建筑材料講義

1、建筑材料(A)復(fù)習(xí)第一類占80-85% ： 判斷題 單項(xiàng)選擇題 簡答題第二類占15-20% ： 計(jì)算題（材料的基本性質(zhì)和混凝土）試題類型和結(jié)構(gòu)試題類型和結(jié)構(gòu) 終結(jié)性考核的其他要求終結(jié)性考核的其他要求 （1）答題時(shí)間：期末考試時(shí)間為90分鐘。 （2）其它：學(xué)員考試時(shí)可帶鋼筆，鉛筆，尺子，橡皮和計(jì)算器。 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì) 密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 對(duì)于某一種材料來說，無論環(huán)境怎樣變化，其密度都是一定值。材料隨含水率的增加，材料的密度不變，導(dǎo)熱系數(shù)增加。 表觀密度對(duì)于顆粒狀外形不規(guī)則的堅(jiān)硬顆粒，如砂或石子，其體積可采用排水法測(cè)得，故對(duì)此類材料一般采用表觀密度表

2、示。體積密度是材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。堆積密度是指粉狀、顆粒狀或纖維狀材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 材料與水有關(guān)的性質(zhì)主要有：材料的親水性和憎水性以及材料的吸水性、吸濕性、耐水性、抗凍性、抗?jié)B性等。 材料吸水后，將使材料的強(qiáng)度和保溫性降低。軟化系數(shù)表明材料的耐水性。軟化系數(shù)越小，材料的耐水性能越差。材料的開口孔隙率（開口孔隙體積與材料在自然狀態(tài)下體積之比的百分?jǐn)?shù)）的大小，可根據(jù)該材料的體積吸水率來確定。材料的導(dǎo)熱系數(shù)與其厚度無關(guān)。 影響材料強(qiáng)度測(cè)量值的因素有：試件的形狀和大?。?加荷速度；溫度；含水狀態(tài)；表面狀況。 彈性是指材料在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力解除后，能完全恢復(fù)到變形

3、前形狀的性質(zhì)。這種變形稱為彈性變形或可恢復(fù)變形。 密度：體積密度：孔隙率：體積吸水率：質(zhì)量吸水率： 公式及應(yīng)用)1/(0P00/Vm%100)1 (P0%1000120VmmW%100/ )(112mmmWw石灰石 CaCO3 生石灰（CaO）熟石灰Ca（OH）2 建筑石膏的化學(xué)成分是型半水石膏 水玻璃是Na2OnSiO2的水溶液 生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料 石灰能否單獨(dú)使用？為什么？新拌制的石灰能否馬上使用？如何處理？石灰硬化過程包括哪幾部分？石灰熟化的特點(diǎn)？建筑石膏硬化的特點(diǎn)？ 當(dāng)入窯石灰石塊度較大，煅燒溫度較高時(shí)，石灰石塊的中心部位達(dá)到分解溫度時(shí)，其表

4、面已超過分解溫度，得到的石灰稱其為過石灰。 若煅燒溫度較低，大塊石灰石的中心部位不能完全分解，此時(shí)稱其為欠火石灰。欠火石灰和過火石灰水泥水泥 水泥熟料的礦物組成 ：硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣 水泥主要水化產(chǎn)物 ：水化硅酸鈣與水化鐵酸鈣凝膠，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體 水泥混合材料的激發(fā)劑 ：氫氧化鈣和石膏 建筑石膏的化學(xué)成分 建筑石膏是一種以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料。CaSO41/2H2O建筑石膏凝結(jié)硬化時(shí)主要的特點(diǎn) 凝結(jié)硬化快。凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹。建筑石膏在使用時(shí)為什么通常摻入一定量的動(dòng)物膠 因?yàn)槟Y(jié)硬化過快。為施工方便，常摻加適量緩凝劑，如硼砂、紙漿廢液

5、、骨膠、皮膠等。國標(biāo)規(guī)定硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)是以水泥膠砂試件在3d和28d齡期的強(qiáng)度來評(píng)定的。 國家規(guī)范中規(guī)定，水泥體積安定性檢驗(yàn)不合格時(shí)，需按廢品處理。水泥初凝時(shí)間檢驗(yàn)不合格時(shí)，需按廢品處理。 影響硅酸鹽系水泥凝結(jié)硬化的主要因素水泥的熟料礦物組成及細(xì)度、水灰比、石膏的摻量、環(huán)境溫度和濕度、齡期和外加劑。 硅酸鹽水泥的特性有 強(qiáng)度高；水化熱高；抗凍性好；堿度高、抗碳化能力強(qiáng)；干縮??；耐磨性好；耐腐蝕性差；耐熱性差；濕熱養(yǎng)護(hù)效果差。 硅酸鹽水泥的應(yīng)用 硅酸鹽水泥一般適用于一般土建工程中現(xiàn)澆混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、快硬高強(qiáng)混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土。水泥的安定性及安定性不良的原因 水泥凝結(jié)硬化過程中

