建筑材料与构造(1)
2026-04-22 15:51:24 0 举报AI智能生成
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大纲/内容
建筑材料
材料科学知识与<br>建筑材料的基本性质
1分
材料科学知识
材料的组成<br>1分
化学组成<br>(每年必考)
一种分类
无机材料<br><b><font color="#e74f4c">(不能燃烧)</font></b>
非金属
天然石材
烧土制品
熔融制品
<font color="#e74f4c">玻璃</font>、玻璃棉、矿棉、铸石
烧到熔融状态,快速冷却得到
胶凝材料
水硬性
<font color="#e74f4c">水泥</font>
气硬性
石灰、石膏、<font color="#e74f4c">菱苦土、水玻璃</font>
砂浆及混凝土
硅酸盐制品
金属
黑色金属
钢、铁
有色金属
有机材料<br><b><font color="#e74f4c">(能燃烧)</font></b>
植物材料
木材、竹材
沥青材料
合成高分子材料
<font color="#e74f4c">塑料、合成橡胶、胶粘剂、涂料(高分子)</font>
复合材料
<font color="#e74f4c">金属---非金属</font>
钢纤维砼、钢筋砼
<font color="#e74f4c">无机非金属---有机</font>
玻璃钢
玻璃纤维增强塑料,是<font color="#e74f4c">塑料</font>
以玻璃纤维及其制品为增强材料
以树脂为胶粘剂
<b><font color="#ed77b6">人造石材</font></b>
石粉+胶粘剂
聚合物砼、沥青砼
<font color="#e74f4c">金属---有机</font>
PVC涂层钢板、铝塑板、轻质金属夹芯板
另一种分类
金属材料
非金属材料
复合材料
矿物组成<br>(无机非金属)
物理力学性质
举例
花岗岩
酸性
强度高、硬度大
耐磨、耐酸、抗风
大理石
碱性
强度、硬度、耐磨不如花岗岩,不适合室外
材料的结构<br>3分<br>
微观结构
晶体
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
非晶体
<font color="#e74f4c">玻璃体</font>
<font color="#e74f4c">胶体</font>
细观结构
由光学显微镜观察
宏观结构
宏观<font color="#e74f4c"><b>孔隙</b></font>特征
致密
多孔
微孔
宏观<font color="#e74f4c"><b>构造</b></font>特征
堆聚
纤维
层状
散粒
3分
基本性质
物理参数
密度
密度
材料在<b><font color="#e74f4c">绝对密实</font></b>状态下单位体积的质量,又称质量密度
比重
<font color="#314aa4">普通混凝土、轻骨料混凝土、泡沫塑料</font><b><font color="#e74f4c">无</font></b>密度,只<b><font color="#e74f4c">有</font></b>表观密度
密度的比较(1、2、3、7)
木、石、水泥、钢
表观密度
材料在<b><font color="#e74f4c">自然状态</font></b>下单位体积的质量,又称体积密度
与<b><font color="#e74f4c">含水情况</font></b>有关,需说明含水情况
容重
堆积密度
散粒材料在<b><font color="#e74f4c">自然堆积</font></b>状态下单位体积的质量
松散容重
孔隙率与密实度
孔隙率+密实度=1
闭口孔隙
对<b><font color="#e74f4c">抗渗性、抗冻性</font></b>有利,降低导热系数,使材料具有<b><font color="#e74f4c">绝热</font></b>性能
保温
开口孔隙
对<b><font color="#e74f4c">吸声</font></b>有利
对材料的<b><font color="#70d5d7">强度、抗渗性、抗冻性</font></b>等不利
孔隙率大的材料适合作保温材料和吸声材料
空隙率与填充率
空隙率+填充率=1
物理性质
亲水性和憎水性
亲水性
天然石材、砖、混凝土、钢材、木材等
憎水性
沥青、油漆、石蜡、玻璃等
吸水性和吸湿性
吸水性
吸水率
