公路工程材料类别.docx

一、大纲要求 1、熟悉公路工程主要材料的分类2、熟悉（了解）公路工程主要材料的特性3、熟悉砼强度等级及配合比计算 ;二、内容讲解第二节 常用工程材料 本节将对公路基本建设工程中常用的工程材料，如钢材、木材、水泥、沥青、砂石材料的性 能、规格和标准作简要描述一、钢材公路建设工程中使用的钢材 ,主要包括板、管、型材，以及钢筋混凝土中的钢筋、钢丝等 钢材具有良好的技术性质，能承受较大的弹塑性变形，加工性能好，因此被广泛使用一）钢材的分类（1 ）按冶炼方法分 :平炉钢、氧气转炉钢和电炉钢2） 按脱氧程度分：镇静钢（代号 Z）及特殊镇静钢（代号TZ）（脱氧充分）和沸腾钢（代 号 F） （脱氧不充分）3） 按化学成分 分： 碳素钢 （含碳量小于 0．25%的为低碳钢、 0．25%—0．60％的为中碳钢、 大于 （）． 60 ％的为高碳钢 ） 和合金钢 （合金元素总含量小于 5％的为低合金钢、 5％— 10% 的为中合金钢、大于 10% 的为高合金钢）4） 按用途分：结构钢、工具钢和特殊钢 （如不锈钢、耐热钢、耐酸钢等 ）．（ 5）按形状分：板材、管材、线材、型材等二）钢材的力学性能1．抗拉性能抗拉性能是钢材最重要的性能，表征抗拉性能的主要技术指标有：屈服点、抗拉强度及伸 长率。

它们均与拉伸试验得出的应力—应变图有关（图 2—5） 1）屈服点拉伸进入塑性变形屈服段BC,称屈服下限C所对应的应力为屈服强度或压服点，记作os,设计T时，一般os,以作为强度取值的依据•对屈服现象不明显的钢材，规定以产生0. 2%残余变形时 的应力作为屈服强度2（2） 抗拉强度应力-应变图中（图2-5）,曲线最高点对应的应力 k，称为抗拉强度•在设计中，屈强比s/ob b有参考价值 .在一定范围内， 屈强比小 则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性高， 较为安全3） 伸长率试件在拉断后 ,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比 ,称为伸长率试件拉断后标距部分的长度以L ,表示，原标距长度以L表示，则伸长率8为:10L - L8 二 1 ox 100% （2—14）L08 表征了钢材的塑性变形能力8值还与试件的L / d值有关（d为试件直径）常用L/d，1 0 0 0 0=5及上L/d 10两种试件，相应8分别记作8与8，对同一种钢材，8〉80 0=2．冷弯性能5 6 5 10冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，它表征在恶劣变形条件下钢材的塑性，是 钢材的一项重要工艺性能冷弯性能技术是以试件被弯曲的角度 （90°、180°）及弯心直径 d 与试件厚度（或直径）a的比值（d/a）来表示，见图2—6。

试件按规定条件弯曲，若弯曲处的 外表无裂痕、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格3．冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力 钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度等都是影响冲击韧性的重要因素钢材的冲击韧性随温度的下降而降低 ，当温度下降到某—范围时，呈脆性断裂 ，这种现象称为冷脆性 .发生冷脆时的温度成为脆性临界温度 ，其数值越低，说 明钢材的低温冲击韧性越好 .4．抗疲劳性材料在交变应力作用下， 在远低于抗拉强度时突然发生断裂 ，称为疲劳破坏疲劳破坏的危险 应力用疲劳极限表示，其含义是：试件在交变应力下工作，在规定的周期基数内不发生断裂的 最大应力5．可焊性能 可焊性主要指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度影响钢材可焊性的主要因 素是化学成分及含量三）常用建筑钢材 建筑钢材按其用途可分为钢结构用材和钢筋混凝土用材两大类钢结构用材在公路建设 工程中使用较少，大量使用的混凝土用钢材，如钢筋、钢板、钢丝等 .1 ．碳素结构钢碳素结构钢指一般的结构钢 ，以及工程用的热轧板、管、带、型、棒材其冶炼方便，成本较 低，具有良好的塑性及各种加工性能，以及良好的安全性能2 ．低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，少量添加若干合金 元素而成，一般合金元素的总量不超过总量的 5%。

