第8章-建筑钢材课件

作业中出现的问题作业中出现的问题P136.6用用32.5级级P.O水泥配制的混凝土，在水泥配制的混凝土，在10的条件下养护的条件下养护7d，测得标准立方体试件的抗压强度为测得标准立方体试件的抗压强度为15MPa。试估计此混凝土在。试估计此混凝土在此温度下此温度下28d抗压强度抗压强度龄期（d）混凝土养护期间的平均温度（）15101520253035混凝土强度对标准养护条件下28d强度的百分率（%）P.O312.520.024.031.037.043.048.051.0523.028.036.043.050.058.562.564.5731.540.048.053.062.068.571.076.01041.050.058.069.077.079.081.084.01552.061.571.081.088.090.0-2868.078.086.592.0100.0-1P136.7某混凝土预制构件厂秋季（气温某混凝土预制构件厂秋季（气温15左右）用左右）用P.O32.5水水泥生产混凝土梁，设计强度等级为泥生产混凝土梁，设计强度等级为C25，要求混凝土梁必须达，要求混凝土梁必须达到设计强度的到设计强度的80%方可起吊堆放，估计需要养护几天？方可起吊堆放，估计需要养护几天？水泥品种龄期（d）混凝土养护期间的平均温度（）15101520253035混凝土强度对标准养护条件下28d强度的百分率（%）P.O水泥312.520.024.031.037.043.048.051.0523.028.036.043.050.058.562.564.5731.540.048.053.062.068.571.076.01041.050.058.069.077.079.081.084.01552.061.571.081.088.090.0-2868.078.086.592.0100.0-2P136.15实验室试拌混凝土（以气干状砂、石为准），经调整后各实验室试拌混凝土（以气干状砂、石为准），经调整后各种材料用量为种材料用量为P.O32.5水泥水泥4.5kg、水、水2.7kg、砂砂9.9kg、碎石碎石18.9kg，测得拌和物的表观密度为，测得拌和物的表观密度为2380kg。试求：。试求：（1）每立方米混凝土的各种材料用量；）每立方米混凝土的各种材料用量；（2）当施工现场砂子含水率为）当施工现场砂子含水率为3.5%，石子含水率为，石子含水率为1%时，试时，试求施工配合比；求施工配合比；（3）如果将实验室配合比直接用于现场，则现场混凝土的实际）如果将实验室配合比直接用于现场，则现场混凝土的实际配合比将如何变化？对混凝土强度产生多大的影响？配合比将如何变化？对混凝土强度产生多大的影响？3第八章第八章建筑钢材建筑钢材4第一节第一节概述概述5一、金属材料一、金属材料重金属重金属和和轻金属轻金属。重金属的密度大于。重金属的密度大于4.5g/cm3，轻轻金属的密度小于金属的密度小于4.5g/cm3冶金工业上还常常把金属分为冶金工业上还常常把金属分为黑色金属黑色金属和和有色金属有色金属黑色金属黑色金属有三种：有三种：铁、锰、铬铁、锰、铬。表面常有灰黑色的。