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1、建筑材料理论（下）发布于2005-04-21被读6787次【字体：大中小】作者：姚志刚第六章建筑砂浆建筑砂浆和混凝土的区别在于不含粗骨料，它是由胶凝材料、细骨料和水按一定的比例配制而成。按其用 途分为砌筑砂浆和抹面砂浆；按所用材料不同，分为水泥砂浆、石灰砂浆、石膏砂浆和水泥石灰混合砂浆 等。合理使用砂浆对节约胶凝材料、方便施工、提高工程质量有着重要的作用。第一节砂浆的技术性质一、新拌砂浆的和易性砂浆的和易性是指砂浆是否容易在砖石等表面铺成均匀、连续的薄层，且与基层紧密黏结的性质。包 括流动性和保水性两方面含义。（一）流动性影响砂浆流动性的因素，主要有胶凝材料的种类和用量，用水量以及细骨料的种类
2、、颗粒形状、粗细 程度与级配，除此之外，也于掺入的混合材料及外加剂的品种、用量有关。通常情况下，基底为多孔吸水 性材料，或在干热条件下施工时，应选择流动性大的砂浆。相反，基底吸水少，或湿冷条件下施工，应选 流动性小的砂浆。（二）保水性保水性是指砂浆保持水分的能力。保水性不良的砂浆，使用过程中出现泌水，流浆，使砂浆与基底黏 结不牢，且由于失水影响砂浆正常的黏结硬化，使砂浆的强度降低。影响砂浆保水性的主要因素是胶凝材 料种类和用量，砂的品种、细度和用水量。在砂浆中掺入石灰膏、粉煤灰等粉状混合材料，可提高砂浆的 保水性。二、硬化砂浆的强度影响砂浆强度的因素有：当原材料的质量一定时，砂浆的强度主要取决
3、于水泥标号和水泥用量。此外， 砂浆强度还受砂、外加剂，掺入的混合材料以及砌筑和养护条件有关。砂中泥及其他杂质含量多时，砂浆 强度也受影响。第二节砌筑砂浆一、砌筑沙浆的组成材料（一）胶凝材料用于砌筑沙浆的胶凝材料有水泥和石灰。水泥品种的选择与混凝土相同。水泥标号应为砂浆强度等级 的4-5倍，水泥标号过高，将使水泥用量不足而导致保水性不良。石灰膏和熟石灰不仅是作为胶凝材料，更主要的是使砂浆具有良好的保水性。（二）细骨料细骨料主要是天然砂，所配制的砂浆称为普通砂浆。砂中黏土含量应不大于5%；强度等级小于M2.5 时，黏土含量应不大于10%。砂的最大粒径应小于砂浆厚度的1/4-1/5，一般不大于2.5
4、毫米。作为沟缝和 抹面用的砂浆，最大粒径不超过1.25毫米，砂的粗细程度对水泥用量、和易性、强度和收缩性影响很大。二、砂浆配合比选择（一）砌筑沙浆的种类及强度等级的选择1、砌筑沙浆的种类常用的砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等。水泥砂浆适用于潮湿环境及水中的砌 体工程；石灰砂浆仅用于强度要求低、干燥环境中的砌体工程；混合砂浆不仅和易性好，而且可配制成各 种强度等级的砌筑沙浆，除对耐水性有较高要求的砌体外，可广泛用于各种砌体工程中。2、砌筑沙浆强度等级的选择一般情况下，多层建筑物墙体选用M1-M10的砌筑沙浆；砖石基础、检查井、雨水井等砌体，常采M5 砂浆；工业厂房、变电所、地下室
5、等砌体选用M2.5-M10的砌筑沙浆；二层以下建筑常用M2.5以下砂浆； 简易平房、临时建筑可选用石灰砂浆。（二）砌筑沙浆的配合比砂浆拌合物的和易性应满足施工要求，且新拌砂浆体积密度：水泥砂浆不应小于1900千克/立方米； 混合砂浆不应小于1800千克/立方米。砌筑沙浆的配合比一般查施工手册或根据经验而定。第七章烧结制品和熔融制品本章只要求掌握烧结普通砖。烧结普通砖是以黏土、页岩、粉煤灰等为主的原料，经成型、干燥、焙 烧而成的实心砖或空洞率不大于15%的砖。（一）烧结普通砖的技术性质1、基本物理性质烧结普通砖的标准外行尺寸为240*115*53毫米，在加上10毫米砌筑灰缝，4块砖长或8块砖宽、
