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对用作接缝的沥青材料,应首先考虑沥青的针入度和延度两项指标,可选用60号、100号沥青;
地区气温越低,选用沥青牌号宜越大。
两种沥青掺配的比例可用下式估算:
Q1=
×
100
Q2=100-Q1
式中Q1为较软沥青用量(%);
Q2为较硬沥青用量(%);
T为掺配后的沥青软化点(℃);
T1为较软沥青软化点(℃);
T2为较硬沥青软化点(℃)。
2.改性沥青(改性石油沥青}
石油沥青的改性材料有橡胶、树脂和矿物填料等。
树脂改性石油沥青,可改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。
橡胶和树脂改性沥青,可使沥青同时具有橡胶和树脂的特性。
3.沥青基防水材料
沥青基防水材料有乳化沥青、沥青胶、建筑防水沥青嵌缝油膏、沥青基防水涂料、沥青基防水卷材等。
乳化沥青可涂刷或喷涂在基层表面上作为防潮或防水层,或用于拌制冷用沥青砂浆、沥青混凝土。
沥青胶(沥青玛蹄脂),它是沥青和适量粉状或纤维状矿质填充料的均匀混合物。
沥青胶的性质决定于沥青和填充料的性质及其配合比。
根据使用条件,沥青胶应具有良好的粘结性、耐热性、柔韧性和大气稳定性。
它可用以粘贴防水卷材,用作沥青防水涂层、沥青砂浆防水(或防腐蚀)层的底层及接头填缝材料等。
沥青基防水卷材包括沥青防水卷材和高聚物改性沥青防水卷材(如SBS改性沥青防水卷材)。
其中,沥青防水卷材最具化表性的是纸胎沥青防水卷材,简称油毡。
200号油毡适用于简易防水、临时性建筑防水、防潮及包装等;
350号和500号油毡适用于多层建筑防水。
SBS改性沥青防水卷材可广泛用于各类建筑防水工程,特别适用于寒冷地区的防水工程。
三、解题指导
掌握沥青主要技术性质,如黏性、塑性、温度稳定性、大气稳定性。
注意沥青的选用、掺配计算。
【例10-4-1】沥青中的矿物填充料不包括()。
A.石棉粉
B.石灰石粉
C.滑石粉
D.石英粉
【解】沥青中的矿物填充料多为粉状、纤维状,主要有滑石粉、石灰石粉、石棉粉、云母粉和硅藻土,所以应选D项。
四、应试题解
1.石油沥青的主要组分是()。
A.油分、沥青质
B.油分、树脂
C.油分、沥青质、蜡
D.油分、树脂、沥青质
答案:
D
2.石油沥青中沥青质含量较高时,会使沥青出现()。
A.黏性增加,温度稳定性增加
B.黏性增加,温度稳定性减少
C.黏性减少,温度稳定性增加
D.黏性减少,温度稳定性减少
A
7.在石油沥青的主要技术指标中,用延度表示其特性的指标是()。
A.黏度
B.塑性
C.温度稳定性
D.大气稳定性
B
10.划分黏稠石油沥青牌号的主要依据是()。
A.闪点
B.燃点
C.针入度
D.耐热度
C
12.某工程需用软化点为75℃的石油沥青,现有10号及60号两种,其软化点分别为95℃和45℃,则()。
A.60号用量40%,10号用量60%
B.60号用量80%,10号用量20%
C.60号用量60%,10号用量40%
D.60号用量20%,10号用量80%
14.沥青中的矿物填充串[不包括()。
B.石灰石粉
C.滑石粉
D.石英粉
15.沥青胶的性质决定于()。
A.沥青的性质
B.填充料的性质
C.沥青和填充料的性质
D.沥青和填充料的性质及其配合比
(2)建筑钢材
建筑钢材的组成、组织与性能的关系,加工处理及其对钢材性能的影响,建筑钢材的种类与选用。
1.钢的分类(表10)
表10钢的分类
分类
内容
碳素钢按碳的含量分
低碳钢含碳量小于0.25%
中碳钢含碳量为0.25%-0.6%
高碳钢含碳量大于0.6%
合金钢按掺入合金元素的总量分
低合金钢合金元素总含量小于5%
中合金钢合金元素总含量为5%-10%
高合金钢合金元素总含量大于10%
按钢材品质分
普通钢、优质钢、高级优质钢
按用途分
工业用钢(又分为结构钢、工具钢和特殊钢)
土木工程用钢(常用的是碳素钢牛的低碳钢和低合金钢)
2.钢材的技术性质