材料在<font color="#e74f4c">水中</font>吸收水分的性质
吸湿性
含水率
材料在<font color="#e74f4c">潮湿</font>空气中吸收水分的性质
耐水性
软化系数
耐水性是指:水进来了,材料不溶解或者不破坏的能力
0~1
越大越好
软化系数小,材料吸水后强度降低越多,耐水性越差
<b><font color="#e855a4">耐水材料</font></b>
软化系数>0.85的材料
抗渗性
渗透系数
越小越好
抗冻性
材料在水饱和状态下,能经受多次<font color="#e74f4c">冻融循环</font>作用而不破坏,强度也不严重降低的性质
密实或具有封闭孔隙的材料抗冻性较好
导热性
导热系数
<b><font color="#e855a4">绝热材料</font></b>
导热系数<0.23W(m·K)
导热系数:<font color="#e74f4c">金属>非金属; 晶体>非晶体; 无机>有机</font>
多孔材料的孔隙率越大,导热系数越小
越密实越导热
材料受潮或受冻后,导热系数提高
化学性质
稳定
力学性质
材料的强度和强度等级
抗破坏
弹性与塑性
形变
弹性:可逆变形
塑性:不可逆变形
脆性与韧性
突然破坏
硬度
抵抗硬物压入
耐久性
抗侵蚀
气硬性无机胶凝材料
胶凝材料
将散粒材料或块状材料粘结成为整体的材料
化学成分分类
有机胶凝材料
沥青、树脂等
<font color="#e74f4c">无机胶凝材料<br>(学的胶凝材料都是无机的)</font>
按照硬化条件分类
气硬性胶凝材料
建筑石膏、石灰、水玻璃、菱苦土等
水硬性胶凝材料
水泥
石灰
石灰的原料与生产
原料<b><font color="#e74f4c">CaCO3</font></b>
900-1100℃煅烧
生成<b><font color="#e74f4c">CaO</font></b><font color="#e74f4c">生石灰</font>+二氧化碳
生石灰的消化(熟化、水化)
<b><font color="#e74f4c">CaO生石灰+水=消石灰(熟石灰)Ca(OH)2</font></b>氢氧化钙
一定要充分反应
石灰的硬化Ca(OH)2
<b><font color="#e74f4c">结晶</font></b>作用
物理作用
水分蒸发
<b><font color="#e74f4c">碳化</font></b>作用
化学作用
石灰浆吸收空气中的CO2生成CaCO3晶体
特点
碳化过程非常慢
石灰不宜单独使用
加入砂、纸筋、麻刀等材料
减少收缩,提高抗拉强度
节省石灰
有利硬化
石灰的应用
配置石灰砂浆、石灰乳
涂料
配置<b><font color="#e74f4c">石灰土、三合土、四合土</font></b>
可用作基础的垫层
石灰土
石灰+粘土
三合土
石灰+粘土+<font color="#ed77b6"><b>砂石、炉渣、碎砖</b></font>等<b><font color="#e74f4c">填料</font></b>
四合土
石灰+粘土+<font color="#ed77b6"><b>砂石、炉渣、碎砖</b></font>等<b><font color="#e74f4c">填料+</font><font color="#4ccbcd">水泥</font></b>
生产<font color="#e74f4c">灰砂砖、碳化石灰板</font>
配制<font color="#e74f4c">无熟料水泥</font>,生产多种<font color="#e74f4c">硅酸盐制品</font>
建筑石膏
建筑石膏的原料与生产
原料
二水硫酸钙
低温煅烧<br>(107-170℃)
建筑石膏:半水石膏
建筑石膏的水化、凝结与硬化
<font color="#ed77b6"><b>水化硬化一体化</b></font>
硬化后是二水硫酸钙,但是与原料已经不是一个东西了
脱硫石膏板是利废建材
建筑石膏的技术指标
按照<b><font color="#f1e4a2">2h抗折强度</font></b>划分等级
建筑石膏的特性
凝结硬化快
硬化后体积微膨胀
石膏制品<font color="#e74f4c">尺寸精确、形状复杂</font>
硬化体的孔隙率大
防火性好,耐热性差
耐热性差:长期高温会脱水,破坏制品。<b><font color="#e74f4c">使用温度应<65℃</font></b>
