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文檔簡介
1、第二章 建筑材料重慶工商大學唐文秀注冊環(huán)境影響評價工程師、注冊建造師、監(jiān)理工程師、園林工程師思 考常用的建筑材料有哪些?三大建筑材料:水泥、木材、建筑鋼材【學習要求】掌握:水泥、鋼材、混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。理解原理。熟悉:建筑常用鋼材的種類及特性、氣硬性膠凝材料、砌墻磚、混凝土的種類、飾面石材、裝飾陶瓷、玻璃、裝飾涂料等。注意材料的特性、適用范圍。第一節(jié) 常用建筑材料 1.水泥2.木材3.建筑鋼材 4.氣硬性膠凝材料石膏、石灰5.砌墻磚6.建筑砂漿7.建筑砌塊一、水泥 水泥是工程中廣泛使用的水硬性膠凝材料,是水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)的主要建筑材料,常用于拌制水泥砂漿、水泥混凝土,
2、也常用作灌漿材料加固地基。 水泥的種類繁多,按所含水硬性物質(zhì)的不同,可分為硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥及硫鋁酸鹽系水泥等,其中以硅酸鹽系水泥應(yīng)用最廣;按水泥的用途及性能,分為通用水泥、專用水泥與特性水泥三類。 石灰質(zhì)原料與黏土質(zhì)原料為主,摻加其他物質(zhì)研磨成粉末狀的水硬性膠凝材料。硬化需在潮濕環(huán)境或水中進硬化過程會產(chǎn)生大量水化熱 擴展:膠凝材料定義:在一定條件下,經(jīng)過自身的一系列物理、化學作用后,能將散?;驂K狀材料粘結(jié)成為具有一定強度的整體的材料,統(tǒng)稱為膠凝材料。分類:有機膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料只能在空氣中硬化,也只能在空氣中保持或發(fā)展其強度。如:石灰、石膏、水玻璃不僅能在空氣中硬化
3、,而且能更好地在水中硬化保持并發(fā)展其強度。如:水泥如:瀝青、各種合成樹脂無機膠凝材料膠凝材料7硅酸鹽類水泥最基本的水泥,工程中90%以上都使用該類,生產(chǎn)工藝在水泥生產(chǎn)中具有代表性,是以石灰石和黏土為主要原料,經(jīng)破碎、配料、磨細制成生料,然后喂入水泥窯中煅燒成熟料,再將熟料加適量石膏(有時還摻加混合材料或外加劑)磨細而成。(一)根據(jù)水泥熟料中摻入混合材料的成分和比例,分為【擴展】 無混合料,有效成分高,反應(yīng)快。不適合大體積混凝土。 摻加物質(zhì)的,摻加物無活性,反應(yīng)慢,強度上得慢。(二)水泥的性質(zhì) 1.水泥是水硬性材料,水泥硬化過程是水泥水化反應(yīng)的過程。需在潮濕條件或水中進行。2.硬化過程產(chǎn)生大量水
4、化熱。3.硬化速度:水泥顆粒細度、溫度及用水量有關(guān),顆粒越細、溫度越高,硬化越快;水要適量。4.普通水泥硬化過程中,空氣中體積收縮,在水中體積略增大。總表面積大,與水接觸相對多5.水泥的初凝和終凝 初凝:自水泥加水拌和時起,到水泥漿開始失去可塑性為止所需的時間。不宜過短,初凝時間不合規(guī)定為廢品。 終凝:水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性,開始產(chǎn)生強度所需的時間。不宜過長,終凝時間不合規(guī)定為不合格品。從加水開始到失去流動性,從可塑狀態(tài)到固體狀態(tài)硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min,終凝時間不得遲于6h30min(390min);普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水
5、泥和復合硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min,終凝時間不得遲于10h(600min)。6.水泥的安定性: 水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻程度,是判定水泥質(zhì)量是否合格的主要指標之一。 如果水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化,即為體積安定性不良,安定性不良會使水泥制品或混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹性裂縫,降低建筑物質(zhì)量,甚至引起嚴重事故。主要原因:有害物超標(CaO MgO 石膏摻量) 水泥安定性簡易判別方法: (1)合格水泥澆筑的混凝土外表堅硬刺手,而安定性不合格水泥澆灌的混凝土給人以松軟、凍后融化的感覺; (2)安定性合格的水泥澆筑的混凝土多數(shù)呈青灰色且有光亮,而不合格水泥澆筑的混凝土多呈白色且黯淡無光