钢材的技术性质包括力学性能和工艺性能。
其中,力学性能有抗扭性能、抗冲击性能、耐疲劳性能及硬度;
工艺性能有冷弯性能和可焊接性能。
(1)拉抗性能
低碳钢受拉的应力-应变如图3所示,分别经过了I~Ⅳ四个阶段:
图3低碳钢受拉的应力-应变图
第一,弹性阶段(oa段),a点对应的应力称为弹性极限σp。
应力与应变的比值为弹性模量,即E=
。
第二,屈服阶段(ab段)。
其中ReH点是上屈服强度,ReL点是下屈服强度:
ReL也称为屈服极限。
工程设计中,一般以ReL作为强度取值的依据。
对于硬钢类,规定产生残余变形为0.2%
第三,强化阶段(bc段)。
对应于最高点c的应力,称为抗拉强度,用Rm表示,抗拉强度不能直接引用,而反映钢材的安全可靠程度和利用率是用屈强比ReL/Rm指标。
屈强比越小,表明材料的安全性、可靠性高,但屈强比太小,则利用率低,造成钢材浪费。
碳素结构钢Q235的Rm应不小于375MPa,其屈强比在0.58~0.63之间。
第四,颈缩阶段(cd段),钢材拉断后,测量其伸长率δ为:
δ=
100%
式中Ll为试件拉断标距部分的长度(mm);
L0为试件原始标距长度。
以δ5和δ10分别表示L0=5d0、L0=lOd0时的断后伸长率,d0为试件的原直径或厚度。
对同一钢材,有δ5>
δ10。
(2)冲击韧性、耐疲劳性和硬度
钢材的冲击韧性的指标,用冲击韧性值表示;
钢材疲劳破坏的危险应力用疲劳极限或疲劳强度表示;
钢材硬度的测量方法有布氏法、洛氏法和维氏法。
常用的是前两者。
(3)冷弯性能与焊接性能
冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
冷弯是钢材处于不利变形条件下的塑性,而伸长率表示在均匀变形下的塑性,冷弯更能反映钢的内部组织状态、内应力及夹杂物等缺陷。
焊接性能与钢的化学成分、冶炼质量、冷加工等有关。
含碳量小于0.25%的碳素钢具有良好的可焊性,当超过0.3%时可焊性变差。
硫、磷及气体杂质会使可焊性降低,加入过多的合金元素,也将降低可焊性。
(4)化学成分对钢材性能的影响
碳,在碳素钢中随着含碳量的增加,其强度和硬度提高,塑性和韧性降低。
当含碳量大于1%后,脆性、硬度增加,强度下降。
磷,碳素钢中的有害元素。
常温下能提高钢的强度和硬度,但塑性和韧性显著下降,低温时更甚,即引起所谓“冷脆性”。
硫,碳素钢中的有害元素。
在焊接时,易产生脆裂现象,称为热脆性,显著降低可焊性。
含硫过量还会降低钢的韧性、耐疲劳性等。
氧,碳素钢中的有害元素。
含氧量增加,会降低钢材的机械强度、塑性和韧性,促进时效作用,还能使热脆性增加。
此外,硅、锰、氮元素也影响了钢材性能。
3.钢材冷加工强化、时效处理
钢筋的冷加工,指对土木工程用钢筋在常温下进行冷拉、冷拔和冻轧,使之产生塑性变形,从而提高屈服强度,降低了塑性和韧性的加工方法。
应变时效(简称时效),指钢材经冷加工后,随着时间的延长,钢的屈服强度和抗拉强度逐渐提高,而塑性和韧性逐渐降低的现象。
经过冷拉的钢筋在常温下存放15~20d;
或加热到l00~200℃并保持一定时间,这个过程称为时效处理。
前者称为自然时效,后者称为人工时效。
冷拉以后再经刊.效处理的钢筋,其屈服点进一步提高,抗拉极限强度稍有增加,塑性继续降低。
4.建筑钢材的种类与选用(见表11)
表11建筑钢材的种类
种类
土木工程结构用钢
碳素结构钢
低合金高强度结构钢
优质碳索结构钢
钢结构用钢
热轧型钢
冷弯薄壁型钢
热(冷)轧钢板、钢管
钢筋混凝土用钢
热轧钢筋
冷轧带肋钢筋
预应力钢筋
(1)碳素结构钢
钢的牌号由代表屈服强度的字母(Q)、下屈服强度数值(如235、275)、质量等级符号(A、B、C、D)、脱氧程度符号等四个部分按顺序组成。
如Q275-A.F。
脱氧程度符号中,F为沸腾钢代号;
b为半镇静钢代号、Z为镇静钢代号、TZ为特殊镇静钢代号。
“T”、“TZ”符号可以省略。
碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五种牌号。