表面常有灰黑色的氧化物氧化物有色金属：铁、锰、铬有色金属：铁、锰、铬以外的金属以外的金属西欧、美国等：西欧、美国等：黑色金属黑色金属是指铁和铁的合金，是指铁和铁的合金，有色有色金属金属又称又称非铁金属非铁金属6二、钢材二、钢材（一）按化学成分分（一）按化学成分分非合金钢（碳素钢）非合金钢（碳素钢）低合金钢低合金钢合金钢合金钢（二）（二）按含碳量分按含碳量分低碳钢（含碳量低碳钢（含碳量0.6%)7（三）（三）按主要性能及使用特性分按主要性能及使用特性分结构钢结构钢(包括机械结构用钢及工程结构用钢包括机械结构用钢及工程结构用钢)：包括包括碳素结构钢碳素结构钢、优质碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高低合金高强度结构钢强度结构钢及合金结构钢等及合金结构钢等工具钢工具钢：主要用于刀具，模具等各种工具，含：主要用于刀具，模具等各种工具，含碳量一般较高，便于进行热处理碳量一般较高，便于进行热处理特殊性能钢及专门用途钢特殊性能钢及专门用途钢：主要有桥梁钢、：主要有桥梁钢、铁道用钢、船舶用钢、压力容器用钢等铁道用钢、船舶用钢、压力容器用钢等8(四四)按质量分按质量分普通质量钢普通质量钢优质钢优质钢特殊优质钢特殊优质钢(五五)按其加工工艺分按其加工工艺分压钢压钢锻钢锻钢铸钢铸钢(六六)按冶炼方法分按冶炼方法分转炉法转炉法平炉法平炉法电炉法电炉法(六六)按钢脱氧程度分按钢脱氧程度分碳碳素素钢钢可可分分为为沸沸腾腾钢钢(F)、镇镇静静钢钢(Z)和和半半镇镇静钢静钢(b)及特殊镇静钢及特殊镇静钢(TZ)9工字钢工字钢压型钢板压型钢板花纹钢板花纹钢板光圆钢筋光圆钢筋10槽钢槽钢角钢角钢11三、建筑钢材的应用三、建筑钢材的应用钢钢铁铁材材料料是是应应用用最最广广、产产量量最最大大的的金金属属材材料料，也是建筑工程中主要材料之一也是建筑工程中主要材料之一（1）用用型型钢钢制制作作厂厂房房、桥桥梁梁、闸闸门门及及高高压压管管道道等等，安安全全性性强强、质质量量轻轻，适适于于大大跨跨度度及及多多、高高层结构层结构（2）用钢筋和混凝土组成的钢筋混凝土结构，）用钢筋和混凝土组成的钢筋混凝土结构，强度高、耐久性好，适用范围广强度高、耐久性好，适用范围广12钢结构厂房钢结构厂房13北京北京20082008年奥运会年奥运会“鸟巢鸟巢”工程工程总用钢量总用钢量11万吨万吨14钢筋钢筋15武汉长江大桥武汉长江大桥16巴黎艾菲尔铁塔巴黎艾菲尔铁塔 17第二节第二节建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能和工艺性能和工艺性能18一、力学性能一、力学性能建筑钢材的力学性能主要有：抗拉性能、硬建筑钢材的力学性能主要有：抗拉性能、硬度和冲击韧性等度和冲击韧性等19（一）抗拉屈服强度和抗拉极限强度（一）抗拉屈服强度和抗拉极限强度20低碳钢单轴拉伸应力应变示意图低碳钢单轴拉伸应力应变示意图比例弹性阶段比例弹性阶段（Op）非比例弹性阶段非比例弹性阶段（pe）弹塑性阶段弹塑性阶段（es）塑性阶段或屈服阶段塑性阶段或屈服阶段(ss/)应力强化阶段应力强化阶段（s/b）颈缩破坏阶段颈缩破坏阶段（bf）比例极限比例极限p、弹性极限、弹性极限e、屈服强度、屈服强度s、极限强度、极限强度b21屈服强度屈服强度（s）是确定是确定允许应力允许应力的主的主要依据要依据硬钢的屈服点硬钢的屈服点屈强比屈强比（s/b）愈小，结构愈安全。愈小，结构愈安全。过小则造成浪费，一般碳素钢为过小则造成浪费，一般碳素钢为0.580.63，合金钢为，合金钢为0.650.75中碳钢和高碳钢没有明显的屈服现象，中碳钢和高碳钢没有明显的屈服现象，规范以规范以0.2%残余变形所对应的应力值作残余变形所对应的应力值作为名义屈服强度，用为名义屈服强度，用r0.2表示表示22L1拉断后标距部分长度拉断后标距部分长度mm；L0原标距长度原标距长度mm；通常取通常取L0=5d，或或L0=10d，伸长率分别为伸长率分别为5和和10相同钢材，相同钢材，510（二）伸长率（二）伸长率23（三）硬度（三）硬度钢材抵抗硬物压入表面的能力钢材抵抗硬物压入表面的能力常用的硬度指标为布氏硬度常用的硬度指标为布氏硬度（HB）和洛氏硬度和洛氏硬度（HR）24（四）冲击韧性（四）冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。用冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。用冲击韧性 表示表示 冲击韧性冲击韧性（J/cm2）试件冲断时吸收的冲击能试件冲断时吸收的冲击能（J）试件槽口处最小横截面积试件槽口处最小横截面积（cm2）25温度温度对钢材冲击韧性影响很大对钢材冲击韧性影响很大钢的脆性转变温度钢的脆性转变温度 冲击韧性骤然冲击韧性骤然下降而成脆性下降而成脆性（冷脆性）（冷脆性）负温条件下使用的结构，设计时必须考虑钢材的低温冲击韧性负温条件下使用的结构，设计时必须考虑钢材的低温冲击韧性26二、工艺性能二、工艺性能（一）（一）可焊性可焊性在在焊焊接接过过程程，由由于于高高温温及及焊焊后后急急冷冷，会会使使焊焊缝缝及及附附件件区区域域的的钢钢材材发发生生组组织织构构造造变变化化，产产生生局局部部变变形形，内内应应力力和和局局部部变变硬硬脆脆等等，甚甚至至在在焊焊缝缝周周围围产产生生裂缝，降低了钢材质量裂缝，降低了钢材质量可可焊焊性性好好的的钢钢材材，没没有有质质量量显显著著降降低低的的现现象象，所得焊接牢固所得焊接牢固焊接性能通过拉伸焊接性能通过拉伸(拉伸、冷弯拉伸、冷弯)试验检测试验检测27（二）（二）冷弯性能冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下承受静力弯曲时所冷弯性能是指钢材在常温下承受静力弯曲时所容许的变形能力容许的变形能力冷弯性能合格是指钢材试件在收到规定的弯曲冷弯性能合格是指钢材试件在收到规定的弯曲角度和弯芯直径条件下，弯曲试件的外拱面不发生角度和弯芯直径条件下，弯曲试件的外拱面不发生裂缝、断裂或起层现象裂缝、断裂或起层现象钢材含钢材含C、P较高，或曾经过不正常冷热处理，较高，或曾经过不正常冷热处理，则其冷弯性能往往不合格则其冷弯性能往往不合格冷弯性能通过冷弯试验检测冷弯性能通过冷弯试验检测28冷弯试验冷弯试验29在更在更苛刻苛刻的条件下检验钢材的塑性的条件下检验钢材的塑性以试验时的以试验时的弯曲角度弯曲角度和和弯心直径弯心直径作为指标来表示作为指标来表示弯曲角度愈大弯曲角度愈大，弯心直径愈小弯心直径愈小，表示对冷弯性能要求愈高，表示对冷弯性能要求愈高冷弯性能合格：弯曲处冷弯性能合格：弯曲处无裂纹无裂纹、断裂断裂及及起层起层等现象等现象30第三节第三节化学元素对钢材性能的影响化学元素对钢材性能的影响31一、一、碳碳随着含随着含C量的增加：量的增加：钢钢的的伸伸长长率率，断断面面收收缩缩率率和和冲冲击击韧韧性性逐逐渐下降渐下降硬度增大硬度增大C=0.8左左右右抗抗拉拉强度最高强度最高冷冷弯弯性性能能、焊焊接接性性能和抗腐蚀性能下降能和抗腐蚀性能下降32二、硅二、硅使钢的硬度、强度提高使钢的硬度、强度提高含含量量超超过过1.0时时，钢钢的的塑塑性性和和冲冲击击韧韧性性显显著著降低，冷脆性增加，焊接性能变差降低，冷脆性增加，焊接性能变差33三、锰三、锰炼炼钢钢过过程程中中，锰锰可可形形成成MnO及及MnS，成成为为钢钢渣渣而而排排出出，故故Mn起起着着脱脱氧氧去去硫硫作作用用，能能消消除除钢钢的的热脆性改善热加工性热脆性改善热加工性过过剩剩的的Mn固固溶溶于于钢钢内内，形形成成含含Mn的的合合金金铁铁素素体体和和合合金金渗渗碳碳体体，能能提提高高钢钢的的屈屈服服强强度度和和抗抗拉拉强度强度负负作作用用是是使使钢钢的的伸伸长长率率略略有有下下降降，当当锰锰的的含含量较高时，还会显著降低可焊性量