薛濤老師的講義常用建筑結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)性能與應(yīng)用

一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試建筑工程管理與實(shí)務(wù)主講：薛濤,常用建筑結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)性能和應(yīng)用,水泥的特性和應(yīng)用課前練習(xí)：1.根據(jù)通用硅酸鹽水泥(GB175)，關(guān)于六大常用水泥凝結(jié)時(shí)間的說(shuō)法，正確的是()A.初凝時(shí)間均不得短于40minB.硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于6.5hC.普通硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于12hD.除硅酸鹽水泥外的其他五類(lèi)常用水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于12h答案：B,2.水泥的初凝時(shí)間是指從水泥加水拌合起至水泥漿（）所需的時(shí)間。A.開(kāi)始失去可塑性B.完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度C.開(kāi)始失去可塑性并達(dá)到12Mpa強(qiáng)度D.完全失去可塑性答案：A,3.水泥的安定性一般是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中()變化的均勻性。A.強(qiáng)度B.體積C.溫度D.礦物組成答案：B,本節(jié)重點(diǎn)及考點(diǎn)1.水泥按其用途及性能可分為通用水泥、特種水泥兩類(lèi)。2.我國(guó)常用通用硅酸鹽水泥，它是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。3.強(qiáng)度等級(jí)中，R表示早強(qiáng)型。,4.常用水泥的技術(shù)指標(biāo)1）凝結(jié)時(shí)間水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間；初凝時(shí)間是從水泥加水拌合起至水泥漿開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間是從水泥加水拌合起至水泥漿完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。六大常用水泥的初凝時(shí)間均不得短于45min；硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于6.5h，其他五類(lèi)常用水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于10h。,2）體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中，體積變化的均勻性。安定性不良，使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)膨脹性裂紋引起水泥體積安定性不良的原因:游離氧化鈣、氧化鎂過(guò)多；水泥粉磨時(shí)石膏摻量過(guò)多。游離氧化鈣對(duì)水泥體積安定性的影響用煮沸法來(lái)檢驗(yàn)。,3）強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)采用膠砂法來(lái)測(cè)定水泥的3d和28d的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度。4）其他指標(biāo)-細(xì)度、水泥含堿量等，若骨料具備堿活性，導(dǎo)致混凝土因不均勻膨脹而破壞（提煉知識(shí)點(diǎn)混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹裂紋的原因有：安定性不良，含堿量過(guò)大）5.水泥初凝時(shí)間、安定性達(dá)不到要求的為廢品，禁止使用其他達(dá)不到要求的為次品，可降級(jí)使用。6.水泥的細(xì)度、堿含量屬于選擇性指標(biāo)。水泥越細(xì)，水化熱越大。,7.常用水泥主要特性,8.硅酸鹽水泥有62.5級(jí)的，可用作高強(qiáng)（大于C50級(jí)）的混凝土。普通水泥、礦渣水泥也可使用。9.袋裝水泥每袋凈含量為50kg，且應(yīng)不少于標(biāo)志質(zhì)量的99%；隨機(jī)抽取20袋總質(zhì)量(含包裝袋）應(yīng)不少于1000kg。水泥包裝袋兩側(cè)根據(jù)水泥品種采用不同的顏色：硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽-紅色礦硅酸鹽水泥-綠色火山灰、礦渣、復(fù)合硅酸鹽水泥-黑色或藍(lán)色,典型題目：1.普通氣候環(huán)境中的普通混凝土應(yīng)優(yōu)先選用()水泥A.礦渣B.普通C.火山灰D.復(fù)合答案:B,2.在混凝土工程中，配制有抗?jié)B要求的混凝土可優(yōu)先選用()。A.火山灰水泥B.礦渣水泥C.粉煤灰水泥D.硅酸鹽水泥答案：A,3.代號(hào)為P.O的通用硅酸鹽水泥是（）。A.硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.粉煤灰硅酸鹽水泥D.復(fù)合硅酸鹽水泥答案：B,建筑鋼材的性能和應(yīng)用課前練習(xí)1.有抗震要求的帶肋鋼筋，其最大力下總伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于（）%。A7B8C9D10答案:C,2.下列鋼筋牌號(hào)，屬于光圓鋼筋的有（）A.HPB235B.HPB300C.HRB335D.HRB400E.HRB500答案：AB,3.