牌号增加,强度和硬度增加,塑性、韧性和可加工性能逐步降低;
同一牌号内质量等级越高,钢的质量越好。
如Q235C,D级优于A、B级。
(2)低合金高强度结构钢
它是在碳素结构钢的基础上加入总是小于5%的合金元素而形成的钢种,共有5个牌号。
它的牌号由代表屈服强度的字母(Q)、下屈服强度数值和质量等级符号三个部分按顺序组成。
如Q345A。
低合金高强度结构钢的含碳量一般不超过0.2%。
(3)优质碳素结构钢
它的性能主要取决于含碳量,其牌号以平均含碳量的百分数表示。
含锰量较高的,在表示牌号的数字后面附“Mn”字;
若是沸腾钢,则在数字后加注“F”。
如45Mn,15F。
(4)钢结构用钢材
应掌握热轧型钢中角钢、L型钢、Z字钢、槽钢和H型钢的规格表示方式。
如L250×
90×
9×
13表示腹板高(250)×
面板宽(90)×
腹板厚(9)×
面板厚(13)。
本节重点内容的知识点应认真掌握,通过解题,强化对知识点的掌握。
注意区分屈服点、屈强比的关系;
钢材冷加工强化和冷加工时效的异同点;
钢材的冷脆性;
钢材牌号的表达及含义。
【例10-5-1】钢材合理的屈强比数值应控制在()。
A.0.30~O.45
B.0.45~O.58
C.0.58~0.63
D.0.63~0.78
【解】本题需要记忆一般钢材合理的屈强比数值为0.58~0.63,所以应选C项。
【例10-5-2】使钢材产生“冷脆性”的有害元素主要是()。
A.碳
B.硫
C.磷
D.氧
【解】磷为有害杂质,会引起钢材产生“冷脆性”;
氧也为有害杂质,含氧量增加会使钢材热脆性增加。
所以应选C项。
2.低合金高强度结构钢中,一般含碳量为()。
A.<
0.2%
B.<
0.5%
C.<
1.0%
D.<
2.0%
4.钢材的设计强度取值为()。
A.屈服强度
B.抗拉强度
C.抗压强度
D.弹性极限
5.低碳钢拉伸过程中强化阶段的特点是()。
A.随荷载的增加应力和应变成比例增加
B.荷载不增加情况下仍能继续伸长
C.荷载增加,应变才相应增加,但应力与应变不是直线关系
D.应变迅速增加,应力下降,直至断裂
6.表明钢材超过屈服点工作时的可靠性的指标是()。
A.比强度
B.屈强比
C.屈服强度
D.屈服比
7.钢材合理的屈强比数值应控制在()。
A.0.3~0.45
B.0.4~0.55
15.钢材经过冷加工、时效处理后,性能发生的变化为()。
A.屈服点和抗拉强度提高,塑性和韧性降低
B.屈服点降低,抗拉强度、塑性、韧性都有提高
C.屈服点提高,抗拉强度、塑性、韧性都有降低
D.屈服点降低,抗拉强度提高,:
韧性都有降低
18.碳素钢中的有害元素有()。
A.P、Si、V
B.P、Mn、C
C.P、C、V
D.P、S、N、O
19.使钢材产生热脆性的有害元素主要是()。
A.碳
B.硫
C.磷
D.氧
20.使钢材产生“冷脆性”的有害元素主要是()。
A.碳
B.硫
22.在土木工程中大量使用钢材0.235BF,其性能是()。
A.屈服点235MPa,半镇静钢
B.屈服点235Mpa,B级沸腾钢
C.屈服点235MPa,B级镇静钢
D.屈服点235MPa,半镇静沸腾钢
23.对同一种碳素结构钢,随其牌号的增加,其()。
A.硬度越高
B.韧性越好
C.塑性越好
D.强度降低
24.建筑钢材腐蚀的主要原因是()。
A.物理腐蚀
B.化学腐蚀
C.电化学腐蚀
D.大气腐蚀
26.钢结构防锈涂料的正确做法是()。
A.刷调和漆
B.刷沥青漆
C.用红丹作底漆,灰铅油作面漆
D.用沥青漆打底,机油抹面
27.钢结构防火涂料的主要技术性能要求不包括()。
A.导热系数
B.密度
C.附着力
D.固化速度
五、答案:
1.D2.A3.A4.A5.C6.B7.C8.B9.A10.B
11.D12.A13.D14.A15.A 16.B 17.C18.D 19.B 20.C
21.D22.B23.A24.C25.B26.C27.B
作业:
