土木工程材料：土木工程材料多媒体演示文稿

土木工程材料
———— 一切建筑的基础
绪论
第一部分 土木工程材料的性质
第二部分 基本材料
第三部分 建筑功能材料
第四部分 土木工程材料试验结束语绪论
土木工程材料的发展是随着人类社会生产力的不断发展和人民生活水平不断提高而向前发展的。随着社会生产力的发展，对建筑物的规模、质量等方面的要求愈来愈高，这种要求与工程材料的数量、品种、
质量等都有着相互依赖和相互矛盾的关系。
工程材料的生产与使用就是在不断的解决这个矛盾的过程中不断向前发展的。同时相关学科的进步也为工程材料的发展提供了有利的条件。
古代人类最初是,穴居巢处,。
火的利用使人类学会了烧制砖、瓦、陶瓷与石灰。
铁器时代以后有了简单的工具，工程材料（木材、砖、石等）才由天然材料进入人工生产阶段，为较大规模的土木工程和人类需要的其他建筑物建立了基本条件。
在漫长的 封建社会 中，生产力停滞不前，土木工程材料的发展也极为缓慢，长期限于砖、石、木材作为结构材料。
资本主义 的兴起，城市的出现于扩大，工业的迅速发展，
交通的日益发达，需要建造大规模的建筑物构筑物和建筑设施，例如大跨度的工业厂房，高层的公用建筑以及桥梁、
港口等，推动了土木工程材料的前进，在 18~19世纪相继出现了钢材、水泥、混凝土以及钢筋混凝土成为了主要的结构材料。使建筑业的发展进入了一个新阶段。
工业的发展使一些具有特殊功能的材料，如绝热材料，吸声材料、耐热、耐腐蚀、抗渗透以及防辐射材料应运而生。
人民生活水平的提高，对建筑物修饰的要求愈来愈高，于是各种装饰材料层出不穷。
为了适应建筑工业的自动化和建议不提高土木工程质量的要求，工程材料今后的发展将有以下几个趋势：
1.尽可能的提高材料的强度，降低材料的自重；
2.研究并生产多功能、高效能的材料；
3.由单一材料向复合材料及其制品发展；
4.对材料的耐久性将引起更大的重视；
5.建筑制品的生产，讲向预制化、单元化发展，
构件尺寸日益增大；
6.大量利用工农业废料、废渣、生产廉价的、低性能的材料及制品；
7.利用现代科学技术及手段，在深入认识材料的内在结构对性能影响的基础上，按指定的要求，设计与制造更新品种的土木工程材料。
土木工程材料种类繁多，根据化学成分建筑材料可分为无机材料，有机材料和复合材料。 见表 1建筑材料分类 按功能可以分为建筑结构材料，墙体材料和建筑功能材料。 见表 —— 建筑材料分类 2建筑材料 是建筑施工专业的一门重要技术基础课，主要研究建筑材料的组成和构造，性质和应用，技术与标准，检验方法与保管等内容。
在学习中，应主要以下几点：
1.材料的组成和结构是决定材料性质的内在因素，只有了解材料性质与组成构造的关系才能掌握材料的性质。
2.同类材料存在共性；同类材料的不同品种还存在着特性。
学习时应掌握各种材料的共性，再运用对比的方法掌握不同品种材料的特性，便于理解。
3.使用时材料的性质会受到外界环境条件的影响，学习时要运用已学过的物理，化学等基础知识加深理解，提高分析和解决问题的能力。
4.材料实验是本门的一个重要环节，因此必须上好实验课，
通过实验培养动手能力，获取感性知识，了解技术标准与检验方法。
返回键建筑材料无机材料非金属材料 天然石材：石子，砂，毛石，料石烧土制品：黏土砖，瓦，空心砖，建筑陶瓷玻璃：窗用玻璃，安全玻璃，特种玻璃胶凝材料：石灰，石膏，水玻璃，各种水泥混凝土及砂浆：普通混凝土，轻混凝土，特种混凝土，各种砂浆硅酸盐制品：粉煤灰砖、灰砂砖，硅酸盐砌块绝热材料：石棉，矿棉，玻璃棉，膨胀珍珠岩金属材料 黑色金属：生铁、碳素钢、合金钢有色金属：铝，锌，铜及其合金有机材料植物质材料 木材，竹材，软木，毛毡沥青材料 石油沥青，煤沥青，沥青防水制品高分子材料 塑料，橡胶，涂料，胶粘剂复合材料无机非金属材料和有机材料的复合聚合物混凝土、沥青混凝土，水泥刨花板，玻璃钢返回键建筑材料建筑结构材料砖混结构,石材，砖，水泥混凝土，
钢筋钢木结构：建筑钢材，木材墙体材料砖及砌块：普通砖、空心砖，硅酸盐及砌块墙板：混凝土墙板、石膏半、
复合墙板建筑功能材料防水材料：沥青及其制品绝热材料：石棉、矿棉，玻璃棉、膨胀珍珠岩石吸声材料；木丝板、毛毡，泡沫塑料采光材料：窗用玻璃装饰材料：涂料、塑料装饰材料、铝材 返回键布达拉宫宫体主楼 13层，高 117.2米,东西长 360米，全部为石木结构，宫墙厚达 2— 5米，墙身全部用花岗岩砌筑,仅五世达赖灵塔就用黄金 11万 9千两，大小珍珠 4000多颗。
返回键悉尼海上歌剧院是悉尼的标志，世界最豪华的文化建筑之一。这座,船帆屋顶剧院,是从 66个国家 233位设计师的蓝图中，选中丹麦乔恩 -厄特宗的作品，从 1959年施工到
1973年，耗资 1.04亿美元才得完成。
返回键第一部分 土木工程材料的基本性质
土木工程的各个部位都处于不同的环境条件并起一定的作用。
如梁、板、柱以及承重的墙体主要承受各种荷载作用；
房屋屋面要承受风霜雨雪的作用且能保温、防水；
基础除承受建筑物全部荷栽外，还要承受冰冻及地下水的侵蚀；
墙体要起到抗冻、隔声、保温隔热等作用。
这就要求用于不同工程部位的材料应具有相应的性质。
这些性质归纳起来可分为：
一、物理性质 与各种物理过程（水、热作用）有关的性质；
二、力学性质 材料在荷载作用下的变形及抵抗变形的能力；
三、耐久性 材料在使用环境中，受到各种作用（物理作用、化学作用及生物作用等）而影响使用功能。
工程材料所具有的各种性质，主要取决于材料的组成和结构状态，同时还受到环境条件的影响。为了能够合理地选择和正确地使用材料,必须了解材料的各种性质以及性质与组成、结构状态的关系。
第一章 材料的基本性质
第一节 材料物理性质
第二节 材料的力学性质第一节 材料物理性质
材料的结构特征参数
（一）材料的密度 密度是指材料的质量与其体积之比。根据材料所处状态不同，可分为密度、体积密度和堆积密度。
密度材料在绝对密实状态下，单位体积的质量称为密度。按下式计算：
ρ=m/v
式中 ρ— 密度,g/cm3或 kg/m3；
m---材料的质量,g或 kg；
v— 材料在绝对密实状态下的体积，（即材料体积内固态物质的实体积）,cm3或 m3。
材料密度的大小取决于材料的组成及微观结构，因此相同组成及微观 结构的材料其密度为一定值。
在建筑材料中，除金属、玻璃等少数材料外，都含有一些孔隙。为了测得含孔材料的密度，应把材料磨成细粉，除去孔隙，经干燥后用李 氏瓶测定其实体积。材料磨得越细，所测得的体积越接近绝对体积。
体积密度 (表观密度 )
材料在自然状态下，单位体积的质量称为体积密度。按下式计算,ρ0=m/vo
式中 ρ0---体积密度,g/cm3或 kg/m3； m---自然状态下材料的质量,g或 kg； v0— 材料在自然状态下的体积,cm3或 m3。
在自然状态下，材料体积内常含有孔隙。一些孔之间相互连通，且与外界相通称为开口孔。一些孔互相独立，不与外界相通称为闭口孔，如图 1-1。一般材料在使用时，其体积为包括内部所有孔在内的体积即自然状态下的体积，如砖、混凝土、石材等。有的材料如砂、石，在拌制混凝土拌合料时，
因其内部的开口孔被水所填入,因此体积内只包括材料的实体积及内部的闭口孔,为了区别这两种情况,常将包括所有孔隙在内的密度称为体积密度,把只包括闭口孔在内时的密度称为 视密度,用 ρ,表示。表观密度在计算砂、石在混凝土中的实际体积时有实用意义。
在自然状态下，材料内往往含有水分，其质量将随含水程度而改变，故测定体积密度时应注明其含水程度。一般指的是材料在气干状态下的体积密度，干燥材料的体积密度称为干体积密度。
材料的体积密度主要取决于材料的密度、宏观结构以及含水程度。
,堆积密度粉状或颗粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量称为堆积密度。按下式计算,ρ’=m/ v’
式中 ρ' ---材料的堆积密度,kg/m3； m---材料的质量,kg； v'— 材料的堆积体积,m3。
材料在堆积状态下，其堆积体积不但包括所有颗粒内的孔隙，而且还包括颗粒间的空隙。其值大小不但取决于材料颗粒的体积密度，而且还与堆积的疏密程度有关。
在土木工程中，进行配料计算、确定材料堆放空间及运输量、材料用量及构件自重等经常用到的材料的密度、体积密度和堆积密度的数值，见表
1-1 常用材料的密度、表观密度，堆积密度 。
二 ) 材料的密实度与孔隙率密实度密实度是指材料体积内，被固体物质充实的程度。以 D表示，并按下式计算：
D=V/V0
孔隙率孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占有的比例。以 P表示，并按下式计算,P=（ V-
V0） /V0=1-D=1-ρ/ρ0
孔隙率与密实度从两个不同侧面来反映材料的致密程度，
即 D+P=1 。
建筑材料的许多工程性质如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性等都与材料的致密程度有关。这些性质除取决于孔隙率的大小外，还与孔隙的构造特征密切相关。孔隙特征主要指孔隙的种类（开口孔与闭口孔）、孔径的大小及孔的分布等。实际上绝对的闭口孔是不存在的。在建筑材料中，
常以在常温、常压下水能否进入孔中来区分开口与闭口。
因此，开口孔隙率（ Pk）是指常温常压下能被水所饱和的孔体积（即开口孔体积 Vk）与材料体积之比。闭口孔隙率
（ PB）便是总孔率 P与开口孔隙率 Pk-之差。
由于孔隙率的大小及孔隙特征对材料的工程性质有不同的影响，因此常采用改变材料的孔隙率及孔隙特征的方法来改善材料的性能，例如对水泥混凝土加强养护提高密实度或加入引气剂，引入一定数量的闭口孔，都可以提高混凝土的抗渗及抗冻性能。
二、材料与水有关的性质
（一） 亲水性与憎水性材料与水接触时出现两种不同的现象，如图 1-6所示，这是由于水与固体表面之间的作用情况不同。若材料遇水后其表面能降低，则水在材料表面易于扩展。这种与水的亲合性称为亲水性。表面与水亲合能力较强的材料称为亲水性材料。亲水性材料遇水后呈图 1-2（ a）的现象，其润湿边角（固、气、液三态交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角） θ≤90o。与此相反，当材料与水接触时不与水亲合，这种性质称为憎水性。憎水性材料遇水呈图 1-2（ b）的现象,θ>90o。
工程材料中，各种无机胶凝混凝土、石料、砖瓦等均为亲水性材料，它们为极性分子所组成，与极性分子水之间有良好的亲合性。沥青、油漆、塑料等为憎水性材料，这是因为极性分子的水与这些非极性分子组成的材料互相排斥的缘故。憎水性材料常用作为防潮、防水及防腐材料，也可以对亲水性材料进行表面处理，用以降低吸水性。
（二） 吸湿性与吸水性吸湿性 材料在环境中，能自发地吸收空气中水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示，即吸入水与干燥材料的质量之比。材料的吸湿性主要取决于材料的组成及结构状态。一般说，开口孔隙率较大的亲水性材料具有较强的吸湿性。材料的含水率还受到环境条件的影响，它随环境的温度和湿度的变化而改变。最后材料的含水率将与环境湿度达到平衡状态，与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。此时的含水状态称为气干状态。
吸水性 材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。吸水性大小用吸水率表示，吸水率常用质量吸水率，即材料吸入水的质量与材料干质量之比表示：
W质 =（ m饱 -m干） /m干
式中 W质 — 材料的质量吸水率,%；
m饱 — 材料吸水饱和后的质量,g 或 kg ；
m干 — 材料在干燥状态下的质量,g 或 kg；
对于高度多孔的材料的吸水率常用体积吸水率表示，即材料吸入水的体积与材料自然状态下体积之比。
W体 =V水 /V干 =（ m饱 -m干） /ρ0V干
式中,W体 — 材料的体积吸水率,%；
ρw— 水的密度,g/cm3；
V干 — 材料在自然状态下的体积,cm3；
V水 — 材料吸水饱和时，水的体积,cm3。
由于在自然状态下，吸入水的体积与开口孔体积相等，因此材料体积吸水率与开口孔隙率数值相等。
将上式变换可导出体积吸水率与质量吸水率的关系
材料吸水率的大小不仅取决于材料对水的亲憎性还取决于材料的孔隙率及孔隙特征。密实材料及具有闭口孔的材料是不吸水的；具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率也常小于其开口孔隙率；而那些孔隙率较大，且具有细小开口连通孔的亲水性材料往往具有较大的吸水能力。
材料在水中吸水饱和后，吸入水的体积与孔隙体积之比称为饱和系数。材料含水后，不但可使材料的质量增加，而且会使强度降低，保温性能下降，抗冻性能变差，有时还会发生明显的体积膨胀。可见材料中含水对材料的性能往往是不利的。
（三）耐水性材料在水的作用下，其强度不显著降低的性质称为耐水性。
一般材料含水后，将会以不同方式减弱材料的内部结合力，使强度有不同程度的降低。材料的耐水性用软化系数表示：
K=f1/f
式中 K— 材料的软化系数；
f1— 材料在吸水饱和状态下的抗压强度,MPa；
f— 材料在干燥状态下的抗压强度,Mpa。
材料的软化系数波动在 0-1之间，软化系数越小，
说明材料吸水饱和后强度降低得越多，耐水性越差。处于水中或潮湿环境中的重要结构物所选用的材料其软化系数不得小于 0.85～ 0.90。因此软化系数大于 0.85的材料，可认为是耐水的。干燥环境下使用的材料可不考虑耐水性。 返回键材料 名称 密 度 g/cm3 表观密度
g/cm3
堆积密度
g/cm3
钢 材 7.85 —— ——
松 木 1.55 0.40~0.80 ——
水 泥 2.80~3.20 —— 900~1300
砂 2.66 2.65 1450~1650
碎石（石灰石）
2.60~2.80 2.60 1400~1700
普通混凝土 2.60 1.95~2.50 ——
普通黏土砖 2.60 16.0~1.90 ——
返回键第二节 材料的力学性质
一,强度及强度等级
根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等，抗压、抗拉、抗剪强度的计算公式如下,
f=F/A
式中 f— 材料的强度,Mpa；
F— 材料破坏时的最大荷载,N；
A— 材料受力截面积,mm2。
材料的抗弯强度用下式计算
f弯 =3FL/2bh~2
不同种类的材料具有不同的抵抗外力的特点。相同种类的材料，其强度随孔隙率及宏观结构特征的不同有很大差异。一般说，
材料的孔隙率越大，强度越低，两者有近似直线的比例关系，如图 1-5所示。
材料的强度除与组成和结构有关外，其强度值还受试件的形状、尺寸、表面状态、温度、湿度及试验时的加荷速度等因素影响，因此国家规定了试验方法，测定强度时应严格遵守。
强度等级强度等级 为了掌握材料的力学性质，合理选择材料，将材料按极限强度 (或屈服点 )划分成不同的等级，即强度等级。如石材、混凝土、红砖等脆性材料主要用于抗压，因此以其抗压极限强度来划分等级，而钢材主要用于抗拉，故以其屈服点作为划分等级的依据。
,比强度,
比强度是评价材料是否轻质高强的指标。
它等于材料的强度与体积密度之比，其数值大者，表明材料轻质高强。
二、脆性与韧性脆性材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，
不出现塑性变形而突然破坏的性质称为脆性。具有这种性质的材料称为脆性材料。脆性材料的抗压强度比抗拉强度大得多，可达几倍到几十倍。脆性材料抵抗冲击或振动荷载的能力差，故常用于承受静压力作用的工程部位如基础、墙体、柱子、
墩座等。属于此类的材料如石材、砖、混凝土、铸铁等。
韧性材料在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生一定的塑性变形而不致破坏的性质称为韧性（或冲击韧性）。建筑钢材、木材、沥青混凝土等属于韧性材料。用作路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性。材料的韧性用冲击试验来检验。 常用材料的强度表 1-2
材料的理论强度与实际强度材料在外力作用下，抵抗破坏的能力称为强度。当材料受到外力、荷载、变形限制、温度等作用都可使其内部产生应力。当应力增大到一定数值时，不同的材料可出现两种情况：一种是当应力达到某一值（屈服点）后，应力不再增加就能产生较大的塑性变形，使构件失去使用功能，却并未达到极限应力值。另一种是应力未能使材料出现屈服现象就直接达到材料的极限应力值而出现断裂。这两种情况下的应力值都可称为材料的强度，前者如建筑钢材以屈服点值作为钢材的设计依据，而几乎所有的脆性材料都属于后者。
从理论上讲，材料受外力作用产生破坏的原因主要是由于拉力造成质点间结合键断裂的缘故。或者产生脆裂，或者产生晶界面的滑移。材料受压破坏，实际上也是由于压力作用引起内部产生拉应力或剪应力而造成的破坏。
三,材料的受力变形材料受外力作用，其内部会产生一种用来抵抗外力作用的内力，同时还伴随着材料的变形。根据变形的特点，可将变形分为弹性变形和塑性变形。
1）,弹性变形材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种能够完全恢复的变形称为弹性变形。
2）,塑性变形材料在外力作用下产生变形，当外力取消后仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形。
实际上，只有单纯的弹性或塑性的材料是不存在的。各种材料在不同的应力下，表现出不同的变形性能。
四、硬度和耐磨性硬度是材料抵抗其他物体刻划，压入其表面出现塑性变形的能力,通常，矿物的硬度采用刻划法测定其莫氏硬度，钢材，木材，混凝土采用钢球压入法测定其布氏硬度（ HB）。
耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力，通常用磨损率 K表示，即
K=M1-M2/A
其中 M1,M2—— 表示磨损前后的质量,g；
A—— 受损面积,cm2。
返回键返回键材 料 抗 压 抗 拉 抗 弯花岗岩 100~250 5~8 10~14
普通黏土砖 7.5~30 —— 1.6~4.0
普通混凝土 7.5~60 1~9 ——
松木（顺纹） 30~50 80~120 60~100
建筑钢材 240~1500 240~1500 ——
第二部分 基本材料
第二章 墙体材料
第三章 天然石材
第四章 无机气硬性胶凝材料
第五章 水泥
第六章 水泥混凝土
第七章 建筑砂浆
第八章 防水材料
第九章 建筑钢材
第十章 木材及其制品返回键第二章 墙 体 材 料
墙体材料是指用来砌筑、拼装或用其他方法构成承重或非承重墙的材料，他在整个建筑中起承重、传递重力、围护和隔断等作用。在一座房屋建筑中，墙体占整个建筑物质量的 60%以上。
在墙体材料中，粘土砖仍为我国主要的墙体材料。由于我国人口不断增长，耕地不断减少，能源紧张，因此发展新型墙体材料势在必行。
第一节 砌 墙 砖
第二节 建筑砌块
第三节 建筑人造板返回键第一节 砌 墙 砖
砌墙砖可以分为烧结砖和非烧结砖两大类，
并有空心和实心两种。
一、烧结普通砖
烧结普通砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过制备，成型、干燥和灼烧而成的。
烧结普通砖的技术要求包括外观指标、标号和耐久性能，并根据此将其分成特等，一等和二等三个等级。
1,外观指标 烧结普通砖的外形为规则的正平行六面体，现行标准尺寸为 240x115x53mm，通常将
240x115mm 的平面称为大面,240x53 mm的平面称为条面,115x53mm的 平面称为顶面。 如图
砖的外观指标包括尺寸偏差,弯曲，裂纹、颜色、
完整面、棱角以及表面突出高度等并符合规定。
在烧砖时由于焙烧温度不均匀会出现欠火砖以及过火砖。欠货砖色浅、敲击声哑，孔隙多、强度低、耐久性差、不宜使用。过火砖的色深，声脆、
强度高、耐久性好、但容易产生酥砖和罗纹砖，欠火砖、酥砖和罗纹砖不得作为合格品出厂。
2,标号 砖的标号按抗压抗折强度确定，并分为 200,150,100,75 四个标号。