较高时，还会显著降低可焊性34四、磷四、磷使钢的屈服点和抗拉强度提高使钢的屈服点和抗拉强度提高塑性降低、韧性显著下降塑性降低、韧性显著下降增增加加钢钢的的冷冷脆脆性性(韧韧性性随随温温度度下下降降而而急急剧剧恶恶化化的的现现象象)，对对于于承承受受冲冲击击荷荷载载或或低低温温下下使使用用的的钢钢材材是是有害的有害的使钢的冷弯性能急剧下降，可焊性变差使钢的冷弯性能急剧下降，可焊性变差普通碳素钢中磷的含量最多不得超过普通碳素钢中磷的含量最多不得超过0.04535五、硫五、硫在在钢钢材材热热加加工工过过程程中中产产生生晶晶粒粒的的分分离离，引引起起钢的断裂，即所谓热脆现象钢的断裂，即所谓热脆现象硫硫的的存存在在也也降降低低了了钢钢的的冲冲击击韧韧性性、疲疲劳劳强强度度、可焊性和抗腐蚀性可焊性和抗腐蚀性硫硫为为钢钢的的有有害害成成分分，其其含含量量受受严严格格控控制制，普普通碳素钢中最高含量不得大于通碳素钢中最高含量不得大于0.05536六、氧六、氧氧也是钢中的有害杂质氧也是钢中的有害杂质使钢材强度下降使钢材强度下降热脆性增加，冷弯性能变差热脆性增加，冷弯性能变差热加工性能和焊接性能下降热加工性能和焊接性能下降37七、氮七、氮可提高钢的屈服点、抗拉强度和硬度可提高钢的屈服点、抗拉强度和硬度使钢材的塑性和冲击韧性显著下降使钢材的塑性和冲击韧性显著下降增增大大冷冷脆脆性性、热热脆脆性性和和时时效效敏敏感感性性，使使钢钢的的焊接性能和冷弯性能变差焊接性能和冷弯性能变差尽量减少钢中氮的含量尽量减少钢中氮的含量38第四节第四节钢的压延加工及热处理钢的压延加工及热处理39 一、压力热加工一、压力热加工压压力力热热加加工工是是将将钢钢锭锭(或或钢钢材材)加加热热到到9001200，通通过过碾碾轧轧或或锻锻压压（压压延延加加工工），以以获获得得一一定大小或形状的钢材或零件定大小或形状的钢材或零件压力热加工可消除钢锭中的某些缺陷，从而带压力热加工可消除钢锭中的某些缺陷，从而带来机械性能的提高来机械性能的提高40二、冷加工及冷加工强化二、冷加工及冷加工强化冷冷加加工工工工艺艺是是常常温温下下钢钢材材的的冷冷拉拉、冷冷拔拔、冷冷轧轧等工艺的总称等工艺的总称冷冷加加工工强强化化是是在在冷冷加加工工过过程程中中，钢钢材材产产生生了了塑塑性性变变形形，并并引引起起其其强强度度和和硬硬度度的的提提高高，塑塑性性和和韧韧性降低性降低冷加工强化的原因冷加工强化的原因是钢材在塑性变形过程中，是钢材在塑性变形过程中，晶粒破碎而细化、晶格发生拉长、压扁或歪扭等晶粒破碎而细化、晶格发生拉长、压扁或歪扭等畸变，晶界处位错密度增大畸变，晶界处位错密度增大41三、钢的热处理三、钢的热处理钢钢的的热热处处理理是是通通过过对对钢钢进进行行加加热热、保保温温、冷冷却却等等手手段段，来来改改变变钢钢材材组组织织结结构构，以以达达到到改改善善性性质质的的一一种工艺。基本的热处理工艺如下种工艺。基本的热处理工艺如下(1)退退火火将将钢钢材材加加热热到到一一定定温温度度，保保温温若若干干时时间间，而而后缓慢冷却，称为退火后缓慢冷却，称为退火(2)淬淬火火将将钢钢材材加加热热到到一一定定温温度度，保保温温一一段段时时间间后后，在在盐盐水水、冷冷水水或或油油中中急急速速冷冷却却的的处处理理过过程程，称称为为淬淬火火淬火的目的是要获得更高强度和硬度的钢材淬火的目的是要获得更高强度和硬度的钢材42(3)回回火火将将淬淬火火处处理理后后的的钢钢，再再进进行行加加热热、冷冷却却处处理理，称为回火称为回火回回火火的的目目的的是是消消除除钢钢件件的的内内应应力力，增增加加其其韧韧性性。