这类钢具有如下优点：（1） 强度较高 ，可以减轻钢结构的自重，经济效益好 .（2） 具有良好的综合性能，如耐腐蚀、耐低温性好，抗冲击韧性强 ，使用寿命长等3）易于加工及施工 ，良好的可焊性及冷加工性 为施工提供方便3．型钢与钢板 在建筑工程中大量使用各种规格与型号的型钢， 常用的热轧型钢有： 角钢（等 边和不等边）、工字钢、槽钢、 T型钢、H型钢、Z型钢等热轧型钢的标记需标出型钢名称、 横断面主要尺寸、型钢标准及钢号与钢种标准如用碳素钢 Q235-A轧制的、尺寸为160X160X16（mm ）的等边角钢，应标示为：热轧等边角钢160 x 160 xl6 - GB9787 - 88Q235 — AGB700 — 88用光面轧辊轧制而成的扁平钢材，以平板状态供货的称为钢板，以卷状供货的称为钢带 ,可用 热轧或冷轧方式生产热轧钢板按厚度可分为中厚板（厚度大于 4mm）和薄板（厚度为0. 35—4mm）两种，冷轧钢板只 有薄板（厚度为0. 2—4mm） 一种4. 钢筋 钢筋是建筑工程中使用量最大的钢材品种之一，其材质包括普通碳素钢和普通低合金钢两大 类.常用的有： 热轧钢筋、冷加工钢筋以及钢丝、钢绞线等 .（1）热轧钢筋钢筋混凝土结构对热轧钢筋的要求是机械强度较高 ，具有一定的塑性、 韧性、冷弯性与可焊性。

热轧钢筋按屈服点和抗拉强度分为 I、II、III、W四个等级，其中I级钢筋用碳素结构钢轧制， 其余用低合金结构钢轧制.I级钢筋强度较低，但塑性及可焊性好，便于冷加工， 广泛用作普通 混凝土中的非预应力钢筋；预应力钢筋应优先选用W级钢筋，也可选用II级或W型钢筋 （2）冷加工钢筋 在常温下对钢筋进行机械加工 （冷拉、冷拔、冷轧），使其产生塑性变形， 从而达到提高强度 （屈 服点 ）、节约钢材的目的 ，这种方法称为冷加工 经冷加工后 ，钢筋塑性、韧性均有所下降 冷拉II、m、W级钢筋强度较高，可用作预应力混凝土结构的预应力筋冷拉钢筋不宜用于负 温及承受冲击或重复荷载的结构， 因为冷拉钢筋的塑性、韧性较差，易发生脆断 .（四 ）钢材的防锈当钢材表面与环境介质发生各种形式的化学作用时，就可能遭到腐蚀•如与0、S0、H S等2 2 2 腐蚀性气体作用而被氧化腐蚀的结果是：在钢材表面形成疏松的氧化物 ，或称为生锈 .防止钢材锈蚀的方法通常是 采用表面刷防锈漆 常用底漆有 :红丹、环氧富锌漆、铁红环氧 漆等；面漆有 :灰铅油、醇酸磁漆、酚醛磁漆等 薄壁钢材可采用 热浸镀锌或镀锌后加涂塑 料涂层 ，这种方法防锈效果好，但造价高。

二、水泥水泥是公路工程中最主要和使用最广泛的一种 水硬性无机胶结材料 水泥名称强度等级硅酸盐水泥42. 542.5R52.552.5R62. 562. 5R普通水泥32. 532. 5R42. 542.5R52.552.5R矿渣水泥32. 532. 5R42. 542.5R52.552.5R火山灰水泥32. 532. 5R42. 542.5R52.552.5R粉煤灰水泥32. 532. 5R42, 542.5R52.552.5R复合水泥32. 532. 5R42. 542.5R52.552.5R小知识:复合硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成 的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应 大于20％,不超过50％1．主要指标(1)密度 密度指水泥在自然状态下单位体积的质量分松散状态下的密度和紧密状态下的密度两种 .松 散状态下密度为900 — 1 300kg /m3，紧密状态下密度为1 400 — 1 700kg / m3，通常采用1 300kg ／m3(2)细度细度表示水泥颗粒的粗细程度 水泥的细度直接影响水泥的活性和强度，颗粒越细 ，与水反应 的表面积越大，水化速度越快，早期强度越高 ，但硬化收缩较大 ，且粉磨时耗能大 ，成本高。

而 颗粒过粗，又不利于水泥活性的发挥 ，且强度低新标准规定，硅酸盐水泥比表面积大于 300m2 / kg，其他水泥801 m方孔筛余不得超过10. 0%。