薛濤老師的講義常用建筑結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)性能與應(yīng)用

一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試建筑工程管理與實務(wù)主講：薛濤,常用建筑結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)性能和應(yīng)用,水泥的特性和應(yīng)用課前練習：1.根據(jù)通用硅酸鹽水泥(GB175)，關(guān)于六大常用水泥凝結(jié)時間的說法，正確的是()A.初凝時間均不得短于40minB.硅酸鹽水泥的終凝時間不得長于6.5hC.普通硅酸鹽水泥的終凝時間不得長于12hD.除硅酸鹽水泥外的其他五類常用水泥的終凝時間不得長于12h答案：B,2.水泥的初凝時間是指從水泥加水拌合起至水泥漿（）所需的時間。A.開始失去可塑性B.完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度C.開始失去可塑性并達到12Mpa強度D.完全失去可塑性答案：A,3.水泥的安定性一般是指水泥在凝結(jié)硬化過程中()變化的均勻性。A.強度B.體積C.溫度D.礦物組成答案：B,本節(jié)重點及考點1.水泥按其用途及性能可分為通用水泥、特種水泥兩類。2.我國常用通用硅酸鹽水泥，它是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。3.強度等級中，R表示早強型。,4.常用水泥的技術(shù)指標1）凝結(jié)時間水泥的凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間；初凝時間是從水泥加水拌合起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間；終凝時間是從水泥加水拌合起至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。六大常用水泥的初凝時間均不得短于45min；硅酸鹽水泥的終凝時間不得長于6.5h，其他五類常用水泥的終凝時間不得長于10h。,2）體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中，體積變化的均勻性。安定性不良，使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)膨脹性裂紋引起水泥體積安定性不良的原因:游離氧化鈣、氧化鎂過多；水泥粉磨時石膏摻量過多。游離氧化鈣對水泥體積安定性的影響用煮沸法來檢驗。,3）強度及強度等級采用膠砂法來測定水泥的3d和28d的抗壓強度、抗折強度。4）其他指標-細度、水泥含堿量等，若骨料具備堿活性，導致混凝土因不均勻膨脹而破壞（提煉知識點混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹裂紋的原因有：安定性不良，含堿量過大）5.水泥初凝時間、安定性達不到要求的為廢品，禁止使用其他達不到要求的為次品，可降級使用。6.水泥的細度、堿含量屬于選擇性指標。水泥越細，水化熱越大。,7.常用水泥主要特性,8.硅酸鹽水泥有62.5級的，可用作高強（大于C50級）的混凝土。普通水泥、礦渣水泥也可使用。9.袋裝水泥每袋凈含量為50kg，且應(yīng)不少于標志質(zhì)量的99%；隨機抽取20袋總質(zhì)量(含包裝袋）應(yīng)不少于1000kg。水泥包裝袋兩側(cè)根據(jù)水泥品種采用不同的顏色：硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽-紅色礦硅酸鹽水泥-綠色火山灰、礦渣、復合硅酸鹽水泥-黑色或藍色,典型題目：1.普通氣候環(huán)境中的普通混凝土應(yīng)優(yōu)先選用()水泥A.礦渣B.普通C.火山灰D.復合答案:B,2.在混凝土工程中，配制有抗?jié)B要求的混凝土可優(yōu)先選用()。A.火山灰水泥B.礦渣水泥C.粉煤灰水泥D.硅酸鹽水泥答案：A,3.代號為P.O的通用硅酸鹽水泥是（）。A.硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.粉煤灰硅酸鹽水泥D.復合硅酸鹽水泥答案：B,建筑鋼材的性能和應(yīng)用課前練習1.有抗震要求的帶肋鋼筋，其最大力下總伸長率不應(yīng)小于（）%。A7B8C9D10答案:C,2.下列鋼筋牌號，屬于光圓鋼筋的有（）A.HPB235B.HPB300C.HRB335D.HRB400E.HRB500答案：AB,3.