试论影响水泥混凝土强度的各种因素摘要：随着我国的公路事业的迅猛发展，道路、桥梁和隧道工程建设数量在不断增加。而应用于这些建设工程的水泥混凝土，越来越受到人们的重视。作为混凝土最重要的性能，强度可评定和控制混凝土施工的质量。因此水泥混凝土强度与工程建设质量之间有着重大的关系。笔者根据自身多年的工作经验，谈谈影响水泥混凝土强度的各种因素。
关键词：水泥混凝土；强度；各种因素
abstract: along with the rapid development of the cause of the highway, the road, bridge and tunnel construction are increasing in number. and applied in the construction project of the cement concrete, more and more attention by people. as the most important properties of concrete, strength can be assessed and control the quality of concrete construction. so the cement concrete strength and engineering construction quality has a significant relationship between the. according to the own many years of work experience, and talk about on cement concrete strength of various factors.
keywords: cement concrete; strength; various factors 中图分类号：tu528.45 文献标识码：a 文章编号：
应用于道路、桥梁和隧道工程建设的原料——水泥混凝土，主
影响水泥强度检验的主要因素.. 目录 一、仪器因素.. 二、试验条件因素.. 三、操作因素.. 所谓水泥强度是指水泥胶砂硬化试体所能承受外力破坏的能力。水泥强度是水泥重要的物理力学性能之一,根据受力形式的不同,水泥强度通常分为抗压、抗折、抗拉三种。强度检验的规范性和准确性直接影响到水泥产品的品质指标。..所谓水泥强度是指水泥胶砂硬化试体所能承受外力破坏的能力。水泥强度是水泥重要的物理力学性能之一,根据受力形式的不同,水泥强度通常分为抗压、抗折、抗拉三种。强度检验的规范性和准确性直接影响到水泥产品的品质指标。 、仪器设备的影响..计量器具的影响..GB/17671—1999规定,称量天平的精度为±1g,加水器精度±1ml,如检验用天平和加水器的精度不够,会使水泥用量和加水量不准确,导致水泥胶砂的水灰比和灰砂比误差较大,必然影响水泥强度检验结果,试验表明,加水量波动1%,抗压强度相应波动2%左右。 仪器设备的影响 ..下表为加水量波动对抗压强度的影响:加水量三天抗压强度MPa 二十八天抗压强度MPa 221ml 33.2 59.6 223ml 32.7 59.4 225ml 31.1 57.4 227ml 30.8 57.4 229ml 30.2 5 一、、仪器设备的影响..行星式水泥胶砂搅拌机..JC/T681—1997规定,叶片与 锅底、锅壁之间的间隙为3±1mm,也就是说必须执行“2过4不过”原则。 ISO679: 1989《水泥试验方法—强度测定》要求标准砂的粒度范围0.08~2.0 mm,间隙<
2 mm,搅拌机会挤压砂粒,使水泥抗压强度偏高;间隙>4 mm时,胶砂浆体不 均匀,试体强度跳差大。、仪器设备的影响..行星式水泥胶砂搅拌机..JC/T681—1997规定,叶片与锅底、锅壁之间的间隙为3±1mm,也就是说必须执行“2过4不过”原则。ISO679:1989《水泥试验方法—强度测定》要求标准砂的粒度范围0.08~2.0 mm,间隙<2 mm,搅拌机会挤压砂粒,使水泥抗压强度偏高; 间隙>4 mm时,胶砂浆体不均匀,试体强度跳差大。 二、、仪器设备的影响..GB/17671GB/17671GB/17671GB/17671———— 1999199919991999要求行星式水泥胶砂搅拌机伴随着慢速和快速旋转完成搅拌过程,搅拌叶片高速与低速时的自转和公转速度高低直接影响水泥胶砂拌和的均匀程度,所以水泥胶砂搅拌机要定期计量检定和校验。、仪器设备的影 响..GB/17671GB/17671GB/17671GB/17671————1999199919991999要求行星式水泥胶砂搅拌机伴随着慢速和快速旋转完成搅拌过程,搅拌叶片高速与低速时的自转和公转速度高低直接影响水泥胶砂拌和的均匀程度,所以水泥胶砂搅拌机要定期计量检定和校验。 三、、仪器设备的影响..振实台..振实台的振动部分重量是影响振幅大小的主 要因素,“台盘上装上空试模后包括臂杆、模套和卡具的总质量”要求符合 JC/T682—1997规定:(20±0.5kg,振幅大小又直接影响到试体的密实程度,从而影响水泥强度检验结果。振动部分重量增加,会使振幅变小,使试体中的空气不能充分排出,致使试体不密实,导致强度检验结果偏低,反之会偏高。 所以振实台必须定期计量检定和校验。..振实台的安装若不按标准要求进行,也不能正确反应水泥强度检验结果。、仪器设备的影响..振实台..振实台的振动部分重量是影响振幅大小的主要因素,“台盘上装上空试模后包括臂杆、模套和卡具的总质量”要求符合JC/T682—1997规定:(20±0.5kg,振幅大小又