6、，體積變化是否均勻適當(dāng)?shù)男再|(zhì)稱為水泥體積安定性。 水泥體積安定性不良，一般是由于熟料中所含游離氧化鈣、游離氧化鎂過多或摻入的石膏過多等原因造成的。防止水泥石腐蝕的措施: （1）根據(jù)環(huán)境侵蝕特點(diǎn)，合理選用水泥品種; （2）提高水泥石的密實(shí)度; （3）表面加作保護(hù)層。 與硅酸鹽水泥相比，礦渣硅酸鹽水泥在性能上有哪些不同？其適用范圍如何？ 礦渣硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥比較，早期硬化速度慢，強(qiáng)度低；抗凍性、耐磨性及抗碳化性能差；耐腐蝕性好，水化熱低。耐熱性強(qiáng)。 適用范圍：1一般耐熱混凝土；2大體積混凝土；3蒸汽氧護(hù)構(gòu)件；4一般混凝土構(gòu)件；5一般耐軟水、海水、硫酸鹽腐蝕要求的混凝土水、水泥、砂（細(xì)骨料）、

7、石子（粗骨料）是普通混凝土的四種基本組成材料。水和水泥形成水泥漿，在混凝土中賦予拌合混凝土以流動(dòng)性；粘結(jié)粗、細(xì)骨料形成整體；填充骨料的間隙，提高密實(shí)度。砂和石子構(gòu)成混凝土的骨架，有效抵抗水泥漿的干縮；砂石顆粒逐級(jí)填充，形成理想的密實(shí)狀態(tài)，節(jié)約水泥漿的用量。 混混 凝凝 土土 混凝土對(duì)粗骨料的基本要求是顆粒的總表面積要小和顆粒大小搭配要合理，以達(dá)到水泥的節(jié)約和逐級(jí)填充形成最大的密實(shí)度。這兩項(xiàng)要求分別用最大粒徑和顆粒級(jí)配表示。 混凝土用的粗骨料，其最大粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4。 混凝土中水泥的選用，主要考慮的是水泥的品種和強(qiáng)度等級(jí)。 水泥的品種應(yīng)根據(jù)工

8、程的特點(diǎn)和所處的環(huán)境氣候條件，特別是應(yīng)針對(duì)工程竣工后可能遇到的環(huán)境影響因素進(jìn)行分析，并考慮當(dāng)?shù)厮嗟墓?yīng)情況作出選擇，相關(guān)內(nèi)容在第四章中已有闡述。 工作性又稱和易性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件和環(huán)境下，是否易于各種施工工序的操作，以獲得均勻密實(shí)混凝土的性能。工作性在攪拌時(shí)體現(xiàn)為各種組成材料易于均勻混合，均勻卸出；在運(yùn)輸過程中體現(xiàn)為拌合物不離析，稀稠程度不變化；在澆筑過程中體現(xiàn)為易于澆筑、振實(shí)、流滿模板；在硬化過程中體現(xiàn)為能保證水泥水化以及水泥石和骨料的良好粘結(jié)?？梢娀炷恋墓ぷ餍詰?yīng)是一項(xiàng)綜合性質(zhì)。 工作性應(yīng)包括流動(dòng)性、粘聚性、保水性三個(gè)方面的技術(shù)要求。 坍落度是流動(dòng)性（亦稱稠度）的指標(biāo)，

9、坍落度值越大，流動(dòng)性越大。 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來確定的。測(cè)定混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為151515cm。 混凝土的抗凍性用抗凍等級(jí)（F）來表示，抗凍等級(jí)為F20 的混凝土表示其抗凍融循環(huán)次數(shù)為20。 配置混凝土?xí)r，為了滿足耐久性質(zhì)的要求，應(yīng)控制的技術(shù)指標(biāo)是最大水灰比。P102 在原材料一定的情況下，決定混凝土強(qiáng)度的最主要因素是水灰比，影響混凝土耐久性的關(guān)鍵因素是保證足夠的水泥用量，嚴(yán)格控制水灰比。 混凝土的水灰比是根據(jù)強(qiáng)度、耐久性要求確定的。 在配制混凝土?xí)r如拌合物流動(dòng)性過大，就需要保持砂率不變，加砂和石子。試拌調(diào)整混凝土?xí)r，發(fā)現(xiàn)拌和物的保水性較差，應(yīng)采用增加砂率的措施