在工程應(yīng)用中，鋼筋的塑性指標(biāo)通常用（）表示。A.抗拉強(qiáng)度B.屈服強(qiáng)度C.強(qiáng)屈比D.伸長(zhǎng)率答案:D,本節(jié)重點(diǎn)及考點(diǎn)建筑鋼材可分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼、建筑裝飾用鋼材制品。一、建筑鋼材的主要鋼種1.碳素鋼根據(jù)含碳量又可分為低碳鋼（含碳量小于0.25%）中碳鋼（含碳量0.25%-0.6%）和高碳鋼（含碳)2.建筑鋼材的主要鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。,碳素結(jié)構(gòu)鋼：一般結(jié)構(gòu)和工程用鋼，適于生產(chǎn)各種型鋼、鋼板、鋼筋、鋼絲等。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由屈服強(qiáng)度（Q）屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（D等級(jí)鋼質(zhì)量最好）脫氧方法4個(gè)部分組成，質(zhì)量等級(jí)以磷、硫雜質(zhì)含量由多到少，分別用A、B、C、D表示,D級(jí)鋼質(zhì)量最好，為優(yōu)質(zhì)鋼；脫氧方法符號(hào)的含義為:F一沸騰鋼，Z一鎮(zhèn)靜鋼，TZ一特殊鎮(zhèn)靜鋼，牌號(hào)中符號(hào)Z和TZ可以省略；例如，Q235-AF表示屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼:一般用于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線、錨具、高強(qiáng)度螺栓、重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件等。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁工程等。3.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼材按冶金質(zhì)量等級(jí)分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（牌號(hào)后加“A”)和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（牌號(hào)后加“E”）,二、常用的建筑鋼材1.鋼板分厚板（厚度4mm）和薄板（厚度4mm）兩種。鋼板標(biāo)識(shí)寬*厚*長(zhǎng)厚板主要用于結(jié)構(gòu)，薄板主要用于屋面板、樓板和墻板等。2.鋼管混凝土的使用范圍還主要限于柱、橋墩、拱架等。（受壓構(gòu)件）,3.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用鋼管可采用直縫焊接管、螺旋形縫焊接管和無(wú)縫鋼管。鋼管焊接必須采用對(duì)接焊縫，并達(dá)到與母材等強(qiáng)的要求。焊縫質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足二級(jí)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求,4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼主要有熱軋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線等。熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋。熱軋鋼筋的品種及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值表中，帶P的為圓鋼，帶R的為螺紋鋼。5.不銹鋼是指含鉻量在12%以上的鐵基合金鋼。,三、建筑鋼材的力學(xué)性能拉伸性能力學(xué)性能沖擊性能疲勞性能鋼材的性能彎曲性能工藝性能焊接性能,鋼材力學(xué)性能（1）拉伸性能反映鋼材拉伸性能的指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率。抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比是評(píng)價(jià)鋼材使用可靠性的一個(gè)參數(shù)。（2）沖擊性能脆性臨界溫度的數(shù)值愈低，鋼材的低溫沖擊性能愈好（3）疲勞性能（受交變荷載作用時(shí)，發(fā)生脆性破壞的現(xiàn)象）一般抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。,四、鋼材化學(xué)成分及其對(duì)鋼材性能的影響1.鋼材中主要成分鐵(Fe)，其他有：碳(C）硅(Si）錳(Mn）磷(P）硫(S）氧(O）氮(N）鈦(Ti）釩(V)等。（1）碳是決定鋼材性能的最重要元素。建筑鋼材的含碳量在0.8%以下時(shí)，隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。,（2）硅含量小于1%時(shí)，可提高鋼材強(qiáng)度，對(duì)塑性和韌性影響不明顯。硅是我國(guó)鋼筋用鋼材中主加合金元素。（3）錳能消減硫和氧引起的熱脆性，可提高鋼材強(qiáng)度。（4）有害元素：磷、硫、氧、（氮）。2.碳當(dāng)量Ceq的允許偏差為0.03%。與可焊性有關(guān),典型題目1.下列鋼材性能中，屬于工藝性能的有（）。A拉伸性能B沖擊性能C疲勞性能D彎曲性能E焊接性能答案：DE,2.下列鋼材化學(xué)成分中，屬于碳素鋼中的有害元素是（）。A碳B硅C錳D磷答案：D,混凝土的性能和應(yīng)用課前練習(xí)1.