(建筑说明材料)建筑说明材料的分类

建筑材料与结构设计理念结构工程的发展，自工业革命以来发生了几次井喷式的大发展，产生过许许多多的优秀工程师和美轮美奂的传世之作。既然题目限定为近百年来，为方便起见，我把叙述范围限定为自20世纪初以来大规模应用于建筑结构领域的新材料，包括钢筋混凝土、高强结构钢、钢索、玻璃、膜、现代意义上的工业加工木材。讨论的范围不包括新材料的本构关系与其力学性能、计算方法之间的关系，仅着眼于新材料与结构体系、结构选型之间的关系。此外，我把范围限定在我比较熟悉的建筑结构领域，不涉及不熟悉的桥梁结构、隧道结构、道路结构等其它领域。如此一来，这个问题就相当于一篇20世纪初以来建筑结构材料与建筑结构形式之间的关系的综述。水平有限，不能提纲挈领，只能管中窥豹，分成几个部分说一下自己的理解，不当之处，还请大家指正。钢筋混凝土→结构艺术钢筋混凝土出现于19世纪末期，在20世纪初开始大规模应用于建筑结构领域，并迅速得到广大结构工程师的喜爱。即使在21世纪的今天看来，钢筋混凝土依然是人类所能想到的最完美的建筑结构材料。不仅仅是力学性能、耐久性、经济性能优秀，更重要的是，混凝土具有前所未有的极其优异的可塑性能，让人类终于可以完成自由形状的结构形式。各种各样的几何形状，只要你想得到，并且能用木材、塑料、或者钢材做出模板来，在其中浇筑混凝土就能得到这个形状的混凝土结构。结构设计与雕塑艺术的界限变得模糊起来，这一点是钢材、木材、砖石材料几乎永远无法做到的。从20世纪初期一直到20世纪六十年代的这段时间可以说是钢筋混凝土发展的黄金时期，活跃于这期间的多位“钢筋混凝土诗人”把混凝土结构的艺术推上了一个又一个高峰。这些杰出的工程师包括但不限于：罗伯特·迈拉特、爱德华·托罗哈、费利克斯·坎德拉、奥韦·阿鲁普、海因茨·伊斯拉。最上图是费利克斯·坎德拉1957年设计的罗斯马南泰阿斯餐厅，跨度30米的花瓣状壳体厚度仅为4厘米，堪称是整个结构工程历史上的不朽杰作。左下图是爱德华·托罗哈1951年设计的正十二面体煤炭仓库，充分体现了混凝土结构的可塑性能。右下图是奥韦·阿鲁普（奥雅纳的创始人，其实奥雅纳就是他名字Arup的官方文雅化的翻译）1933年与建筑师勒贝特金合作设计的伦敦动物园企鹅池，两块受扭的曲线混凝土板，隐喻了企鹅摇摇摆摆的憨态可掬。虽然这些混凝土艺术品用料很省，本身又有极大的美学价值，但它们的最大缺点就是需要大量的劳动力，复杂模板的搭设、钢筋网片的布设，这些工序必须现场手工完成，无法工业化操作。20世纪70年代以后，随着劳动力价格的持续上涨，这类混凝土结构的施工费用水涨船高，在高度工业化的钢结构的竞争下彻底丧失了经济优势，逐步退出历史舞台。自20世纪70年代以后，除了瑞士的海因茨·伊斯拉还在坚守着混凝土艺术最后的余辉之外，混凝土壳体几乎销声匿迹。不过，近些年来约格·施莱希和其它工程研究人员和工程师提出了用充气气球替代传统模板、用喷涂速凝混凝土替代传统混凝土的工艺，也许在未来还能看到混凝土艺术重新活跃在结构工程的舞台上。钢筋混凝土和钢材→结构框架与建筑外皮的分离梁柱框架可以称之为20世纪的代表性结构体系，这样的结构形式不可能由之前占主导地位的砖石材料实现。框架结构的概念在20世纪初期出现，随着弯矩分配法、D值法等力学计算方法的成熟和钢材、钢筋混凝土这两种合适材料的发展而迅速普及。框架体系的意义在于使得结构骨架与建筑外皮彻底分离，一定意义上，结构工程师与建筑师的职责彻底分道扬镳。对于砖石砌体结构，建筑表皮和结构骨架其实是同一个东西，就是那些厚重的砌体墙。框架结构的出现，不仅仅让结构高度可以提高、重量可以减轻，更重要的是，它让建筑物的外皮彻底解放，不再承担任何结构作用。这一条是很多建筑创作的前提，也是勒·柯布西耶现代建筑五原则的必备条件。从此，建筑可以不再是千篇一律的砖石墙体。里面是同样的结构框架，外面的表皮可以随心所欲，玻璃、石材、砖头、塑料、金属、木材、竹子、泥坯、乐高...几乎任何材料都可以充当建筑墙体。右上图是高迪1910年设计的米拉公寓，左图是设计于1925年的外滩12号汇丰银行大楼，右下图是设计于2003年的同济大学土木学院楼。三者看上去极不相同，但在结构意义上其实是一样的，都是钢框架。拿掉米拉公寓的奇幻风格的外墙、汇丰银行大楼富丽堂皇的外墙、同济土木楼板材和玻璃的外墙，剩下的结构骨架几乎是一样的。尽管像渡边邦夫这样的工程师认为这种隐藏结构骨架的做法是一种不诚实的设计，但总体来说，它造就了我们今天所见的建筑外观百花齐放的局面。高强混凝土→超高层建筑20世纪30年代的纽约处在高层建筑发展的井喷期，克莱斯勒大厦、帝国大厦都是这个黄金时代的产物。但这些钢框架结构的潜力有限，帝国大厦的高度已经是这一类结构形式的极限。随着60年代法拉兹·汗提出筒体结构的新概念，高层建筑才正式步入超高层时代。希尔斯大厦和纽约世界贸易中心双子楼，都是钢筒体，虽然结构效能很高，但对于工业基础薄弱的非欧美国家来说，可能还是太过昂贵。而应运而生的高强混凝土，既能满足筒体结构的需求，又能维持较低的结构造价，真正做到了让超高层建筑在全球范围内遍地开花。上海浦东陆家嘴的金茂大厦和环球金融中心，都是混凝土筒体的典型。