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第二章节建筑材料 1、掌握水泥的性能和应用：水泥强度等级中，R 表示早强型。凝结时间：水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。
初凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆 开始失去可塑性所需的时间； 终凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆 完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。国家标准规定，六大常用水泥的 初凝时间均不得短于 45min，于 硅酸盐水泥的终凝时间不得长于 6.5h，其他五类常用水泥的终凝时间 不得长于 l0h。体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中， 体积变化的均匀性。国家标准规定，游离氧化钙对水泥体积安定性的影响用煮沸法来检验，测试方法可采用试饼法或雷氏法。初凝时间和安定性是选择水泥品种的核心指标。强度及强度等级：国家标准规定，采用 胶砂法来测定水泥的 3d 和 28d 的 抗压强度和 抗折强度。水泥的细度属于选择性指标。
常用水泥的主要特性表
硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合水泥 主 要 特 性 ① 凝结硬化快、早期强度高 ② 水化热大 ③ 抗冻性好 ④ 耐热性差 ⑤ 耐蚀性差 ⑥ 干缩性较小 ① 凝结硬化快、早期强度高 ② 水化热较大 ③ 抗冻性较好 ④ 耐热性较差 ⑤ 耐蚀性较差 ⑥ 干缩性较大 ① 凝结硬化慢、早期强度低② 水化热较小③ 抗冻性差 ④ 耐热性好 ⑤ 耐蚀性较好⑥ 干缩性较大⑦泌水性大、抗渗性差 ① 凝结硬化慢、早期强度低② 水化热较小③ 抗冻性差 ④ 耐热性较差⑤ 耐蚀性较好⑥ 干缩性较大⑦抗渗性较好 ① 凝结硬化慢、早期强度低 ② 水化热较小 ③ 抗冻性差 ④ 耐热性较差 ⑤ 耐蚀性较好 ⑥ 干缩性较小 ⑦抗裂性较高 ① 凝结硬化慢、早期强度低② 水化热较小③ 抗冻性差 ④耐蚀性较好 ⑤ 其他性能与所掺入的两种及以上混合材料的种类掺量有关 常用水泥袋子用红色（硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥）与其他四类比较：早期强度高、水化热大、抗冻性好、耐蚀性差四个不同指标；三个水泥显著特点：矿渣水泥耐热性好（水泥袋子用绿色）；火山灰水泥抗渗性较好；粉煤灰水泥抗裂性较高。其他水泥袋子用蓝或色 2、建筑钢材可分为 钢结构用钢、钢筋混凝土结构用钢和建筑装饰用钢材制品。一、建筑钢材的主要钢种钢材是以铁为主要元素，按化学成份分为碳素钢和合金钢两类；碳素钢根据含碳量可分为低碳钢(含碳量小于 0.25％)、中碳钢(含碳量 0.25％～0.6％)和高碳钢(含碳量大于 0.6％)。合金钢是在炼钢过程中加入一种或多种合金元素，如硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)、钒(V)等而得的钢种。按合金元索的总含量合金钢又可分为低合金钢(总含量小于 5％)、中合金钢(总含量 5％～l0％)和高合金钢(总含量大于 10％)。建筑钢材的主要钢种有碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强度结构钢碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强度结构钢。碳素结构钢质量等级按磷、硫杂质含量由多到少分 ABCD，为一般结构和工程用钢，适于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。优质碳素结构钢一般用于生产预应力混凝土用钢丝、钢绞线、锚具，以及高强度螺栓、重要结构的钢铸件等，优质钢、高级优质钢牌号后加 A，特级优质钢牌号后加“E”用于抗震结构。低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。
钢结构用钢：型钢是钢结构中采用的主要钢材；钢板分厚板(厚度 4mm)和薄板(厚度≤4mm)两种。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。钢管混凝土结构用钢管：钢管混凝土的使用范围主要限于柱、桥墩、拱架等。钢筋混凝土结构用钢：钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的配筋。热轧钢筋的品种及强度标准值表 1A412012—1，表中带 P 的为圆钢（Φ）
，带 R 的为螺纹钢。HRB335 和 HRB400 级钢筋是钢筋混凝土用的主要受力钢筋。HRB400 又称Ⅲ级钢，是提倡使用的。抗震钢“E”与相对应钢筋不同指标：1．钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于 1．25；2．钢筋的最大力总伸长率不小于 9％，3、钢筋实测屈服强度与屈服强度特征值之比不大于 1．3。不锈钢是指含铬量在 12%以上的铁基合金钢，铬含量越高，钢的抗腐蚀性越好。
