的粗细程度和颗粒级配通过筛分法确定

  (二)普通石子

  1、最大粒径与颗粒级配

  最大粒径:石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,不得大于钢筋间最小净距的3/4,对于厚度为100mm或小于100mm的混凝土板,允许采用一部分最大粒径达1/2板厚的集料,但数量不得超过25%

  2、强度与坚固性

  (1)强度

  石子的强度用岩石立方体抗压强度和压碎指标表示,在选择采石场、对粗集料强度有严格要求或对质量有争议时,宜用岩石立方检验;对经常性的生产质量控制则用压碎指标检验(石子强度是通过测定石子抵抗压碎的能力,间接地推测其相应的强度)较为方便

  (2)坚固性

  坚固性试验一般采用硫酸钠溶液浸泡法

  3、物理性质(表观密度、堆积密度、孔隙率)

  五、石灰与石膏

  (一)石灰(生石灰CaO)

  1、石灰的原料:石灰石由含碳酸钙(CaCO 3)较多的石灰石经过高温煅烧生成的气硬性胶凝材料

  2、石灰膏:石灰加大量水熟化形成石灰浆——冲淡形成石灰乳——经沉淀形成石灰膏

  3、石灰的硬化

  4、石灰的技术性质和要求 具有良好的可塑性;但不宜单独使用,常掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰;贮存石灰,不但要防止受潮,且不宜贮存过久

  5、石灰在土木工程建筑工程中的应用 配置水泥石灰混合砂浆、石灰砂浆,拌制灰土或三合土(强度和耐水性远远高出石灰或黏土)生产硅酸盐制品

  (二)石膏(以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料)

  1、石膏的原料及生产

  α型半水石膏称为高强石膏,β型半水石膏称为建筑石膏

  2、建筑石膏的技术性质与应用

  (1)色白质轻

  (2)凝结硬化快

  (3)微膨胀性:这一性质使石膏胶凝材料在使用中不会产生裂纹,因此石膏装饰品,形状饱满密实,表面光滑细腻

  (4)多孔性:石膏制品表面密度小、保温绝人性能好,吸收热量、吸音性强、吸水率大,强度较低、抗渗性、抗冻性和耐水性差

  (5)防火性

  (6)耐水性、抗冻性差

责编:sunshine

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