材料屈服强度及其影响因素 1. 屈服标准 工程上常用的屈服标准有三种： (1)比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力，国际上常采用σp表示，超过σp时即认为材料开始屈服。 (2)弹性极限试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以σel表示。应力超过σel时即认为材料开始屈服。 (3)屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为σ0.2或σys。 2. 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有： 结合键、组织、结构、原子本性。如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度，这就是：(1)固溶强化； (2)形变强化； (3)沉淀强化和弥散强化； (4)晶界和亚晶强化。 沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中，前三种机制在提高材料强度的同时，也降低了塑性，只有细化晶粒和亚晶，既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有： 温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标，但应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 3.屈服强度的工程意义 传统的强度设计方法，对塑性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力[σ]=σys/n，安全系数n一般取2或更大，对脆性材料，以抗拉强度为标准，规定许用应力[σ]=σb/n，安全系数n一般取6。 需要注意的是，按照传统的强度设计方法，必然会导致片面追求材料的高屈服强度，但是随着材料屈服强度的提高，材料的抗脆断强度在降低，材料的脆断危险性增加了。 屈服强度不仅有直接的使用意义，在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料屈服强度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。 材料开始屈服以后，继续变形将产生加工硬化。 4.加工硬化指数n的实际意义 加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况，它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。n还决定了材料能够产生的最大均匀应变量，这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。 对于工作中的零件，也要求材料有一定的加工硬化能力，否则，在偶然过载的情况下，会产生过量的塑性变形，甚至有局部的不均匀变形或断裂，因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。 形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=0.5，因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高，但如用冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过
影响混凝土强度的主要因素 1.影响混凝土强度的因素很多，从内因来说主要有水泥强度、水灰比和骨料质量。 水泥强度和水灰比： 混凝土的强度主要来自水泥石以及与骨料之间的粘结强度。水泥强度越高，则水泥石自身强度及与骨料的粘结强度就越高，混凝土强度也越高。试验证明，混凝土与水泥强度成正比关系。水泥完全水化的理论需水量约为水泥重的23%左右，但实际拌制混凝土时，为获得良好的和易性，水灰比大约在0.40--0.65之间，多余水分蒸发后，在混凝土内部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小。另一方面，多余水分在混凝土内的迁移过程中遇到粗骨料时，由于受到粗骨料的阻碍，水分往往在其底部积聚，形成水泡，极大地削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。因此，在水泥强度和其他条件相同的情况下，水灰比越小，混凝土强度越高，水灰比越大，混凝土强度越低。但水灰比太小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。试验证明，在相同的情况下，混凝土的强度( Mpa)与水灰比呈有规律的曲线关系，而与灰水比则成线性关系。 2 影响强度的其它因素