内部一个巨大的高强混凝土筒体，外部8根或者4根巨型柱，再配合加强层伸臂桁架和外围环带桁架，就构成了这些超高层的主要受力体系。包括台北101、马来西亚石油双塔、以及国内大量的类似超高层建筑，都是如此。作为结构工程的里程碑，828米高的迪拜塔采用的也是混凝土束筒外加鱼骨状翼墙体系。强度等级C80乃至C100以上的混凝土的应用，让超高层建筑不再遥不可及。高强结构钢→超现实结构随着建筑思潮的发展，建筑的语义、文脉发生了剧烈的变化，出现了很多前所未有的设计。我用“超现实结构”这个词，指代类似CCTV新楼、鸟巢、深圳证券交易所这样的新奇结构。20世纪40年代到50年代是混凝土壳的鼎盛时期，现在则是空间钢网格结构的时代。现代的高强结构钢，以各种各样的形式出现在建筑结构中，把一个个令人瞠目结舌的设计从蓝图变为现实。左上图是塞西尔·巴尔蒙德为雷姆·库哈斯操刀的CCTV新楼，俗称“大裤衩”，抛开造价、景观、社会影响等其它因素，单从建筑结构出发，它是一个前所未有的尝试。它的网格立面同时也是它的抗侧力钢筒体，网格布局按照应力分布进行布置和调整，倾斜双筒体加连体大悬臂，放在以前，没有人敢想象这样的建筑结构。右上图是塞西尔·巴尔蒙德所在的奥雅纳为库哈斯操刀的深圳证券交易所新楼，大体量悬挑，又是一个超现实构想。左下图是塞西尔·巴尔蒙德为伊东丰雄（今年普利茨克奖得主）操刀的蛇形画廊，匪夷所思的钢网格体系。右下图的仙台媒体中心也是伊东丰雄的代表作，同样也是一个超现实钢结构。与其合作的佐佐木睦朗设计了钢束筒和蜂窝状钢楼板，用类似造船的工艺来造房子，这在以前也是不可想象的。钢索→张拉整体体系从力学概念上来说，轴心拉压的效率要远胜受弯，但之前的砖石材料几乎没有受拉性能。随着钢索这种具有极强受拉能力的材料出现，全部构件都保持轴心受力状态的结构体系成为现实。这也就是最早由巴克明斯特·富勒提出的所谓张拉整体体系（著名的富勒烯就是为了纪念他）。左图中美国艺术家KennethSnelson的作品NeedleTower就是一件张拉整体体系的艺术品。右图中约格·施莱希设计的罗斯托克展览会的标志塔也是如此。在实际工程领域，约格·施莱希的施梅豪森核电站索网冷却塔和基乐斯山索网观光塔都是张拉体系的例子。左图中是施梅豪森核电站索网冷却塔，建成于1974年，1991年因为电站停止运营而被炸毁。施莱希非常惋惜和遗憾，十年后，在施莱希的大力推动下，右图的这座索网观光塔在斯图加特落成。一方面是为德国和谐社会添砖加瓦，另一方面也可以看作是施莱希对自己之前被强拆掉的杰作的缅怀和纪念。即使在常规结构体系的局部也可以应用张拉体系，最常见的就是张弦梁体系，比如浦东机场的大跨度候机楼，采用的就是张弦梁。随着高铁建设热潮的兴起，部分新建的高铁车站也采用了张弦梁。玻璃+索网→索网玻璃体系一定意义上，建筑是一门操纵光的艺术。玻璃是完成这个使命的绝佳材料，早在中世纪的大教堂里，彩色玻璃已经开始充当极其重要的角色。但受制于玻璃本身的力学性能，其应用受到了很多限制。随着现代钢材的发展成熟，由纤细的金属框格甚至是金属索网搭配玻璃组成的玻璃穹顶或者幕墙得以实现。大家最熟悉的例子应该是贝聿铭的卢浮宫金字塔。约格·施莱希的大批作品都堪称是索网玻璃体系的精品，比如上图中的汉堡城市历史博物馆玻璃屋顶和下图中的慕尼黑凯宾斯基酒店玻璃幕墙。膜材料→膜结构/充气结构20世纪涌现的众多优秀新材料之一就是膜材料，虽然过去也有类似概念的膜材料和膜结构，比如游牧民族的毡房，但其性能、耐久性都不太令人满意。现代膜材料的出现为现代轻型结构的设计提供了新的选择。弗雷·奥托与约格·施莱希设计的1972年慕尼黑奥运会主体育场就是现代膜结构的代表作。此外，膜材料还为充气结构的实现提供了绝佳的材料。充气结构可以分为两种。第一种是作为主体结构的充气结构，比如上图中川口卫设计的1970年日本大阪世博会上的富士馆，就是一个典型的充气结构。日常生活常见的各种商业活动放置的充气拱门，也可以看做这样的充气结构。第二种则是作为局部结构的充气结构，比如水立方的ETFE膜充气气泡外墙。对于水立方追求的这种特殊视觉效果，玻璃、塑料等传统材料都不太合适，可能只有充气膜能完美的达成这种朦朦胧胧的设计意图。现代工业化木材→现代木结构木材是一种历史很悠久的建筑结构材料。在我国主要是以穿斗框架的形式存在，在北美的拓荒期则是那种原木垒成的小木头房子。随着现代木材工业的建立，天然木材进一步深加工为类似型钢的标准化“型木”以及其它胶合木材、复合木材，木材的利用效率和应用范围得到了大幅提高。尤其是工业标准化的所谓2乘4体系，在北美地区已经成为绝对的市场主流，超过80%的北美住宅都是采用工业标准化木材的木剪力墙体系。木材的力学性能虽然不是很突出，但其强度质量比相对比较高，且受拉受压性能平均，有一定的延性，可以看作是整体弱化了的钢材。从这一点出发，木材也能达成类似于钢材的效果。二战前夕，因为纳粹德国疯狂备战，民间金属资源短缺，工程师只能采用木材代替钢材，上图中位于伊斯马宁的这座纯木结构的通信塔高度为惊人的164米，德国工程师的能力简直让人难以置信。