第1章-建筑概論

“十三五”國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目

21世紀(jì)高等教育建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程系列規(guī)劃教材

建筑概論第2版

王新泉主編

機(jī)械工業(yè)出版社

緒論

0.1人類活動(dòng)與建筑0.1.1人類活動(dòng)的基本類型研究表明,人類的活動(dòng)通?？梢詣澐譃楸匾曰顒?dòng)、自發(fā)性活動(dòng)和社會(huì)性活動(dòng)三種基本類型。必要性活動(dòng):人類為了生存和繁衍所必須進(jìn)行的活動(dòng)稱之為必要性活功。例如飲食、睡眠、家務(wù)、育兒、上學(xué)、工作(生產(chǎn))、購(gòu)物等。人類從事必要性活動(dòng)所在的空間大多屬于生活環(huán)境與工作(生產(chǎn))環(huán)境。自發(fā)性活動(dòng):人類出于興趣和自愿所進(jìn)行的活動(dòng)稱之為自發(fā)性活動(dòng)。例如娛樂、游玩、休閑、旅游,文藝欣賞(觀劇)等。進(jìn)行這種自發(fā)性活動(dòng)所在的環(huán)境多為生活環(huán)境或公共環(huán)境。社會(huì)性活動(dòng):有賴于其他社會(huì)成員共同參與的各種活動(dòng)稱為社會(huì)性活動(dòng)。例如交友、體育活動(dòng)、慶典活動(dòng)、宴會(huì)等。社會(huì)性活動(dòng)多數(shù)在公共環(huán)境中進(jìn)行。進(jìn)一步的研究還表明,人類的大部分時(shí)間是在居住空間(居室)或生產(chǎn)工作空間(辦公室)中度過的。圖0-1表示一個(gè)普通成年人(29~35歲)每天從事各類活動(dòng)的時(shí)間分布情況。由圖0-1可以看出,一般成年人每天從事必要性活動(dòng)(除其他以外的活動(dòng))占一天總時(shí)間的94%(20多個(gè)小時(shí)),其中在自己家里休息和做家務(wù)等活動(dòng)的時(shí)間占一天總時(shí)間的49%(約12h);工作時(shí)間占一天總時(shí)間的35%(約8.4h)。由此可見,人類的大部分活動(dòng)是在建筑空間(居住空間或生產(chǎn)工作空間)中進(jìn)行的。0.1.2建筑及其基本功能

建筑,最早是人類為擋風(fēng)雨、避寒暑、御獸襲,用樹枝、石塊等天然材料構(gòu)筑的棲身場(chǎng)所,所以建筑的基本功能是給人們提供生活、工作及休息等的活動(dòng)空間。隨著社會(huì)進(jìn)步,建筑成為人類運(yùn)用一定的物質(zhì)材料和工程技術(shù)手段,依據(jù)科學(xué)規(guī)律和美學(xué)原則,為了滿足一定功能要求,能夠?yàn)槿祟愄峁氖赂鞣N活動(dòng)而創(chuàng)建的相對(duì)穩(wěn)定的人造空間。具體說,建筑物就是供人們進(jìn)行生產(chǎn)、生活或其他活動(dòng)的房屋或場(chǎng)所,如住宅、醫(yī)院、學(xué)校、商店等;人們不能直接在其內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)、生活的建筑稱為構(gòu)筑物,如水塔、煙囪、橋梁、堤壩、紀(jì)念碑等;建筑是建筑物和構(gòu)筑物的通稱。

隨著社會(huì)的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們的物質(zhì)生活水平和精神生活需求的日益提高,人類對(duì)建筑環(huán)境的要求也越來越高。建筑,除了應(yīng)該滿足人類最基本的防御功能和生活空間的需要之外,現(xiàn)代人還希望房間寬敞、明亮、使用方便、舒適、色彩宜人、充滿生活情趣等。現(xiàn)代人對(duì)居住環(huán)境的要求是多方面的(圖0-2)。0.2建筑構(gòu)成要素如果要說建筑的構(gòu)成要素的話,它應(yīng)該是多方面的,但從根本上看,建筑是由建筑功能、建筑技術(shù)和建筑形象三個(gè)基本要素構(gòu)成的,簡(jiǎn)稱為“建筑三要素”。(1)建筑功能建筑功能是指建筑物在物質(zhì)和精神方面必須滿足的使用要求。當(dāng)人們說某個(gè)建筑物適用或者不適用時(shí),一般是指它能否滿足某種功能要求。所以建筑的功能要求是建筑物最基本的要求,也是人們建造房屋的主要目的。在人類社會(huì),建筑的功能除了滿足人的物質(zhì)生活要求之外,還有社會(huì)生活和精神生活方面的功能要求,因此,建筑功能具有一定的社會(huì)性。(2)建筑技術(shù)現(xiàn)代建筑的發(fā)展主要表現(xiàn)在擴(kuò)大空間、提高層數(shù)以及提高使用舒適度等方面,這些發(fā)展都是以建筑的物質(zhì)技術(shù)條件的不斷發(fā)展來保證的。建筑的物質(zhì)技術(shù)條件一般包含建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑構(gòu)造、建筑設(shè)備和建筑施工技術(shù)等五個(gè)方面。1)建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)是構(gòu)成建筑空間環(huán)境的骨架,建筑所需的各類可能空間都是由建筑結(jié)構(gòu)提供的,建筑結(jié)構(gòu)承受建筑物的全部荷載,并抵抗由于風(fēng)雪、地震、土壤沉降、溫度變化等可能因素對(duì)建筑引起的破壞,以確保建筑堅(jiān)固耐久,在使用過程中安全穩(wěn)定。2)建筑材料。建筑材料是人類從事建設(shè)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),它直接影響建筑物或構(gòu)筑物的性能、功能、壽命和經(jīng)濟(jì)成本,從而影響人類生活空間的安全性、方便性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性,建筑材料對(duì)于建筑的發(fā)展意義非常重大。3)建筑設(shè)備。建筑的供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng),給水排水系統(tǒng),供電照明系統(tǒng)等設(shè)施、設(shè)備是保證建筑空間真正具有使用功能的基本技術(shù)條件。而且,隨著社會(huì)進(jìn)步,物質(zhì)文化生活水平的提高,人們對(duì)生活質(zhì)量有了更高的要求,要求建筑擁有智能化系統(tǒng),而計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種自動(dòng)控制設(shè)備的發(fā)展及其在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用,解決了現(xiàn)代建筑中各種復(fù)雜的使用要求,進(jìn)一步提高了人們的生活質(zhì)量(詳見本書第8章)。建筑設(shè)備的不斷改進(jìn)與完善是現(xiàn)代建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。4)建筑施工。建筑物只有通過施工這個(gè)環(huán)節(jié)才能使設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。施工機(jī)械化、工廠化及裝配化等手段不僅降低建筑工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,也大大提高了建筑施工的速度。先進(jìn)的施工技術(shù),是使現(xiàn)代建筑中各種復(fù)雜的使用要求得以實(shí)現(xiàn)的具體的生產(chǎn)過程和方法,是保證建筑滿足一定功能要求和藝術(shù)要求的物質(zhì)技術(shù)條件。5)建筑構(gòu)造。建筑物是運(yùn)用各種材料制成的構(gòu)、配件所組成的,以建筑構(gòu)件選型、選材、安裝工藝為主要內(nèi)容的建筑構(gòu)造方法是建筑物使用安全與有效的可靠保障。如圖0-3所示,建筑的物質(zhì)技術(shù)條件都是受社會(huì)生產(chǎn)水平和科學(xué)技術(shù)水平制約的。例如,隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新材料、新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備不斷出現(xiàn),同時(shí)工業(yè)化施工水平不斷提高,建筑的物質(zhì)技術(shù)條件也出現(xiàn)了新的面貌;而建筑的物質(zhì)技術(shù)條件進(jìn)一步現(xiàn)代化,必然會(huì)給建筑功能和建筑形象帶來新的變化。新的功能要求由于技術(shù)上可能而產(chǎn)生了,如多功能大廳、超高層建筑等;新的建筑形象由于材料、結(jié)構(gòu)的改變而出現(xiàn)了,如薄殼、懸索等結(jié)構(gòu)的建筑形象。同樣建筑在滿足社會(huì)的物質(zhì)要求和精神要求的同時(shí),也會(huì)反過來向物質(zhì)技術(shù)條件提出新的要求,推動(dòng)物質(zhì)技術(shù)條件進(jìn)一步發(fā)展?？傊?物質(zhì)技術(shù)條件是建筑發(fā)展的重要因素,只有在物質(zhì)技術(shù)條件具有一定水平的情況下,建筑的物質(zhì)功能要求和藝術(shù)形象要求才有可能充分實(shí)現(xiàn)。(3)建筑形象建筑不但滿足了人們的各種物質(zhì)活動(dòng)要求,還能夠通過空間、造型、色彩、質(zhì)感等表現(xiàn)形式,并考慮民族傳統(tǒng)和自然環(huán)境條件,通過物質(zhì)技術(shù)條件的創(chuàng)造,構(gòu)成一定的建筑形象,給人以精神感受。因此,建筑還是能夠滿足人的精神活動(dòng)需求的藝術(shù)品,其許多表現(xiàn)形式,如色彩的和諧、恰當(dāng)?shù)谋壤⑻搶?shí)對(duì)比關(guān)系等是符合美學(xué)規(guī)律或法則的,但建筑作為一個(gè)實(shí)用對(duì)象,它的藝術(shù)性又區(qū)別于繪畫、雕刻等純藝術(shù),有其相對(duì)的獨(dú)立性。建筑作為一種物質(zhì)產(chǎn)品,它在滿足人類的物質(zhì)需求的同時(shí),又能夠滿足人類的精神需求。建筑,可以說是部石刻的書籍,是人類歷史所保存起來的紀(jì)念品。俄國(guó)作家果戈理說:“建筑是世界的年鑒,當(dāng)歌曲和傳說已經(jīng)緘默,而它還在說話呢,……?！?.3建筑的產(chǎn)生與發(fā)展