不燃材料(A级),二水硫酸钙遇火脱出结晶水,吸热蒸发,在物体表面形成汽幕,减少火焰对内部结构的危害
耐水性、抗冻性能差
耐水性差:石膏溶于水
石膏制品能锯、钉刨、钻,机械加工方便
成本不高
建筑石膏的应用
室内抹灰、粉刷
石膏板
制作模型或雕塑
制作吸声板、顶棚、墙面的装饰板
水玻璃<br>(俗称泡花碱,缺啥叫啥名)<br>特征:酸、胶体
水玻璃的定义
<font color="#e74f4c"><b>能溶于水中的碱金属硅酸盐</b></font>
硅酸钠水玻璃
硅酸钾水玻璃
水玻璃的水化与硬化
与水反应比较慢,生成硅酸凝胶
水玻璃的特征及应用<br>
<b><font color="#e74f4c">抗风化性能好</font></b>,用作涂料
可刷在混凝土制品表面,提高表层密实度与抗风能力
堵塞毛孔
不能刷在石膏制品外,会起化学反应
<b><font color="#e74f4c">耐酸性好</font></b>
氢氟酸除外
<b><font color="#e74f4c">耐热性好</font></b>
配置防水剂
用于配制<b><font color="#e74f4c">水泥促凝剂</font></b>
可用于补漏、抢修
用作灌浆材料加固土壤和地基
耐碱性差,耐水性差
菱苦土<br>(基本不考)
MgO
(不考)
水泥
水泥的分类
通用水泥
硅酸盐水泥
基础
普通硅酸盐水泥
矿渣...
粉煤灰...
火山灰质...
复合...
专用水泥(不考)
特种水泥(不考)
硅酸盐水泥
<b><font color="#e74f4c">主要组成</font></b>
<b><font color="#e74f4c">硅酸盐水泥熟料</font></b>
原料是
石灰岩
提供CaO,因为后面要煅烧
粘土
提供SiO2
铁矿粉
适量石膏
是天然石膏(二水石膏),不是建筑石膏
缓凝作用
因为石膏和铝酸三钙反应能够产生新的物质,包裹住水泥
混合材料<br>(可有可无)
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
分类
Ⅰ型水泥
硅酸盐水泥熟料
适量石膏
Ⅱ型水泥
硅酸盐水泥熟料
适量石膏
<font color="#e74f4c">混合材料</font>
有活性
无活性
矿物组成
硅酸盐水泥的水化及凝结硬化
硅酸盐水泥+水→可塑性浆体→凝结硬化→坚硬水泥石
水化
水泥+水
<b><font color="#e74f4c">水化硅酸钙</font></b>
粘结作用,决定水泥石强度
氢氧化钙
使水泥石或混凝土具有<b><font color="#e74f4c">碱性</font></b>
<b><font color="#e74f4c">水化硫酸钙</font></b>
缓凝
等
凝结硬化
水泥石
定义
硬化的水泥浆体
影响凝结硬化的因素
改变熟料的组成
水泥颗粒的细度
石膏掺量
混合材料掺量
拌合水量
水胶比(适量最好)
硬化时间
硬化环境
温度
温度升高,水化快
采用蒸汽养护是加速凝结和硬化的方法之一
湿度
水泥石的强度只有在潮湿条件下逐渐加强
硅酸盐水泥石的侵蚀与防止
侵蚀原因
成分
主要是因为含有<b><font color="#e74f4c">氢氧化钙</font></b>
密实度
水泥石本身不密实,有毛细孔
防止侵蚀措施
自身不溶解
因地制宜选择水泥品种
进不去
提高水泥密实度
进不去
表面做耐侵蚀的保护层
硅酸盐水泥特征及应用
凝结硬化快、强度高
水化放热多
可用于低温季节或冬期施工
但是不适用于厚大体积混凝土工程,内外温差引起的应力会使砼产生裂缝
耐磨性好
抗冻性好
因为有较高的密实度
抗碳化能力好
一点点的氢氧化钙可以和二氧化碳反映生成碳酸钙
耐侵蚀差
因为有氢氧化钙
耐热性差
掺混合材料的硅酸盐水泥
混合材料
作用
改善水泥性能,节约水泥熟料,降低成本
分类
活性
提高水泥的<b><font color="#e74f4c">性能</font></b>
熟料先和水泥反应生成氢氧化钙,然后活性材料能和生成的氢氧化钙反映,消耗他,提高抗腐蚀能力
提高水泥产量
降低水泥成本
非活性
仅起<b><font color="#e74f4c">填充</font></b>作用
提高水泥产量
降低水泥成本
组成
硅酸盐水泥
硅酸盐水泥熟料
<font color="#e74f4c">0-5%石灰石或粒化高炉矿渣</font>
适量石膏
普通硅酸盐水泥
硅酸盐水泥熟料
<font color="#e74f4c">6-20%石灰石或粒化高炉矿渣</font>
适量石膏
矿渣...
