新爵 发表于 2024-10-10 08:51:28

土木工程材料的构造及其对材料性质的影响

土木工程材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元互相组合搭配的情况。与结构相比,构造更强调相同材料或不同材料间的搭配与组合关系。如具有特定结构的节能墙板,是由不同性质的材料经一定的搭配与组合而成的一种复合材料。这种构造赋予了墙板良好的隔声吸声、隔热保温、防火抗震、坚固耐久等的整体功能和综合性质。

随着材料科学和工程理论与技术的日益发展,不断深入研究材料的组成、结构、构造和材料性能之间的关系,不仅有利于为包括土木工程在内的各种工程正确选用材料,而且还会加速实现按所需性能来设计与研制新型材料的目标。

最大的海难——泰坦尼克号的沉没
现象:1912年,当时世界上最大的客船泰坦尼克号初航,不幸撞上冰山,35cm厚的船钢板在水位线处像拉链拉开一样被撕裂,海水排山倒海般涌向船内,约3小时后沉没。原因分析:泰坦尼克号所用的钢板,经过抗压强度试验,其抗压强度比现代钢材还要高。但对其做钢材冲击韧性试验,发现钢材断裂时吸收的冲击功很低,是韧性差的脆性材料。经化学分析显示,该钢材的含硫量较高,硫致使钢材的脆性增加。

铸铁造桥酿成灾难
现象:1878年6月,英国人用铸铁在北海的Tay湾上建造了全长3160m、单跨73.5m的跨海大桥,采用梁式桁架结构,在石材和砖砌筑的基础上采用铸铁管做桥面。结果建成不到两年,在一个台风袭击的夜晚,在台风加上火车冲击荷载的作用下桥墩脆断、桥梁倒塌、车毁人亡。原因分析:塌桥灾难主要是由于铸铁的桥墩在冲击荷载作用下发生脆断所造成的。在那之后,人们对钢材和铸铁这两种材料进行了深入的性能比较研究,发现钢材不仅具有很高的抗压强度,同时也具有很高的抗拉强度和抗冲击韧性。从此以后,人们开始采用钢材建造桥梁,并逐步完善其结构设计和施工技术,不断刷新桥梁跨度的记录。
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