0.3.1建筑的起源

建造房屋是人類最早的生產(chǎn)活動(dòng)之一。早在原始社會(huì),人類就開始用樹枝、石塊等天然材料構(gòu)筑用于棲身的場(chǎng)所(圖0-4),以遮風(fēng)擋雨,防寒避暑,抵御獸襲。人類原始居住形式經(jīng)歷了穴居、巢居、半穴居、地面建筑等多種類型。我國(guó)最早的原始人群住所是北京猿人居住的巖洞?！兑捉?jīng)·系辭》中說:“上古穴居而野處,后世圣人易之以宮室?！薄赌印まo過》中說:“古之民,未知為宮室時(shí),就陵阜而居,穴而處?！薄赌印す?jié)用》也說:“古人因陵丘堀穴而處?！薄缎抡Z》中再度提到:“天下人民,野居穴處,未有室屋,則與禽獸同域。于是黃帝乃伐木構(gòu)材,筑作宮室,上棟下宇,以避風(fēng)雨?！闭f明先民在未有宮室之前,很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)都過著穴居的生活(圖0-5a、d~f),但穴的位置是有選擇的,或“就陵阜而居”,或“因陵丘堀穴而處”,今天黃土高原地區(qū)仍流行的窯洞(圖0-29a)居住方式便是這種原始穴居方式的延續(xù)。穴居向地面的發(fā)展是巢居(圖0-5b)。0.3.2建筑的發(fā)展

西方古典建筑是一種以石制的梁柱作為基本構(gòu)件的建筑體系。這一體系的發(fā)展從古代希臘、羅馬時(shí)期一直延續(xù)到20世紀(jì)初,涉及歐洲及世界許多國(guó)家和地區(qū)。古希臘、羅馬建筑藝術(shù)是古希臘、羅馬文化的一個(gè)重要組成部分,取得過輝煌的成就。盛極一時(shí)的古希臘、羅馬建筑對(duì)后世影響最大的是它在宗教廟宇建筑中以石制的梁柱構(gòu)造大空間,形成了一種非常完美的建筑形式(圖0-6、圖0-7)。特別是羅馬人運(yùn)用當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的天然混凝土,發(fā)展了拱和穹頂結(jié)構(gòu),它在建筑空間處理及結(jié)構(gòu)、材料、施工等方面都達(dá)到了很高的水平。我國(guó)建筑木構(gòu)架形式在世界建筑史上占有重要地位,是世界古代建筑中延續(xù)時(shí)間最久的建筑體系之一,其影響廣及日本、朝鮮及東南亞一些國(guó)家。在浙江余姚河姆渡村遺址中發(fā)現(xiàn)了距今已有六七千年的大量木制榫卯構(gòu)件,在河南安陽發(fā)掘出來的殷墟遺址中發(fā)現(xiàn)了距今已有四千年歷史的夯土臺(tái)基上排列整齊的卵石柱礎(chǔ)和木柱的遺跡,都可說明我國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)架形式在那時(shí)已初步形成。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,中國(guó)建筑逐步發(fā)展形成了一個(gè)不同于世界上其他以石或磚結(jié)構(gòu)為主的建筑體系,是世界上唯一以木材為主要建筑材料的木結(jié)構(gòu)體系,獨(dú)具風(fēng)姿。0.4房屋建筑工程的建設(shè)過程房屋建筑的建設(shè)過程的基本建設(shè)程序,是指一棟房屋的建造由開始擬定計(jì)劃至建成投入使用必須遵循的程序。它是由項(xiàng)目建設(shè)自身所具有的固定性,生產(chǎn)過程的連續(xù)性和不可間斷性,以及建設(shè)周期長(zhǎng)短、資源占用多少、建設(shè)過程工作量大小、牽涉面大小、內(nèi)外協(xié)作關(guān)系復(fù)雜程度等技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)決定的;它不是人們主觀臆造的,是在認(rèn)識(shí)工程建設(shè)客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,是建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過程的客觀規(guī)律的反映。人們可以認(rèn)識(shí)和利用這一客觀規(guī)律來為社會(huì)主義建設(shè)服務(wù),但是不能隨心所欲地改變它,廢除它,違反它,顛倒它。如果違反了它,其經(jīng)濟(jì)上的損失和資源的浪費(fèi)將是不可估量的。0.4.1房屋建筑工程的基本建設(shè)程序我國(guó)房屋工程項(xiàng)目建設(shè)程序是隨著我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的進(jìn)行,隨著人們對(duì)建設(shè)工作認(rèn)識(shí)的日益深化而逐步建立、發(fā)展起來的,并將隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革的深入進(jìn)一步完善。我國(guó)現(xiàn)行的房屋建筑的基本建設(shè)程序總體上包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工三大階段,如圖0-40所示。具體的程序主要有計(jì)劃書(即設(shè)計(jì)任務(wù)書)的編制上報(bào)和審批、城鎮(zhèn)規(guī)劃管理部門同意撥地、招投標(biāo)工作、房屋的設(shè)計(jì)、房屋的施工與設(shè)備安裝以及工程驗(yàn)收和交付使用后的回訪總結(jié)等環(huán)節(jié)。每個(gè)階段都有其具體的內(nèi)容和規(guī)定。本章將在下面幾節(jié)予以介紹。主管部門對(duì)計(jì)劃任務(wù)書的批文,是指經(jīng)上級(jí)主管部門審核,對(duì)建設(shè)單位提出的擬建報(bào)告和計(jì)劃任務(wù)書的一個(gè)批復(fù)文件。該批文表明該建筑工程項(xiàng)目已被正式列入了國(guó)家計(jì)劃。該文件包括核定的工程性質(zhì)、內(nèi)容、用途、總建筑面積、總投資、建筑標(biāo)準(zhǔn)(單位建筑面積控制造價(jià))及房屋使用期限要求等。0.4.2計(jì)劃任務(wù)書階段0.4.3規(guī)劃管理部門批復(fù)階段

規(guī)劃管理部門同意撥地的批文,是經(jīng)城鎮(zhèn)規(guī)劃管理部門審核同意工程項(xiàng)目用地的批復(fù)文件。為了加強(qiáng)城鎮(zhèn)建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃與管理,一切工程項(xiàng)目都須事先得到城鎮(zhèn)規(guī)劃管理部門的同意后,方可進(jìn)行設(shè)計(jì)。規(guī)劃管理部門是根據(jù)主管部門的批文和城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃上的要求同意撥地的。該批文包括基地范圍地形圖及指定用地的范圍,該地段周圍道路等規(guī)劃要求,城鎮(zhèn)建設(shè)對(duì)該房屋建筑的設(shè)計(jì)要求及其他有關(guān)問題。0.4.4房屋設(shè)計(jì)階段

有了上述兩個(gè)批文后,建設(shè)單位即可據(jù)此向建筑設(shè)計(jì)部門辦理設(shè)計(jì)委托手續(xù),進(jìn)入房屋的設(shè)計(jì)階段。關(guān)于設(shè)計(jì)階段的劃分,國(guó)家建設(shè)部門規(guī)定一般建設(shè)項(xiàng)目按兩階段進(jìn)行設(shè)計(jì),即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。對(duì)于技術(shù)上復(fù)雜而又缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目,經(jīng)主管部門指定,可增加技術(shù)設(shè)計(jì)階段,在上述兩個(gè)階段之間進(jìn)行。房屋建造全過程中的設(shè)計(jì)階段是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它按照建設(shè)方針和技術(shù)政策,把計(jì)劃任務(wù)書的文字資料,編制成表達(dá)房屋形象的全套圖樣并附必要的文字說明。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)之前,應(yīng)進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作,包括熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書,對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的要求進(jìn)行分析研究,收集必要的設(shè)計(jì)原始資料和數(shù)據(jù),深入基地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查實(shí)際情況等。為了使設(shè)計(jì)能做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于施工,常在初步設(shè)計(jì)之前,在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出幾種方案進(jìn)行比較,經(jīng)審查選優(yōu)確定,然后再進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段。1.建筑設(shè)計(jì)概述一個(gè)設(shè)計(jì)單位要獲得某項(xiàng)建筑工程的設(shè)計(jì)權(quán),除了必須具有與該項(xiàng)目工程的登記相適應(yīng)的設(shè)計(jì)資質(zhì)外,在一般情況下,對(duì)于符合國(guó)家規(guī)定的工程建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)范圍和規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各類項(xiàng)目,還應(yīng)通過設(shè)計(jì)招標(biāo)來贏得設(shè)計(jì)資格。當(dāng)接受了建設(shè)方的委托,并與之依法簽訂相關(guān)合同后,設(shè)計(jì)方必須經(jīng)過一定的設(shè)計(jì)程序,由參與設(shè)計(jì)的各個(gè)工種之間密切配合,才能在有關(guān)部門的監(jiān)督下完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

