礦業(yè)工程材料

1、2g311030礦業(yè)工程材料主要知識點：2g311031鋼材的基本性能及技術(shù)特點2g311032水泥的主要性能及其工程應(yīng)用2g311033混凝土的主要性能及技術(shù)要求2g311034其他相關(guān)材料的性能及其應(yīng)用重點：混凝土的性能及技術(shù)要求、鋼材的性能及技術(shù)特點、水泥的性能及其工程應(yīng)用難點：礦業(yè)材料的工程應(yīng)用技術(shù)2g311031鋼材的基本性能及技術(shù)特點知識點一、常用建筑鋼材的力學(xué)性能與特點（常考點）建筑鋼材作為主要的受力結(jié)構(gòu)材料，其主要的力學(xué)性能有抗拉性能、抗沖擊性能、耐疲勞性能及硬度。（一）抗拉性能抗拉性能是鋼筋最主要的技術(shù)性能之一?？估阅苤笜?biāo)是反映建筑鋼材品質(zhì)的最基本技術(shù)性能指標(biāo)，包括強度、彈

2、性模量、伸長率等，一般通過拉伸試驗獲得。強度主要指其抵抗拉斷裂或抵抗出現(xiàn)塑性變形的能力，分別稱為極限強度和屈服強度。彈性模量表示鋼材在彈性范圍內(nèi)抵抗變形的能力，即產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力大小。超過彈性范圍后，鋼材出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形，即塑性變形。鋼材的塑性大小，用試件拉斷時的相對伸長率與斷面相對收縮率表示。（二）抗沖擊性能鋼材的抗沖擊性能用沖擊韌性指標(biāo)表示。沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力，它通過標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗確定。該指標(biāo)主要受鋼的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、冶煉和軋制質(zhì)量、溫度和時效等因素影響。（三）耐疲勞性能鋼材在交變荷載反復(fù)作用下，在遠(yuǎn)小于抗拉強度時發(fā)生突然破壞，叫疲勞

3、破壞。耐疲勞性能對于承受反復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)是一種很重要的性質(zhì)?？捎闷跇O限或疲勞強度表示。（四）硬度硬度表示鋼材表面局部體積范圍抵抗外物壓人能力的指標(biāo)，是評價部件承受磨損作用的重要參數(shù)。知識點二、礦用特種鋼材的種類、特點和要求（?？键c）礦用特種鋼材主要為礦用工字鋼、礦用特殊型鋼（u型鋼、型鋼和特殊槽鋼）、輕便鋼軌等。礦用工字鋼是專門設(shè)計的翼緣寬、高度小、腹板厚的工字鋼，它的幾何特性既適于作梁，也適于作腿。 u型鋼、型鋼和特殊槽鋼等是專門用于巷道支撐（可縮支架）。輕便鋼軌是專為井下it至3t礦車運輸提供的，并在巷道支護中可用于制作輕型支架，但受力性能較差。知識點三、常用鋼材加工方法及對鋼材

4、性能的影響常用鋼材的加工包括鋼材的冷加工強化、時效強化、熱處理和焊接、鉚接等幾種方法。冷加工強化，它是將建筑鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔和冷軋，提高其屈服強度，相應(yīng)降低了塑性和韌性。時效強化，它是指經(jīng)冷加工后，鋼的屈服強度和極限強度隨著時間的延長而逐漸提高，塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象。熱處理，熱處理的方法有退火、正火、淬火和回火。在施工現(xiàn)場，有時需對焊接件進行熱處理。焊接，建筑鋼材的焊接方法包括電弧焊、電阻焊、氣焊等。鉚接，使用鉚釘連接兩件或兩件以上的工件的方法，它包括活動鉚接、固定鉚接和密封鉚接。2g311032水泥的主要性能及其工程應(yīng)用知識點一、水泥的基本組成水泥屬于水硬性膠凝材料，由水泥熟料

5、、石膏和混合料組成。水泥的性能主要決定于熟料組成與質(zhì)量，與水發(fā)生反應(yīng)凝結(jié)硬化形成強度的主要礦物均由熟料提供。知識點二、水泥品種及其技術(shù)性質(zhì)（輪換考點）水泥品種按其組成可分為兩大類，即：常用水泥和特種水泥。常用水泥主要指用于一般土木建筑工程的水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等，它們均是以硅酸鹽水泥熟料為主要組分的一類水泥。特種水泥泛指水泥熟料為非硅酸鹽類的其他品種水泥，如高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥等。知識點三、水泥的性能指標(biāo)概念與水泥有關(guān)的性能指標(biāo)包括細(xì)度、凝結(jié)時間、體積安定性、強度和水化熱等方面。（一）細(xì)度水泥顆粒的粗細(xì)對水泥的性質(zhì)有很大的影響。水泥顆粒粒徑愈細(xì)，與水起反應(yīng)的表面

