2011巖土工程師考試:木材知識(shí)(一)

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3、 木材
    3.1概述:
    (1) 木材的特性:輕質(zhì)、高強(qiáng);彈性和韌性好;導(dǎo)熱系數(shù)小;裝飾性好;耐久性好;材質(zhì)較軟等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是:各向異性,脹縮變形大、易腐、易燃等。
    (2) 木材的性質(zhì):主要包括含水率、濕脹干縮、強(qiáng)度等性能。
    含水率:木材中的水分主要有三種,即自由水、吸附水和結(jié)合水。當(dāng)木材中無(wú)自由水,而細(xì)胞壁內(nèi)吸附水達(dá)到飽和時(shí),這時(shí)的木材含水率稱為纖維飽和點(diǎn)。纖維飽和點(diǎn)是木材性質(zhì)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。木材中所含的水分是隨著環(huán)境的溫度和濕度的變化而改變的。當(dāng)木材長(zhǎng)時(shí)間處于一定溫度和濕度的環(huán)境中時(shí),木材中的含水量最后會(huì)達(dá)到與周圍環(huán)境相平衡,這時(shí)木材的含水率稱為平衡含水率。
    濕脹與干縮變形:當(dāng)木材的含水率在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),隨著含水率的增大,木材體積產(chǎn)生膨脹。當(dāng)木材的含水率在纖維飽和點(diǎn)以上,只有自由水增減變化時(shí),木材的體積不發(fā)生變化。
    木材的強(qiáng)度:木材常用的強(qiáng)度有抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。木材的強(qiáng)度有順紋強(qiáng)度和橫紋強(qiáng)度之分。木材的順紋強(qiáng)度比其橫紋強(qiáng)度要大得多,在工程上均充分利用木材的順紋強(qiáng)度。理論上,木材強(qiáng)度以順紋抗拉強(qiáng)度為,其次是抗彎強(qiáng)度和順紋抗拉強(qiáng)度。木材強(qiáng)度的主要影響因素:含水量、負(fù)荷時(shí)間、溫度和疵病。
    (3) 木材的等級(jí)與防護(hù)
    根據(jù)木材的缺陷情況,木材通常分為一、二、三、四等。結(jié)構(gòu)和裝飾用木材一般選用等級(jí)較高的木材。
    按照承重結(jié)構(gòu)的受力要求對(duì)木材進(jìn)行分級(jí),分為I、II、III三級(jí)。一般I級(jí)材用于受拉或受彎構(gòu)件;II級(jí)材用于受彎或受壓的構(gòu)件;III級(jí)材用于受壓構(gòu)件及次要受彎構(gòu)件。
    木材的防腐:一是破壞真菌的生存條件,二是應(yīng)用化學(xué)防腐劑?;瘜W(xué)防腐劑分為水溶性防腐劑、油質(zhì)防腐劑、膏狀防腐劑三類。
    木材的防火:主要有表面涂敷法和溶液浸注法兩種。
    4、 石材:建筑工程用石材分為天然石材和人造石材兩種,我們重點(diǎn)說(shuō)一下天然石材。
    定義:凡是從天然巖石中開(kāi)采出來(lái),經(jīng)加工或未加工的石材,統(tǒng)稱為天然石材。
    巖石的分類:按形成條件分為:火成巖,沉積巖,變質(zhì)巖。
    火成巖又稱巖漿巖,又可分為:深成巖,噴出巖,火山巖。建筑中常用的火成巖有:花崗巖、玄武巖等。
    沉積巖:建筑工程中常用的沉積巖有石灰?guī)r,砂巖等。
    變質(zhì)巖:建筑中常用的變質(zhì)巖有大理巖、石英巖等。
    建筑石材的技術(shù)性能:密度、抗壓強(qiáng)度、抗凍性、耐水性
    建筑石材的選用原則:應(yīng)考慮其裝飾性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性。裝飾性是指用于建筑物飾面的天然石材,必須考慮其色彩及天然紋理與建筑物周圍的環(huán)境的協(xié)調(diào)性,充分體現(xiàn)建筑物的藝術(shù)美。耐久性是指應(yīng)根據(jù)建筑物的特點(diǎn),選擇合適的石材,以保證建筑物的耐久性。
    經(jīng)濟(jì)性是指在石材只有良好的裝飾性及耐久性的前提下,應(yīng)當(dāng)遵循經(jīng)濟(jì)性原則。
    5、 粘土:
    5.1粘土的組成:
    化學(xué)組成:粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體,所以主要成分是二氧化硅,氧化鋁和結(jié)晶水。
    礦物組成:主要由高嶺石類、蒙脫石類和單熱水白云母組成,并含有云母、鐵鹽和氧化鐵等有害雜質(zhì)。
    5.2粘土的性質(zhì):主要包括可塑性與結(jié)合性、收縮、粘土的稀釋性能、粘土原料的燒結(jié)性能、耐火度,
    可塑性與結(jié)合性:粘土的可塑性常用塑限、液限、可塑性指數(shù)、可塑性指標(biāo)和相應(yīng)含水率來(lái)反應(yīng)可塑性的大小。
    塑限是粘土由固態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。液限是粘土由流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量??伤苄灾笖?shù)則為液限與塑限之差。從粘土與水相互關(guān)系來(lái)看,塑限表示粘土被水濕潤(rùn)后,形成水化膜,使粘土粒子能相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生可塑性的含水量。液限反映粘土粒子與水分子親和力的大小。可塑性指數(shù)表示粘土能形成可塑泥團(tuán)的水分變化范圍??伤苄灾笜?biāo)是指在工作水分下,粘土受外力作用最初出現(xiàn)裂紋時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。在采用這一參數(shù)時(shí)還應(yīng)測(cè)出與之相應(yīng)的含水率。可塑性指標(biāo)表征粘土的成型性能。
    與可塑性相似的另一個(gè)性質(zhì)是粘土的結(jié)合性。粘土能將非可塑性原料粘合,使之成為
    可以成型的泥團(tuán),并在干燥后具有一定強(qiáng)度,這種性能稱為結(jié)合性。粘土的可塑性愈強(qiáng),
    其結(jié)合力也愈大。
    可以根據(jù)可塑指數(shù)或可塑性指標(biāo)將粘土按可塑性能分類:
    強(qiáng)塑性粘土:指數(shù)大于15或指標(biāo)大于3.6;
    中等塑性粘土:指數(shù)為7~15,指標(biāo)為2.5~3.0;
    弱塑性粘土:指數(shù)為1~7,指標(biāo)小于2.4;
    非塑性粘土:指數(shù)小于1