在工程應(yīng)用中，鋼筋的塑性指標通常用（）表示。A.抗拉強度B.屈服強度C.強屈比D.伸長率答案:D,本節(jié)重點及考點建筑鋼材可分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼、建筑裝飾用鋼材制品。一、建筑鋼材的主要鋼種1.碳素鋼根據(jù)含碳量又可分為低碳鋼（含碳量小于0.25%）中碳鋼（含碳量0.25%-0.6%）和高碳鋼（含碳)2.建筑鋼材的主要鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。,碳素結(jié)構(gòu)鋼：一般結(jié)構(gòu)和工程用鋼，適于生產(chǎn)各種型鋼、鋼板、鋼筋、鋼絲等。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由屈服強度（Q）屈服強度數(shù)值、質(zhì)量等級符號（D等級鋼質(zhì)量最好）脫氧方法4個部分組成，質(zhì)量等級以磷、硫雜質(zhì)含量由多到少，分別用A、B、C、D表示,D級鋼質(zhì)量最好，為優(yōu)質(zhì)鋼；脫氧方法符號的含義為:F一沸騰鋼，Z一鎮(zhèn)靜鋼，TZ一特殊鎮(zhèn)靜鋼，牌號中符號Z和TZ可以省略；例如，Q235-AF表示屈服強度為235MPa的A級沸騰鋼。,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼:一般用于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線、錨具、高強度螺栓、重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件等。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼：主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁工程等。3.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼材按冶金質(zhì)量等級分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“A”)和特級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“E”）,二、常用的建筑鋼材1.鋼板分厚板（厚度4mm）和薄板（厚度4mm）兩種。鋼板標識寬*厚*長厚板主要用于結(jié)構(gòu)，薄板主要用于屋面板、樓板和墻板等。2.鋼管混凝土的使用范圍還主要限于柱、橋墩、拱架等。（受壓構(gòu)件）,3.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用鋼管可采用直縫焊接管、螺旋形縫焊接管和無縫鋼管。鋼管焊接必須采用對接焊縫，并達到與母材等強的要求。焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足二級焊縫質(zhì)量標準的要求,4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼主要有熱軋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線等。熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋。熱軋鋼筋的品種及強度標準值表中，帶P的為圓鋼，帶R的為螺紋鋼。5.不銹鋼是指含鉻量在12%以上的鐵基合金鋼。,三、建筑鋼材的力學性能拉伸性能力學性能沖擊性能疲勞性能鋼材的性能彎曲性能工藝性能焊接性能,鋼材力學性能（1）拉伸性能反映鋼材拉伸性能的指標：屈服強度、抗拉強度、伸長率。抗拉強度與屈服強度之比是評價鋼材使用可靠性的一個參數(shù)。（2）沖擊性能脆性臨界溫度的數(shù)值愈低，鋼材的低溫沖擊性能愈好（3）疲勞性能（受交變荷載作用時，發(fā)生脆性破壞的現(xiàn)象）一般抗拉強度高，其疲勞極限也較高。,四、鋼材化學成分及其對鋼材性能的影響1.鋼材中主要成分鐵(Fe)，其他有：碳(C）硅(Si）錳(Mn）磷(P）硫(S）氧(O）氮(N）鈦(Ti）釩(V)等。（1）碳是決定鋼材性能的最重要元素。建筑鋼材的含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度和硬度提高，塑性和韌性下降。,（2）硅含量小于1%時，可提高鋼材強度，對塑性和韌性影響不明顯。硅是我國鋼筋用鋼材中主加合金元素。（3）錳能消減硫和氧引起的熱脆性，可提高鋼材強度。