6、積愈大，水化愈快，其早期強度和后期強度都較高。國標(biāo)規(guī)定，硅酸鹽水泥細(xì)度采用透氣式比表面積儀檢驗，要求其比表面積大于300m2/kg；其他五類水泥細(xì)度用篩析法檢驗，要求在80m標(biāo)準(zhǔn)篩上的篩余量不得超過10%。（二）凝結(jié)時間凝結(jié)時間分初凝和終凝。初凝為水泥加水拌合始至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去可塑性所經(jīng)歷的時間。終凝則為漿體完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所經(jīng)歷的時間。水泥初凝時間不宜過短；終凝時間不宜太長。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；硅酸鹽水泥初凝時間不得早于40min，終凝時間不得遲于6.5h。（會出現(xiàn)在案例分析里）(三)體積安定性（水泥安定性）體積安定性是指水泥凈漿體硬化后體積穩(wěn)定的能力。水泥體積安定性不良的原因，

7、一般是由于熟料中存在游離氧化鈣和氧化鎂或摻人石膏過量而造成的。（四）強度根據(jù)受力形式的不同，水泥強度通常分為抗壓強度、抗折強度和抗拉強度三種。強度是指按水泥強度檢驗標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定所配制的水泥膠砂試件，經(jīng)一定齡期（硅酸鹽水泥的齡期為3d、28d）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后所測得的強度。水泥強度是表示水泥力學(xué)性能的一種量度，是劃分水泥強度等級的技術(shù)依據(jù)。水泥強度等級根據(jù)3d和28d的強度劃分為32.5、42.5、52.5和62.5四個等級。（五）水化熱水泥的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其水化過程放出的熱稱為水泥的水化熱。知識點四、礦業(yè)工程對水泥品種的要求由于礦業(yè)工程包含地面和井下，工程和所處環(huán)境條件較復(fù)雜，因此應(yīng)根據(jù)具體情況

8、選擇合適的水泥品種。選擇水泥品種時可參考表2g311032。（可能會抽出一個內(nèi)容來考）水泥品種使用條件表   表2g3110322g311033混凝土的主要性能及技術(shù)要求知識點一、混凝土的基本性能（一）混凝土的基本組成混凝土由水泥、砂、石子和水拌合而成。其中水泥為膠結(jié)材料，砂、石為骨料。（二）混凝土的性能及技術(shù)要求常用混凝土的基本性能和施工中的技術(shù)要求包括以下四項內(nèi)容：1各組成材料經(jīng)拌和后形成的拌合物應(yīng)具有一定的和易性，以滿足拌合、澆筑等工作要求；2混凝土應(yīng)在規(guī)定齡期達(dá)到設(shè)計要求的強度；3硬化后的混凝土應(yīng)具有適應(yīng)其所處環(huán)境的耐久性；4經(jīng)濟合理，在保證質(zhì)量前提下，降

9、低造價。知識點二、混凝土的強度及配合比（一）混凝土的強度（輪換考點）混凝土的強度等級是在一定養(yǎng)護條件下(溫度為20±3，周圍介質(zhì)的相對濕度大于90%)的28d立方體抗壓強度值確定的?；炷翉姸鹊燃壊捎梅朿與立方體抗壓強度表示。例如：c40表示混凝土立方體抗壓強度fcu,k=40mpa?；炷翉姸鹊燃壱话阌衏15、c20、c25、c80等。（熟練掌握表示的意思）（二）混凝土的配合比混凝土配合比是指混凝土各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。常用的表示方法有兩種：一種是以1m3混凝土中各組成材料的質(zhì)量表示，如水泥336kg、砂654kg、石子1215kg、水195kg；另一種方法是以水泥為基數(shù)

10、1，用各項材料相互間的質(zhì)量比來表示。將上述配合比換算成水泥：砂子：石子：水，即是1:1.95：3.52：0.58?；炷了冶龋ㄋ核啵┦菦Q定混凝土強度及其和易性的重要指標(biāo)。知識點三、礦業(yè)工程對混凝土性能的要求混凝土均應(yīng)滿足強度、工作性能（和易性）的要求，以及根據(jù)不同工程條件提出的抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性等要求。知識點四、提高混凝土性能的方法提高混凝土性能包括強度、變形和耐久性幾個方面。（一）提高混凝土強度提高混凝土強度可提高水泥強度等級；盡量降低水灰比（如摻加減水劑，采用級配和質(zhì)地良好的砂、石等）；以及采用高強度石子；加強養(yǎng)護，保證有適宜的溫度和較高的濕度，也可采用濕熱處理（蒸汽養(yǎng)護）來提高早期強度；加強攪拌和振搗成型；添加增強材料，如硅粉、鋼纖維等。（二）提高混凝土抗變形性能變形控制主要包括對于縮變形、溫度變形控制等，摻入一定量的鋼纖維可以較大幅度提高混凝土的抗變形能力?；炷林袃?nèi)外溫差可造成內(nèi)脹外縮，使外表面產(chǎn)生很大拉力而導(dǎo)致開裂。因此，對大體積混凝土工程，應(yīng)選擇低熱水泥，減小水泥用量以降低水化熱；對一般縱向較長的混凝土工程應(yīng)采取設(shè)置伸縮縫，并在施工中采取特殊措施；在結(jié)構(gòu)物中設(shè)置溫度鋼筋等措施。（三）提高混凝土耐久性根據(jù)工程所處環(huán)境和工程性質(zhì)不同選用合適的水泥品種，并選擇適宜的混合材料和填料；采用較小的水灰比，并限制