《土木工程材料》 教案 柯龍 第7-14章 砌筑材料-土木工程材料試驗

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木

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程

材

料

教案

課程信息

課程名稱土木工程材料授課專業(yè)土木工程

必修課公共課（）；專業(yè)基礎(chǔ)課（）；專業(yè)課（V）；

課程類型

選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）

講授（，）；實踐課（V）；

授課方式考核方式考試（）；考查（V）

其它（）

課程教學(xué)

32學(xué)時學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分

總學(xué)時數(shù)

學(xué)時分配理論課20時；實踐課12學(xué)時;

作柯龍；董西安電子科技

教材名稱土木工程材料出版社

者萌；趙影大學(xué)出版社

出版

書號978-7-5606-6993-9

時間2023.09

班級課程名稱土木工程材料

授課教師授課課時2

學(xué)習(xí)課題砌筑材料

教學(xué)基本

對砌筑材料有一個總體的、全貌的了解。

要求

教學(xué)重點、石材、砌塊和砌墻磚等砌筑材料的性質(zhì)和應(yīng)用。

難點磚的燒結(jié)原理,砌塊的技術(shù)性質(zhì)。

教學(xué)方法、手

案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法

段

教學(xué)過程設(shè)計導(dǎo)入——專題講解——問題分析討論——練習(xí)——?dú)w納總結(jié)

參考案例來自教材、相關(guān)參考書

教具、教材教學(xué)課件PPTX教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案

時間

教學(xué)

分配

授課提綱及重難點分析方法

及旁

設(shè)計

注

7.1石材

7.1.1巖石的組成與分類

巖石是構(gòu)成地殼的主要物質(zhì)°它是由地殼的地質(zhì)作用

形成的固態(tài)物質(zhì)，具有一定的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和變化規(guī)律。

1.組成

巖石是由一種或數(shù)種主要礦物所組成的集合體。所

謂礦物，是指存在于地殼中具有一定化學(xué)成分和物理性

質(zhì)的自然元素或化合物。少數(shù)礦物為單質(zhì)，絕大多數(shù)礦物

是由各種化學(xué)元素所組成的化合物。構(gòu)成巖石的礦物稱

為造巖礦物。的

2.分類30min

巖石按地質(zhì)形成條件可分為巖漿巖（火成巖）、沉積

巖（水成巖）和變質(zhì)巖三大類。

1）巖漿巖

巖漿巖是由地殼深處上升的巖漿冷凝結(jié)晶而成的巖

石,其成分主要是硅酸鹽礦物；它是組成地殼的主要巖石

按地殼質(zhì)量計,巖漿巖占89%,儲量極大。

2）沉積巖

沉積巖是地表巖石經(jīng)長期風(fēng)化作用、生物作用或某

種火山作用后，成為碎屑顆粒狀或粉塵狀，經(jīng)風(fēng)或水的

搬運(yùn)，通過沉積和再造作用而形成的巖石。

3)變質(zhì)巖

巖石由于強(qiáng)烈的地質(zhì)活動，在高溫和高壓下，礦物再

結(jié)晶或生成新礦物，使原來巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)及構(gòu)

造發(fā)生顯著變化而成為一種新的巖石，稱為變質(zhì)巖。變

質(zhì)巖大多是結(jié)晶體,其構(gòu)造、礦物成分都較巖漿巖、沉

積巖更為復(fù)雜且多樣。

7.1.2巖石的構(gòu)造與性能

不同的成巖條件和造巖礦物使各類巖石具有不同的

結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，這些特征對巖石的物理和力學(xué)性能影響

甚大。

1.結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大

小、形態(tài)及結(jié)合方式的特征。巖石的構(gòu)造是指巖石中礦

物集合體之間的排列或組合方式，或礦物集合體與其他組

成物質(zhì)之間結(jié)合的情況。

(1)塊狀構(gòu)造。

(2)層片狀構(gòu)造

(3)流紋狀、斑狀、杏仁狀和結(jié)核狀構(gòu)造。

(4)氣孔狀構(gòu)造。

2.技術(shù)性質(zhì)

石材的技術(shù)性質(zhì)可分為物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和工藝

性質(zhì)。

1)物理函

(1)表觀密度

(2)吸水性

(3)耐水性

(4)抗凍性

(5)耐火性

(6)導(dǎo)熱性

2)力學(xué)性質(zhì)

(1)抗壓強(qiáng)度。石材的強(qiáng)度取決于造巖礦物及巖石

的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。若巖石中有礦物膠結(jié)物質(zhì)存在，則膠結(jié)

物質(zhì)對強(qiáng)度也有一定影響，如砂巖。

(2)沖擊韌性。石材的沖擊韌性取決于礦物成分與

構(gòu)造。通常情況下，晶體結(jié)構(gòu)的巖石較非晶體結(jié)構(gòu)的

巖石具有更高的韌性。

(3)硬度。石材的硬度主要取決于礦物組成、結(jié)

構(gòu)和構(gòu)造。由強(qiáng)度、硬度高的造巖礦物所組成的巖石，

其硬度較高；結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)硬度高于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)；構(gòu)造緊密

的巖石硬度也較高。

(4)耐磨性。石材抵抗摩擦、邊緣剪切以及撞擊

等復(fù)雜作用下的性質(zhì),稱為耐磨性。石材的耐磨性與

巖石中造巖礦物的硬度及巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造有一定的關(guān)

系。若巖石強(qiáng)度高、構(gòu)造致密，則耐磨性也較好。

3)工藝■

石材的工藝性質(zhì)主要指開采和加工過程的難易程度

及可鉆性，包括加工性、磨光性與抗黏性等。

(1)加工性。加工性是指對巖石劈解、破碎與鑿

琢等加工工藝的難易程度。凡強(qiáng)度、硬度、韌性較高

的石材，不易加工；質(zhì)脆而粗糙，有顆粒交錯結(jié)構(gòu)，

含有層狀或片狀構(gòu)造以及已風(fēng)化的巖石，都難以滿足

加工要求

(2)磨光性。磨光性指巖石能否磨成光滑表面的性

質(zhì)。致密、均勻、細(xì)粒的巖石，都有良好的磨光性，

可以磨成光滑亮潔的表面。跺松多孔、自鱗片狀構(gòu)造的

巖石，磨光性均不好。

(3)可鉆性?？摄@性指巖石鉆孔時的難易程度。

影響可鉆性的因素很復(fù)雜，一般與巖石的強(qiáng)度、硬度等

性質(zhì)有關(guān)。

7.1.3常用石材及其應(yīng)用與防護(hù)