（4）有害元素：磷、硫、氧、（氮）。2.碳當量Ceq的允許偏差為0.03%。與可焊性有關(guān),典型題目1.下列鋼材性能中，屬于工藝性能的有（）。A拉伸性能B沖擊性能C疲勞性能D彎曲性能E焊接性能答案：DE,2.下列鋼材化學成分中，屬于碳素鋼中的有害元素是（）。A碳B硅C錳D磷答案：D,混凝土的性能和應(yīng)用課前練習1.關(guān)于細骨料“顆粒級配”和“粗細程度”性能指標的說法，正確的是()。A.級配好，砂粒之間的空隙??；骨料越細，骨料比表面積越小B.級配好，砂粒之間的空隙大；骨料越細，骨料比表面積越小C.級配好，砂粒之間的空隙?。还橇显郊?，骨料比表面積越大D.級配好，砂粒之間的空隙大；骨料越細，骨料比表面積越大答案：C,2.下列影響混凝土強度的因素中，屬于生產(chǎn)工藝方面的因素有（）。A.水泥強度和水灰比B.攪拌和振搗C.養(yǎng)護的溫度和濕度D.齡期E.骨科的質(zhì)量和數(shù)量答案：BD,3.混凝土試件標準養(yǎng)護的條件是（）。A溫度202相對濕度95%以上B溫度202相對濕度90%以上C溫度203相對濕度95%以上D溫度203相對濕度90%以上答案：A,本節(jié)重點及考點一、混凝土組成材料的技術(shù)要求1.以水泥強度等級為混凝土強度等級的1.52.0倍為宜。2.粒徑在4.75mm以下的骨料稱為細骨料，在普通混凝土中指的是砂。,3.混凝土用細骨料的技術(shù)要求：顆粒級配及粗細程度；有害雜質(zhì)和堿活性；堅固性。用細度模數(shù)表示砂的粗細程度。細度模數(shù)愈大，表示砂愈粗。配制混凝土宜優(yōu)選區(qū)砂（中砂）。砂的堅固性是抵抗破裂的能力。,4.粒徑大于5mm的骨料稱為粗骨料。5.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中：（1）粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4；（2）對于混凝土實心板，可采用最大粒徑達1/3板厚的骨料，但最大粒徑不得超過40mm；（3）對于泵送的混凝土，碎石的最大粒徑應(yīng)不大于輸送管徑的1/3，卵石的最大粒徑應(yīng)不大于輸送管徑的1/2.5。,6.有抗凍要求的混凝土所用粗骨料，用硫酸鈉溶液檢驗。7.粗骨料中嚴禁混入鍛燒過的白云石、石灰石塊。8.外加劑摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%。（拌合前或拌合時摻入）9.混凝土膨脹劑物理性能指標：細度、凝結(jié)時間、限制膨脹率(強制性指標）抗壓強度。限制膨脹率是強制性指標,二、混凝土的技術(shù)性能1.和易性1）和易性包括：流動性、黏聚性、保水性。黏聚性：不發(fā)生分層、離析現(xiàn)象；保水性：不產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象。稠度值愈大表示流動性愈小。2）影響混凝土拌合物和易性的主要因素：單位體積用水量、砂率、組成材料的性質(zhì)、時間、溫度等。（1）單位體積用水量決定水泥漿的數(shù)量和稠度，它是影響混凝土和易性的最主要因素。,（2）砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。（3）組成材料的性質(zhì)包括：水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加劑和摻合料的特性。2.強度1）混凝土立方體抗壓強度：制作邊長為150mm的立方體試件，在標準條件下(溫度202，相對濕度95%以上)，養(yǎng)護到28d齡期，測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度，以fcu表示，單位為N/mm2或MPa。,2）混凝土強度等級是按混凝土立方體抗壓強度標準值確定?；炷凉卜譃?4個等級，C15C80，級差為5N/mm2。C30表示：混凝土立方體抗壓強度標準值30MPafcu,k35MPa。3）軸心抗壓強度的測定采用150mm150mm300mm棱柱體作為標準試件。在立方體抗壓強度fcu=1055MPa的范圍內(nèi)，軸心抗壓強度fc=（0.70O.80）fcu。,4）混凝土抗拉強度ft只有抗壓強度fcu的1/201/10抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標（立方體劈裂抗拉實驗）5）抗壓強度fcu軸心抗壓強度fc抗拉強度ft6）影響混凝土強度的因素：原材料、生產(chǎn)工藝。