为了使混凝土能达到预定的强度，还必须在施工中搅拌均匀、捣固密实，养护良好并使之达到规定的龄期。 （一）施工条件的影响：施工条件是确保混凝土结构均匀密实、硬化正常、达到设计要求强度的基本条件。在施工过程中必须把拌合物搅拌均匀，浇注后必须捣固密实，且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度。采用机械搅拌比人工搅拌的拌合物更均匀，同时采用机械捣固的混凝土更密实，因此机械捣固可适用于更低水灰比的拌合物；能获得更高的强度。改进施工工艺性能也能提高混凝土强度，如采用分次投料搅拌工艺、高速搅拌机搅拌、高频或多频振捣器振捣、二次振捣工艺都会有效的提高混凝土的强度。 （二）养护条件的影响：为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后必须在一定的养护条件下（包括养护温度）进行养护，目的是保证水泥水化的正常进行，以达到预定的强度和其他性能。周围环境湿度是保证水泥正常水化、混凝土顺利成型的一个重要条件。在适当的湿度下，水泥能正常水化，使混凝土强度充分发展。如果湿度不足，混凝土表面会发生失水干燥现象，迫使内部水分向表面迁移，造成混凝土结构疏松、干裂，不但降低强度，而且还将影响混凝土的耐久性能。环境温度对水泥水化作用的影响是显著的。养护温度高，可以加快水泥水化速度，混凝土早期强度高；反之，混凝土在低温下强度发展相应迟缓，尤其温度在冰点以下
影响混凝土强度的主要因素 硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致界面上形成了许多微细的裂缝。另外，还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受力时，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。强度试验也证实，正常配比的混凝土破坏主要是骨料与水泥石的粘结界面发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料的粘结强度。而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。 1）水灰比 水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。也是决定性因素。 水泥是混凝土中的活性组成，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则硬化水泥石的强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。如常用的塑性混凝土，其水灰比均在0．4～0．8之间。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝土抵抗荷载的有效断面，而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此，在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。但是，如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞，将导致混凝土强度严重下降。参见图３—１。 图３—１混凝土强度与水灰比的关系 a)强度与水灰比的关系 b)强度与灰水比的关系 2）骨料的影响 当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。 由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间的机械啮合力和粘结力，所以在原材料、坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石拌制的混凝土的强度要高。 骨料的强度影响混凝土的强度。一般骨料强度越高，所配制的混凝土强度越高，这在低水灰比和配制高强度混凝土时， 特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体
影响水泥混凝土强度的因素 商品混凝土是目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、桥梁和隧道工程、水利及特种结构的建设领域中发挥着不可替代的作用。任何商品混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力，强度是商品混凝土最重要的力学性能。通常用强度来评定和控制商品混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。本文就影响水泥商品混凝土强度的因素做简单的分析。 1、水泥对商品混凝土强度的影响 水泥商品混凝土中的活性成分，其强度大小直接影响着商品混凝土强度的高低。商品混凝土抗压强度与商品混凝土使用的水泥强度成正比，在配合比相同的情况下，所使用的水泥强度越高，制成的商品混凝土强度越高。水泥商品混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度及后期强度，而且这些影响贯穿于商品混凝土中。