一级建造师 建筑工程管理与实务 个人学习笔记建筑工程材料.doc
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1、1A412000 建筑工程材料1A412010 常用建筑结构材料的技术性能和应用1A412011 水泥的特性和应用1、水泥按其用途及性能可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥三类。2、通用硅酸盐水泥,以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及混合材料制成的水硬性胶凝材料。一、常用水泥的技术要求(一)凝结时间1、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。2、六大常用水泥的初凝时间均不得短于45min;硅酸盐的终凝时间6.5h,其他五类常用水泥的终凝时间10h。(11年真题)3、初凝时
2、间、安定性达不到要求为废品,禁止使用;其他达不到要求为次品,可降级使用。(二)体积安定性1、概念:是指水泥在凝结硬化过程中,体积变化的均匀性。 2、体积安定性不良原因:游离氧化钙、氧化镁过多;水泥粉磨时石膏掺量过多。 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:试饼法或雷氏法。(三)强度及强度等级 1、影响水泥强度的因素:水泥熟料的矿物组成,混合料的掺量、石膏掺量、细度、龄期和养护条件等因素影响外,还与试验方法有关。2、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、抗折强度。 3、硅酸盐、普通硅酸盐水泥最小强度等级为42.5级;其他四类最小等级为32.5级。(四)其
3、他技术要求1、包括:标准稠度用水量、水泥的细度及化学指标。 其中化学指标包括:有不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子和碱含量。2、水泥的细度、碱含量属于选择性指标。水泥越细,水化热越大。3、国家规定,硅酸盐、普通硅酸盐水泥的细度用比表面积表示,比表面积300; 其他四类用筛余表示,80方孔筛筛余10%或45方孔筛筛余30%。 4、水泥碱含量用计算值来表示。使用活性骨料,碱含量10%水泥重量二、常用水泥的特性及应用 六大常用水泥的特性见下表特性硅酸盐普通矿渣火山灰粉煤灰复合凝 结 硬 化快快慢慢慢慢早 期 强 度高高低低低低后期强度增长快快快快水 化 热大大小小小小抗 冻 性好好差差差耐 热
4、 性差差好差差耐 蚀 性差差好好好好干缩性小小大大小与掺入材料有关抗渗性差好抗裂性高泌水性大常用水泥的选用表(10、11、12年真题)混凝土工程特点或所处环境条件优先选用可以使用不宜使用普通混凝土1普通气候普通水泥后四类2干燥环境普通水泥矿渣水泥火山灰、粉煤灰3高湿度或长期处于水中后四类普通水泥4厚大体积的砼后四类硅酸盐有特殊要求的混凝土1快硬、早强硅酸盐水泥普通水泥后四类2髙强(大于C50级)硅酸盐水泥普通、矿渣水泥火山灰、粉煤灰3严寒露天, 寒冷处在水位升降范围内普通水泥矿渣水泥火山灰、粉煤灰4严寒处在水位升降范围内普通(42.5级)后四类5有抗渗要求普通水泥、火山灰矿渣水泥6有耐磨性要求
5、硅酸盐、普通水泥矿渣水泥火山灰、粉煤灰7受侵蚀介质作用后四类硅酸盐水泥三、常用水泥的包装及标志1、每袋每袋净含量为50kg,且应不少于标志质量的99%;随机抽取20袋总质量(含包装袋)应不少于1000kg。2、水泥袋上应清楚表明:执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志(QS)及编号、出厂 编号、包装日期、净含量。 3、硅酸盐、普通硅酸盐水用红色表示;矿渣用绿色;剩下三种用黑色或蓝色。1A412012 建筑钢材的性能和应用建筑钢材可分为钢结构用钢、钢筋砼结构用钢、建筑装饰用钢材制品。一、建筑钢材的主要钢种1、分类 钢材按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢根据含碳量