火山灰质...
粉煤灰...
复合...(不考)
通用水泥的选用
硅酸盐水泥
最好
贵
普通水泥
<font color="#e74f4c">一般首选这个</font>
矿渣水泥
耐热好
抗渗差(颗粒性)
火山灰水泥
抗渗性好(水火不容)
粉煤灰水泥
抗裂性好(已经是灰了,团结)
通用水泥的技术性质
化学指标
通用硅酸盐水泥的化学指标包括
不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子
物理指标
细度
细度的测定
硅酸盐水泥
比表面积
其余硅酸盐水泥
筛选
凝结时间
初凝
<font color="#e74f4c">不少于45min</font>
终凝
硅酸盐水泥
<font color="#e74f4c">不大于6.5h</font>
其他
<font color="#e74f4c">不大于10h</font>
体积安定性
强度
测定水泥强度
胶砂法
水泥:标准砂=<font color="#e74f4c">1:3(质量比)</font>
制作成<font color="#e74f4c">40mm*40mm*160mm</font>试件
按照<font color="#e74f4c">28d</font>抗压强度分级
通用水泥的质量等级、储存
通用水泥的质量等级
优等品
国际先进
一等品
国际一般
合格品
我国现行
水泥的储存
通用硅酸盐水泥的贮存期
<b><font color="#e74f4c">3个月</font></b>
快硬水泥
<b><font color="#e74f4c">1个月</font></b>
其他品种水泥<br>(2011年后没有考)
铝酸盐水泥
快硬硅酸盐水泥
膨胀水泥
道路硅酸盐水泥
砌筑水泥
混凝土
混凝土按照表观密度分类
普通混凝土
轻混凝土
重混凝土
混凝土优缺点
优点
抗压强度高、耐久性好
缺点
抗拉强度低、受拉时变形能力差、易开裂,自重大
普通混凝土组成材料的技术要求
普通混凝土组成材料
基本组成
水泥1(质量比)
水0.5
宜选用<font color="#e74f4c"><b>饮用水</b></font>,不要用海水
骨料(粗、细)
砂2
石4
外加剂
外掺料
细骨料<br>(砂)
定义
粒径<4.75mm的骨料为细骨料
天然砂
机制砂(人工砂,机器破碎的)
有害物质
泥、泥块
云母
轻物质
硫化物与硫酸盐
腐蚀混凝土,生成膨胀物质,破坏混凝土
有机物
缓凝
氯盐
腐蚀钢筋
颗粒级配与粗细程度
颗粒级配
级配良好的砂有<b><font color="#e74f4c">较小的孔隙率和总表面积(同时满足)</font></b>
粗细程度
节约水泥,控制成本
混凝土用砂应选用级配良好的中砂(平均细度为中砂)
测定方法
<b><font color="#f1e4a2">筛分析</font></b>的方法
粗骨料<br>(石)
定义
粒径>4.75mm的骨料为细骨料
碎石
卵石
分类
碎石和卵石
颗粒形状
<font color="#e74f4c">小立方体或球体</font>
颗粒级配和最大粒径
颗粒级配
最大颗粒
测定方法
<b><font color="#f1e4a2">筛分析</font></b>的方法
强度
碎石
岩石的块体<b><font color="#e74f4c">抗压强度</font></b>或<b><font color="#e74f4c">压碎指标</font></b>表示
卵石
只用<b><font color="#e74f4c">压碎指标</font></b>表示
坚固性
石子在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破坏的能力
有<font color="#e74f4c">抗冻要求</font>的混凝土石子需要测定坚固性
外加剂
减水剂
提高流动性
提高强度
减少水泥用量
早强剂
用于冬季施工或紧急抢修
缓凝剂
速凝剂
引气剂
改善混凝土拌合物的<font color="#e74f4c">和易性,提高抗渗性、抗冻性</font>,但会导致<font color="#4669ea">强度和耐磨性降低</font>
引气剂:松香,发气剂:铝粉