1.常用石材

土木工程中常用的石材主要有花崗巖、輝長巖、玄

武巖、石灰?guī)r、大理巖、砂巖等

2.石材的應(yīng)用與防護(hù)

1)石材的應(yīng)用

(1)毛石。

(2)料石

(3)石板

2)石材的防護(hù)

石材在長期的使用過程中，受到周圍自然環(huán)境因素的

影響而產(chǎn)生物理變化和化學(xué)變化，致使巖石逐步風(fēng)化、

破壞。

7.2砌墻磚

7.2.1燒結(jié)磚

燒結(jié)磚是通過焙燒工藝而制成的砌墻磚。根據(jù)磚的

空洞形式有實心磚、多孔磚和空心磚。

1.燒結(jié)普通磚

燒結(jié)普通磚是以黏土、頁巖、煤砰石、粉煤灰為

主要原料經(jīng)焙燒而成的實心磚。

1)燒結(jié)普通磚的分類

以黏土為主要原料，經(jīng)配料、制坯、干燥、焙燒

而成的燒結(jié)普通磚，簡稱黏土磚(代號為N),由紅磚

和青磚兩種。

2)燒結(jié)普通磚的技術(shù)性能指標(biāo)

燒結(jié)普通磚的技術(shù)性能指標(biāo)主要有以下6種：

(1)尺寸規(guī)格和質(zhì)量等級。

(2)泛霜。

(3)石灰爆裂。

(4)吸水率。

(5)強(qiáng)度等級。

(6)抗風(fēng)化性能

3)燒結(jié)普通磚的特點及工程應(yīng)用

燒結(jié)普通磚具有一定的強(qiáng)度、較好的耐久性及隔

熱、隔聲、價格低廉等優(yōu)點，加之原料廣泛、工藝簡

單，所以是我國應(yīng)用最久的、應(yīng)用范圍最廣的墻體材

料o燒結(jié)普通磚也可用來砌筑柱、拱、煙囪、地面及

基礎(chǔ)等，還可用來與輕骨料混凝土、加氣混凝土、巖

棉等復(fù)合，砌筑成可代替鋼筋混凝土的各種配筋(鋼筋或

鋼絲網(wǎng))砌體，用于制作柱、過梁等構(gòu)件。

2.燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚

燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心語的生產(chǎn)原料及品種與燒結(jié)

普通磚基本相同，僅形狀和外觀不同。

1)燒結(jié)多孔磚

(1)規(guī)格尺寸

(2)強(qiáng)度等級

(3)抗風(fēng)化性能

(4)工程應(yīng)用

2)燒結(jié)空心磚和空心'砌塊

燒結(jié)空心磚和空心砌塊是以黏土、頁巖、煤砰石為

主要原料，經(jīng)熔燒而成的孔洞率較大的磚。其孔尺寸大

而數(shù)量少，且平行于大面和條面。燒結(jié)空心磚和空心砌塊

也是直角六面體。

(1)規(guī)格尺寸。按國家標(biāo)準(zhǔn)《燒結(jié)空心題口空心砌

塊》(GB13544-2011)規(guī)定，燒結(jié)空心磚和空塊

的孔洞＞40%,空心磚的長度三360mm,寬度三

240mm,高度三115mm,如圖74所示。大于該

尺寸的則屬于空心砌塊。

(2)質(zhì)量等級。根據(jù)孔洞排列及結(jié)構(gòu)、尺寸偏差、

外觀質(zhì)量、泛霜和石灰爆裂、吸水率等指標(biāo)，燒結(jié)空心

磚和空心砌塊分為優(yōu)等品(A)、7品(B)和合格品(C)

3個質(zhì)量等級。

(3)密度等級。根據(jù)5塊磚的平均密度值，燒結(jié)空

心南口空心砌塊分為800、900、1000和1100共4個

密度等級。

(4)強(qiáng)度等級。按10塊磚的大面抗壓強(qiáng)度，燒結(jié)

空心磚和空/詡塊分為MU10、MU7.5、MU5.0、MU3.

5、MU2.5共5個強(qiáng)度等級

(5)吸水率。燒結(jié)空心磚和空心'砌塊的吸水率以5

塊試樣的3h沸煮吸水率的算術(shù)平均值表示

(6)抗風(fēng)化性能。嚴(yán)重風(fēng)化區(qū)中的1、2、3、4、

5地區(qū)的磚同樣必須進(jìn)行凍融試驗，其他地區(qū)的燒結(jié)空心

磚和空心'砌塊的抗風(fēng)化性能要求若符合表79的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

定，則可不進(jìn)行凍融試驗，否則也必須進(jìn)行凍融試驗。

(7)工程應(yīng)用。燒結(jié)空心磚和空心砌塊的自重較

輕、強(qiáng)度較低，多用作建筑物的非承重部位的墻體，如

多層建筑內(nèi)隔墻或框架結(jié)構(gòu)的填充墻等，各種類型的磚在

使用時均要注意耐久性。

7.2.2非燒結(jié)磚

不經(jīng)熔燒而制成的磚均為非燒結(jié)磚，如蒸養(yǎng)（壓）磚、

混凝土磚、碳化磚等。目前應(yīng)用較廣的是蒸養(yǎng)（壓）

磚。這類磚是以含鈣材料（石灰、電石渣等）和含硅材

料（砂、粉煤灰、煤砰石、灰渣、爐渣等）與水拌

和后壓制成型的，在自然條件或人工水熱合成條件（蒸養(yǎng)

或蒸壓）下，反應(yīng)生成以水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣為主

要膠結(jié)料的硅酸鹽建筑制品。其主要品種有蒸壓灰砂

磚、粉煤灰磚、爐渣磚、混凝土多孔磚和混凝土實心磚

等。

1.蒸壓灰砂磚（LSB）

蒸壓灰砂磚是以石灰、天然砂為原料，經(jīng)拌和、

壓制成型、蒸壓養(yǎng)護(hù)（175?191℃,0.8~1.2MPa的

飽和蒸汽）而制成的，原料中石灰占10%?20%。

1）尺寸規(guī)格和質(zhì)量等級

蒸壓灰砂磚的尺寸規(guī)格與燒結(jié)普通磚相同，為

240mmx115mmx53mm。國家標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓灰砂磚》

（GB11945-1999）規(guī)定，蒸壓灰砂磚按照尺寸偏差和外

觀分為優(yōu)等品（A）、一等品（B）和合格品（C）3個質(zhì)

量等級。

2）技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)浸水24h后的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，蒸壓灰砂

磚分為MU25、MU20、MU15和MU10共4個強(qiáng)度等

級。其表觀密度為1800~1900kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)約為0.