6、分为低碳钢(0.25%)、中碳钢(0.25%0.6%)和高碳钢(0.6%)。 合金钢按合金元素含量:低合金钢(5%)、中合金钢(5%10%)和高合金钢(10%)。 工业用钢(硫磷):普通钢、优质钢、高级优质钢和特特级优质钢。 (用途):结构钢、工具钢、特殊性能钢 2、建筑钢材建筑钢材主要钢种: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:一般结构和工程用钢,适于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。 其牌号由屈服强度的字母Q、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法符号按顺序组成;其中质量等级以磷、硫含量,用 A、B、C、D 表示。D级最好,为优质钢;脱氧方法符号:F一沸腾钢,Z一镇静
7、钢,TZ一特殊镇静钢。 型号有:Q195、Q215、Q235和Q275,其中Q235常用。 优质碳素结构钢:一般用于生产预应力砼用钢丝、钢绞线、锚具、高强度螺栓、重要结构的钢铸件等。 其材按冶金质量等级分为优质钢、高级优质钢和特级优质钢。 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砼结构中,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。二、常用的建筑钢材(一)钢结构用钢1、钢板分厚板(厚度4mm)和薄板(厚度4mm)两种。2、厚板主要用于结构;薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。(二)钢管混凝土结构用钢 1、钢管砼结构用钢管有:直缝焊接管、螺旋形
8、缝焊接管和无缝钢管2、适用范围:主要限于柱、桥墩、拱架等。3、钢管焊接必须采用对接焊缝,并达到与母材等强的要求。焊缝质量满足二级焊缝要求。(三)钢筋混凝土结构用钢1、钢筋砼结构用钢主要有热轧钢筋、预应力砼用热处理钢筋、预应力砼用钢丝和钢绞线等。 热轧钢筋是建筑工程常用钢材,主要用于钢筋砼结构、预应力砼结构的配筋。2、抗震钢筋应么,满足以下要求(1)钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比1.25;(2)钢筋实测屈服强度与屈服强度标准值之比1.30;(3)钢筋的最大力总伸长率9%。(13年真题)3、国家规定:热轧带肋钢筋应在其表面上轧上牌号标志。10mm可不轧,挂标牌。(四)建筑装饰用钢材制品1、不锈
9、钢是指含铬量在12%以上的铁基合金钢。含量越高,抗腐蚀性越好。2、轻钢龙骨有:U型、C型、T型和L型。三、建筑钢材的力学性能1、力学性能:拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。 2、工艺性能:弯曲性能、焊接性能等。(一)拉伸性能1、反映钢材拉伸性能的指标:屈服强度、抗拉强度、伸长率。2、抗拉强度与屈服强度之比(强屈比)是评价钢材使用可靠性的一个参数。 3、预应力砼用高强度钢筋和钢丝特点:抗拉强度高、无明显的屈服阶段、伸长率小(二)冲击性能(冲击荷载)1、钢材的冷脆性:冲击性能随温度的下降二减小;当降到一定温度范围内时,冲击值急剧下降,从而可以使钢材出现脆性断裂。此时温度称为脆性临界温度。2、脆性临界
10、温度的数值愈低,钢材的低温冲击性能愈好。(三)疲劳性能(交变荷载) 1、疲劳破坏:受交变荷载的作用,钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象。(在低应力状态下突然发生,危害极大)2、一般抗拉强度高,其疲劳极限也较高。四、钢材化学成分及其对钢材性能的影响(05年真题)1、碳:钢材含碳量在0.8%以下时,随着含碳量增加,强度和硬度提高,塑性和韧性下降。2、硅:含量1%时,提高钢材强度,塑性和韧性影响不大。硅是我国钢筋主要添加元素。3、锰:能消减硫和氧引起的热脆性,可提高钢材强度。改善钢材热加工性能。4、磷:磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。磷可提高耐磨性和耐