3,耐久性能 砖的耐久性能由抗冻实验、泛霜实验、石灰爆裂实验和吸水率实验来确定。
二。 非烧结砖
非烧结砖包括：经常压蒸汽养护硬化而成的蒸养砖（蒸养粉煤灰砖、蒸养矿渣砖、蒸养煤渣砖）；
经高压蒸汽养护硬化而成的蒸压砖（蒸压灰砂砖、
蒸压粉煤灰、蒸压矿渣砖）；以石灰为胶凝材料，
加入骨料成型后经二氧化碳处理硬化而成的碳化砖。由于非烧结砖不用黏土，利用工业废渣，生产工艺简单。砖的技术性能可超过烧结普通砖，
所以近来在全国各地迅速发展。
1,增压灰砂砖 增压灰砂砖是以石灰和沙为主要原料，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的。
蒸压灰砂砖的规格与烧结普通砖一致，根据抗压强度和抗折强度可分为 25,20,15,10四个强度等级，根据尺寸偏差和外观分为优等品（ A）、
一等品（ B）和合格品（ C）。其产品标记采用强度级别、产品强度等级、标准标号的顺序打印、
示例如下：强度等级为 20级的优等品的灰砂砖：
LSB-20-A-GB11945。 15级以上的砖可用于基础及其他建筑部位,10级砖可用于防潮层以上的建筑部位。
2,粉煤灰砖 粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，插入适量的石膏和骨料经坯料制备、压制成型、高压或常压蒸汽养护而成。
粉煤灰砖的规格尺寸与烧结普通砖相同，产品根据炕压强度和抗折强度分为 20,15,10,7.5四个强度等级根据外观质量、强度、抗冻性和干燥收缩分为优等品（ A）、一等品（ B）和合格品
（ C）。粉煤灰砖按产品名称、强度级别、产品级别、国家标准编号顺序进行标记，如强度级别为 20优等品粉煤灰砖的标记为,FAB-20-A-JC239。
粉煤灰砖优等品的强度级别应该不低于 15级，一等品的强度级别应该不低于 10级，抗冻性应该符合有关规定，其干燥收缩值优等品应该不大于
0.6MM/M；一等品应该不大于 0.75MM/M；合格品应该不大于 0.85MM/M。
粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，
但用于基础或用于易受冻溶和干湿交替作用的建筑不必须使用一等砖和优质砖，不得用于长期受热 200度以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。
三,烧结多孔砖和烧结空心砖
1,烧结多孔砖 烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔的砖，
主要用于承重部位。
烧结多孔砖的外型为直角六棉体，起规格尺寸见表
烧结多孔砖根据抗压强度、抗折菏重分为 30,25、
20,15,10,7.5六个强度等级。根据国家标准
GB13544-92的规定，烧结多孔砖根据尺寸偏差、
外观质量、强度等级和物理性能分为优等品
（ A）、一等品（ B）和合格品（ C）三个等级，
并按产品名称、规格代号、强度等级、产品等级和国家标准编号顺序编写标记，如规格代号 M、
强度等级 25、优等品砖的标记为：烧结多孔砖 M-
25A-GB13544。
2.烧结空心砖 烧结空心砖是以以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经焙烧而成的，主要用于非承重部位空心砖。
烧结空心砖的外型为直角六面体、在与沙浆的接合面上应设有增加结合力的深 1MM以上的凹线槽。
如图所示，其尺寸有 290*190*90和
240*180*115MM两种。按国家标准规定 GB13545-
92,烧结空心砖根据密度（体积密度）分级为
800,900,1100三个密度级别，每个密度级别根据孔洞及其排数，尺寸偏差、外观质量、强度等级和物理性能分为优等品（ A）、一等品（ B）和合格品（ C）三个等级。并按产品名称、规格尺寸、密度级别、产品等级和国家标准编号顺序编写标记，如：尺寸 290*190*90MM，密度 800级，
优品等空心砖的标记为，空心砖（ 290*190*90）
800A/GB13545。烧结空心砖的强度应该符合表 8-
7的规定 返回键
建筑砌块是一种比砌墙砖尺寸大的墙体材料，有适用性强、原料来源广、制作以及使用方便等特点。常见的有粉煤灰砌块、
混凝土砌块和蒸压加气混凝土砌块等第二节 建筑砌块
一,粉煤灰砌块
粉煤灰砌块是 以粉煤灰、石灰、石膏、和骨料为原料；加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而成的密实砌块，有 880*380*240和 880*430*240两种。根据 JC238-91规定，砌块按其立方体试件的抗压强度分为 10级和 13级。砌块按外观质量、尺寸偏差和干缩性能氛围一等品（ B）和合格品（ C），并按其产品名称、规格、强度等级、产品等级和标准编号顺序进行标记,如强度等级为 10级、砌快的规格尺寸为 880*380*240MM、产品等级为一等品时记为,FB880*380*240-10B-JC238。
粉煤灰砌块适用于砌筑民用和工业建筑墙体和基础。
二,混凝土小型砌块
混凝土小型砌块是用普通混凝土制成的小型空心砌块，其主要规格尺寸为
390*190*190MM。按国家 GB8239-87规定砌块按抗压强度分为 3.5,5.0,7.5,10.0和
15.0五种标号，按相对含水率分为 M和 P级，
按是否要求抗渗性指标分为 S和 Q级，按其外观质量分为一等品和二等品。
砌块等级的表示方法是顺次使用外观质量、
标号、相对含水率和抗渗性四个符号表示，
其相对含水率为 P级，抗渗性为 Q级时,PQ
可省略。
三,增压加气混凝土砌块
增压加气混凝土砌块作为墙体材料，具有质量轻、绝热性能好、吸声、加工方便、
施工效率高等优点。
增压加气混凝土砌块是由含钙材料（水泥或生石灰）和含硅材料（砂、粉煤灰、矿渣等）经搅拌、发气、切割、增压处理而成。
第三节 建筑人造板
由纤维状增强材料（或填料）与有机或无机粘结剂相结合所制成的板材，如纤维板、
刨花板、石棉水机板,TK板、稻草板等，
这一类建筑用板材称为建筑人造板材。
这些产品原料来源广泛，生产成本低，在数量上和性能上弥补了天然板材的不足，
它在建筑板材中占有很重要的地位。
下面介绍几种建筑板材。
一,纸面石膏板
以建筑石膏为主要原料，加入适量纤维、
黏结剂、缓凝剂、发泡剂，搅拌均匀后，
两面夹以纸板，在辊压成石膏板。它的常用规格是 800*300*1200mm，固定在木材架或者钢结构架上，作为室内隔墙，表面涂刷耐水材料或贴塑料壁纸，以增加防水性和装饰作用。
二、稻草板
以清洁、干燥（含水率 8~18%）的稻草、脉秸为主要原料，不掺任何黏结剂，经过挤压、加热成型，表面包复护面纸而成。
常用规格为（ 2400~~3000） *1200*（ 38、
58），其体积密度为 300~400Kg/m3，单位面积质量为 18~25Kg/m2。
它广泛用于两层以下建筑物的内墙、天花板、外墙内衬、工业厂房的望板等。
三,TK板（纤维增强水泥平板）
TK板是以低碱水泥、中碱玻璃纤维和短石棉为原料，在圆网抄取机上制成的薄型建筑平板，抗弯强度分有 100,150,200号三种，具有质量轻，抗弯冲击强度高、不燃，
耐水，不易变形和可加工、吐刷等性能，
是一种使用于框架的复合外墙和内墙。
四、水泥刨花板
水泥刨花板是以水泥、木材刨花为主要原料，加入适量水和化学助剂，经搅拌、成型、加压、养护和工艺制成的薄型板材。
它的体积密度 1100~1400Kg/m3,具有质轻，
高强，防水，防火，保温，隔音等性能，
可用于建筑的内外墙板，天花板等。
五、埃特板
埃特板是以水泥为主要原料，以石棉纤维为增强材料，并加入适量的纤维素和纤维分散剂，经过真空脱水，堆垛，蒸汽养护，空气养护而成。
埃特板具有防水，防火，防潮，防腐，隔热，隔音，质轻，高强和干缩变形小等优点，而且可锯、
可刨、可钉、可钻、可锉，使用普通木工工具就可进行加工安装，加工使用方便，耐用性好，完全可取代木材板材和其他品种的板材。
它适用于建筑物的内墙，外墙、隔墙、屋面和夹层，也可作为天花板，檐板，壁板，模板。家具及各种装饰板材，而且表面可以进行涂刷，粘贴其他装饰材料。 返回键第三章 石材
一,石材定义,
凡是由天然岩石开采而得到的毛料，或经加工而制成的块状或板状岩石，统称为石材。石材是古老的建筑材料之一，
由于其抗压强度高，耐磨、耐久性好、美观而且便于就地取材，所以现在仍然被广泛的使用。石材在建筑中常被用作砌体材料、装饰材料，还可以作为胶结材料和人造石的原料。
二,本章要点,
本章主要介绍天然石材的组成、形成与性质的关系，常用石材及其技术要求等内容。
通过学习应理解天然石材组成与形成条件对性质的影响，
了解常用石材的种类与品种。
第一节 常用的岩石
第二节 石材的应用返回键第一节 常用的岩石
岩石,一,岩石按其成因不同可以分为三大类 火成岩、沉积岩、变质岩，其种类、
特点、用途见表 13-1
岩石种类 常用岩 石 特 点 用 途火成岩花岗岩表观密度 2500-2800Kg/m^3、
抗压强度 120-250MPa、
孔隙率小、吸水率低、
耐磨性好、耐久性高、
呈灰白色建筑物基础、闸坝、台阶、勒脚、
路面、混凝土骨料、设备衬里辉率岩表观密度 2900-3300Kg/m^3、
抗压强度 200-350MPa、
有较高的耐酸性、韧性、
抗风化性好、呈绿色饰面材料、混凝土骨料、化工设备衬里玄武岩表观密度 2900-3300Kg.m^3、
抗压强度 250-500MPa、
结构细密、强度高、硬度大、颜色较深高强混凝土骨料、道路路面沉积岩石灰岩表观密度 2600-
2800Kg.m^3、抗压强度 80-160MPa、孔隙率和吸水率大，耐久性差、呈灰白色砌筑基础、桥墩、墙身、阶石及路面、混凝土骨料、生产石灰和水泥原料砂岩由直径 0.1-0.2mm砂粒经天然胶结而成，性能波动大、抗压强度 5-
200MPa，有灰黄褐色、
白色建筑物基础、勒脚、墙身、衬面、踏步变质岩大理岩表观密度 2600-2700Kg/m^3，
抗压强度 100-310MPa，
质地致密而硬度大，容易加工，有雪白、灰、
绿、黑、玫瑰、粉红、
黄、红色地面、墙面、柱面、柜台、
栏杆、踏步石英岩由硅质砂岩变质而成，结构均匀致密，抗压强度
250-400MPa,耐久性能好，硬度高、加工困难建筑物基础、勒脚、栏杆、
踏步，可作耐酸材料、耐火材料和玻璃的原料片麻岩由花岗岩变质而成，垂直于片理的抗压强度为
120-250MPa，沿片理易于开采和加工，易风化碎石、块石、人行道石板
二,天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物
1、石英 是二氧化硅（ SiO2）晶体的总称。无色透明至乳白色，
密度为 2.65g/cm3，莫氏硬度为 7，非常坚硬、强度高，化学稳定性及耐久性高。但受热时（ 573℃
以上），因晶型转变会产生裂缝，甚至松散。
强度高、耐久性高，但低于
2 长石 是长石族矿物的总称，包括正长石、斜长石等，为钾、
钠、钙等的铝硅酸盐晶体。密度为 2.5～ 2.7，莫氏硬度为 6。坚硬、强度高、耐久性高，但低于石英，
具有白、灰、红、青等多种颜色。长石是火成岩中最多的造岩矿物，约占总量的 2/3。
3,角闪石、辉石、橄榄石 为铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。
密度为 3～ 3.6g/cm3，莫氏硬度为 5～ 7。强度高、韧性好、耐久性好。具有多种颜色，但均为暗色，故也称暗色矿物。
4,方解石 为碳酸钙晶体（ CaCO3）。白色，密度 2.7
g/cm3，莫氏硬度为 3。强度较高，耐久性次于上述矿物，遇酸后分解。
5,白云石 为碳酸钙与碳酸镁的复盐晶体（ CaCO3
MgCO3）。白色，
密度为 2.9g/cm3，莫氏硬度为 4。强度、耐酸腐蚀性及耐久性略高于方解石，遇酸时分解。
6,黄铁矿 为二硫化铁晶体（ FeS2）。金黄色，密度为
5g/cm3，莫氏硬度为 6～ 7。耐久性差，遇水和氧生成游离硫酸，且体积膨胀，并产生锈迹。黄铁矿为岩石中有害矿物。
7,云母 是云母族矿物的总称，为片状的含水复杂硅铝酸盐晶体。
密度为 2.7～ 3.1g/cm3，莫氏硬度为 2～ 3。具有极完全解理（矿物在外力等作用下，沿一定的结晶方向易裂成光滑平面的性质称为解理，裂成的平面称为解理面），易裂成薄片，玻璃光泽，耐久性差，具有无色透明、白色、绿色、黄色、黑色等多种颜色。云母的主要种类为白云母和黑云母，
后者易风化，为岩石中的有害矿物。
在天然岩石中，有些岩石由单一造岩矿物组成，
如由方解石组成的石灰岩。而大多数岩石是由多种造岩矿物组成的。因此岩石没有确定的化学组成和物理力学性质。即使同种岩石，因产地不同，
各种矿物含量不同以及结构上的差异，都会引起岩石的颜色、强度、耐久性等的差异。因此造岩矿物的性质及其含量决定着岩石的性质。例如花岗岩是由石英、长石、云母及一些暗色矿物组成。
几种造岩矿物的组成比例不同，可使花岗岩在颜色、强度、耐酸性、耐风化性等方面有较大的差异。
返回键第二节 石材的应用
在建筑施工中应根据建筑物等级、建筑结构、环境特点等因素，来选用适当的石材，以适用、经济、美观。
一 石材的主要技术性质
1,表观密度 根据密度的大小、石材分为轻石和重石两类：表观密度大于 1800Kg/m^3者为重石，
重石适用于建筑物的基础、贴面、不采暖房屋外墙、地面、路面、桥梁及水利建筑物；表观密度小于 1800KG/M^3者为轻石，轻石主要用于采暖房屋外墙。
2,抗压强度 在石材饱水状态下，取三个边长为
70.7mm的立方体试块，求得抗压强度的平均值，
以此作为评定石材标号的等级的标准。石材的强度等级分为,MU100,MU80,MU60,MU50、
MU40,MU30,MU20,MU15,MU10。
3,抗冻性 石材的抗冻性主要取决于矿物成分、
孔隙率等。抗冻性合格的石材应在规定的冻融循环次数内，无贯穿裂缝穿过试件两棱角，质量损失不超过 5%，强度减少不大于 25%。
4,耐水性 石材的耐水性按软化系数为高、中、
低三等：高耐水性的石材，软化系数大于 0.9；中耐水性的软化系数为 0.7-0.9；低耐水性的软化系数为 0.6-0.7。一般软化系数低于 0.6的石材，不允许用作重要建筑。
二 石材的选用原则 在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。
1,适用性 要按使用要求分别衡量各种石材在建筑中的适用性。承重构件（如基础、勒脚、墙、柱等）需要考虑抗压强度能否满足设计要求；围护结构构件要考虑是否具有良好的绝热性能；用作地面、台阶、踏步等构件要求坚韧耐磨；装饰部分（如饰面板、拉杆、扶手、纪念碑等）需要考虑石材的雕琢、磨光及石材的外观、花纹、色彩等；
对处在特殊环境（如高温、高湿、水中、严寒侵蚀等）条件下的构件，还要分别考虑石材的耐久性、耐水性、抗冻性及耐化学腐蚀等。
2,经济性 石材的表观密度大，运输不便，在建筑施工中应充分利用地方资源，尽可能做到就地取材。难于开采和加工的原料必然使成本提高，选材时应充分注意。
屹立在美国纽约港入口处自由岛上的自由女神像，像工程在
1874年才开始动工，
经历 10年，于 1884年完工。
全美闻名的拉什莫尔山上雕刻着美国四位著名总统的巨大头像。从左至右，这四位总统是：开国元勋华盛顿,,独立宣言,的起草者杰佛逊、奠定 20世纪美国之基础的西奥多 ·罗斯福和解放黑奴的领导者林肯。
历时 22年之久建造大的世界上堪称奇迹的白色大理石陵墓
三,石材的品种及应用
1,毛石 它是爆破后直接得到的形状不规则的石块。毛石依其平整程度又分为乱毛石和平毛石。 乱毛石形状不规则（见图 11-
2） 乱毛石示意图 一般在一个方向上达 30-
40cm，质量约为 20-30Kg，乱毛石常用于砌筑毛石基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等，也可用于大体积混凝土中（也称毛石混凝土）。 将乱毛石略经加工就得到了平毛石，它的形状比乱毛石整齐，基本上有六个面，常用于砌筑基础、勒脚、墙身、
桥墩、涵洞等。
2,料石 是由人工或机械开采的较规则的六面体石块，经人加工凿磨而成的。按表面加工的平整程度，料石分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种毛料石一般不加工或稍加修整，以便砌筑时相互和缝，厚度不小于 20cm，长度为厚度的
1.5-3倍；粗料石表面凹凸深度不大于 2cm；半细料石不大于 1cm；细料石经细加工，表面凹凸深度要求不大于 0.2cm。制成长方形的称为条石、长宽大致相等的称为方石，楔形的称为拱石。料石一般有致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗岩开凿而成，用于建筑物的基础、勒脚、墙身、踏步、砌拱等。
3,石板材 是用致密岩石凿平或锯解而成的石材。饰面用的石板或地面板要求耐久、耐磨、色彩美观、无裂缝，一般采用花岗岩或大理石板材。 花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石材，其抗压强度高达 120-250MPa，耐久性好（ 75-200年）。根据用途和加工方法,花岗岩 石板分为以下四种,（ 1）剁斧板材 表面粗糙，具有规则的条状斧纹。（ 2）机刨板材 表面光滑，具有相互平行的刨纹。
（ 3）粗磨板材 表面光滑，无光。（ 4）磨光板材 表面光亮、色泽明显、有镜面感。 前三种适用于建筑物外墙面，
柱面，台阶，勒脚等；后一种适用于内外墙面、柱面。
大理石板材 是用大理石荒料经锯切、研磨、抛光及切割而成的石材，常用规格为厚 20mm、宽 150-195mm、长 300-
1220mm。大理石板材硬度小，容易加工和磨光，材质均匀，抗压强度为 70-110MPa，耐用年限为 40-100年，大理石板材主要用于室内装饰，当空气中含有二氧化硫时，大理石面层会因风化而失去光泽和改变颜色并逐渐破损。
4,石渣 它是将天然大理石及其他天然石材破碎石加工而成。具有多种光泽，常用作人造大理石、水磨石、斩假石、水刷石、
干粘石的骨料。石渣应颗粒坚硬，有棱角、
洁净，不含有风化的颗粒，使用时要冲刷干净。
返回键大理石 --啡钻 大理石 --枫叶红大理石 --蓝珍珠 大理石 --天山红返回键第四章 无机气硬性胶凝材料
建筑上用来将散粒材料（如砂、石子）或块状材料（如砖、石块）粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类，前者如水泥、石灰、石膏、菱苦土、水玻璃等，后者如沥青、有机高分子聚合物等。其中无机胶凝材料在建筑工程上应用更加广泛，用量也较大。无机胶凝材料按其硬化条件的不同又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两大类。
所谓气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，
也只能在空气中保持或继续提高强度的胶凝材料。如石灰、石膏。水玻璃、菱苦土等 。所谓水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化保持并继续提高其强度的胶凝材料。如各种水泥。下面将介绍集中在建筑工程中常用的气硬性胶凝材料，这类材料只能在空气中
（干燥条件下）硬化，产生并增长强度。
第一节 石膏
第二节 石灰
第三节 菱苦土
第四节 水玻璃返回键第一节 石 膏
建筑石膏及其制品具有轻质，高强，隔热，吸声，美观及易于加工等优点，因此用途广泛，是一种有发展前途的新型建筑材料之一。
自然界中存在有天然的无水石膏 CaSO4和二水石膏
CaSO4·2H2O。
在建筑工程中所使用的石膏是由天然二水石膏经过加工而成的半水石膏 CaSO4·1/2H2O，又成熟石膏。天然二水石膏在加工时随温度和压力等条件的不同，会得到结构和性能不同的产物。
高强度石膏硬化后，密实度大，强度高，可用语建筑抹灰或者 制成石膏制品，但成本高，建筑石膏生产方便，成本低，可在建筑工程中广泛大量使用。