用早期强度较高的水泥来制作商品混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。 水泥细度对商品混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量。因为当颗粒很细时，间隙水可引起一些高W/C区域。 而水泥质量的波动对商品混凝土强度的影响,应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥质量的波动，毫无疑问地在商品混凝土强度上反映出来。采用具有相同平均强度而离散系数小的水泥，可以降低商品混凝土的水泥用量。水泥质量波动大多是由于水泥细度和早期强度的差异引起的。而这些因素在早期的影响最大。随着时间的延长其影响就不再是最重要的了。即水泥质量波动引起的商品混凝土强度的标准离差，不随龄期
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/529685339.html, 304不锈钢抗拉强度试验影响因素分析 作者：林剑峰 来源：《科学与财富》2016年第25期 摘要：文章通过试验，对比分析了不同试验速率与温度对奥氏体304不锈钢拉伸性能测试结果的影响规律，总体上的试验结果表明，试验速率对测定结果的影响较小，环境的温度变化才是测定结果波动的主要影响因素，以期本试验研究分析可指导生产检测与产品验收。 关键词：奥氏体304不锈钢；拉伸试验；马氏体；环境温度；试验速率 拉伸试验是力学性能试验中最基础、最常用的试验，拉伸试验中给出的性能指标也是在工业上应用最广泛的材料性能指标。304不锈钢是一种通用型奥氏体不锈钢，它的金属制品耐高温，韧性高，加工性能好，广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。拉伸性能是其力学性能测试中最基本、最通用的检验指标，也是304不锈钢产品的最基本交货依据。由于304不锈钢属于非稳态奥氏体不锈钢，在拉伸试验变形过程中会发生应变诱发相变产生马氏体，但金属材料本身材质的不均匀性以及在应变强化过程中温度、速率、应变量等均可影响应变诱发马氏体的转变量、转变速率等方面的情况，使得抗拉强度测定结果存在差异，不利于测试的进行。因此，有必要对拉伸试验检测结果波动的影响因素进行分析，掌握不同测试条件下拉伸性能测试结果的变化规律，从而对所检验的材料做出科学的评价。 1试验材料与试验方法 1.1试验材料 试验材料选用厚度为20mm、共3个炉号的热轧固溶态304不锈钢板，不同炉号钢板的化学成分略有不同。 1.2 试验方法 采用不同试验温度（在GB/T228.1-2010规定的温度范围内10～35℃）和不同拉伸试验速率（上、下限分别略大于和略小于GB/T228.1-2010规定的拉伸速率范围0.005～0.008s-1）对 上述304不锈钢板进行拉伸试验。拉伸试验用试样为螺纹头棒状试样，试样形状及尺寸如图1所示。拉伸试验前后分别测试试样均匀变形段的马氏体含量。拉伸试验采用德国产Z300高低温电子拉伸试验机完成，马氏体含量测定用瑞士产FeritscopeFMP30铁素体含量测定仪完成。 2 试验结果与讨论 2.1 304不锈钢加工硬化分析
概览 屈服强度：大于此极限的外力作用，将会是零件永久失效，没法恢复。这个压强叫做屈服强度。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 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（yield strength）。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 屈服强度标准 建设工程上常用的屈服标准有三种：
1、比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力，国际上常采用σp表示，超过σp时即认为材料开始屈服。 2、弹性极限试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以Rel表示。应力超过Rel时即认为材料开始屈服。 3、屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为Rp0.2。 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有：结合键、组织、结构、原子本性。 如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度，这就是：(1)固溶强化；(2)形变强化；(3)沉淀强化和弥散强化；(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中，前三种机制在提高材料强度的同时，也降低了塑性，只有细化晶粒和亚晶，既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有：温度、应变速率、应力状态。 随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标，但应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 屈服强度的工程意义