防水剂
矿物掺合料
胶凝材料,省水泥
粉煤灰
活性低,掺入砼中可降低水化热,提高抗侵蚀性
硅灰
活性高,掺入砼中可大幅提高混凝土的强度
价高,只用于C80以上的高强度混凝土中
普通混凝土的主要技术性质
混个凝土拌合物的和易性
混凝土拌合物
<b><font color="#e74f4c">混凝土凝结硬化之前</font></b>称为混凝土拌合物
和易性概念
指混凝土拌合物易于施工操作,并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能
和易性包括
<b>流动性</b>
稠度
坍落度
中,高度
扩展度
稀,直径
维勃稠度
稠,时间
<b><font color="#e74f4c">黏聚性</font></b>
<b><font color="#e74f4c">保水性</font></b>
影响和易性的因素
浆体的数量和稠度
保持水胶比不变,调整浆体数量
砂率
骨料品种和品质
水泥、矿物掺合料和外加剂
时间和温度
改善和易性的措施
采用合理砂率,以提高混凝土质量与节约水泥
改善砂、石级配
尽量采用较粗的砂、石
掺外加剂(减水剂、引气剂),均可提高混凝土的流动性
混凝土强度
立方体抗压强度
<font color="#e74f4c"><b>150mm的立方体</b></font>
标准条件(20±2℃,相对湿度95%以上),养护28d
若采用100mm或200mm的立方体时,分别乘系数0.95或1.05
轴心抗压强度
<b><font color="#e74f4c">150mmx150mmx300mm棱柱体</font></b>
约为立方体抗压强度的<font color="#e74f4c"><b>0.7-0.8</b></font>
抗拉强度
约为立方体抗压强度的<font color="#e74f4c"><b>1/10-1/20</b></font>
混凝土的变形性能(不考)
混凝土的耐久性
抗渗性
混凝土孔隙率越低(即密度越大),连通孔隙越少,<font color="#ed77b6">微小封闭孔隙越多</font>,抗渗性越好
抗冻性
提高混凝土的密实度或<font color="#ed77b6">掺加引气剂</font>以减小混凝土内孔隙的连通程度
抗侵蚀性
抗碳化性
增加Ca(OH)2的数量
不宜采用粉煤灰水泥、火山灰水泥
应采用硅酸盐水泥、普通水泥
抗碱-骨料反应
轻混凝土
轻骨料混凝土(重)
多孔混凝土(最轻)
加气混凝土
加铝粉(化学)
泡沫混凝土
加松香(物理)
大孔混凝土
无砂
聚合物混凝土
聚合物=有机胶凝材料
应用
主要用于铺设无缝地面,也常用于修补混凝土路面和机场跑道面层等
耐热混凝土
胶凝材料:水玻璃
耐酸混凝土
胶凝材料:水玻璃
纤维混凝土
防开裂
建筑砂浆<br>(原来考察的很少)
简介
砌筑砂浆
强度
抹面砂浆
和易性、粘结性
砌筑砂浆
新拌砂浆的工作性(和易性)
流动性(稠度)
流动性指标
<font color="#e74f4c"><b>沉入量(或稠度值)</b></font>
圆锥体沉入砂浆
保水性
避免水被砌块吸走
改善
掺入<font color="#e74f4c"><b>石灰膏</b></font>
<strike>没有黏聚性</strike>
硬化砂浆的强度等级
边长为<b><font color="#e74f4c">70.7mm</font></b>的立方体块,养护<b><font color="#e74f4c">28d</font></b>
粘结力
与砂浆强度、基层表面状态、清洁程度、润湿状态、养护条件有关
应用
水泥砂浆
强度高、耐久性好、硬化快、流动性差、保水性差、施工性能差
用于<b><font color="#e74f4c">水中</font></b>或<b><font color="#e74f4c">潮湿</font></b>环境的砌体
硬、不怕水
混合砂浆
强度低、耐久性差、硬化慢、流动性好、保水性好、施工性能好
用于<b><font color="#e74f4c">次要</font></b>砌体
软、怕水
石灰砂浆
最<b><font color="#e74f4c">常用</font></b>,用于砌体在<font color="#e74f4c"><b>地面以上</b></font>部分