(1)建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容廣義上,建筑設(shè)計(jì)是指建筑工程設(shè)計(jì),是設(shè)計(jì)一幢建筑物或建筑群所要做的全部工作,包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。狹義的建筑設(shè)計(jì)是指建筑設(shè)計(jì)專業(yè)本身的設(shè)計(jì)工作,一般是由建筑師根據(jù)建設(shè)單位提供的設(shè)計(jì)任務(wù)書,綜合分析建筑功能、建筑規(guī)模、基地環(huán)境、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、建筑經(jīng)濟(jì)、建筑美觀等因素,在滿足總體規(guī)劃的前提下提出建筑設(shè)計(jì)方案,并逐步完善,完成全部建筑施工圖設(shè)計(jì)。(2)建筑設(shè)計(jì)的基本原則建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)政策性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、涉及面廣的創(chuàng)作活動(dòng)。建筑設(shè)計(jì)成果不僅能體現(xiàn)當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、地方特點(diǎn)、文化傳統(tǒng)和歷史的影響,還必然受到當(dāng)時(shí)有關(guān)建筑方針政策的制約。建筑設(shè)計(jì)除了執(zhí)行國(guó)家有關(guān)工程建設(shè)的方針政策以外,還應(yīng)遵守下列基本原則:1)遵守當(dāng)?shù)爻鞘?鄉(xiāng))建設(shè)規(guī)劃部門制定的城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃及其實(shí)施條例。2)講求建筑的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的最佳統(tǒng)一。3)合理利用土地和空間,提倡社會(huì)化綜合開發(fā)和綜合性建筑。4)在滿足當(dāng)前需要的同時(shí),要適當(dāng)考慮將來提高和改造的可能。5)節(jié)約建筑能耗,保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。6)標(biāo)準(zhǔn)化與多樣化結(jié)合,共性與個(gè)性相結(jié)合。7)建筑環(huán)境應(yīng)綜合考慮防火、抗震、防空和防洪等安全措施。8)在國(guó)家或地方公布的各級(jí)歷史文化名城、歷史文化保護(hù)區(qū)、文物保護(hù)單位和風(fēng)景名勝區(qū)的各項(xiàng)建設(shè),應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家或地方制定的有關(guān)條例和保護(hù)規(guī)劃來進(jìn)行。2.設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作(1)熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書是建設(shè)單位提出的設(shè)計(jì)要求,它包括下列內(nèi)容;1)建設(shè)項(xiàng)目總的要求和建造目的的說明。2)房屋的具體使用要求、建筑面積,以及各類用途房間之間的面積分配。3)建設(shè)項(xiàng)目的總投資和單位面積造價(jià)、土建費(fèi)用、房屋設(shè)備費(fèi)用以及道路等室外設(shè)施費(fèi)用的分配明細(xì)。4)建設(shè)基地范圍、大小,既有建筑、道路、地段環(huán)境的說明,并附有地形測(cè)量圖。5)供電、供水和供暖、空調(diào)等設(shè)備方面的要求,并附有電源、水源使用許可文件。6)設(shè)計(jì)期限和項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)程要求。設(shè)計(jì)人員應(yīng)按照技術(shù)政策、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),校核任務(wù)書的內(nèi)容,并從具體條件出發(fā),對(duì)任務(wù)書中的一些內(nèi)容提出補(bǔ)充或校改意見。3.初步設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的第一階段,它的任務(wù)是提出設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括確定建筑物的組合方式;選定所用建筑材料和結(jié)構(gòu)方案;確定建筑物在基地上的位置;說明設(shè)計(jì)意圖;分析論證設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上的合理性和可行性,并提出概算書。初步設(shè)計(jì)的圖樣和設(shè)計(jì)文件主要有:1)總平面圖。2)建筑平面圖、立面圖、剖面圖及簡(jiǎn)要說明。3)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的說明。4)供暖通風(fēng)、給水排水、電氣照明、煤氣供應(yīng)等系統(tǒng)的說明。5)主要材料用量。6)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。7)總概算等。4.技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)也稱為擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段,其主要任務(wù)是在批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步確定各專業(yè)工種之間的技術(shù)問題。技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容在為各工種之間提供資料、提出要求的前提下,共同研究和協(xié)調(diào)編制擬建工程各工種的圖樣和說明書,為各工種編制施工圖打下基礎(chǔ)。經(jīng)送審并批準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計(jì)是編制施工圖的依據(jù)。技術(shù)設(shè)計(jì)的圖樣和設(shè)計(jì)文件中,要求建筑圖標(biāo)注有關(guān)的詳細(xì)尺寸,并編制建筑部分的技術(shù)說明書。要求結(jié)構(gòu)圖繪出房屋的結(jié)構(gòu)布置方案,并附初步計(jì)算說明。其他專業(yè)也要提供相應(yīng)的設(shè)備圖樣及說明書。