建筑钢材的力学性能：最重要的使用性能包括拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。工艺性能包括弯曲性能和焊接性能等。拉伸性能：反映建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力：脆性临界温度的数值愈低，钢材的低温冲击性能愈好。在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较低的钢材。疲劳性能：疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。
钢材中除主要化学成分铁(Fe)以外，还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素，这些元素虽含量很少，1.碳：碳是决定钢材性能的最重要元素，当钢中合碳量在 O.8％以下时，随着合碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。2.硅、锰可提供钢材强度，硅是我国钢材中主
加合金元素 3.硫、磷、氧有害的元素。
3、混凝土组成材料的技术要求：水泥：一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的 l.5～2.0 倍为宜。细骨料：粒径在 4.75mm 以下的骨料称为细骨料，在普通混凝土中指的是砂。混凝土用细骨料的技术要求有以下几方面：1．颗粒级配及粗细程度；（对于泵送混凝土，宜选用中砂）。2．有害杂质和碱活性 3．坚固性；砂的坚固性用硫酸钠溶液检验，粗骨料：粒径大于 5mm 的骨料称为粗骨料。粗骨料最大粒径要求：1.颗粒级配及最大粒径当骨料粒径增大时，其比表面积减小，混凝土的水泥用量也减少，故粗骨料的最大粒径应尽量选大一些。粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1／4，同时不得大于钢筋间最小净距的 3／4。对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达 l／3 板厚的骨料，但最大粒径不得超过 40mm。对于采用泵送的混凝土，碎石的最大粒径应不大于输送管径的 1／3，卵石的最大粒径应不大于输送管径的 1／2.5。粗骨料中严禁混入煅烧过的白云石或石灰石块。外加剂是在混凝土拌合前或拌合时掺入，掺量一般不大于水泥质量的 5％，并能按要求改善混凝土性能的物质。
混凝土的技术性能：和易性和强度要求：和易性包括流动性、黏聚性和保水性等三方面的含义。工地上常用坍落度试验测定流动性。坍落度值小于 10mm 的干硬性混凝土则用维勃稠度试验来测定流动性指标。黏聚性和保水性主要通过目测结合经验进行评定。影响混凝土拌合物和易性的主要因素包括单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、时间和温度等。单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度，它是影响混凝土和易性的最主要因素。砂率是指混凝土中砂的质量占骨料（砂、石总质量）的百分率。组成材料的性质包括水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加剂和掺合料的特性等几方面。
混凝土立方体抗压强度：制作边长为 150 mm 的立方体试件，在标准养护条件下（温度 20℃±2℃，相对湿度 95％以上），养护到 28d 龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以 f cu 表示，单位为 N/ mm²或 Mpa。混凝土强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。采用符号 C 表示的混凝土的强度划分为 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 十四个等级，C3O 即表示混凝土立方体抗压强度标准值 30 MPa ≤f cuK 〈35 MPa 。混凝土的轴心抗压强度：制作边长为 150 mm ×150 mm ×300 mm 的菱柱体试件。f c ＝（0.70～0.80）f cu 。混凝土抗拉强度只有抗压强度的 1/10～1/20 关系，且随强度提高比值有所降低。影响混凝土强度的因素主要有原材料及生产工艺方面的因素。原材料方面的因素包括水泥强度与水灰比，骨料的种类、质量和数量，外加剂和掺合料；生产工艺方面的因素包括搅拌与振捣，养护的温度和湿度，龄期。混凝土的变形性能：短期荷载作用下的变形；长期荷载作用下的变形——徐变。混凝土的耐久性包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能，这些性能称为耐久性。碳化使混凝土的碱度降低，削弱混凝土对钢筋的保护作用，可能导致钢筋锈蚀；增加混凝土的收缩，使混凝土抗压强度增大，但可能产生细微裂缝，而使混凝土抗拉、抗折强度降低。