6、16 块砖厚均为1米。1立方米砌体需砖512块。2、外观质量砖的外观质量，主要要求其两条面高度差、弯曲、杂质凸出高度、缺楞掉角尺寸、裂纹长度及完整面 等六项内容符合规范规定。3、抗风化性能抗风化性能是指砖在长期受到风、雨、冻融等综合条件下，抵抗破坏的能力。凡开口孔隙率小、水饱 和系数小的烧结制品，抗风化能力强。4、泛霜与石灰爆裂泛霜是砖在使用中的一种析盐现象。砖内过量的可溶盐受潮吸水溶解后，随水分蒸发向砖表面迁移， 并在过饱和下结晶析出，使砖表面呈白色附着物，或产生膨胀，使砖面与砂浆抹面层剥离。对于优等砖， 不允许出现泛霜，合格砖不得严重泛霜。石灰爆裂是指砖坯体中夹杂着石灰块，吸潮熟化而产生膨
7、胀出现 爆裂现象。对于优等品砖，不允许出现最大破坏尺寸大于2毫米的爆裂区域；对于合格品砖，要求不允许 出现破坏尺寸大于15毫米的爆裂区域。第八章建筑金属材料本章重点介绍建筑钢材，包括钢结构用型钢、钢板和钢管，以及钢筋混凝土用钢筋和钢丝。是本书重 点之一。第一节 建筑钢材基本知识一、铁和钢的概念（一）铁铁分为白口铁和灰口铁。白口铁主要作为炼钢的原料；灰口铁可直接用于铸造，故称铸铁。（二）钢将熔融的生铁进行氧化，使其中碳、硫、磷等杂质含量降低到允许范围内，这种碳含量低于2%的铁碳 合金称为钢。二、钢的分类按合金元素含量将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类。非合金钢又叫碳素钢，按含碳量不同又 分为
8、低碳钢（碳含量小于0.25%）、中碳钢（碳含量在0.25%-0.60%）和高碳钢（碳含量大于0.60%）。建 筑工程中，主要使用非合金钢中的低碳钢及低合金钢加工产品。第二节建筑钢材的主要技术性质一、力学性质（一）抗拉性能拉伸作用，是建筑钢材主要受力形式，所以，抗拉性能是表示钢材性质和选用钢材最重要的指标。钢材受拉直至破坏经历了四个阶段:1、弹性阶段：在此阶段，钢材的应力和应变成正比关系。此阶段产生的变形是弹性变形。2、屈服阶段：随着拉力的增加，应力和应变不再是直线关系，钢材产生了弹性变形和塑性变形。当拉力达 到某一定值时，即使应力不再增加，塑性变形仍明显增长，钢材出现了屈服现象，此点对应的应力
9、值被称 为屈服点（或称屈服强度）。屈服点是重要的指标，它表明钢材若在屈服点以上工作，虽然没有断裂，但 会产生较大的塑性变形。因此，在结构设计时，屈服点是确定钢材容许应力的主要依据。3、强化阶段：拉力超过屈服点以后，钢材又恢复了抵抗变形的能力故称强阶段。强化阶段对应的最高应力 称为抗拉强度或强度极限。抗拉强度是钢材抵抗断裂破坏能力的指标。虽然在结构设计时不能利用，但却 可以根据屈强比来评价钢材的利用率和安全工作程度。屈强比是屈服强度比抗拉强度，若屈强比小，钢材 在偶而超载时不会破坏，但屈强比过小，钢材的利用率低，是不经济的。适宜的屈强比应该是在保证安全 使用的前提下，钢材有较高的利用率。通常情况
10、下，屈强比在0.60-0.75范围内是比较合适的。4、颈缩阶段：过了抗拉强度以后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在受拉试件的某处，迅速发生较大的 塑性变形，出现颈缩现象，直至断裂。（二）冲击韧性冲击韧性是指在冲击荷载作用下，钢材抵抗破坏的能力。钢的冲击韧性受下列因素影响：1、钢材的化学组成与组织状态：钢材中硫、磷的含量高时，冲击韧性显著降低。细晶粒结构比粗晶粒结构 的冲击韧性要高。2、钢材的轧制、焊接质量：沿轧制方向取样的冲击韧性高；焊接钢件处的晶体组织均匀程度，对冲击韧性 影响大。3、环境温度：当温度较高时，冲击韧性较大。当温度降至某一范围时，冲击韧性突然降低很多，钢材断口 由韧性断裂状转为
11、脆性断裂状，这种性质称为低温冷脆性。发生低温冷脆性时的温度（范围），称脆性临 界温度（范围）。在严寒地区选用钢材时，必须对钢材冷脆性进行评定，此时选用钢的脆性临界温度应低 于环境最低温度。4、时效：随着时间的进展，钢材机械强度提高，而塑性和韧性降低的现象称为时效。二、工艺性能冷弯性能和可焊性是建筑钢材的重要工艺性能。（一）冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。钢材在弯曲过程中，受弯部位产生局部不均匀塑性 变形，这种变形在一定程度上比伸长率更能反映钢的内部组织状况、内应力及杂质等缺陷。因此，也可以 用冷弯的方法来检验钢的焊接质量。（二）可焊性建筑工程中，钢材绝大多数是采用焊接方法联