原材料因素包括：水泥強度與水灰比，骨料的種類質(zhì)量和數(shù)量，外加劑和摻合料；生產(chǎn)工藝因素包括：攪拌與振搗，養(yǎng)護的溫度和濕度，齡期。,3.變形性能分為非荷載變形和荷載變形，長期荷載作用下的變形一徐變。4.耐久性混凝土的耐久性包括：抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應(yīng)、混凝土中的鋼筋銹蝕?；炷恋目?jié)B性直接影響到混凝土的抗凍性、抗侵蝕性。三、混凝土外加劑的功能、種類與應(yīng)用1.混凝土外加劑的主要功能包括:（1）改善混凝土或砂漿拌合物施工時的和易性；,（2）提高混凝土或砂漿的強度及其他物理力學性能；（3）節(jié)約水泥或代替特種水泥；（4）加速混凝土或砂漿的早期強度發(fā)展；（5）調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結(jié)硬化速度；（6）調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量；（7）降低水泥初期水化熱或延緩水化放熱；,（8）改善拌合物的泌水性；（9）提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕性鹽類的腐蝕性；（10）減弱堿一骨料反應(yīng)；（11）改善混凝土或砂漿的毛細孔結(jié)構(gòu)；（12）改善混凝土的泵送性；（13）提高鋼筋抗銹蝕能力；（14）提高骨料與砂漿界面的粘結(jié)力，提高鋼筋與混凝土的握裹力；（15）提高新老混凝土界面粘結(jié)力。,2.外加劑的分類（提煉知識點引氣劑的作用）（1）改善混凝土拌合物流變性能。包括各種減水劑、引氣劑泵送劑等。（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能。包括緩凝劑、早強劑速凝劑等。（大體積混凝土要加緩凝劑）（3）改善混凝土耐久性。包括引氣劑、防水劑、阻銹劑等。（4）改善混凝土其他性能。包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等,3.混凝土加入減水劑：不減少用水，提高流動性；減水不減水泥，提高強度；減水且減水泥，節(jié)約水泥。4.早強劑：用于冬季施工和搶險；緩凝劑：用于高溫季節(jié)、大體積混凝土、泵送與滑模及遠距離運輸?shù)幕炷?；引氣劑：用于抗凍、防滲。防凍劑：硝銨、尿素等產(chǎn)生刺鼻氣味的外加劑，嚴禁用于辦公、居住等建筑工程。,5.外加劑應(yīng)有供貨單位提供下列技術(shù)文件:（1）產(chǎn)品說明書，并應(yīng)標明產(chǎn)品主要成分；（2）出廠檢驗報告及合格證；（3）摻外加劑混凝土性能檢驗報告。6.幾種外加劑復合使用時，應(yīng)注意不同品種外加劑之間的相容性及對混凝土性能的影響。7.對鋼筋混凝土和有耐久性要求的混凝土，應(yīng)按有關(guān)標準規(guī)定嚴格控制混凝土中氯離子含量和堿的數(shù)量。,典型題目1.關(guān)于混凝土表面碳化的說法，正確的有（）。A降低了混凝土的堿度B削弱了混凝土對鋼筋的保護作用C增大了混凝土表面的抗壓強度D增大了混凝土表面的抗拉強度E降低了混凝土的抗折強度答案：ABCE,2.混凝土的耐久性能包括()。A.抗凍性B.碳化C.抗?jié)B性D.抗侵蝕性E.和易性答案：ABCD,3.混凝土拌和物的和易性是一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，它包括（）等幾方面的含義。A.流動性B.耐久性C.黏聚性D.飽和度E.保水性答案：ACE,4.影響混凝土強度的因素包括（）。A.水泥強度與水灰比B.集料C.養(yǎng)護溫度和濕度D.齡期E.試塊的尺寸答案;ACD,石灰、石膏的性能和應(yīng)用課前練習1.關(guān)于石灰技術(shù)性質(zhì)的說法，正確的有（）。A.保水性好B.硬化較快、強度高C.耐水性好D.硬化時體積收縮大E.生石灰吸濕性強答案：ADE,本節(jié)重點及考點1.氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化。如石灰、石膏、水玻璃等；水硬性膠凝材料：既能在空氣中也能在水中硬化。如水泥2.石灰、石膏、水泥稱為“灰”,一、石灰1.石灰石主要成分：碳酸鈣CaCO3生石灰：氧化鈣CaO熟石灰（消石灰）：氫氧化鈣Ca(OH)2按石灰中氧化鈣、氧化鎂含量分為：鈣質(zhì)生石灰（MgO5%）和鎂質(zhì)生石灰（MgO5%）。2.石灰熟化過程會放出大量的熱，體積增大12.5倍生石灰(塊灰)不能直接用于工程，需先進行熟化。生石灰熟化而成的石灰膏，一般應(yīng)在儲灰坑中陳伏2周左右。