6、; (3)合格水泥拌制的混凝土與骨料的握裹力強、粘結(jié)牢,石子很難從構(gòu)件表面剝離下來,而安定性不合格的水泥拌制的混凝土與骨料的握裹力差、粘結(jié)力小,石子容易從混凝土的表面剝離下來。(三)水泥的強度等級及應(yīng)用范圍1.水泥的強度等級 水泥的強度是指水泥膠砂的強度,而不是水泥凈漿的強度。將水泥、標準砂及水按規(guī)定比例(水泥:標準砂:水=1:2.5:0.5)制成標準試件(40mm40mm160mm),在標準養(yǎng)護條件下“1d溫度為(201),相對濕度90以上的空氣中帶模養(yǎng)護;1d后拆模,放入(201)的水中養(yǎng)護”,測定其達到規(guī)定齡期(3d、28d)的抗折強度和抗壓強度,即為水泥的膠砂強度。然后用規(guī)定齡期的抗壓
7、強度和抗折強度值來劃分水泥的強度等級。 根據(jù)規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度劃分硅酸鹽水泥強度等級。按3天強度的大小分為普遍型和早強型(用R表示)。水泥等級按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分,按水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)測定其強度,各強度等級水泥的各齡期強度不得低于表中數(shù)值。帶R的為早強型硅酸鹽水泥各齡期的強度要求3d即達到普通水泥28d強度的50% 普通硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R共4個強度等級。各強度等級水泥的各齡期強度不得低于規(guī)定的數(shù)值。 普通硅酸鹽水泥各強度等級、各齡期強度值礦渣水泥、火山灰水泥、 粉煤灰水泥、復合硅酸鹽水泥按3d,28d齡期抗
8、壓及抗折強度分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 共6個強度等級。各強度等級水泥的各齡期強度值不得低于下表規(guī)定的數(shù)值。礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復合硅酸鹽水泥各強度等級、各齡期強度值 【單選】根據(jù)我國現(xiàn)行標準,硅酸鹽水泥的強度等級是根據(jù)規(guī)定齡期的水泥膠砂的()劃分的。A.抗拉強度和抗壓強度B.抗拉強度和抗折強度C.抗壓強度和抗折強度D.抗壓強度和抗剪強度正確答案C答案解析根據(jù)規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度劃分硅酸鹽水泥強度等級。2、不同水泥品種的特性及適用范圍【總結(jié)】前兩種一類,后四種是一類。前兩種早期強度高,后四種后期強度大(除粉煤灰)。前兩種水化熱大,
9、后四種水化熱低。前兩種不適合大體積混凝土,后四種適合大體積混凝土。前兩種耐腐蝕性差,后四種抗浸蝕性強。 前兩種適合早期強度要求高的工程(搶修工程),后四種不適合。前兩種適合受凍工程,后四種不適合。 【特有】耐熱性是礦渣特有,干縮性小是粉煤灰特有。 粉煤灰不適合有碳化要求的工程。 【單選】嚴寒地區(qū)處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土工程,適宜采用的水泥品種是()。A.復合硅酸鹽水泥B.礦渣硅酸鹽水泥C.粉煤灰硅酸鹽水泥D.普通硅酸鹽水泥正確答案D答案解析有“摻加物質(zhì)”不適用于寒冷地區(qū)。參見教材P40。 【單題】下列水泥品種中,水化熱大、早期強度高的是()。A.普通硅酸鹽水泥B.礦渣硅酸鹽水泥C.火山灰硅酸
10、鹽水泥D.粉煤灰硅酸鹽水泥正確答案A答案解析無混合料的,反應(yīng)快,水化熱大,早期強度高。參見教材P40。 【單選】下列水泥中,不適用于有碳化要求的工程的是()。A.硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.火山灰硅酸鹽水泥D.粉煤灰硅酸鹽水泥正確答案D答案解析粉煤灰不適合有碳化要求的工程。參見教材P40。 【單選】下列水泥中,干縮性小、水化熱低的水泥是()。A.普通硅酸鹽水泥B.礦渣硅酸鹽水泥C.粉煤灰硅酸鹽水泥D.火山灰硅酸鹽水泥正確答案C答案解析“特有”:耐熱性好是礦渣特有,干縮性小是粉煤灰特有。參見教材P40。二、木材使用歷史最長的建筑材料之一,是古代建筑的主要建筑材料。(一)木材的分類按樹種分:1
