工程土建建筑材料基础知识

1、建筑材料技能培训主讲：杨超重庆方圆职业培训学校混凝土混凝土取材方便，抗压好取材方便，抗压好，易加工成，易加工成型、耐久性好、防火等型、耐久性好、防火等易开裂、自重大、生产周期长等易开裂、自重大、生产周期长等1. 1. 特点特点混凝土混凝土2. 2. 分类分类轻砼轻砼普通砼普通砼重重砼砼按表观密度分类按表观密度分类保温隔热保温隔热防辐射防辐射混凝土混凝土3. 3. 组成材料组成材料水泥：水泥：一般以水泥强度等级为混凝土强度一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的等级的1.5-2.01.5-2.0倍为宜。倍为宜。骨料：骨料：粒径为粒径为0.15-4.75mm0.15-4.75mm的称细骨料的称细骨料

2、粒径大于粒径大于4.75mm4.75mm的称粗骨料的称粗骨料 石子、水泥、砂、水石子、水泥、砂、水混凝土混凝土骨料的骨料的颗粒级配颗粒级配：良好的级配使骨料的良好的级配使骨料的 孔隙率孔隙率和和总表面积总表面积均较小均较小用级配区或级配曲线表示。用级配区或级配曲线表示。混凝土混凝土砂的砂的细度模数细度模数：分：分粗砂、中砂和细砂粗砂、中砂和细砂。2 2区的砂是配置混凝土最理想的级配区区的砂是配置混凝土最理想的级配区粗骨料：粗骨料：最大粒径的要求。最大粒径的要求。与与构件截面、钢筋间距和施工方式构件截面、钢筋间距和施工方式等有关等有关。混凝土混凝土主要性质主要性质1. 1.和易性和易性2. 2.

3、强度强度3. 3.耐久性耐久性流动性流动性黏聚性黏聚性保水性保水性混凝土混凝土和易性和易性流动性流动性黏聚性黏聚性 （分层离析）（分层离析）保水性保水性 （泌水）（泌水）水水流动性好，黏聚性和保水性较差；流动性好，黏聚性和保水性较差；黏聚性和保水性较好，流动性较差；黏聚性和保水性较好，流动性较差；混凝土混凝土和易性测定方法：和易性测定方法：塌落度塌落度混凝土混凝土和易性影响因素和易性影响因素水泥浆数量水泥浆数量水泥浆稠度水泥浆稠度=(=(水泥水泥+ +水水)/ )/砼砼= =水水/( /(水泥水泥+ +水）水）恒定用水量法则恒定用水量法则= =水水/ /砼砼混凝土混凝土和易性影响因素和易性影响

4、因素砂率砂率 = =砂砂/ /（砂（砂+ +石）石）混凝土混凝土和易性影响因素和易性影响因素水泥品种、骨料、外加剂、环境温度和时间等水泥品种、骨料、外加剂、环境温度和时间等1 1、2 2、3 3、4 4。改善和易性的措施改善和易性的措施混凝土混凝土强度强度抗压强度抗压强度、抗拉强度、抗弯强度。、抗拉强度、抗弯强度。C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、。、。C80C80混凝土强度等级混凝土强度等级立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值混凝土混凝土强度等级的确定强度等级的确定试件尺寸试件尺寸试件试验代表值试件试验代表值fcu立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值fcu,k具

5、有具有95%95%强度保证率的立方体试件抗压强度强度保证率的立方体试件抗压强度 混凝土混凝土影响强度的因素影响强度的因素水泥强度水泥强度水灰比水灰比骨料性质骨料性质养护条件养护条件龄期龄期施工质量等施工质量等提高强度的措施提高强度的措施1 1、2 2、3 3、4 4、5 5。混凝土混凝土耐久性耐久性抗渗性抗渗性 抗渗等级抗渗等级抗冻性抗冻性 冻融循环冻融循环 抗侵蚀性抗侵蚀性抗碳化抗碳化 碳化的危害碳化的危害抗碱骨料反应抗碱骨料反应 提高耐久性措施提高耐久性措施1 1、2 2、3 3、4 4、5 5。混凝土混凝土外加剂外加剂按主要功能分为四类：按主要功能分为四类：(1)(1)改善改善和易性和易

6、性能，包括各种能，包括各种减水剂减水剂、引气剂引气剂和和泵送剂泵送剂等；等；(2)(2)调节调节凝结时间、硬化性能凝结时间、硬化性能，包括，包括缓凝剂缓凝剂、早强剂早强剂和和速速凝剂凝剂等；等；(3)(3)改善改善耐久性耐久性，包括，包括引气剂引气剂、防水剂防水剂和和阻锈剂阻锈剂等；等；(4)(4)改善改善其他性能其他性能，包括，包括加气剂加气剂、膨胀剂膨胀剂、防冻剂防冻剂、着色着色剂剂、防水剂防水剂和和泵送剂泵送剂等。等。混凝土混凝土配合比设计配合比设计(1) (1) 确定配制强度确定配制强度(2) (2) 确定水灰比确定水灰比 （根据强度和耐久性）（根据强度和耐久性）(3) (3) 确定单