10、。 混凝土采用減水劑可取得哪些經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果混凝土采用減水劑可取得哪些經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果? （1）增大流動(dòng)性。在原配合比不變，即水、水灰比、強(qiáng)度均不變的條件下，增加混凝土拌合物的流動(dòng)性。（2）提高強(qiáng)度。在保持流動(dòng)性及水泥用量的條件下，可減少拌合用水，使水灰比下降，從而提高混凝土的強(qiáng)度。（3）節(jié)約水泥。在保持強(qiáng)度不變，即水灰比不變以及流動(dòng)性不變的條件下，可減少拌合用水，從而使水泥用量減少，達(dá)到保證強(qiáng)度而節(jié)約水泥的目的。（4）改善其他性質(zhì)。摻加減水劑還可改善混凝土拌合物的粘聚性、保水性；提高硬化混凝土的密實(shí)度，改善耐久性；降低、延緩混凝土的水化熱等。能夠顯著提高硬化混凝土抗凍耐久性的外加劑是引氣劑。早

11、強(qiáng)劑是能夠提高混凝土早期強(qiáng)度，并對(duì)后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。緩凝劑是能夠延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無不良影響的外加劑。 0kcu,cu,0645. 1 ffSgspmmms混凝土配合比計(jì)算混凝土配合比計(jì)算)(cekcu,BWCAff建筑砂漿建筑砂漿 砂漿和易性包括流動(dòng)性和保水性。 砂漿的流動(dòng)性用沉入度表達(dá)。 砂漿的保水性用“分層度”表示。分層度大于30mm的砂漿，容易產(chǎn)生離析，不便于施工。 在砂漿中摻入石灰膏，可明顯提高砂漿的保水性。 砌筑砂漿摻入石灰膏而制得混合砂漿其目的是改善和易性、節(jié)約水泥 影響砂漿強(qiáng)度的因素較多，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)材料質(zhì)量一定時(shí)，砌筑砂漿的強(qiáng)度主要取決于水泥

12、用量與水泥強(qiáng)度。 砂漿試件尺寸采用（70.770.770.7）mm立方體試件。 砌筑砂漿粘結(jié)力的影響因素 砌筑砂漿的粘結(jié)力隨其強(qiáng)度的增大而提高，砂漿強(qiáng)度等級(jí)越高，粘結(jié)力越大。砂漿的粘結(jié)力與磚石的表面狀態(tài)、潔凈程度、濕潤情況及施工養(yǎng)護(hù)條件等有關(guān)。所以，砌筑前磚要澆水濕潤，其含水率控制在10%15%左右，表面不沾泥土，以提高砂漿與磚之間的粘結(jié)力，保證砌筑質(zhì)量。對(duì)抹面砂漿要求具有良好的和易性，容易抹成均勻平整的薄層，便于施工。還應(yīng)有較高的粘結(jié)力，砂漿層應(yīng)能與底面粘結(jié)牢固，長期不致開裂或脫落。處于潮濕環(huán)境或易受外力作用部位（如地面、墻裙等），還應(yīng)具有較高的耐水性和強(qiáng)度。 燒土制品及熔融制品燒土制品及熔

13、融制品 燒結(jié)多孔磚因其強(qiáng)度較高，一般用于砌筑六層以下建筑物的承重墻；燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)按抗壓強(qiáng)度來評(píng)定。 凡是空洞率大于15%的磚稱為空心磚燒結(jié)空心磚主要用于非承重的填充墻和隔墻。燒結(jié)普通磚的技術(shù)要求有：規(guī)格；外觀質(zhì)量；強(qiáng)度；泛霜和石灰爆裂。泛霜是燒結(jié)磚在使用過程中的一種鹽析現(xiàn)象。建筑鋼材建筑鋼材 使鋼材的強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性顯著降低，還可以顯著加大鋼材的冷脆性的合金元素是磷。鋼材在熱加工過程中造成晶體的分離引起鋼材斷裂，形成熱脆現(xiàn)象的元素是硫。 冷加工是指鋼材在常溫下進(jìn)行的加工。鋼材經(jīng)冷加工產(chǎn)生塑性變形，從而提高其屈服強(qiáng)度，這一過程稱為冷加工強(qiáng)化處理。 將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放1