影响金属材料疲劳强度的八大因素 Via 常州精密钢管博客 影响金属材料疲劳强度的八大因素 材料的疲劳强度对各种外在因素和内在因素都极为敏感。外在因素包括零件的形状和尺寸、表面光洁度及使用条件等，内在因素包括材料本身的成分，组织状态、纯净度和残余应力等。这些因素的细微变化，均会造成材料疲劳性能的波动甚至大幅度变化。 各种因素对疲劳强度的影响是疲劳研究的重要方面，这种研究将为零件合理的结构设计、以及正确选择材料和合理制订各种冷热加工工艺提供依据，以保证零件具有高的疲劳性能。 应力集中的影响 常规所讲的疲劳强度，都是用精心加工的光滑试样测得的，然而，实际机械零件都不可避免地存在着不同形式的缺口，如台阶、键槽、螺纹和油孔等。这些缺口的存在造成应力集中，使缺口根部的最大实际应力远大于零件所承受的名义应力，零件的疲劳破坏往往从这里开始。 理论应力集中系数Kt ：在理想的弹性条件下，由弹性理论求得的，缺口根部的最大实际应力与名义应力的比值。 有效应力集中系数（或疲劳应力集中系数）Kf：光滑试样的疲劳极限σ-1与缺口试样疲劳极限σ-1n的比值。 有效应力集中系数不仅受构件尺寸和形状的影响，而且受材料的物理性质、加工、热处理等多种因素的影响。 有效应力集中系数随着缺口尖锐程度的增加而增加，但通常小于理论应力集中系数。 疲劳缺口敏感度系数q：疲劳缺口敏感度系数表示材料对疲劳缺口的敏感程度，由下式计算。 q的数据范围是0-1，q值越小，表征材料对缺口越不敏感。试验表明，q并非纯粹是材料常数，它仍然和缺口尺寸有关，只有当缺口半径大于一定值后，q值才基本与缺口无关，而且对于不同材料或处理状态，此半径值也不同。 尺寸因素的影响
混凝土电通量 （1）基本原理 电通量法是在一定条件下通过混凝土规定截面积的电荷总量，用于评价混凝土抵抗水和离子等介质向内渗透的能力。 （2）目的与适用范围 本方法适用于测定以通过混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能。本方法不适用于惨有亚硝酸盐和钢纤维等良导电材料的混凝土抗氯离子渗透试验。 （3）仪器与材料 电通量测定，真空保水机恒温水浴； 阴极溶液采用3.0%的NaCl溶液，阳极溶液采用0.3mol/L的NaOH溶液，密封材料为硅胶或树脂等密封材料。 （4）环境设施 无特殊要求。 （5）试验准备 1、电通量试验应采用直径Φ=100±1 mm，高度h=50±2 mm 的圆柱体试件。如试件表面有涂料等表面处理应预先切除，试样内不得含有钢筋。试样移送试验室前要避免冻伤或其它物理伤害。 2、先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱表面或侧面，必要时填补涂层中的孔洞以保证试件圆柱面或侧面完全密封。 3、测试前应进行真空饱水。将试件放入真空干燥器中，启动真空泵，使真空干燥器中的负压保持在1～5kPa 之间，并维持这一真空3h 后注入足够的蒸馏水或者去离子水，直至淹没试件，试件浸没1h 后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 （6）试验步骤 1、水中取出试件，抹掉多余水分（保持试件所处环境的相对湿度在95％以上），将试件安装于试验槽内，采用螺杆将两试验槽和端面装有硫化橡胶垫的试件夹紧。
2、将质量浓度为3.0％的NaCl 溶液和物质的量浓度为0.3mol/L 的NaOH 溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaCl 溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入NaOH 溶液的试验槽中的铜网连接电源正极。 3、接通电源（保持试验槽中充满溶液），对上述两铜网施加60±0.1V 直流恒电压，并记录电流初始读数I0。开始时每隔5min 记录一次电流值，当电流值变化不大时，每隔10min记录一次电流值；当电流变化很小时，每隔30min 记录一次电流值，直至通电6h。采用自动采集数据的测试装置时，记录电流的时间间隔可设定为5~10min，自动采集电流装置时应具备自动计算电通量的功能。电流测量值精确至±0.5mA。 4、试验结束后，应及时排除试验溶液，用饮用水和洗涤剂仔细冲洗试验槽60s，再用蒸馏水洗净并用电吹风（用冷风档）吹干。（7）计算 1、绘制电流与时间的关系图。将各点数据以光滑曲线连接起来，对曲线作面积积分，或按梯形法进行面积积分，即可得试验6h 通过的电通量（C）。 2、也可采用下列简化公式计算每个试件的总库仑电通量： Q=900(I0+2I30+2I60+…+2 I t+…+2I300+2I330+ I360) 式中：Q ——通过的电通量（C）； I0——初始电流（A），精确至0.001A； I t ——在时间t（min）的电流（A），精确至0.001A；。 如果试件直径不是95mm，计算的通过总电通量必须调整。通过给计算的总电通量乘以一个标准试件和实际试件横截面积的比值，即：Qs= Q x×(95/x)2 式中Q s——通过直径为95mm 的试件的电通量（C）； Q x——通过直径为x(mm)的试件的电通量（C）； x——非标准试件的直径（mm）。 （8）精度与允许差 取同组三个试件通过电通量的平均值作为该组试件的电通量值。如果某一个测值与中值的差值超过中值的15％，则取其余两个测值的平均值作为该组的试验结果。如有两个测值与中值的差值都超过中值的15％，则取中值作为该组的试验结果。 （9）铁路和公路标准的不同之处