一、建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏与适量水混合后，最初成为可塑的浆体，但很快就失去可塑性产生强度，并发展成为坚硬的固体。发生这种现象的实质，是由于浆体内部经历了一系列的物理化学变化。首先半水石膏溶解于水，很快成为不稳定的饱和溶液。溶液中的半水石膏与水反应形成二水石膏。水化反应按下式进行。
CaSO4*1/2H2O+3/2H2O→CaSO4*2H2O
由于水化产物二水石膏的溶解度比 b型半水石膏小得多
（仅为 b型半水石膏溶解度的 1/5）,b型半水石膏的饱和溶液对二水石膏就成了过饱和溶液，逐渐形成晶核，当晶核大到某一临界值以后，二水石膏就结晶析出。这时溶液浓度降低，使新的一批半水石膏又可继续溶解和水化。如此循环进行，直到 b型半水石膏完全耗尽。随着水化的进行，二水石膏生成量不断增加，水分逐渐减少，浆体开始失去可塑性，这称为初凝。尔后浆体继续变稠，颗粒间的摩擦力、粘结力增加，并开始产生结构强度，表现为终凝。
其间晶体颗粒也逐渐长大、连生和互相交错，使浆体强度不断增长，直至剩余水分完全蒸发后，强度才停止发展。
这就是建筑石膏硬化过程。
二、建筑石膏的技术要求及特性
（一）建筑石膏的等级及质量标准根据,建筑石膏,（ GB9776-88）的规定，建筑石膏按抗折强度、抗压强度和细度分为优等品、
一等品和合格品三个等级，具体质量指标见表 4－
1建筑石膏的技术要求 所示。建筑石膏的密度一般为 2.60g/cm3~2.75g/cm3，堆积密度为
800kg/m3~1000kg/m3。
建筑石膏产品标记的顺序为：产品名称、抗折强度、标准号。例如抗折强度为 2.1MPa的建筑石膏，
其标记为：建筑石膏 2.1GB9776。
（二）建筑石膏的特性
1,凝结硬化快。在自然干燥的条件下，建筑石膏达到完全硬化的时间约需一星期。
2,建筑石膏硬化后孔隙率大、强度低。半水石膏水化反应，理论上所需水分只占半水石膏质量的 18.6％。为了使石膏浆具有必要的可塑性，通常加水 60%~80％。石膏浆体硬化后，多余的水分蒸发，内部具有很大的孔隙率（约达总体积的 50%～ 60％），故其强度低。
3,建筑石膏硬化体隔热性和吸声性能良好、耐水性较差。建筑石膏制品的导热系数较小，一般为 0.121~0.205W/(m·K)。在潮湿条件下吸湿性强，水分削弱了晶体粒子间的粘结力，故耐水性差，软化系数为 0.3~0.45，长期浸水还会因二水石膏晶体溶解而引起溃散破坏。在建筑石膏中加入适量水泥、粉煤灰、磨细粒化高炉矿渣以及各种有机防 水剂，可提高制品的耐水性。
4,防火性能良好。建筑石膏硬化后的主要成分是带有两个结晶水分子的二水石膏，当其遇到火时，二水石膏脱出结晶水，结晶水吸收热量蒸发时，在制品表面形成水蒸气幕，有效地阻止火的蔓延。制品厚 度越大，防火性能越好。
5、微膨胀 建筑石膏硬化时体积略有膨胀。一般膨胀率约为 1%，这可使硬化体表面光滑饱满，干燥时不开裂，且能使制品造型棱角很清晰,有利于制造复杂图案花型的石膏装饰件。
三、建筑石膏的应用
(一 )室内抹灰及粉刷
建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂浆，可用语室内抹灰。这中抹灰墙面具有绝热，阻火，隔音，舒适，美观等特点。抹灰后的墙面和天棚还可以直接涂刷尤其及贴墙纸。
建筑石膏加水调成石膏浆体，还可以掺如部分石灰用于室内粉刷涂料。粉刷后的墙面光滑，细腻，
洁白美观。
（二）装饰制品
以石膏为主要原料，掺加少量的纤维增强材料和胶料，加水搅拌成石膏浆体，利用石膏硬化时体积微膨胀的性能，可制成各种石膏雕塑，饰面板及各种装饰品。
（三）石膏板我国目前生产的石膏板，主要有纸面石膏板，石膏空心板，石膏装饰 板，纤维石膏板等。
（ 1）纸面石膏板 它是石膏作芯材，两面用纸做护面而制成的，主要用于内墙，隔墙，无花板等处。
（ 2）石膏空心条板 这种石膏板强度高，可用作住宅和公共建筑的内墙和隔墙等，安装时，不需要龙骨。
（ 3）石膏装饰板 石膏装饰板有平板，多孔板，花纹板，浮雕板等多种，它尺寸精确，线条清晰，颜色鲜艳，造型美观，品种多样，施工 简单，主要用于公共建筑，可作为墙面和无花板等。
（ 4）纤维石膏板 以建筑石膏为主要原料掺加适量的县委增强材料而制成。这种板的抗弯强度高，可用于内墙和隔墙，也可用来替代木材 制作家具。
将玻璃纤维、纸筋或矿棉等纤维材料先在水中松解，然后与建筑石膏及适量的浸润剂混合制成浆料，在长网成型机上经铺浆、脱水而制成纤维石膏板。它的抗折强度和弹性模量都高于纸面石膏板。纤维石膏 板主要用于建筑物的内隔墙和吊顶。
此外，还有石膏蜂窝板，防潮石膏板，石膏矿棉复合板等品种，可分 别用做绝热板，吸声板，内墙和隔墙板，天花板，地面基层板等。
四、建筑石膏的存储
在存储建筑石膏时应注意防雨防潮，存储期一般不要超过 三个月。石膏制品表面如未做防潮处理则只能在干燥环境中使用，
其存储期也不宜超过三个月，在存储 运输及施工过程中要严格注意防水防潮。
返回键返回键指标 \等级 优等品 一等品 合格品强 度
MPa
抗折强度 2.5 2.1 1.8
抗压强度 4.9 3.9 2.9
细度以 0.2mm方孔筛筛余百分数计，不大于 5.0 10.0 15.0
凝结时间
min
初凝时间 不小于 6
终凝时间 不大于 30
第五章 水 泥
水泥是最主要的建筑材料之一，广泛应用于工业民用建筑、道路、水利和国防工程。作为胶凝材料与骨料及增强材料制成混凝土、钢筋混凝土、
预应力混凝土构件，也可配制砌筑砂浆、装饰、
抹面、防水砂浆用于建筑物砌筑、抹面、装饰等。
水泥品种繁多，按其主要水硬性物质，可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等系列，其中以硅酸盐系列水泥生产量最大，应用最为广泛。
硅酸盐系列水泥是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏，共同磨细制成。按其性能和用途不同，又可分为通用水泥、
专用水泥和特性水泥三大类。
第一节 硅酸盐类水泥
第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥
第三节 其他品种水泥返回键第一节 硅酸盐类水泥
硅酸盐类水泥是硅酸盐类水泥熟料,0~5%
石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，即国外统称的波特兰水泥。硅酸盐类水泥分两种型号：不掺混合材料的称 Ⅰ 型硅酸盐水泥，在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量 5%
石灰石或矿渣混合材料的称为 Ⅱ 型硅酸盐水泥。
一、硅酸盐类水泥的生产及熟料矿物组成
（一） 硅酸盐类水泥的生产
硅酸盐类水泥的生产过程是,两磨一烧,,
即（ 1）将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：
（ 2）将生料煅烧使之部分熔融形成熟料；
（ 3）将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。其主要过程如下图,硅酸盐水泥生产过程
（二）硅酸盐类水泥的矿物组成
在煅烧过程中，配成生料的各种原料首先要分解，然后在更高的温度下形成各种新的矿物。硅酸盐类水泥熟料的主要矿物有硅酸三钙（ C3S）、硅酸二钙（ C2S）,铝酸三钙 C3A），铁铝酸四钙（ C4AF），以上矿物中硅酸钙约占 70%以上。水泥熟料是以上四种矿物的混合物，其中每种矿物单独水化都具有一定的特点。如果改变熟料中矿物成分的比例，水泥的性质也将随着改变。
二,硅酸盐类水泥的凝结硬化
水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠失去可塑性，
这一过程称为凝结。然后逐渐产生强度不断提高，最后变成坚硬的石状物 —— 水泥石，这一过程称为硬化。水泥的凝结和硬化是人为划分的，实际上是一个连续、复杂的物理化学变化过程，这些变化决定了水泥石的某些性质，对水泥石的应用有着重要意义。
1,水泥的水化 水泥加水后，水泥颗粒被水包围，
熟料矿物颗粒表面立即与水发生化学反应，生成水化产物，并放出一定的能量。
为了调节水泥的凝结时间，在熟料磨细时，应掺有适量的（ 3%左右）石膏，这些石膏与部分水化铝酸钙反应，生成难溶的水化硫铝酸钙的针状晶体并伴有明显的体积膨胀。
综上所述，硅酸盐水泥与水作用后，生产的主要水化产物有水化硅酸钙，水化铁酸钙凝胶体，氢氧化钙，水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完全水化的水泥石中，水化硅酸盐约为 50%，氢氧化钙约为 25%。
2.水泥的凝结和硬化 当水泥加水拌合后，
在水泥颗粒表面即发生化学反应，生产的胶体水化产物聚集在颗粒表面，使化学反应减慢，并使水泥浆体具有可塑性。由于生产的胶体状水化产物不断增多并在某些点接触，构成疏松的网状结构，使水泥浆体失去流动性及可塑性，这就是水泥的凝结。
此后由于生成的水化硅酸钙，，氢氧化钙，
水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体等水化产物不断增多，它们相互接触连生，到一定程度,建立起较为紧密的网状结晶结构，
并在网状结构内部不断充实水化产物，使水泥具有初步的强度，此后水化产物不断增加，强度不断提高，最后形成具有较高强度的水泥石，这就是水泥的硬化。硬化后由水泥石水化产物，未水化完的水泥熟料颗粒，水及大小不等的孔隙所组成。
国家标准 GB175-92规定，硅酸盐水泥有不溶物、氧化镁、三氧化硫含量、烧失量、
细度、凝结时间、安定性、强度和碱含量等九项技术要求。
1,不溶物 Ⅰ 型硅酸盐水泥中不溶物不得超过 0.75%； Ⅱ 型硅酸盐水泥中不溶物不得超过 1.50%。
2,烧失量 Ⅰ 型硅酸盐水泥中烧失量不得大于 3.0%,Ⅱ 型硅酸盐水泥中烧失量不得大于 3.5%。
3,细度 水泥的细度表示水泥磨细的程度，
通常用比表面积法或筛粉法来确定。国家标准规定，硅酸盐水泥比表面积大于
300M~2/Kg。
水泥的细度对水泥的性能影响很大，水泥颗粒越细，与水接触面积越大，水化反应月快，这对强度的发展，尤其是早期强度的发展是非常有利的。但是也不宜过细，
水泥磨得过细一方面在存储期间容易细潮而降低强度，另一方面也会大大增加粉磨的能耗。
4.凝结时间 凝结时间分为初凝和终凝。由加水搅拌到水泥开始失去苏醒的时间称为初凝，由加水拌合到水泥浆体完全失去塑性并开始产生强度的时间称为终凝时间 。
水泥的初凝不宜太早，以便施工时有足够的时间来完成混凝土或砂浆的搅拌，运输，
浇注和砌筑等操作，水泥的终凝不宜过迟，
以便使混凝土能尽快地硬化，达到一定的强度，以利于下道工序的进行。国家标准规定，硅酸盐水泥初凝不得早于 45分钟，
终凝不得迟于 390分钟。
影响水泥凝结的因素很多,如熟料的矿物组成，水泥的细度，环境的温度，和湿度，
拌合水量等。使用时可加入调凝剂来调整水泥的凝结速度。
5,安定性 安定性是指标准稠度的水泥浆在凝结硬化过程中体积均匀变化的性质。如果在工程中使用安定性不合格的水泥，将使水泥制品差事膨胀性裂缝，甚至使构件破坏，引起严重的事故。
安定性不良的原因，一般是由于熟料中所含有的游离氧化钙或游离氧化镁过多，也可能是掺入石膏量过多而造成的。熟料中所含有的游离氧化钙或游离氧化镁都是过烧的，水化缓慢，往往在水泥硬化后才开始水化，这些氧化物在水化时体积剧烈膨胀使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，石膏与水化铝酸钙反应生产水化硫铝酸钙，使体积膨胀，也会引起水泥石开裂。
安定性是水泥在施工中保证质量的一项重要的技术指标，国家标准规定，水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。但沸煮法只能检验由于游离氧化钙所引起的安定性不良，所以，氧化镁及石膏的数量在水泥生产时加以控制。国标中规定，水泥中氧化镁含量不得超过 5.0%。如果水泥经过压蒸喊定性实验合格，则水泥中氧化镁含量允许放宽到 6.0%。水泥中的石膏含量常用三氧化硫含量控制，国标规定，水泥中三氧化硫的含量不得超过 3.5%。
6,强度 水你的强度是表明水泥质量的重要指标。根据国家标准,水泥胶砂强度检验方法,GB177-85规定，水泥和标准砂按 1：
2.5混合，加入规定数量的水，按规定的方法制成试件，在标准温度（ 18~22度）的水中养护，测定其规定的龄期的强度。国家标准 GB175-92中规定，水泥标号按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各标号水泥的各龄期强度不得低于 表 3-2的数值。
7,碱含量 在水泥中含是引起混凝土产生碱 -骨料反应的条件,为了避免碱 -骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，
水泥中碱含量（按氧化钠 +0.658氧化钾计算）不得大于 0.60%。国标还规定：凡氧化镁、三氧化硫、
初凝时间,安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。废品水泥在工程中严禁使用。
（四） 水泥石的腐蚀及防止方法
已经硬化的水泥制品在一般条件下，具有良好的耐久性,但在某些腐蚀性液体和气体（统称侵蚀介质）的作用下，有时也会逐渐遭到破坏，引起强度降低甚至造成建筑物结构破坏，这样的现象叫做侵蚀对水泥石的腐蚀。产生水泥石腐蚀的主要原因有以下几种：
1.淡水腐蚀 水泥石中氢氧化钙等易溶于水的成分，在淡水中有较大的溶解度，水质越纯，溶解度越大。特别是在流动水的冲刷或压力水的渗透作用下会加速其溶解，
致使水泥石的孔隙增大强度降低，逐渐被破坏。
2,酸性腐蚀 在工业废水、地下水、沼泽水中常含有不同种类的酸，这些酸与水泥石中的氢氧化钙作用，生成的化合物有的易溶于水，有的体积膨胀，使水泥石受到腐蚀以至破坏。
3,硫酸盐腐蚀 在海水、地下水或某些工业废水中常含有钠、钾、铵等硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙起置换作用，在水泥石的孔隙中形成石膏，石膏进一步与水泥石中水化铝酸钙起作用，生成针状结晶的水化硫驴酸钙，体积增大 2~2.5倍，从而对水泥石产生巨大的破坏作用。因水化硫铝酸钙的针状结晶与细菌中的杆菌外形相似，所以被称为,水泥杆菌,。此外，镁盐、碳酸水及强碱等对水泥石均有一定的腐蚀作用。
根据产生腐蚀的原因可采取下列防止措施：
（ 1） 根据工厂所处的环境，选用适当的水泥；
（ 2） 提高水泥制品本身的密实度，减少侵蚀介质的渗透；
（ 3） 当侵蚀作用很强时，在水泥结构物表面加做防护层，如涂刷沥青、粘贴瓷砖等。
五,硫酸盐水泥的特征及应用
硫酸盐水泥具有一些良好的特征，因此应用广泛。
六,水泥的运输及保管
水泥很容易吸收空气中的水分，发生水化作用凝结成块状，从而失去胶结能力。因此水泥在运输和保管中应特别注意防水，
防潮。
工地存储水泥应有专用仓库，库房要干燥。存放袋装水泥时，地面垫板要离地 30cm，四周离墙
30cm，堆放高度一般以 10袋为宜，水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。不同品种不同标号的水泥要分别存放，不得混杂，并要防止其他杂务混入。一般水泥的储存气为三个月，三个月后的强度降低约
10~20%，时间越长，强度降低越多，使用存放三个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。对于受潮水泥可以进行处理，然后再使用，处理方法和使用范围见 表 5-3。
返回键第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥
掺混合材料的硅酸盐水泥，是用硅酸盐熟料加入一定比例一的混合材料和适量石膏，
经过共同磨细而制成的。加入混合料后，
可以改善水泥的性能，调节水泥的标号，
增加品种，提高产量和成本，同时可以综合利用工业废料和地方材料。这类水泥根据掺入的混合材料的数量和品种的不同有：
普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
一。混合材料
混合材料一般为天然矿物材料或工业废料，
根据其性能分为活性混合材料和非活性混合材料。
1.活性混合材料 这类混合材料掺入硅酸盐水泥后，能与水泥水化产物氢氧化钙起化学反应，生成水硬性胶凝材料，凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥的某些性质，常用的有粒化高炉矿渣，火山灰质混合材料和粉煤灰。
2,非活性混合材料 这类混合材料又被称为填充材料，它不能与水泥起化学反应或化学作用很小，仅能起调节水泥标号，增加产量，降低水化热等作用，常用的有：磨细的石英砂，石灰石、黏土等。
窑灰也是一种混合材料，它是从水泥的回转窑窑尾废气中收集的粉尘，其性能介于活性混合材料和非活性混合材料之间。
二、普通硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料,6~15%的混合材料，、
适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，
都称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥，
代号 P.O。
普通水泥的标号的范围比较宽，使用范围也比较广，其标号分为 325,425,425R、
525,525R,625,625R。 各种标号水泥在各个龄期的强度见表 5-4。
国标 GB175-92中规定：普通硅酸盐水泥中烧失量不得大雨 5.0%，细度用 80μm方空筛，
筛余量不得超过 10.0%，初凝时间不得早于
45min，终凝时间不得迟于 10h。其余技术要求与硅酸盐水泥相同。
三、矿渣硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥，代号 P.S。
粒化高炉矿渣的掺加量按质量的百分比计为 20~70%，它比普通硅酸盐水泥中混合材料的掺加量要大得多。
四、火山灰质硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、
适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥，简称火山灰水泥，
代号 P.P。
火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为 20~50%。
五、粉煤灰硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称为粉煤灰水泥，代号 P.F，
粉煤灰水泥 掺加量按按质量百分比计为
20~40~%。
矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥分为 275,325,425,425R,525,525R和
625R七个标号。水泥各龄期的强度应该符合 表 5-5的规定。
对矿渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥，
除了矿渣水泥中三氧化硫含量不得超过
4.0%外，其他技术要求均与普通水泥相同。
以上五大品种水泥的的重要特性及适用范围见 表 5-6。
六、水泥的质量等级
根据建材行业标准,水泥质量分等原则,
JC/T452-92规定，水泥产品水平划分为优等品，一等品和合格品三个等级。
返回键第三节 其他品种水泥
在实际建筑施工中，往往会遇到一些有特殊要求的工程，如紧急抢修工程、具有鲜艳色彩的工程，耐热耐酸工程，新旧混凝土搭接工程等，前面介绍的五个品种的水泥已不能满足这些工程的要求，这就需要采用其他品种的水泥，如快硬硅酸盐水泥，高铝水泥，白色硅酸盐水泥等。
一、快硬硅酸盐水泥
凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细而成的，