7、位用水量确定单位用水量 （根据骨料种类、最大粒径和和易性）（根据骨料种类、最大粒径和和易性）(4) (4) 确定水泥用量确定水泥用量(5) (5) 选择合理砂率值选择合理砂率值(6) (6) 粗、细骨料的用量粗、细骨料的用量初配、试配、调整和确定初配、试配、调整和确定混凝土混凝土配合比配合比配合比为质量比，以干燥材料为基准。配合比为质量比，以干燥材料为基准。某混凝土的配合比为：水泥某混凝土的配合比为：水泥350kg,350kg,砂砂650kg,650kg,石石1207kg,1207kg,水水210kg,210kg,若砂的含水率为若砂的含水率为3%3%，石的含水率为，石的含水率为1.2%1.2%

8、，则施工时，该混凝土，则施工时，该混凝土1m31m3所需水和石子的质所需水和石子的质量分别为量分别为? ?砂浆砂浆砌筑砂浆、抹灰砂浆和特种砂浆砌筑砂浆、抹灰砂浆和特种砂浆砌筑砂浆砌筑砂浆技术性质技术性质和易性和易性流动性流动性 （沉入度）（沉入度）保水性保水性 （分层度）（分层度）强度强度强度等级强度等级的确定的确定影响因素影响因素墙体材料墙体材料砌墙砖砌墙砖氧化气氛氧化气氛还原气氛还原气氛墙体材料墙体材料砌墙砖砌墙砖建筑钢材建筑钢材理论上，凡是把含碳量小于理论上，凡是把含碳量小于2%2%，含杂质比较少的，含杂质比较少的铁碳合金称为钢。铁碳合金称为钢。 含碳量超过含碳量超过2%2%，称为生铁；

9、含碳量小于，称为生铁；含碳量小于0.08%0.08%，称为工业纯铁。称为工业纯铁。具有强度高，塑性好，具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；具有良好的韧性；工艺性能良好，易于加工；工艺性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。但是，钢材易锈蚀、耐火性差。建筑钢材建筑钢材1. 1. 钢材的生产钢材的生产碳素钢（碳素钢（低碳钢、中碳钢、高碳钢低碳钢、中碳钢、高碳钢）、合金钢）、合金钢2. 2. 钢材的分类钢材的分类热加工、冷加工热加工、冷加工沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢。沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢。3. 3. 钢材中的有害杂质钢材中的有害杂质 （硫、磷、氧）（硫、磷、氧）建筑钢材建筑钢材4. 4

10、. 性能性能5. 5. 加工加工力学性能；力学性能； 工艺性能工艺性能 冷加工及时效冷加工及时效（牺牲塑性，提高强度）（牺牲塑性，提高强度）拉伸性能拉伸性能冲击性能冲击性能疲劳性能疲劳性能弯曲性能弯曲性能焊接性能焊接性能建筑钢材建筑钢材6. 6.牌号牌号 碳素钢碳素钢 Q 235 B F 热轧钢筋热轧钢筋由低碳钢和普通合金钢在高温状态下压制而成，由低碳钢和普通合金钢在高温状态下压制而成，主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋，主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。钢筋混凝土用热轧钢筋分为钢筋混凝土用热

11、轧钢筋分为光圆钢筋光圆钢筋和和带肋钢筋带肋钢筋两种。两种。热轧光圆钢筋：热轧光圆钢筋：HPB235HPB235热轧带肋钢筋：热轧带肋钢筋：HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500 热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋 牌牌号号 减小受力面积；减小受力面积； 易造成应力集中易造成应力集中; ; 使混凝土保护层脱落。使混凝土保护层脱落。建筑钢材建筑钢材7. 7.钢材的腐蚀与防腐钢材的腐蚀与防腐京广线某铁路桥的预应力筋锈蚀京广线某铁路桥的预应力筋锈蚀19741974年灌制的年灌制的预应力钢筋混凝土简支梁预应力钢筋混凝土简支梁 。20002000年年8 8月发现第月发现第525

12、2孔梁一束预应力钢筋锈断。孔梁一束预应力钢筋锈断。钢筋锈蚀后体积钢筋锈蚀后体积膨胀导致混凝土膨胀导致混凝土保护层发生顺筋保护层发生顺筋开裂开裂离岸码头立柱在浪溅区的破坏锈蚀导致结构破坏的实例锈蚀导致结构破坏的实例- 四川宜宾南门大桥四川宜宾南门大桥 大桥长大桥长384384米，宽米，宽1313米，为米，为单孔跨径单孔跨径240240米的钢筋混凝米的钢筋混凝土中承式公路拱桥，桥面由土中承式公路拱桥，桥面由1717对钢缆吊杆凌空悬挂，于对钢缆吊杆凌空悬挂，于19901990年年6 6月竣工通车。月竣工通车。 20012001年年1111月月7 7日凌晨日凌晨4 4点半，点半，连接拱体和桥面预制板的