上图为当代德国工程师约格·施莱希2002年设计的罗斯托克会展大厅，木结构空间网格筒壳，可以与钢结构空间网壳相媲美，而又具有木材所带来的特殊美感。橡胶材料/软钢材料→消能减震装置随着设计理论的发展，设计思路和指导思想也在发生变化，比如对于抗震设计，已经从砖石结构的“硬抗”转为消能减震装置的“四两拨千斤”。随着现代橡胶、软钢这些合适材料的出现，消能减震装置真正开始大规模应用在抗震设计中。比如基础隔震技术已经在日本得到了相当程度的推广应用，也就是整个建筑结构不与地基土接触，所有的柱子都落在橡胶垫上。软钢、橡胶等各种粘滞材料构成的耗能阻尼器、耗能支撑等等也取得了大范围的应用。总结材料和形式是结构工程的一体两面，缺一不可。人类历史上罕见的天才达芬奇构想了很多新颖合理的设计，但受限于当时的材料水平，很多都无法付诸实施，只能停留在纸面上；同样，我们有了钢筋混凝土，但如果没有配套的新的合理的设计理论，还是停留在用混凝土块垒长城、垒金字塔的水平，那现代建筑结构就无从谈起。其实不只是结构工程，在机械工程、航空工程、工业工程等其它领域也是如此，只有材料应用和设计理论的协同发展，才能取得新的工程学成就。建筑材料的分类按其性能建筑材料可分为无机材料、有机材料和复合材料。无机材料分为金属材料和非金属材料。有机材料有天然的，也有人工合成的。根据材料在建筑物中所起作用的不同，建筑材料可分为两大类:第一类是承重结构用途材料，如砖、石、混凝土、砂浆、钢铁和木材等。第二类是特殊用途材料，如吸音板、耐火砖、防锈漆、泡沫玻璃、彩色水泥等。建筑材料是建筑工程的物质基础。它决定着建筑物的坚固、耐久、适用、经济和美观。建筑材料费占整个工程费的60%以上。必须研究各种材料的原料、组成、构造和特性，才能合理选择和正确使用建筑材料。建筑材料的分类建筑材料的同种产品往往分成几个等级和标号。每个等级的材料应保证一定的质量，这就是材料标准。在材料标准中规定了材料的规格、尺寸、细度、化学成分、强度、技术指标等。材料在出厂、验收和使用前应抽样检验，看它是否符合标准。建筑材料标准有国家标准、部颁标准和企业内部控制标准之分。材料标准对生产科研和使用都是必要的。生产工厂在保证产品符合标准的条件下，致力于提高产量、降低成本和产品升级。科研单位根据材料标准研究提高质量、改进性能和研制新品种。使用单位根据标准正确选用建筑材料，以确保建筑成品质量并节约工料。我国建筑材料标准和名称举例如下:GB——国家标准;JC——国家建委建筑材料标准;HG——化学工业部标准;YB——冶金工业部标准;SY——石油工业部标准。建筑材料的国际标准和外国标准代号和名称如下:ISO——国际标准;RILEM国际材料与结构试验研究协会。1、硅酸盐水泥硅酸盐水泥在欧洲称为波特兰水泥，这是因为它与水化合所得的水泥石的颜色，与英国波特兰出产的石灰石颜色相似。我国称它为硅酸盐水泥，从名称上即可得知，它的主要成分是硅酸钙。硅酸盐水泥的主要原料是石灰石、粘土和铁矿粉。水泥成品的主要矿物成分是硅酸三钙和硅酸二钙，二者合计占70%以上。此外还有少量铝酸三钙和铁铝酸四钙。硅酸盐水泥是浅绿灰色粉末，加入约0.5倍的水进行拌和，可得具有塑性的膏浆。注人模内，数小时后开始凝结而失去流动性。然后强度与日俱增，一般28天可达到最终强度，再形成坚硬的水泥石。根据国家标准GB175-85规定，硅酸盐水泥分为425、525、625、725四种标号。就是将水泥与标准砂和水按一定比例混合，制成试件，28天的抗压强度，应达到425~725kg/cm2。水泥在建筑上主要用于拌制砂浆和混凝土。2、普通硅酸盐水泥简称普通水泥，它是由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料和微量石膏(约3%)共同磨细制成的水硬性胶凝材料。根据国家标准规定，所掺非活性混合材料不得超过水泥重量的10%，所掺活性混合材料则不得超过15%。非活性混合材料又称填充性混合材料，例如石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣等。它们与水泥成分不起化学作用，即无化学活性，掺入它们仅起到增加水泥产量、调整水泥标号和减少水化热等作用。活性混合材料如硅藻土、蛋白石、火山灰、粉煤灰和粒化高炉矿渣等。其主要成分是活性氧化铝。这些混合材料磨成细粉能与水泥水化后析出的氢氧化钙化合，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，并逐渐结晶，从而提高水泥的强度。按照国家标准，普通水泥分为275、325、425、525、625、725等六个标号。由于普通水泥中所掺混合材料分量较少，其性能与硅酸盐水泥相近。3、矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥，它是由硅酸盐水呢熟料和粒状高炉矿渣加入微量石膏(约占3%)共同磨细制成。水泥中粒化高炉矿渣的掺入量占全部重量的20%~70%。矿渣水泥的水化反应分两阶段进行。第一阶段是熟料中的硅酸三钙、硅酸二钙与水化合，第二阶段是硅酸三钙水化时析出的氢氧化钙以及掺入的石膏，与矿渣中的活性成分化合成水化硅酸钙与水化硫铝酸钙等。