以 3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料称为快硬硅酸盐水泥。这种水泥凝结硬化快，根据,快硬硅酸盐水泥,GB199-90规定，初凝时间不得早于 45min,终凝时间不得迟于 10h，并以 3d抗压强度表示标号。分为 325,375,425三个标号。各种标号水泥各龄期强度不得低于表 3-8数值。这种水泥可用来配制早强、高标号混凝土，适用于紧急抢修工程，低温施工工程和高标号混凝土预制件等，
在存储和运输中要特别注意防潮。
二、高铝水泥
高铝水泥也称为矾土水泥是以铝矾土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主要成的熟料，
经磨细而成的水硬性胶凝材料。高铝水泥早期强度增长快，水化热大而且强度高，并以 3d抗压强度表示标号，分为 425,525,625,725四个标号
。高铝水泥不仅强度高，而且耐硫酸盐腐蚀和高温，在运输和储存过程中要注意高铝水泥防潮，
否则吸湿后强度下降快，在施工中不得与硅酸盐水泥、石灰等混用，否则使水泥迅速凝结，强度降低。
三、白色硅酸盐水泥
由白色硅酸盐水泥熟料加入矢量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥，简称白水泥。
白水泥的基本性质与普通水泥相同，根据标准划分为 325,425,525,625四个标号，
各龄期的强度不得超过低于表 3-10所列数值。
表 3-11水泥的白度等级等 级 特 级 一 级 二 级 三级白度 % 86 84 80 75
此外白水泥的一个重要指标是白度，我过的白水泥的白度分为四个等级，各等级白度不得低于表 3-11所列数值。白水泥产品分为优等品、一等品和合格品，主要用于建筑物内外表面的装饰，制作具有一定装潢效果的水磨石、水刷石、人造大理石、斩假石和砂浆等各种装饰制品。
返回键
表 3-12如下 白水泥的等级划分白水泥等级 白度级别 标号优等品 特级 625525
一等品一级 525425
二级 525425
二等品二级 325
三级 425325
返回键硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥特性
1.快硬早强
2.水化热较高
3.抗冻性好
4.耐热性较差
5.耐腐蚀性较差
1.早期强度较高
2.水化热较大
3.耐冻性好
4.耐热性较差
5.耐腐蚀性较差和耐水性较差
1.早期强度低后期强度增长较快
2.水化热较低
3.耐热性好
4.耐硫酸盐侵蚀和耐水性较好
5.抗冻性差
6.易泌水
7.干缩性大
1.抗渗性较好
2.耐热性较差
3.不易泌水其他同矿渣水泥
1.干缩性较小、抗裂性较好
2.抗碳化能力差其他同火山灰水泥适用范围快硬早强的工程，配制高标号混凝土，
预应力构件，地下工程的喷射里衬等一般土建工程中混凝土及预应力钢筋混凝土结构，受反复冰冻作用的结构，拌制高强度的混凝土
1.高温车间和有耐热要求的混凝土结构
2.大体积混凝土结构
3.蒸汽养护的混凝土构件
4.地上、地下和水中的一般混凝土结构
5.有抗硫酸盐侵蚀要求的一般工程
1.地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构
2.蒸汽养护的混凝土构件
3.一般混凝土结构
4.有抗硫酸盐侵蚀要求的一般工程 ]
1.地上，地下、水中及大体积混凝土结构
2.蒸汽养护的混凝土构件
3.有抗硫酸盐侵蚀要求的一般工程不适用范围
1.大体积混凝土工程
2.受化学侵蚀水及海水侵蚀的工程
3.受水压作用的工程
1.大体积混凝土工程
2.受化学侵蚀水及海水侵蚀的工程
3.受水压作用的工程
1.早期强度要求较高的工程
2.严寒地区，处在水位升降范围内的混凝土结构
1.处在干燥环境中的工程
2.有耐磨性要求的工程其他同矿渣水泥有抗碳化要求的工程其他同火山灰水泥返回键标号抗 压 强 度 抗 折 强 度
3d 7d 28d 3d 7d 28d
275 —— 13.0 27.5 —— 2.5 5.0
325 —— 15.0 32.5 —— 3.0 5.5
425 —— 21.0 42.5 —— 4.0 6.5
425R 19.0 —— 42.5 4.0 —— 6.5
525 21.0 —— 52.5 4.0 —— 7.0
525R 23.0 —— 52.5 4.5 —— 7.0
625R 28.0 —— 62.5 5.0 —— 8.0
返回键标 号 抗 压 强 度 抗 折 强 度
325 3d 28d 3d 28d
425
425R 12.0 32.5 2.5 5.5
525
525R
16.0
21.0
42.5
42.5
3.5
4.0
6.5
6.5
625
625R
27.0
31.0
62.5
62.5
5.0
5.5
8.0
8.0
返回键受 潮 程 度 处 理 方 法 使 用 范 围有松块、小球，可以捏成小末，但无硬块将松块、小球压成粉末，
用时加强搅拌试验后根据实际标号使用部分结成硬块 筛去硬块，并将松块压碎
1.试验后根据实际标号使用
2.用于不重要、受离较小部位
3.用于砌筑砂浆硬块浆硬块压成粉末，掺入
25%硬块重量新鲜水泥做强度试验试验后根据实际标号使用返回键标号抗 压 强 度 抗 折 强 度
3 天 28 天 3 天 28 天
425R 22.0 42.5 4.0 6.5
525
525R
23.0
27.0
52.5
52.5
4.0
5.0
7.0
7.0
625
625R
28.0
32.0
62.5
62.5
5.0
5.5
8.0
8.0
725R 37.0 72.5 6.0 8.5
第六章 水泥混凝土
混凝土是由胶凝材料、颗粒状的粗细骨料和水按适当比例配合拌制成的拌合物，经硬化而成的一种人造石材，是建筑工程中的一种主要建筑材料。混凝土有很多优点：
（ 1） 使用方便,新拌制的混凝土拌合物具有良好的可塑性，可浇注成各种形状和尺寸的构件及结构物；
（ 2） 价格低廉,原材料丰富可就地选材，除水泥外，骨料及水约占 80%以上，符合经济原则；
（ 3）高强耐久,常用混凝土的强度为 20~30MPa，尚可提高至 50MPa以上，具有良好的耐久性。
混凝土也存在一些缺点，如，自重大，抗拉强度低，受力变形小，容易开裂等。
混凝土的种类繁多，根据不同条件如下：
（ 1）按表观密度分为重混凝土；普通混凝土和轻混凝土
（ 2）按性能和用途分为结构混凝土、道路混凝土、
水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、隔热混凝土、防射线混凝土等。
（ 3）按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土、沥青混凝土及聚合物混凝土等。
（ 4）按混凝土的特性或施工方法分为防水混凝土、
高强混凝土、纤维混凝土、泵送混凝土及喷射混凝土等。
在混凝土中应用最广，用量最大的水泥混凝土。
第一节 普通混凝土
第二节 混凝土外加剂
第三节 其他混凝土返回键第一节 普通混凝土
普通混凝土（以下简称混凝土）是由水泥、
水、砂、石所组成，各种原料按一定比例配合，经均匀的浆体称为混凝土拌合物，
再经凝结硬化后成为坚硬的人造石材称为混凝土。 普通混凝土结构示意图
一、混凝土的组成材料普通混凝土由水泥、水和砂石骨料组成，有时为了改善性能还可加入外加剂和掺合料。
（一）水泥
1.水泥品种的选择 配制混凝土用的水泥应符合国家现行标准的有关规定。选用水泥时，应根据工程特点，所处环境以及设计、施工的要求，选用适当品种和标号。常用水泥品种选择参见 表 4-1。
2,水泥标号的选用应与混凝土的强度相适应。一般水泥的强度约为混凝土强度的 1.5~2.0倍较为适宜。若水泥标号过低会使水泥用量过大而不经济。
若水泥标号过高，则水泥用量偏少对混凝土的工作性和耐久性均带来不利影响。表 4-1常用水泥的选用
（二） 细骨料 —— 砂
颗粒直径在 0.16~5mm之间的骨料称为砂。
砂可分为天然砂和人工砂。天然砂是由岩石风化所得，按产源天然砂分为河砂、海砂和山砂。
1.物理性质 常用砂一般为硅质砂，其视密度与密度值非常接近，约为 2.6~2.7克 /cm3，在干燥状态下松散堆积时，其堆积密度为 1350~1650千克 /立方米。砂在自然状态下，往往含有一定水分，其含水状态可 分为四种，见 砂的四种含水状态
（ 1） 完全干燥状态（烘干状态） 在 100~110度温度下烘干，达到恒重状态；
（ 2） 气干状态（风干状态 ） 在环境中达到平衡含水率时的状态；
（ 3） 饱和面干状态 （表干状态 ）颗粒表面干燥，
内部孔隙吸水饱和时的状态 ；
（ 4）湿润状态 （潮湿状态 ） 颗粒 内部吸水饱和，
表面附有吸附水的状态 。
砂处于潮湿状态时，因含水率不同，其堆积密度随之改变，使得砂的堆积体积也不同（ 图 4-4）。在采用体积法验收、堆放及配料时，都应该注意湿砂的体积变化问题。
在拌遮混凝土时，砂含水状态不同将会影响混凝土的拌合水量及砂的用量，在配制混凝土时规定，以干燥状态为准计算，在含水状态是应进行换算。
2.有害杂质含量
JGJ52-79,普通混凝土用砂质量标准及检验方法,中规定，规定了砂中的有害杂质
（包括黏土，淤泥，云母，轻物质，硫化物，和硫酸盐及有机物质）的含量范围以保证混凝土的质量。砂中的黏土,淤泥，
云母及轻物质会粘附在骨料表面，防碍骨料与水泥石的黏结，从而降低了混凝土的抗冻性和抗渗性，硫化物与硫酸盐及一些有机物质会腐蚀水泥石降低混凝土的强度和耐久性。
3,颗粒形状与表面状态
河砂、海砂等颗粒圆滑，拌制的混凝土流动性好，但海砂中常含有贝壳碎片及可溶性盐类,影响混凝土强度，所以配制混凝土时多采用河砂。山砂颗粒多棱角、表面粗糙，与水泥石粘结好，故拌制的混凝土强度较高。
4.粗细程度与颗粒级配
砂的粗细程度是只不同粒径的颗粒混合在一起后总体的粗细程度。在混凝土中砂的表面有水泥浆包裹，砂的总表面积越大，
需要包裹沙砾的水泥浆越多。因此一般说用较粗的砂拌制混凝土可比用细砂拌制节省水泥浆。
砂的颗粒级配是只指砂中不同颗粒互相搭配的比例情况，粒径相同的砂堆积起来空隙率最大；两种粒径的砂搭配起来，空隙就减少；三种粒径的砂搭配，空隙率就更小了，在混凝土中，砂颗粒间的空隙是由水泥浆来填充的，因此，级配良好的砂可以节省水泥。在拌制混凝土时应同时考虑砂的颗粒程度和级配。选择较粗的、级配良好的砂，既能保证混凝土的质量，又能节省水泥。
砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析的方法来确定
（详见实验部分 ）
（三）粗骨料 （碎石和卵石）
粒径大于 5mm的骨料称为粗骨料。常用的粗骨料有天然卵石和人工碎石两种。
1.物理性质 粗骨料的视密度一般在
2.50~2.70~克 /cm3。在干燥状态下，松散堆积时，其堆积密度约为 1450~1650~Kg/m3。
粗骨料在自然状态下也有四种含水状态。
计算混凝土中的各种材料的配合比时，一般内以干燥骨料为准。
2.有害杂质含量
JGJ53-79,普通混凝土用砂质量标准及检验方法,中，规定了包括黏土，淤泥，云母，轻物质，硫化物，和硫酸盐及有机物质均为有害物质，其含量应该控制 4-6的范围内。
如石子含泥量过大，应过筛或冲洗后才能使用。当粗骨料中含有活性二氧化硅成分（如蛋白质，玉髓和鳞石英等）
时，遇到水泥中的碱在有水存在的情况下，能相互作用生成复杂的碱 -硅酸凝胶，并吸水膨胀，破坏混凝土结构。
这种碱性氧化物与骨料中活性氧化硅之间的化学作用称为碱 -骨料反应。因此，当水泥含碱量大于 0.6%时需对骨料中活性氧化硅的有害作用进行检验以确定能否使用。
3.颗粒形状与表面特征 天然卵石是由岩石经过自然条件形成的，可分为可河卵石，海卵石和山卵石。它们表面叫为光华呈圆形无棱角，山卵石和海卵石常含有些杂质，河卵石比较清洁，多为采用河卵石拌制混凝土。人工碎石表面粗糙，多棱角，与水泥石黏结比卵石好，因此在性同水泥用量的情况下，卵石混凝土拌合物比碎石混凝土有较好的流动性，但在相同配合比的情况下，卵石混凝土的强度却比碎石混凝土的低。
在石子中，常含有针状颗粒和片状颗粒会使骨料空隙增大，增加水泥用量和降低拌合物的流动性，而且硬化后会降低混凝土的强度及耐久性，因此应控制其含量 C30及
C30以上的混凝土，粗骨料中 针，片状颗粒含量应该不大于 15%； C30以下的混凝土应不大雨 15%； C10及 C10以下的混凝土含量可放宽到 40%。
4.其强度和坚固性
粗骨料在混凝土中起骨架作用，必须有足够的强度和坚固性。碎石和卵石的强度可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。有抗冻要求的混凝土用粗骨料，应具有在冻融作用下，抗碎裂的能力，其坚固性必须合格。
5,最大粒径与颗粒级配
工称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。例如，
5-40mm粒级,40mm是该粒级的上限值，该粒级的最大粒径就是 40mm。粗骨料的最大粒径反映了骨料的粗细程度。,混凝土结构工程施工及验收规范,GB50204-92中规定：粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4，且不得超过钢筋间最小净距的 3/4；混凝土实心板骨料的最大粒径不宜超过板厚的 1/2，且不得超过 50mm。
粗骨料的级配与细骨料级配的原理基本相同，级配良好的石子可实现最密实的堆积。
粗骨料继配的好坏对保证混凝土的流动性、
强度和节省水泥等方面影响起着重要作用。
粗骨料颗粒级配也通过筛分析实验确定
（具体见实验部分）。
四） 水
混凝土拌合用水及养护水应符合 JGJ63-89
,混凝土拌合用水标准,的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。不宜用海水拌制有饰面要求的素混凝土。
地表水、地下水以及经适当处理或处置的工业废水，若水的 PH值、不溶物、可溶物、
氯化物、硫酸盐、硫化物的含量符合 JGJ63-
89规定的数值，且凝结时间对比试验，水泥的初终凝时间差不大于 30min并尚符合水泥国标规定；强度对比试验抗压强度不低于标准试样混凝土抗压强度的 90%，也可以用用于拌制混凝土。
二、普通混凝土的主要性质
混凝土在凝结硬化前称为混凝土拌合物。
混凝土拌合物必须具有良好的和易性（或称工作性），硬化后的混凝土应具有足够的强度和必要的耐久性。
（一）混凝土拌合物的和易性
1.和易性含义
混凝土拌合物的和易性是指混凝土拌合物易于浇注、捣实，且保持组成材料均匀稳定的性质。和易性良好的混凝土拌合物应具有较好的流动能力，
这样浇注时才能在自重或外力（振捣）的作用下充满模具，并且在振捣时容易密实。混凝土 拌合物的流动性主要取决于拌合物的稠度。在混凝土施工中，不同的施工条件和施工方法应采用相应的稠度。因此，混凝土拌合物和易性的好与差应该用拌合物的稠度能否适应所浇注结构的构造特征以及采用的运输和捣实方法来衡量。
和易性良好的混凝土拌合物除具有一定的稠度，易于成型外，还应在搅拌后，直至成型结束，组成材料都能保持在混凝土中均匀分布，即粘聚性和保水性。对于均匀稳定性较差的混凝土拌合物在静置、运输、
浇注和捣实的过程中都可能发生离析和泌水。
离析是指拌合物中大颗粒和细颗粒间产生分离的现象。对于流动性较大的混凝土拌合物，因各组分粒度及密度不同，易引起砂浆与石子间的分层离析现象。对于硬性或少砂的混凝土拌合物，若装卸及浇注方法不当，也会发生离析现象。
泌水是指拌合水按不同方式从拌合物中分离出来的现象。固体材料在混凝土拌合物中下沉使水被排出并上升至表面，使表面形成浮浆；有些水达钢筋及粗骨料下沿而停留；有些水通过模板接缝渗漏；都是泌水的表现。
无论是离析，还是泌水对硬化后混凝土的强度和耐久性都将有很大的影响。显然，
混凝土拌合物的和易性是一项综合的技术性质，它包括流动性和均匀稳定性两方面的含义。这两者相互联系，又相互矛盾。
流动性过大将影响均匀稳定性；反之亦然。
因此在实际工程中，应在流动性基本满足施工的条件下，力求保证均匀稳定性，使两者统一起来。
2,混凝土拌合物和易性的测定
根据,普通混凝土拌合物性能试验方法,
（ GBJ80— 85）规定，混凝土拌合物的稠度可采用塌落度法和维勃稠度法测定。
由于和易性是一项综合的技术性制，因此很难找到一种能全面反映拌合物和易性的测定方法。通常以测定流动性（即稠度）
为主，而对均匀稳定性主要通过观察进行评定。
a．塌落度法塌落度法适用于骨料最大粒径不大于 40mm、塌落度值大于 10mm的塑性和流动性混凝土拌合物稠度测定。方法是将拌合物按规定的试验方法装入塌落度筒内，提起塌落度筒后拌合物因自重而向下塌落，下落的尺寸即为混凝土拌合物的塌落度值，
以毫米为单位，用 T表示，见图 4-5。在测定塌落度的同时，应观察拌合物的均匀稳定性情况，以全面地评定混凝土的和易性。
混凝土拌合物根据其塌落度大小可分为四级，见表 4-8．塌落度值小于 10mm的干硬性混凝土拌合物应采用维勃稠度法测定。具体实验过程见 塌落度实验 。（ 大流动性混凝土坍塌落度 ）
b.维勃稠度法维勃稠度法适用于骨料最大粒径不大于 40mm，维勃稠度在 5~30s之间的混凝土拌合物稠度的测定。
这种方法是先按规定方法在圆柱形容器内做塌落度试验，提起塌落度筒后在拌合物试体顶面上放一透明圆盘，开启振动台，同时启动秒表并观察拌合物下落情况。当透明圆盘下面全部布满水泥浆时关闭振动台，停秒表，此时拌合物已被振实。
秒表的读数,s”即为该拌合物的维勃稠度值，以
,秒,为单位，用 V表示，见 维勃稠度法 。
3.影响和易性的因素
混凝土拌合物的和易性主要取决于各组成材料的品种、规格及组成材料之间数量的比例关系（水灰比、砂率、浆骨比）。
1）水泥品种 不同品种的水泥，需水量不同，
因此在相同配合比时，拌合物的稠度也有所不同。需水量大者，其拌合物的塌落度较小。一般采用火山灰水泥、矿渣水泥时，
拌合物的塌落度较用普通水泥时小些。
2）骨料的种类、粗细程度及颗粒级配
河砂和卵石表面光滑无棱角，多呈球状，
拌制的混凝土拌合物比碎石拌制的拌合物流动性好。采用最大粒径较大的级配良好的砂石，因其总表面积和空隙率小，包裹骨料表面和填充空隙用的水泥浆用量小，
因此拌合物的流动性也好。
3）水灰比 水灰比的大小决定了水泥浆的稠度。水灰比愈小，水泥浆就愈稠，当水泥浆与骨料用量比一定时，拌制成的拌合物的流动性便愈小。当水灰比过小时，水泥浆较干稠，拌制的拌合物的流动性过低会使施工困难，不易保证混凝土质量。若水灰比过大，会造成拌合物均匀稳定性变差，
产生流浆、离析现象。因此，水灰比不易过小或过大，应根据混凝土的强度和耐久性要求合理地选用。
4）砂率
砂率是指拌合物中砂的质量占砂石总质量的百分率。砂的粒径比石子小得多，具有很大的比表面积，而且砂在拌合物中填充粗骨料的空隙。因而，砂率的改变会使骨料的总表面积和孔隙率有显著的变化，可见砂率对拌合物的和易性有显著的影响。
砂率过大，骨料的总表面积及空隙率都会增大啊，
在水泥浆量一定的条件下，骨料表面的水泥浆层厚度减小，水泥浆的润滑作用减弱，使拌合物的流动性变差。若砂率过小，砂填充石子空隙后，
不能保证粗骨料间有足够的砂浆层，也会降低拌合物的流动性，而且会影响拌合物的均匀稳定性，
使拌合物粗涩，松散，粗骨料易发生离析现象。
当砂率适宜时，砂不但填满石子的空隙，而且还能保证粗骨料间有一定厚度的砂浆层以便减小粗骨料的滑动阻力，使拌和物有较好的流动性。这个适宜的砂率称为合理砂率。采用合理砂率时，
在用水量和水泥用量一定的情况下，能使拌合物获得最大的流动性，且能保证良好的粘聚性和保水性。或者，在保证拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性和保水性时，水泥用量为最小，
5）浆骨比水泥浆与骨料的数量比称为浆骨比。在骨料量一定的情况下，浆骨比的大小可用水泥浆的数量表示，浆骨比愈大，表示水泥浆用量愈多。在混凝土拌合物中，水泥浆赋予拌合物以流动性，是影响拌合物稠度的主要因素。在水泥浆稠度（即水灰比）一定时，增加水泥浆数量，拌合物流动性随之增大。但水泥浆过多，不仅不经济，而且会使拌合物均匀稳定性变差，出现流浆现象。
6）外加剂在拌制混凝土时，掺用外加剂（减水剂、
引气剂）能使混凝土拌合物在不增加水泥和水用量的条件下，显著地提高流动性，
且具有较好的均匀稳定性。
此外，由于混凝土拌和后水泥立即开始水化，使水化产物不断增多，游离水逐渐减少，因此拌合物的流动性将随时间的增长不断降低。而且，塌落度降低的速度随温度的提高而显著加快。