11、.針葉樹種(松、柏、杉)紋理順直、材質(zhì)均勻、耐腐蝕、易加工,大多數(shù)質(zhì)地較軟,故稱軟材,是建筑工程中主要用材。用途:1)板、方材可做基材(家具); 2)飾面; 3)承重構(gòu)件(樓板、隔墻、踏板)。2.闊葉樹材(水曲柳、榆木、樟木)樹質(zhì)堅硬,紋理美觀,多用于裝飾工程。用于地板材料和墻面、柱面、門窗、家具等主要飾面材料按建筑型材分類: 1.原木:伐倒后經(jīng)修枝后按一定長度鋸斷的木材。 2.板材:斷面寬度為厚度的3倍及3倍以上的型材。3.枋材:斷面寬度不及厚度 3倍的型材。按木材綜合利用: 膠合板、刨花板、硬質(zhì)纖維板和貼面碎木板等。(1)膠合板夾板(俗稱細芯板),由三層或多層一毫米厚的單板或薄板膠貼熱壓制
12、而成。是目前手工制作家具最為常用的材料。夾板一般分為3厘板、5厘板、9厘板、12厘板、15厘板和18厘板六種規(guī)格(1厘即為 1mm),還有21厘和25厘。優(yōu)點:膠合板幅面大、變形小、不易翹曲、縱、橫纖維交錯抗拉強度大、施工應(yīng)用方便,膠合板使用時可釘結(jié)。缺點:受到天然木材資源的約束。(2)刨花板 刨花板是將木材加工剩余物、采伐剩余物,小徑或非木材植物纖維原料加工成刨花,然后加膠壓制成的人造板材,是人造板的主要品種之一。是代替木材、膠合板的優(yōu)質(zhì)人造板之一,刨花板不宜釘結(jié),一般采用專用螺絲連接。 刨花板厚度為13至20mm之間。 可用刨花板作箱柜的架子、邊板、背板、抽屜、門和隔斷及其他部件,刨花板具
13、有性能及經(jīng)濟上的優(yōu)勢,便如利用防潮刨花板做基層制做的櫥柜具有良好的功能。新型刨花板澳松板澳松板與大芯板新型刨花板歐松板纖維板以植物纖維為原料,經(jīng)過纖維分離、施膠、干燥、鋪裝成型、熱壓、鋸邊和檢驗等工序制成的板材,是人造板主導產(chǎn)品之一。按密度的不同分為硬質(zhì)纖維板、高密度纖維板、中密度纖維板和軟質(zhì)纖維板,不宜釘結(jié),常用專用螺絲連接.纖維板 它是將木材刨切或旋切成厚0.2-1mm的薄片,經(jīng)拼花后粘貼在膠合板、纖維板、刨花板等基材上制成。這種材料紋理清晰(通常紋理有山紋和直紋兩類)、色澤自然,是一種較高級的裝飾材料。 飾面板屬于膠合板中的三夾板,市場上有天然飾面板和人造飾面板兩類,其中天然飾面板的面材
14、紋理為天然木材,紋理自然真實,但價格相對同級人造飾面板高些;人造飾面板的面材紋理為人工合成的,紋理多樣,價格相對低些飾面板:飾面板效果泰柚飾面板效果椴木楸木飾面板效果紅胡桃黑胡桃飾面板效果斑馬木鐵刀木紅玫瑰飾面板效果槐木櫸木飾面板效果直紋白楓山紋白楓飾面板效果白橡木香樟木飾面板效果水曲柳榆木飾面板效果黃花梨木楊木(二)木材的物理力學性質(zhì)(1)含水率:分為吸附水(細胞壁內(nèi))和自由水(細胞腔與細胞間隙中)。 纖維飽和點:吸附水飽和點-吸附水飽和,沒有一點自由水時的含水率。其值隨樹種而異。 平衡含水率:木材中的含水量與周圍環(huán)境濕度平衡時的含水率。(二)木材的主要性質(zhì)1、木材的物理性質(zhì)木材的含水率(1
15、)木材中的水分自由水:存在于木材細胞腔和細胞間隙中的水分吸附水:吸附在細胞壁內(nèi)細纖維之間的水分 (2)木材的纖維飽和點木材受潮時,首先形成吸附水,吸附水飽和后,多余的水成為自由水;木材干燥時,首先失去自由水,然后才失去吸附水。當吸附水處于飽和狀態(tài)而無自由水存在時,此時對應(yīng)的含水率稱為木材的纖維飽和點。纖維飽和點隨樹種而異,一般為25%35%。木材的纖維飽和點是木材物理、力學性質(zhì)的轉(zhuǎn)折點。(3)木材的平衡含水率木材的含水率是隨著環(huán)境溫度和濕度的變化而改變的。當木材長期處于一定溫度和濕度下,其含水率趨于一個定值,表明木材表面的蒸氣壓與周圍空氣的壓力達到平衡,此時的含水率稱為平衡含水率。根據(jù)周圍空氣
16、的溫度和相對濕度可求出木材的平衡含水率。(4)濕脹干縮 木材具有顯著的濕脹干縮性,這是由于細胞壁內(nèi)吸附水含量的變化引起的。 木材含水量大于纖維飽和點時,表示木材的含水率除吸附水達到飽和外,還有一定數(shù)量的自由水。此時,木材如受到干燥或受潮,只是自由水改變,故不會引起濕脹干縮。 當木材的含水量小于纖維飽和點時,隨著含水率的增大,木材體積產(chǎn)生膨脹,隨著含水率的減小,木材體積收縮。 【注意】纖維飽和點是木材發(fā)生濕脹干縮變形的轉(zhuǎn)折點。2.力學性質(zhì)(1)方向性:順紋-與木材纖維方向平行。 橫紋-與木材纖維方向垂直。 (a)順紋剪切; (b)橫紋剪切; (c)橫紋切斷 理論上:順紋抗拉最大抗彎強度順紋抗壓強