由于第二阶段化学反应进行得较慢，所以矿渣水泥的早期强度比普通水泥为低，但28天的强度仍符合标准。按照国家标准，矿渣水泥为275、325、425、525和625五个标号。矿渣水泥水化热较小，耐热性较好，耐硫酸盐侵蚀和耐水性较好。早期强度低，后期强度增长较快。不适用于早期强度要求较高的工程，却适合于大体积混凝土结构、水下工程和蒸汽养护的混凝土构件。水泥标号水泥标号是用以表示水泥强度的等级。通常根据标准强度检验方法所得的28天龄期的抗压强度而定。例如425号水泥即指该水泥试样按标准方法测得的28天龄期抗压强度在425~524kg/mf之间。同时，该试样的3天、7天抗压强度和3天、7天、28天抗折强度也必须达到标准中相对应425号水泥的规定。有些特种水泥，如快硬硅酸盐水泥，标号由3天抗压强度确定。水泥划分标号等级，对合理使用水泥有重要的意义。用软炼法测定水泥标号指标，一般是225、275、325、425、525、625等号。4、标准砂按规定方法测定水泥标号时所用的符合标准规定的石英砂。测定水泥标号时需制作水泥砂浆试件。砂的化学成分与物理性质必然影响试件的强度。所以，试验用砂应符合一定标准，才能准确鉴定水泥标号。而且，为了使全国各水泥厂、各实验室的测定结果有良好的可比性，全国应使用同一种砂，即标准砂。我国标准砂砂源在福建平潭，通称平潭标准砂，是二氧化硅含量在96%以上的石英质海砂。经过洗)烘、筛之后，其质量达到国家标准(GBl78—77)的规定。国际标准化组织提出的标准砂，需符合(ImR679—68)的规定。5、建筑砂浆建筑砂浆由无机胶结材料和细骨料加水拌和而成。开始时具有流动性，便于施工。经过几天后变成坚硬的固体。配制砂浆所用的胶结材料有水泥、石灰、石膏等。常用的细骨料有砂和石渣等。按照用途的不同，砂浆可分为砌筑砂浆和抹面砂浆。砌筑砂浆用于砌筑砖石砌体，它能将小块的砖石粘结成坚固的整体。砌筑砂浆本身要有一定的强度。例如砌筑砖墙常用的50号混合砂浆，其抗压强度为5Okg/c时，胶结材料既用水泥又用石灰，细骨料为中粗细的砂。抹面砂浆用于墙、柱、地面等表面的抹面，既能保护主体结构，又有一定装饰作用。墙、柱面抹灰，干燥环境可用石灰砂浆，一般情况可用混合砂浆，潮湿环境则用水泥砂浆。抹面砂浆要求粘结力强，和易性好，能抹成平整的薄层。在水泥砂浆中掺入防水剂，可以大大提高砂浆的抗掺能力，称为防水砂浆。用于墙面、柱面、地面、天棚表面装饰用的砂浆，称为装饰砂浆。砂浆标号用以表示砂浆强度的等级。用7.07m×7.07m×7.07m试件，在标准条件下养护28天，测其抗压强度，以此定出砂浆标号。一般分为0、2、4、10、25、50、75、100、150、200。等标号。0号表示未硬化的砂浆，150、200号砂浆用于特殊的工程。6、白色水泥凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的铁质含量少的熟料，再加入适量的石膏，磨细制成的白色水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥，简称白色水泥。它有325、425二个标号和一级、二级、三级、四级四个等级。其白度分别为184%、80%、75%、70%(以纯净氧化镁的白度为100%)。白色水泥强度高，颜色洁白富于装饰效果。常用于建筑物的外部装饰、建筑小品和雕塑艺术。白色水泥使用时应注重搅拌工具的清洁，不使掺入杂质，以保持它的纯洁性。白色水泥价格相当于普通水泥的3~4倍，应节约使用。7、三合土三合土通常是碎砖(砖渣)、砂与熟石灰粉加水拌和而成的混合物。常用来铺筑墙基下的垫层、地坪垫层，也可铺筑某些车间的地面。将断砖用小锤敲击，使之碎成粒径3~5cm的小块，这就是碎砖(或称砖渣)。砂要用较廉价的细砂(青砂)。石灰用熟石灰粉(消石灰)。三者的体积比为石灰=砂=碎砖=1=224或12326。加水适量，拌和均匀，分层铺筑穷实。最后在表面浇一层浓浆，洒上砂子，拍打平整。三合土中的碎砖也可用碎石、卵石或矿渣代替。砂可以用细炉渣代替。若以粗细兼有的炉渣代替碎砖与砂，则称为石灰炉渣垫层。石灰炉渣的常用配合比为石灰=炉渣=123(体积比)。8、灰土灰土又称石灰土，或叫石灰加固处理土，是熟石灰粉与粘土的混合物，加水拌和，分层开实或压实而成。常用于路面底层、墙基和地坪垫层。用于灰土的土质，粘性土比砂性土好。粘土颗粒较细，能与石灰发生化学反应而生成硅酸钙和铝酸钙，从而使土壤结团、硬化，提高强度。灰土中消石灰剂量约为干士重的8%~12%(体积比，石灰：±＝1:(4~6))。若用石灰下脚料时，石灰为干土重的10%~20%(体积比，石灰:±＝1•(2~4)〉。可以在石灰土中掺入焦渣(又称煤渣或炉渣)，名为石灰焦渣土，也称二渣土，也可以在石灰土中掺人粗骨料（碎石、碎砖、重矿渣等)，名为石灰多合士。9、碳素钢建筑工程中所用的钢，其主要化学元素是铁和碳，所以称为碳素钢。钢中的碳不是游离的碳，而是与铁相化合的碳。碳化铁或渗碳体是一种含碳6.7%的铁和碳的间隙式化合物，其化学分子式为Fe3C。作为一种间隙化合物，它是非常硬而脆的。