（）各等級抗折、抗壓強(qiáng)度及抗凍性指標(biāo)

61W/m.Ko

應(yīng)符合表7?10的規(guī)定。

3）工程應(yīng)用

MU15、MU20和MU25的磚可用于基礎(chǔ)及其他建

筑;MU10的磚僅可用于防潮層以上的建筑。由于蒸壓

灰砂磚中的某些組分不耐酸，也不耐熱，因此蒸壓灰砂磚

不得用于長期受熱（20CTC以上）、受急冷急熱和有酸性

介質(zhì)侵蝕的建筑部位，也不宜用于有流水沖刷的部位。

2.粉煤灰磚（FB）

粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰或水泥為主要原料，摻

加適量石膏、外加劑、顏料和集料等，經(jīng)坯料制備、

成型、常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而制成的實心粉煤灰磚。磚

的顏色分為本色（N）和彩色（C。）兩類。其外形尺寸

與普通磚完全相同，表觀密度約為1500kg/m3。

1）技術(shù)指標(biāo)

我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓粉煤灰磚》（JC239-2014）規(guī)

定，粉煤灰磚按抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分為MU30、

MU25、MU20、MU15和MU10共5個強(qiáng)度等級。各

等級的強(qiáng)度值及抗凍性應(yīng)符合表711的規(guī)定;碳化系

數(shù)不得小于0.8;對于干燥收縮率，優(yōu)等品和一等品應(yīng)不

大于0.65mm/m,合格品應(yīng)不大于0.75mm/m。

2）工程應(yīng)用

粉煤灰磚可用于工業(yè)與民用建筑的墻體和基礎(chǔ)。但

用于基礎(chǔ)或易受凍融和干濕交替作用的建筑物部位時，

必須使用MU15及以上強(qiáng)度等級的磚。粉煤灰磚不得用

于長期受熱（20CTC以上）、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)

侵蝕的建筑部位。為避免或減少收縮裂縫的產(chǎn)生，用粉

煤灰磚砌筑的建筑物應(yīng)適當(dāng)增設(shè)圈梁及伸縮絳O

3.爐渣磚（LZ）

爐渣磚是以煤燃燒后的殘渣為主要原料，摻入適量的

石灰（水泥、電石渣）、石膏，經(jīng)混合、壓制成型、

蒸養(yǎng)或蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的實心磚。

1）技術(shù)指標(biāo)

爐渣磚的尺寸規(guī)格與燒結(jié)普通磚相同，呈黑灰色，表

觀密度為1500?2000kg/m3,吸水率為6%?19%。

2）工程應(yīng)用

爐渣磚可用于一般工程的墻體和建筑基礎(chǔ)，但不得

用于受高溫、受急冷急熱交替作用或有酸性介質(zhì)侵蝕的

部位。

4.混凝土多孔磚（CPB）

混凝土多孔磚是以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等為

主要集料，加水?dāng)嚢?、成型、養(yǎng)護(hù)制成的一種多排

小孔的混凝土磚。

1）適用范圍及定義

承重混凝土多孔磚以水泥、砂、石等為主要原材料，

經(jīng)配料、攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)制成，用于承重結(jié)構(gòu)的多

排孔混凝土磚（以下簡稱：混凝土多孔磚）,代號

LPBO

2）規(guī)格

混凝土多孔磚的長度應(yīng)符合360mm、290mm、

240mm、190mm、140mm的尺寸要求，寬度應(yīng)符

合240mm、190mm、115mm、90mm的尺寸要求，

高度應(yīng)符合115mm、90mm的尺寸要求。

3）強(qiáng)度等級

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《承重混凝土多孔磚》（GB25779-

2010）的規(guī)定，混凝土多孔磚的抗壓強(qiáng)度劃分為

MU15,MU20、MU25共3個強(qiáng)度等級。

4）特點與應(yīng)用

混凝土多孔磚具有制作簡單、強(qiáng)度高、耐久性好等

優(yōu)點。其缺點是自重大、表面不平整、尺寸誤差較大

以及干燥收縮大?；炷炼嗫状u主要用于工業(yè)與民用建筑

結(jié)構(gòu)的承重墻，應(yīng)用時注意運(yùn)輸堆放要采取防雨措施，

施工技術(shù)要求參照普通混凝土小型空心'砌塊。

5.混凝土實心磚（SCB）

以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等普通集料或輕集料

為主要集料，經(jīng)加水?dāng)嚢?、成型、養(yǎng)護(hù)制成的無孔洞

的磚。

1）規(guī)格

根據(jù)《混凝土實心磚》（GB/T2U44-2007標(biāo)隹，只

給出240mmx115mmx53mmx200mmx100mmx57

mm兩個主規(guī)格磚的規(guī)格尺寸，其他規(guī)格的磚由供需雙方

協(xié)商確定，但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其他規(guī)格磚的高度不得小于

40mmo

2）等級

（1）抗壓強(qiáng)度等級。磚的強(qiáng)度用抗壓強(qiáng)度來表示，

混凝土實心磚的抗壓強(qiáng)度等級分為MU40、MU35、

MU30、MU25、MU20、MU15共6個等級。具體指標(biāo)

見表713。

（2）密度等級。以水泥為膠結(jié)材料，輕集料為主要

集料的非承重磚,其密度為U00kg/m3.1200kg/m3.

