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第1章土木工程材料基本性质

1.1.1

密度：指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

表观密度：指单位表观体积材料干燥状态下的质量，也称视密度。

体积密度：指材料在自然状态下单位体积（包括材料实体及开口孔隙、闭口孔隙）的质量，俗称容重。

堆积密度：指散粒状材料单位堆积体积（含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积)物质颗粒的质量。

1.1.2

孔隙率：指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率，包括开口孔和闭口孔的为总孔隙率，简称孔隙率。

空隙率：指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率。

1.1.3

亲水性：当润湿角θ≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，这种性质称为材料的亲水性。

憎水性：当润湿角θ90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的吸引力，这种性质称为材料的憎水性。

吸水性：指材料在水中吸收水分的性质。

吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。

含水率：指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。

耐水性：指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质。

抗渗性：指材料抵抗压力水渗透的性质。

抗冻性：指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏、强度又不显著降低的性质。

1.1.4

热容量：指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。

导热性：当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料的这种传导热量的能力，称为导热性。

1.2.1

强度：指材料抵抗外力破坏的能力。（材料在外力作用下不被破坏时能承担的最大应力)。

比强度：指材料强度与其表观密度之比，材料比强度越大，越轻质高强。

1.2.2

弹性：指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质。

塑性：指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，这种不能恢复的变形称为塑性变形。

1.2.3

脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。

韧性：指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。

1.2.4

硬度：指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。

耐磨性：指材料表面抵抗磨损的能力。

第2章建筑金属材料

2.1.1

钢的定义：以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的合金材料。注：在铬钢中含碳量可能大于2%，但2%通常是钢和铸铁的分界线。

2.1.2

沸腾钢：当炼钢时脱氧不充分，钢液中还有较多金属氧化物，浇铸钢锭后钢液冷却到一定的温度，其中的碳会与金属氧化物发生反应，生成大量一氧化碳气体外逸，引起钢液激烈沸腾，因而这种钢材称为沸腾钢。

镇静钢：当炼钢时脱氧充分，钢液中金属氧化物很少或没有，在浇铸钢锭时钢液会平静地冷却凝固，这种钢称为镇静钢。

特殊镇静钢：比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢，称为特殊镇静钢。

2.2.1

抗拉性能：抗拉性能是建筑钢材最重要的力学性能；从低碳钢（软钢）的应力—应变关系中可以看出，低碳钢从受拉到拉断，经历了四个阶段：弹性阶段（OA）、屈服阶段（AB）、强化阶段（BC）、颈缩阶段（CD）。

2.2.2

冲击韧性：钢材的冲击韧性是处在简支梁状态的金属试样在冲击负荷作用下折断时的冲击吸收功。

2.2.3

疲劳破坏：受交变荷载反复作用时，钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。

2.2.4

冷弯性能：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，以试验时的弯曲角度α和弯心直径d为指标表示。

2.3.2

钢材的基本晶体组织：主要有铁素体、珠光体、渗碳体和奥氏体四种。

2.4.1

冷加工强化处理：将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧使其产生塑性变形，从而提高屈服强度，降低塑性韧性，这个过程称为冷加工强化处理。

冷拉：冷拉是将钢筋拉至其应力一应变曲线的强化阶段内任一点K处，然后缓慢卸去荷载，则当再度加载时，其屈服极限将有所提高，而其塑性变形能力将有所降低。

冷拔：冷拔是将光圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔。

冷轧：冷轧是将圆钢在冷轧机上轧成断面形状规则的钢筋，可提高其强度及与混凝土的黏接力。

2.4.2

时效处理：将冷加工处理后的钢筋，在常温下存放15~20d，或加热至100~200℃后保持一定时间(2~3h)，其屈服强度进一步提高，且抗拉强度也提高，同时塑性和韧性也进一步降低，弹性模量则基本恢复。这个过程称为时效处理。

时效处理方法：时效处理方法有两种：在常温下存放15~20d，称为自然时效，适合用于低强度钢筋；加热至100~200℃后保持一定时间(2~3h)，称人工时效，适合用于高强钢筋。

2.4.3

热处理