14、520d，或加熱到100200并保持2h左右，這個(gè)過程稱為時(shí)效處理。前者稱為自然時(shí)效，后者稱為人工時(shí)效。 鋼筋冷拉以后再經(jīng)過時(shí)效處理，其屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度及硬度進(jìn)一步提高，塑性及韌性繼續(xù)降低。普通碳素鋼按屈服點(diǎn)，質(zhì)量等級(jí)及脫氧方法劃分為若干個(gè)牌號(hào)，隨牌號(hào)提高，鋼材強(qiáng)度提高，伸長率降低。 屈服強(qiáng)度為235Mpa，質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)的沸騰鋼牌號(hào)為Q235AF。Q235-C的鋼材，其質(zhì)量要比Q235-A的鋼材質(zhì)量好。 低碳鋼受拉經(jīng)歷四個(gè)階段：彈性階段（OA）、屈服階段(AB)、強(qiáng)化階段（BC）和頸縮階段（CD）。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般以fy（屈服強(qiáng)度）作為強(qiáng)度取值的依據(jù)。而對(duì)屈服現(xiàn)象不明顯的中碳和高碳鋼（硬鋼）

15、，則規(guī)定以產(chǎn)生殘余變形為原標(biāo)距長度的0.2%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服點(diǎn)，用f0.2表示。 鋼材的屈強(qiáng)比，即屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度之比。它能反映鋼材的利用率和結(jié)構(gòu)的安全可靠性，屈強(qiáng)比愈小，反映鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性愈大，因而結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但屈強(qiáng)比太小，則反映鋼材不能有效地被利用，造成鋼材浪費(fèi)。 鋼筋混凝土用HPB235級(jí)鋼筋：它的使用范圍很廣，可用作中、小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，構(gòu)件的箍筋，鋼、木結(jié)構(gòu)的拉桿等；可作為冷軋帶肋鋼筋的原材料，盤條還可作為冷拔低碳鋼絲原材料。 鋼筋混凝土用HRB335、HRB400級(jí)鋼筋，廣泛用于大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主筋。冷拉后也

16、可作預(yù)應(yīng)力筋。HRB500級(jí)鋼筋是房屋建筑的主要預(yù)應(yīng)力鋼筋。 低合金結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐磨性好、耐腐蝕性強(qiáng)、耐低溫。 采用低合金結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義： 綜合技術(shù)性能高，尤其適用于大跨度、承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)。 與使用碳素鋼相比 ，可節(jié)約鋼材20-30而成本增加并不很高。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，推薦使用的低合金鋼主要有兩種Q345及Q390，用于大跨度、承受動(dòng)荷載的鋼結(jié)構(gòu)中。 防水材料防水材料 石油瀝青中的組分有：油分、樹脂、瀝青質(zhì)。油分含量的多少直接影響瀝青的柔軟性、抗裂性及施工難度。 石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)：黏滯性、塑性、溫度敏感性、大氣穩(wěn)定性、施工安全性、防水性和溶解度。 石油瀝青的塑

17、性用延度表示。延度越大，塑性越好。建筑石油瀝青的黏性是用針入度表示。建筑石油瀝青針入度小（黏性較大），軟化點(diǎn)較高（耐熱性較好），但延伸度較小（塑性較?。?。瀝青的溫度敏感性用軟化點(diǎn)表示。軟化點(diǎn)越高，則溫度敏感性越小。 通常，道路石油瀝青牌號(hào)越高，則黏性越?。瘁樔攵仍酱螅?，塑性越好（即延度越大），溫度敏感性越大（即軟化點(diǎn)越低）。 與傳統(tǒng)瀝青防水卷材相比較，高聚物改性瀝青防水卷材有什么突出的優(yōu)點(diǎn)？ 高聚物改性瀝青防水卷材：高溫不流淌，低溫不暗裂；抗拉強(qiáng)度高；延伸率大；價(jià)格適中。合成高分子防水卷材具有的優(yōu)點(diǎn) 以合成橡膠、合成樹脂為主的新型防水卷材稱為合成高分子防水卷材。分為加筋增強(qiáng)型和非加筋增強(qiáng)型兩種。 合成高分子防水卷材具有高彈性、拉伸強(qiáng)度高、延伸