工程土建建筑材料基礎(chǔ)知識

1、建筑材料技能培訓(xùn)主講：楊超重慶方圓職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校混凝土混凝土取材方便，抗壓好取材方便，抗壓好，易加工成，易加工成型、耐久性好、防火等型、耐久性好、防火等易開裂、自重大、生產(chǎn)周期長等易開裂、自重大、生產(chǎn)周期長等1. 1. 特點特點混凝土混凝土2. 2. 分類分類輕砼輕砼普通砼普通砼重重砼砼按表觀密度分類按表觀密度分類保溫隔熱保溫隔熱防輻射防輻射混凝土混凝土3. 3. 組成材料組成材料水泥：水泥：一般以水泥強度等級為混凝土強度一般以水泥強度等級為混凝土強度等級的等級的1.5-2.01.5-2.0倍為宜。倍為宜。骨料：骨料：粒徑為粒徑為0.15-4.75mm0.15-4.75mm的稱細(xì)骨料的稱細(xì)骨料

2、粒徑大于粒徑大于4.75mm4.75mm的稱粗骨料的稱粗骨料 石子、水泥、砂、水石子、水泥、砂、水混凝土混凝土骨料的骨料的顆粒級配顆粒級配：良好的級配使骨料的良好的級配使骨料的 孔隙率孔隙率和和總表面積總表面積均較小均較小用級配區(qū)或級配曲線表示。用級配區(qū)或級配曲線表示。混凝土混凝土砂的砂的細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)：分：分粗砂、中砂和細(xì)砂粗砂、中砂和細(xì)砂。2 2區(qū)的砂是配置混凝土最理想的級配區(qū)區(qū)的砂是配置混凝土最理想的級配區(qū)粗骨料：粗骨料：最大粒徑的要求。最大粒徑的要求。與與構(gòu)件截面、鋼筋間距和施工方式構(gòu)件截面、鋼筋間距和施工方式等有關(guān)等有關(guān)?；炷粱炷林饕再|(zhì)主要性質(zhì)1. 1.和易性和易性2. 2.

3、強度強度3. 3.耐久性耐久性流動性流動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動性流動性黏聚性黏聚性 （分層離析）（分層離析）保水性保水性 （泌水）（泌水）水水流動性好，黏聚性和保水性較差；流動性好，黏聚性和保水性較差；黏聚性和保水性較好，流動性較差；黏聚性和保水性較好，流動性較差；混凝土混凝土和易性測定方法：和易性測定方法：塌落度塌落度混凝土混凝土和易性影響因素和易性影響因素水泥漿數(shù)量水泥漿數(shù)量水泥漿稠度水泥漿稠度=(=(水泥水泥+ +水水)/ )/砼砼= =水水/( /(水泥水泥+ +水）水）恒定用水量法則恒定用水量法則= =水水/ /砼砼混凝土混凝土和易性影響因素和易性影響

4、因素砂率砂率 = =砂砂/ /（砂（砂+ +石）石）混凝土混凝土和易性影響因素和易性影響因素水泥品種、骨料、外加劑、環(huán)境溫度和時間等水泥品種、骨料、外加劑、環(huán)境溫度和時間等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強度強度抗壓強度抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度。、抗拉強度、抗彎強度。C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、。、。C80C80混凝土強度等級混凝土強度等級立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土混凝土強度等級的確定強度等級的確定試件尺寸試件尺寸試件試驗代表值試件試驗代表值fcu立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k具

5、有具有95%95%強度保證率的立方體試件抗壓強度強度保證率的立方體試件抗壓強度 混凝土混凝土影響強度的因素影響強度的因素水泥強度水泥強度水灰比水灰比骨料性質(zhì)骨料性質(zhì)養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)條件齡期齡期施工質(zhì)量等施工質(zhì)量等提高強度的措施提高強度的措施1 1、2 2、3 3、4 4、5 5?；炷粱炷聊途眯阅途眯钥?jié)B性抗?jié)B性 抗?jié)B等級抗?jié)B等級抗凍性抗凍性 凍融循環(huán)凍融循環(huán) 抗侵蝕性抗侵蝕性抗碳化抗碳化 碳化的危害碳化的危害抗堿骨料反應(yīng)抗堿骨料反應(yīng) 提高耐久性措施提高耐久性措施1 1、2 2、3 3、4 4、5 5?；炷粱炷镣饧觿┩饧觿┌粗饕δ芊譃樗念悾喊粗饕δ芊譃樗念悾?1)(1)改善改善和易性和易

