建筑材料第8章建筑钢材PPT.ppt

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建筑材料第8章建筑钢材PPT

美国纽约的世贸大厦为钢结构,2001年9月11日被恐怖主义者袭击、倒塌,给人们提出了钢结构防火、防袭击破坏的新课题。 8.4.2钢材的锈蚀与防止 钢材表面与周围介质发生作用而引起破坏的现象称作腐蚀(锈蚀)。钢材腐蚀的现象普遍存在,如在大气中生锈,特别是当环境中有各种侵蚀性介质或湿度较大时,情况就更为严重。腐蚀不仅使钢材有效截面积均匀减小,还会产生局部锈坑,引起应力集中;腐蚀会显著降低钢的强度、塑性韧性等力学性能。根据钢材与环境介质的作用原理,腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 1.钢材被腐蚀的原因   ⑴ 化学腐蚀 化学腐蚀指钢材与周围的介质(如氧气、二氧化碳、二氧化硫和水等)直接发生化学作用,生成疏松的氧化物而引起的腐蚀。在干燥环境中化学腐蚀的速度缓慢,但在温度高和湿度较大时腐蚀速度大大加快。  (2).电化学腐蚀 钢材由不同的晶体组织构成,并含有杂质,由于这些成分的电极电位不同,当有电解质溶液(如水)存在时,就会在钢材表面形成许多微小的局部原电池。整个电化学腐蚀过程如下: 阳极区:Fe = Fe2+ + 2e 阴极区:2H2O + 2e + 1/2O2 = 2OH- + H2O 溶液区:Fe2++ 2OH-= Fe(OH)2 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O= 4 Fe(OH)3 水是弱电解质溶液,而溶有CO2的水则成为有效的电解质溶液,从而加速电化学腐蚀的过程。钢材在大气中的腐蚀,实际上是化学腐蚀和电化学腐蚀共同作用所致,但以电化学腐蚀为主。 2. 防腐措施 钢材的防腐 钢材的腐蚀既有内因(材质),又有外因(环境介质的作用),因此要防止或减少钢材的腐蚀可以从改变钢材本身的易腐蚀性,隔离环境中的侵蚀性介质或改变钢材表面的电化学过程三方面入手。具体措施有采用耐候钢、金属覆盖、非金属覆盖和混凝土用钢筋的防锈。 非金属覆盖 在钢材表面用非金属材料作为保护膜,与环境介质隔离,以避免或减缓腐蚀。如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。 涂料通常分为底漆、中间漆和面漆。底漆要求有比较好的附着力和防锈能力,中间漆为防锈漆,面漆要求有较好的牢度和耐候性以保护底漆不受损伤或风化。一般应用为两道底漆(或一道底漆和一道中间漆)与两道面漆,要求高时可增加一道中间漆或面漆。使用防锈涂料时,应注意钢构件表面的除锈以及低漆、中间漆和面漆的匹配。   常用底漆有:红丹底漆、环氧富锌漆、云母氧化底漆、铁红环氧低漆等。中间漆有:红丹防锈漆、铁红防锈漆等。面漆有:灰铅漆、醇酸磁漆和酚醛磁漆等。 8.5建筑钢材的选用与品种 8.5.1建筑钢材的主要钢种 1.碳素结构钢 2.低合金高强结构钢 8.5.2常用建筑钢材 1.钢筋 2.型钢 8.5.1建筑钢材的主要钢种 1.碳素结构钢:国家标准GB 700-88《碳素结构钢》中规定,牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。     其中以“Q”代表屈服点;屈服点数值共分195 MPa、215 MPa、235 MPa、255 MPa和275 Mpa五种;质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少,分别为A、B、C、D符号表示;脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢,Z和TZ在钢的牌号中予以省略。随着牌号的增大,对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大,对拉长率的要求降低。 例如:Q235-A·F表示屈服点为235 Mpa的A级沸腾钢。   随着牌号的增大,其含碳量增加,强度提高,塑性和韧性降低,冷弯性能逐渐变差。同一钢号内质量等级越高,钢材的质量越好,如Q235C、Q235D级优于Q235A、Q235B级。 2.低合金高强度结构钢的牌号的表示方法为:屈服强度-质量等级,它以屈服强度划分成五个等级:Q295、Q345、Q390、Q420、Q460,质量也分为五个等级: A 、 B 、 C、 D、 E 。 由于合金元素的强化作用,使低合金结构钢不但具有较高的强度,且具有较好的塑性、韧性和可焊性。低合金高强度结构钢广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中,特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。 8.5.2常用建筑钢材 1.钢筋 低碳钢热轧圆盘条 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋 预应力混凝土用热处理钢筋 预应力混凝土用钢丝与钢绞线 2.型钢 条件屈服强度(б0.2) 有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度(б0.2)。高碳钢拉伸时的应力-应变曲线如图2-4所示。 图2-4 (4) 极限强度 当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却

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