普通抹面砂浆
分三层
底层抹灰
粘结(稀)
不同墙体用的砂浆不一样
砖墙
<font color="#e74f4c">石灰</font>砂浆
防水防潮要求
<font color="#e74f4c">水泥</font>砂浆
混凝土基底
<font color="#e74f4c">混合</font>砂浆或水泥砂浆
板条墙及顶棚
<font color="#e74f4c">麻刀石</font>灰砂浆
中层抹灰
找平(稠)
多用混合砂浆,有时可以省略
面层抹灰
装饰
砂浆沉入度
底层砂浆
沉入度:0-12mm
中层砂浆
沉入度:7-9mm
特种砂浆
防水砂浆
耐酸砂浆
装饰砂浆
聚合物砂浆
墙体材料<strike>与屋面材料(不考屋面)</strike>
烧结类墙体材料
烧结砖
煅烧工艺差异
青砖
红砖
按材料不同
<strike>烧结粘土砖</strike>
烧结页岩砖
烧结煤矸石砖
烧结粉煤灰砖
按孔洞率不同
烧结普通砖(实心砖)
烧结多孔砖
烧结空心砖
烧结普通转
烧结多孔砖和多孔砌块
砌块大,砖小
烧结空心砖和空心砌块
<font color="#e74f4c">非烧结</font>类墙体材料
分类
按工艺分
烧结砖
非烧结砖
蒸养(压)砖
石灰+
1、石英砂
灰白色
2、粉煤灰
深灰色
3、炉渣
强度最低,最黑
以<b><font color="#e74f4c">石灰</font></b>和含<b><font color="#e74f4c">硅</font></b>材料加水拌合
<b><font color="#e74f4c">怕高温、怕酸、怕水</font></b>
按原材料分
粘土砖
页岩砖
煤矸石砖
粉煤灰砖
灰砂砖<font color="#e74f4c">(无烧结)</font>
按孔隙率分
实心砖
多孔砖
空心砖
砌块
普通混凝土小型空心砌块
轻骨料混凝土小型空心砌块
粉煤灰混凝土小型空心砌块
粉煤灰砌块
蒸压加气混凝土砌块
原料
<b><font color="#e74f4c">钙质原料</font></b>
<b><font color="#e74f4c">硅质原料</font></b>
<b><font color="#e74f4c">加气剂(铝粉)</font></b>
规格
规格有两个系列,长度均为<b><font color="#e74f4c">600mm</font></b>
a系列
b系列
强度等级
按<b><font color="#f1e4a2">抗压强度</font></b>分
蒸压加气混凝土砌块用于承重墙
强度<b><font color="#e74f4c">≥A5.0</font></b>
应用
不能用于基础,不能碰水,怕酸,温度>80℃也不行
墙板
屋面材料
建筑钢材
金属分类
黑色金属
钢
生铁
不锈钢
有色金属
铅、铝及铝合金、铜及铜合金等
钢材与生铁
钢材(铁碳合金)
含碳量<2%
缺点:怕锈、怕火
生铁(铁碳合金)
含碳量>2%
含碳量大,很硬,但是塑性和韧性就很差
钢材的分类<br>(考的少)
按<font color="#e74f4c"><b>化学成分</b></font>分类
碳素钢
低碳钢
含碳量<0.25%
常用
中碳钢
不常用
高碳钢
不常用
合金钢
低合金钢
<font color="#e74f4c">含量<5%的合金元素</font>
常用
中合金钢
不常用
高合金钢
不常用
按冶炼过程中的<b><font color="#e74f4c">脱氧程度</font></b>分类
沸腾钢
半镇静钢
镇静钢
特殊镇静钢
最好
按<b><font color="#e74f4c">有害杂质</font></b>(即硫和磷)含量分类
质量等级分类
普通钢
优质钢
高级优质钢
按<b><font color="#e74f4c">用途</font></b>钢材分类
结构钢
工具钢
特殊性能钢
建筑钢材的主要力学性能<br>(考的少)
抗拉性能
<span style="font-size:inherit;">1、弹性阶段</span><br>