關(guān)于細(xì)骨料“顆粒級(jí)配”和“粗細(xì)程度”性能指標(biāo)的說(shuō)法，正確的是()。A.級(jí)配好，砂粒之間的空隙??；骨料越細(xì)，骨料比表面積越小B.級(jí)配好，砂粒之間的空隙大；骨料越細(xì)，骨料比表面積越小C.級(jí)配好，砂粒之間的空隙??；骨料越細(xì)，骨料比表面積越大D.級(jí)配好，砂粒之間的空隙大；骨料越細(xì)，骨料比表面積越大答案：C,2.下列影響混凝土強(qiáng)度的因素中，屬于生產(chǎn)工藝方面的因素有（）。A.水泥強(qiáng)度和水灰比B.攪拌和振搗C.養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度D.齡期E.骨科的質(zhì)量和數(shù)量答案：BD,3.混凝土試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的條件是（）。A溫度202相對(duì)濕度95%以上B溫度202相對(duì)濕度90%以上C溫度203相對(duì)濕度95%以上D溫度203相對(duì)濕度90%以上答案：A,本節(jié)重點(diǎn)及考點(diǎn)一、混凝土組成材料的技術(shù)要求1.以水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.52.0倍為宜。2.粒徑在4.75mm以下的骨料稱(chēng)為細(xì)骨料，在普通混凝土中指的是砂。,3.混凝土用細(xì)骨料的技術(shù)要求：顆粒級(jí)配及粗細(xì)程度；有害雜質(zhì)和堿活性；堅(jiān)固性。用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)程度。細(xì)度模數(shù)愈大，表示砂愈粗。配制混凝土宜優(yōu)選區(qū)砂（中砂）。砂的堅(jiān)固性是抵抗破裂的能力。,4.粒徑大于5mm的骨料稱(chēng)為粗骨料。5.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中：（1）粗骨料的最大粒徑不得超過(guò)結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的3/4；（2）對(duì)于混凝土實(shí)心板，可采用最大粒徑達(dá)1/3板厚的骨料，但最大粒徑不得超過(guò)40mm；（3）對(duì)于泵送的混凝土，碎石的最大粒徑應(yīng)不大于輸送管徑的1/3，卵石的最大粒徑應(yīng)不大于輸送管徑的1/2.5。,6.有抗凍要求的混凝土所用粗骨料，用硫酸鈉溶液檢驗(yàn)。7.粗骨料中嚴(yán)禁混入鍛燒過(guò)的白云石、石灰石塊。8.外加劑摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%。（拌合前或拌合時(shí)摻入）9.混凝土膨脹劑物理性能指標(biāo)：細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、限制膨脹率(強(qiáng)制性指標(biāo)）抗壓強(qiáng)度。限制膨脹率是強(qiáng)制性指標(biāo),二、混凝土的技術(shù)性能1.和易性1）和易性包括：流動(dòng)性、黏聚性、保水性。黏聚性：不發(fā)生分層、離析現(xiàn)象；保水性：不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。稠度值愈大表示流動(dòng)性愈小。2）影響混凝土拌合物和易性的主要因素：?jiǎn)挝惑w積用水量、砂率、組成材料的性質(zhì)、時(shí)間、溫度等。（1）單位體積用水量決定水泥漿的數(shù)量和稠度，它是影響混凝土和易性的最主要因素。,（2）砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。（3）組成材料的性質(zhì)包括：水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加劑和摻合料的特性。2.強(qiáng)度1）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度：制作邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下(溫度202，相對(duì)濕度95%以上)，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，以fcu表示，單位為N/mm2或MPa。,2）混凝土強(qiáng)度等級(jí)是按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定?；炷凉卜譃?4個(gè)等級(jí)，C15C80，級(jí)差為5N/mm2。C30表示：混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值30MPafcu,k35MPa。3）軸心抗壓強(qiáng)度的測(cè)定采用150mm150mm300mm棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。在立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu=1055MPa的范圍內(nèi)，軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c=（0.70O.80）fcu。,4）混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)t只有抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu的1/201/10抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)（立方體劈裂抗拉實(shí)驗(yàn)）5）抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c抗拉強(qiáng)度f(wàn)t6）影響混凝土強(qiáng)度的因素：原材料、生產(chǎn)工藝。