土木工程材料(钢材、水泥、陶瓷、玻璃)

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1、土木工程材料第一章钢材第二章水泥第三章陶瓷第四章玻璃15/15第一章钢材金属材料：由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。第一节冶炼及分类一、钢的冶炼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

2、内即成为钢。（1）除碳（2）造渣（3）脱氧2、冶炼方法（1）平炉炼钢；产品质量好，20世纪五、六十年代采用这种工艺。（2）氧气顶吹转炉炼钢；钢材稳定、杂质少，时间短，20世纪七八十年代采用这种工艺。（3）电炉钢；钢材质量好，成本大，产量大，应用广。二、钢材的分类1、按化学成分碳素钢：1）低碳钢：含碳量小于0.25%2）中碳钢：含碳量0.25%～0.6%3）高碳钢：含碳量大于0.6%15/15合金钢：1）低合金钢：合金元素总含量小于5.0%2）中合金钢：合金元素总含量5.0%～10.0%3）高合金钢：合金元素总含量大于10.0%2、按杂

3、质含量分类3、按冶炼方法分类4、按冶炼时脱氧程度分类5、按用途分类第二节钢材的技术标准及选用一、钢结构用钢二、钢筋混凝土结构用钢1、热轧钢筋2、热处理钢筋3、冷拉钢筋4、冷轧带肋钢筋5、冷轧扭钢筋6、冷拔低碳钢丝7、预应力混凝土用钢丝与钢绞丝三、热轧钢筋1、钢筋的分类、级别、牌号（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）（3）交货重量：可按实际重量和理论重量交货。（4）热轧钢筋的实际重量和理论重量的允许偏差。公称直径（mm）实际与理论重量的偏差（%）

4、6~12±715/1514~2022~50±5±42、热轧钢筋（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）热轧带肋钢筋螺纹6.0、8.0、10.0、12.0……40.0、50.0（mm）；第三节钢材的进场验收及复试1）表面：不得有裂缝、结疤和折痕，如有凸块不得超过螺纹高度，其他缺陷的高度和深度不得大于所在部位的允许偏差。2）力学性能复验：每批应由同一牌号、同一炉罐号、统一规格、同一交货状态的钢筋组成；在任意2根钢筋上，分别从

5、每跟上切取1根拉力试件和一根冷弯试件。3）化学成分分析：分批进行含碳量及碳当量、含硫量、含磷量的检验。国际焊接学会推荐的碳当量公式：CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)意义：carbonequivalent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。15/15第二章水泥及混凝土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

6、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：C3S37～60%硅酸二钙：C2S15～37%铝酸三钙：C2A7～15%铁铝酸四钙：C4AF10～18%15/15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

7、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

8、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，