1300kg/m3.1400kg/m3共4個級另（J。

3）工程應(yīng)用

混凝土實心磚可用于工業(yè)與民用建筑基礎(chǔ)和墻體的

承重部位。

7.2.3常用砌墻磚的選用

常用砌墻磚的技術(shù)規(guī)格及標(biāo)記方法見表714。

黏土磚的缺點是制磚需取土，大量毀壞農(nóng)田。實心

黏土磚自重大，燒磚能耗高，成品尺寸小，施工效率

低，抗震性能差等。用多孔磚和空心磚代替實心磚可使

建筑物自重減輕1/3左右,節(jié)約黏土20%?30%,節(jié)

省燃料10%?20%,造價降低20%,施工效率提高

40%,并能改善磚的絕熱和隔聲性能，在相同的熱工性

能要求下，用空心磚砌筑的墻體厚度可減薄半磚左

右。

7.3建筑砌塊

砌塊是用于砌筑的、形體大于砌墻磚的人造塊材，

-般為直角六面體。按產(chǎn)品主規(guī)格的尺寸，砌塊可分

為大型砌塊（高度＞980mm）、中型砌塊（高度為

380?980mm）和小型砌塊（高度為115?380mm）。

砌塊的高度一般不大于長度或?qū)挾鹊?倍，長度不超過的

寬度的3倍。根據(jù)需要也可生產(chǎn)各種異形砌塊。

40min

砌塊的分類方法很多，按用途可分為承重砌塊和非

承重砌塊；按有無孔洞可分為實心砌塊（無孔洞或空心率

＜25%）和空心砌塊（空心率＞25%）;按材質(zhì)可分為蒸

壓加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土小型空心砌塊、普通

混凝土小型空心砌塊、輕集料混凝土小型空心砌塊和泡

沫混凝土砌塊等。

7.3.1蒸壓加氣混凝土砌塊（ACB）

蒸壓加氣混凝土砌塊是以鈣質(zhì)材料（水泥、石灰等）

和硅質(zhì)材料（砂、礦渣、粉煤灰等）以及加氣劑（鋁粉）

等，經(jīng)配料、攪拌、澆注、發(fā)氣（由化學(xué)形成孔隙）、

預(yù)養(yǎng)切割、蒸汽養(yǎng)護(hù)等工藝過程制成的。

砌塊公稱尺寸的長度（L）為600mm;寬度

（B）有100mm、125mm、150mm、200mm、

250mm、300mm、120mm、180mm、240mm;

高度（H）有200mm、250mm、300mm等多種規(guī)格。

1.弓雖度等級和密度等級

（1）強(qiáng)度等級：國家標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓加氣混凝土砌塊》

（GB/T11968-2006）規(guī)定，ACB按抗壓強(qiáng)度劃分為

A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5和A10.0共

7個級別。

（2）密度等級：按砌塊的表觀密度，ACB可劃分為

B03、B04、B05、B06、B0C和B08共6個級別,

（3）質(zhì)量等級：按尺寸偏差與外觀質(zhì)量、抗凍性和

抗壓強(qiáng)度，ACB可分為優(yōu)等品（A）和合格品（B）兩個

質(zhì)量等級。

7.3.2粉煤灰混凝土小型空心砌塊（FHB）

粉煤灰混凝土小型空心砌塊是以粉煤灰、水泥、集

料和水等為主要組分（也可加入外加劑等）制成的混凝土

小型空心砌塊，其主規(guī)格尺寸為

390mmx190mmx190mm。

7.3.3普通混凝土小型空心砌塊（NHB）

普通混凝土小型空心砌塊是以普通混凝土拌合物為原

料，經(jīng)成型、養(yǎng)護(hù)而成的空心塊

體墻材，分為承重砌塊和非承重砌塊兩大類。為減輕

自重，非承重砌塊可用爐渣或具他輕質(zhì)骨料配置。

7.3.4輕集料混凝土小型空心'砌塊（LHB）

輕集料混凝土小型空心砌塊是以浮石、火山渣、陶

粒等輕粗集料、輕砂（或普通砂）為細(xì)集料制成的，主

規(guī)格為390mmxl90mmxl90mm。按砌塊孔的排數(shù)分

為單排孔（1）、雙排孔（2）、三排孔（3）和四排孔（4）

四類。其原料來源廣泛、工藝簡單、自重輕、導(dǎo)熱系

數(shù)小，有利于℃能降耗及資源的可持續(xù)利用。

7.3.5泡沫混凝土砌塊（FCB）

泡沫混凝土砌塊是用物理方法將泡沫劑水溶液制備成

泡沫，再將泡沫加入由水泥基膠凝材料、集料、摻合料、

外加劑和水等制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、

自然或蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的輕質(zhì)多孔混凝土砌塊，也稱發(fā)泡混

凝土砌塊。

7.3.6常用砌塊的選用

砌塊屬于新型的墻體材料，可以充分利用地方資源和

工業(yè)廢渣，并可°C省黏土資源和改善環(huán)境。砌塊具有生

產(chǎn)工藝簡單、原料來源廣、適應(yīng)性強(qiáng)、制作及使用方便、

可改裝墻體功能等特點，因此發(fā)展速度較快。常用砌塊

的技術(shù)規(guī)格及標(biāo)記方法見表7-20。

7.4建筑墻板

隨著建筑結(jié)構(gòu)體系的改革和大開間多功能框架結(jié)構(gòu)的

發(fā)展，各種輕質(zhì)和復(fù)合墻用板材蓬勃興起。以板材為

圍護(hù)墻體的建筑體系，具有質(zhì)輕、℃能、施工方便快

捷、使用面積大、開間布置靈活等特點，因此具有良

好的發(fā)展前景。

我國目前墻板品種很多，有水泥基墻用板材、輕質(zhì)

