沥青、钢材、石材、木材和粘土

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1、第十四讲沥青、钢材、石材、木材和粘土 一、内容提要：本讲主要是讲解沥青的组成与分类，建筑钢材的分类及钢材的技术性质，木材的性质、强度及其影响因素，石材的分类及其技术性能，粘土的组成和分类。二、本讲的重点及难点是：建筑钢材的分类，钢材的技术性质，以及建筑钢材的标准及选用问题。三、 内容讲解：1、 沥青：沥青：是一种褐色或黑褐色的有机胶凝材料，是由天然出产或各种有机物经热加工后得到的产品，它是由多种化学成分极其复杂烃类所组成。在常温下可为液态、半固态或固态。沥青的分类如下图所示：1. 1 石油沥青：石油沥青的组成：由多种极其复杂的碳氢化合物和一些碳氢化合物的非金属衍生物组成的混合物。它

2、的化学组成元素主要是碳和氢，其次是氧、硫、氮（一般含量为<3%），另外还含有很少量金属元素如镍、铁、锰等。化学组分分析：就是利用沥青在不同有机溶剂中选择性溶解或在不同吸附剂上的选择性吸附，而将沥青分离为几个化学性质有一定联系的组，这些组称为沥青的组分。组分：油分、树脂、地沥青质。石油沥青的胶体结构：溶胶结构、凝胶结构、溶—凝胶结构石油沥青的技术性质：（1） 石油沥青的物理特征常数：相对密度：沥青在规定温度条件下的质量与同体积蒸馏水在规定温度条件下的质量之比值。热力学参数：包括热胀系数，导热系数和比热。热胀系数：沥青单位长度或单位体积，在温度上升10C时的长度或体积变化分别称为线胀系

3、数或体胀系数，统称为热胀系数。导热系数：单位厚度内温差为10C时，在1h通过1m2面积的热量比热：每克沥青升高10C所需的热量。（2） 石油沥青的粘结性：是沥青材料软硬、稀稠程度的反映，通常用粘度来表示。分为绝对粘度和相对粘度。相对粘度的测定方法：对于半固体或固体的石油沥青用针入度来表示其粘度大小，液体石沥青则用粘滞度来表示。（3） 塑性：石油沥青的塑性是指在外力作用下产生变形而不破坏，除去后，仍能保持变形后的形状的性质。石油沥青的塑性用延度来表示。延度越大，塑性越小。（4） 温度敏感性：温度敏感性简称感温性，是决定沥青使用时工作性的重要指标。评价石油沥青感温性的方法，通常是采用“

4、粘度”随“温度”而变化的行为来表达。工程上常以软化点指标来表征石油沥青的温度敏感性。（5） 石油沥青的耐久性：耐久性是指石油沥青抵抗各种自然因素和交通荷载的能力。石油沥青的耐久性主要取决于其自身的化学组成和化学结构。石油沥青的应用：在工程建设中常用的石油沥青有道路沥青、建筑石油沥青、防水、防潮石油沥青和普通石油沥青四种，在选用石油沥材料时，应根据工程性质、当地气候条件以及所处工程部位来选用不同品种和牌号的沥青。1. 2煤沥青：煤沥青定义：烟煤在干馏过程中的挥发物质，经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油。煤焦油经分馏加工以后，所得残渣即煤沥青。与石油沥青相比，煤沥青具有以下特点：（1） 

5、煤沥青的温度稳定性较低；（2） 煤沥青的耐气候性较差；（3） 煤沥青与矿质集料粘附性好。另外，煤沥青的防水性不及石油沥青。2、 建筑用钢材2.1概述：  钢材特点：与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性、韧性好，可以焊接和铆接等优异性能。钢材的主要缺点是易锈蚀、维护费用大，耐火性差，生产能耗大。钢与铁的区别：钢是由生铁冶炼而成。生铁是由铁矿石、焦炭和石灰石等经高温熔炼，从铁矿石中还原生铁而得。钢和铁的主要成分均是铁和碳。含碳量大于2％的为生铁，含碳量小于2％的为钢。含碳量对钢材性能的影响：碳是影响钢材性能的主要元素之一，随着含碳量的增加，其强度和硬度提高，塑性和韧性降低。

6、当含碳量大于0.3％时，钢的可焊性显著降低；当含碳量大于1％时，脆性增大，硬度增加，强度下降。此外，含碳量增加，钢的冷脆性和时效敏感性增大，耐锈蚀性降低。钢材的化学成分：碳、硅、锰、磷、硫。其中钢中的有害成分为磷和硫。2.2钢的分类：  (一)按化学成分分类    (1)碳素钢。碳素钢的化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁一碳合金。此外，还含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。碳素钢按含碳量又可以分为：  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％   (2)合金钢。合金钢是指在炼钢过程中，有针对性地加入一种或多种能改善

7、钢材性能的合金元素而制得的钢种。常用合金元素有硅、锰、钛、钡、铌、铬等。按合金元素总含量的不同，合金钢可分为：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％（二）按钢中有害杂质含量分类1．普通钢：磷含量不大于0.045％硫含量不大于0.050％2．优质钢：磷含量不大于0.035％硫含量不大于0.035％3．高级优质钢：磷含量不大于0.025％硫含量不大于0.025％   4．特级优质钢：磷含量不大于0.025