6、性能，包括各種能，包括各種減水劑減水劑、引氣劑引氣劑和和泵送劑泵送劑等；等；(2)(2)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、硬化性能凝結(jié)時間、硬化性能，包括，包括緩凝劑緩凝劑、早強劑早強劑和和速速凝劑凝劑等；等；(3)(3)改善改善耐久性耐久性，包括，包括引氣劑引氣劑、防水劑防水劑和和阻銹劑阻銹劑等；等；(4)(4)改善改善其他性能其他性能，包括，包括加氣劑加氣劑、膨脹劑膨脹劑、防凍劑防凍劑、著色著色劑劑、防水劑防水劑和和泵送劑泵送劑等。等。混凝土混凝土配合比設(shè)計配合比設(shè)計(1) (1) 確定配制強度確定配制強度(2) (2) 確定水灰比確定水灰比 （根據(jù)強度和耐久性）（根據(jù)強度和耐久性）(3) (3) 確定單

7、位用水量確定單位用水量 （根據(jù)骨料種類、最大粒徑和和易性）（根據(jù)骨料種類、最大粒徑和和易性）(4) (4) 確定水泥用量確定水泥用量(5) (5) 選擇合理砂率值選擇合理砂率值(6) (6) 粗、細(xì)骨料的用量粗、細(xì)骨料的用量初配、試配、調(diào)整和確定初配、試配、調(diào)整和確定混凝土混凝土配合比配合比配合比為質(zhì)量比，以干燥材料為基準(zhǔn)。配合比為質(zhì)量比，以干燥材料為基準(zhǔn)。某混凝土的配合比為：水泥某混凝土的配合比為：水泥350kg,350kg,砂砂650kg,650kg,石石1207kg,1207kg,水水210kg,210kg,若砂的含水率為若砂的含水率為3%3%，石的含水率為，石的含水率為1.2%1.2%

8、，則施工時，該混凝土，則施工時，該混凝土1m31m3所需水和石子的質(zhì)所需水和石子的質(zhì)量分別為量分別為? ?砂漿砂漿砌筑砂漿、抹灰砂漿和特種砂漿砌筑砂漿、抹灰砂漿和特種砂漿砌筑砂漿砌筑砂漿技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)和易性和易性流動性流動性 （沉入度）（沉入度）保水性保水性 （分層度）（分層度）強度強度強度等級強度等級的確定的確定影響因素影響因素墻體材料墻體材料砌墻磚砌墻磚氧化氣氛氧化氣氛還原氣氛還原氣氛墻體材料墻體材料砌墻磚砌墻磚建筑鋼材建筑鋼材理論上，凡是把含碳量小于理論上，凡是把含碳量小于2%2%，含雜質(zhì)比較少的，含雜質(zhì)比較少的鐵碳合金稱為鋼。鐵碳合金稱為鋼。 含碳量超過含碳量超過2%2%，稱為生鐵；

9、含碳量小于，稱為生鐵；含碳量小于0.08%0.08%，稱為工業(yè)純鐵。稱為工業(yè)純鐵。具有強度高，塑性好，具有強度高，塑性好，具有良好的韌性；具有良好的韌性；工藝性能良好，易于加工；工藝性能良好，易于加工；但是，鋼材易銹蝕、耐火性差。但是，鋼材易銹蝕、耐火性差。建筑鋼材建筑鋼材1. 1. 鋼材的生產(chǎn)鋼材的生產(chǎn)碳素鋼（碳素鋼（低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼）、合金鋼）、合金鋼2. 2. 鋼材的分類鋼材的分類熱加工、冷加工熱加工、冷加工沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。3. 3. 鋼材中的有害雜質(zhì)鋼材中的有害雜質(zhì) （硫、磷、氧）（硫、磷、氧）建筑鋼材建筑鋼材4. 4

10、. 性能性能5. 5. 加工加工力學(xué)性能；力學(xué)性能； 工藝性能工藝性能 冷加工及時效冷加工及時效（犧牲塑性，提高強度）（犧牲塑性，提高強度）拉伸性能拉伸性能沖擊性能沖擊性能疲勞性能疲勞性能彎曲性能彎曲性能焊接性能焊接性能建筑鋼材建筑鋼材6. 6.牌號牌號 碳素鋼碳素鋼 Q 235 B F 熱軋鋼筋熱軋鋼筋由低碳鋼和普通合金鋼在高溫狀態(tài)下壓制而成，由低碳鋼和普通合金鋼在高溫狀態(tài)下壓制而成，主要用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋，主要用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一。是土木建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一。鋼筋混凝土用熱軋鋼筋分為鋼筋混凝土用熱