5.施工圖設(shè)計(jì)階段施工圖設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的最后階段,其任務(wù)是編制滿足施工要求的全套圖樣。應(yīng)在批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。在施工圖設(shè)計(jì)階段,主要是將上一階段所確定的內(nèi)容進(jìn)一步具體化,為滿足設(shè)備材料的安排、施工圖預(yù)算的編制、施工要求、保證施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度提供必要條件。施工圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括繪制各專業(yè)工種的施工圖、詳圖、說明等。施工圖設(shè)計(jì)的圖樣及設(shè)計(jì)文件主要有:1)建筑總平面圖。應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明基地上建筑物、道路、設(shè)施等所在位置的尺寸、標(biāo)高,并附必要的說明。常用比例1∶500、1∶1000、1∶2000。2)各層建筑平面圖、各立面圖及必要的剖面圖。除表達(dá)初步設(shè)計(jì)或技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容以外,還應(yīng)詳細(xì)標(biāo)出墻段、門窗洞口及一些細(xì)部尺寸、詳細(xì)索引符號(hào)等。常用比例1∶100、1∶200。3)建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)詳圖。主要包括檐口、墻身、樓梯、門窗以及各構(gòu)件的連接點(diǎn)和各部分的裝飾詳圖等。根據(jù)需要可采用1∶1、1∶2、1∶5、1∶10、1∶20、1∶50等比例。0.4.5工程施工的招投標(biāo)建筑工程招標(biāo)投標(biāo),是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下進(jìn)行工程建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)包與承包時(shí),所采用的一種交易方式。采用招標(biāo)投標(biāo)方式進(jìn)行交易活動(dòng)的最顯著特征,是將競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制引入了交易過程,它具有公平競(jìng)爭(zhēng)、減少或杜絕行賄受賄等腐敗和不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)行為,節(jié)省和合理使用資金,保證建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量等明顯的優(yōu)越性。為了規(guī)范這種交易方式,確立招標(biāo)投標(biāo)的法律制度,是十分必要的。1999年8月30日,第九屆全國(guó)人大常委會(huì)第十一次會(huì)議審議并通過了《中華人民共和國(guó)招標(biāo)投標(biāo)法》,標(biāo)志著我國(guó)的招標(biāo)投標(biāo)活動(dòng)在法制的軌道上,已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)規(guī)范的、公平競(jìng)爭(zhēng)的嶄新階段。繼《中華人民共和國(guó)招標(biāo)投標(biāo)法》發(fā)布之后,國(guó)家各相關(guān)部委又先后發(fā)布了《工程建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)范圍和規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》《招標(biāo)公告發(fā)布暫行辦法》《工程建設(shè)項(xiàng)目自行招標(biāo)試行辦法》《工程建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)代理機(jī)構(gòu)資格認(rèn)定辦法》《建筑工程設(shè)計(jì)招標(biāo)投標(biāo)管理辦法》《房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程施工招標(biāo)投標(biāo)管理辦法》《評(píng)標(biāo)委員會(huì)和評(píng)標(biāo)方法暫行規(guī)定》等法規(guī)文件。0.4.6施工過程施工過程大體可分為準(zhǔn)備、主體工程和裝修三個(gè)階段。1.建設(shè)單位施工前的準(zhǔn)備工作除設(shè)備訂貨以外,主要是進(jìn)行“三通一平”工作,即通路(修通施工行車運(yùn)輸?shù)缆?、通水(引進(jìn)施工用水)、通電(引進(jìn)施工用電)和平整施工場(chǎng)地,以及委托監(jiān)理、審核設(shè)計(jì)圖樣、落實(shí)協(xié)作配套條件、進(jìn)行施工招標(biāo)并簽訂施工合同等(如前所述)。此外,還須搭設(shè)一些臨時(shí)棚屋,組織材料供應(yīng)和安排施工隊(duì)伍各工種的配備。最后,完成房屋的定位放線工作。2.主體工程施工階段主體工程施工階段是指房屋各主體結(jié)構(gòu)和構(gòu)造組成部分的施工,主要包括挖基槽土方,砌基礎(chǔ)墻,回填土,逐層砌筑墻、柱,吊裝樓板、樓梯、屋面板等。施工是實(shí)現(xiàn)建設(shè)藍(lán)圖的物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)和決定性環(huán)節(jié)。施工單位必須嚴(yán)格按照施工合同,有關(guān)法律、法規(guī)和工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,以及國(guó)家現(xiàn)行的建筑安裝工程施工、安裝驗(yàn)收規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行施工,確保工程質(zhì)量。對(duì)不符合質(zhì)量要求的,要及時(shí)采取措施,不留隱患,按期全面完成工程任務(wù)量。建筑施工企業(yè)應(yīng)編制科學(xué)嚴(yán)密的施工組織設(shè)計(jì),制定質(zhì)量、安全、技術(shù)、文明施工等各項(xiàng)保證措施,按照施工、安裝順序合理組織施工安裝。確保工程質(zhì)量、施工安全和現(xiàn)場(chǎng)文明施工。組織建筑施工時(shí),首先遇到的是組織施工方式的問題,建筑工程的施工是由許多個(gè)施工過程組成的,每一個(gè)施工過程都可以組織一個(gè)或多個(gè)施工班組來完成,各個(gè)班組都需要安排其施工的先后順序和時(shí)間。對(duì)于不同的工程施工情況應(yīng)采取不同的組織方式,一般可采用依次施工、平行施工和流水施工三種方式。其中,流水施工是一種很科學(xué)地安排生產(chǎn)過程的組織方法,得到最為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)就這三種方式的施工特點(diǎn)和效果舉例分析如下:1)依次施工:依次施工也稱順序施工,即指前一個(gè)施工過程(或工序)完工后,再開始下一個(gè)過程,依次完成全部過程。表0-2所示為某鋼筋混凝土構(gòu)件(共三種)的制作過程采用依次施工的進(jìn)度安排。0.4.7竣工驗(yàn)收程序竣工驗(yàn)收階段也可以看成施工的最后階段,是工程建設(shè)必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在交工驗(yàn)收前,施工單位內(nèi)部應(yīng)先進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收,檢查各分部分項(xiàng)工程的施工質(zhì)量,整理各項(xiàng)交工驗(yàn)收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料。在此基礎(chǔ)上,由建設(shè)單位組織竣工驗(yàn)收,經(jīng)上級(jí)主管部門驗(yàn)收合格后,辦理驗(yàn)收簽證書,并交付使用。下面就交工驗(yàn)收階段的程序與組織工作做一簡(jiǎn)單介紹。1.檢驗(yàn)批及分項(xiàng)工程的驗(yàn)收程序與組織檢驗(yàn)批由專業(yè)監(jiān)理工程師組織項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)員等進(jìn)行驗(yàn)收;分項(xiàng)工程由專業(yè)監(jiān)理工程師組織項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人等進(jìn)行驗(yàn)收。檢驗(yàn)批和分項(xiàng)工程是建筑工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ),因此,所有檢驗(yàn)批和分項(xiàng)工程均應(yīng)由監(jiān)理工程師或建設(shè)單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織驗(yàn)收。驗(yàn)收前,施工單位先填好“檢驗(yàn)批和分項(xiàng)工程的驗(yàn)收記錄”(有關(guān)監(jiān)理記錄和結(jié)論不填),并由項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量檢查員和項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人分別在檢驗(yàn)批和分項(xiàng)工程質(zhì)量檢驗(yàn)記錄中相關(guān)欄目中簽字,然后由監(jiān)理工程師組織,嚴(yán)格按規(guī)定程序進(jìn)行驗(yàn)收。2.分部工程的驗(yàn)收程序與組織分部工程應(yīng)由總監(jiān)理工程師(或建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)組織施工單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目技術(shù)、質(zhì)量負(fù)責(zé)人等進(jìn)行驗(yàn)收;由于地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)技術(shù)性能要求嚴(yán)格,技術(shù)性強(qiáng),關(guān)系到整個(gè)工程的安全,因此規(guī)定與地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)分部工程相關(guān)的勘察、設(shè)計(jì)單位工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和施工單位技術(shù)、質(zhì)量部門負(fù)責(zé)人也應(yīng)參加相關(guān)分部工程驗(yàn)收。3.單位(子單位)工程的驗(yàn)收程序與組織(1)竣工初驗(yàn)收的程序當(dāng)單位工程達(dá)到竣工驗(yàn)收條件后,施工單位應(yīng)在自查、自評(píng)工作完成后,填寫工程竣工報(bào)驗(yàn)單,并將全部竣工資料報(bào)送項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu),申請(qǐng)竣工驗(yàn)收?？偙O(jiān)理工程師應(yīng)組織各專業(yè)監(jiān)理工程師對(duì)竣工資料及各專業(yè)工程的質(zhì)量情況進(jìn)行全面檢查,對(duì)檢查出的問題,應(yīng)督促施工單位及時(shí)整改。經(jīng)項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)竣工資料及實(shí)物全面檢查、驗(yàn)收合格后,由總監(jiān)理工程師簽署工程竣工報(bào)驗(yàn)單,并向建設(shè)單位提出質(zhì)量評(píng)估報(bào)告。(2)正式驗(yàn)收建設(shè)單位收到工程驗(yàn)收?qǐng)?bào)告后,應(yīng)由建設(shè)單位(項(xiàng)目)負(fù)責(zé)人組織施工(含分包單位)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位(項(xiàng)目)負(fù)責(zé)人進(jìn)行單位(子單位)工程驗(yàn)收。單位工程由分包單位施工時(shí),分包單位對(duì)所承包的工程項(xiàng)目應(yīng)按規(guī)定的程序檢查評(píng)定,總包單位應(yīng)派人參加。4.單位工程竣工驗(yàn)收備案單位工程質(zhì)量驗(yàn)收合格后,建設(shè)單位應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將工程竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告和有關(guān)文件,報(bào)建設(shè)行政管理部門備案。1)凡在中華人民共和國(guó)境內(nèi)新建、擴(kuò)建、改建各類房屋建筑工程和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程的竣工驗(yàn)收,均應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行備案。2)國(guó)務(wù)院建設(shè)行政主管部門和有關(guān)專業(yè)部門負(fù)責(zé)全國(guó)工程竣工驗(yàn)收的監(jiān)督管理工作,由縣級(jí)以上地方人民政府建設(shè)行政主管部門負(fù)責(zé)本行政區(qū)域內(nèi)工程的竣工驗(yàn)收備案及管理工作。0.5建筑方針0.5.1我國(guó)不同時(shí)期的建筑方針1956年,國(guó)務(wù)院曾結(jié)合當(dāng)時(shí)的國(guó)情以及建筑行業(yè)狀況和以后的發(fā)展規(guī)劃,在《關(guān)于加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)工作的決定》中提出“民用建筑設(shè)計(jì)時(shí),必須全面掌握適用、經(jīng)濟(jì)、在可能條件下注意美觀的原則?！薄斑m用”,包括滿足使用功能要求,即恰當(dāng)?shù)拇_定建筑面積,合理的布局,必需的技術(shù)設(shè)備,良好的設(shè)施以及保溫、隔聲的環(huán)境?！斑m用”涉及技術(shù)和工藝、材料和設(shè)備,直接體現(xiàn)在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)上?！斑m用”必須“以人為本”,包括結(jié)構(gòu)、場(chǎng)地安全,要考慮建筑物內(nèi)外對(duì)使用人的健康影響。在這里,“安全”是指結(jié)構(gòu)的安全度,建筑物耐火等級(jí)及防火設(shè)計(jì)、建筑物的耐久年限等。“經(jīng)濟(jì)”,主要包括節(jié)約建筑造價(jià),降低能源消耗及運(yùn)行、維修和管理費(fèi)用等,縮短建設(shè)周期。既要注意建筑物本身的經(jīng)濟(jì)效益,即提高資源的利用率達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的,又要注意建筑物的社會(huì)和環(huán)境的綜合效益,即資源節(jié)約和保護(hù)環(huán)境?！懊烙^”,是建筑藝術(shù)的美,應(yīng)當(dāng)把建筑外觀和內(nèi)在空間相結(jié)合,與四周環(huán)境相協(xié)調(diào);體現(xiàn)地域特點(diǎn)和民族文化,反映人們的審美情趣,反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步而帶來的對(duì)建筑審美的新要求;綜合考慮新技術(shù)、新材料、新工藝以及新觀念,突出時(shí)代精神?！斑m用、經(jīng)濟(jì)、在可能條件下注意美觀的原則”是中華人民共和國(guó)成立以后提出的第一個(gè)具有明確定義的建筑方針。該方針提出后,在相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi),為我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展起到了積極的燈塔作用。0.5.2新時(shí)期建筑方針的解讀我國(guó)在2016年提出的“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針,是按照“五位一體”總體布局和“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局,牢固樹立和貫徹落實(shí)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念,認(rèn)識(shí)、尊重、順應(yīng)建筑發(fā)展規(guī)律,更好發(fā)揮法治的引領(lǐng)和規(guī)范作用,依法規(guī)劃、建設(shè)和管理城市的基本原則?！斑m用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針與我國(guó)以前提出的建筑方針相比,寫入了一個(gè)具有重大意義的新詞“綠色”。當(dāng)今,人類面對(duì)能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)、生態(tài)危機(jī)的現(xiàn)狀,對(duì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略已經(jīng)達(dá)成一致共識(shí)。在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材,習(xí)稱“四節(jié)”)一,保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,讓建筑與自然和諧共生,是建筑科技工作者所追求的目標(biāo)?！斑m用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針,為我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展指明了方向,也為繁榮建筑創(chuàng)作指明了方向。第一章建筑材料1.1概述1.1.1建筑材料的分類與標(biāo)準(zhǔn)化1.建筑材料的分類構(gòu)成各類建筑物和構(gòu)筑物的材料稱為建筑材料,它包括建筑物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)、梁、板、柱、墻體、屋面、地面等所用到的各種材料。建筑材料有不同的分類方法。如按建筑材料的功能與用途分類,可以分為結(jié)構(gòu)材料、防水材料、保溫材料、吸聲材料、裝飾材料、地面材料、屋面材料等。也可以按建筑材料的化學(xué)成分分類,可以分為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料,見表1-1。2.建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化目前我國(guó)絕大多數(shù)建筑材料都有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它包括產(chǎn)品規(guī)格、分類、技術(shù)要求、驗(yàn)收規(guī)則、代號(hào)與標(biāo)志、運(yùn)輸與儲(chǔ)存及抽樣方法等。建筑材料生產(chǎn)企業(yè)必須按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并控制其質(zhì)量。建筑材料使用部門則按照標(biāo)準(zhǔn)選用并按標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收產(chǎn)品。我國(guó)的建筑材料標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部委行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部委行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是全國(guó)通用標(biāo)準(zhǔn),是國(guó)家指令性文件,各級(jí)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工等部門均必須嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行。按要求執(zhí)行的程度分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)(以/T表示)。建筑材料有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及其代號(hào)主要有:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB;建筑工程國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBJ;建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ;建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG;國(guó)家建筑材料工業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)JC;中國(guó)石油化學(xué)總公司標(biāo)準(zhǔn)SH;冶金部標(biāo)準(zhǔn)(原)YB;化工部標(biāo)準(zhǔn)(原)HG;林業(yè)部(原)標(biāo)準(zhǔn)LY;國(guó)家級(jí)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZB(有關(guān)建筑材料的為ZBQ,專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已改為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn));中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CECS;地方標(biāo)準(zhǔn)DB;企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB等。標(biāo)準(zhǔn)的表示方法由標(biāo)準(zhǔn)名稱、部門代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)、批準(zhǔn)年份四部分組成,如《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T1591—2008),又如《建筑生石灰》(JC/T479—2013)。標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)一定時(shí)期的技術(shù)水平制定的,因而隨著技術(shù)的發(fā)展與使用要求的不斷提高,需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。20世紀(jì)80年代末以來,為提高產(chǎn)品的水平,適應(yīng)日益提高的建筑要求,并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌,國(guó)家修訂了大量的標(biāo)準(zhǔn),并制定了大量的新標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.2建筑材料的基本狀態(tài)參數(shù)1.材料的密度(1)密度材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(材料內(nèi)部不含任何孔隙),單位體積的質(zhì)量稱為材料的密度,定義式如下ρ=(1-1)式中ρ——材料的密度(g/cm3);

m——材料的質(zhì)量(g);

V——材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積(不含內(nèi)部任何孔隙的體積)(cm3)。所謂絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積,是指不包括材料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)的實(shí)體積。材料的密度ρ大小取決于材料的組成與材料的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)材料的組成與微觀結(jié)構(gòu)一定時(shí),材料的密度ρ為常數(shù)。除少數(shù)材料如鋼、鋁合金、玻璃、瀝青等外,大多數(shù)建筑材料均含有一定數(shù)量的孔隙。測(cè)定含孔材料的絕對(duì)密實(shí)體積V的簡(jiǎn)單方法,是將材料磨細(xì)成細(xì)粉末,使材料內(nèi)部的所有孔隙外露(即全部成為開口孔隙),用排液法測(cè)得的粉末體積,即為絕對(duì)密實(shí)體積。由于磨的越細(xì),內(nèi)部孔隙消除的越完全,測(cè)得的體積也越精確,因此,一般要求細(xì)粉顆粒的粒徑小于0.2mm。(2)表觀密度材料單位表觀體積的質(zhì)量稱為表觀密度,定義式如下ρ0=(1-2)式中ρ0——材料的表觀密度(kg/m3,或g/cm3);

m——材料的質(zhì)量(kg,或g);