混凝土外加剂按其主要使用功能分为以下四类：1．改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。2．调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。（大体积混凝土浇筑时一般要加缓凝剂）3．改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。4．改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。混凝土外加剂适用范围：1． 混凝土加入减水剂：不减少用水，提高流动性；减水不减水泥，提高强度；减水且减水泥，节约水泥。2 早强剂可加速混凝土硬化和早期强度发展，缩短养护周期，加快施工进度，多用于冬季施工和抢险工程。3 缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送与滑模方法施工以及远距运输的商品混凝土等，不宜用于日最低气温 5 度以下，也不宜用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护的混凝土。不同品种水泥的缓凝效果不相同，甚至会出现相反的效果，必须试验。4引气剂能提高混凝土抗冻性和防渗性，对提高混凝土的抗裂性有利，适用于抗冻、防渗、抗硫酸盐、泌水严重的混凝土。5．膨胀剂适用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土、灌浆膨胀砂浆、自应力混凝土等；含硫铝酸钙类膨胀剂的混凝土(砂浆)不得用于长期环境温度为 80℃以上的工程；含氧化钙类膨胀剂配制的混凝土(砂浆)不得用于海水或有侵蚀性水的工程。6．防冻剂含亚硝酸盐、碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构；含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与食品相接触的工程，严禁食用；含有硝铵、尿素等产生刺激性气味的防冻剂，严禁用于办公、居住等建筑工程。7．泵送剂它由减水剂、调凝剂、引气剂、润滑剂等多种组分复合而成。适用于建构物的泵送施工的混凝土；特别适用于大体积混凝土、高层建筑和超高层建筑，适用于滑模施工，水下灌注桩混凝土。外加剂的注意事项：对钢筋混凝土和有耐久性要求的混凝土，应按有关标准规定严格控制混凝土中氯离子含量和碱的数量。钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂。
4、气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化；如石灰、石膏。水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化也能在水中硬化，如：水泥。石灰石主要成分为：碳酸钙（CaCO 3 ）生石灰：氧化钙 CaO ，熟石灰（或消石灰）：氢氧化钙 Ca （OH）2 化学成分是碳酸钙，生石灰的主要化学成分是氧化钙，熟石灰的主要化学成分是氢氧化钙。按石
灰中氧化镁含量分为：钙质生石灰（ MgO ≦5％）和镁质生石灰（ MgO ＞5％）两类。生石灰熟化与水反应生成氢氧化钙，称熟化（消化）。熟化过程放出大量热的同时，体积增大 1～2.5 倍。过火石灰需陈伏 2 周左右（充分熟化）。.石灰的技术性质：保水性好，硬化慢、强度低，耐水性差，硬化体积收缩大（开裂），生石灰吸水性强。石膏是以硫酸钙 CaSO4 为主要成分的气硬性胶凝材料。石膏的主要化学成分是硫酸钙， 建筑石膏技术特点：硬化快（终凝 0.5h 以内）；硬化体积微膨胀；空隙率高；防火性能好（高温环境不适合）；耐水性和抗冻性较差。建筑石膏根据强度、细度和凝结时间等技术要求分为优等品、一等品、合格品。储存 3 个月强度降低 30%，超过 3 个月应重新进行质量检验，确定等级。
5、1 天然花岗石构造致密、强度高、密度大、吸水率极低、质地坚硬、耐磨，属 酸性硬石材，主要成分二氧化硅，耐酸、抗风化，耐久性好，使用年限长。花岗石所含石英在高温下会发生晶变，体积膨胀而开裂，因此不耐火。主要适用于大型公共建筑或高档建筑室内外装饰。技术指标重点是弯曲强度大于 8Mpa。注意放射性元素。2． 天然大理石质地较密实、抗压强度较高、吸水率低、质地较软，属 碱性中硬石材。碱性石材；一般用于室内墙面、柱面、服务台等干燥部位。不宜用于人流较多场所的地面。3.人造饰面石材适用于：墙面、柱面、楼梯面板、服务台面。
6、建筑陶瓷 1.干压陶瓷砖瓷质砖吸水率≤0.5％，室内外；炻质瓷砖(0．5％<吸水率≤l0％)；陶质砖〉10％，只用于室内。陶瓷墙地砖具有强度高、致密坚实、耐磨、吸水率小(<10％)、抗冻、耐污染、易清洗，耐腐蚀、耐急冷急热、经久耐用等特点。室内外都可用。2.陶瓷卫生产品寒冷地区应选用吸水率尽可能小、抗冻性能好的墙地砖；瓷砖室内超过 200m2 时，必须做抗放射性实验。卫生陶瓷吸水率在 1％以下（高档 0.5％以下）3.节水型和普通型坐便器的用水量(便器用水量是指一个冲水周期所用的水量)分别不大于 6L 和 9L；节水型和普通型蹲便器的用水量分别不大于 8L 和 11L，小便器的用水量分别不大于 3L 和 5L。
7、木材、木制品特性与应用 1.木材的物理性质：针叶树：软木树，变形小，如松、杉、柏树阔叶树：硬木树，变形大 1）木材的含水率：影响木材力学性质的含水率指标是纤维饱和点和平衡含水率。平衡含水率因地域而异，北方小（如吉林为 12.5％）南方大（如江苏省...