多功能復(fù)合墻板等。

7.4.1水泥基墻用板材

水泥基墻用板材具有較好的力學(xué)性能和耐久性，生

產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。

1.預(yù)應(yīng)力混凝土空心墻板

預(yù)應(yīng)力混凝土空心墻板是用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線、早

強(qiáng)水泥及砂、石為原材料，經(jīng)張拉、攪拌、擠壓、

養(yǎng)護(hù)、放張、切割而成的混凝土板材O

2.玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GRC）空心輕質(zhì)墻板

GRC空心輕質(zhì)墻板是以低堿水泥為膠結(jié)料，抗堿玻

璃纖維或其網(wǎng)格布為增強(qiáng)材料，膨脹珍珠巖為骨料

（也可用爐渣、粉煤灰等），并配以發(fā)泡劑和防水劑等，

經(jīng)酉群斗、攪拌、澆注、振動成型、脫水、養(yǎng)護(hù)而

成。國家標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)水泥輕質(zhì)多

孔隔墻條板》（GB/T19631-2005）規(guī)定,該類墻

板按板厚分為90型和120型；

3.纖維增強(qiáng)水泥平板（TK板）

TK板是以低堿水泥、耐堿玻璃纖維為主要材料，加

水混合成漿，經(jīng)圓網(wǎng)機(jī)抄取制坯、壓制、蒸養(yǎng)而成的

薄型平板。其長度為1200?3000mm,寬度為

厚度為、、。

800?900mm,4mm5mmx6mm8mm

4.其他水泥基板材

除上述水泥基墻板外，還有鋼絲網(wǎng)水泥板、水泥木

屑板、纖維增強(qiáng)硅酸鈣板、維統(tǒng)纖維增強(qiáng)水泥平板等，

它們均可用于墻體或復(fù)合墻板的組合板材。

7.4.2復(fù)合墻板

復(fù)合墻板是將兩種或兩種以上不同功能的材料組合而

成的墻板。

1.纖維水泥夾芯復(fù)合墻板

纖維水泥夾芯復(fù)合墻板是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，

以硅酸鹽水泥（或硅酸鈣）等狡凝材料制成的薄板為面層，

以水泥（硅酸鈣、石膏）聚苯顆?；蚺蛎浾渲閹r等輕集料

混凝土、發(fā)泡混凝土、加氣混凝土為芯材，由兩種或

兩種以上不同功能材料復(fù)合而成的實心墻板。纖維水泥

夾芯復(fù)合墻板厚度一般為90mm、120mm,可用于

分室隔墻、分戶外墻和內(nèi)墻保溫。

2.泰柏板

泰柏板是以鋼絲焊接成的三維鋼絲網(wǎng)骨架與高熱阻自

熄性聚苯乙燒泡沫塑料組成的兩面噴涂水泥砂漿的芯材

板，如圖7-7所示。

3.復(fù)合夾芯板

除了上述纖維水泥夾芯復(fù)合墻板，還有以其他輕質(zhì)

高強(qiáng)的薄板（不銹鋼板、彩色涂層鋼板、鋁合金板等）

為面層，以輕質(zhì)保溫隔熱材料（巖棉、玻璃棉、礦渣棉

氈、阻燃型發(fā)泡聚苯乙燒、阻燃型發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酯等）

為芯材組成的復(fù)合夾芯板。該類復(fù)合夾芯板的性能及適用

范圍與泰柏板基本相同。

7.5屋面材料

屋面材料主要起防水、隔熱保溫、防滲漏等作用。

隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，為滿足建筑物多種功能的需求，

屋面材料已由過去較單一的燒結(jié)瓦向多種材質(zhì)的大型水

泥類瓦材發(fā)展。隨著大跨建筑物的興建，屋面承重結(jié)構(gòu)

也由過去主要以預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板的形式，向承

重、保溫、防水三合一的輕型鋼板結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

7.5.1屋面瓦

1.現(xiàn)代瓦材的發(fā)展

瓦是傳統(tǒng)的屋面材料，燒結(jié)黏土瓦是使用歷史最為悠

久的屋面材料.隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水

平的提高，建筑業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。

2.現(xiàn)代瓦建筑的應(yīng)用

在當(dāng)代國內(nèi)建筑中，一些建筑風(fēng)格已經(jīng)西化，中國傳

統(tǒng)的磚瓦建筑逐漸遠(yuǎn)離了我們的視野，傳統(tǒng)的磚瓦工藝

被削弱，一些工藝甚至面臨著無人繼承的境況。

7.5.2屋面板

在大跨度結(jié)構(gòu)中，長期使用的鋼筋混凝土大板屋蓋自

重可達(dá)300kg/m2以上，且保溫性能差,還需另設(shè)防

水層。目前，隨著我國彩色涂層鋼板、超細(xì)玻璃纖維和

自熄性泡沫塑料的出現(xiàn)，輕型保溫的大跨度屋蓋得以迅速

發(fā)展。

1.膨脹聚笨乙燒板（EPS）

膨脹聚苯乙燒板是以0.6?0.8mm厚的彩色涂層鋼

板為面材，以自熄聚苯乙燒為芯材，用熱固化膠連續(xù)成

型及內(nèi)加熱、加壓復(fù)合而成的超輕型板材。

2.金屬面硬質(zhì)聚氨酯夾芯板

金屬面硬質(zhì)聚氨酯夾芯板是以彩色涂層鋼板為面材，

以阻燃型硬質(zhì)聚氨酯泡沫為芯材復(fù)合而成的夾芯板。

3.預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板

預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板的發(fā)展歷程與我國建筑形式和建

筑業(yè)的發(fā)展密不可分。

4.蒸壓加氣混凝土屋面板

蒸壓加氣混凝土屋面板與蒸壓加氣混凝土條板（墻板）

的生產(chǎn)工藝相同，屋面板厚度有100mm、120mm、

150mm、175mm、200mm、240mm等規(guī)格，密度

等級為B05和B06級，強(qiáng)度等級為A3.5和A5.0級。

蒸壓加氣混凝土屋面板熱工性能良好，除了用作屋面

板，還可以用作樓板。

7.5.3其他形式屋面板

1.蓄水隔熱屋面

蓄水隔熱屋面利用平屋頂所蓄積的水層來達(dá)到屋頂隔

熱的目的，其原理為：在太陽輻射和室外氣溫的綜合作用

下，水能吸收大量的熱而由液體蒸發(fā)為氣體，從而將熱量

散發(fā)到空氣中，減少了屋頂吸收的熱能，起到隔熱的作用。

水面還能反射陽光，減少陽光輻射對屋面的熱作用。

水層在冬季還有一定的保溫作用。

2.種植隔熱屋面

種植隔熱的原理是：在平屋頂上種植植物，借助栽培

介質(zhì)隔熱及植物吸收陽光和遮擋陽光的雙重功效來達(dá)到

降溫隔熱的目的。一般種植隔熱屋面是在屋面防水層上直

接鋪填種植介質(zhì)，栽培各種植物。種植層的厚度一般都

不大，為了防止久晴天氣苗床內(nèi)干涸，宜在每一種植分區(qū)