V0——材料的表觀體積(m3,或cm3)。所謂材料的表觀體積,是指包括材料實(shí)體積和內(nèi)部(閉口)孔隙的體積。測(cè)定材料的表觀體積,通常采用排液置換法或水中稱重法。(3)體積密度體積密度指材料在自然狀態(tài)下,單位體積的質(zhì)量(原稱容重),定義式如下ρ'=(1-3)式中ρ'——材料的體積密度(kg/m3或g/cm3);

m——材料的質(zhì)量(kg或g);

V'——材料在自然狀態(tài)下的體積(m3或cm3),包括材料實(shí)體積和內(nèi)部閉口孔隙和開口孔隙的體積。2.密實(shí)度與孔隙率(1)密實(shí)度材料體積(自然狀態(tài))內(nèi)固體物質(zhì)的充實(shí)程度稱為材料的密實(shí)度D,定義式如下D=×100%=×100%(1-5)密實(shí)度D反映材料的密實(shí)程度,D越大,材料越密實(shí)。(2)孔隙率孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積占材料在自然狀態(tài)下體積的百分率,它以P表示,定義式如下P=×100%=×100%(1-6)密實(shí)度和孔隙率兩者之和為1,兩者均反映了材料的密實(shí)程度,通常用孔隙率來直接反映材料密實(shí)程度:孔隙率的大小對(duì)材料的物理性能和力學(xué)性能均有影響,而孔隙特征、孔隙構(gòu)造和大小對(duì)材料性能影響較大。構(gòu)造分為封閉(閉口)孔隙(與外界隔絕)和連通(開口)孔隙(與外界連通);按孔隙的尺寸大小分為粗大孔隙、細(xì)小孔隙、極細(xì)微孔隙?？紫堵市?并均勻分布的閉合小孔材料,建筑性能好。3.填充率與空隙率(1)填充率散粒材料在自然堆積狀態(tài)下,其中的顆粒體積占自然堆積狀態(tài)下的體積百分率稱為材料的填充率D',定義式如下D'=×100%=×100%(1-7)(2)空隙率散粒材料在堆積狀態(tài)下,顆粒間空隙體積(開口孔隙與間隙之和)占堆積體積的百分率稱為材料的空隙率P',定義式如下P'=×100%=×100%(1-8)1.2常用建筑材料1.2.1氣硬性膠凝材料土木工程中將能夠把散料材料或塊狀材料粘結(jié)成一個(gè)整體的材料稱為膠凝材料。按化學(xué)成分分類,可分為有機(jī)膠凝材料和無機(jī)膠凝材料。有機(jī)膠凝材料如各種瀝青、樹脂、橡膠等。無機(jī)膠凝材料按硬化條件分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結(jié)硬化,即在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度,但氣硬性膠凝材料的耐水性差,不宜用于潮濕環(huán)境。常用的氣硬性膠凝材料有石灰、石膏、水玻璃和菱苦土等。1.石灰石灰是一種古老的建筑材料。因其原料來源廣泛,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,故目前仍被廣泛用于建筑工程中。1)石灰的性質(zhì)。a.保水性、可塑性好。石灰熟化生成的Ca(OH)2顆粒極其細(xì)小,比表面積(材料的總表面積與其質(zhì)量的比值)很大,使得氫氧化鈣顆粒表面吸附有一層較厚水膜,即石灰的保水性好。由于顆粒間的水膜較厚,顆粒間的滑移較易進(jìn)行,即可塑性好。這一性質(zhì)常被用來改善水泥砂漿的保水性。b.凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低。石灰的凝結(jié)硬化很慢,且硬化后的強(qiáng)度很低,如石灰砂漿28d抗壓強(qiáng)度只有0.2~0.5MPa。c.耐水性差。潮濕環(huán)境中石灰漿體不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)硬化。硬化后的石灰漿體的主要成分為Ca(OH)2和少量的CaCO3。由于Ca(OH)2可微溶于水,所以石灰的耐水性很差。d.干燥收縮大。Ca(OH)2顆粒吸附的大量水分,在凝結(jié)硬化過程中不斷蒸發(fā),并產(chǎn)生很大的毛細(xì)管壓力,使石灰漿體產(chǎn)生很大的收縮而開裂,因此石灰除做粉刷墻面外一般不單獨(dú)使用。2.石膏石膏是以CaSO4為主要成分的常用氣硬性膠凝材料。(1)石膏的主要品種當(dāng)生產(chǎn)石膏的原材料質(zhì)量不同以及燃燒時(shí)壓力與溫度的不同,可以得到不同品種的石膏。1)建筑石膏。將天然CaSO4·2H2O在石膏炒鍋或沸騰爐內(nèi)燃燒且溫度控制在107~170℃范圍時(shí),CaSO4·2H2O脫水為細(xì)小晶體的β型CaSO4·0.5H2O(又稱熟石膏),再經(jīng)磨細(xì)制得。建筑石膏呈白色或白灰色粉末,密度為2.6~2.75g/cm3,堆積密度為800~1000kg/m3。建筑石膏多用于建筑工程中的抹灰、粉刷、砌筑砂漿及生產(chǎn)各種石膏制品。2)模型石膏。模型石膏的主要成分也是β型CaSO4·0.5H2O,但雜質(zhì)少、色白。模型石膏主要用于陶瓷的制坯工藝的成型和裝飾浮雕等。3)高強(qiáng)度石膏。將CaSO4·2H2O在密閉壓蒸釜內(nèi)蒸煉脫水成為α型半水石膏,再經(jīng)磨細(xì)制得。與β型半水石膏相比,α型半水石膏的晶體粗大且密實(shí),達(dá)到一定稠度所需的用水量小,且只有建筑石膏的一半。3.水玻璃水玻璃是一種氣硬性膠凝材料。在建筑工程中常用來配制水玻璃砂漿及水玻璃混凝土等。有時(shí)也可單獨(dú)使用水玻璃或以水玻璃為主要原料配制涂料。(1)水玻璃的特性1)粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度較高。水玻璃在硬化后,其主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅,因而具有較高的粘結(jié)力和強(qiáng)度。例如,用水玻璃配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)15~40MPa。2)耐酸性、耐熱性好。由于水玻璃硬化的主要成分為二氧化硅,可以抵抗除氫氟酸、過熱磷酸外的所有無機(jī)酸和有機(jī)酸,所以可用水玻璃配制耐酸混凝土、耐酸砂漿等。水玻璃凝結(jié)硬化后形成二氧化硅網(wǎng)狀骨架,在高溫下強(qiáng)度下降不大。故可用水玻璃配制耐熱混凝土、耐熱砂漿等。3)耐堿性、耐水性差。水玻璃凝結(jié)硬化后不耐堿、不耐水。為提高耐堿性,常采用中等濃度的酸對(duì)已硬化的水玻璃進(jìn)行酸洗處理。1.2.2水泥水泥是重要的建筑材料之一,在建筑上應(yīng)用很廣。水泥呈粉末狀,與水混合后,經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)由塑性漿體變成堅(jiān)硬的石狀體,并能將散粒狀材料膠結(jié)成為整體,所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。就硬化條件而言,水泥漿體不但能在空氣中硬化,在水中能更好地硬化,其強(qiáng)度能保持并繼續(xù)增長(zhǎng),故水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥品種很多,工程中最常用的是硅酸鹽系水泥。建筑工程通常采用的水泥主要有:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等,其各有特點(diǎn),其中以普通硅酸鹽水泥應(yīng)用最為廣泛。1.硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥將石灰質(zhì)原料(如石灰?guī)r)和黏土質(zhì)原料磨細(xì),按一定比例配成“生料”,在窯中經(jīng)1300~1450℃的高溫煅燒后,生成以硅酸鈣為主要成分的“熟料”,冷卻后加入3%~5%的石膏,再磨細(xì)成粉末狀材料,即為硅酸鹽水泥,代號(hào)P·Ⅰ和P·Ⅱ。凡由硅酸鹽水泥熟料、少量混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為普通硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱普通水泥),代號(hào)P·O。水泥加水拌和成為水泥漿,開始它是一種可塑性的膠體物質(zhì),可以流動(dòng)、變形,并可塑造成任意形狀,具有粘結(jié)能力。但隨著時(shí)間的增長(zhǎng),由于一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng),水泥漿逐漸失去塑性,最后硬化成為固體。2.其他各種水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,代號(hào)P·P,是在硅酸鹽水泥熟料中摻入火山灰質(zhì)混合材料(占成品質(zhì)量的20%~50%),并加入適量石膏共同磨細(xì)而成的,簡(jiǎn)稱火山灰質(zhì)水泥。礦渣硅酸鹽水泥,代號(hào)P·S,它是在硅酸鹽水泥熟料中摻入粒化高爐礦渣(占成品質(zhì)量的20%~70%),并加入適量石膏共同磨細(xì)而成的,簡(jiǎn)稱礦渣水泥。粉煤灰硅酸鹽水泥,代號(hào)P·F,它是在硅酸鹽水泥熟料中摻入粉煤灰(占成品質(zhì)量的20%~40%),并加入適量石膏共同磨細(xì)而成的,簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥。以上三種水泥的用途也較廣。因混合材料摻入量很大,所以它們的性質(zhì)與普通水泥有所不同。它們對(duì)硫酸鹽類腐蝕的抵抗力及抗水性較強(qiáng),水化熱較低,因此,適用于地下、水中及經(jīng)常受較高水壓的工程,以及大體積的混凝土工程。因其凝結(jié)速度較慢,故用于地面以上工程時(shí)須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。水泥使用前,應(yīng)分批對(duì)其強(qiáng)度、安定性進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。檢驗(yàn)批應(yīng)以同一生產(chǎn)廠家、同一編號(hào)為一批。當(dāng)在使用中對(duì)水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過三個(gè)月(快硬硅酸鹽水泥超過一個(gè)月)時(shí),應(yīng)復(fù)查試驗(yàn),并按其結(jié)果使用。不同品種的水泥,不得混合使用。1.2.3混凝土混凝土是由膠結(jié)材料、細(xì)骨料、粗骨料和水按一定的比例配合,經(jīng)攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù),然后凝結(jié)硬化而成的堅(jiān)硬固體。普通混凝土的膠結(jié)材料是水泥,細(xì)骨料用砂,粗骨料用碎石或卵石,表觀密度為2600~2700kg/m3。也可用輕骨料陶粒(陶粒是用易熔黏土經(jīng)焙燒膨脹制得的)、浮石、爐渣,膨脹礦渣珠等代替碎石、卵石。表觀密度為1200~1800kg/m3,質(zhì)量輕,并兼有保溫效果,稱為輕骨料混凝土或輕混凝土。建筑工程對(duì)混凝土質(zhì)量的基本要求是:具有符合設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度;具有與施工條件相適應(yīng)的和易性;具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性;材料組成經(jīng)濟(jì)合理,生產(chǎn)制作節(jié)約能源。