随着含碳量的增加，钢的强度提高但脆性也增加，不耐冲击。常用的碳素钢根据其机械性能分为七个钢号。1号钢强度最低，抗拉强度为32~4okg/mrt。常用的3号钢，抗拉强度大于7Okg/md。但抗拉强度越大，其塑性和韧性越差。钢的拉断伸长率：1号钢为28%以上，3号钢为22%以上;而7号钢仅为8%。建筑工程常用的钢材有钢筋、型钢(角钢、槽钢、工字钢等)、钢板、钢管等。10、合金钢合金是由两种或多种化学元素所组成的具有金属特性的物质。合金钢是指加有一定量的一种或几种合金元素的钢种的总称。常用的合金元素有:锤、硅、铬、镍、钨、钼、钒、钛、硼等。建筑工程中用的是低合金钢。其合金元素较少，但性能较碳素钢有很大改善，现行热轧钢筋，按强度分为四级。除I级为碳素钢(3号钢，含碳量为0.1%~0.22%)外，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级全是低合金钢，其中Ⅱ级钢筋的钢号为20锰硅；Ⅲ级钢前的钢号为25锰硅；Ⅳ级钢筋的钢号为40硅2锰钛等。低合金钢的钢号表明了碳及各合金元素的含量。例如45硅2锰钛，牌号前面的数字是表示平均含碳量(以万分之几计)。后边的化学元素是合金元素，当平均合金元素含量小于1.50%时，仅标明元素，一般不标明含量；平均合金元素含量为1.50%~2.49%、2.50%~3.49%……时，则相应写成2、3……11、建筑钢材建筑钢材通常可分为钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢筋。钢结构用钢主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。品种有型钢、铜管和钢筋。型钢中有角钢、工字钢和槽钢。钢筋混凝土结构用钢筋，按加工方法可分为:热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、冷拔低碳钢丝和钢绞线管;按表面形状可分为光面钢筋和螺纹;按钢材品种可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和合金钢等。我国钢筋强度可分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V

五类级别。12、建筑木材木材是天然的建筑材料之一，它的优点是质轻、高强、易加工、富有弹性、耐冲击、隔热、纹理美观等。在建筑工程中既可用作承重构件，又可用为建筑配件和装修材料。木材的缺点是易燃烧、腐朽、吸湿变形，在使用时应采取防治措施。树木有针叶树与阔叶树之分。针叶树纹理通直，易做大材，木质较软，易于加工，在建筑工程上应用广泛，可制作屋架、桥梁、门窗、地板、模板等。阔叶树树干较矮，木质较硬，难于加工，适合作木装修和家具。原条原条是指树木采伐后，去根、去梢、去皮后的木料。原木原木是指采伐后的树木，经去根、去梢、去皮后，再按一定粗细和长短分类的木料。板方材板方材是由原本纵向锯成的板材和方材的统称。宽度为厚度的3倍以上的称板材;宽度不足厚度3倍的矩形木材称方材。方材广泛用于土建工程和船舶、车辆、家具制造等。人造板材木材除直接应用外，还可以进一步加工、改性，制成各种人造板材，达到综合利用，变废为宝的效果。人造板材有以下几种:胶合板、纤维板、木丝板、刨花板、软木板。此外，还有胶合木等制品。13、混凝土混凝土有时缩写为砼，意思是人工石。它是用胶凝材料，将集料胶结成整体的复合固体的总称。其种类很多。工程中所说的混凝土一般是指以水泥、石子、砂和水，按适当比例配制的混合物以及经硬化而成的人造石材。水泥是起胶凝作用的材料。如果石膏、沥青、合成树脂等做胶凝材料，可配制各种用途的混凝土。按混凝土的容重大小，又可将混凝土分为普通混凝土、轻混凝土、重混凝土;按标号大小，又可分低标号、高标号和超高标号混凝土。混凝土具有许多优点，可以配制浇注成各种形状、各种作用和性质的混凝土构件或结构物。具有抗压强度高与耐久性良好的特征。无钢筋加人的混凝土又称素混凝土。混凝土标号表示混凝土的立方体抗压强度大小的标志。混凝土标号是用边长15cm的立方试块，在标准条件下(温度(20土3)℃，相对湿度在90%以上)养护28天、测得的抗压强度标准值。根据抗压强度，混凝土分为:C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60号等十二级。标号越高，混凝土的抗压强度越高。混凝土配合比混凝土各组成材料的重量或体积之比。普通混凝土常以水泥为1，并按水泥、砂、在、水的重量来表示，也可用绝对体积或假定容重法，计算出每立方米混凝土中各组成部分的用量。对强度要求不高的混凝土，则可参考有关配合比资料选用。混凝土的配合比，主要根据强度、耐久性、工作性和节约水泥的要求进行设计确定。14、红砖红砖又称普通粘土砖，是以粘土加水制成土坯，干燥后入窑烧结而成。一般用制砖机械制坯，在轮窑中焙烧，颜色偏红，称为红砖或机制砖，以区别于青砖与手工砖。红砖为长方体，标准尺寸为24Omm×l15mm×53mm。