为了减少建筑碳排放,我们使用智能材料,例如 100% 可回收覆层系统以及低碳混凝土和钢材。剩余的碳排放通过购买高质量的碳补偿来解决,以根据 UKGBC 框架在实际完工时实现碳净零排放。
钢材、混凝土、木材、大理石等是世界上的建筑材料 [1]。由于混凝土的工程特性和性能,混凝土是建筑界使用最广泛的建筑材料之一。混凝土由水泥、水、沙子、细骨料和粗骨料混合而成,这些是混凝土的主要原材料。骨料和混合比例会影响混凝土的物理和化学性质,如可加工性、强度、稳定性和耐久性。一般来说,混凝土抗压强度高,抗拉强度低。因此,使用钢材、木材、外加剂、纤维等来提高混凝土的性能。随着建筑材料的快速增长和价格上涨,一些建筑公司已在建筑结构中使用轻质混凝土作为建筑材料。轻质混凝土的密度约为 800 kg/m 3 至 1850 kg/m 3。轻质混凝土分为轻质骨料混凝土、轻质泡沫混凝土 (LFC) 和加气混凝土 (AAC)。轻质混凝土是工业中使用最广泛的类型。
本课程面向土木工程专业结构材料专业的高年级本科生或研究生。材料科学工程或机械工程专业的学生也可以选修本课程。本课程介绍建筑中的新兴结构材料,包括高性能混凝土、纤维增强聚合物、硫铝酸钙水泥和高性能钢材。
1991 年,在 IMAX 影片拍摄泰坦尼克号沉船事件期间,法国海洋研究所潜水器鹦鹉螺号带回了第一块从泰坦尼克号沉船现场打捞出的船体材料。这块材料被大西洋海事博物馆获得,博物馆委托位于新斯科舍省哈利法克斯的大西洋国防研究机构 (DREA) 和位于渥太华的 CANMET 的研究人员测试钢材的机械性能 [2]。DREA 的 Ken KarisAllen 和 Jim Matthews 进行了夏比冲击试验,他们发现钢材在冰盐水温度下 100% 脆性断裂。这些测试的观察结果和随后的有限分析可以在《大众力学》上发表的一篇文章中找到 [3]。这引起了广泛的猜测,即船体钢在冰水中的脆性可能是导致巨轮沉没的主要因素。人们认为,尽管与冰山的撞击很小,但足以震碎船头脆弱的船体板材,导致船舶迅速进水。
船舶结构委员会赞助开发了一个数据库,涵盖了钢的韧性,该工作重点是识别和采购用于海洋应用的钢材。包含定量韧性数据的数据源,以及从这些数据开发一个记录良好的计算机化数据库,供广大工程师和材料科学家使用。其中包括来自材料供应商的原始数据以及来自各种组织发表的论文和技术报告的数据。主要关注拉伸、夏比 V 型缺口棒冲击值、断裂韧性 (JIc)、NDTT 和 DT 能量;如果同一批次材料有其他韧性参数,则包括这些参数。材料包括代表赞助机构的项目技术委员会确定的钢材。数据库中包含了大约 1000 条记录,代表了 11 种钢的大约 10,000 次试验。现已存在标准程序,可有效添加其他合金和性能的数据。
1991 年,在 IMAX 影片拍摄泰坦尼克号沉船事件期间,法国海洋研究所潜水器 Nautile 带回了第一块从泰坦尼克号沉船现场打捞出的船体材料。这块材料后来被大西洋海事博物馆获得,博物馆委托位于新斯科舍省哈利法克斯的大西洋国防研究机构 (DREA) 和位于渥太华的 CANMET 的研究人员测试钢材的机械性能 [2]。DREA 的 Ken KarisAllen 和 Jim Matthews 进行了夏比冲击试验,他们发现钢材在冰盐水温度下 100% 脆性断裂。这些测试的观察结果和随后的有限分析可在《大众力学》上发表的一篇文章中找到 [3]。这引起了广泛猜测,船体钢在冰水中的脆性可能是导致巨轮沉没的主要因素。人们认为,虽然与冰山的撞击很小,但足以震碎船头脆弱的船体板材,导致船舶迅速进水。
制造商证书应至少包含以下数据:文件编号;订单编号;船舶或浮动设施的船体编号;轧制产品数量和尺寸、批量重量;钢材规格和锚链等级;炉批号;制造方法;化学成分;样品热处理程序。“。
随着钢材强度越来越高、船体受力越来越大,必须采取更多的预防措施来防止断裂。现有方法已经能够确定安全的应力水平/缺陷尺寸组合,前提是缺陷嵌入在标准质量的材料中。然而,这种 LS 并不是唯一的故障源。更可能的来源是位于低韧性非典型区域(如焊缝的热影响区)的裂纹。这样的缺陷将变得不稳定,并在更低的应力水平下开始扩展。那么问题是:从“坏区域”出现的裂纹在到达周围的“好(标准质量)材料”时会被阻止吗?裂纹阻止设计的概念并不新鲜。Pellini 和他在 NRL(l) 的同事多年来一直倡导“裂纹阻止”理念。现在需要的是更精确地描述钢材的止裂能力——类似于佩里尼的FAD(断裂分析图),但要考虑在不同应力水平下被母材和连续焊接影响区域止裂的运行裂纹长度。
第二单元钢与铸铁 2.1 钢的广泛分类。 i. 普通碳钢:低碳钢、中碳钢和高碳钢的定义、类型和性能、成分和应用。 ii. 合金钢:合金元素的定义及其对合金钢性能的影响。 iii. 工具钢:冷作工具钢。热作工具钢,高速钢 (HSS) iv. 不锈钢:类型和应用 v. 弹簧钢:成分和应用。 vi. 钢材及其等效物的规格。 2.2 用于以下部件的钢材:轴、车轴、螺母、螺栓、杠杆、曲轴、凸轮轴、剪切刀片、农业设备、家用器皿、机床床身、车身、减摩轴承和齿轮。 2.3 白铁种类。灰铁、球墨铸铁、可锻铸铁 2.4 铸铁规格。 2.5 选择适合工程应用的铸铁。 2.6 铸铁、普通钢和合金钢的名称和编码(根据 BIS、ASME、EN、DIN、TIS)。2.7 古印度的铁和钢的使用;蒙达、提克什纳和坎塔类型的铁和钢(IKS)