17、度。順紋抗剪切比橫紋小。木材各種強度間的關(guān)系 vvv抗彎,撓度,是衡量材料受力后的抵抗變形能力;就是把標準試件兩端放在一起上,在試件中間施加壓力,當試件開始變形時,即為該材料的抗彎曲能力抗拉,衡量材料承受拉力的能力;把試件放在拉伸試驗機上,拉伸機給試件施加拉力,直到該試件破斷,記錄拉力抗剪,剪切、沖擊功等,是衡量材料韌性的一個指標;標準試件放到?jīng)_擊功檢驗機器上,用重錘剪斷試件,同時機器記錄消耗的能量,這個能量值就是抗剪切的能力(2)影響木材強度的因素: 含水率含水率在纖維飽和點以下時,其強度隨含水率增加而降低。負荷時間持久強度低于短期強度。(長期荷載作用下不致引起破壞的最大強度,一般為短期極限
18、強度的50%-60%)溫度長期高溫(40-60)環(huán)境中引起緩慢碳化使強度降低。 溫度超過100,木材分解編織,強度急劇下降。缺陷(疵病)會導致木材強度的降低。 (三)木材在建筑工程中的應(yīng)用1、木材在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用屋架、梁柱、檀椽、門窗、施工中的臨時支護結(jié)構(gòu)及模板桁架:一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu),桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力,從而能充分利用材料的強度,在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料,減輕自重和增大剛度。 檁條:沿屋頂長度分布的水平部件,位于主椽上,支撐次要屋椽。 古民宅用來挑起椽子,做成屋頂?shù)臋M木,是房子的主要構(gòu)件之一,也叫桁
19、子或船兒(北方方言)。望板:平鋪在屋頂椽子上面的木板或薄磚。 椽子:它是屋面基層的最底層構(gòu)件,垂直安放在檁木之上。 斗栱:在立柱和橫梁交接處,從柱頂上的一層層探出成弓形的承重結(jié)構(gòu)叫拱,拱與拱之間墊的方形木塊叫斗。兩者合稱斗拱。2、木材在裝修裝飾中的應(yīng)用條木地板拼花木地板護壁板木花格旋切微薄木木裝飾線三、鋼材(一)鋼材的分類鋼材中的有害物質(zhì):硫、磷硫的含量越高,會提高鋼材的熱脆性;磷的含量越高,會提高鋼材的低溫冷脆性。鋼:凡是含碳量小于2.06%,含雜質(zhì)比較少的鐵碳合金稱為鋼。鐵:含碳量超過2.06%鐵碳合金,稱為生鐵。 【多選】根據(jù)用途不同,鋼材可分為()。A.結(jié)構(gòu)鋼 B.工具鋼C.特殊鋼 D
20、.熱軋鋼E.冷軋鋼正確答案ABC答案解析根據(jù)用途不同,鋼材分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼(不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼)。DE屬于制作方法的分類,不屬于用途的分類。參見教材P44。 【單選題】建筑用的碳素鋼,含碳量越高,鋼材的()。A.彈性越大、韌性越好B.硬度越大、強度越高C.韌性越好、塑性越差D.可焊性越好、塑性越差正確答案B答案解析鋼含碳量越高,鋼材的硬度、強度越高,塑性、韌性越差。參見教材P44。(二)鋼材的技術(shù)性能 1.抗拉性能-最重要、最常用的性能 2.沖擊韌性 3.疲勞強度 4.硬度 5.冷彎性能 6.鋼材的冷加工強化與時效反應(yīng) 7.焊接性能鋼材拉伸過程的-圖OB彈性階段BC屈服階段CD強
21、化階段DE頸縮階段0A0BCB0DCEDFEC上上屈服點C下下屈服點(1)抗拉性能鋼材拉伸彈性階段示意圖p比例極限,MPa。0AB0彈性階段pBB彈性極限,MPa。注:由于A、B兩點相距較近,一般認為p=B 。特征:1.鋼材產(chǎn)生彈性變形;2.應(yīng)力與應(yīng)變成正比;彈性模量E的用途:計算鋼材結(jié)構(gòu)變形的重要指標。低碳鋼E為2105MPa 鋼材拉伸屈服階段示意圖BC下C上C0AB0放大后C下C上C屈服階段特征:1.應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比;2.鋼材產(chǎn)生塑性變形能力;3.鋼材在較小應(yīng)力作用下產(chǎn)生較大的變形;應(yīng)用:以下屈服點的應(yīng)力作為鋼材的屈服強度。低碳鋼為195300MPa在正常使用下,不允許超過屈服點0 鋼
22、材拉伸強化階段示意圖強化階段AB0C下C上CDbb 抗拉強度或強度極限低碳鋼為385520MPa特征:鋼材對外力的抵抗能力重新提高直到最大在這個階段,盡管鋼材尚未破壞,但已不能滿足使用要求,工程設(shè)計中一般以屈服點作為強度取值的標準。屈強比屈服強度/抗拉強度 屈強比越小,安全儲備越多,結(jié)構(gòu)越安全。鋼材拉伸頸縮階段示意圖0EAB0C下C上CDDE頸縮階段特征:應(yīng)力下降,變形迅速增大。鋼材某截面急劇收縮,最終從截面最細處斷裂 第階段:“彈性階段”。 第階段:屈服階段。力再大一點,有一部分回不去了。即塑性變形。這時的強度叫屈服強度。使用中不允許超過屈服強度。 第階段:強化階段,強度達到最大值,變形很大
