一建建造师《建筑实务》基础知识打卡学习004：常用建筑结构材料的技术性能和应用！

常用建筑结构材料的技术性能和应用

1A412011    掌握水泥的特性和应用

1、水泥按其用途及性能可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥三类。

2、我国常用通用硅酸盐水泥，它是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

3、强度等级中，R表示早强型。

4、水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间；

初凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；

终凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。

5、六大常用水泥的初凝时间均不得短于45min；

   硅酸盐水泥的终凝时间不得长于6.5h，其他五类常用水泥的终凝时间不得长于10h。

6、水泥初凝时间、安定性达不到要求的为废品，禁止使用；其他达不到要求的为次品，可降级使用。

7、水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。

引起水泥体积安定性不良的原因:游离氧化钙、氧化镁过多；水泥粉磨时石膏掺量过多。

游离氧化钙对水泥体积安定性的影响用煮沸法来检验。

8、采用胶砂法来测定水泥的3d和28d的抗压强度、抗折强度。

9、水泥的细度、碱含量属于选择性指标。水泥越细，水化热越大。

10、常用水泥主要特性（★）

	硅酸盐	普通	矿渣	火山灰	粉煤灰	复合
凝 结 硬 化	快	快	慢	慢	慢	慢
早 期 强 度	高	高	低	低	低	低
后期强度增长			快	快	快	快
水 化 热	大	大	小	小	小	小
抗 冻 性	好	好	差	差	差	差
耐 热 性	差	差	好	差	差
耐 蚀 性	差	差	好	好	好	好
干缩性	小	小	大	大	小	与掺入材料有关
抗渗性			差	好
抗裂性					高
泌水性			大

11、硅酸盐水泥有62.5级的，可用作高强（大于C50级）的砼。普通水泥、矿渣水泥也可使用。

12、袋装水泥每袋净含量为50kg，且应不少于标志质量的99%；随机抽取20袋总质量(含包装袋）应不少于1000kg。

1A412012    掌握建筑钢材的性能和应用

1、建筑钢材可分为钢结构用钢、钢筋砼结构用钢、建筑装饰用钢材制品。

一、建筑钢材的主要钢种

1、碳素钢根据含碳量又可分为低碳钢（含碳量小于0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%--0.6%）和高碳钢（含碳量大于 0.6%）。

合金钢是在炼钢过程中加入一种或多种合金元素，如硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)、钒(V)等而得的钢种。

按合金元素的总含量合金钢又可分为低合金钢（总含量小于5%）、中合金钢（总含量5%--10%）和高合金钢(总含量大于10%)。

2、建筑钢材的主要钢种：碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢。

①、碳素结构钢：一般结构和工程用钢，适于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。

②、优质碳素结构钢:一般用于生产预应力砼用钢丝、钢绞线、锚具、高强度螺栓、重要结构的钢铸件等。

③、低合金高强度结构钢：主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋砼结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。

3、优质碳素结构钢钢材按冶金质量等级分为优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”)和特级优质钢（牌号后加“E”，用于较高要求抗震结构）。

4、碳素结构钢的牌号由屈服强度的字母Q、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法符号4个部分按顺序组成；

质量等级以磷、硫杂质含量由多到少，分别用 A、B、C、D 表示,D级钢质量最好，为优质钢；

脱氧方法符号的含义为:F一沸腾钢，Z一镇静钢，TZ一特殊镇静钢，牌号中符号Z和TZ可以省略；

例如，Q235-AF表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。

二、常用的建筑钢材

1、钢板分厚板（厚度＞4mm）和薄板（厚度≤4mm）两种。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。

2、钢管砼的使用范围还主要限于柱、桥墩、拱架等。

3、钢管砼结构用钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管和无缝钢管。

钢管焊接必须采用对接焊缝，并达到与母材等强的要求。焊缝质量应满足二级焊缝质量标准的要求。

4、钢筋砼结构用钢主要有热轧钢筋、预应力砼用热处理钢筋、预应力砼用钢丝和钢绞线等。

热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋砼结构、预应力砼结构的配筋。

热轧钢筋的品种及强度标准值表中，带P的为圆钢，带R的为螺纹钢。

5、不锈钢是指含铬量在12%以上的铁基合金钢。

三、建筑钢材的力学性能

1、钢材力学性能包括：拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。

钢材工艺性能包括：弯曲性能、焊接性能等。

（1）、拉伸性能

反映钢材拉伸性能的指标：屈服强度、抗拉强度、伸长率。

（2）、冲击性能

脆性临界温度的数值愈低，钢材的低温冲击性能愈好。

（3）、疲劳性能

一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。

四、钢材化学成分及其对钢材性能的影响

1、钢材中主要成分铁(Fe)，其他有：碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷 (P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等。