（二）混凝土的强度
混凝土的强度包括抗压、抗拉、抗弯、抗剪以及握裹强度等，其中以抗压强度最大，
故工程上混凝土主要承受压力，混凝土的抗压强度与其它强度间有一定的相关性，
可以割据抗压强度的大小来估计其它强度值，因此混凝土的抗压强度是最重要的一项性能指标。
① 混凝土的立方体抗压强度及强度等级按照国家标准 BGJ81— 85,普通混凝土力学性能试验方法,的规定，以边长为 150mm的立方体试件为标准试件，在标准养护条件（温度 20± 3℃,
相对湿度 90%以上）下养护 28d，测得其抗压强度，
所测得的抗压强度值称为立方体抗压强度，以 fcu
表示。测定混凝土立方体抗压强度时，也可以采用非标准尺寸的试件，其尺寸应根据混凝土中粗骨料的最大粒径而定，单其测定结果应乘以相应的尺寸换算系数见表
根据国家标准 GBJ107— 87,混凝土强度检验评定标准,
规定，混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值划分。
混凝土的强度等级采用符号 C与立方体抗压强度标准值
fcu,k(以 N/mm2)表示。立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为 150mm的立方体试件在 28d龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值，
强度低于该值的百分率不超过 5%。混凝土的强度等级分为 C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45、
C50,C55及 C60十二个等级，例如强度等级 C25表示该混凝土的立方体抗压强度标准值为 25Mpa。
工程设计时应根据建筑物的不同部位及承受荷载情况的不同，选取不同强度等级的混凝土。
② 轴心抗压强度
混凝土的强度等级只是评价混凝土力学性能的依据，为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（如柱子）
时都采用轴心抗呀强度作为标准试件，测定其标养 28天的抗压强度值。
3.混凝土强度的因素
1） 水泥标号 水泥是混凝土中的胶凝材料，
水泥粘结骨料使混凝土成为人造石材。在相同配合比的条件下，水泥标号越高，水泥浆体与骨料的粘结力越大，混凝土的强度就越高。混凝土强度与水泥的强度成正比例关系。
2）水灰比 即用水量与水泥用量之比。在配制混凝土时，为了使拌合物具有良好的和易性，往往要加入较多的水，而水泥完全水化要的结合水大约只为水泥重的 23%左右，多余的水在混凝土硬化后，或残留在混凝土中，或蒸发，使得混凝土内形成各种尺寸的孔隙。这些孔隙的存在，减少了混凝土抵抗荷载作用的有效面积。因此在水泥标号及其他条件相同的情况下，混凝土的强度主要取决于水灰比。水灰比愈小，混凝土的强度越大。
3）粗骨料
水泥降体与骨料的粘结力还与骨料特别是粗骨料，
它是硬化后混凝土的骨架的表面有关。碎石表面粗糙，粘结力就比较大，卵石表面光滑，粘结力就比较小，因而在水泥标号和水灰比相同的条件下，碎石混凝土的强度往往高于卵石混凝土的强度。根据工程时间经验，混凝土的强度与上述各因素之间保证近似的恒定关系，可采用下面的经验工式来表示：
4） 养护条件 混凝土强度的生产与发展通过水泥的水化而实现的周围环境的温度对水化作用的进行有显著的影响。当温度降低至冰点以下时，由于混凝土中水分结冰，
水泥不能与冰发生化学反应，则混凝土强度停止发展，而且由于孔隙中的水结冰后体积膨胀，使混凝土内部结构 遭到损坏，
使强度降低。
周围的环境湿度对水泥的水化作用是否能正常进行有显著的影响：温度适当，水泥水化便能顺利进行；若湿度不够，混凝土表面水分蒸发，内部水分将不断地向表面迁移，这样会影响水泥的正常水化，使表面干裂，内部疏松，严重地影响强度和耐久性。所以，为了使混凝土正常硬化，必须在成型后的一段时间内使周围的环境有一定的温度和湿度。
常见的自然养护是将成型后的混凝土放在自然环境 中，随气温变化，用覆盖或浇水等措施使混凝土保持潮湿状态的一种养护方法。当使用硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥时，浇水保湿不应少于 7天，使用火山灰水泥 或在施工中掺用缓凝剂时，应该不少于 14天。为了加速混凝土强度的发展，
提高混凝土的 早期强度，还可以采用蒸汽养护和压蒸养护的方法来实现。
5）龄期 龄期是指混凝土拌合、成型所经过的养护时间。混凝土的强度随强度的增长，
逐步提高。在正常养护条件下，强度在最初的几天内发展较快，以后发展渐慢,28
天可达到设计强度,28以后发展缓慢，增长时间可延续数十年之久。不同的养护龄期的强度增长情况见 表。混凝土强度发展，
大致与龄期成正比关系：
（三） 混凝土的耐久性
混凝土耐久性的概念：
混凝土的耐久性是指混凝土在使用条件下抵抗周围环境各种因素长期作用的能力。根据混凝土所处的环境条件不同，其耐久性的含义也有所不同，如处于水中或潮湿环境并遭受反复冻融的混凝土应具有较高的耐水性和抗冻性；水下或地下建筑物用的混凝土应具有一定的抗渗性等等。通常结构用混凝土的耐久性可包含抗冻、
抗渗、抗腐蚀、抗碳化、防碱集料反应等方面内容。
1.抗渗性（不透水性）
混凝土抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。它直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。混凝土渗水的原因是由于内部孔隙形成连通渗水通道的缘故。这些渗水通道源于水泥石中的孔隙；水泥浆泌水形成的泌水通道；各种收缩形成的微裂纹以及骨料下部积水形成的水囊等。
水泥品种、水灰比的大小是影响抗渗性的主要因素，所以应选择适当的水泥品种和足够的水泥用量；采用较小的水灰比；良好的骨料级配和合理的砂率值；采用减水剂、引气剂；加强养护及精心施工。
混凝土的抗渗性用抗渗等级表示，它是以
28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验，
所能承受的最大静水压力来确定。混凝土的抗渗等级有 P4,P6,P8,P10,P12五个等级，表示能抵抗 0.4,0.6,0.8,1.0、
1.2MPa的静水压力而不渗透。
2,抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在使用环境中，
能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。在寒冷地区，
特别是在潮湿环境下受冻的混凝土工程，
其抗冻性是评定该混凝土耐久性的重要指标。混凝土抗冻性主要取决于混凝土的结构特征。
混凝土的孔隙率及孔隙特征（孔的数量、
孔径大小、分布、开口连通与闭口等）和含水程度等因素。较密实的或具有闭口孔隙的混凝土是比较抗冻的。选用适当的水泥品种（硅酸盐水泥、普通水泥）、采用较高标号水泥以及掺入外加剂（引气剂）
等措施，可提高混凝土的抗冻性能。
混凝土抗冻性以抗冻标号表示，它是以 28d
龄期的混凝土标准试件，在水饱和后承受反复冻融循环，以抗压强度损失不超过 25%，
且质量损失不超过 5%时最大循环次数来确定。混凝土的抗冻等级有 F25,F50,F100、
F150,F200,F250和 F300等九个等级，表示混凝土能承受冻融循环的最大次数不小于,25,50,100,150,200,250和 300次。
3.抗侵蚀性混凝土中的骨料一般具有良好的抗侵蚀性。
环境介质对混凝土的侵蚀，主要是对水泥石的侵蚀。选用适当的水泥品种、提高混凝土的密实度或使其具有封闭孔隙都可以有效地提高混凝土的抗侵蚀性。
4.提高混凝土耐久性的措施混凝土所处的环境及使用条件不同，其耐久性的主要含义也有所不同，因此应根据具体条件，采取相应的措施来提高混凝土的耐久性。虽然混凝土在环境条件下破坏过程各不相同，但对于提高其耐久性的措施来说，却有很多共同之处。
除了合理的选择适当原材料，提高混凝土的密实度是提高混凝土耐久性的一个重要措施。此外,改善混凝土内部的孔结构也可以影响混凝土耐久性的因素。
三,混凝土的配合比设计
（一） 混凝土配合比设计的方法及基本要求
混凝土配合比设计是指混凝土中四中材料水泥、砂、石、水用量之间的比例关系。
可以采用各种材料用量的比例关系表示，
并以水泥质量为 1，如 C,S,G=1,2.10：
4.20,W/C=0.6。
1） 要使混凝土的强度能满足结构设计的强度的等级要求；
2）使混凝土拌合物的和易性与施工条件相适应；
3）使硬化后的混凝土具有与工程所处环境条件相适应的耐久性；
4）在满足上述条件的前提下，尽量做到节约水泥，降低混凝土成本。
（二） 混凝土的配制强度
为了使混凝土试验时 95%以上的试件抗压强度都满足混凝土立方体抗压强度标准值的要求，就必须使配制制度高于该设计强度等级的抗压强度标准值。 根据,混凝土结构工程施工及验收规范,GB50204-92的规定,f=f + 1.645 *δ（式中各项标注详以教科书为准）。 δ取值见表
（三）配合比设计的步骤
1.确定水灰比 W/C
2.确定 W/C后按耐久性要求复合水灰比 。
3.确定用水量（ W） 用水量应根据粗骨料情况和施工所要求的坍落度，可按表 选用
4.计算水泥用量（ C）根据已确定的水灰比和用水量可得 C=W/（ W/C）,为了保证耐久性要求，水泥用量应满足表规定，否则应按表中规定的水泥最小用量取值。
5.确定砂率（ S。）砂率一般可根据本单位对所使用材料的使用经验选用合理数值。
也可按表选择。
6,计算砂、石用量 （ S,G） 可以用体积法或者重量法求得。
（ 1） 体积法 假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积及拌合物中所含空气的体积之总合。可得下式：
C/+S/+G/+W/+10=1000
S/（ S+G） =SP%
（ 2）重量法
C+G+S+W=ρ0h
S/（ S+G） =SP%
7.计算初步配合比
8,试配与调整
9.确定试验室配合比
10.换算施工配合比返回键
混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，
用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的 5%（特殊情况除外）
第二节 混凝土外加剂
一,混凝土外加剂的分类
国家标准 GB8075-87中按外加剂的主要功能将混凝土外加剂分为四类
1.改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，其中包括各种减水剂，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，其中包括缓凝剂，早强剂 和速凝剂等。
3.改善混凝土耐久性的外加剂，其中包括引气剂，防水剂和阻锈剂等。
4.改善混凝土其他性能的外加剂，其中包括加气剂，膨胀剂，防冻剂，着色剂，防水剂和泵送剂等。
（一）减水剂
减水剂是指能保持混凝土的和易性不变，
而显著减少其拌合用水量的外加剂。由于拌合屋中加入减水剂后，如不改变单位用水量，可明显地改善其和易性，因此减水剂又称为塑化剂。
1.减水剂的作用机理 水泥加水拌合后，水泥颗粒间会相互吸引，在水中形成许多絮状物。在絮状结构中，包裹了许多拌合水，
使这些水不能起到增加浆体流动性的作用。
当加入减水剂后，减水剂能拆散这些絮状结构，把包裹的游离水解放出来，从而提高了拌合物的流动性。这时，如果仍需保持原混凝土的和易性不变，则可显著地减少拌合用水，起到减水作用，故称为减水剂。
如果保持强度不变，可在减水的同时减少水泥用量，以达到节约水泥的目的。
2.使用减水剂的技术经济效果 有以下技术经济效果
（ 1） 在保持和易性不变，也不减少水泥用量时，可减少拌合水用量 5~25%或更多。由于减少拌合水量使水灰比减小，则可使强度提高 15~20%，特别是早期强度提高更为显著。
2）在保持原来配合比不变的情况下，可使拌合物的坍落度大幅度提高（可增大 100~200mm），使之便于施工也可满足泵送混凝土施工要求。
（ 3）若保持强度及和易性不边 可节约水泥
10~20%。
（ 4）由于拌合水量减少，拌合物的 泌水、离析现象得以改善，可提高混凝土的抗冻性、抗渗性。
因此会使用混凝土的耐久性得到提高。
3.目前常用的减水剂
减水剂主要有木质素系、萘系、树脂系、
糖蜜系和腐植系等几类，各类可按主要功能分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂等几种。
简介如下：
1）木质素系减水剂 木质素系减水剂的重要品种是木质素磺酸钙，简称木钙粉或 M剂，
是一种棕黄色粉状物，主要成分为木质素磺钙，这种减水剂对钢筋无锈蚀危害，对混凝土的抗冻，抗渗，耐久性等可有明显改善。由于有缓凝作用，可降低水泥早期水化热，有利于水工大体积混凝土工程施工。
木质素系减水剂 除了木钙粉外，还有 MY减水剂,CH减水剂,CF-G,WN-1型木钠减水剂等产品。
2）萘系减水剂 这类减水剂的主要成分是萘及萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，
一般为棕色粉状物。萘系减水剂对水泥有强烈的分散作用，其减水、增强、提高耐久性等效果均优于木质素，属于高效减水剂。这类减水剂的品种较多，有 NNO，
FDN,UNF,NF,MF,JN，建 -1,AF等。
萘系减水剂适用于所有混凝土工程，更适于配制高强，早强配制混凝土及流态混凝土。
二）早强剂
加速混凝土早期强度发展的外加剂成为早强剂。这类混凝土能加速水泥水化的过程，
提高混凝土的早期强度，并对后期强度无显著的影响。常用的有氯盐、硫酸盐、三乙醇胺三大类以及以它们为基础的复合早强剂。
1.氯盐早强剂 常用的氯盐早强剂主要氯化钙和氯化钠。氯盐外加剂可明显地提高混凝土的早期强度。由于氯盐对钢筋有加速锈蚀的作用，因此常控制其掺量，对无筋的素混凝土一般为水泥质量的 1~3%。
2.硫酸盐早强剂 常用的硫酸盐早强剂主要有元明粉、芒硝、二水石膏和海波。他们均为白色粉状物，在混凝土中能与水泥水化生成的水化硫铝酸钙晶体，加速混凝土的硬化，适宜掺量为水泥重的 0.5~2%。
3.三乙醇胺 三乙醇胺是一种有机物，为无色或淡黄色油状液体，弄溶于水，呈碱性，
有加速水泥水化的作用，超量使用会引起强度明显降低。
4.复合早强剂 上述三类早强剂均可单独使用，但复合使用效果更佳。
（三）引气剂
在搅拌混凝土的过程中，能引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡的外加剂称为引气剂。引气剂可在混凝土拌合物中引入直径约为 0.05~1.25mm的气泡，能改善混凝土的和易性提高混凝土的抗冻性，适用于港工、水工、地下防水混凝土等工程，
常用的产品有松香热聚物，松香皂等，此外还有烷基磺酸钠及烷基苯磺酸钠等。
（四）缓凝剂
延长混凝土凝结时间的外加剂称为缓凝剂。
在混凝土施工中，为了防止在气温较高、
运送距离较长等情况下，混凝土拌合物过早凝结影响浇灌质量，为了延长大体积混凝土放热时间或对分层浇注的混凝土防止出现施工裂缝的工程，常需要在混凝土中加入缓凝剂。
（五）防冻剂
能使混凝土在负温下硬化，并在规定的时间内达到足够的防冻强度的外加剂称为防冻剂。在负温条件下 施工的混凝土工程须掺入防冻剂。一般，防冻剂除了能降低冰点外，还有促凝，早强，减水等作用，所以多为复合防冻剂。常用的有 NC-3型，
MN-F型,FW2,FW3,AN-4等。
返回键第三节 其他混凝土一、掺粉煤灰的水泥混凝土
粉煤灰是燃镁热电站从煤粉炉烟道气体中收集的粉状物，是一种工业废渣，每年我国排放良近 40000t，已成为公害，急需利用。
粉煤灰具有一定的活性，常用做为水你的活性材料，也可以作为混凝土的掺和料在混凝土搅拌前或搅拌过程中加入，可以起到一定的增强作用，并在用水量不变的情况下，明显地改善拌合物的和易性。
二、轻骨料混凝土
凡是由轻粗骨料、轻细骨料（或普通砂）、
水和水泥配制成的混凝土，起表观密度不大于 1950Kg/m3者称为轻骨料混凝土。轻骨料混凝土具有表观密度小，保温隔热，吸声及抗震性好等特点，是一种良好的保温或结构兼保温材料。
轻骨料混凝土常有如下三种分类方法：
1.按轻骨料的种类 由于轻骨料的种类繁多，所以常用以轻骨料的种类命名，如，火山渣混凝土，
页岩陶粒混凝土等。
2.按细骨料的品种分类 有全轻型混凝土 （即粗细骨料全部为轻骨料的混凝土）和砂轻混凝土（即采用轻骨料和普通砂作为部分或全部细骨料的混凝土）。
3.按用途分类 有保温轻骨料混凝土、结构兼保温轻骨料混凝土和结构轻骨料混凝土。
一）轻骨料的分类
轻骨料按材料来源分为三大类：
1,天然轻骨料 天然形成的多孔岩石，经过加工而成的轻骨料，如浮石，火山渣及其轻砂。
2.人造轻骨料 以地方材料为原料，经过加工而成的轻骨料，如膨胀珍珠岩，黏土陶粒，页岩陶粒及其轻砂。
3.工业废料轻骨料 以工业废料为原料，经加工而成的轻骨料，如粉煤灰陶粒，膨胀矿渣珠、煤矸石陶粒及其轻砂等。
（二）轻骨料混凝土的技术性质
1.轻骨料混凝土拌合物的和易性 为了便于施工，
轻骨料混凝土拌合物应具有良好的和易性，其流动性的大小主要决定于用水量。在选择流动性时，
一般应比普通混凝土拌合物的坍落度要求低
1~2cm为宜。
2.轻骨料混凝土的表观密度 轻骨料混凝土按干燥状态下的表观密度划分为十二个等级,800,900、
1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600、
1700,1800,1900。
3.轻骨料混凝土的强度 轻骨料混凝土的强度等级检验和评定方法与普通混凝土相同，按起立方体抗压标准强度划分为 CL5.0,CL7.5,CL10,CL15、
CL20,CL25,CL30,CL35,CL40,CL45、
CL50。
影响轻骨料混凝土强度的因素很多，轻骨料的性质（强度、堆密度、形状、吸水率等）和用量对混凝土的强度影响极大。如用轻砂代替普通砂，
虽然可以降低混凝土的 表观密度，但强度将明显下降。
4.轻骨料混凝土的变形性能较大，起干缩值和徐变值均较普通混凝土大。
5.良好的保温性能 轻骨料混凝土具有较好的保温性能，轻骨料混凝土可作为保温的围护结构材料，也可用来作为承重的结构材料，见表。
三）轻骨料混凝土的施工
轻骨料混凝土的施工与普通混凝土基本相同，但因轻骨料具有表观密度小，吸水能力强等性能，故施工中要注意以下几个问题：
1.应严格控制或掌握骨料的含水率，并随之调整搅拌时的加水量；
2.应采用强制搅拌机，并延长搅拌时间，防止轻骨料上浮或搅拌不均匀；
3.震捣时间应适宜，防止轻骨料上浮造成分层现象；
4.轻骨料混凝土易干裂，必须加强早期的潮湿养护。
三、防水混凝土、特细砂混凝土、大孔混凝土及流态混凝土
（一）防水混凝土 防水混凝土是通过各种方法提高混凝土的抗渗透性能，以达到防水要求的一种混凝土，常用的防水混凝土按其配制方法可分为普通防水混凝土和外加剂防水混凝土两类。
（二）特细砂混凝土
细度模数在 1.5~0.7的砂称为特细砂。在我国的长江、黄河、珠江、嘉陵江、松花江等流域和甘肃、
新疆、四川等地缺少普通粒径的砂，却蕴涵着大量的特细砂。这种砂的特点是总表面积大，空隙率大，含泥量高，因此拌制的混凝土会出现水泥用量大，干缩大，耐磨性差等缺点。但施工时间证明，如果处理得当，特细砂混凝土的基本性能可接近于同登记的普通混凝土，并且可就地取材，
降低造价。
（三）大孔混凝土
大孔混凝土是以粗骨料、水泥和水配制而成的一种轻混凝土，又称为无砂大孔混凝土。它是由水泥浆将骨料包裹并粘结在一起，却不天充粗骨料的空隙而形成大孔结构的混凝土。为了提高强度，
有时也加入了少量细骨料，这就是少砂大孔混凝土，它与普通混凝土相比，表观密度小，水泥用量小，强度低，主要用于非承重的墙体，砌块，
板材等。
（四）流态混凝土
流态混凝土是指其拌合物的坍落度大于 200mm的混凝土，为了得到要求的大流动性，通常是采用
50~100mm坍落度的混凝土拌合物，在浇注前假如高效减水剂，并再次搅拌而成。因为拌合物流动性大，成型速度快，质量好，适用采用泵送，管道输送等施工方法来浇注配筋以及断面尺寸较小的构件。