按照用途不同,混凝土分為防水混凝土、防輻射混凝土、耐酸混凝土、裝飾混凝土、耐火混凝土、補(bǔ)償收縮混凝土、水下澆筑混凝土等。1.普通混凝土的組成材料普通混凝土(簡(jiǎn)稱為混凝土)是由水泥、砂、石和水所組成的,另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中,砂、石起骨架作用,稱為骨料;水泥與水形成水泥漿,水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前,水泥漿起潤(rùn)滑作用,賦予拌合物一定的和易性,便于施工。水泥漿硬化后,則將骨料膠結(jié)為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。2.普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土在未凝結(jié)硬化以前,稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性,便于施工,以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量?；炷涟韬衔锬Y(jié)硬化以后,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷載,并應(yīng)具有必要的耐久性。1.2.4建筑砂漿1.砂砂是巖石風(fēng)化形成的產(chǎn)物,按其產(chǎn)源分為河砂、海砂和山砂等,按其粗細(xì)程度可分為細(xì)砂、中砂、粗砂。細(xì)砂、中砂只能在砂漿中使用,且用在強(qiáng)度和耐久性要求不高的建筑物上。粗砂一般用在混凝土中。砂在使用前要過篩。如果砂中含有黏土等雜質(zhì)較多時(shí),使用前還應(yīng)用水沖洗干凈。2.砂漿砂漿在砌體中的作用是將砌體內(nèi)的塊體連成一整體,并抹平塊體表面而促使應(yīng)力的分布較為均勻。砂漿填滿塊體間的縫隙,減少了砌體的透氣性,因而提高了砌體的隔熱性能。此外,砂漿填滿塊體間的縫隙后,還可以提高砌體的抗凍性。砂漿是由膠結(jié)材料(水泥、石灰等)、細(xì)骨料(砂)和水拌和而成的。常用的砂漿有三種,由石灰、砂、水拌和而成的石灰砂漿;由水泥、石灰、砂、水拌和而成的混合砂漿;由水泥、砂、水拌和而成的水泥砂漿。3.特種砂漿特種砂漿由中砂、石英砂、石英粉等與石油瀝青、石棉粉按一定配合比攪拌而成,分別稱為瀝青砂漿、耐酸瀝青砂漿、耐酸瀝青膠泥。這些特種砂漿具有耐酸、耐腐蝕的特性。除此之外,根據(jù)性能不同、用途不同,還有耐油砂漿、耐熱砂漿、鋼屑砂漿、不發(fā)火砂漿、重晶石砂漿等。在實(shí)際工程中,可根據(jù)工程性質(zhì)和用途配制或選用相應(yīng)的特種砂漿。1.2.5燒結(jié)磚及石材燒結(jié)磚及石材是砌體結(jié)構(gòu)的主要砌筑材料。其大多用于建筑物或構(gòu)筑物中承受豎向荷載作用的墻、柱、拱、橋墩、基礎(chǔ)等受壓構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中。1.燒結(jié)磚(1)黏土磚黏土磚是由黏土制成磚坯,經(jīng)過干燥,入窯燒至900~1000℃而成的。燒制黏土磚在我國(guó)已有數(shù)千年的歷史。由于黏土磚具有取材容易,制作方便,抗壓強(qiáng)度較高,抗凍融和耐久性都較好的特點(diǎn),多年來一直成為砌體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的建筑工程材料。但它也存在著一些缺點(diǎn):占用農(nóng)田影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn);自重較大(表觀密度約為1800kg/m3);施工效率低。目前,黏土磚已被其他砌筑材料逐漸代替,如燒結(jié)多孔磚、蒸壓磚等。1.2.6木材木材作為建筑工程材料有著重要而獨(dú)特的地位,即使在各種新型結(jié)構(gòu)材料與裝飾材料不斷涌現(xiàn)的情況下,其重要地位仍然不可替代。建筑工程中,承重構(gòu)件的屋架,建筑配件的門窗、墻裙、暖氣罩和施工時(shí)用的腳手架、模板等,都可用木材制作。木材的分類:建筑工程中用的木材,通常以三種型材供貨:①原木:伐倒后經(jīng)修枝并截成一定長(zhǎng)度的木材;②板材:寬度為厚度三倍及三倍以上的型材;③枋材:寬度不及厚度三倍的型材。板材及枋才統(tǒng)稱為鋸材,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分為特種鋸材和普通鋸材,分別適用于不同的建筑部位。木材的利用率很低,為提高木材的利用率,避免浪費(fèi),物盡其用,充分利用木材的邊角料,生產(chǎn)出了各種人造板材,廣泛應(yīng)用于建筑工程中。1.膠合板膠合板又稱層壓板,是將原木旋切成大張薄片,各片纖維方向相互垂直交錯(cuò),用膠粘劑加熱壓制而成的,如三合板、五合板等。生產(chǎn)膠合板是合理利用木材,改善木材力學(xué)性能的有效途徑,它能獲得較大幅寬的板材,消除各向異性,克服木節(jié)和裂紋等缺陷的影響。膠合板可用于隔墻板、頂棚、門芯板、室內(nèi)裝修和家具等。2.纖維板纖維板是將樹皮、刨花、樹枝等木材廢料經(jīng)切片、浸泡、磨漿、施膠、成型及干燥或熱壓等工序制成。為了提高纖維板的耐燃性和耐腐性,可在漿料里施加或在濕板坯表面噴涂耐火劑或防腐劑。纖維板材質(zhì)均勻,完全避免了木節(jié)、腐朽、蟲眼等缺陷,且脹縮性小、不翹曲、不開裂。纖維板按密度大小分為硬質(zhì)纖維板、中密度纖維板和軟質(zhì)纖維板。硬質(zhì)纖維板密度大、強(qiáng)度高,主要用作壁板、門板、地板、家具和室內(nèi)裝修等。中密度纖維板是家具制造和室內(nèi)裝修的優(yōu)良材料。軟質(zhì)纖維板表觀密度小、吸聲絕熱性能好,可作為吸聲或絕熱材料使用。1.2.7建筑鋼材鋼材是建筑主要的結(jié)構(gòu)材料。鋼的主要成分是鐵和碳,其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%以下。其分類方法很多,主要有:1)按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼根據(jù)含碳量分為低碳鋼(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%)、中碳鋼(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%~0.6%)和高碳鋼(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.6%)。合金鋼按合金元素的總含量分為低合金鋼(合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5%),中合金鋼(合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~10%)和高合金鋼(合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%)。2)按冶煉方法分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼。3)按脫氧程度分為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼。4)按爐襯材料分為酸性爐鋼、堿性爐鋼等。1.鋼筋(1)鋼筋的分類鋼筋是建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一,其材質(zhì)包括碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼兩大類。常用的有熱軋鋼筋、冷加工鋼筋以及鋼絲、鋼絞線等。供貨狀態(tài)為直條或盤圓。1)熱軋鋼筋。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求是機(jī)械強(qiáng)度較高,具有一定的塑性、韌性、冷加工性等技術(shù)性能。根據(jù)《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GB13013一)和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499)的規(guī)定,熱軋鋼筋分為HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四種牌號(hào),各牌號(hào)鋼筋也可按習(xí)慣依次稱作Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)鋼筋。其中HPB235鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成,其余均由低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼軋制而成,外表帶肋。帶肋鋼筋橫截面為圓形,長(zhǎng)度方向有兩條軸對(duì)稱縱肋及均勻分布的橫肋,橫肋呈月牙形。2.型鋼將鋼坯熱軋或?qū)摪謇鋸?、沖壓、組焊而成的具有一定形狀截面的型材稱為型鋼。建筑常用的型鋼可分為熱軋型鋼、冷彎型鋼及焊接型鋼等,其材質(zhì)有普通型鋼和低合金鋼型鋼。建筑工程常用的熱軋型鋼有角鋼、槽鋼、工字鋼等。此外,還有冷彎薄壁型鋼、鋼板和壓型鋼板。(1)熱軋型鋼常用的熱軋型鋼有角鋼(等邊和不等邊)、工字鋼、槽鋼、T型鋼、H型鋼、Z型鋼等。我國(guó)建筑用熱軋型鋼主要采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235—A(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.14%~0.22%),強(qiáng)度適中,塑性和焊接性較好,而且冶煉容易,成本低廉,適合建筑工程使用。(2)冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼通常是用2~6mm薄鋼板冷彎或模壓而成,有角鋼、槽鋼等開口薄壁型鋼及方形、矩形等空心薄壁型鋼,可用于輕型鋼結(jié)構(gòu)。冷彎薄壁型鋼的標(biāo)示方法與熱軋型鋼相同。(3)鋼板和壓型鋼板用光面軋輥軋制而成的扁平鋼材,以平板狀態(tài)供貨的稱鋼板,以卷狀供貨的稱鋼帶。鋼板和壓型鋼板主要是由碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋或冷軋而成的。1.3特殊建筑材料1.3.1防水材料防水材料是指能夠防止雨水、地下水及其他水滲透的重要組成材料,主要作用是防潮、防漏、防滲,避免水和鹽分對(duì)建筑物的侵蝕,保護(hù)建筑構(gòu)件。由于基礎(chǔ)的不均勻沉降、結(jié)構(gòu)的變形、建筑材料技的熱脹冷縮和施工質(zhì)量等原因,造成建筑物外裝飾產(chǎn)生縫隙,防水材料能否適應(yīng)這些縫隙的位移、變形是衡量其性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志。防水材料質(zhì)量的好壞直接影響到人們的居住環(huán)境、生活條件及建筑物的壽命和正常使用功能。傳統(tǒng)的瀝青基防水材料具有溫度適應(yīng)性差、耐老化時(shí)間短、抗拉強(qiáng)度和延伸率低、使用壽命短等缺陷,不能滿足現(xiàn)代化建筑工程的需要。隨著我國(guó)建筑防水材料技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的瀝青油氈防水材料逐漸被淘汰,由高聚物改性防水材料和合成高分子防水材料替代。依據(jù)防水材料的外觀形態(tài),防水材料一般分為:防水卷材、防水涂料、密封材料和剛性防水材料等。