內(nèi)設(shè)計一個水閥，以供人工澆水之用，如圖7-9所示。

1.教師總結(jié)的

2.課后練習(xí)題20鐘

±

木

工

程

材

料

教案

課程信息

課程名稱土木工程材料授課專業(yè)土木工程

必修課公共課（）；專業(yè)基礎(chǔ)課（）；專業(yè)課（V）；

課程類型

選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）

講授（，）；實踐課（V）；

授課方式考核方式考試（）；考查（V）

其它（）

課程教學(xué)

32學(xué)時學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分

總學(xué)時數(shù)

學(xué)時分配理論課20時；實踐課12學(xué)時;

作柯龍；董西安電子科技

教材名稱土木工程材料出版社

者萌；趙影大學(xué)出版社

出版

書號978-7-5606-6993-9

時間2023.09

班級課程名稱土木工程材料

授課教師授課課時2

學(xué)習(xí)課題建筑鋼材

教學(xué)基本

對建筑鋼材有一個總體的、全貌的了解。

要求

防水材料的分類構(gòu)成。

教學(xué)重點、

鋼材的技術(shù)性能和應(yīng)用。

難點

鋼的組織和化學(xué)成分對鋼材性能的影響。

教學(xué)方法、手

案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法

段

教學(xué)過程蚓導(dǎo)入——專題講解——問題分析討論——練習(xí)——?dú)w納總結(jié)

參考案例來自教材、相關(guān)參考書

教具、教材教學(xué)課件PPT、教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案

時間

教學(xué)

分配

授課提綱及重難點分析方法

及旁

設(shè)計

注

8.1鋼材的生產(chǎn)與分類

8.1.1鋼材的定義

《鋼分類，第1部分，按化學(xué)成分分類》

(GB/T13304.1-2008)對鋼定義如下：以鐵為主要元

素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的合金

材料。注：在銘鋼中的含碳量可能大于2%,但2%通

常是鋼和鑄鐵的分界線。

8.1.2鋼材的冶煉

煉鋼的過程實質(zhì)上就是將生鐵中多余的成分除去的

氧化過程。煉鋼是指在高溫下氧化去除生鐵中雜質(zhì)的方的

法。煉鋼的方法分為平爐煉鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼。30min

1.平爐煉鋼法

平爐的容量很大，最大的平爐達(dá)到一爐能夠熔煉

500t的鋼。我國目前平爐用得最多的是30?300t之間

的堿性平爐。平爐煉鋼使用的原材料由金屬原料及非金屬

原料組成。

2.轉(zhuǎn)爐煉鋼法

轉(zhuǎn)爐煉鋼法是指利用空氣或氧氣，采用頂吹、底吹

或側(cè)吹的方式，使煉鋼鐵水中的化學(xué)元素氧化到要求

的范圍，從而獲得規(guī)定鋼成分的煉鋼方法。轉(zhuǎn)爐煉鋼法

生產(chǎn)的鋼品種多且質(zhì)量較好，消耗的金屬材料少，熱

效率高，成本低，原材料的適應(yīng)性好，建設(shè)投資少，

建設(shè)速度快。

3.電爐煉鋼法

電爐煉鋼法是以廢鋼鐵及生鐵為原料，利用電能轉(zhuǎn)

變成熱能來煉鋼的一種煉鋼方法。

8.1.3鋼材的分類

1.按化學(xué)成分分類

《鋼分類第1部分按化學(xué)成分分類*GB/T13304.

1-2008)規(guī)定了鋼材按化學(xué)成分分為非合金鋼、低合金

鋼和合金鋼三類。

2.按主要質(zhì)量等級和主要性能或使用特性的分類

《鋼分類第2部分：按主要質(zhì)量等級和主要性能

或使用特性的分類》(GB/T13304.2-2008)規(guī)定，

按主要質(zhì)量等級，非合金鋼分為普通質(zhì)量非合金鋼、優(yōu)