回火温度一般在回火温度一般在1506500C范围内范围内(4)正正火火将将钢钢材材加加热热到到一一定定温温度度，保保持持足足够够时时间间，然然后后静静置置于于空空气气中中冷冷却却，称称为为正正火火。对对于于断断面面尺尺寸寸较大的钢件，正火相当于退火的效果较大的钢件，正火相当于退火的效果(5)调调质质处处理理对对钢钢材材进进行行多多次次淬淬火火、回回火火等等多多种种处处理理的综合热处理工艺，称为调质处理的综合热处理工艺，称为调质处理43加加热热保温保温退火退火正火正火淬火淬火回火回火温温度度时间时间44四、钢的时效硬化四、钢的时效硬化钢钢的的强强度度和和硬硬度度随随时时间间延延长长而而逐逐渐渐增增大大，塑塑性性和和韧韧性逐渐减退的现象称为性逐渐减退的现象称为时效硬化时效硬化(简称为时效简称为时效)时效分为热时效和冷加工时效两种时效分为热时效和冷加工时效两种热热时时效效(又又称称淬淬火火时时效效)是是低低碳碳钢钢由由高高温温快快速速冷冷却却后后，其其塑塑性性和和韧韧性性会会随随静静置置时时间间延延长长而而不不断断降降低低的的现象现象冷冷加加工工时时效效钢钢材材经经冷冷加加工工后后，将将发发生生冷冷加加工工强强化化现现象象(如如前前述述)，静静置置一一段段时时间间后后，即即产产生生冷冷加加工工时效时效45淬火时效和冷加工时效可同时发生淬火时效和冷加工时效可同时发生建筑工程中，将钢筋进行冷加工建筑工程中，将钢筋进行冷加工(如冷拉如冷拉)，并，并在常温下放置在常温下放置1520d后再使用，通过冷加工强化后再使用，通过冷加工强化和时效，来提高钢筋的屈服强度，达到节约钢材和时效，来提高钢筋的屈服强度，达到节约钢材的目的的目的46第五节第五节建筑钢材的牌号与应用建筑钢材的牌号与应用建筑钢材分为钢结构用钢材和钢筋混凝建筑钢材分为钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢筋土用钢筋47一、钢结构用钢材一、钢结构用钢材钢钢结结构构是是用用各各种种型型钢钢、钢钢板板，经经焊焊接接、铆铆接接或或螺螺栓连接而成的工程结构栓连接而成的工程结构钢结构的特点：钢结构的特点：(1)构构件件尺尺寸寸大大，形形状状复复杂杂，不不可可能能对对其其进进行行整整体体热处理，钢材必须在供货状态下直接工作热处理，钢材必须在供货状态下直接工作（2）构构件件在在制制作作过过程程中中，常常需需经经冷冷弯弯焊焊接接等等，要要求钢材可焊性好，冷加工时效敏感性小求钢材可焊性好，冷加工时效敏感性小(3)结结构构暴暴露露于于自自然然环环境境，尤尤其其是是水水工工钢钢结结构构多多处处于于潮潮湿湿、腐腐蚀蚀或或低低温温条条件件下下工工作作，要要求求钢钢材材具具有有在在所处环境下的可靠性及耐久性所处环境下的可靠性及耐久性48（一）常用钢结构用钢的牌号及性能（一）常用钢结构用钢的牌号及性能1.碳素结构钢碳素结构钢2.牌号表示方法：牌号表示方法：字母字母Q、屈服点值、质量等屈服点值、质量等级（级（A、B、C、D）及脱氧方法四部分构成及脱氧方法四部分构成3.如如Q235-AF为屈服点不低于为屈服点不低于235MPa、A级级质量、沸腾钢的碳素结构钢质量、沸腾钢的碳素结构钢4.碳素钢的牌号碳素钢的牌号(屈服值屈服值增高，钢的含碳量增增高，钢的含碳量增大，强度提高，塑性降低，冷弯及可焊性下降。质大，强度提高，塑性降低，冷弯及可焊性下降。质量等级由量等级由A至至D，钢中有害杂质钢中有害杂质S、P含量逐渐减少，含量逐渐减少，低温低温冲击韧性改善，质量提高冲击韧性改善，质量提高49建筑工程中常用钢种建筑工程中常用钢种Q235Q235钢钢既既有有较较高高的的强强度度，又又有有较较好好的的塑塑性性及及可可焊焊性性，是是建建筑筑工工程程中中应应用用广广泛泛的的钢钢种种。