11、軋鋼筋分為光圓鋼筋光圓鋼筋和和帶肋鋼筋帶肋鋼筋兩種。兩種。熱軋光圓鋼筋：熱軋光圓鋼筋：HPB235HPB235熱軋帶肋鋼筋：熱軋帶肋鋼筋：HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500 熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋 牌牌號號 減小受力面積；減小受力面積； 易造成應(yīng)力集中易造成應(yīng)力集中; ; 使混凝土保護(hù)層脫落。使混凝土保護(hù)層脫落。建筑鋼材建筑鋼材7. 7.鋼材的腐蝕與防腐鋼材的腐蝕與防腐京廣線某鐵路橋的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕京廣線某鐵路橋的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕19741974年灌制的年灌制的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁 。20002000年年8 8月發(fā)現(xiàn)第月發(fā)現(xiàn)第525

12、2孔梁一束預(yù)應(yīng)力鋼筋銹斷?？琢阂皇A(yù)應(yīng)力鋼筋銹斷。鋼筋銹蝕后體積鋼筋銹蝕后體積膨脹導(dǎo)致混凝土膨脹導(dǎo)致混凝土保護(hù)層發(fā)生順筋保護(hù)層發(fā)生順筋開裂開裂離岸碼頭立柱在浪濺區(qū)的破壞銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實例銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實例- 四川宜賓南門大橋四川宜賓南門大橋 大橋長大橋長384384米，寬米，寬1313米，為米，為單孔跨徑單孔跨徑240240米的鋼筋混凝米的鋼筋混凝土中承式公路拱橋，橋面由土中承式公路拱橋，橋面由1717對鋼纜吊桿凌空懸掛，于對鋼纜吊桿凌空懸掛，于19901990年年6 6月竣工通車。月竣工通車。 20012001年年1111月月7 7日凌晨日凌晨4 4點半，點半，連接拱體和橋面預(yù)制板的

13、連接拱體和橋面預(yù)制板的4 4對對8 8根鋼纜吊桿斷裂，北端根鋼纜吊桿斷裂，北端長長1010米、南端長米、南端長2020余米的橋余米的橋面預(yù)制板發(fā)生坍塌。面預(yù)制板發(fā)生坍塌。銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實例銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實例- 四川宜賓南門大橋四川宜賓南門大橋 吊桿起著懸掛橋面的關(guān)鍵吊桿起著懸掛橋面的關(guān)鍵性作用，由承重鋼纜和套性作用，由承重鋼纜和套于其外的鋼管組成。于其外的鋼管組成。 現(xiàn)場對斷裂的現(xiàn)場對斷裂的4 4對對8 8根吊桿根吊桿所作檢查發(fā)現(xiàn)，坍塌斷裂所作檢查發(fā)現(xiàn)，坍塌斷裂之處露出一層薄薄的鋼筋之處露出一層薄薄的鋼筋網(wǎng)，懸吊的承重鋼管中露網(wǎng)，懸吊的承重鋼管中露出了銹跡斑斑的鋼纜。出了銹跡斑斑的鋼纜

14、。 承重鋼纜部分生銹，影響承重鋼纜部分生銹，影響了承重能力了承重能力。 木材木材木材的物理性質(zhì)木材的物理性質(zhì)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：存在于木材細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中的水分。存在于木材細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中的水分。吸附水：吸附水：吸附在細(xì)胞壁內(nèi)細(xì)纖維之間的水分。吸附在細(xì)胞壁內(nèi)細(xì)纖維之間的水分。 結(jié)合水：結(jié)合水：形成細(xì)胞化學(xué)成分的化合水。形成細(xì)胞化學(xué)成分的化合水。 受潮時，先形成吸附水，吸附水飽和后，多余的為自由水；受潮時，先形成吸附水，吸附水飽和后，多余的為自由水；干燥時，先失去自由水，然后才失去吸附水。干燥時，先失去自由水，然后才失去吸附水。自由水對木材強度、變