《工程材料力学性能》（第二版）课后答案 第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(ζP) 或屈服强度(ζS)增加；反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS) 降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。 包辛格效应可以用位错理论解释。第一，在原先加载变形时，位错源在滑移
熟料矿物组成对水泥强度的影响 在硅酸盐水泥熟料中，四种主要矿物C3S、C2S、C3A、C4AF每一种都以单独的相存在，并在水化反应中显示各自不同的特征。因此，矿物组成及相对含量对水泥的水化速度、水化物的形态和尺寸有决定性影响，对水泥强度的形成和发展有着至关重要的作用。可以说，矿物组成是水泥早期强度、强度增长速度和后期强度高低位重要的影响因素。 表1和表2是水泥熟料四种单矿物质强度的测定结果。由于试验条件的差异，各方面所测单矿物的绝对强度不一样，但就其基本规律却是一致的，即硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度的主要因素。 表1 四种主要矿物的抗压强度（一）单位：Mpa
其中C3S的早期强度最大，28天强度基本上依赖于C3S，C3S含量高，水泥的早期强度高，但以后强度增长不大。而C2S高的水泥虽然早期强度不高，但长期强度增幅大，到1年以后可以赶上甚至超过C3S高的水泥。C3S、C2S的相对含量对强度发展的影响如图2所示。 表2 四种主要矿物的抗压强度（二）单位：Mpa C3A的早期强度增长很快，一般认为，C3A主要对早期强度有利，但强度绝对值不高，而后期强度增长随龄期延长逐渐减少，甚至有倒缩现象。实验表明，当水泥中C3A含量较低时，水泥强度随C3A的增多而提高，但超过某一最佳含量后，强度反而降低，同时龄期越短，C3A的最佳含量越高。C3A的含量对1d、3d 的早期强度影响最大，如果超过最佳含量，则将对后期产生不利影响。 关于C4AF的强度，目前国内外有关实验证明，C4AF不仅对早期强度有利，而且有助于后期强度的发展，由表1和表2数据可知，其3d、7d、28d抗压强度远比C2S和C3A高，其一年强度甚至还能超过C3S。由此可知，C4AF也是一种
三、简答题 1．简述哪些因素对钢材性能有影响？ 化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度规范值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的规范值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大（Q235的f u /f y ≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件，比较极限和屈服强度是比较接近（f p =(0.7~0.8)f y ），又因为钢材开始屈服 时应变小（ε y ≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？ 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标，还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。
混凝土试块抗压强度的影响因素 一、试件取样对混凝土试块抗压强度的影响 1、试件数量不足。出现该问题的原因大多为在施工之前没有将抽样方案确定下来，对于留置数量和评定统计方法没有量化、细化，导致统计上出现了误差。 2、抽样的样品没有代表性，不能将混凝土的质量真实地反映出来。这大多是由于取样人员在取样时，没有严格按照相关规范的要求实施取样。在实施中，仅是根据混凝土搅拌质量的优劣一次制作出了多组试件包含了下一个批次的试件，如此做法，不能真实地反映个批次混凝土的实际质量。 3、《普通混凝土物理力学性能试验方法标准》中的相关条例具体规定了混凝土试件的成型方法、振捣方法和养护要求，如果在施工现场对这些规范和要求有所缺失，必然导致成型后的试件存在诸多问题，这些问题也势必影响了试块抗压强度检测的准确性。 二、检测过程对混凝土试块抗压强度的影响 1、在对试块实施抗压强度测试之前，没有能够按照试件的尺寸公差实施检测。大量工程实践和相关标准表明，标准的试件检测有如下要求： （1）承压面的平整度公差应￡0.0005d（其中d为试件直径）； （2）试件相邻面应该垂直，即夹角为90°，公差应0.5°； （3）对于试件各边长、直径和高的实际尺寸公差应1mm。 2、在进行试块抗压强度测试的操作中，试块放置位置的精确程