（Q195及及Q215钢钢的的强强度度低低；Q255及及Q275钢钢虽虽然强度高，但塑性及可焊性较差）然强度高，但塑性及可焊性较差）502.低合金结构钢低合金结构钢低合金高强度结构钢是在低碳钢基础上，加入低合金高强度结构钢是在低碳钢基础上，加入适量合金元素冶炼而成适量合金元素冶炼而成牌号表示方法与碳素结构钢相似牌号表示方法与碳素结构钢相似低合金高强度结构钢比碳素结构钢具有更高的低合金高强度结构钢比碳素结构钢具有更高的屈服强度，同时还有良好的塑性、冷弯性、可焊屈服强度，同时还有良好的塑性、冷弯性、可焊性、耐腐蚀性和低温冲击韧性，更适用于大跨度性、耐腐蚀性和低温冲击韧性，更适用于大跨度钢结构及大型水工建筑物钢结构及大型水工建筑物513.优质碳素结构钢及合金结构钢优质碳素结构钢及合金结构钢（1）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢是生产过程中对质量控制较严（如是生产过程中对质量控制较严（如S0.035、P0.035)，质量较稳定的碳素钢，质量较稳定的碳素钢按含按含Mn量的不同分为（二组）量的不同分为（二组）l l普通含普通含Mn量（含量（含Mn量量0.8)l l较高含较高含Mn量（含量（含Mn量量0.71.2)（2）合金结构钢）合金结构钢合金结构钢是合金元素含量较高的钢（在炼合金结构钢是合金元素含量较高的钢（在炼钢中，为改善性能而加入超过普通钢允许含量的一钢中，为改善性能而加入超过普通钢允许含量的一种或多种合金元素）种或多种合金元素）52（3）应用）应用优优质质碳碳素素结结构构钢钢及及合合金金结结构构钢钢是是用用于于机机械械结结构构的主要钢种的主要钢种在在建建筑筑工工程程及及水水工工钢钢结结构构中中，常常用用来来加加工工制制作作各各种种轴轴、杆杆、铰铰、高高强强螺螺栓栓等等受受力力构构件件，以以及及钢钢铸件铸件53(二二)建筑及水工钢结构钢材的选用建筑及水工钢结构钢材的选用l一一般般工工程程结结构构，选选用用普普通通碳碳素素结结构构钢钢Q235-A，Q235-B及低合金高强度结构钢及低合金高强度结构钢Q345-A、Q345-B等等有有特特殊殊要要求求时时(如如动动荷荷载载、严严寒寒地地区区工工程程)，应应选用专门用途钢材选用专门用途钢材水水工工钢钢闸闸门门用用Q235、Q345或或16Mn钢钢；埋埋件件选选用用Q195Q235l l水水电电站站压压力力钢钢管管的的受受力力条条件件可可归归属属于于大大直直径径的的压压 力力 容容 器器，压压 力力 钢钢 管管 宜宜 采采 用用 20R、16MnR、15MnVR等等压压力力容容器器用用钢钢板板，以以及及Q460或或Q500高高强结构钢钢板强结构钢钢板54二、钢筋混凝土结构常用钢筋及钢丝二、钢筋混凝土结构常用钢筋及钢丝(一一)热轧钢筋热轧钢筋1.热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋2.用用Q235碳素钢轧制而成的光圆钢筋，强度级别碳素钢轧制而成的光圆钢筋，强度级别为为I级，牌号级，牌号R2353.2.热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋4.用低合金镇静钢和半镇静钢轧制，强度等级代用低合金镇静钢和半镇静钢轧制，强度等级代号为号为HRB335、HRB400、HRB500，其中：其中：HRB335，级；级；HRB400，级；级；HRB500，介于介于、级级之间之间553.