23、??估瓘姸仍诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計上不能應(yīng)用。屈強比屈服強度/抗拉強度 屈強比越小,安全儲備越多,結(jié)構(gòu)越安全。 第階段:頸縮階段。變形加快,應(yīng)力迅速下降,鋼材試件斷面收縮,鋼筋被拉斷。 2.沖擊韌性 抗沖擊荷載作用下,鋼材抵抗破壞的能力。(如錘擺) 3.疲勞強度 在交變荷載作用下的抵抗能力。(如折細鐵絲) 4.硬度 表面抵抗變形的能力。 5.冷彎性能 常溫下承受彎曲變形的能力。 6.冷加工強化和時效反應(yīng)(1)冷加工強化 常溫下,冷拉、冷拔、冷軋,強度明顯提高,塑性和韌性有所降低。(2)時效反應(yīng) 經(jīng)過冷拉的鋼筋,常溫下存放15d20d(自然時效),或者加熱到100200并保持2h3h(人工時效),強度進一步提
24、高。低強度鋼筋采用自然時效,較高鋼筋采用人工時效。7.焊接性能:焊縫強度和母材一致。 含碳量高、加入硅、錳、釩,增大焊接硬脆性,降低可焊性。硫產(chǎn)生熱裂紋和熱脆性。低碳、低合金,可焊性好。6.冷加工強化(1)冷加工強化:指鋼材在常溫下,以超過其屈服點但不超過抗拉強度的應(yīng)力對其進行的加工。建筑鋼材常用的冷加工方法:有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等 。鋼材進行冷加工的目的:1.提高鋼材的強度,利用塑性節(jié)約鋼材; 2.對鋼材進行調(diào)直和除銹。 鋼材的時效:鋼材隨時間的延長,其強度、硬度提高,而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象稱為時效。時效的方法:分為自然時效和人工時效兩種。自然時效:是將其冷加工后,在常溫下放置152
25、0d;人工時效:是將冷加工后的鋼材加熱至100200保持2h-3h后。時效處理的目的:提高鋼材的屈服強度、抗拉強度及硬度,而塑性和韌性降低。 (2)時效反應(yīng)2.可焊性(焊接性能) 可焊性:指在一定焊接工藝條件下,在焊縫及其附近過熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬影響,焊接后接頭強度是否與母體相近的性能。影響鋼材可焊性的因素: 鋼材的化學成分及含量:含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等,均會降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金鋼具有良好的可焊性。 提高鋼材可焊性的措施:焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐的鎮(zhèn)靜鋼。采用高碳鋼及合金鋼時,為了改善焊接后的硬脆性,焊接時一般要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措
26、施。 【單選】為了提高鋼筋強度,將經(jīng)過冷拉的鋼筋加熱到100200并保持23小時的過程稱為()時效處理。A.自然 B.人工C.化學 D.物理正確答案B答案解析經(jīng)過冷拉的鋼筋,常溫下存放15d20d(自然時效),或者加熱到100200并保持2h3h(人工時效),強度進一步提高。參見教材P46、47。(三)建筑常用鋼材建筑工程用鋼材有:鋼結(jié)構(gòu)用鋼(型鋼、鋼板)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼。(鋼筋、鋼絲)二者所用的原材料:碳素鋼和低合金鋼。1、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼(1)鋼筋鋼筋混凝土常用:熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、熱處理鋼筋按表面分:光圓鋼筋和帶肋鋼筋。 牌號 由代號和屈服強度表示。熱軋直條光圓鋼筋 :HP
27、B235和HPB300熱軋帶肋鋼筋:HRB335、HRB400、HRB500 H、R、B分別為熱軋(Hotrolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞英文首位字母。 推薦公稱尺寸:光圓:8、10、12、16、20 ;帶肋:6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 1.鋼筋混凝土:用鋼筋。按外形分光面和表面有螺紋(月牙紋等);強度分四級。HPB235、HPB300、HRB335、HRB400、RRB400、HRB500、HRBF335、HRBF400、HRBF500。屈服及抗拉強度逐級增加,塑性逐級降低。(F表示熱軋)2.預(yù)應(yīng)力混凝土:用鋼絲和鋼絞線。 優(yōu)點:強