度不够，导致试块不是轴心受压。 3、没有按照加荷速度标准实施正确的操作，导致由于加荷速度过于快了生成冲击荷载。大量理论研究和工程实践经验表明，试块在受力被破坏之前，荷载增加的速度如果大于材料裂纹扩展的速度，那么测试得到的强度值与真实值相比偏高。 4、在测试时，如果试件表面有油污对测试结果有影响。理论研究和实验表明，如果试件的受压面上存有油污，那么将减小承压板与试件表面之间的摩擦力，试件将出现垂直裂纹而破坏，如此一来测试得到的混凝土强度值偏低。 5、试件浸泡养护后没有晾干对测试结果也有影响。理论研究和实验表明，试件在水中浸泡养护后，试件含水量比较大，如果不将其晾干，那么测试得到的混凝土强度值偏低。 三、改善措施分析 1、试件取样上控制 （1）严格做好试配、试验、设计配合比、浇筑施工、养护、取样和测强等等每一环节来科学地确定混凝土强度等级，因为在操作上任何一个环节出现疏忽或失误，都有导致降低混凝土强度的可能。 （2）对于混凝土施工组织设计和质量措施方案的编制要有专人负责，精心编制，确保混凝土质量能够始终位于受控的状态。 （3）在具体工程中配备的从业人员，应是具有一定文化水平和工作责任心的专职抽样人员，由其负责现场的混凝土取样和制作工作。
屈服强度概述 屈服强度是材料开始发生明显塑性变形时的最低应力值。 1.概念解释 屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。
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。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 2.屈服极限，常用符号δs，是材料屈服的临界应力值。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为材料发生0.2%延伸率）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 a．屈服点yield point（σs） 试样在试验过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）
1.0影响材料性能的因素 2.01.1碳当量对材料性能的影响字串9 决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。当随着 C、Si的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。 1.2合金元素对材料性能的影响 在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制同样是重要的手段。 1.3炉料配比对材料的影响字串4 过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料的观点，而实际上这种观点所看到的只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生铁是Ti的主要来源，因此生铁使用量的多少会直接影响材料中Ti的含量，对材料机械性能产生很大的影响。同样废钢是许多合金元素的来源，因此废钢用量对铸铁的机械性能的影响是非常直接的。在电炉投入使用的初期，我们一直沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：25~35%，废钢：30~35%）结果材料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时及时调整了废钢的用量之后，问题很快得到了解决，因此废钢在熔化控制过程中是一项非常重要的控制
混凝土电通量试验步骤 一、试验步骤： 1 电通量试验应采用直径Φ=100±1 mm，高度h=50± 2 mm 的圆柱体试件。如试件表面有涂料等表面处理应预先切除，试样内不得含有钢筋。试样移送试验室前要避免冻伤或其它物理伤害。 2 先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱表面或侧面，必要时填补涂层中的孔洞以保证试件圆柱面或侧面完全密封。 3 测试前应进行真空饱水。将试件放入真空干燥器中，启动真空泵，使真空干燥器中的负压保持在10～50mbar （1～5kPa）之间，并维持这一真空3h 后注入足够的蒸馏水或者去离子水，直至淹没试件，试件浸没1h 后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 4 从水中取出试件，抹掉多余水分（保持试件所处环境的相对湿度在95％以上），将试件安装于试验槽内，采用螺杆将两试验槽和端面装有硫化橡胶垫的试件夹紧。试验应在20~25℃恒温室内进行。 5 将质量浓度为 3.0％的NaCl 溶液和物质的量浓度为0.3mol/L 的NaOH 溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaCl 溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入NaOH 溶液的试验槽中的铜网连接电源正极。 6 接通电源（保持试验槽中充满溶液），对上述两铜网施加60±0.1V 直流恒电压，并记录电流初始读数I0。开始时每隔5min 记录一次电流值，当电流值变化不大时，每隔10min记录一次电流值；当电流变化很小时，每隔30min 记录一次电流值，直至通电6h。采用自动采集数据的测试装置时，记录电流的时间间隔可设定为5~10min，自动采集电流装置时应具备自动计算电通量的功能。电流测量值精确至±0.5mA。 7 试验结束后，应及时排除试验溶液，用饮用水和洗涤剂仔细冲洗试验槽60s，再用蒸馏水洗净并用电吹风（用冷风档）吹干。 二、试验结果计算及确定应按下列方法进行： 1 绘制电流与时间的关系图。将各点数据以光滑曲线连接起来，对曲线作面积积分，或按梯形法进行面积积分，即可得试验6h 通过的电通量（C）。 2 也可采用下列简化公式计算每个试件的总库仑电通量： Q=900(I0+2I30+2I60+……+2I300+2I330+ I360)