<span style="font-size:inherit;">2、屈服阶段</span><br>
3、强化阶段
4、破坏阶段
冷弯性能
常温下加工
用于测定钢材内部是否存在组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷
冲击韧性
一般存在<b><font color="#e74f4c">动荷载、低温</font></b>条件下会考虑冲击韧性
耐疲劳性
在交替变化的力的情况下
硬度
影响建筑钢材性能的主要因素
化学成分
<b><font color="#e74f4c">碳</font></b>
力学性能主要取决于碳,含碳量增加强度增加,但是塑性、可焊性、抗腐性均<font color="#e74f4c">下降</font>
合金(好的元素)
硅
提高强度和硬度,但是对塑性、韧性<font color="#e74f4c">没有影响</font>
<b><font color="#e74f4c">锰</font></b>
增强强度和硬度,但是伸长率会有下降,显著降低焊接性
有害
<b><font color="#e74f4c">硫(最有害)</font></b>
引起<b><font color="#e74f4c">热脆</font></b>
<b><font color="#e74f4c">磷</font></b>
引起<b><font color="#e74f4c">冷脆</font></b>
氧
氮
冶炼过程
脱氧的过程(还原)
加工处理
冷加工和时效处理
热加工
退火
炉内冷却
正火
空气中冷却
淬火
快速冷却
硬度高,但是很脆
回火(淬火后高温回火)
调质处理
建筑钢材的标准与选用
建筑钢材的主要钢种
牌号
Q+屈服强度+质量等级+脱氧方式
质量等级:A<B<C<D......,后面的质量高
品种
碳素结构钢
常用牌号
<b><font color="#e74f4c">Q235</font></b>
低合金高强度结构钢
优质碳素结构钢
常用建筑钢材
钢筋
<b><font color="#e74f4c">热轧钢筋(应用最多)</font></b>
光圆钢筋
带肋钢筋
命名
冷拉热轧钢筋和冷拔地毯钢丝
冷拉热轧钢筋
热轧钢筋在常温下拉至超过屈服点,然后卸掉荷载
冷拔地毯钢丝
热轧盘条在常温下通过截面小于钢筋截面的拔丝模,一次或多次拔制
冷轧带肋钢筋
热处理钢筋
预应力混凝土用钢丝及钢绞线
冷轧扭钢筋
型钢和钢板
热轧型钢
主要用于钢结构中
冷弯<font color="#e74f4c">薄壁</font>型钢
主要用于<font color="#e74f4c">轻型</font>钢结构
钢板和压型钢板
钢板
热轧钢板按厚度分
中厚板
薄板
0.35-4mm
冷轧钢板只有<font color="#e74f4c">薄板</font>
0.2-4mm
比如电脑壳,工业水桶等,亮晶晶
压型钢板
<b><font color="#e74f4c">冷加工薄板</font></b>
特点
自重轻、强度高、抗震好
应用
围护结构、楼板、屋面
建筑钢材的防锈与防火
钢材锈蚀的原因
化学腐蚀
空气中发生化学反应
电化学腐蚀
潮湿环境中形成微电池环境
钢结构的防锈
表面覆盖法
表面涂刷防锈漆<br><font color="#e74f4c">(底漆+面漆)</font>
钢结构防锈
底漆
较好的<font color="#e74f4c">附着力</font>和<font color="#e74f4c">防锈蚀能力</font>
中间漆
可以没有
面漆
<font color="#e74f4c">装饰</font>和<font color="#e74f4c">保护</font>
常用底漆
常用面漆
表面镀锌
利用锌的阴极保护作用
钢筋防锈
提高混凝土的密实度
有裂缝的话,Cl-氯离子会进去锈蚀钢筋
限制水灰比和水泥用量
限制氯盐外加剂的使用
掺加防锈剂(入亚硝酸盐,重铬酸盐等)
防火涂料
组成基料分类
有机防火涂料
无机防火涂料
按厚度分类
超薄型
薄涂型
厚涂型
作用机理
膨胀型防火涂料
非膨胀型防火涂料
<b><font color="#e74f4c">只能使用在不可燃基材上(就是底下的结构不能是木头)</font></b>