返回键第七章 建 筑 砂 浆
建筑砂浆是由胶凝材料（水泥，石灰，石膏等）、细骨料
（砂、炉渣等）和水（有时还掺入了某些外掺材料）按一定比例配制而成的，是建筑工程中，尤其是民用建筑中使用最广，用量最大的一种建筑材料，可用来砌筑各种砖，
石块，砌块等，进行墙面，地面，梁柱面、天棚等的表面抹灰，可用来粘贴大理石，水磨石，瓷砖等装饰材料，可用于填充管道及大型墙板的接缝，也可以制成具有特殊性能的砂浆对结构进行特殊处理（保温，吸声，防水，防腐，
装修等）。
常用的建筑砂浆按所用的胶凝材料种类分为水泥砂浆，石灰砂浆，混合砂浆。若按其使用功能可分为 砌筑砂浆，普通抹面砂浆，用与绝热，吸声，防水，防腐等用途的抹面砂浆及专门用于装饰方面的装饰砂浆。
第一节 砌 筑 砂 浆
第二节 抹 面 砂 浆返回键第一节 砌 筑 砂 浆
用于砌筑块体材料（砖 石头，砌块等）使之成为砌体的砂浆，称为砌筑砂浆。砌筑砂浆是砌体的重要组成部分。
一、砌筑沙浆的组成
为了保证砌筑沙浆的质量，配制沙浆的各种组成材料应均满足一定的技术要求。
1,水泥 水泥是砌筑沙浆中最主要的胶凝材料，常用的水泥有普通水泥，矿渣水泥，
火山灰水泥，粉煤灰水泥，砌筑水泥和无熟料水泥等。在选用时应根据工程所在的环境条件选择适合的水泥品种。水泥标号的选择应使水泥标号（强度）为砂浆强度等级的 4~5倍为宜。由于沙浆强度要求不高，
所以采用中，低标号水泥配制砂浆较好。
若水泥 标号过高，会使砂浆中水泥用量不足而导致保水性不良。
2,细骨料 砂是砌筑沙浆的骨料，其最大粒径不应超过灰缝厚度的 1/4~~1/5。通常砌筑砖砌体时，砂的最大粒径规定为 2.5mm；砌石时可采用最大粒径 5mm的砂。为保证砂浆质量，对砂中的粘土及淤泥量常做以下限制,M10及 M10以上的砂礓应不超过 5%；
M2.5~~~M7.5的砂浆应不超过 10%； M1及
M1以下的砂浆应不超过 15%~~~~20%。
3,掺合料及外加剂 为了了改善砂浆的和易性，可在沙浆中加入一些无机的细颗粒掺合料，如石灰，
粘土，粉煤灰等。石灰须经过制成一定稠度的膏体使用。粉煤灰若经过磨细后使用效果会更好。
有时还可以采用微沫剂来改善砂浆的和易性。常用的微沫剂为松香热聚物、掺量为水泥重量的
0.005~~~0.01%
4,水 拌制砂浆应采用不含有害物质的洁净水，一般与混凝土用水要求相同。
二、新拌砂浆的和易性
新拌砂浆的和易性是指新拌砂浆是否易于施工并能保证质量的综合性质。和易性好的砂浆能比较容易地在砖石表面上铺砌成均匀的薄层，能很好的与地面粘结。新拌砂浆的和易性包括流动性和保水性两个方面内容。
1,流水性（稠度） 砂浆的流动性是指在自重和外力作用下流动的性能。流动性用砂浆稠度仪来测定，并用,沉入度,cm表示。
沉入度值愈大，砂浆流动性愈大，愈容易流动。在选用砂浆的稠度时，应根据砌体材料的种类、施工条件、气候条件等因素来决定，可按表 7-1选取。
2,保水性 砂浆的保水性是指砂浆能够保持水分的性能。保水性好的砂浆无论是运输，静置铺设在底面上，水都不会很快从砂浆中分离出来，仍保持着必要的稠度。在砂浆中保持一定数量的水分，
不但易于操作，而且还可以使水泥正常水化，保证了砌体强度。
为了使砂浆具有良好的保水性，可掺入一些细微颗粒材（石灰膏，磨细粉煤灰）或微沫剂等。
砂浆的保水性以,分层度,表示。保水性好的砂浆，其分层度应在 1~~2cm。分层度大于 2cm时砂浆的保水性差，易于离析；小于 1cm的砂浆过于粘稠不便于施工。
三,硬化后砂浆的性质
硬化后的砂浆应具有一定的抗压强度。抗压强度是划分砂浆等级的主要依据。
砂浆的强度等级是以边长为 70.7cm立方体试件，在标准养护条件下，用标准实验方法测得 28天龄期的抗压强度值 (MPa)来确定的，并划分为 M0.4,M1.0,M2.5,M5.0,
M7.5,M10,M15等 7个等级，其中常用的有 M1.0,M2.5,M7.5和 M10。
砌筑砂浆的强度与表面材料吸水性有关。
铺砌在密实表面（如砌筑毛石）的砂浆，
影响强度的因素与混凝土相同。
铺砌在吸水的多孔底面材料上（如砌普通砖）的砂浆，其中的水分要被底面材料吸去一些，由于砂浆具有保水性，因此不论拌合时加入多少水，经底面吸水后保留在砂浆中的水量的影响，可用下式计算：
其中,C— 1立方米砂浆所需要的水泥用量，
千克； K— 经验系数，其数值的大小与砂浆的强度等级及水泥标号有关，见表 7-2。
四,砌筑砂浆的配合比
在设计砌筑砂礓的配合比之前，首先应该根据使用要求及施工条件等确定砂浆的种类及强度等级。
（一） 砂浆的种类与强度等级
1,砂浆的种类 水泥砂浆适用于潮湿环境，水中以及要求砂浆强度较高的工程（ >M5.0）。石灰是气硬性的胶凝材料，因此石灰砂浆强度低，耐水性差，只适宜用于地上、强度要求不高的工程及低层或临时性工程中。有时为了改善强度等级较低的水泥砂浆的和易性，常掺入一些石灰膏配制成水泥石灰混合砂浆。这种沙浆的耐水性在水泥砂浆和石灰沙浆之间。
2,砂浆的强度等级 沙浆的强度等级一般由设计决定。
二） 配合比设计步骤
1,配制强度 为了使砂浆强度具有一定的保证率，
配制强度应该按设计强度 fm提高 15%计算：
f28=1.15fm
2.计算水泥用量（ C）水泥用量可以按下式计算：
C=
3.计算石灰膏用量（ D） 在配制水泥石灰混合砂浆时，还应求取石灰膏用量，其可按下面的经验公式求得：
这里，石灰膏应控制沉入度在 12左右，表观密度
1350Kg/立方米。
4,确定砂的用量（ S） 上面沙浆强度公式使用条件是含水量 1~~3%的松散状态的中砂，所求的得的水泥量与 1立方米这样的砂拌制成的砂浆其体积约为 1立方米，实际中常按 1立方米砂量计算。当砂的含水率大于 3%时制得 1立方米砂浆，需 1.1~1.25立方米砂，当含水率接近零时制得 1立方米砂浆只需 0.9立方米砂。
5,水的用量 由于砂浆强度与拌合用水量无关，因此用水量应根据砌筑时所需的砂浆的流动性要求调整。
6,初步配合比 砌筑砂浆的配合比，可用质量比表示：
也可以用体积比表示：
7.试配与调整 工程中可用上述方法求得配合比也可以查阅经验表格选择配合比。对一般工程，可直接采用表格确定，
但对重要工程应经过上述计算并调整后使用。调整时，一般以三个不同的水泥值，配成三个配合比，经过实验确定强度满足要求的配合比作为施工使用。
返回键
抹面砂浆也称抹灰砂浆，其涂抹建筑物内、
外表面，既可保护建筑物，又可使表面具有一定的使用功能（装饰、防水、保温、
吸声、耐酸等）。常按使用功能将砂浆分为普通抹面沙浆，防水砂浆，装饰砂浆和特殊用途砂浆（防水，绝热，耐酸，吸声等）。
第二节 抹 面 砂 浆
一,普通抹面砂浆
普通抹面沙浆主要是为了保护建筑物，并使表面平整美观。抹面砂浆与砌筑砂浆不同，主要要求的不是强度，而是与底面的粘结力。所以配制时需要胶凝材料数量较多，并应具有良好的和易性，
以便操作。
为了 保证抹灰表面平整,避免裂缝、脱落等现象，
通常抹面应分两层或三层进行施工。各层抹灰要求不同，所以每层所用的沙浆也不一样。
底层砂浆主要起与基层粘结的作用。砖墙底层多用石灰砂浆；有防水、防潮要求时用水泥砂浆；
板条墙及顶棚的底层抹灰多用混合砂浆或石灰砂浆；混凝土面底层抹灰多用水泥砂浆或混合砂浆。
中层抹灰主要起找平作用，多用混合砂浆或石灰砂浆。
面层主要起装饰作用，砂浆中适宜用细砂。面层抹灰多用混合砂浆、麻刀石灰浆、纸筋石灰浆。
在容易碰撞或潮湿部位的面层，如墙裙、踢脚板、
雨蓬、水池、窗台等均应采用水泥砂浆。
为了便于操作，各层所用沙浆的稠度及配合比可在表 7-4、表 7-5中选取。
二,防 水 砂 浆
防 水 砂 浆是构成某些建筑物底下工程、水池、地下管道、沟渠等要求不透水性的防水层的基本材料。防水砂浆的配制有如下两种方法：
1,普通防水砂浆 普通防水沙浆一般采用 325
号以上的普通水泥，级配良好的中砂，按 1：
2~3的比例，并控制水灰比在 0.5~0.55范围内，即可适用于一般防水工程。
2,掺防水剂的防水砂浆 这种防水砂浆通常在水泥沙浆中掺入防水剂而成。常用的防水剂有氯化物金属盐类防水剂（主要由氯化钙和氯化铝组成）、水玻璃类防水剂
（一水玻璃为基料家二种或四种矾所组成）
和金属皂类减水剂等。防水剂掺入砂浆中，
能促使砂浆结构密实或者能堵塞沙浆中的毛细孔。
防水砂浆的防水效果在很大程度上决定于施工质量。涂抹时一般分五层，每约 5mm，
每层在初凝前要用抹子压实，最后一层要压光，才能取得良好的防水效果。
三、装饰沙浆
装饰沙浆与普通抹面砂浆基本相同，其装饰效果是通过施工时不同的处理方法，如：表面不同做法，使用白水泥或色彩水泥，加入天然的彩色砂，
碎屑等来实现的。
装饰砂浆表面可以做各种装饰，如水刷石，水磨石，拉毛石，垛假石等，其配合比见表 5-6。
返回键第八章防水材料
第一节 沥青
第二节 沥青防水制品
第三节 新型防水材料返回键第一节 沥青
沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、
碳等）衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。
沥青是一种无机的胶结材料，具有粘性、塑性、
耐腐蚀及憎水性等，因此在建筑工程中主要用作防潮、防水、防腐材料，用于屋面、地下、以及其他防水工程、防腐工程以及道路工程。
沥青分类：沥青主要分为地沥青和焦油沥青，地沥青又分为天然沥青和石油沥青，焦油沥青分为煤沥青，木沥青，页岩沥青。
一、石油沥青 石油沥青是以原油为原料，
经过炼油厂常压蒸馏、减压蒸馏等提炼后，
提取汽油、煤油、柴油、重柴油、润滑油等产品后得到的渣油，通常这些渣油属于低标号的慢凝液体沥青。
（一）技术性质
1、粘滞性（简称粘性），是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。沥青在工程使用中可能受到各种力的作用，如重力、温度应力、车轮荷载等。在沥青路面中，沥青作为粘结材料将矿料粘结起来，形成强度，沥青的粘滞性决定了路面的力学行为。为防止路面夏天出现车辙，冬天出现开裂，沥青的粘性选择是首要考虑的参数。沥青的粘性通常用粘度表示，粘度和针入度是划分沥青等级（标号）的主要依据。测定液体沥青等材料流动状态的粘度时，应采用标准粘度计（见沥青试验部分），该试验方法是：在标准粘度计中，液体状态的沥青，于规定的温度条件下，通过规定的流孔直径，流出 50ml体积，所需的时间秒数（ s）
被称为沥青的粘度，并以 CT,d表示（ T为试验温度 ℃,d为流孔直径 mm）。在温度和流孔直径相同的条件下，流出时间（ T）愈长，表示沥青粘度愈大。
针入度是在规定温度（ 25度）和时间（ 5秒）条件下，一定重量的标准针（ 100g），垂直贯入试样的深度表示沥青的针入度值，并以 0.1mm为单位
（ 0.1mm=1度）。沥青的针入度用 PT,m,t表示，其中 P为针入度,T为试验温度,m为标准针（包括连杆及砝码）的质量,t为贯入时间。按我国现行试验法，试验条件为 P25℃,100g,5s,根据需要如采用其它试验条件时，应在试验结果中注明。针入度值是度量沥青稠度的一种指标，通常针入度值较小的沥青，其稠度较高，粘度亦较高。 针入度示意图（ 10-1） （祥见实验部分）
2、塑性 塑性是指在外力作用下，产生变形而不破坏的能力。用延度表示沥青的延性 是当其受到外力拉伸作用时，所能承受塑性变形的总能力。沥青的延性通常以延度作为条件延性指标来表征，沥青延度值的大小直接反映了工程中沥青在外力作用下，保持内部结构连续或抵抗开裂的能力。沥青的延度值是采用延度）测定的，它是将沥青试样制成 8字形标准试件
（最小断面 1cm2），在规定的试验温度（通常为
25℃ 或 15℃ ）和拉伸速度（通常为 5cm/min）条件下，拉断时的长度伸长值（以 cm计）。在科研中有时需测定沥青低温（ 0℃,4℃ ）时的延度，其拉伸速度常为 1cm/min （祥见实验部分）
3、温度敏感性 沥青物理性能随温度变化的性质。
沥青是一种组成和结构非常复杂的非晶质高聚物，
它由液态转变为固态时，没有敏感的固化点或液化点。对于沥青的物理性质与温度之间的关系，
通常采用产生硬化与滴落时相对应的某一温度区域范围来表示，在此温度区间内，沥青是一种粘滞流动状态。在工程实际中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，取这一温度区间的
0.8721倍作为反映沥青物理状态与温度之间关系的参数，并称之为软化点，软化点用环球法测定。
（祥见实验部分）
沥青的针入度、软化点和延度是划分沥青标号的主要依据，称为沥青的三大指标
4、大气稳定性（也称抗老化性） 指沥青长期在阳光，空气，温度等的综合作用下，
性能稳定的程度。沥青在上述的这些因素综合作用下，逐渐失去粘性、塑性，而变脆变硬的现象称为沥青的老化。沥青的大气稳定性用蒸发前后的减量值及针入度比来表示。大气稳定性的好坏，反映了沥青的使用寿命的长短。大气稳定性好的沥青，
耐老化，使用寿命长。
另：沥青的闪点与燃点也不可忽视。闪点
（也称闪火点）指沥青加热产生的可燃气体与空气的混合物；在规定的条件下与火焰接触，初次产生兰色闪光时的沥青温度。
燃点（着火点）指沥青加热产生的可燃气体与空气的混合物，与火焰接触能维持燃烧 5s以上，此时沥青的温度就为燃点。燃点是沥青可持续燃烧的最底温度，燃点温度比闪点温度高约 10度。
二）石油沥青的标准与选用
石油沥青牌号主要以针入度指标的范围及延度和软化点指标划分的。其中对建筑石油沥青，按（国家标准）沥青针入度值划分 30号和 10号两个牌号。道路石油沥青按石油部部版标准规定分为七个牌号。普通石油沥青按沥青部版标准规定划分为三个牌号（见表 8-2） 石油沥青的技术标准
由标准中可以看出，石油沥青牌号愈大，针入度愈大（粘性愈小），延度值愈大（塑性愈大），
软化点愈低（温度敏感性愈大）。因此在选用石油沥青时，在满足使用要求的前提下应尽量选用较大牌号的沥青，可以保证较长的使用年限。建筑沥青多用于屋面和地下防水工程以及作为建筑防腐材料。道路沥青多用于拌制沥青沙浆和沥青混凝土，用于道路路面及厂房地面等。普通石油沥青含蜡量高，性能较差，在建筑中一般不单独使用，可与其他沥青掺配使用。
二、煤沥青 煤沥青是煤干馏得到的煤焦油，经再提炼加工得到的产品，也称煤焦油沥青或柏油。
1、煤沥青分为低温、中温、高温煤沥青三大类。
建筑中主要使用半固体的低温煤沥青。煤沥青和石油沥青相比，煤沥青密度较大，塑性较差，温度敏感性较大，在低温下易变脆硬、老化快，于矿质材料表面结合紧密，防腐能力强，有毒和臭味等。因此，煤沥青适用于地下防水工程及防腐工程中。
2、鉴别方法 由于煤沥青和石油沥青相似，使用时必须加以区别，方法见表 8-3鉴别方法鉴别方法 煤沥青 石油沥青密度 >1.1(约为 1.25） 接近 1.0
锤击 音清脆，韧性差 音哑，富有弹性，韧性好燃烧 烟呈黄色，有刺激味 烟无色，无刺激性臭味溶液颜色用 30-50倍的汽油或煤油溶解后，将溶液滴于滤纸上，斑点分为内外两圈，城内黑外棕或黄色溶解方法同左，斑点完全均匀散开，
呈棕色。
第二节 沥青防水制品
沥青的使用方法很多，可以融化后热用，
也可以加熔剂稀释或使其乳化后冷用，涂刷涂层，可以制成沥青胶用来粘贴防水卷材，也可以制成沥青防水制品及配置沥青混凝土。
一、沥青防水卷材 可以分为有胎的浸渍卷材和无胎的辊压卷材。
（一）浸渍卷材是用原纸、玻璃纸、石棉布、麻布、合成纤维布等为胎，经浸渍沥青后所制得的卷状材料。其中纸胎沥青卷材最为常见。它包括石油沥青纸胎油毡（简称油毡）和石油沥青油纸
（简称油纸）油毡是采用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后用高软化点石油沥青覆盖油纸两面，
再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎卷材。油毡按所选用的隔离材料分为粉状油毡和片状油毡两个品种，表示为粉毡和片毡。油毡分为 200号、
350号和 500号三个标号，并按浸渍材料总量和物理性质分为合格品、一等品和优等品三个等级。各种标号的的油毡物理性能应符合表 8-4各种油毡的物理性能
油纸分为 200号和 350号两个标号，适用于建筑防潮和包装，也可用于多层防水层的下层。各种油纸的物理性能应符合表 8-5各种油纸的物理性能
注意：施工时必须先将隔离材料清除掉，
以免影响粘贴质量。储存运输时，卷材应立放，堆高不超过两层，并应防潮、防晒、
防雨淋。
（二）辊压卷材 沥青再生橡胶油毡是一种常见的辊压卷材，它是采用再生橡胶,10
号石油沥青和石灰石粉等填料，经混炼、
压制而成的，抗拉强度大、弹性好、低温柔韧性好、不透水性及耐蚀性强等优点，
适用于重要建筑物缝处防水。再生橡胶油毡的物理性能见表 8-6再生橡胶的物理性能
二、冷底子油与沥青胶
沥青胶主要用来粘贴防水材料，为了提高与基层的粘结力，常在基层上先涂一层冷底子油。
（一）冷底子油是用建筑石油沥青加入汽油、煤油、轻柴油；或者用软化点为 50-70
度的煤沥青加入苯，融合而配制成的沥青溶液，可以在常温下涂刷，故称冷底子油。
冷底子油作用机理：涂刷在多孔材料表面 —— 渗入材料孔隙 —— 溶剂挥发 —— 沥青形成沥青膜（牢固结合于基层表面，且具有憎水性）形成过程见动画 8-7冷底子油渗入毛细孔示意图 。配制时，常使用 30%-
40%的石油沥青和 60%-70%的溶剂（汽油或煤油），首先将沥青加热至 180-200度，脱水后冷却至 130-140度，并加入溶剂量的
10%煤油，待温度降至约 70度时，再加入余下的溶剂（汽油）搅拌均匀为止。冷底子油最好是现用现配。若储藏时，应使用密闭容器，以防止溶剂挥发。
二）沥青胶（也称玛碲脂）沥青胶是在沥青中加入适量的矿质粉料或加入部分纤维状填料配置而成的材料。具有较好的粘性、耐热性和柔韧性，
主要用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补漏及做防水层的底层。沥青胶分为热用和冷用两种。热用即热沥青玛碲脂，是将 70-90%的沥青加热至 180-200
度，使其脱水后，与 30-10%的 干燥填料热拌混合均匀后，热用施工。冷沥青玛碲脂是 40-50%的沥青融化脱水后，缓慢加入 25-30%的溶剂，再掺入
30-10%的填料，混合拌匀制得。并在常温下使用。
冷用沥青胶比热用沥青胶施工方便，涂层薄，节省沥青；但是耗费溶剂，成本高。根据使用要求沥青胶应具有良好的黏结性、耐热性、和柔韧性，并以耐热度的大小划分为不同的标号见表 8-8沥青的技术性能第二节 沥青防水制品
施工中，若采用一种沥青不能满足配置沥青所须的软化点时，可采用两种或三种沥青进行掺配。掺配时，首先按下式估算：
P1=(t-t1/t1-t2)× 100
P2=100-P1
式中,
P1,P2 —— 分别为高软化点、低软化点石油沥青的用量百分数,100% ；
t —— 要求的软化点,度 ；
t1,t2 —— 分别为高软化点、低软化点石油沥青的软化点值，度 ；
然后，根据计算出的配比在 +（ -） 5—— 10%范围内进行试配，并绘出掺配比 -软化点曲线图，再从图中曲线上确定出所要求的实际掺配比例。见 例子 1
三 乳化沥青 它是微小的（ 1-10微米）沥青颗粒，均匀稳定的分散在水中的悬浮体，
它是借助乳化剂作用，在机械强力搅拌下，
将融化的沥青分散而制成的 乳化沥青颗粒示意图 。
乳化沥青的特点是：（ 1）可在常温下进行涂刷或喷涂；（ 2）可以在较潮湿的基层上施工；（ 3）具有无毒、无嗅、干燥较快的特点；（ 4）不使用有机溶剂，费用较低，
施工效率高。
将乳化沥青涂刷防水基层后，水分不断的蒸发，
沥青微粒不断靠近，逐渐撕破乳化剂膜层，沥青微粒凝聚成膜与基层粘结形成防水层。一般来说，
基层愈干燥，环境温度愈高，空气流通，沥青微粒愈小，乳化沥青的成膜速度愈快。制作乳化沥青用的 乳化剂有很多种，如石灰膏，动物胶，肥皂，洗衣粉，水玻璃，松香等。选用不同品种的乳化剂，就能得到不同品种的乳化沥青。乳化沥青在成膜后应具有一定的耐热性、粘结性、韧性和防水等性能。表 8-10为石灰乳化沥青成膜后的技术性质。 石灰乳化沥青技术性质（ 8-10）
乳化沥青可以作为冷底子油用；可以用来粘贴卷材，构成多层防水层；也可以作为防潮、防水涂料以及拌制沥青混凝土，沥青沙浆铺设路面。
四 沥青嵌缝油膏 它是以石油沥青为基料，