13、连接拱体和桥面预制板的4 4对对8 8根钢缆吊杆断裂，北端根钢缆吊杆断裂，北端长长1010米、南端长米、南端长2020余米的桥余米的桥面预制板发生坍塌。面预制板发生坍塌。锈蚀导致结构破坏的实例锈蚀导致结构破坏的实例- 四川宜宾南门大桥四川宜宾南门大桥 吊杆起着悬挂桥面的关键吊杆起着悬挂桥面的关键性作用，由承重钢缆和套性作用，由承重钢缆和套于其外的钢管组成。于其外的钢管组成。 现场对断裂的现场对断裂的4 4对对8 8根吊杆根吊杆所作检查发现，坍塌断裂所作检查发现，坍塌断裂之处露出一层薄薄的钢筋之处露出一层薄薄的钢筋网，悬吊的承重钢管中露网，悬吊的承重钢管中露出了锈迹斑斑的钢缆。出了锈迹斑斑的钢缆

14、。 承重钢缆部分生锈，影响承重钢缆部分生锈，影响了承重能力了承重能力。 木材木材木材的物理性质木材的物理性质木材的含水率木材的含水率木材中的水分木材中的水分自由水：自由水：存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分。存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分。吸附水：吸附水：吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。 结合水：结合水：形成细胞化学成分的化合水。形成细胞化学成分的化合水。 受潮时，先形成吸附水，吸附水饱和后，多余的为自由水；受潮时，先形成吸附水，吸附水饱和后，多余的为自由水；干燥时，先失去自由水，然后才失去吸附水。干燥时，先失去自由水，然后才失去吸附水。自由水对木材强度、变

15、形影响不大；自由水对木材强度、变形影响不大；吸附水对木材强度、变形影响大。吸附水对木材强度、变形影响大。木材的物理性质木材的物理性质纤维饱和点纤维饱和点 当吸附水处于饱和状态而无自由水存在时，此时对应的当吸附水处于饱和状态而无自由水存在时，此时对应的含水率称为木材的纤维饱和点。含水率称为木材的纤维饱和点。木材的纤维饱和点是木材物理、木材的纤维饱和点是木材物理、力学性质随含水率而发生变化的转折点。力学性质随含水率而发生变化的转折点。平衡含水率平衡含水率 当木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于当木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸气压与周围空气的压力达到平衡，

16、一个定值，表明木材表面的蒸气压与周围空气的压力达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。此时的含水率称为平衡含水率。木材使用前使其达到平衡含水率。木材使用前使其达到平衡含水率。木材的力学性质木材的力学性质木材的强度木材的强度顺纹顺纹横纹横纹各向异性材料各向异性材料木材的力学性质木材的力学性质木材的强度木材的强度木材各种强度间的关系木材各种强度间的关系 抗压抗压抗拉抗拉抗弯抗弯抗剪抗剪 顺纹顺纹横纹横纹顺纹顺纹横纹横纹顺纹顺纹横纹横纹1101/3231/201/31.521/71/31/21顺纹抗拉强度最大，横纹抗拉强度最低。顺纹抗拉强度最大，横纹抗拉强度最低。木材的主要运用木材的主要运用装饰材料装

17、饰材料实木地板实木地板人造木地板人造木地板人造木板人造木板人造木地板中胶黏剂会释放甲醛，因此必须测定其游离甲醛人造木地板中胶黏剂会释放甲醛，因此必须测定其游离甲醛含量或释放量。含量或释放量。岩石，岩体岩石，岩体地基、基坑、边坡地基、基坑、边坡石材石材饰面石材饰面石材天然石材天然石材（花岗岩、大理岩等）（花岗岩、大理岩等）人造石材人造石材（人造花岗岩、人造大理岩等）（人造花岗岩、人造大理岩等）花岗岩花岗岩饰面石材饰面石材大理岩大理岩 岩浆岩岩浆岩 变质岩变质岩 强度高、吸水率低强度高、吸水率低 强度较高、吸水率较低强度较高、吸水率较低 酸性材料、耐磨酸性材料、耐磨 碱性材料、耐磨较差碱性材料、耐

18、磨较差 部分有放射性部分有放射性放射性检查放射性检查绝大多数只适用于室内绝大多数只适用于室内且不宜使用做人流量且不宜使用做人流量较大的地面较大的地面钢材力学性能钢材力学性能拉伸性能拉伸性能钢材力学性能钢材力学性能拉伸性能拉伸性能钢材力学性能钢材力学性能拉伸性能指标拉伸性能指标屈服强度屈服强度 标号标号抗拉强度抗拉强度屈强比屈强比 钢材的利用率和可靠性钢材的利用率和可靠性伸长率伸长率 塑性指标塑性指标断面收缩率断面收缩率 塑性指标塑性指标钢材力学性能钢材力学性能硬钢拉伸曲线硬钢拉伸曲线硬钢拉伸应力应变曲线硬钢拉伸应力应变曲线钢材力学性能钢材力学性能冲击韧性冲击韧性一般来说，强度越高，塑性、韧性越不好一般来说，强度越高，塑性、韧性越不好钢材力学性能钢材力学性能疲劳性能疲劳性能一般来说，强度越高，疲劳极限也越高一般来说，强度越高，疲劳极限也越高钢材工艺性能钢材工艺性能弯曲性能弯曲性能一般来说，弯曲性能是塑