其容重为1600~1800kg/m3。红砖根据外观质量分为一等、二等两个等级。外观检查包括尺寸偏差、弯曲、缺棱、掉角、裂纹等，同时要求内部组织坚实，不夹带石灰等爆裂性矿物杂质。在出厂成品中不得混有欠火砖、酥砖及螺纹砖。15、青砖粘土的成分和锻烧时的化学变化，影响粘土砖的最终颜色。粘土中含有硅、铝、铁、镜钙的氧化物，粘土砖的颜色主要是由铁元素的价数决定的。青砖一般在土窑中烧成，在锻烧后期，向窑中添加燃料，再封闭通风口，进行闷窑。这时窑内氧气缺乏，在还原气氛中，砖中的红色高价氧化铁一一三氧化二铁(Fe2O3)，还原成青灰色的低价氧化铁一一氧化亚铁(FeO)，即得青砖。16、瓦瓦是指覆盖屋面的人造防水片材。根据外形和用途，分为平瓦、脊瓦、小青瓦等。按所用材料不同，有粘土瓦、石棉水泥瓦、塑料瓦等。粘土瓦是用粘土、页岩等原料，经成形、干燥、焙烧而成。成形方法有模压、半干压和挤出等。小青瓦小青瓦又名蝴蝶瓦、阴阳瓦、土瓦。小青瓦，是一种弧形瓦，用粘土制型烘烧而成，成品呈青灰色。规格一般为长200~250mm，宽150~20Omm。习惯以其重量作为规格和品质标准:分18、20、22、2两(旧秤)四种。石棉水泥瓦石棉水泥瓦是用石棉纤维与水泥为原料，经制板、压制而成。分为大波、中波、斗波三种瓦型。具有防火、防潮、防腐、保湿及耐热、耐寒、隔音、绝缘等性能。适用?简易建筑物的屋面。17、石灰石灰是以碳酸钙为主的石灰石，白垩白云质石灰岩或其他含碳酸钙为主的对原料经800~1200℃锻烧而成的白色块状材料，是在建筑上使用较早的矿物胶凝材料之一。可将散粒的材料(如砂和石子)或块状材料如砖和石块等，粘结为一个整体的材料。建筑工地上使用熟化石灰，是将石灰石加以煅烧，将其主要成分碳酸钙分解为生石灰，将生石灰加水，使之缓解为熟石灰。只有熟石灰才能用来调制砌筑砂浆或抹灰砂浆，也用来拌制石灰土、台士等。生石灰不能使用。块状生石灰，不能放置太久或受潮，否则会失去胶凝能力。18、冷底子油将加热熔化的石油沥青（30%~40%)降温到110℃，逐渐掺入汽油、煤油或柴油(60%~70%)，搅拌均匀，就得到冷底子油。配制好的冷底子油，应储存于密封容器中，并放置在阴凉处。应随配随用，不宜长期存放。因为它是在常温下使用的，所以称为冷底子袖。冷底子油常用于在基层表面涂刷热沥青前的打底子之用。在混凝土、砂浆、砖、石、木材表面粘贴沥青卷材时，恐怕粘贴不牢，应先喷涂冷底子油。它的流动性好，能均匀分布在基层表面，并渗透到毛细孔中去。经过一天、半天后，溶剂油挥发，基层表面结成一层沥青薄膜，有利于沥清玛蹄脂与基层的粘结。在配制冷底子油时加入填充料，可制戚在常温下使用的冷沥清玛蹄脂)。19、沥清砂浆沥清砂浆是用沥青与矿质粉料(石粉)和砂热拌而成，用于砌筑和抹面。其配合比为：砂：矿粉=8：2。砂及矿粉：沥青=100：（1l~14)。为了提高沥青砂浆的适当抗裂性，可适当加人纤维状填产石棉绒。沥青砂浆配制时，先将沥青碎块熬至160~180℃,脱水、除泡，除去杂物。再按配合比用量将预热至140℃的干燥砂及粉料翻拌均匀，随即将熬至200~230℃的拥青逐渐加入，不断翻拌，使沥青覆盖均匀。拌制温度应控制在160~180℃。沥青砂浆可用来铺筑防腐蚀楼地面，要随拌随用，边铺边刮平，随之用热滚筒碾压结实，最后用烙铁烫平。沥青砂浆面层厚度一般为30~50mm，分两次铺成。沥青砂浆还用来做砖与混凝土基础的表面抹面，以抵抗含有酸、碱地下水对基础的腐蚀。20、防水材料在建筑工程中，用于防水、防潮的材料。常用的防水材料有石油沥青、煤沥青和沥青制品。近年来，防水材料有很大的发展，出现了许多新的防水材料，如再生胶油毡、玻璃布油毡、防水涂料、嵌缝油膏及堵漏材料等防水涂料防水涂料就是能形成抗水性涂层的涂料。它能保护物料不被水渗透或湿润，广泛用于屋面、地下室、地下洞库、冷库、管道等工程作防水层、防潮层和防汽层。防水涂料按其所用基料的不同可分为沥青类和合成树脂、植物油两类。按分散介质的不同可分为溶剂型和水乳型两种。防水嵌缝油膏全称是建筑防水沥青嵌缝油膏，主要用于屋面板、大型墙板和池槽、沟的接缝处的嵌缝防漏。油膏以石油沥青为基料，加入改性材料，稀释剂及填充料混炼制成冷用膏状材料(少数品种为热用)。建筑防水沥青嵌缝油膏的技术性能，包括下列各项指标:耐热度、粘结性、保油性、挥发率、施工度和低温柔性等。沥青防水卷材以原纸、玻璃布、石棉布、棉麻织品为胎料，浸渍沥青制成的卷状材料，称为漫渍卷材(有胎儿将石棉、橡胶粉掺入沥青中，经碾压制成的卷状材料，称为锟压卷材(无胎)。用低软化点(45~55℃)沥青浸溃原纸而成的叫油纸。用高软化点(90~100℃)沥青涂盖油纸的两面则叫油毡。油毡和油纸都是用原纸的重量(g/m2)来定标号，有200＃、350＃、500＃等标号。为避免在贮存时粘成一团，油毡的表面要撒布滑石粉或云母片作隔离材料。除油毡、油纸这两种常用卷材外，还有几种特种油毡。再生胶油毡是由废橡胶粉掺入石油沥青制成。沥青玻璃布油毡是用石油沥青涂盖材料浸涂玻璃纤维织布的两面制成。这些特种油毡，具有优良的防水性、耐老化性、耐腐蚀性等。防水卷材用热泪青玛蹄脂粘贴于基层。