掺入稀释剂、改性材料及填充料混合配制而成的冷用膏状材料，主要用于屋面、墙面沟、槽等处的防水层作为封缝材料。使用效果较好的有建筑防水沥青嵌缝油膏、
马牌建筑油膏、聚氯乙烯胶泥等。
油膏按耐热度和低温柔性不同，分为 701、
702,703,801,802,803等六个标号，其中技术性能应符合部版标准 JC207-76规定见表 8-11油膏的技术性能要求 返回键返回键标号（横向）
指标名称（纵向
）
石 油 沥 青 胶 焦油沥青胶
S-60 S-65 S-70 S-75 S-80 S-85 J-55 J-60 J-65
耐 热 度用 2mm厚的沥青胶粘和两张沥青油纸，于不低于下列温度中，
在 100%（或 45度角）的坡度上停放 5小时，沥青胶结材不应流出，油纸不应滑动
60 65 70 75 80 85 55 60 65
柔 韧 性涂在沥青油纸上的 2mm厚的沥青胶层，在 16-20度时，围绕下列直径（ mm）的圆棒以 2s的均衡速度弯曲半周，沥青胶结材料不应有裂纹
10 15 15 20 25 30 25 30 35
粘结力 将两张沥青胶贴在一起的沥青油纸揭开时，若被撕开的面积超过粘贴的 1/2时，则认为粘结力不合格，否则即为合格返回键标号（横向）
指标名称（纵向
）
石 油 沥 青 胶 焦油沥青胶
S-60 S-65 S-70 S-75 S-80 S-85 J-55 J-60 J-65
耐 热 度用 2mm厚的沥青胶粘和两张沥青油纸，于不低于下列温度中，
在 100%（或 45度角）的坡度上停放 5小时，沥青胶结材不应流出，油纸不应滑动
60 65 70 75 80 85 55 60 65
柔 韧 性涂在沥青油纸上的 2mm厚的沥青胶层，在 16-20度时，围绕下列直径（ mm）的圆棒以 2s的均衡速度弯曲半周，沥青胶结材料不应有裂纹
10 15 15 20 25 30 25 30 35
粘结力 将两张沥青胶贴在一起的沥青油纸揭开时，若被撕开的面积超过粘贴的 1/2时，则认为粘结力不合格，否则即为合格返回键项目指 标 名 称 标 号
701 702 703 801 802 803
1 耐热度 温度,℃ 70 80
下垂值，不大于,mm
4
2 粘结性，不小于,mm 15
3 保油性 渗油幅度，不大于，
mm
5
渗油张数，不多于，
张
4
4 挥发率，不大于,% 2.8
5 施工度，不小于,mm 22
6 底温柔性 温度,℃ -10 -20 -30 -10 -20 -30
粘结状况 合 格
7 浸水后粘界性，不小于,mm 15
第三节 新型防水材料
我国的建筑防水一直沿用石油沥青防水材料。由于沥青在低温下易脆裂，高温下易流淌，而且老化较快，因此出现一些工程质量问题，这对建筑物的使用功能和使用寿命产生了严重的影响。为了改变这种落后面貌，适应建筑现代化的需求，近年来我国已研制生产了一皮新型防水材料。
一,沥青基的防水材料 为了改善沥青的性能，
常用橡胶、树脂等对沥青改性。橡胶、树脂与沥青间有很好的互溶性，混熔后使沥青具有橡胶或树脂的很多优点，如高温变形小、低温柔韧好、
粘结力强及不透水性等。
可对沥青改性，使之成为橡胶沥青，常用的橡胶有氯丁橡胶、丁基橡胶及再生橡胶等。也用树脂对沥青改性。使之成为树脂沥青，常用的树脂有古马隆树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯脂等。
将鱼油硫化后的硫化鱼油也是一种很好的沥青改性材料。改性后的沥青可制成卷材（如再生油毡）、沥青防水涂料及油膏等。
沥青基类的防水涂料可分为溶剂型涂料（即指汽油、煤油、甲苯等有机溶剂，将改性的沥青稀释而制得的涂料）和水乳型（以水和乳化剂为稀释剂的涂料）。实际上，冷底子油、沥青胶（溶剂型）和乳化沥青（水乳型）都属于防水涂料。
溶剂型沥青防水涂料最常用的是再生橡胶沥青防水涂料，它是由再生橡胶、沥青和汽油为主要原料，经再生和研磨制浆后制得的，可直接涂于基层形成涂膜防水。此外，还有 JC-1冷水胶料、氯丁 -1防水涂料、鱼油改性沥青涂料等，均属此列。
水乳型沥青涂料是将改性材料经乳化后制成乳胶，石油沥青制成乳化沥青，再将二者按比例进行混熔而得。常见的水乳型沥青涂料 JC-2型冷胶料、水性石棉沥青防水涂料、弹性沥青防水涂料、氯丁胶乳沥青防水涂料等。
防水涂料常用为冷法施工，经涂刷后在防水基层形成一坚韧的防水膜层。
二,橡胶基和树脂基防水材料
随着合成高分子材料的发展，以合成橡胶、树脂等为主体的高效能防水材料，得到了广泛的开发与应用。这类材料采用冷加工，铺设单层防水层，
其效果远超过热施工的多层沥青油毡防水层。
我国当前生产的这类防水材料有防水卷材，如三元乙丙橡胶卷材，氯丁橡胶防水卷材，聚氯乙烯
（ PVC）防水卷材，氯化聚乙烯防水卷材等；防水涂料如氯丁橡胶 -海帕仑涂料、低分子量丁基橡胶涂料、硅酮涂料及聚氨脂涂料等。
三,粉状防水涂料 我国于 80年代末成功的研制出一种粉状的防水材料。它是以无机非金属原料的粉末，其表面涂以强憎水性的有机高分子材料而成。由于采用了轻质的粉状颗粒构成防水层，因此又可以起到保温隔热的效果，长称为防水隔热粉。施工市将防水隔热粉铺撒于找平层上，然后再加一层牛皮纸作为隔离层，最后在隔离层上面加细石混凝土作为防水粉的保护层。这样，不仅防止粉层的改变，同时也防止了防水隔热粉表面高分子材料的老化变质。
这种粉状防水材料适用于平屋面的防水工程及底下工程等，具有良好的应变性能，能抗热涨冷缩、
抗震动，防水性能不受基层裂缝的影响并且施工方便。
返回键第九章建筑钢材
第一节建筑钢材的基本知识
第二节 建筑钢材的性质
第三节钢材的化学成分对性能的影响
第四节建筑钢材的标准及选用返回键第一节建筑钢材的基本知识
钢材的分类
(一 )按化学成分分类国标,钢分类,（ GB/T13304— 91）规定，按化学成分分为：非合金钢、低合金钢和合金钢。
1、非合金钢 即碳素钢，合金元素含量极少
2、低合金钢 合金元素含量较低
3、合金钢 为了改善钢材的某些性能，加入很多的合金元素
（二）按主要质量等级分类按主要质量等级将钢材分为：普通质量钢、优质钢和特殊质量钢
（三）按脱氧方法分类钢在冶炼的过程中，不可避免的产生部分氧化铁并残留在钢水中，降低了钢的质量，因此在铸锭的过程中要进行脱氧处理。脱氧的方法不同，钢材的性能就有所差异，因此钢材又可为：沸腾钢、
镇静钢和半镇静（半脱氧）钢。
沸腾钢 仅用弱脱氧剂锰铁进行脱氧，脱氧不完全的钢镇静钢 用必要数量的硅、锰和铝等脱氧剂进行彻底脱氧的钢半镇静钢 其脱氧程度介于上述二者之间
钢材的基本组织及化学成分钢材的基本组织钢材中的铁和碳原子形成合金有三种基本形式：固溶体、
化合物和机械混合物。固溶体是铁保持原来的晶格，碳溶解其中；化合物是 Fe,C化合成化合物（ Fe3C），其晶格和原来的不同；机械混合物是由上述固溶体与化合物混合而成。钢就是由上述的单一结合形式或多种形式的组织构成的，具有一定形态的聚合体。钢材的组织有铁素体、渗碳体和珠光体三种。
1、铁素体试碳在铁中的固溶体，由于原子之间的空隙很小，对碳的溶解度也很小，接近于纯铁，因此它赋予钢材良好的延展性、塑性和韧性，但强度和硬度较低。
2、渗碳体是铁和碳组成的化合物 Fe3C，含碳量达 6.67%，
性质硬而脆，是碳钢的主要强度组分。
3、珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，其强度很高，
塑性和韧性介于上述二者之间。三种基本组织的力学性质见表 7— 1
名 称 抗拉强度 (Mpa) 延伸率 (%) 布氏硬度 HB
铁素体 343 40 80
渗碳体 833 10 200
珠光体 343以下 0 600
当含碳量 C=0.8%时全部为珠光体称为共析钢；
含碳量低于 0.8%时的钢称为亚共析钢；
当含碳量高于 0.8%时的钢称为过共析钢。建筑钢材均属亚共析钢。
返回键第二节 建筑钢材的性质
1、强度建筑钢材的抗拉强度包括：屈服强度、极限抗拉强度、疲劳强度。
（ 1）屈服强度（或称屈服极限）
钢材在静荷载的作用下，开始丧失对变形的抵抗能力，并产生大量塑性变形的应力。如图 7— 2所示，在屈服阶段，
锯齿形的最高点所对应的应力成为上屈服点（ B上）；最低点对应的应力成为下屈服点（ B下）。因上屈服点不稳定，所以国标规定以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度，
用 σs 表示。中、高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形为 0.2%的应力作为屈服强度，用 σ0.2 表示，屈服强度对钢材的使用有着重要的意义，当构件的实际应力达到屈服点时，将产生不可恢复的永久性变形，这在结构中是不允许的，因此屈服强度是确定钢材容许应力的主要依据。
钢材受力变化曲线图 （ 7-2）
（ 2）极限抗拉强度（或称抗拉强度）
钢材在拉力的作用下能承受的最大拉应力,如图 7— 2第 Ⅲ
阶段的最高点。抗拉强度虽然不能直接作为计算的依据，
但屈服强度和抗拉强度的比值即屈强比，用 ζs/ζb 表示，
在工程上很有意义。屈强比越小，结构的可靠性越高，即防止结构破坏的潜力越大；但此值太小时，钢材的有效利用率太低，合理的屈强比一般在 0.6~0.75之间。
屈服强度和强度极限是钢材力学性质的主要检验指标。
（ 3）疲劳强度钢材承受交变荷载的反复作用时，可能在远低于屈服强度时发生破坏，这种破坏成为疲劳破坏。钢材疲劳破坏的指标即疲劳强度，或称疲劳极限。疲劳强度是试件在交变应力作用下，不发生疲劳破坏的最大主应力，一般把钢材承受交变荷载 106~107此是不发生破坏的最大主应力作为疲劳强度。
2、弹性从图 7— 2可以看出，钢材在静荷载作用下，受拉的 OA阶段，应力和应变成正比，这一阶段成为弹性阶段，具有这种变形特征的性质称为弹性。在此阶段中应力和应变的比值称为弹性模量，即
E=ζ/ε，单位 MPa。
弹性模量是衡量钢材抵抗变形能力的指标,E越大，
使其产生一定量弹性变形的应力值越大；在一定应力下，产生的弹性变形越小。在工程上，弹性模量反映了钢材的刚度，是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。建筑常用碳素结构钢
Q235的弹性模量 E=（ 2.0~2.1） *105 Mpa。
3、塑性建筑钢材应有很好的塑性，在工程中，钢材的塑性通常用伸长率（或断面收缩率）
和冷弯来表示。
伸长率是指试件拉断后，标距长度的增量与原标距长度之比，符号 δ，常用 %表示，
如图 7— 3 所示 拉伸示意图 （ 7-3）
δ=（ L1-L0） /L0*100%
断面收缩率是指试件拉断后，颈缩处横截面积的减缩量占原横截面积的百分率，符号 Ψ，常以 %表示。
为了测量方便，常用伸长率表征钢材的塑性。伸长率是钢材的塑性的重要指标,δ越大，说明钢材塑性越好，伸长率和标距有关，对于同种钢材 δ5＞ δ10。
冷弯 钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯是通过检验试件经规定的弯曲程度后，弯曲处外面及侧面有无裂纹、
起层、鳞落和断裂等情况进行评定的。一般用弯曲角度 α
以及弯心直径 d与钢材的厚度或直径 a的比值来表示。弯曲角度越大,d与 a的比值越小，表明冷弯性能好。
冷弯也是检验钢材塑性的一种方法，并与伸长率存在有机的联系，伸长率大的钢材，其冷弯性能必然好，但冷弯检验对钢材塑性的评定比拉伸试验更严格、更敏感。冷弯有助于暴露钢材的某些缺陷，如气孔、杂质和裂纹等。在焊接时，局部脆性及接头缺陷都可通过冷弯而发现，所以钢材的冷弯不仅是评定塑性、加工性能的要求，也是评定焊接质量的重要指标之一。对于重要结构和弯曲成型的钢材，
冷弯必须合格。 冷弯示意图 （ 7-4）
塑性是钢材的重要技术性质，尽管结构是在弹性阶段使用的，但其应力集中处，应力可能超过屈服强度，一定的塑性变形能力，可保证应力重新分配，从而避免结构的破坏。
4、冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。规范规定是以刻槽的标准试件，在冲击试验的摆锤冲击下，以破坏后缺口处单位面积上所消耗的功来表示，符号 ak,单位
J,如图 9— 6 所示。 ak 越大，冲断试件消耗的能量，或者说钢材断裂前吸收的能量越多，说明钢材的韧性越好。
钢材的冲击韧性与钢的化学成分、冶炼与加工有关。一般来说，钢中的 P,S含量越高，夹杂物以及焊接中形成的微裂纹等都会降低冲击韧性。
此外，钢材的冲击韧性还受温度和时间的影响。常温下，
随温度的降低，冲击韧性降低的很小，此时破坏的钢件断口呈韧性断裂状；当温度降至某一温度范围时,ak 突然发生明显下降，钢材开始呈脆性断裂，这种性质称为冷脆性，
发生冷脆性时的温度（范围）称为脆性临界温度（范围）。
低于这一温度时,降低趋势又缓和，但此时 ak 值很小。
在北方严寒地区选用钢材时，必须对钢材的冷脆性进行评定，此时选用的钢材的脆性临界温度应比环境最低温度低些。由于脆性临界温度的测定工作复杂，规范中通常是根据气温条件规定 -20℃ 或 -40℃ 的负温冲击值指标。
5、硬度硬度是在表面局部体积内，抵抗其他较硬物体压入产生塑性变形的能力，通常与抗拉强度有一定的关系。目前测定钢材硬度的方法很多，最常用的有布氏硬度，用 HB表示。
建筑钢材常以屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击韧性等性质作为评定牌号的依据返回键第三节钢材的化学成分对性能的影响
（一）钢材的化学成分
1、碳碳是决定钢材性能的主要元素。碳对钢材性能的影响如图 7— 5所示。 含碳量的影响 （ 7-5）
随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度相应提高，
而塑性和韧性相应降低。当含碳量超过 1%时，钢材的极限强度开始下降。此外，含碳量过高还会增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气腐蚀性和可焊性。
2、硅、锰硅和锰是在炼钢是为了脱氧去硫而有意加入的元素。由于硅与氧的结合能力很大，因而能夺取氧化铁中的氧形成二氧化硅进入钢渣中，其余大部分硅溶于铁素体中，当含量较低时（小于 1%），
可提高钢材的强度，对塑性、韧性影响不大。锰对氧和硫的结合力分别大于铁对氧和硫的结合力，因此锰能使有害的 FeS,FeO分别形成 MnS,MnO
而进入钢渣中，其余的锰溶于铁素体中，使晶格歪扭阻止滑移变形，显著地提高了钢材的强度。
3、磷、硫磷与碳相似，能使钢的屈服点和抗拉强度提高，
塑性和韧性下降，显著增加钢的冷脆性，磷的偏析较严重，焊接时焊缝容易产生冷裂纹，所以磷是降低钢材可焊性的元素之一。因此在碳钢中，
磷的含量有严格的限制，但在合金钢中，磷可改善钢材的抗大气腐蚀性，也可作为合金元素。
硫在钢材中以 FeS形式存在，硫化铁是一种低熔点化合物，当钢材在红热状态下进行加工或焊接时，
硫化铁已经熔化，使钢的内部产生裂纹，这种在高温下产生裂纹的特性称为热脆性。热脆性大大降低钢材的热加工性和可焊性。此外，硫偏析较严重，降低了冲击任性、疲劳强度和抗腐蚀性，因此在碳钢中，硫也是严格控制的含量。
4、氧、氮氧、氮都能部分溶于铁素体中，大部分已化合物形式存在，这些非金属夹杂物，降低了钢材的力学性能，特别是严重降低了钢的韧性，并能促进时效，降低可焊性，
所以在钢材中氧和氮都有严格的限制。
（二）钢材的防锈蚀钢材表面与周围环境接触，在一定条件下，
可发生作用而使钢材表面腐蚀。腐蚀不仅造成钢材受力截面减小，表面不平整导致应力集中，降低了钢材的承载能力；还会使疲劳强度大为降低，尤其是显著降低钢材的冲击韧性，使钢材脆断。混凝土中的钢筋腐蚀后，产生体积膨胀，使混凝土顺筋开裂。因此为了确保钢材不产生腐蚀，
必须采取防腐措施。
钢筋腐蚀的原因根据钢材表面与周围介质的不同作用，一般把腐蚀分为下列两种。
1、化学腐蚀由非电解质溶液或各种干燥介质（如 O2,CO2、
SO2,Cl2等）所引起的一种纯化学性质的腐蚀，
无电流产生。这种腐蚀多数是氧化作用，在钢材的表面形成疏松的氧化物，在干燥的环境下进展很缓慢，但在温度和湿度较高的条件下，这种腐蚀进展很快。
电化学腐蚀钢材与电解质溶液相接触产生电流，形成原电池而发生的腐蚀称电化学腐蚀。钢材中含有铁素体、
渗碳体、非金属夹杂物等，这些成分的电极电位不同，即活泼性不同，在电解质存在时，很容易形成原电池的两个极。钢材与潮湿介质空气、水、
土壤接触时，表面覆盖一层水膜，水中溶有来至空气的各种离子，便形成了电解质。首先钢中的铁素体失去电子即 Fe→Fe2+ +2e 成为阳极，渗碳体成为阴极。在酸性电解质中 H+得到电子变成氢气跑掉；在中性介质中，由于氧的还原作用使水中含有 OH—,随之生成不溶于水的 Fe（ OH） 2；
进一步氧化成 Fe（ OH） 3及其脱水产物 Fe2O3,
即红褐色铁锈的主要成分。
钢材腐蚀的防止
防止钢材腐蚀的方法有三种：
1、保护膜法用保护模使钢材与周围介质隔离，从而避免或减缓外界腐蚀性介质对钢材的破坏作用。例如在钢材的表面喷刷涂料、搪瓷、
塑料等或以金属镀层作为保护膜，如锌、
锡、铬等。
2、电化学保护法无电流保护法是在钢铁结构上接一块较钢铁更为活泼的金属如锌、镁，因为锌、镁比钢铁的电位低，所以锌、镁成为腐蚀电池的阳极遭到破坏（牺牲阳极），而钢铁结构得到保护。这种方法对于那些不容易或不能覆盖保护层的地方，如蒸汽锅炉、
轮船外壳、地下管道、港口结构、道桥建筑等。
外加电流保护法是在钢铁结构附近，安放一些废钢铁或其他难熔金属，如高硅铁及铅银合金等，将外加直流电源的负极接在被保护的钢铁结构上，正极接在难熔的金属上，通电后者难熔金属成为阳极而被腐蚀，钢铁结构成为阴极得到保护。
3、合金化在碳钢中加入能提高抗腐蚀能力的合金元素，如镍、铬、钛、铜等制成不同的合金钢。
防止混凝土中钢筋的腐蚀可以采用上述的方法，但最经济有效的方法使提高混凝土的密实度和碱度。并保证钢筋有足够的保护层厚度。
在水泥水化的产物中，由 1/5左右的氢氧化钙产生，
介质的 PH值达到 13左右，使钢筋的表面产生钝化膜，因此混凝土中的钢筋是不易生锈的。但大气中的 CO2以扩散方式进入混凝土中，与氢氧化钙作用而使混凝土中性化。当 PH值降低到 11.5以下时钝化膜可能破坏，使钢材表面成活化状态，此时若具备潮湿和供氧条件，钢筋表面积开始发生电化学腐蚀作用，由于铁锈的体积比钢大 2~4倍，
这可导致混凝土顺筋开裂。由于二氧化碳是以扩散方式进入混凝土内部进行碳化的，所以提高混凝土的密实度就十分有效地减缓了碳化过程。
因为 Cl— 有破坏钝化膜的作用，因此在配制钢筋混凝土时还应限制氯盐的使用量。
返回键第四节建筑钢材的标准及选用
一、钢结构用钢目前国内钢结构用钢的品种主要是普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
碳素结构钢（非合金钢）
1、牌号及其表示方法国标,碳素结构钢,（ GB700— 88）中规定，牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以,Q”代表屈服点；屈服点数值共分 195,215,235,255和 275MPa五种；质量等级以硫、
磷等杂质含量由多到少，分别为 A,B,C,D符号表示；
脱氧方法以 F表示沸腾钢,b表示半镇静钢,Z,TZ表示镇静钢和特殊镇静钢,Z和 TZ在钢的牌号中予以省略。
例如,Q235— A·F表示屈服点为 235MPa的 A级沸腾钢
2、技术要求各牌号钢的钢材类别应符合表 7-6钢材规格和用途
3、选用
一方面要根据钢材的质量、性能及相应的标准；
另一方面要根据工程使用条件对钢材性能的要求。
国标将碳素结构钢分为五个牌号，每个牌号又分为不同的质量等级。一般来讲，牌号数值越大，
含碳量越高，其强度、硬度越高，但塑性、韧性越低。硫、磷含量低的 D,C级钢的质量优于 B、
A级钢。特殊镇静钢、镇静钢质量优于半镇静钢，
更优于沸腾钢，当然质量好的钢成本也高。
工程结构的荷载类型、焊接情况及环境温度等条件对钢材性能有不同的要求，选用钢材时必须满足。一般情况下，沸腾钢在下述情况下是限制使用的：（ 1）在直接承受动荷载的焊接结构。（ 2）
非焊接结构而计算温度低于或等于 — 20℃ 时。
（ 3）受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等于或低于 — 30℃ 时的焊接结构。