11、蚀性,在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。5、有害元素:磷、硫、氧、氮。6、碳当量的允许偏差为0.03%。lA412013 混凝土的性能和应用1、组成:水泥、砂、石和水。为改善其和易性,长加入适量的外加剂和掺合料。2、砂、石主要作用:节约水泥、承担荷载、限制硬化水泥的收缩。一、混凝土组成材料的技术要求 (一)水泥 1、水泥选用依据:砼工程特点 所处环境条件 设计施工的要求2、水泥强度等级选择:一般为砼强度等级的1.52.0倍为宜。高强等级可取0.91.5倍。(二)细骨料定义: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。 2、颗粒级配及粗细程度 颗粒级配:砂中大小不同
12、的颗粒相互搭配的比例情况。搭配好,空隙最少。 粗细程度:不同粒径的砂混合在一起后总体的粗细程度,常有粗砂、中砂、细砂之分。 在相同质量条件下,细砂的总表面积较大,粗砂的较小 二者常用筛分析法测定。根据0.63mm筛孔的累计筛余量,将砂分为、三个级配。 用细度模数表示砂的粗细程度。细度模数愈大,表示砂愈粗。配制混凝土时宜优选区砂。当采用区砂时,应提高砂率,并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易性要求。 当采用区砂时,应适当降低砂率,以保证砼的强度。 泵送砼,宜选用中砂,且砂中小于0.315mm的颗粒应不少于15% 3、有害杂质和碱活性 有害杂质:泥块、淤泥、云母、有机物、硫化物、硫酸盐等 对于
13、重要工程,砂还进行碱活性检验,以确定其适用性。 4、坚固性 定义:指砂在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。 砂的坚固性用硫酸钠溶液检验,试样经5次循环后其质量损失应符合有关标准规定。(三)粗骨料 定义:粒径大于5mm的骨料称为粗骨料。砼常用粗骨料有碎石和卵石 1、颗粒级配及最大粒径 粗骨料级配分为:连续粒级和单粒级两种。 当骨料粒径增大时,其比表面积减小,混凝土的水泥用量减少。 在钢筋砼结构中,粗骨料满足以下要求:最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋最小净距的3/4;砼实心板,最大粒径可达1/3板厚,但不得超过40mm;泵送的砼,碎石的最大粒径输送管径的1
14、/3,卵石的最大粒径输送管径的1/2.5。 2、强度和坚固性 碎石或卵石的强度可用岩石抗压强度和压碎指标两种方法表示。 当砼强度等级为C60及以上时,应进行岩石抗压强度检验。 用于制作粗骨料的岩石的抗压强度与砼强度等级之比1.5。有抗冻要求的砼所用粗骨料,要求测定其坚固性。检验方法与粗骨料相同。 3、有害杂质和针、片状颗粒粗骨料中严禁混入锻烧过的白云石、石灰石块。 重要工程混凝土所使用的碎石或卵石,还应进行碱活性检验,以确定其适用性。(四)水 1、设计使用年限为100年的结构砼,氯离子含量500,对使用的钢丝或经热处理钢筋的预应力砼,氯离子含量500 2、砼拌合用水水质检验项目:pH值、不溶物
15、、可溶物、碱含量。 3、被检验水还应与饮用水样进行水泥凝结时间和水泥胶砂强度对比试验 4、砼养护用水的水质检验项目:pH值、碱含量(五)外加剂 1、外加剂掺量一般不大于水泥质量的5%。(拌合前或拌合时掺入)2、外加剂作用:促进了砼新技术的发展;促进了工业副产品在胶凝材料系统中的更多的应用;有助于节约资源和环境保护。 3、各类具有室内使用功能的砼外加剂中释放的氨量必须1.10%(质量分数)。4、外加剂技术要求:受检砼性能指标和匀质性指标。 性能指标分为推荐性指标和强制性指标推荐性指标:减水率、泌水率比、含气量、凝结时间之差、1h经时变化量强制性指标:抗压强度比、收缩率比、相对耐久性(200次)
16、。 匀质性指标:含量、总碱量、含固量、含水率、密度、细度、pH值和硫酸钠含量。 5、砼膨胀剂的技术要求:化学成分和物理性能 化学成分:和碱含量两项指标,含量应5%,碱含量属选择性指标 物理性能:细度、凝结时间、限制膨胀率和抗压强度。限制膨胀率为强制性指标。(六)掺合料 1、分类:活性和非活性掺合料。 非活性掺合料:磨细石英砂、石灰石、硬矿渣等。 活性掺合料:粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉等。二、混凝土的技术性能(一)砼拌合物的和易性(07、12年真题) 1、和易性包括:流动性、黏聚性和保水性三方面。是一项综合的技术性质。 黏聚性:不发生分层、离析现象;保水性:不产生严重的泌水现象。2、砼
