以金属作为建筑材料，早在古代建筑中就已开始，而大量的应用，特别是以钢铁作为建筑结构的主要材料则始于近代。

随着铸铁业的兴起，1775~1779年第一座生铁桥（设计人：Abraham Darby）在英国塞文河上建造起来，1793~1796年在伦敦又出现了更新式的单跨拱桥——桑德兰桥，全长达236英尺（72米）。在房屋建筑上，铁最初应用于屋顶，如1786年巴黎法兰西剧院建造的铁结构屋顶（设计人：Victor Louis）以及1801年建的英国曼彻斯特的萨尔福特棉纺厂（设计人：Watt and Boulton）的七层生产车间，这里铁结构首次采用了工字形的断面。另外，为了采光的需要，铁和玻璃两种建筑材料配合应用，在十九世纪建筑中取得了巨大成就，如巴黎旧王宫的奥尔良廊（1829-1831,P.Fontaine），第一座完全以铁架和玻璃构成的巨大建筑物——巴黎植物园的温室（1833，Rouhault），而最著名的则是1851年建造的伦敦“水晶宫”。2100433B

生铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，工业生铁含碳量一般 在2.11%--4.3%，并含C、Si、Mn、S、P 等元素是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁。

生铁性能：生铁坚硬、耐磨、铸造性好，但生铁脆，不能锻压。

生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。

碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。

硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。

锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。

磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为磷减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。

硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，故含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。

(1)、碳和硅元素是强烈的石墨化元素，含碳越高，析出的石墨越高，而硅又是强烈促进石墨化的元素，并且与铁原子结合力强，碳以石墨形式存在，碳与硅含量的调整可以使金属铸件内部金属组织改变，阳极组装浇注要求浇注的磷生铁环的强度，硬度适中为佳。

(2)、磷元素在磷生铁中顾名思义是阳极组装浇注中的关键元素，由于阳极组装浇注采用间断性方式，要求铁水的流动性较好，磷元素存在可以降低铁水的粘度，磷与铁二元素相结合所形成的晶体熔点温度为1050摄氏度，可知明显提高铁水的流动性硬度大，脆性强，易碎等。磷含量过大可导致磷生铁环的冷脆性增大，使浇注后的铁环产生裂纹，严重者导致脱落等状况。因此，既要保证磷元素足够的含量，使铁水有良好的流动性，又要使磷生铁环产生断纹，磷生铁中磷的适宜含量应控制在0.6-1.5%之间。

(3)、硫元素：硫是公认的有害性元素，也是在金属物质中存在的元素，由于硫在熔融铁水中无限溶解，而在固体铁中溶解度很小，因此，当含硫的铁水冷凝时要生成硫化铁，这种低熔点的晶体即铁锈，在这种晶粒间聚集使铸铁物产生裂纹断裂，同时硫的存在还阻碍了石墨化过程，能增大铁环的收缩性。

(4)、锰元素：在磷生铁中使溶解在铁水中的硫元素生成硫化锰MnS，硫化锰MnS的溶解度比硫化铁FeS在铁水中溶解度小，这样保证了向不熔物质(渣)硫向转移，由热力学分析可知，锰Mn与硫S化学亲和力远远大于铁Fe与硫S的化学亲和力(例如，人们都知道生铁表面的铁锈比锰铁表面的铁锈表现极为明显，但并不一定生铁里面的硫含量高于铁里面硫的含量)正如铁水在锰Mn与硫S将产生化学反应Mn S—MnS可知浮于渣中的硫化锰MnS，通过捞渣即可消除，同时锰元素在磷生铁化学成分范围内可以形成稳定的西化珠光体能使磷生铁环的强度、硬度适中。

(5)、磷生铁与磷生铁环在使用过程中各元素的变化。

磷生铁与磷生铁环各元素在1300°C的高温下各元素烧损量不同，碳和硅元素烧损量一般在0.4—0.7%，磷和锰元素一般在0.1—0.3%，硫元素的变化不定，如果控制除硫办法，就能把硫元素控制在范围内，否则起相反作用，硫上升标准超限，就会造成不良因素。

生铁是含碳量2.11%-6.69%并含有非铁杂质较多的铁碳合金。可以通过降低碳含量来炼成钢。生铁的杂

质元素主要是硅、硫、锰、磷等。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形。但含硅高的生铁（灰口铁）的铸造及切削性能良好。生铁是高炉产品，按其用途可分为炼钢生铁和铸造生铁两大类。习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。铸造生铁通过锻化、变质、球化等方法可以改变其内部结构，改善并提高其机械性能，因此，铸造生铁又可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特种铸铁等品种。

生铁也可分为普通生铁和合金生铁，前者包括炼钢生铁和铸造生铁，后者主要是锰铁和硅铁。合金生铁作为炼钢的辅助材料，如脱氧剂、合金元素添加剂。普通生铁占高炉冶炼产品的98%以上，而炼钢铁又占中国普通生铁的80%以上，随着工业化水平的提高，这个比例还将逐渐增加。

从广义的角度讲，铁还分为化学纯铁（含C几乎为零），工业纯铁（含C小于0.0218%），以及海绵铁、粒铁等。但它们皆非高炉冶铁产品，而且用途也各异。当铁中含C在0.03%-1.2%范围时则为钢，含C1.2%-2.5%的铁缺乏实用性，一般不进行工业生产。

primary lining

采用矿山法进行暗挖施工时，围岩支护一般分为初期支护和二次衬砌，二次衬砌一般是混凝土或钢筋混凝土结构。在二次衬砌施作之前，刚开挖之后立即进行的支护形式称之为 初期支护一般有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢架联合支护等形式。

隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层。2100433B