用于屋面防水层、地下防水层和金属管道的防腐保护层。绿豆砂绿豆砂是指粒径4~6mm的粗砂粒或小石子。常用于油毡屋面的表面。二毡三油或三毡四油屋面铺完最后一层油毡后、要挠上一层热蹄琦脂，随即铺上一层洁净、干燥的绿豆砂。这层绿豆砂的作用是阻挡阳光照射沥青，延缓防水层的老化变质，并且防止沥青因过热而流淌。这种带砂屋面适用于不上人的屋面。若是上人的平屋面，油毡上面可能设置有架空隔热板等保护层，油毡上应当铺绿豆砂。绿豆砂不仅用于油毡屋面，也可用于水刷石、干粘石、剁假石等装饰抹灰。21、石膏板以半水石膏粉掺入短纤维增强材料和发泡剂等添加料，加水拌和，注人模内。经辐压成型、切割、烘干，可制成各种规格、表面具有各种图案的石膏制品，用于天花板与墙面装饰。石膏板的板面有平板、多孔或浮雕等图案。表面可为自板、漆面或壁纸贴面。石膏板可锯、可钉、可粘贴，施工方便。石膏不怕火烧，遇火时二水石膏仅失去一些结晶水而已。石膏板品种繁多，主要有z石膏装饰板、纸面石膏板、纤维石膏板、防潮石膏板、石膏蜂窝板、石膏矿棉复合板、石膏空心条板、花纹图案板、凹花钻孔板、浮雕钻孔板、防水装饰吸声板、抗水抗湿装饰贴墙板等。其规格大小也是各式各样。22、人造大理石大理石板纹理斑驳，形成天然图画，是高级饰面板材，但资游、毕竟有限。人造大理石花纹图形可以人为控制，抗蚀、耐污、轻质、高强，是代替天然大理石的饰面板材。20世纪80年代以来，我国广泛生产树脂型人造大理石。就是以不饱和聚醋为粘结剂，与石英砂、大理石磕、白云石粉等搅拌混合，浇注成型，待固化后经脱模、烘干、抛光而成。人造大理石色彩艳丽，光洁明亮，在国内外广泛流行。根据同样原理，也可制造人造花岗石。23、建筑玻璃应用于建筑工程中玻璃的总称。除采光和装饰作用外，尚有控制光线(透射、反射、漫射)，调节热量(吸热、反射热)，节约采暖和空调能源，控制噪声，降低建筑结构自重以及防辐射、防爆、防火等特殊用途。建筑玻璃品种很多，如窗玻璃、浮法玻璃、磨光玻璃、吸热玻璃、双层中空玻璃、泡沫玻璃、釉石玻璃、安全玻璃、波形玻璃、玻璃空心砖等。随着加工方法的改进，性能的提高，品种的发展，除用于建筑物门窗外，已日益增多地代替砖瓦、混凝土等建制料，并用于墙体或屋面。24、钢化玻璃钢化玻璃是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法以及化学方法进行特殊钢化处理的玻璃。钢化玻璃除具有普通平板玻璃的同样透明度外，还具有很高的温的变抵抗性、耐冲击性和机械强度高等特点。钢化玻璃破碎后，碎片小且无锐角，因此在使用中较其他玻璃安全，故又称安全玻璃。在建筑上主要用于高层建筑门窗、车间天窗以及高温车间的防护玻璃等。25、钙塑板、铝塑板钙塑板以轻质碳酸钙粉末为填料，聚氯乙烯树脂为基料，加人胶联剂、发泡济、增塑剂、阻燃剂及颜料，经混炼热压而成。其填料与塑料的重量比，可在较大幅度内变化。根据发泡程度的不同，分为高发泡、低发泡和不发泡三种类型的板材。铝塑板又称铝塑吊顶装饰板，它与钙塑板的区别在于填料中含有大量氢氧化铝，其他性能则大致相同。26、建筑涂料用于建筑物内外墙面、地面和天棚的饰面涂料。它既有保护作用，又有装饰作用。油器是传统的有机涂料。不过，现代的油漆品种，远远超过天然的桐油、国漆的范围。各种有机合成树脂原料广泛用于油悔之中，使油漆产品发生了根本变化。如再沿用油漆一词，就不够恰当。所以，现在对油漆改称为有机涂料。建筑涂料的品种和牌号很多。其中有机涂料，仅化工部已颁发型号者就有700余种。27、石棉水泥瓦用石棉短纤维与硅酸盐水泥(石棉：水泥=1：9)在水中混合成浆，经真空过滤机脱水，制成长方形大板，在铁皮模中压成被形瓦，经蒸汽养护，即成波形石棉水泥瓦。此瓦的横断面为波形，分大、中、小波瓦三种。中波瓦规格为:长1200~240Omm，宽745mm，厚6~6.5mm，波距13lmm，波高33mm。石棉水泥瓦用于不需采暖的工业与民用建筑屋面，它每块面和大，重量轻(l6.5kg/m2)，不燃烧。安装时以镀锌螺钉将瓦固定于攘条上。无需木屋面板、顺水条、挂瓦条等。屋架荷载大为减轻。此瓦也可用于墙板。中波脊瓦瓦体长78Omm厚6mm，横断面为人字形，每边宽23Omm，两边之间夹角为1250。28、膨胀珍珠岩珍珠岩是一种玻璃质火山喷山岩。具有珍珠状球形裂纹，故名珍珠岩。膨胀珍珠岩是珍珠岩矿石经破碎、筛分、预热、瞬时高温(l200℃)焙烧，内部结合水及挥发性成分急剧膨胀而成。是一种白色、多孔、轻质、颗粒状材料。它具有容重小(8okg/m3)，导热系数小(0.05千卡/米•时•度)、耐腐蚀、不燃烧、无味、无毒、吸音性好、施工方便等特点。以膨胀珍珠岩为基料，以水泥、水玻璃为胶结剂、经拌和、人模成型、养护、干燥，可制成保温隔热的板、砖、瓦等。用于建筑与热力设备及管道保温。最高使用温度可达600℃。而磷酸盐膨胀珍珠岩制品，最高使用温度可达1000℃。29、保温材料在建筑工程上采用保温材料，可以防止和减少建筑物及某些供热设备的热量散失，或隔绝和减少外界热量的传人。工程上把导热系数小于0.25千卡/(米•时•度)，容重小于10OOkg/m3的材料统称为保温材料或隔热材料。