原材料因素包括：水泥強(qiáng)度與水灰比，骨料的種類(lèi)質(zhì)量和數(shù)量，外加劑和摻合料；生產(chǎn)工藝因素包括：攪拌與振搗，養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度，齡期。,3.變形性能分為非荷載變形和荷載變形，長(zhǎng)期荷載作用下的變形一徐變。4.耐久性混凝土的耐久性包括：抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應(yīng)、混凝土中的鋼筋銹蝕?；炷恋目?jié)B性直接影響到混凝土的抗凍性、抗侵蝕性。三、混凝土外加劑的功能、種類(lèi)與應(yīng)用1.混凝土外加劑的主要功能包括:（1）改善混凝土或砂漿拌合物施工時(shí)的和易性；,（2）提高混凝土或砂漿的強(qiáng)度及其他物理力學(xué)性能；（3）節(jié)約水泥或代替特種水泥；（4）加速混凝土或砂漿的早期強(qiáng)度發(fā)展；（5）調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結(jié)硬化速度；（6）調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量；（7）降低水泥初期水化熱或延緩水化放熱；,（8）改善拌合物的泌水性；（9）提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕性鹽類(lèi)的腐蝕性；（10）減弱堿一骨料反應(yīng)；（11）改善混凝土或砂漿的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)；（12）改善混凝土的泵送性；（13）提高鋼筋抗銹蝕能力；（14）提高骨料與砂漿界面的粘結(jié)力，提高鋼筋與混凝土的握裹力；（15）提高新老混凝土界面粘結(jié)力。,2.外加劑的分類(lèi)（提煉知識(shí)點(diǎn)引氣劑的作用）（1）改善混凝土拌合物流變性能。包括各種減水劑、引氣劑泵送劑等。（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑速凝劑等。（大體積混凝土要加緩凝劑）（3）改善混凝土耐久性。包括引氣劑、防水劑、阻銹劑等。（4）改善混凝土其他性能。包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等,3.混凝土加入減水劑：不減少用水，提高流動(dòng)性；減水不減水泥，提高強(qiáng)度；減水且減水泥，節(jié)約水泥。4.早強(qiáng)劑：用于冬季施工和搶險(xiǎn)；緩凝劑：用于高溫季節(jié)、大體積混凝土、泵送與滑模及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)幕炷?；引氣劑：用于抗凍、防滲。防凍劑：硝銨、尿素等產(chǎn)生刺鼻氣味的外加劑，嚴(yán)禁用于辦公、居住等建筑工程。,5.外加劑應(yīng)有供貨單位提供下列技術(shù)文件:（1）產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，并應(yīng)標(biāo)明產(chǎn)品主要成分；（2）出廠檢驗(yàn)報(bào)告及合格證；（3）摻外加劑混凝土性能檢驗(yàn)報(bào)告。6.幾種外加劑復(fù)合使用時(shí)，應(yīng)注意不同品種外加劑之間的相容性及對(duì)混凝土性能的影響。7.對(duì)鋼筋混凝土和有耐久性要求的混凝土，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定嚴(yán)格控制混凝土中氯離子含量和堿的數(shù)量。,典型題目1.關(guān)于混凝土表面碳化的說(shuō)法，正確的有（）。A降低了混凝土的堿度B削弱了混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用C增大了混凝土表面的抗壓強(qiáng)度D增大了混凝土表面的抗拉強(qiáng)度E降低了混凝土的抗折強(qiáng)度答案：ABCE,2.混凝土的耐久性能包括()。A.抗凍性B.碳化C.抗?jié)B性D.抗侵蝕性E.和易性答案：ABCD,3.混凝土拌和物的和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，它包括（）等幾方面的含義。A.流動(dòng)性B.耐久性C.黏聚性D.飽和度E.保水性答案：ACE,4.影響混凝土強(qiáng)度的因素包括（）。A.水泥強(qiáng)度與水灰比B.集料C.養(yǎng)護(hù)溫度和濕度D.齡期E.試塊的尺寸答案;ACD,石灰、石膏的性能和應(yīng)用課前練習(xí)1.關(guān)于石灰技術(shù)性質(zhì)的說(shuō)法，正確的有（）。A.保水性好B.硬化較快、強(qiáng)度高C.耐水性好D.硬化時(shí)體積收縮大E.生石灰吸濕性強(qiáng)答案：ADE,本節(jié)重點(diǎn)及考點(diǎn)1.氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化。如石灰、石膏、水玻璃等；水硬性膠凝材料：既能在空氣中也能在水中硬化。如水泥2.石灰、石膏、水泥稱(chēng)為“灰”,一、石灰1.石灰石主要成分：碳酸鈣CaCO3生石灰：氧化鈣CaO熟石灰（消石灰）：氫氧化鈣Ca(OH)2按石灰中氧化鈣、氧化鎂含量分為：鈣質(zhì)生石灰（MgO5%）和鎂質(zhì)生石灰（MgO5%）。2.石灰熟化過(guò)程會(huì)放出大量的熱，體積增大12.5倍生石灰(塊灰)不能直接用于工程，需先進(jìn)行熟化。生石灰熟化而成的石灰膏，一般應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中陳伏2周左右。