3.沥青组分中的蜡使沥青具有()。
A.良好的流动性能
B.良好的粘结性
C.良好的塑性性能
D.较差的温度稳定性
4.石油沥青软化点指标反映了沥青的()。
A.耐热性
B.温度敏感性
C.黏滞性
D.强度
5.沥青的软化点较低,表明该沥青()。
A.流动性大
B.温度敏感性小
C.耐热性差
D.塑性好
6.针入度指数较小,表明该沥青()。
A.延展性小
B.延展性大
C.黏滞性小
D.黏滞性大
8.石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下,其抵抗老化的性能成为()。
A.耐久性
B.抗老化度
C.温度敏感性
9.下列关于石油沥青黏滞性的描述中,正确的是()。
A.地沥青质组分含量多者,温度升高,则黏滞性大
B.地沥青质组分含量多者,温度下降,则黏滞性大
C.地沥青质组分含量少者,温度升高,则黏滞性大
D.地沥青质组分含量少者,温度下降,则黏滞性大
11.划分石油沥青牌号时不用考虑()。
A.针入度
B.分层度
C.溶解度
D.软化点
13.树脂是沥青的改性料之一,下列各项不属于树脂改性沥青优点的是()。
A.耐寒性提高
B.耐热性提高
C.和沥青有较好的相溶性
D.粘结能力提高
五、答案
1.D2.A3.D4.B5.C6.D7.B8.D9.B10.C
11.B12.A13.C14.D15.D
1.土木工程中常用的钢材是()。
A.优质碳素结构钢、低合金结构钢
B.碳素结构钢、中合金结构钢
C.碳素结构钢、低合金结构钢、中合金结构钢
D.碳素结构钢、低合金结构钢、优质碳素结构钢
3.低合金结构钢中合金元素总含量为()。
A.<
5.0%
8.0%
C.<
10%
15%
8.已知某钢材试件拉断后标距部分长度为300mm,原标距长度为200mm,则该试件伸长率为()。
A.150%
B.50%
C.66.7%
D.33.3%
9,同一钢材分别以5倍于直径和l0倍于直径的长度作为原始标距,所测得的伸长率δ5和δ10关系为()。
A.δ5>
δ10
B.δ5<
C.δ5≥δ10
D.δ5≤δ10
10.下列关于冲击韧性的叙述,合理的是()。
A.冲击韧性指标是通过对试件进行弯曲试验来确定的
B.使用环境的温度影响钢材的冲击韧性
C.钢材的脆性临界温度越高,说明钢材的低温冲击韧性越好
D.对于承受荷载较大的结构用钢,必须进行冲击韧性检验
11.钢材的疲劳极限或疲劳强度是指()。
A.在一定的荷载作用下,达到破坏的时间
B.在交变荷载作用下,直到破坏所经历的应力交变周期数
C.在均匀递加荷载作用下,发生断裂时的最大应力
D.在交变荷载作用下,于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力
12.评价钢筋塑性性能的指标为()。
A.伸长率和冷弯性能
B.屈服强度和伸长率
C.屈服强度与极限抗拉强度
D.屈服强度和冷弯性能
13.对钢材的冷弯性能要求越高,试验时采用的()。
A.弯心直径愈大,弯心直径对试件直径的比值越大
B.弯心直径愈小,弯心直径对试件直径的比值越小
C.弯心直径愈小,弯心直径对试件直径的比值越大
D.弯心直径愈大,弯心直径对试件直径的比值越小
14.建筑钢材产生冷加工强化的原因是()。
A.钢材在塑性变形中缺陷增多,晶格严重畸变
B.钢材在塑性变形中消除晶格缺陷,晶格畸变减小
C.钢材在冷加工过程中密实度提高
D.钢材在冷加工过程中形成较多的具有硬脆性渗碳体
16.钢材的热处理不包括()。
A.退火
B.浸火
C.淬火
D.回火
17.在普通碳素结构钢的化学成分中碳的含量增加,则有()。
A.强度降低,塑性和韧性降低
B.强度提高,塑性和韧性提高
C.强度提高,塑性和韧性降低
D.强度降低,塑性和韧性提高
21.钢材中脱氧最充分、质量最好的是()
A.沸腾钢
B.半镇静钢
C.镇静钢
D.特殊镇静钢
25.钢筋混
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