应用应用、级光圆及带肋钢筋，适用于普通钢筋混级光圆及带肋钢筋，适用于普通钢筋混凝土结构用钢筋凝土结构用钢筋(简称普通钢筋简称普通钢筋)其其中中：级级钢钢筋筋强强度度较较低低，塑塑性性及及可可焊焊性性好好，主主要要用用于于一一般般钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的受受力力筋筋及及各各种种钢钢筋筋混凝土结构的构造筋混凝土结构的构造筋、级级钢钢筋筋强强度度较较高高，塑塑性性及及可可焊焊性性也也较较好好，适用于大、中型钢筋混凝土结构的受力筋适用于大、中型钢筋混凝土结构的受力筋HRB500带带肋肋钢钢筋筋，强强度度高高但但塑塑性性较较差差，适适用用于于预应力钢筋混凝土结构中施加预应力的钢筋预应力钢筋混凝土结构中施加预应力的钢筋56(二二)冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋1、冷轧带肋钢筋、冷轧带肋钢筋按抗拉强度（与热轧钢筋不同）分为按抗拉强度（与热轧钢筋不同）分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号五个牌号572、应用、应用冷冷轧轧带带肋肋钢钢筋筋具具有有强强度度高高、塑塑性性好好、综综合合力力学学性性能能优优良良以以及及握握裹裹力力强强等等优优点点，既既可可节节约约钢钢材材，又可提高结构的整体强度和抗震能力又可提高结构的整体强度和抗震能力CRB550适适宜宜用用作作普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构以以及及用用于有抗震要求的结构于有抗震要求的结构58（三（三)预应力混凝土用钢丝及钢绞线预应力混凝土用钢丝及钢绞线1.预应力混凝土用钢丝预应力混凝土用钢丝用用优优质质碳碳素素结结构构钢钢热热轧轧盘盘条条经经淬淬火火、回回火火等等调调质质处处理理后后，再再冷冷拉拉加加工工制制成成的的高高强强度度钢钢丝丝，简简称称预预应力钢丝应力钢丝预应力钢丝分为：冷拉钢丝和消除应力钢丝两种预应力钢丝分为：冷拉钢丝和消除应力钢丝两种钢丝外形：光面、刻痕及螺旋肋三种钢丝外形：光面、刻痕及螺旋肋三种59预应力钢丝的代号为：预应力钢丝的代号为：冷拉钢丝冷拉钢丝WCD低松弛钢丝低松弛钢丝WLR普通松弛钢丝普通松弛钢丝WNR钢钢丝丝外外形形光光圆圆（P）、螺螺旋旋肋肋（H）、刻刻痕痕（I）预预应应力力钢钢丝丝强强度度高高、柔柔性性好好、无无接接头头、质质量量稳稳定定、施施工工简简便便、安安全全可可靠靠，主主要要用用于于大大型型预预应应力力混凝土结构、电杆、轨枕等预制构件混凝土结构、电杆、轨枕等预制构件602预应力混凝土用钢铰线预应力混凝土用钢铰线预预应应力力混混凝凝土土用用钢钢绞绞线线用用冷冷拉拉光光圆圆钢钢丝丝或或冷冷拉拉刻痕钢丝捻制而成刻痕钢丝捻制而成两根、三根光圆钢丝捻制的钢绞线（两根、三根光圆钢丝捻制的钢绞线（12、13）三根刻痕钢丝捻制的钢绞线（三根刻痕钢丝捻制的钢绞线（13I）钢钢绞绞线线为为盘盘卷卷状状供供货货，每每盘盘为为一一整整根根，质质量量不不小小于于1000kg钢绞线主要用于大型预应力混凝土结构，以及岩土钢绞线主要用于大型预应力混凝土结构，以及岩土锚固工程等锚固工程等61第七节第七节 钢材的腐蚀与防护钢材的腐蚀与防护62钢钢材材的的腐腐蚀蚀是是指指钢钢材材受受周周围围的的气气体体、液液体体等等介质作用，产生化学或电化学反应而遭到的破坏介质作用，产生化学或电化学反应而遭到的破坏6364一、钢材腐蚀的原因一、钢材腐蚀的原因(一一)化学腐蚀化学腐蚀化化学学腐腐蚀蚀是是指指钢钢材材与与周周围围介介质质直直接接起起化化学学反应而产生的腐蚀。反应而产生的腐蚀。