質(zhì)非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼三類，低合金鋼分為普

通質(zhì)量低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼三

類，合金鋼分為優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼兩類。

3.按冶煉時脫氧程度分類

除按國家標(biāo)準(zhǔn)對鋼材的分類外，還可以按冶煉時脫

氧程度分類。

(1)沸騰鋼。當(dāng)煉鋼時脫氧不充分，鋼液中還有

較多金屬氧化物，澆鑄鋼錠后鋼液冷卻到一定的溫度，

其中的碳會與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成大量一氧化碳

氣體外溢，引起鋼液激烈沸騰，因而這種鋼材稱為沸

騰鋼。

(2)鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)煉鋼時脫氧充分，鋼液中金屬氧

化物很少或沒有，在澆鑄鋼錠時鋼液會平靜地冷卻凝

固，這種鋼稱為鎮(zhèn)靜鋼。

（3）特殊鎮(zhèn)靜鋼。比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度更充分徹底的

鋼，稱為特殊鎮(zhèn)靜鋼。案例分析：鋼結(jié)構(gòu)屋架倒塌

8.2鋼材的主要技術(shù)性能

鋼材的主要性能包括力學(xué)性能和工藝性能。其中，

力學(xué)性能是鋼材最重要的使用性能，包括強(qiáng)度、彈性、

塑性和耐疲勞性等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中

的行為，包括冷彎性能和可焊性等。

8.2.1建筑鋼材拉伸時的力學(xué)性能

靜拉伸試驗是鋼材使用最廣泛的力學(xué)性能試驗方法

之一。通過試驗檢測，可以得出低碳鋼在拉伸狀態(tài)下

的應(yīng)力■應(yīng)變曲線，從而進(jìn)一步分析其力學(xué)性能O

1.抗拉性能

抗拉性能是建筑鋼材最重要的力學(xué)性能。鋼材受拉

時,在產(chǎn)生應(yīng)力的同時，相應(yīng)地產(chǎn)生應(yīng)變。應(yīng)力和應(yīng)變

的關(guān)系反映出鋼材的主要力學(xué)特征。

1）彈性階段

在圖8-2中0A段，應(yīng)力較小，應(yīng)力與應(yīng)變成正比

例關(guān)系，卸卻卜力，試件恢復(fù)原狀，無殘余形變，這一階

段稱為彈性階段。彈性階段的最高點（A點）所對應(yīng)的

應(yīng)力稱為彈性極限，用Rp表示。

2）屈服階段

當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，應(yīng)變的增長比應(yīng)力快，此時，

除產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生塑性變形。

3）強(qiáng)化階段

在鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶格扭曲、晶

粒破碎等，阻止了塑性變形的進(jìn)一步發(fā)展，鋼栩氐抗外力

的能力重新提高，在應(yīng)力-應(yīng)變圖上，曲線從BL點開

始上升直至最高點C,這一過程稱為強(qiáng)化階段。

4）頸縮階段

在鋼材達(dá)到c點后，試件薄弱處的斷面將顯著減小，

塑性變形急劇增加，產(chǎn)生"頸縮"現(xiàn)象而斷裂。

2.沖擊韌性

鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態(tài)的金屬試樣在沖

擊負(fù)荷作用下折斷時的沖擊吸收功。

鋼材的沖擊韌性與鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以

及冶煉、加工都有關(guān)系。

3.耐疲勞性

受交變荷載反復(fù)作用時，鋼材在應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度

的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象稱為疲勞破壞。

4.冷彎性能

冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，

以試驗時的彎曲角度d和彎心直徑d為指標(biāo)表示。

8.2.2冷加工強(qiáng)化

1.冷加工強(qiáng)化的機(jī)理

將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋使其產(chǎn)生塑

性變形，從而提高屈服強(qiáng)度,降低塑性韌性，這個過程

稱為冷加工強(qiáng)化處理。

2.冷加工強(qiáng)化方法

1）冷拉

冷拉是將鋼筋拉至其應(yīng)力-應(yīng)變曲線的強(qiáng)化階段內(nèi)

任一點K處，然后緩慢卸去荷載，則當(dāng)再度加載時，

其屈服極限將有所提高，而其塑性變形能力將有所降低。

冷拉一般可控制冷拉率。鋼筋經(jīng)冷拉后，一般屈服點

可提高20%?25%。

2）冷拔

冷拔是將光圓鋼筋通過硬質(zhì)合金拔絲?？讖?qiáng)行拉拔。

冷拔作用比純拉伸的作用強(qiáng)烈，鋼筋不僅受拉，而且同時

受到擠壓作用。

3）冷軋

冷軋是將圓鋼在冷軋機(jī)上軋成斷面形狀規(guī)則的鋼筋，

可提高其強(qiáng)度及與混凝土的黏接力。鋼筋在冷軋時，縱向

與橫向同時產(chǎn)生變形，因而能較好地保持其塑性和內(nèi)部結(jié)

構(gòu)均勻性。

3.時效處理

將冷加工處理后的鋼筋在常溫下存放15?20d，或加

熱至100?20CTC后保持一定時間（2?3h）,其屈服強(qiáng)

度進(jìn)一步提高，且抗拉強(qiáng)度也提高，同時塑性和韌性也

進(jìn)一步降低，彈性模量則基本恢復(fù)。這個過程稱為時效

處理。

4.熱處理

熱處理是將鋼材按規(guī)定的溫度進(jìn)行加熱、保溫和冷

卻處理，以改變其組織，得到所需要的性能的一種工藝。

熱處理包括淬火、回火、退火和正火。

1）淬火

外各鋼材加熱至基本組織改變溫度以上，保溫使基本組

織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后投入水或礦物油中急冷，使品粒細(xì)

化，碳的固溶量增加，弓雖度和硬度增加，塑性和韌性明顯

下降。

2）回火

將比較硬脆、存在內(nèi)應(yīng)力的鋼再加熱至基本組織改

變溫度以下（150?650。（：），保溫后按一定制度冷卻

至室溫的熱處理方法稱回火e回火后的鋼材，其內(nèi)應(yīng)力消

除，硬度降低，塑性和韌性得到改善。

3）退火

將鋼材加熱至基本組織轉(zhuǎn)變溫度以下（低溫退火）或

以上（完全退火），適當(dāng)保溫后緩慢冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)