28、度高、柔性好、無接頭。3.鋼結(jié)構(gòu)用鋼:型鋼、鋼板、鋼管。無縫鋼管:主要用于地質(zhì)鉆探及輸送各種液體、氣體的工業(yè)管道等。焊接鋼管:用于輸水管、煤氣罐、暖氣管及結(jié)構(gòu)零件等。 有形狀 【單選】大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件常采用()作為主要受力鋼筋。A.高強度鋼絲或鋼絞線B.鋼絞線或螺紋鋼筋C.螺紋鋼筋或月牙紋鋼筋D.月牙紋鋼筋或高強度鋼絲正確答案A答案解析大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,由于受力很大,常采用高強度鋼絲或鋼絞線作為主要受力鋼筋。參見教材P47。 【多選】在下列建筑工程常用鋼材中,屬于普通鋼結(jié)構(gòu)用鋼的有()。A.型鋼B.鋼管C.鋼筋D.鋼絞線E.鋼板正確答案ABE答案解析C.鋼筋與D.鋼絞線屬于用于鋼筋混凝
29、土結(jié)構(gòu)的鋼材。參見教材P48。四、氣硬性膠凝材料(一)建筑石膏(含硫酸鈣的天然二水石膏) 主要性能:凝結(jié)硬化快;體積微膨脹;孔隙率大,導熱小,吸聲性較好,輕質(zhì)保溫材;調(diào)濕性;防火性好;耐久、耐水、抗?jié)B、抗凍性差。 用途:室內(nèi)高級抹灰或粉刷、生產(chǎn)石膏板。(二)石灰(氧化鈣)石灰中粉末越多,質(zhì)量越差,儲運應(yīng)防潮。用途:室內(nèi)墻面抹灰,白灰砂漿和水泥石灰混合砂漿砌墻等。 【單選】建筑石膏常被用于室內(nèi)高級抹灰和粉刷,其性能之一是()。A.防火性好B.耐水性好C.抗凍性好D.耐久性好正確答案A答案解析建筑石膏防火性好,耐久性、耐水性、抗?jié)B性、抗凍性差。參見教材P49。五、砌墻磚1.燒結(jié)磚(1)普通黏土磚
30、尺寸:24011553mm,灰縫10mm; 普通黏土磚以抗壓強度大小為標準劃分強度等級,其標準等級有MU10、MU15、MU20、MU25及MU30五個等級。 抗壓強度較高,保溫隔熱好,耐久性好。(2)燒結(jié)多孔磚 特點:孔小而多,孔洞率15%,孔洞垂直于受壓面。 主要用于六層以下承重部分??箟簭姸确譃镸U30、MU25、MU20、MU15、MU10五個等級。(3)燒結(jié)空心磚 特點(與多孔磚相比):孔洞個數(shù)較少但洞腔較大,孔洞率30%,孔洞與受壓面平行,強度不高,多用于自承重墻。2. 非燒結(jié)磚:節(jié)省黏土、減少環(huán)境污染,利用工業(yè)廢渣。(1)蒸壓灰砂磚:石灰、砂子為原料。(2)蒸壓粉煤灰磚:粉煤灰加
31、上石灰和石膏、爐渣。 前兩者按抗壓強度分為MU25、MU20、MU15、MU10四個等級。(3)爐渣磚:爐渣(煤渣)石灰和石膏。六、砂漿 組成:水泥(石灰)、砂、水 用途:常用于砌筑砌體結(jié)構(gòu)、建筑物內(nèi)外表面的抹面,大型墻板、磚石墻的勾縫以及裝飾裝修材料的粘結(jié)等。 強度:抗壓強度的平均值并考慮具有95%強度保證率而確定的。六個等級。七、砌塊(人造塊材) 1.混凝土空心砌塊:材料(普通、工業(yè)廢渣、輕骨料混凝土)、強度最高MU15。使用范圍比較寬。2.加氣混凝土砌塊:加硅、鈣、水、發(fā)泡劑;重量輕、耐火、保溫、承重?!究偨Y(jié)】 【單選】磚及砌塊是砌筑墻體的主要材料,如果需要抗壓強度達到MU25的砌筑材料
32、,可選擇()。A.加氣混凝土砌塊或混凝土空心砌塊B.混凝土空心砌塊或蒸壓灰砂磚C.燒結(jié)多孔磚或蒸壓粉煤灰磚D.燒結(jié)空心磚或混凝土空心砌塊正確答案C答案解析普通粘土磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓粉煤灰磚以及蒸壓灰砂磚抗壓強度都可以達到MU25。而混凝土砌塊最高才可達MU15?!拘〗Y(jié)】 1.水泥,6個分類,共分2組2.鋼材,掌握分類及特點,人工時效3.建筑鋼材,掌握鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼;鋼絲及鋼絞線適用于大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件;鋼結(jié)構(gòu)用鋼包括型鋼、鋼板、鋼管。4.氣硬性膠凝材料包括建筑石膏和石灰。石膏防火性好。5.砌磚墻和建筑砌塊,注意下強度等級。第二節(jié) 混凝土及鋼筋混凝土 1.混凝土 混凝土的優(yōu)點