（1）、碳是决定钢材性能的最重要元素。建筑钢材的含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。

（2）、硅含量小于1%时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材中主加合金元素。

（3）、锰能消减硫和氧引起的热脆性，可提高钢材强度。

（4）、有害元素：磷、硫、氧、（氮）。

2、碳当量C_eq的允许偏差为＋0.03%。

lA412013    掌握混凝土的性能和应用

1、砂、石主要作用是节约水泥、承担荷载、限制硬化水泥的收缩。

一、混凝土组成材料的技术要求

1、以水泥强度等级为砼强度等级的1.5～2.0倍为宜。

2、粒径在4.75mm以下的骨料称为细骨料，在普通混凝土中指的是砂。

3、砼用细骨料的技术要求：①、颗粒级配及粗细程度；②、有害杂质和碱活性；③、坚固性。

用细度模数表示砂的粗细程度。细度模数愈大，表示砂愈粗。配制砼宜优选Ⅱ区砂（中砂）。

砂的坚固性是抵抗破裂的能力。

4、粒径大于5mm的骨料称为租骨料。

5、在钢筋砼结构工程中：

（1）、粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋间最小净距的3/4；

（2）、对于砼实心板，可采用最大粒径达1/3板厚的骨料，但最大粒径不得超过40mm；

（3）、对于泵送的砼，碎石的最大粒径应不大于输送管径的1/3，卵石的最大粒径应不大于输送管径的1/2.5。

6、有抗冻要求的砼所用粗骨料，用硫酸钠溶液检验。

7、粗骨料中严禁混入锻烧过的白云石、石灰石块。

8、外加剂掺量一般不大于水泥质量的5%。（拌合前或拌合时掺入）

9、砼膨胀剂物理性能指标：细度、凝结时间、限制膨胀率(强制性指标)、抗压强度。

二、混凝土的技术性能

1、和易性包括：流动性、黏聚性、保水性。

黏聚性：不发生分层、离析现象；保水性：不产生严重的泌水现象。

2、影响砼拌合物和易性的主要因素：单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、时间、温度等。

（1）、单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度，它是影响砼和易性的最主要因素。

（2）、砂率是指砼中砂的质量占砂、石总质量的百分率。

（3）、组成材料的性质包括：水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加剂和掺合料的特性。

3、砼立方体抗压强度：

制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件下(温度20±3℃，相对湿度95%以上)，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为砼立方体试件抗压强度，以f_cu表示，单位为N/mm²或MPa。

4、砼强度等级是按砼立方体抗压强度标准值确定。砼共分为14个等级，C15～C80，级差为5N/mm²。

C30表示：砼立方体抗压强度标准值30MPa≤f_cu,k＜35MPa。

5、轴心抗压强度的测定采用150mm×150mm×300mm棱柱体作为标准试件。在立方体抗压强度f_cu=10～55MPa的范围内，轴心抗压强度f_c=（0.70～O.80）f_cu。

6、砼抗拉强度f_t只有抗压强度f_cu的1/20～1/10。抗拉强度是确定砼抗裂度的重要指标（立方体劈裂抗拉实验）。

7、抗压强度f_cu ＞ 轴心抗压强度f_c ＞ 抗拉强度f_t

8、影响砼强度的因素：原材料、生产工艺。

原材料因素包括：水泥强度与水灰比，骨料的种类、质量和数量，外加剂和掺合料；

生产工艺因素包括：搅拌与振捣，养护的温度和湿度，龄期。

9、长期荷载作用下的变形一徐变。

10、砼的耐久性包括：抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应、砼中的钢筋锈蚀。

砼的抗渗性直接影响到砼的抗冻性、抗侵蚀性。

三、砼外加剂的功能、种类与应用

1、砼外加剂的主要功能包括:

（1）、改善砼或砂浆拌合物施工时的和易性；

（2）、提高砼或砂浆的强度及其他物理力学性能；

（3）、节约水泥或代替特种水泥；

（4）、加速砼或砂浆的早期强度发展；

（5）、调节砼或砂浆的凝结硬化速度；

（6）、调节砼或砂浆的含气量；

（7）、降低水泥初期水化热或延缓水化放热；

（8）、改善拌合物的泌水性；

（9）、提高砼或砂浆耐各种侵蚀性盐类的腐蚀性；

（10）、减弱碱一骨料反应；

（11）、改善砼或砂浆的毛细孔结构；

（12）、改善砼的泵送性；

（13）、提高钢筋抗锈蚀能力；

（14）、提高骨料与砂浆界面的粘结力，提高钢筋与砼的握裹力；

（15）、提高新老砼界面粘结力。

2、外加剂的分类

（1）、改善砼拌合物流变性能。包括各种减水剂、引气剂、泵送剂等。

（2）、调节砼凝结时间、硬化性能。包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。（大体积砼要加缓凝剂）

（3）、改善砼耐久性。包括引气剂、防水剂、阻锈剂等。

（4）、改善砼其他性能。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等

3、砼加入减水剂：

①、不减少用水，提高流动性；

②、减水不减水泥，提高强度；

③、减水且减水泥，节约水泥。

4、早强剂：用于冬季施工和抢险；

缓凝剂：对水泥品种适应性明显，不同水泥效果不一样，必须实验；

引气剂：用于抗冻、防渗。

防冻剂：严禁用于办公、居住等建筑工程。

5、外加剂应有供货单位提供下列技术文件:

（1）、产品说明书，并应标明产品主要成分；

（2）、出厂检验报告及合格证；

（3）、掺外加剂砼性能检验报告。

6、几种外加剂复合使用时，应注意不同品种外加剂之间的相容性及对砼性能的影响。

7、对钢筋砼和有耐久性要求的砼，应按有关标准规定严格控制砼中氯离子含量和碱的数量。

1A412014    了解石灰、石膏的性能和应用

1、气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化。如石灰、石膏、水玻璃等；

水硬性胶凝材料：既能在空气中也能在水中硬化。如水泥

一、石灰

1、石灰石主要成分：碳酸钙CaCO₃

生石灰：氧化钙CaO

熟石灰（消石灰）：氢氧化钙Ca(OH)₂

按石灰中氧化钙、氧化镁含量分为：钙质生石灰（MgO≤5%）和镁质生石灰（MgO＞5%）。

2、石灰熟化过程会放出大量的热，体积增大1～2.5倍。生石灰(块灰)不能直接用于工程，需先进行熟化。

生石灰熟化而成的石灰膏，一般应在储灰坑中陈伏2周左右。

3、石灰浆体（熟石灰）的硬化包括：

①、干燥结晶：游离水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液中结晶。结晶作用主要在内部进行；

②、碳化：氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，并释放出水分。在长时间里只限于表层。在深层中的熟石灰硬化特别缓慢，很长时间以后内部仍为氢氧化钙。

4、石灰的技术性质：

①、保水性好；

②、硬化较慢、强度低；

③、耐水性差；

④、硬化时体积收缩大（开裂）； 除调成石灰乳作粉刷时可单独使用，其他情况要掺入砂、纸筋、麻刀等材料减少收缩，节省水泥。

⑤、生石灰吸湿性强。

二、石膏

1、石膏是以硫酸钙 (CaS0₄)为主要成分的气硬性无机胶凝材料。

2、常用品种：建筑石膏、高强石膏、粉刷石膏、无水石膏水泥、高温锻烧石膏等；

半水硫酸钙 (CaS0₄·l/2H₂0) 为主要成分的建筑石膏和高强石膏应用较多；

最常用以β半水硫酸钙(β-CaS0₄·l/2H₂0)为主要成分的建筑石膏。

3、建筑石膏的技术性质：

①、凝结硬化快；

②、硬化时体积微膨胀；

③、硬化后孔隙率高；（表观密度较小、强度较低、导热系数小、吸声性强、吸湿性大、可调节室内温度和湿度，属于绿色建材）

④、防火性能好（高温环境不合适）；

⑤、耐水性和抗冻性差。

4、建筑石膏初凝时间不小于3min，终凝时间不大于30min。

5、根据强度、细度、凝结时间等技术要求分为优等品、一等品、合格品。

6、建筑石膏在运输及储存时应注意防潮，一般储存3个月强度降低30%，储存期超过3个月或受潮的石膏，需经质量检验确定等级后才能使用。

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