如如在在高高温温中中与与干干燥燥的的O2、NO2、SO2、H2S等等气气体体以以及及与与非非电电解解质质的的液液体体发发生生化化学学反反应应，在钢材的表面生成氧化铁、硫化铁等在钢材的表面生成氧化铁、硫化铁等65(二二)电化学腐蚀电化学腐蚀电电化化学学腐腐蚀蚀是是指指钢钢材材与与介介质质之之间间发发生生氧氧化化还原反应而产生的腐蚀。其特点是有电流产生还原反应而产生的腐蚀。其特点是有电流产生如如钢钢材材在在潮潮湿湿空空气气中中、水水中中或或酸酸、碱碱、盐盐溶溶液液中中产产生生的的腐腐蚀蚀；不不同同金金属属接接触触处处产产生生的的腐腐蚀蚀以以及及钢钢材材受受到到拉拉应应力力作作用用的的区区域域发发生生的的腐腐蚀蚀等等66二、腐蚀的类型二、腐蚀的类型(一一)均匀腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀腐蚀均匀地分布在材料表面腐蚀均匀地分布在材料表面(二二)晶间腐蚀和孔蚀晶间腐蚀和孔蚀晶间腐蚀晶间腐蚀沿晶界面进行的腐蚀沿晶界面进行的腐蚀孔孔蚀蚀钢钢材材表表面面因因热热处处理理、焊焊接接及及机机械械加加工工等等所所遗遗留留下下的的破破损损处处，及及因因化化学学腐腐蚀蚀而而覆覆盖盖有有锈皮的地方，继续发生的腐蚀锈皮的地方，继续发生的腐蚀67(三三)应力腐蚀应力腐蚀应应力力腐腐蚀蚀钢钢材材在在应应力力作作用用下下受受应应力力部部位位处于特别容易生锈的状态处于特别容易生锈的状态例如，钢筋弯钩的弯曲部，圆钉的顶端和尖部例如，钢筋弯钩的弯曲部，圆钉的顶端和尖部(四四)疲劳腐蚀疲劳腐蚀疲疲劳劳腐腐蚀蚀指指在在腐腐蚀蚀介介质质和和重重复复应应力力的的共共同同作作用用下下，具具有有孔孔蚀蚀和和应应力力腐腐蚀蚀的的联联合合作作用用。这这种种情况下钢材更易于发生破坏情况下钢材更易于发生破坏68(五五)冲刷腐蚀冲刷腐蚀冲冲刷刷腐腐蚀蚀是是在在腐腐蚀蚀介介质质和和机机械械磨磨损损的的共共同同作作用用下下所所产产生生的的。机机械械冲冲刷刷磨磨损损作作用用破破坏坏了了钢钢材材表表面面的的钝钝化化膜膜，可可加加速速腐腐蚀蚀介介质质的的作作用用，钢钢材材的的腐腐蚀蚀产产物物又又使使其其表表面面抗抗冲冲刷刷能能力力下下降降，从从而而加加速钢材的破坏速钢材的破坏69三、防止腐蚀的方法三、防止腐蚀的方法(一一)保护膜法保护膜法保保护护膜膜法法是是在在钢钢材材表表面面涂涂布布一一层层保保护护层层，以以隔隔离空气或其它介质离空气或其它介质常常用用的的保保护护层层有有搪搪瓷瓷、涂涂料料、耐耐腐腐蚀蚀金金属属(铅铅、锡等锡等)、塑料等、塑料等70(二二)阴极保护法阴极保护法阴阴极极保保护护法法是是根根据据电电化化学学原原理理进进行行保保护护的的一一种种方法。这种方法可用两种途径来实现方法。这种方法可用两种途径来实现(1)牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法即即在在要要保保护护的的钢钢结结构构上上，特特别别是是位位于于水水下下的的钢钢结结构构上上，接接以以较较钢钢材材更更为为活活泼泼的的金金属属，如如锌锌、镁镁等等。于于是是这这些些更更为为活活泼泼的的金金属属在在介介质质中中成成为为原原电电池池的的阳阳极极而而遭遭到到腐腐蚀蚀，取取代代了了铁铁素素体体，而而钢钢结结构均成为阴极而得到保护构均成为阴极而得到保护71(2)外加电流保护法外加电流保护法此此法法是是在在钢钢结结构构的的附附近近，安安放放一一些些废废钢钢铁铁或或其其它它难难熔熔金金属属，如如高高硅硅铁铁、铅铅银银合合金金等等。将将外外加加直直流流电电源源的的负负极极接接在在被被保保护护的的钢钢结结构构上上，正正极极接接在在废废钢钢铁铁或或难难熔熔金金属属上上。通通电电后后阳阳极极被被腐腐蚀蚀，钢钢结构成为阴极而得到保护结构成为阴极而得到保护本章结束本章结束72