33、混凝土的種類 組成材料及其要求 配合比 技術(shù)性質(zhì) 2.鋼筋混凝土 普通鋼筋混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土一、混凝土 混凝土是由水泥、水、砂、石子和外加劑按一定的比例配合,經(jīng)攪拌、搗實、養(yǎng)護而形成的一種人造石。砼(tong)(一)混凝土的優(yōu)點1、原料來源廣且造價低;2、可塑性好;3、可調(diào)配性好;4、抗壓強度高;5、與鋼筋共同作用性好;6、耐久性好;7、耐火性好;8、生產(chǎn)工藝簡單、能耗低;9、可澆注成整體建筑物,也可預(yù)制成各種構(gòu)件。(二)混凝土的分類1、按其質(zhì)量密度分 2.按用途分:結(jié)構(gòu)砼、水工砼、保溫砼、耐火砼、耐酸砼、耐堿砼、防水砼、大壩砼、防輻射砼。 3.按強度分:一般強度砼(1040N/mm2)、高
34、強砼(50N/mm2)、超強砼(100N/mm2)。 4.按拌和料的流動性分:干硬性砼、低流動性砼、塑性砼、流態(tài)砼。 5.按施工方法分:普通澆筑砼、泵送砼、噴射砼、大體積砼、預(yù)填骨料砼、水下砼、預(yù)應(yīng)力砼。 6.按配鋼筋情況分:素砼、鋼筋砼、勁性鋼筋砼、鋼管砼、纖維砼、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼。 【單選】主要用于隔熱保溫層的混凝土是()。A.超強混凝土B.特重混凝土C.輕混凝土D.特輕混凝土正確答案D答案解析輕混凝土可用于承重隔熱結(jié)構(gòu)、特輕混凝土主要用于隔熱保溫層。參見教材P55。 【單選】混凝土的品種有很多,主要用于原子能工程屏蔽結(jié)構(gòu)的是()。A.特輕混凝土B.輕混凝土C.重混凝土D.特重混凝土正確答案D
35、答案解析特重混凝土主要用于原子能工程的屏蔽結(jié)構(gòu),具有防X射線和射線的作用。參見教材P55。(二)混凝土組成材料及其要求 普通混凝土的基本組成材料為水泥、水、砂子、石子,另外還常加入外加劑和摻合料。在這些組成材料中,碎石起骨架作用,砂填充石子的空隙。水泥與水形成水泥漿包裹骨料表面并填充骨料的空隙。水泥漿硬化前,潤滑骨料,使混凝土拌合物具有一定的和易性;水泥漿硬化后,將骨料粘結(jié)成一個整體,使其具有一定的強度、耐久性等性能。1.水泥起膠結(jié)作用,最重要的材料。水泥品種根據(jù)工程性質(zhì)和所處環(huán)境選擇。強度等級應(yīng)與混凝土強度等級匹配,強度等級過高或過低,會導致混凝土內(nèi)水泥用量過少或過多。2.砂和石子(1)砂:
36、雜質(zhì)少、有良好的級配。(2)石子:良好級配和含雜質(zhì)少,強度為混凝土的1.5倍以上,且針、片狀石子含量不得超過1.5%。3.水不含有害雜質(zhì)、油脂和糖類。pH值小于4,硫酸鹽含量超過1%的水,都不宜使用。4.外加劑改善混凝土拌和物流變性能,包括減水劑、引氣劑和泵送劑等。調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能,包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。改善混凝土耐久性,包括引氣劑、防水劑、抗凍劑和阻銹劑等。改善混凝土其他性能,包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、防水劑、脫模劑等。改善混凝土性能 【多選】下列混凝土外加劑中,能夠改善混凝土耐久性的有()。A.引氣劑B.早強劑C.抗凍劑D.防水劑E.速凝劑正確答案ACD答案解析改善混
37、凝土耐久性,包括引氣劑、防水劑、抗凍劑和阻銹劑等。參見教材P57。(三)混凝土的配合比1.表示方法 1m混凝土中各種材料用量:水泥300kg,砂690kg,石子1200kg,水190kg; 質(zhì)量比:水泥的質(zhì)量為1;水泥:砂子:石子:水的比。注意順序不變,水泥是1。2.配合比對應(yīng)三個參數(shù)(兩水一砂) 水灰比水與水泥用量之比; 砂率砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分比; 單位用水量1m混凝土的用水量。 【多選】混凝土配合比設(shè)計需要確定的材料用量比例關(guān)系包括()。A.單位用砂量 B.水灰比C.灰砂比 D.用砂率E.單位用水量正確答案BDE答案解析混凝土配合比的設(shè)計,實質(zhì)上就是確定四種基本材料用量的三個比例