12、结的。这就要求钢材要有良好的可焊性。可焊性是指钢 材在一定焊接工艺条件下，在焊缝和附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向，焊接后接头强度是否与母体相 近的性能。钢的可焊性主要受化学成分极其含量的影响。含碳量小于0.3%的非合金钢具有良好的可焊性， 超过0.3%，焊接的脆硬倾向增加；硫含量高会使焊接处产生热裂纹，出现热脆性；杂质含量增加，会使可 焊性降低。第三节建筑用钢的晶体组织与化学成分对钢性能的影响本章主要了解化学成分对钢性能的影响。化学成分对钢性能的影响：1、碳的影响：碳是钢中重要元素，对钢的组织和性能有决定性影响。随含碳量增加，钢的硬度增大，塑性和韧性降 低，可焊性降低，强度以含碳量为0.8%
13、左右为最高。2、锰的影响：在炼钢过程中，锰起到脱氧去硫作用，提高了强度，克服由硫引起的热脆性。但当锰含量超过1%后， 塑性和韧性有所下降。固溶在铁素体中的锰，使钢的强度、硬度和韧性都提高。锰在非合金钢中含量为 0.2%-0.8%，在低合金钢中含量一般为1%-2%。高锰钢的耐磨性明显提高。3、硅的影响：在钢中，硅大部分固溶于铁素体中，少量属于非金属夹杂物。硅含量在2%以内时，可提高钢的强度， 对塑性和韧性影响不大。4、磷的影响：磷是铁原料中带入的杂质。磷使钢在常温下的强度和硬度增加，塑性和韧性显著降低。5、硫的影响：硫是有害成分。硫含量增加，显著降低了钢的热加工性能和可焊性。硫和磷一样，易于偏析
14、，含量过 高时，会降低钢的韧性。第四节钢材的冷加工和热处理一、钢材的冷加工强化和时效处理（一）冷加工强化在常温下，钢材经拉、拔、轧等加工，使其产生塑性变形，而调整其性能的方法称为冷加工。冷加工 后的钢材，屈服点和硬度提高，塑性降低，钢材得到强化。若冷拉后的钢材，立即受拉，我们发现虽然屈 服点提高，但抗拉强度基本不变，塑性和韧性降低，弹性模量降低。冷加工强化的原因，是冷拉超过屈服点时，塑性变形造成滑移面内晶格扭曲，畸变加剧，阻碍了进一步滑移，提高了抵抗变形的能力。（二）时效处理冷拉后的钢材，时效加快。若在常温下存放15-20天，可完成时效，称自然时效。若加热钢材至100-200 度，则可以在更短
15、时间内完成时效，称人工时效。经时效处理后的钢材，若再受拉，屈服点进一步提高， 抗拉强度也提高，塑性和韧性进一步降低，弹性模量得到恢复。这种现象也称时效强化。建筑工地和混凝 土构件厂，常利用冷拉和冷拔并时效处理方法，对钢材进行处理，提高钢材的机械强度，降低塑性，从而 达到节约钢材的目的。冷拉并时效处理后钢筋，同时也被调直和除锈。当再冷拉时，要控制冷拉率及冷拉 应力，使冷拉后的钢材性能符合规范规定。二、钢材的热处理热处理是将钢材按规定的温度制度，进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织，得到所需要的性能 的一种工艺。热处理的方法有淬火、回火、退火和正火。热处理的具体方法本书不做要求。第五节建筑钢材的技术标准一、碳素结构钢（非合金结构钢）1、牌号国家标准规定，牌号由代表屈服点的符号（Q）、屈服点值（195、215、235、255、275兆帕）、质量 等级（A,B,C,D）和脱氧程度（F,b,Z,TZ）构成。其中A,B为普通质量钢；C,D为磷、硫杂质控制较严格的 优质钢。脱氧程度以F代表沸腾钢，b代表半镇静钢，T和TZ分别代表镇静钢和特殊镇静钢。例如：Q235-A.F, 表示屈服点为235兆帕的质量为A级的沸腾钢。2、选用建筑工程中主要应用的碳素钢是Q235号钢。它之所以普遍应用，主要是它的机械强度、韧性和塑性及 加工等综合性