1.防水卷材(1)聚合物改性瀝青防水卷材聚合物改性瀝青防水卷材是在瀝青中添加適量的高聚物改性劑,以合成高分子聚合物改性瀝青為涂蓋層,纖維織物或纖維氈為胎體,粉狀、粒狀、片狀或薄膜材料為覆面材料制成的可卷曲片狀防水材料。它克服了傳統(tǒng)瀝青防水卷材溫度穩(wěn)定性差、延伸率低的缺點(diǎn),具有高溫不流淌、低溫不脆裂、拉伸強(qiáng)度高、延伸率較大等優(yōu)異性能,且價(jià)格適中。常見的有SBS改性瀝青防水卷材、APP改性瀝青防水卷材、瀝青復(fù)合胎柔性防水卷材等。此類防水卷材一般單層鋪設(shè),也可多層使用,根據(jù)不同卷材可采用熱熔法、冷粘法、自粘法等方法施工。1)SBS改性瀝青防水卷材。SBS改性瀝青防水卷材是彈性體瀝青防水卷材中的一種,是對(duì)瀝青改性效果最好的高聚物。它的延伸率較高,可達(dá)到150%,大大高于普通瀝青卷材,對(duì)結(jié)構(gòu)的變形有很強(qiáng)的適應(yīng)性。該類卷材使用玻璃纖維氈或聚酯氈兩種胎基。彈性體瀝青防水卷材以10m2卷材的標(biāo)稱質(zhì)量(kg)作為卷材的標(biāo)號(hào);玻璃纖維氈胎基的卷材分為25號(hào)、35號(hào)和45號(hào)三種標(biāo)號(hào),聚酯氈胎基的卷材分為25號(hào)、35號(hào)、45號(hào)和55號(hào)四種標(biāo)號(hào)。按卷材的物理性能SBS改性瀝青防水卷材分為合格品、一等品和優(yōu)等品三個(gè)等級(jí)。

該類防水卷材適用于各類建筑防水、防潮工程,尤其適用于寒冷地區(qū)和結(jié)構(gòu)變形頻繁的建筑物防水。其中,35號(hào)及其以下品種用作多層防水;35號(hào)以上的品種可用作單層防水或多層防水的面層,并可采用熱熔法施工。2)APP改性瀝青防水卷材。APP改性瀝青防水卷材是塑性體瀝青防水卷材中的一種。塑性體瀝青防水卷材是用瀝青或熱塑性塑料(如無規(guī)聚丙烯APP)改性瀝青(簡(jiǎn)稱“塑性體瀝青”)浸漬胎基,兩面涂以塑性體瀝青涂蓋層,上表面撒以細(xì)砂、礦物粒(片)料或覆蓋聚乙烯膜,下表面撒以細(xì)砂或覆蓋聚乙烯膜所制成的一類防水卷材。塑性體瀝青防水卷材以10m2卷材的標(biāo)稱質(zhì)量(kg)作為卷材的標(biāo)號(hào);按卷材的物理性能APP改性瀝青防水卷材分為合格品、一等品和優(yōu)等品三個(gè)等級(jí)。該類防水卷材適用于各類建筑防水防潮工程,與SBS改性瀝青防水卷材相比,APP改性瀝青防水卷材具有更好的耐熱度和良好的耐紫外線抗老化的能力,尤其適用于高溫或有強(qiáng)烈太陽輻射地區(qū)的建筑物防水。3)瀝青復(fù)合胎柔性防水卷材。瀝青復(fù)合胎柔性防水卷材是指以橡膠、樹脂等高聚物材料作改性劑制成的改性瀝青材料為基料,以兩種材料的復(fù)合氈為胎基體,細(xì)砂、礦物料(片)料、聚酯膜、聚乙烯膜等為覆蓋材料,用浸涂、滾壓等工藝制成的防水卷材。