38、關(guān)系,這三個比例關(guān)系可以用三個參數(shù)表示,即:水灰比、砂率和單位用水量。參見教材P57。 【單選】混凝土配合比1:2.89:5.62:0.81中的1是指()在混凝土中所占的重量比例。A.水泥 B.砂子C.石子 D.水正確答案A答案解析水泥的質(zhì)量為1。參見教材P57。(四)混凝土的技術(shù)性質(zhì) 1.混凝土拌合物的和易性易于施工,能夠獲得均勻密實結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。良好的流動性、粘聚性、保水性?!狙a充】 流動性:產(chǎn)生流動并均勻密實的充滿模板的能力。 黏聚性:使混凝土保持整體均勻性的能力。 保水性:混凝土拌合物在施工中不致發(fā)生嚴重的泌水現(xiàn)象。 2.混凝土的強度 28天標準養(yǎng)護測得的極限抗壓強度。 影響因素(主要)
39、:水泥石的強度及與骨料表面的粘結(jié)強度。(1)水泥石的強度:水泥強度等級:水泥強度等級越高,混凝土強度等級就越高; 水灰比:水灰比越小,水泥石的強度越高。(2)骨料的品種、規(guī)格與質(zhì)量 骨料:碎石混凝土強度高于卵石。骨料要有良好的級配。 (3)養(yǎng)護條件 溫度越高,水泥水化速度越快;濕度適當。 (4)齡期 混凝土在正常養(yǎng)護條件下,強度隨齡期增加而提高。3.混凝土的耐久性 抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、碳化、堿集料反應(yīng)(膨脹)。(1)抗?jié)B性 指混凝土抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能。 (2)抗凍性 指混凝土抵抗凍融循環(huán)破壞的能力。 (3)抗侵蝕性 主要是對水泥石的侵蝕。 (4)碳化-二氧化碳與氫氧化
40、鈣反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣和水。 對混凝土的影響: 堿度降低,使鋼筋銹蝕-最大的危害; 產(chǎn)生收縮,表面微裂,使抗拉、抗折強度降低-缺點; 減少孔隙,防止有害介質(zhì)侵入,使抗壓強度有所提高-優(yōu)點。 (5)堿集料反應(yīng)-水泥中的堿與骨料中含有堿活性礦物在潮濕環(huán)境中起化學反應(yīng),體積膨脹,使混凝土出現(xiàn)膨脹開裂破壞。4.混凝土的變形 化學收縮、干縮濕脹、溫度變形、碳化收縮、彈塑性變形及徐變。 【多選】混凝土的碳化是指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用,生成碳酸鈣和水的過程。碳化對混凝土的影響有()。A.使混凝土產(chǎn)生膨脹,從而提高混凝土的抗折強度B.使混凝土產(chǎn)生收縮,從而降低混凝土的抗拉、抗壓強度C.產(chǎn)生的碳酸鈣
41、可增大水泥石的孔隙,易使有害介質(zhì)侵入D.降低混凝土的堿度,從而降低對鋼筋的保護能力E.減少水泥石的孔隙,可使混凝土的抗壓強度有所提高正確答案DE答案解析碳化的結(jié)果是混凝土中的氫氧化鈣變成碳酸鈣,造成:(1)堿度降低,使鋼筋銹蝕-最大的危害;(2)產(chǎn)生收縮,表面微裂,使抗拉、抗折強度降低-缺點;(3)減少孔隙,防止有害介質(zhì)侵入,使抗壓強度有所提高-優(yōu)點。參見教材P60。二、鋼筋混凝土1.普通鋼筋混凝土鋼筋和混凝土共同工作的原因:(1)良好的粘結(jié)力共同工作;(2)二者溫度線膨脹系數(shù)的數(shù)值很接近;(3)充分發(fā)揮兩種材料的特性。預(yù)應(yīng)力混凝土原理為了避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫過早出現(xiàn),充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土,可以設(shè)法在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受使用荷載前,預(yù)先對受拉區(qū)的混凝土施加壓力,使它產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應(yīng)力,從而將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力控制在較小范圍,甚至處于受壓狀態(tài)。也就是借助混凝土較高的抗壓能力來彌補其抗拉能力的不足,以推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展,從而提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度。(a)在構(gòu)件承受使用荷載q以前,設(shè)法將鋼筋拉伸一段長度,使其產(chǎn)生拉應(yīng)力。將張拉后的鋼筋設(shè)法固定在構(gòu)件的兩端,則相當于對構(gòu)件兩端施加了一對
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