工程材料题目概述.docx

第二章：分析以下工程现象产生的原因（讨论） 原因分析：加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为墨水瓶形状的结构，即肚大口小，毛细管作用差。只有少数孔是水分蒸发形成的毛细孔，所以吸水及导湿均缓慢。 注意事项：材料的吸水性不仅要看孔数量的多少，还需看孔的结构。 吸水性简介：指材料在水中能吸收水分的性质。吸水性与吸湿性相似，都属于物理性质。 烧结普通砖简介：国家标准GB5101-2003《烧结普通砖》规定，凡以黏土、页岩、煤矸石和粉煤灰等为主要原料，经成型、焙烧而成的实心或孔洞率不大于15%的砖，称为烧结普通砖。 分烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。通常尺寸为240mm×115mm×53mm。 注意事项：烧结普通砖中的黏土砖，因其毁田取土，能耗大、块体小、施工效率低，砌体自重大，抗震性差等缺点，在我国主要大、中城市及地区已被禁止使用。 加气混凝土砌块简介：是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。早在三十年代初期，中国就开始生产这种产品，并广泛使用。例如：上海国际饭店、上海大厦、福州大楼、中国人民银行大楼等高层建筑中。是一种优良的新型建筑材料，并且具有环保等优点。 原因分析:材料的强度除与其组成结构有关外, 还与其测试条件有关, 包括加荷 速度、温度、试件大小和形状等。当加荷速度过快时,荷载的增长速度大于材料裂缝扩展速度,测出的数值就会偏高。为此,在材料的强度测试中,一般都规定其加荷速度范围。 强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度。当材料受外力作用时，其内部产生应力，外力增加，应力相应增大，直至材料内部质点间结合力不足以抵抗所作用的外力时，材料即发生破坏。材料破坏时应力达到的极限值称为材料的极限强度，常用f表示。材料强度的单位为兆帕（MPa）。 加荷速率简介：给定力级与加荷时间之比。 原因分析如下: （1）池内水温高（输入池内的水温达41℃）,增加了对池壁的腐蚀作用,导致池壁结构过早破损。 （2）预制板接缝面未打毛,清洗不彻底,故部分留有泥土。 （3）且接缝混凝土振捣不实,部分有蜂窝麻面,其抗渗能力大大降低,使水分浸入池壁,并对钢丝产生电化学反应。事实上所有钢丝已严重锈蚀, 有效截面减少, 抗拉强度下降,以致断裂,使池壁倒塌。 （4）设计方面亦存在考虑不周,且对钢丝严重锈蚀未能及时发现等问题。 原因分析: 主要是铸铁的桥墩在冲击荷载作用下发生脆断造成的。 补充：从那次事故后，人们开始对钢材与铸铁的性能进行了深入的对比，发现钢材不仅具有很高的抗压强度，而且还有很高的抗拉强度和抗冲击韧性。此后，人们开始用钢材建造桥梁。 铸铁简介：主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。 冲击载荷简介：在很短的时间内（作用时间小于受力机构的基波自由振动周期的一半）以很大的速度作用在构件上的载荷称为冲击载荷。其应力与变形量的计算相当复杂。计算时一般按照机械能守恒定律进行。 1991年，深水机械人从4000米海底捞起一块泰坦尼克号上的钢板，对其做钢材冲击机性试验，发现钢材断裂时吸收的冲击功很低，是制性差的危性材料，化学分析查明，该钢材的含硫量高，导致钢材的脆性增大。 补充：造船工程师只考虑到要增加钢的强度，而没有想到要增加其韧性。把残骸的金属碎片与如今的造船钢材作一对比试验，发现在“泰坦尼克号”沉没地点的水温中，如今的造船钢材在受到撞击时可弯成V形，而残骸上的钢材则因韧性不够而很快断裂。由此发现了钢材的冷脆性，即在-40℃~0℃的温度下，钢材的力学行为由韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。而用现代技术炼的钢只有在-70℃~-60℃的温度下才会变脆。不过不能责怪当时的工程师，因为当时谁也不知道，为了增加钢的强度而往炼钢原料中增加大量硫化物会大大增加钢的脆性，以致酿成了“泰坦尼克号”沉没的悲剧。 补充2：一个海洋法医专家小组对打捞起来的“泰坦尼克号”船壳上的铆钉进行了分析，发现固定船壳钢板的铆钉里含有异常多的玻璃状渣粒，因而使铆钉变得非常脆弱、容易断裂。这一分析表明：在冰山的撞击下，可能是铆钉断裂导致船壳解体，最终使“泰坦尼克号”葬身于大西洋海底。 泰坦尼克号简介：又译作铁达尼号，是英国白星航运公司下辖的一艘奥林匹克级邮轮，于1909年3月31日在爱尔兰贝尔法斯特港的哈兰德与沃尔夫造船厂动工建造，1911年5月31日下水，1912年4月2日完工试航。泰坦尼克号是当时世界上体积最庞大、内部设施最豪华的客运轮船，有“永不沉没”的美誉 。然而讽刺的是，在她的处女航中，泰坦尼克号便遭厄运——她从英国南安普敦出发，途经法国瑟堡-奥克特维尔以及爱尔兰昆士敦，驶向美国纽约，船上时间1912年4月14日23时40分左右，泰坦尼克号与一座冰