該類卷材與瀝青卷材相比,柔韌性有較大改善,復(fù)合氈作胎基比單獨(dú)聚乙烯膜胎基卷材抗拉強(qiáng)度增高。玻璃纖維氈與玻璃網(wǎng)格布復(fù)合氈為胎基的卷材抗拉強(qiáng)度也比單一玻璃纖維氈胎基卷材高。它適用于工業(yè)與民用建筑的屋面、地下室、衛(wèi)生間等的防水防潮,也可用于橋梁、停車場(chǎng)、隧道等建筑物的防水。(2)合成高分子防水卷材合成高分子防水卷材是以合成橡膠、合成樹脂或它們兩者的共混體為基料,加入適量的化學(xué)助劑和填充料等,經(jīng)混煉、壓延或擠出等工序加工而成的可卷曲的片狀防水材料。其又可分為加筋增強(qiáng)型與非加筋增強(qiáng)型兩種。合成高分子防水卷材具有抗拉強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大,耐熱性和低溫柔性好、耐腐蝕、耐老化等一系列優(yōu)異的性能,是新型高檔防水卷材。常用的有再生膠防水卷材、三元乙丙橡膠防水卷材、三元丁丙橡膠防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯化聚乙烯-橡膠共混型防水卷材等。合成高分子防水卷材一般單層鋪設(shè),可采用冷粘法或自粘法施工。1)三元乙丙(EPDM)橡膠防水卷材。三元乙丙橡膠防水卷材是以三元乙丙橡膠為主體,摻入適量的硫化劑、促進(jìn)劑、軟化劑、填充料等,經(jīng)過配料、密煉、拉片、過濾、壓延或擠出成型、硫化、檢驗(yàn)和分卷包裝而成的防水卷材。由于三元乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)中的主鏈上沒有雙鍵,當(dāng)它受到紫外線、臭氧、濕和熱等作用時(shí),主鏈上不易發(fā)生斷裂,故耐老化性能最好,化學(xué)穩(wěn)定性良好。因此,三元乙丙橡膠防水卷材有優(yōu)良的耐候性、耐臭氧性和耐熱性。此外,它還具有質(zhì)量輕、使用溫度范圍寬、抗拉強(qiáng)度高、延伸率大、對(duì)基層變形適應(yīng)性強(qiáng)、耐酸堿腐蝕等特點(diǎn)。三元乙丙橡膠防水卷材適用于防水要求高,耐用年限長(zhǎng)的建筑工程的防水。2)氯化聚乙烯防水卷材。氯化聚乙烯防水卷材是以聚乙烯經(jīng)過氯化改性制成的新型樹脂——氯化聚乙烯樹脂為主要原料,摻入適量的化學(xué)助劑和填充料,采用塑料或橡膠的加工工藝,經(jīng)過捏和、塑煉、壓延、卷曲、分卷、包裝等工序,加工制成的彈塑性防水材料。該卷材的主體原料——氯化聚乙烯樹脂中的氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~40%。2.剛性防水材料所謂剛性防水材料就是指以水泥、砂石為原料,摻入少量外加劑、高分子聚合物等材料,通過調(diào)整配合比,抑制或減少孔隙率,改變孔隙特征,增加各原材料接口間的密實(shí)性等方法,配制成具有一定抗?jié)B透能力的水泥砂漿、混凝土類防水材料。剛性防水材料利用材料本身防水,耐久性好,而且省去了附加防水層,降低了工程造價(jià),簡(jiǎn)化了施工工序。但要求在施工時(shí),包括防水外加劑的選擇、防水水泥基材料的配制、攪拌、澆筑和養(yǎng)護(hù)等每道工序都要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行,否則將失去防水效果。剛性防水材料不宜用于受沖擊荷載的工程和結(jié)構(gòu)變形較大的工程。(1)剛性防水材料的分類和特點(diǎn)剛性防水材料是通過調(diào)整配合比、摻入外加劑或使用新品種水泥等方法提高自身的密實(shí)性、憎水性和抗?jié)B性的不透水性防水材料(混凝土或砂漿)。一般可分為普通剛性防水材料、外加劑剛性防水材料和膨脹水泥剛性防水材料三大類。剛性防水材料有著較高的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及一定的抗?jié)B能力,是一種既可防水又可兼作承重和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的多功能材料。與采用卷材防水相比較,剛性防水材料具有以下特點(diǎn):①兼有防水和承重兩種功能,節(jié)約材料,加快施工速度;②材料來源廣泛,成本低廉;③在結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜的情況下,施工簡(jiǎn)便,防水性能可靠;④滲漏水時(shí)易于檢查,便于修補(bǔ);⑤耐久性好。(2)常見的剛性防水材料1)普通剛性防水材料。普通剛性防水材料是用調(diào)整配合比的方法,來達(dá)到提高自身密實(shí)度和抗?jié)B性的一種防水材料。其技術(shù)原理是通過材料和施工兩個(gè)方面來抑制和減少防水材料內(nèi)部孔隙的生成,改變孔隙的特征,堵塞漏水通路,從而使之不依賴其他附加防水措施,僅靠提高自身密實(shí)性達(dá)到防水的目的,如防水混凝土和水泥砂漿防水層。a.防水混凝土。防水混凝土包括:普通防水混凝土、摻外加劑防水混凝土和膨脹水泥防水混凝土。普通防水混凝土是以調(diào)整配合比的方法來提高自身密實(shí)性和抗?jié)B性的一種混凝土;摻外加劑防水混凝土是通過摻入化學(xué)外加劑提高密實(shí)度達(dá)到抗?jié)B要求的一種混凝土;膨脹混凝土則是摻入膨脹劑后,混凝土內(nèi)部毛細(xì)管通路被堵塞從而達(dá)到抗?jié)B要求的一種混凝土。防水混凝土適用于需要結(jié)構(gòu)自身具備抗?jié)B、防水性能的建筑物或構(gòu)筑物。b.水泥砂漿防水層。水泥砂漿防水層是一種剛性防水層,它是依靠提高砂漿層的密實(shí)性來達(dá)到防水要求的。這種防水層取材容易,施工方便,防水效果較好,成本較低,適用于地下磚石結(jié)構(gòu)的防水層或防水混凝土結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)層。但水泥砂漿防水層抵抗變形的能力較差,當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻下沉或受較強(qiáng)烈振動(dòng)荷載時(shí),易產(chǎn)生裂縫或剝落。對(duì)于受腐蝕、高溫及反復(fù)凍融的磚砌體工程,不宜采用。水泥砂漿防水層又可分為:a)剛性多層法防水層。利用素灰(即較稠的純水泥漿)和水泥砂漿分層交叉抹面而構(gòu)成的防水層,具有較高的抗?jié)B能力。b)剛性外加劑法防水層。在普通水泥砂漿中摻入防水劑,使水泥砂漿內(nèi)的毛細(xì)孔填充、脹實(shí)、堵塞,獲得較高的密實(shí)度,提高抗?jié)B能力。常用的外加劑有氯化鐵防水劑、鋁粉膨脹劑、減水劑等。3.其他防水材料(1)瀝青油氈瓦瀝青油氈瓦是以玻璃纖維氈為主要胎基材料,經(jīng)浸漬和涂蓋優(yōu)質(zhì)氧化瀝青后,上表面覆彩色礦物粒料或片料,下表面覆細(xì)砂隔離材料和自粘瀝青點(diǎn)并覆防粘膜,經(jīng)切割制成的瓦狀屋面防水材料。瀝青油氈瓦具有輕質(zhì)、美觀的特點(diǎn),適用于各種形式的屋面。(2)混凝土屋面瓦混凝土屋面瓦也稱水泥屋面瓦,它是以水泥為基料,加入金屬氧化物、化學(xué)增強(qiáng)劑并涂飾透明外層涂料制成的屋面瓦材。(3)金屬屋面金屬屋面是以彩色涂層鋼板、鍍鋅鋼板等薄鋼板經(jīng)輥壓冷彎成V形、O形或其他形狀的輕質(zhì)高強(qiáng)度屋面板材構(gòu)成。它具有自重輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、材料單一、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)定型裝配化程度高、現(xiàn)場(chǎng)安裝快、施工期短等優(yōu)點(diǎn)。金屬屋面材料屬環(huán)保型、節(jié)能型材料,主要有非保溫壓型鋼板、防結(jié)露壓型鋼板和保溫壓型鋼板三大類。(4)聚氯乙烯瓦聚氯乙烯瓦(UPVC輕質(zhì)屋面瓦)是一種新型的屋面防水材料。聚氯乙烯瓦是以硬質(zhì)聚氯乙烯(UPVC)為主體材料,并分別加以熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填料以及光屏蔽劑、紫外線吸收劑、發(fā)泡劑等,經(jīng)混合、塑化并經(jīng)三層共擠出成型而得到的三層共擠芯層發(fā)泡板。鉛合金防水卷材是一種以鉛、錫等金屬合金為主體材料的防水卷材。它防水性能好、耐腐蝕,并有良好的延展性、焊接性,性能穩(wěn)定,抗X射線、抗老化能力強(qiáng)。(5)“膜結(jié)構(gòu)”防水屋面膜材是新型膜結(jié)構(gòu)建筑屋面的主體材料,它既為防水材料又兼為屋面結(jié)構(gòu)。膜結(jié)構(gòu)建筑是一種具有時(shí)代感的建筑物。它的特點(diǎn)是不需要梁(屋架)和剛性屋面板,只以膜材由鋼支架、鋼索支撐和固定。膜結(jié)構(gòu)建筑造型美觀、獨(dú)特,結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,表現(xiàn)效果很好,目前已被廣泛用于體育場(chǎng)館、展廳等。4.防水涂料防水涂料是一種流態(tài)或半流態(tài)物質(zhì),可用刷、噴等工藝涂布在基層表面,經(jīng)溶劑或水分揮發(fā)或各組分間的化學(xué)反應(yīng),形成具有一定彈性和一定厚度的連續(xù)薄膜,使基層表面與水隔絕,起到防水、防潮作用。由于防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能,能形成無接縫的完整防滴水膜。因此,防水涂料適用于工業(yè)與民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防滲等,特別適用于各種不規(guī)則部位的防水。防水涂料按成膜物質(zhì)的主要成分不同,可分為聚合物改性瀝青防水涂料和合成高分子防水涂料兩類。1.3.2密封材料密封材料是能承受位移并具有高氣密性及水密性,嵌入建筑接縫中的不定型和定型的材料。不定型密封材料通常是黏稠狀的材料,分為彈性密封材料和非彈性密封材料。定型密封材料是具有一定形狀和尺寸的密封材料,如密封條、止水帶等。密封材料按構(gòu)成類型分為溶劑型、乳液型和反應(yīng)型;按使用時(shí)的組分分為單組分密封材料和多組分密封材料;按組成材料分為改性瀝青密封材料和合成高分子密封材料。為保證防水密封的效果,密封材料應(yīng)具有高水密性和氣密性,良好的粘結(jié)性,良好的耐高低溫性和耐老化性能,一定的彈塑性和拉伸-壓縮循環(huán)性能。密封材料的選用,首先考慮它的粘結(jié)性能和使用部位。1.3.2密封材料1.不定型密封材料常用的不定型密封材料有:瀝青嵌縫油膏、聚氯乙烯接縫膏、塑料油膏、丙烯酸類密封膏、聚氨酯密封膏、聚硫密封膏和硅酮密封膏等。(1)瀝青嵌縫油膏瀝青嵌縫油膏是以石油瀝青為基料,加入改性材料、稀釋劑及填充料混合制成的密封膏。改性材料有廢橡膠粉和硫化魚油;稀釋劑有松焦油、松節(jié)重油和機(jī)油;填充料有石棉絨和滑石粉等。(2)聚氯乙烯接縫膏和塑料油膏聚氯乙烯接縫膏是以煤焦油和聚氯乙烯(PVC)樹脂粉為基料,按一定比例加入增塑劑(鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯)、穩(wěn)定劑(三鹽基硫酸鋁、硬脂酸鈣)及填充料(滑石粉、石英粉)等。塑料油膏是在140℃溫度下用塑料代替聚氯乙烯樹脂粉的,其他原料和生產(chǎn)方法同聚氯乙烯接縫膏。(3)丙烯酸類密封膏丙烯酸類密封膏是丙烯酸樹脂摻入增塑劑、分散劑、碳酸鈣、增量劑等配制而成的,通常為水乳型。它具有良好的粘結(jié)性能、彈性和低溫柔性,無溶劑污染,無毒,具有優(yōu)異的耐候性。丙烯酸類密封膏主要用于屋面、墻板、門、窗嵌縫,但它的耐水性不算很好,所以不宜用于經(jīng)常泡在水中的工程,不宜用于廣場(chǎng)、公路、橋面等有交通來往的接縫中,也不宜用于水池、污水廠、灌溉系統(tǒng)、堤壩等水下接縫。(4)聚氨酯密封膏聚氨酯密封膏一般用雙組分配制,甲組分是含有異氰酸基的預(yù)聚體,乙組分含有多羥基的固化劑與增塑劑、填充料、稀釋劑等。使用時(shí),將甲乙兩組分按比例混合,經(jīng)固化反應(yīng)成彈性體。聚氨酯密封膏的彈性、粘結(jié)性及耐氣候老化性能特別好,與混凝土的粘結(jié)也很好,同時(shí)不需要打底。所以聚氨酯密封材料可以作屋面、墻面的水平或垂直接縫,尤其適用于游泳池工程。它還是公路及機(jī)場(chǎng)跑道的補(bǔ)縫、接縫的好材料,也可用于玻璃、金屬材料的嵌縫。(5)硅酮密封膏硅酮密封膏是以聚硅氧烷為主要成分的單組分和雙組分室溫固化型的建筑密封材料。目前大多為單組分系統(tǒng),它以氧烷聚合物為主體,加入硫化劑、硫化促進(jìn)劑以及增強(qiáng)填料組成。硅酮密封膏具有優(yōu)異的耐熱、耐寒性和良好的耐候性;與各種材料都有較好的粘結(jié)性能;耐拉抻-壓縮疲勞性強(qiáng),耐水性好。硅酮密封膏分為F類和G類兩種類別。其中,F類為建筑接縫用密封膏,適用于預(yù)制混凝土墻板、水泥板、大理石板的外墻接縫,混凝土和金屬框架的粘結(jié),衛(wèi)生間和公路縫的防水密封等;G類為鑲裝玻璃用密封膏,主要用于鑲嵌玻璃和建筑門、窗的密封。2.定型密封材料定型密封材料包括密封條帶和止水帶,如鋁合金門窗橡膠密封條、丁腈橡膠-PVC門窗密封條、自粘性橡膠、橡膠止水帶、塑料止水帶等。定型密封材料按密封機(jī)理的不同可分為遇水非膨脹型和遇水膨脹型兩類。1.3.3絕熱材料建筑上將主要起保溫、絕熱作用,且熱導(dǎo)率不大于0.23W/(m·K)的材料統(tǒng)稱為絕熱材料。絕熱材料主要用于屋面、墻體、地面、管道等的隔熱與保溫,以減少建筑物的供暖和空調(diào)能耗,并保證室內(nèi)的溫度適宜人們工作、學(xué)習(xí)和生活。絕熱材料的基本結(jié)構(gòu)特征是輕質(zhì)(密度不大于600kg/m3)、多孔(孔隙率一般為50%~95%)。絕熱材料除應(yīng)具有較小的熱導(dǎo)率外,還應(yīng)具有適宜的或一定的強(qiáng)度、抗凍性、耐水性、防水性、耐熱性、耐低溫性和耐腐蝕性,有時(shí)還要求吸濕性或吸水性能要低等。優(yōu)良的絕熱材料應(yīng)是具有很高孔隙率(且以封閉、細(xì)小孔隙為主)、吸濕性和吸水性較小的有機(jī)或無機(jī)非金屬材料。多數(shù)無機(jī)絕熱材料的強(qiáng)度較低、吸濕性或吸水性較高,應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意。常用的絕熱材料一般有:1)礦渣棉。密度為110~130kg/m3,熱導(dǎo)率小于0.044W/(m·K),最高使用溫度為600℃,作絕熱保溫填充材料用。2)巖棉。密度為80~150kg/m3,熱導(dǎo)率小于0.044W/(m·K),作絕熱保溫填充材料用。3)巖棉板(管殼、氈、帶等)。密度為80~160kg/m3,熱導(dǎo)率為0.040~0.050W/(m·K),最高使用溫度為400~600℃。用于墻體、屋面、冷藏庫(kù)、熱力管道等。4)膨