力，減少缺陷和品格畸變，使鋼的塑性和韌性得到改善。

4）正火

將鋼件加熱至基本組織改變溫度以上，然后在空氣中

冷卻，使晶格細(xì)化，鋼的強(qiáng)度提高而塑性有所降低。

5.鋼材的連接

鋼材的連接分為鋼結(jié)構(gòu)連接與鋼筋混凝土中鋼筋連

接兩大類。

1）鋼結(jié)構(gòu)連接

鋼結(jié)構(gòu)連接包括即接、栓接與焊接。鉀接是用即釘

連接鋼材，因技術(shù)成本高，安裝效率低，目前已很少采

用。

2）鋼筋連接

鋼筋混凝土工程中鋼筋需要接長或固定相互交叉，就

需要對鋼筋連接。

8.2.3鋼材的化學(xué)成分及其對鋼材性能的影響

鋼材中除了主要化學(xué)成分鐵（Fe）以外，還含有少量

的碳（C）、硅（Si）、鎰（Mn）、磷（P）、硫（S）、

氧（0）、氮（N）、鐵（Ti）、鋼（V）等元素，這些元

素雖然含量少，但對鋼材的性能有很大影響。

1）碳

碳是決定鋼材性能的最重要元素。當(dāng)鋼中的含碳量

在0.8%以下時，隨著含碳量的增力口，鋼材的強(qiáng)度和硬

度提高，而塑性和韌性降低；

2）硅

硅是作為脫氧劑而加入的，是鋼中的有益元素.硅

含量較低（小于1.0%）時，能提高鋼材的強(qiáng)度,而對塑

性和韌性無明顯影響。

3）鎰

鎰是煉鋼時用來脫氧去硫而加入的，是鋼中的有益元

素。鎰具有很強(qiáng)的脫氧去硫能力，能消除或減輕氧、硫

所引起的熱脆性，大大改善鋼材的熱加工性能，同時能提

高鋼材的強(qiáng)度和硬度。

鎰是我國低合金結(jié)構(gòu)鋼中的主要合金元素。

4）磷

磷是鋼中很有害的元素。隨著磷含量的增加，鋼材

的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、硬度均提高，而塑性和韌性顯著降

低。特別是溫度越低，對塑性和韌性的影響越大，顯著加

大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材的可焊性顯著降低。但磷

可提高鋼材的耐磨性和耐蝕性，故在低合金鋼中可配合

其他元素作為合金元素使用C

5）硫

硫也是鋼中很有害的元素。硫的存在會加大鋼材的

熱脆性，降低鋼材的各種機(jī)械性能，也使鋼材的可焊性、

沖擊韌性、而版勞性和抗腐蝕性等均降低。

6）氧

氧是鋼中的有害元素。隨著氧含量的增加，鋼材的

強(qiáng)度有所提高，塑性特別是韌性顯著降低，可焊性變差。

氧的存仕會造成鋼材的熱脆性。

7）氮

氮對鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的

增加，鋼材的強(qiáng)度提高，塑性特別是韌性顯著降低，可焊

性變差，冷脆性加劇。氮在鋁、鋸、鋼等元素的配合下

可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的

合金元素使用。

8）鈦

鐵是強(qiáng)脫氧劑。鐵能顯著提高鋼材的強(qiáng)度，改善鋼

材的韌性、可焊性，但稍降低塑性。鐵是常用的微量合

金兀素O

9）李凡

鋼是弱脫氧劑。鋼中加入鋼可以減弱碳和氮的不利

影響，有效地提高鋼材的強(qiáng)度，但有時也會增加焊接淬硬

傾向，鋼也是常用的微量合金元素。

8.3工程中常用的鋼材

工程中常用的鋼材是碳鋼和合金鋼，其品種成千上萬，

本節(jié)主要討論的是在建筑工程中使用的鋼材。在建筑工

程中要消耗大量的鋼材，其中應(yīng)用最廣泛的鋼種是碳素結(jié)

構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

的

8.3.1碳素結(jié)構(gòu)鋼

40min

現(xiàn)代冶煉生產(chǎn)的鋼，其中碳鋼占90%左右，合金

鋼僅占10%左右。在工業(yè)中大量使用的金屬材料是碳

鋼。碳鋼根據(jù)用途分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼兩大類。

按照質(zhì)量等級，碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)

質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。在碳鋼中，碳素結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)量最大，用途

最廣，碳鋼大多軋成鋼板、鋼帶和型鋼等。

1）碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分要求

2）碳素結(jié)構(gòu)鋼表示方法

GB/T700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》中規(guī)定，其牌號由

代表屈服點的字母、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫

氧方法等四部分按順序組成C

3）碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)性能

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》，隨著牌號的增大，對

鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的要求增大，對伸長率的要求降

低。

4）碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用

Q195、Q215A、Q215B碳素結(jié)構(gòu)鋼塑性和韌性較高,

有一定的強(qiáng)度，通常軋制成薄板、鋼筋、鋼管、型鋼

等，用作橋梁、鋼結(jié)構(gòu)等，也可以用于制造鉀釘、螺釘、

螺栓、鋼絲及沖壓零件等。

8.3.2低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，添加

少量的一種或多種合金元素（-般合金元素總含量不超

過5%）,以提高其強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性、耐磨性或

低溫沖擊韌性的鋼。這種鋼還具有較好的塑性、韌性和

焊接性等優(yōu)點，多用于制造橋梁、車輛、船舶、鍋爐、

高壓容器、油罐和輸油管等。

8.3.3鋼筋

鋼筋是指在建筑工程中，配置在鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力

鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼條或鋼絲。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中

使用的鋼筋和鋼絲等鋼材，主要由碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高

強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)過熱軋或冷軋、冷拔及熱處

理工藝加工而成。鋼筋的品種有熱軋鋼筋、冷軋帶肋鋼

筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋和低碳鋼熱軋圓盤條等。

1）熱軋鋼筋

熱軋鋼筋是指經(jīng)過熱軋成型，然后在空氣中冷卻（正

火處理）的鋼筋。熱軋鋼筋主要是用Q235的碳素結(jié)構(gòu)

鋼進(jìn)行軋制成光圓鋼筋，以直條或盤條交貨。帶肋鋼筋

則采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的成分軋制而成。

2）冷軋帶肋鋼筋

冷軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)分兩步進(jìn)行，第一步是以低

碳鋼或低合金鋼熱軋成盤條，第二步將盤條進(jìn)行多道

工序冷軋或冷拔以減少鋼筋直徑，再在鋼筋表面冷軋成

兩面或三面橫肋的鋼筋。

3）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋

熱處理鋼筋是指用熱軋帶肋鋼筋經(jīng)淬火加高溫回火熱

處理工藝得到的鋼筋。淬火加高溫回火再熱處理被稱為

調(diào)質(zhì)。鋼筋經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，其基體組織為回火索氏體。

8.3.4預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲

1）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲

預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)過酸洗、冷

拔再經(jīng)回火消除應(yīng)力等工藝制成，具有高強(qiáng)度性能。

2）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線

預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（steelstrAndfor

prestressedconcrele）是由冷拉光圓鋼絲及刻痕鋼絲捻

制而成的。

8.4鋼材的腐蝕與防護(hù)

8.4.1鋼材的腐蝕

鋼材表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而引起破壞的現(xiàn)象稱作

腐蝕（銹蝕）。鋼材腐蝕的現(xiàn)象普遍存在，如在大氣中

生銹，特別是當(dāng)環(huán)境中有各種侵蝕性介質(zhì)或濕度較大

時，情況就更為嚴(yán)重。

1.化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕指鋼材與周圍的介質(zhì)（如氧氣、二氧化碳、

二氧化幅口水等）直接發(fā)生化學(xué)作用，生成疏松的氧化

物而引起的腐蝕。在干燥環(huán)境中化學(xué)腐蝕的速度緩慢，

但在溫度高和濕度較大時腐蝕速度大大加快。

2.電化學(xué)腐蝕

鋼材由不同的晶體組織構(gòu)成，并含有雜質(zhì)，由于

這些成分的電極電位不同，當(dāng)有電解質(zhì)溶液（如水）存

在時，就會在鋼材表面形成許多微小的局部原電池。

8.4.2鋼材的防護(hù)

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐

《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T251-2011）

對建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕的設(shè)計、施工、驗收、安全、衛(wèi)

生和環(huán)境保護(hù)、維護(hù)等提出了一系列技術(shù)要求。

2.鋼材的防火

鋼是不燃性材料，但這并不表明鋼材能夠抵抗火

災(zāi)。耐火試驗與火災(zāi)案例表明：以失去支撐能力為標(biāo)準(zhǔn)，

無保護(hù)層時鋼柱和鋼屋架的耐火極限只有0