这种材料一般都是轻质、疏松和多孔的材料，所以也能起到吸声隔音的作用。按其成分可分为无机保温材料和有机保温材料两种。前者的保温吸声性能好，后者的耐久性好。在建筑工程中，广泛地使用保温吸声具有很大的经济意义。它能减少围护结构的厚度和结构的重量，因而减少材料用量，降低运输费用和建筑造价。此外，对于采暖的房间，采用保温材料后，由于热量损失的减少，可节省燃料的消耗。常用保温材料常用保温材料有无机保温材料和有机保温材料两种。无机保温材料按构造可分纤维材料、粒状材料和多孔材料三种。纤维材料有石棉、矿渣棉、天山岩棉及玻璃棉等;粒状材料有膨胀蛙石和膨胀珍珠岩等;多孔材料有加气混凝士、泡沫混凝土、微孔硅酸钙保温材料、泡沫玻璃等。有机保温材料主要有软木制品、软木纤维板及装饰吸音板、甘腰板、木丝板、麻屑板、毛毡、蜂窝板等，目前新发展的还有泡沫塑料。30、建筑五金建筑五金是指用金属材料制作的建筑上用的小型零配件和连接件。如元钉、骑马钉、铆钉、木螺钉、螺栓、铁丝、合页、铺、风钩、拉手、窗纱等材料。31、塑料壁纸全称是聚氯乙烯塑料纸是一种新型的装饰材料。它是以纸为底层，以聚氯乙烯塑料薄膜为面层，经过复合、印花、压花等工序而制成的室内装饰材料。颜色品种可根据用户需要随意选配订货。适于建筑物的内墙、天棚、梁柱等处贴面装饰之用。32、玻璃纤维贴墙布是在中碱玻璃布表面涂以耐磨树脂、印以彩色图案制成，是一种新型的饰面材料。该布花样繁多，色彩鲜艳。在室内使用不褪色，不老化。防火、防潮性能良好，可以刷洗，施工简便。适于建筑、火车、船舶等内墙、天棚、梁柱等处贴面装饰之用。33、铝合金建筑型材铝合金是在铝中加入锰、镁等金属元素而合成。铝合金建筑型材是一种新型结构材料。具有轻质、高强、耐蚀、耐磨、刚度大等特点。经阳极氧化着色表面处理后，外表美观色泽雅致，耐光和耐气候性能良好。氧化膜颜色有银白色、金色、青铜色和古铜色等多种。各种颜色的氧化膜还可涂以坚固透明的电泳漆膜，涂后更加美观、适用。铝合金建筑器材各种复杂断面形状及大小规格可一次挤压成型。目前在建筑工业中得到广泛应用。新型墙体材料1．普通混凝土小型空心砌块普通混凝土小型空心砌块是以水泥、沙、石为主要原材料，经计量、搅拌、成型、养护等工艺制成的一种空心的新型墙体材料。根据砼配合比的不同可以生产出MU7.5、MU10、MU15、MU20等不同强度等级的产品。该产品主块规格为390mm*l90mm*l90mm，配以各种辅块可广泛应用于多层建筑(个别也可用于高层建筑)墙体的各个部位。普通混凝土小型空心砌块具有保护耕地、节省生产能耗、可以充分利用地方资源、劳动生产率高、施工速度快、增加建筑物使用面积、可以消耗部分工业废料等优点。普通混凝土小型空心砌块对原材料的要求仅限于混凝土对原材料的要求范围，别无特殊要求，而且取材广泛、灵活，因此这种产品十分适合在我省的城镇及乡村推广应用。2．加气混凝土砌块加气混凝土砌块是一种以水泥、石灰、砂、石膏为主要原材料，经计量、搅拌、发泡、切割、蒸压养护等工艺制成的一种多孔新型墙体材料。它可以根据需要制成不同表观密度，相应有不同强度的砌块。加气混凝土砌块具有轻质、绝热、耐火、隔声等优良性能。近几年来生产企业从降低造价的角度又生产出了粉煤灰加气混凝土砌块，它与纯加气混凝土砌块的差别就在于其原材料中加入了粉煤灰，但在性能和应用方面均与加气混凝土砌块相近。根据规定所加入的粉煤灰必须是符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596-91)中I级灰或II级灰要求的干灰或湿灰。目前，我省的加气混凝土砌块主要是以粉煤灰加气混凝土砌块为主。加气混凝土砌块主要适用于民用与工业建筑物墙体，在多层建筑中也有用于承重墙体的实例。实践证明，在各类建筑中使用加气混凝土砌块可以大大地减轻建筑物的自重、提高建筑物墙体的保温性能，增加建筑物的有效使用面积。3．轻集料混凝土砌块轻集料混凝土砌块是以水泥为胶结料，以各种轻集料为填充材料，经计量、搅拌、成型、养护等工艺制成的新型墙体材料。轻集料根据其来源的不同主要可以分为天然轻集料(如火山渣、浮石等)、人造轻集料(如各种陶粒、膨胀珍珠岩等)和工业废渣轻集料(如自燃煤歼石、炉渣等)。轻集料混凝土砌块可以根据其用途的不同、集料种类的不同制成砂轻、全轻和无砂大孔的建筑砌块。轻集料混凝土砌块具有轻质、保温、隔声、耐火等优良性能。产品主要用于各类建筑的非承重墙体，经过特殊加工或在较低层的建筑工程中也可以用于承重墙体。在我省，用轻集料混凝土砌块承重的建筑物最高的为6层。目前，大部分框架建筑的填充墙均为轻集料混凝土砌块。4．煤歼石烧结空心砖煤矸石烧结空心砖是全部以煤炭工业的副产品---煤矸石为原材料，经破碎、陈化、搅拌、成型、干燥和焙烧等工艺制成的新型墙体材料。它可以根据用途的不同制成不同块型和不同孔型，其产品主要分为承重型空心砖和非承重型空心砖两大类。煤歼石烧结空心砖的主要特点是做到了"制砖不用土，烧砖不用煤"，是一种真正实现节能、节土、利废的新型墙体材料。5．轻质隔墙条板这里所称的轻质隔墙条板主要包括：工业灰渣混凝土空心隔墙条板、硅镁加气混凝土空心轻质隔墙