17、的塌落度愈小、稠度值愈大、则流动性愈小。3、影响和易性的主要因素:单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、时间、温度等。单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度,它是影响砼和易性的最主要因素。砂率是指砼中砂的质量占砂、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。(二)混凝土的强度 1、砼立方体抗压强度:(13年真题) 制作边长为150mm的立方体试件,在标准条件下(温度202,相对湿度95%以上),养护到28d龄期,测得的抗压强度,以表示,单位为或。 2、砼立方体抗压标准强度与强度等级 标准强度:用标准试验方法测得的具有不低于95%保证率的抗压强度值
18、,用表示。砼强度等级是按标准值确定。砼共分为14个等级,C15C80,级差为5。 C30表示:砼立方体抗压强度标准值3035。(08年二建真题) 3、砼的轴心抗压强度标准试件:150mm150mm300mm棱柱体。用表示。 结构设计中受压构件计算采用砼轴心抗压强度,更加符合工程实际。 4、砼的抗拉强度 砼抗拉强用表示,。随着砼强度等级提高,有所降低。 结构设计中,抗拉强度是确定砼抗裂度的重要指标。 5、影响砼强度的因素 原材料方面: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:搅拌与振捣,养护的温度和湿度,龄期。(12年真题)(三)混凝土的变形性能1、非荷载变形:化学
19、收缩、碳化收缩、干湿变形、温度变形等2、荷载变形:短期作用变形和长期作用徐变。(四)混凝土的耐久性(07、11、13年真题)1、耐久性包括:抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应、砼中的钢筋锈蚀等。2、抗渗性:主要与其密实度及内部空隙的大小和构造有关。影响砼的抗冻性和抗侵蚀性; 3、侵蚀性介质:软水、硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱、海水等。4、碳化(中性化)影响:使砼碱度降低,削弱砼对钢筋的保护作用,可能导致钢筋锈蚀;显著增加砼收缩,砼抗压强度增大,可能产生细微裂纹,而使砼抗拉、抗折强度降低。三、砼外加剂的功能、种类与应用 (一)外加剂的功能1、改善和易性; 2、提高强度及力学性能; 3、节
20、约水泥或代替特种水泥 4、加速早期强度发展; 5、调节凝结硬化速度; 6、调节含气量;7、降低水化热或延缓水化放热; 8、改善泌水性; 9、提高抗腐蚀性;10、减弱碱骨料反应; 11、改善毛细孔结构; 12、改善泵送性;13、提高钢筋抗锈蚀能力;14、提高骨料与砂浆界面的粘结力,提高钢筋与砼的握裹力;(二)外加剂的分类1、改善砼拌合物流变性能。包括各种减水剂、引气剂、泵送剂等。2、调节砼凝结时间、硬化性能。包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。(12年真题)3、改善砼耐久性。包括引气剂、防水剂、阻锈剂等。4、改善砼其他性能。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等(三)外加剂的适用范围 1、砼掺入减水剂作用(10
21、年真题) 不减少拌合用水量,显著提高拌合物流动性;减水而不减少水泥时,可提高砼强度减水的同时适当减少水泥用量,可节约水泥,砼的耐久性也显著改善2、缓凝剂(使用前必须试验,检测其缓凝效果) 适用:高温季节、大体积、泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品砼等 不宜用于:日最低气温5以下施工,有早强要求的砼和蒸汽养护的砼。 3、引气剂作用及适用范围 改善砼的和易性,减少沁离析,提高砼抗渗性和抗冻性; 含气量增加,砼的弹性模量降低,对提高混凝土的抗裂性有利; 大量微气泡存在,砼的抗压强度会降低。 适用范围:抗冻、抗渗、抗硫酸盐、沁水严重的砼等。 4、膨胀剂分类:硫铝酸钙类、氧化钙类、金属类等;适用范围
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