防锈与防火的施工顺序
钢结构构件
除锈
防锈涂料
防火涂料
面漆
其他金属
不锈钢
<b><font color="#e74f4c">铬</font></b>含量在<b><font color="#e74f4c">12%以上</font></b>
高合金钢(合金元素超过10%)
铬决定不锈钢的<b><font color="#e74f4c">耐腐蚀性</font></b>
彩色钢板
在冷轧板或镀锌板表面涂敷各种耐腐蚀<b><font color="#e74f4c">涂层或烤漆</font></b>而成
铅
柔软
低熔点
耐腐蚀性能好,抗浓硫酸腐蚀
铅板
能够屏蔽射线
铜及铜合金
紫铜
纯铜
黄铜
铜锌合金
青铜
铜锡合金
铜合金特点
强度较高,耐磨,耐蚀
铝和铝合金
纯铝
在大气中有良好的抗腐蚀性
(能与氧气形成薄膜)
铝粉
铝合金
与建筑钢材比较
铝和铝合金性价比高,价格低
铝合金的表面处理
阳极氧化
电泳喷涂
粉末喷涂
氟碳喷涂
木材
建筑塑料与胶粘剂<br>(2-3分)
高分子化合物分类
按聚合物用途分类
<b><font color="#e74f4c">橡胶</font></b>
<font color="#e74f4c"><b>纤维</b></font>
<b><font color="#e74f4c">塑料</font></b>
按聚合物对热的性质分类
<b><font color="#e74f4c">热塑性聚合物</font></b>
不起化学变化,可以重复多次
<b><font color="#e74f4c">热固性聚合物</font></b>
产生化学反应,只能塑制一次
塑料
塑料的特性
优点
密度小
导热性低,泡沫塑料是良好的绝热材料
<b><font color="#e74f4c">比强度高</font></b>,玻璃钢的比强度超多钢材和木材
比强度=强度/表观密度
轻质高强
<b><font color="#e74f4c">耐侵蚀性好</font></b>
<b><font color="#e74f4c">耐磨</font></b>
加工方便,绝缘性好,装饰性好等
缺点
耐热性差
耐火性差
易老化
弹性模量小
刚度差,但抗震好
热膨胀系数大
塑料的组成
组成
合成树脂+填充料+助剂
类比混凝土(水泥+砂石+外加剂)
合成树脂
粘结剂
热塑性树脂
强度低,耐热性差
热固性树脂
强度高,耐热性好
填充料
作用
提高塑料的强度,降低成本
助剂
增塑剂
变得更软
增加韧性、弹性
固化剂
变得更硬
阻燃性
(防火剂)
常用建筑塑料
热塑性塑料
聚乙烯(PE)
防水材料,给排水管,绝缘材料等
聚氯乙烯(PVC)
应用最广
难燃,B1
使用温度<60℃
<b><font color="#e74f4c">塑料地面</font></b>,吊顶板,装饰板,塑钢门窗
有涂层
聚苯烯(PP)
卫生洁具
聚苯乙烯(PS)
泡沫塑料,作隔热材料
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
有机玻璃
眼镜片
聚碳酸酯(PC)
采光顶
耐候性>15年
聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)
有涂层
A级,不燃
乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)
水立方,国家游泳馆
无涂层
热固性塑料
名字中含有“脂”
酚醛树脂(PF)
B1级,难燃
不饱和聚酯树脂,聚酯树脂
人造石材
环氧树脂(EP)
聚氨酯(PUR)
有机硅(Si)
燃烧性能
胶粘剂
胶粘剂的组成
粘结料
天然高分子化合物
淀粉,动物皮胶等
传统
合成高分子化合物
环氧树脂,合成橡胶等
最常用
无机化合物
水玻璃
溶剂
二甲苯、丁醇、水等
胶粘剂的分类
按强度特性分
结构胶
耐热、强度、耐油、耐水等高要求
非结构胶
只起到定位作用
次结构胶
常用胶粘剂
热塑性树脂胶粘剂
热固性树脂胶粘剂
环氧树脂胶粘剂(万能胶)
本身不能硬化,必须加固化剂
常温即可固化
合成橡胶胶粘剂
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