混凝土强度的影响因素 混凝土硬化后最基本的性能就是强度, 混凝土强度有抗压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密切的关系。由于它的测定方法比较简单, 同时在混凝土结构中混凝土主要用来承受 压力, 因此凝土的抗压强度就成为评价其质量的最重要的一项指标。通常所讲的混凝土强度等级是混凝土的特定抗压强度,是设计和施工 时的强度指标。混凝土强度等级是按照标准方法试验测定的。用边长为15 cm的立方体试件, 标准条件( 温度为20±2℃, 相对湿度95% 以上)下养护28天的抗压强度。影响混凝土强度的因素较多, 主要是混凝土的构成材料, 施工中振捣密实强度及混凝土强度增长过程中 的养护条件。混凝土的组成材料包括水泥、集料( 粗、细骨料) 、水、掺合料、外加剂等。 1 水灰比是决定混凝土强度的关键 水在混凝土中的掺量是决定混凝土强度的主要因素。通常情况下, 满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。普通混凝土常用 的水灰比为0.4:0.65, 超过水化需要的水主要是为了满足工作性的 需要。超量的水在混凝土内部留下了缝,使混凝土强度、密度和各种 耐久性都受到不利影响, 因此, 水灰比是定混凝土强度的关键。灰水比越大( 水灰比越小) 混凝土强度越高, 灰水比越小( 水灰比越大) 强度越低。在一般情况下, 集料的强度都高于混凝土强度, 甚至高 出几倍。因此, 混凝土的强度主要取决于起胶结作用的水泥石的质量。而水泥石的质量又决定于水泥标号和水灰比, 所以说水泥石质量
决定于水灰比, 可从水在水泥浆体中的存在形态加以分析。经研究证明, 水泥浆体中的水有四种形态: ( 1) 化合水, 水以原子形态参加晶格, 即水分子有序排列于水化物晶格之内, 完全与水泥化合而形成新物质。这部分约占总量的 20~25%。 ( 2) 凝胶水,存在于水化物凝胶中的水为凝胶所包围, 但不与水泥起水化反应。蒸发后在水泥石中留下凝胶孔。 ( 3) 毛细水,存在于毛细孔中的可蒸发水, 蒸发后留下毛细孔。( 4) 游离水, 对水泥浆体结构和性能完全属于多余的可蒸发水, 因此, 愈少愈好。但因为混凝土施工需一定的和易性, 故游离水不能完全避免。 以上4种存在于水泥浆体的水, 除了化合水外, 其余三种形态的水, 都将随着水泥浆体的凝结硬化而逐渐蒸发掉, 给水泥石留下的是孔隙, 而任何固体的强度都与所含孔隙率大小有关, 孔隙率越大强度越低, 孔隙越小强度越高。所以混凝土水灰比越大, 孔隙率越大, 强度越低, 水灰比越小, 孔隙率越小, 强度越高。 2 水泥对混凝土强度的影响 水泥标号对混凝土强度的作用是人们所熟知的, 同样配合比, 水泥标号愈高, 混凝土强度愈高, 水泥标号愈低, 混凝土强度愈低。关于水泥用量对混凝土强度的影响, 一般认为“水泥越多混凝土强度越高”。这个认识是不确切的: 这个前提应该是在水灰比不变的情况下。如果水灰比不同, 就无法谈高低问题。二是两者间关系不是永
影响水泥强度检验的因素： 一、试验条件对水泥强度检验结果的影响： 1、材料温度、室温、水温变化时对水泥强度的影响 当材料温度、室温、养护水温均底于标准规定时，会导致水泥强度明显下降。如所有温度相差6—7℃，则强度可相差一个等级。当温度偏高，则强度也明显偏高。据有关试验表明：养护水温每提高或降低1℃，强度约相差1%--2%。 2、养护箱温度对强度的影响 如养护箱温度从控制标准提高5℃左右，不同龄期的抗折抗压强度就相应偏高2%--5%。温度对于水泥的早期强度影响比对水泥后期强度的影响更大一些。 3、水泥试样存放条件对强度的影响 a．试样存放条件对水泥强度的影响较大。试验表明，如水泥在四层纸袋中存储15天后，强度会明显下降，尤其是28天抗压强度比原来下降10%左右。这说明，试样受潮后强度将明显下降。 b．试样封存条件对强度影响也很大。试验表明，常温下的水泥试样装入白铁筒封存3个月，水泥强度下降不明显，而热水泥装入白铁筒封存3个月，水泥强度会下降，抗压强度降低7%左右。采用聚氯乙烯塑料袋包装水泥试样，将使水泥强度有较大幅度的下降。试验证明，常温下将水泥装进聚氯乙烯塑料袋封存，15天无显著影响，1个月后强度降低12%左右。热水泥装入聚氯乙烯塑料袋封存，15天后抗压强度就下降10%以上。而采用食品塑料袋封存水泥试样，则对水泥强度没有影响。因此试样应保持在干燥的环境中，并采用适当措施加以封存。 4、胶砂加水量对强度的影响 加水量对水泥强度影响较大。用水量增减10ml时，抗折或抗压强度均有明显变化。试验表明：加水量波动1%，则抗压强度相应变化2%左右。 5、标准砂对强度的影响 二、仪器设备对水泥强度检验结果的影响 1、胶砂搅拌机：叶片与锅底、锅壁的工作间隙为3±1mm，间隙增大，锅底