15、形影響不大；自由水對木材強度、變形影響不大；吸附水對木材強度、變形影響大。吸附水對木材強度、變形影響大。木材的物理性質(zhì)木材的物理性質(zhì)纖維飽和點纖維飽和點 當(dāng)吸附水處于飽和狀態(tài)而無自由水存在時，此時對應(yīng)的當(dāng)吸附水處于飽和狀態(tài)而無自由水存在時，此時對應(yīng)的含水率稱為木材的纖維飽和點。含水率稱為木材的纖維飽和點。木材的纖維飽和點是木材物理、木材的纖維飽和點是木材物理、力學(xué)性質(zhì)隨含水率而發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點。力學(xué)性質(zhì)隨含水率而發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點。平衡含水率平衡含水率 當(dāng)木材長期處于一定溫度和濕度下，其含水率趨于當(dāng)木材長期處于一定溫度和濕度下，其含水率趨于一個定值，表明木材表面的蒸氣壓與周圍空氣的壓力達(dá)到平衡，

16、一個定值，表明木材表面的蒸氣壓與周圍空氣的壓力達(dá)到平衡，此時的含水率稱為平衡含水率。此時的含水率稱為平衡含水率。木材使用前使其達(dá)到平衡含水率。木材使用前使其達(dá)到平衡含水率。木材的力學(xué)性質(zhì)木材的力學(xué)性質(zhì)木材的強度木材的強度順紋順紋橫紋橫紋各向異性材料各向異性材料木材的力學(xué)性質(zhì)木材的力學(xué)性質(zhì)木材的強度木材的強度木材各種強度間的關(guān)系木材各種強度間的關(guān)系 抗壓抗壓抗拉抗拉抗彎抗彎抗剪抗剪 順紋順紋橫紋橫紋順紋順紋橫紋橫紋順紋順紋橫紋橫紋1101/3231/201/31.521/71/31/21順紋抗拉強度最大，橫紋抗拉強度最低。順紋抗拉強度最大，橫紋抗拉強度最低。木材的主要運用木材的主要運用裝飾材料裝

17、飾材料實木地板實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膠黏劑會釋放甲醛，因此必須測定其游離甲醛人造木地板中膠黏劑會釋放甲醛，因此必須測定其游離甲醛含量或釋放量。含量或釋放量。巖石，巖體巖石，巖體地基、基坑、邊坡地基、基坑、邊坡石材石材飾面石材飾面石材天然石材天然石材（花崗巖、大理巖等）（花崗巖、大理巖等）人造石材人造石材（人造花崗巖、人造大理巖等）（人造花崗巖、人造大理巖等）花崗巖花崗巖飾面石材飾面石材大理巖大理巖 巖漿巖巖漿巖 變質(zhì)巖變質(zhì)巖 強度高、吸水率低強度高、吸水率低 強度較高、吸水率較低強度較高、吸水率較低 酸性材料、耐磨酸性材料、耐磨 堿性材料、耐磨較差堿性材料、耐

18、磨較差 部分有放射性部分有放射性放射性檢查放射性檢查絕大多數(shù)只適用于室內(nèi)絕大多數(shù)只適用于室內(nèi)且不宜使用做人流量且不宜使用做人流量較大的地面較大的地面鋼材力學(xué)性能鋼材力學(xué)性能拉伸性能拉伸性能鋼材力學(xué)性能鋼材力學(xué)性能拉伸性能拉伸性能鋼材力學(xué)性能鋼材力學(xué)性能拉伸性能指標(biāo)拉伸性能指標(biāo)屈服強度屈服強度 標(biāo)號標(biāo)號抗拉強度抗拉強度屈強比屈強比 鋼材的利用率和可靠性鋼材的利用率和可靠性伸長率伸長率 塑性指標(biāo)塑性指標(biāo)斷面收縮率斷面收縮率 塑性指標(biāo)塑性指標(biāo)鋼材力學(xué)性能鋼材力學(xué)性能硬鋼拉伸曲線硬鋼拉伸曲線硬鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線硬鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線鋼材力學(xué)性能鋼材力學(xué)性能沖擊韌性沖擊韌性一般來說，強度越高，塑性、韌性越不好一般來說，強度越高，塑性、韌性越不好鋼材力學(xué)性能鋼材力學(xué)性能疲勞性能疲勞性能一般來說，強度越高，疲勞極限也越高一般來說，強度越高，疲勞極限也越高鋼材工藝性能鋼材工藝性能彎曲性能彎曲性能一般來說，彎曲性能是塑