建筑材料的高温性能.pptxVIP

建筑材料的高温性能;研究意义;建筑材料的高温性能从哪几个方面来衡量？;2)力学性能 高温作用下，力学性能(如强度性能)随温度变化关系。保证结构材料在火灾高温作用下保持一定强度。 材料的强度是指材料在外力或应力作用下，抵抗破坏的能力，以破坏时的最大应力值表示。 材料的实际强度通过标准试验来测定，根据受力方式不同分为抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等。 ;3)发烟性能 燃烧生烟－危害人身，妨碍人员疏散和消防扑救，烟气窒息。 ;第6页/共62页;4)毒性性能 材料燃烧或热解中产生毒气。建筑火灾人员80％因中毒死，研究材料潜在毒性。 材料产烟毒性试验（ GB/ T20285 ），测定材料充分产烟时无火焰烟气的毒性。;5)隔热性能 材料导热系数和热容量最重要；材料膨胀、收缩、变形、裂缝、熔化、粉化等影响隔热性能。 材料传导热量的性质称为材料的导热性，用导热系数表示，影响材料导热系数的因素是材料的组成和结构。 材料热容量是指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。热容量的大小用比热表示。;高温下材料性能：根据材料种类、使用目的和作用等确定侧重研究的内容。例如： 砖、石、混凝土、钢材等－无机材料（不燃），侧重高温下物理力学性能及隔热性能。 塑料、木材等－有机材料（可燃），建筑中装修和装饰，侧重高温性能时燃烧性能、发烟性能及潜在毒性性能。 本章着重介绍钢材、混凝土等建筑材料的高温性能，以及建筑材料燃烧性能分级及试验方法。 ;6．2钢材的高温性能;钢结构建筑与火灾的问题;6．2．1钢的冶炼与分类 钢的冶炼 主要成分：铁和碳，含碳量2％以下。 冶炼：熔融生铁高温氧化→碳含量降低到预定范围→杂质含量降低到允许范围。 冶炼方法分类 空气转炉炼钢法、氧气转炉炼钢法和平炉炼钢法。 冶炼过程注意：铁被氧化成氧化铁，影响钢材质量，→脱氧。 根据脱氧程度的不同钢可分 沸腾钢(脱氧不完全) 镇静钢(完全脱氧) 半镇静钢(脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间)。;炼钢转炉出钢;第14页/共62页;钢的分类 按化学成分:碳素钢和合金钢。 1)碳素钢 主体为铁、碳，含碳量小于2％。 含碳??<0.25％-低碳钢； 0.25~0.6％-中碳钢； >0.6％-高碳钢。 2)合金钢 普通低碳钢基础+少量合金元素(硅、锰、铬、钛、钒等）－保证钢的良好塑性、韧性，提高钢强度。 低合金钢合金元素总含量<5％； 中合金钢合金元素总含量为 5％~10％； 高合金钢合金元素总含量>10％。;冷加工钢筋;;;6．2．3建筑钢材的高温性能 主要力学性能 1、拉伸性能 ;材料受应力时，材料的应力随应变增加而增加，两者呈正比，当应力增大到某一值时，材料发生屈服，其拉应力与应变不再成正比，而是在某一范围内波动，随后，材料发生断裂。屈服点也是材料发生弹性形变与塑性形变的分界点。 屈服点：钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。;塑性变形：物质-包括流体及固体在一定的条件下,在外力的作用下产生形变,当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象. 弹性变形：材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化，而且能够恢复的变形叫做弹性变形。受力物体的全部变形中在除去应力后能迅速回复的那部分变形。弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。;2、伸长率：指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，试棒伸长的长度与原来长度的百分比 钢材塑性指标 3、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。冷弯性能可衡量钢材在常温下冷加工弯曲时产生塑性变形的能力。 ;4、冲击韧性：工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。 5、硬度：指表面积局部体积内，抵抗外物压入产生塑性变形的能力。 ;高温性能： 强度 随温度↑而↓，降低的幅度因钢材温度高低和钢材种类而不同。 <250℃，极限强度比常温时略提高；温度>250℃，下降；温度=500℃时强度降低约50％，600℃时降低约70％。 钢材屈服点随温度升高逐渐降低，在500℃时约为常温的50％。 ;第25页/共62页;导热系数 在常温下导热系数为58W／(m·℃)，约为混凝土的38倍。随着钢材温度升高，导热系数逐渐减小，当温度达到750℃时，导热系数几乎变成了常数，约为30W／(m·℃)。 钢材导热系数大是造成钢结构在火灾条件下极易破坏的主要原因之一。 ;;;钢材属于不燃材料，可是裸露的钢结构在受火后15min，就会出现变形倒塌现象，这是为什么呢？;美国9.11恐怖事件;世贸中心工程概况