钢结构中，主要应用的是碳素钢 Q235，即用 Q235
轧成的各种型材、板材和管材。 Q235钢的强度、
韧性和塑性以及可加工性能好，且冶炼方便、成本较低。由于 Q235— D含有足够的形成细粒结构的元素，同时对硫、磷元素控制较严格，其冲击韧性好，抵抗振动、冲击荷载能力强，尤其在一定的负温条件下，较其他牌号更为合理。 A级钢一般仅适用于承受静荷载作用的结构。
4、选用钢材的选用一方面要根据钢材的质量、性能及相应的标准；另一方面要根据工程使用条件对钢材性能的要求。
国标将碳素结构钢分为五个牌号，每个牌号又分为不同的质量等级。一般来讲，牌号数值越大，含碳量越高，其强度、硬度越高，但塑性、韧性越低。硫、磷含量低的 D,C级钢的质量优于 B,A级钢。特殊镇静钢、镇静钢质量优于半镇静钢，更优于沸腾钢，当然质量好的钢成本也高
工程结构的荷载类型、焊接情况及环境温度等条件对钢材性能有不同的要求，选用钢材时必须满足。一般情况下，沸腾钢在下述情况下是限制使用的：（ 1）在直接承受动荷载的焊接结构。（ 2）
非焊接结构而计算温度低于或等于 — 20℃ 时。
（ 3）受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等于或低于 — 30℃ 时的焊接结构。
钢结构中，主要应用的是碳素钢 Q235，即用 Q235
轧成的各种型材、板材和管材。 Q235钢的强度、
韧性和塑性以及可加工性能好，且冶炼方便、成本较低。由于 Q235— D含有足够的形成细粒结构的元素，同时对硫、磷元素控制较严格，其冲击韧性好，抵抗振动、冲击荷载能力强，尤其在一定的负温条件下，较其他牌号更为合理。 A级钢一般仅适用于承受静荷载作用的结构。
Q215钢强度低、塑性大、受力产生变形大，
经冷加工后可代替 Q235钢使用。
Q275钢虽然强度高，但塑性较差，有时轧成带肋钢筋用于混凝土中。
低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是一种在碳素结构钢的基础上添加总量小于 5%合金元素的钢材，
具有强度高、塑性和低温冲击韧性好、耐腐蚀等特点。
牌号及其表示方法国标,低合金高强度结构钢,（ GB1591—
94）规定，低合金高强度结构钢以屈服点等级为主，划分成五个牌号，其表示方法如下：
屈服点等级 — 质量等级屈服点等级,Q295,Q345,Q390,Q420、
Q460
质量等级,E,D,C,B,A
性能与 应用由于合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但具有较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可焊性。 Q345钢的综合性能较好，是钢结构的常用牌号,Q390也是推荐使用的牌号。与碳素结构钢
Q235相比，低合金高强度结构钢 Q345的强度和承载力更高，并具有良好的承受动荷载和耐疲劳性能，但价格稍高。用低合金高强度结构钢代替碳素结构钢 Q235可节省钢材 15%~25%，并减轻结构的自重。低合金高强度结构钢广泛应用于钢结构和混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、
大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载合冲击荷载的结构。
二、混凝土结构用钢目前混凝土结构用钢主要有：热轧钢筋、冷拉热轧钢筋、
冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋、热处理钢筋和预应力混凝土用钢丝及钢绞线。
1、热轧钢筋混凝土结构用热轧钢筋应有较高的强度，具有一定的塑性、
韧性、冷弯和可焊性。热轧钢筋主要有用 Q235轧制的光圆钢筋和用合金钢轧制的带肋钢筋两类。
热轧钢筋的标准国标,钢筋混凝土用热轧光圆钢筋,（ GB13013— 91）和
,钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,（ GB1499— 91）规定，
按强度（屈服强度和抗拉强度）将钢筋分为四级。热轧直条圆钢筋为 Ⅰ 级，强度等级代号为 R235；热轧带肋钢筋的级别为 Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 级，其强度等级代号为 RL335,RL400、
RL540；
2、热轧钢筋的选用普通混凝土废预应力钢筋可根据使用条件选用 Ⅰ
级钢筋或 Ⅱ,Ⅲ 级钢筋；预应力混凝土应优先选用 Ⅳ 级钢筋，也可选用 Ⅲ 级或 Ⅱ 级钢筋。热轧钢筋除 Ⅰ 级是光圆钢筋，其余为月牙肋或等高肋钢筋，粗糙的表面可提高混凝土与钢筋之间的握裹力。
3、冷拉热轧钢筋将 Ⅰ ~Ⅳ 级热轧钢筋，在常温下拉伸至超过屈服点的某一应力，然后卸荷，即制成了冷拉钢筋。冷拉可使屈服点提高 17%~27%，材料变脆、屈服阶段变短，伸长率降低，冷拉时效后强度略有提高。
生产中可将冷拉、除锈、调直、切断合并为一道工序，这样简化了流程，提高了效率；冷拉既可以节约钢材，有可以制成预应力钢筋，增加了品种规格，设备简单，易于操作，是钢筋冷加工的常用方法之一。
4、冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋使用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。国标,冷轧带肋钢筋,（ GB13788— 92）规定，冷轧带肋钢筋代号用 LL表示，并按抗拉强度等计划分为三级,LL550,LL650,LL800，其直径一般为 5,6,7,8,10mm，
冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点，同时具有和冷拉、冷拔相近的强度，因此在中、小型预应力混凝土结构构件和普通混凝土结构构件中得到了越来越广泛的应用
5、冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝是将直径为 6.5~8mm的 Q235（或
Q215）圆盘条通过截面小于钢筋截面的钨合金拔丝模而制成。冷拔钢丝不仅受拉、同时还将受到挤压作用，如图 7-7所示。经受一次或多次的拔制而得的钢丝，其屈服强度可提高 40%~60%，且已失去了低碳钢的性质，变得硬脆，属硬钢类钢丝，
国标,混凝土结构工程施工及验收规范,
（ GB50204— 92）规定，冷拔低碳钢丝按力学强度分为两极：甲级为预应力钢丝，乙级为非预应力钢丝。混凝土工厂自行冷拔时，应对钢丝的质量严格控制，对其外观要求分批抽样，表面不准锈蚀、油污、伤痕、皂渍、裂纹等，逐盘检查其力学、工艺性质并符合表 9-11的规定。凡伸长率不合格者，不准用于预应力混凝土构件中。 冷拔钢丝示意图 （图 9-7）
五）热处理钢筋热处理是指将钢材按一定规则加热、保温和冷却，
以改变其组织，从而获得需要性能的一种工艺过程。热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋（中碳低合金钢）经淬火和高温回火调质处理而成的。
其特点是塑性降低不大，但强度提高很多，综合性能比较理想。表 9-12为国标（ GB4463— 84）规定的力学指标。
热处理钢筋主要用于预应力混凝土轨枕，代替碳素钢丝。由于其具有制作方便，质量稳定、锚固性好、节省钢材等优点，以开始用于预应力混凝土工程中。
预应力混凝土用钢丝及钢绞线它们是钢厂用优质碳素结构钢经冷加工、再回火、
冷轧或绞捻等加工而成的专用产品，也称为优质碳素钢丝及钢绞线。
国标（ GB5223— 85）规定，预应力混凝土用钢丝分为：矫直回火钢丝、轿直回火刻痕钢丝和冷拉钢丝三种。钢丝直径有 3,4,5mm三种规格，抗拉强度为 1470~1670MPa，屈服点为 1100~1410Mpa。
钢绞线是由七根钢丝经绞捻热处理制成的，国标
（ GB5224— 85）规定，钢绞线直径为 9~15mm，
破坏荷载达 220KN，屈服荷载可达 185KN。
钢丝和钢绞线均具有强度高、塑性好，使用时不需要接头等优点，尤其适用于需要曲线配筋的预应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架等。
钢材的冷加工、时效及焊接
冷加工冷加工是指钢材在常温下进行的加工，建筑钢材常见的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、
刻痕等。
钢材在常温下超过弹性范围后，产生塑性变形，
强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为冷加工强化。，钢材的应力应变曲线为 OBKCD如图钢材的应力应变曲线 （图 7-7），若钢材被拉伸至
K点时，放松拉力，则钢材将恢复至 O`点，此时重新受拉后，其应力应变曲线将为 O`KCD，新的屈服点将比原屈服点提高，但伸长率降低。在一定范围内，冷加工变形程度越大，屈服强度提高越多，塑性和韧性降低越多。
时效钢材随时间的延长，强度、硬度提高，而塑性、
韧性下降的现象称为时效。钢材在自然条件下的时效是非常缓慢的，若经过冷加工或使用中经常受到振动、冲击荷载作用时，时效将迅速发展。
钢材经冷加工后在常温下搁置 15~20天或加热至
100~200℃ 保持 2h以内，钢材的屈服强度、抗拉强度及硬度都进一步提高，而塑性、韧性继续降低完成时效过程，前者称为自然时效，后者称为人工时效。如图 9-8所示，经冷加工和时效后，其应力 — 应变曲线为 O`K1C1D1，此时屈服强度（ K1）
和抗拉强度（ C1）比时效前进一步提高。一般强度较低的钢材采用自然时效，而强度较高的钢材采用人工时效。
返回键埃菲尔铁塔返回键第十章木材
第一节 木材的分类和构造
第二节 木材的物理性质
第三节 木材的干燥与防腐
第四节 木材和人造板材返回键第一节 木材的分类和构造
土木工程中使用的木材是由树木加工而成，
树木的种类不同，木材的性质及应用也不同，因此必须了解木材的种类，才能合理的选用木材。树木共分为针叶树和阔叶树两大类，每一类树木各自的特点及用途见表 10— 1所示。 树木的分类和特点木材的性质主要决定于木材的构造，木材的构造可以从宏观和微观两个层次上认识。
一,木材的宏观构造：
1、木材的宏观构造是指用肉眼和放大镜能观察到的构造特征。由于木材构造的不均匀性即各向异性，观察其宏观构造时必须从三个切面即横切面、
径切面、弦切面（如图 10-1所示） 树干的三个切面 进行。从横切面可以看出：木材主要是由髓心和木质部组成的。木质部是土木工程中使用的主要部分，在木质部中心颜色较深的部分称为心材；
靠近树皮颜色较浅的部分叫边材，心材含水量较少，不翘曲变形，抗腐蚀性较强。边材含水量大，
容易翘曲变形，抗腐蚀性也不如心材。一般心材的利用价值比边材大一些。
2、从横切面上看到的深浅相间的同心圆环，
即所谓年轮，在同一年轮内，春天生长的木质颜色较浅、材质松软，称为春材（早材）。而夏秋两季生长的木质颜色较深，
材质坚硬，称为夏材（晚材）。夏材部分越多，年轮越密且均匀，木材质量越好，
强度越高。
髓心是树干的中心，其材质松软、强度低、
易磨蚀和虫害。从髓心向外的射线称为髓线，它与周围连结差，干燥时易开裂。
3、从弦切面可以看出，包含在树干中，从树干旁边生长出的枝条部分称为节子，节子与周围木材紧密连生，构造正常称为活节；由枯死枝条形成的节子称为死节。节子构造致密破坏木材构造的均匀性和完整性，对木材的性能影响较大，颜色与主干差异较大。
4、从径切面可以看出，木材中的纤维排列与纵轴方向是一致的，如出现不一致的倾斜纹理称为斜纹，斜纹会大大降低木材的强度。
二,木材的微观构造与组成：微观构造是指借助显微镜才能看到的组织。针叶树与阔叶树即在微观构造上存在着很大差别，同时又具有许多共同特征，，木材是由无数管状细胞组成的，除少数细胞横向排列外（形成髓线），绝大部分细胞是纵向排列的。每个细胞都由细胞壁和细胞腔组成，
细胞壁由若干层细纤维组成；纤维之间纵向连接比横向连接牢固，所以木材具有各向异性；同时细胞中细胞腔和细胞间隙之间存在着大量的孔隙，
决定了木材具有吸湿性较大的特点。木材细胞因功能不同分为管胞、导管、木纤维髓线等多种，
不同树木其细胞组成不同，其中针叶树组成简单，
髓线细小，但阔叶树组成复杂，髓线发达，粗大且明显，所以造成了二者树木构造及性能上的差异。
第二节 木材的物理性质
一、含水率
木材中所含的水分有细胞腔内和细胞间隙的自由水和存在于细胞壁内的吸附水。新采伐的或潮湿的木材，内部都含有大量的自由水和吸附水。当木材干燥时，首先是自由水很快的蒸发，但并不影响木材的尺寸变化和力学性质。当自由水完全蒸发后，吸附水才开始蒸发，蒸发较慢，而且随着吸附水的不断蒸发，木材的体积和强度均发生变化。
自由水含量的变化仅影响木材的容重、抗腐蚀性、干燥性和燃烧性。
木材内细胞壁吸水饱和，而细胞腔及细胞间隙内无自由水时的含水率称为木材的纤维饱和点。纤维饱和点是水分对木材物理力学性能影响的转折点。木材纤维饱和点的数值，
通常介于 25～ 35%之间。一般，松木的纤维饱和点约为
30%。
由于木材中存在大量的孔隙，潮湿的木材在干燥的空气中能放出水分，干燥的木材能从周围的空气中吸收水分，这种性能称为木材的吸湿性，木材的吸湿性用含水率来表示，
即木材所含的水的质量与干燥木材质量的百分比来表示。
当木材在某种介质中放置一段时间后，木材从介质中吸入的水分和放出的水分相等，即木材的含水率与周围介质的湿度达到了平衡状态，此时的含水率称为平衡含水率。木材的平衡含水率与周围介质的温度及相对湿度有关。
木材在纤维饱和点以内含水率的变化对变形、强度等物理力学性能影响极大，为了避免木材因为含水率大幅度变化而引起变形及制品开裂，因此木材在使用前，使用前必须使其含水率达到使用环境常年平均平衡含水率。木材的平衡含水率随其所在的地区不同而异，我国北方约为 12%左右，南方约为 18%左右，长江流域一般为 15%左右，南方更高些。
二,湿涨干缩（变形）：
木材细胞壁内吸附水含量的变化会引起木材变形，称为 湿胀干缩。当潮湿状态的木材处于干燥环境中首先放出的是自由水木材尺寸不改变只是重量减轻，然后才放出吸附水，
木材才开始收缩。而干燥的木材处于潮湿环境时，首先吸入的是吸附水，木材就会膨胀，如图 10-3松木的含水膨胀,
由此可见，木材的干湿变形仅在纤维饱和点以内变化时才发生，若含水率超过纤维饱和点，存在于细胞壁和细胞间隙中自由水的变化，只会使木材的体积密度及燃烧性能等发生变化，而对变形是没有影响的。
木材的干湿变形的大小随树种不同，变形的大小也不同。
一般体积密度大，夏材率含量高时，胀缩变形就大。
同时由于构造不均匀，同一木材当含水率变化时各方向变形的大小也不同，其变形为弦向最大；径向次之；顺纹方向变形最小如图 10-4木材干燥后截面形状的改变 。干缩对木材的使用有很大的影响，它会使木材产生裂缝或翘曲变形，以至引起木结构的结合松弛或凸起等
三、强度：
木材构造的各向异性决定了木材的各项强度都具有明显的方向性，木材按受力状态分为抗压、抗拉、抗弯和抗剪四种强度，而抗拉、抗压、抗剪强度都有顺纹（作用方向与纤维方向平行）和横纹（作用方向与纤维方向垂直）之分，这两种强度有很大的差别。各种强度的对比如表 10-2所示。
木材强度之间的关系木材的强度除本身组织构造因素外，还与含水率、
疵病外（木节、斜纹、裂缝、腐朽及虫蛀等）、
负荷时间、温度等因素有关。
当木材的含水率低于纤维饱和点时，含水率降低，吸附水减少，细胞壁紧密，因此木材的强度增高；反之，吸附水增多，细胞壁膨胀，组织疏松，强度下降。。而当木材的含水率超过纤维饱和点时，含水率的变化只限于细胞腔和细胞间隙中的自由水发生变化，含水率的变化对强度几乎无影响。同时，含水率在纤维饱和点以内变化时，对不同方向的不同强度影响也不同，对顺纹抗压强度和抗弯强度影响较大，对顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度影响较小。
环境温度升高，将使木纤维的胶凝物质处于软化状态，其强度和弹性均降低，若木材受冻时，水结冰使木材强度增大，且材质硬脆，一旦解冻，其各项强度均降低。
由于木纤维在长期荷载下蠕动产生的徐变，木材对长期荷载的抵抗能力低于短期荷载的抵抗能力。木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。一般情况下，木材的持久强度仅为短期荷载强度的 50～ 60%。因此木材用于长期荷载作用下的木结构，必须考虑负荷时间对木材强度的影响。建筑中常见树种的的力学性质见表
10-5常见木材的力学性质返回键返回键抗压 抗拉 抗弯 抗剪顺纹 横纹 顺纹 横纹 顺纹 横纹
1 1/10-1/3 2-3 1/20-1/3 11/2-2 1/7-1/3 1/2-1
返回键种类 特点 用途 树种针叶树树叶细长，成针状，树干直而高大，木质较软，
易于加工，强度较高，
表观密度较小，胀缩变形较小。
是建筑中主要使用的树种。
多用作承重构件、门窗等。
松树、柏树、杉树等。
阔叶树树叶宽大呈片状，大多为落叶树。树干通直部分较短，木质较硬，
加工较困难，表观密度较大，易于胀缩，
翘曲，裂缝常用于内部装饰次要的承重构件和胶合板等揄树、桦树、水曲柳等第三节 木材的干燥与防腐
为了保持所有的尺寸和形状，延长使用寿命，木材在加工和使用前必须进行干燥处理和防腐处理。
一,木材的干燥 干燥方法可分为自然干燥和人工干燥
1、自然干燥 该方法是将锯开的板材或方材按一定的方式堆积在通风良好的场所，避免阳光的直射和雨淋，使木材中的水分自然蒸发。这种方法简单易行，不需要特殊设备，
干燥后木材的质量良好。但干燥时间长，占用场地大，只能干燥到风干状态。
2、人工干燥 这种方法利用人工的方法排除木材中的水分，
常用的方法有：水浸法、蒸材法和热炕法等
二,木材的防腐
木材的腐蚀是由真菌侵入所至，真菌侵入将改变木材的颜色和结构使细胞壁受到破坏，从而导致木材物理力学性能降低，使木材松软或成粉末，此即为木材的腐蚀。引起木材变质腐蚀的真菌分三种，即霉菌、变色菌和腐朽菌。霉菌只寄生于木材表面，对木材不起破坏作用；通常称为发霉。变色菌以细胞腔内淀粉、糖类等为养料，不破坏细胞壁，故对木材的破坏作用也很小。而腐蚀菌是以细胞壁物质分解为养料，进行繁殖、生长，故木材的腐蚀主要来自于腐蚀菌。
真菌是在一定的条件下才能生存和繁殖的，其生存繁殖的条件：一是水分，木材的含水率为 18%时即能生存,30～
60%时最宜生存、繁殖；二是温度，真菌最适宜生存繁殖的温度为 15～ 30℃,高出 60℃ 无法生存；三是氧气，有
5%的空气即可生存；四是养份，木质素、淀粉、糖类等为营养。
木材的腐蚀一般是由一些菌类和昆虫的侵害造成的。
在适当的温度（ 25-30度）和湿度（含水率在 35-
50%）等条件下，菌类、昆虫易于在木材中繁殖，
破坏木质，严重影响木材的使用。为了延长木材的使用寿命，对木材可采用以下两种防腐处理方法：
1、结构预防法 在设计和施工中，使木材构件不受潮湿，在良好的通风条件下，在木材和其他材料之间用防潮衬垫，不将支节点或其他任何木构件封闭在墙内，木地板下设置通风洞，木屋顶采用山墙通风，设置老虎窗等。
2,防腐剂法 是通过涂刷或浸渍防腐剂，使木材含有有毒物质，以起到防腐和杀虫作用。常用的防腐剂有：水剂（如氯化钠、氯化锌、硫酸铜、
硼酚合剂）油剂的（如林丹五氯合剂）和乳剂的
（如氯化钠沥青膏浆）。 返回键第四节 木材和人造板材
一,木材产品
木材按其加工程度和用途不同，常分为：原条、原木、枕木和锯材四种。
原条是指去皮（也有不去皮的）而未经加工成规定材品的木材，主要用于建筑工程的脚手架和供进一步加工等。
原条是指除去树皮（也有不去的）和树梢并按尺寸切取的材料，有直接使用原木和加工原木之分，直接使用原木在建筑工程中用做屋架、檩条等；加工原木用于锯制普通锯材，加工胶合板等。
锯材是指已经加工锯解成一定尺寸的的木料。凡宽度为厚度三倍以上的，称为板材，不足三倍为枋材。
普通锯材的长度、宽度和厚度见表 10-5普通锯材尺寸表
针叶树和阔叶树剧材均根据节子、腐朽、裂纹、虫害等七项缺陷分等。
桃柚 金坛木 花梨木红檀香
二,人造板材 它是利用木材或含有一定量的纤维的其他植物作原料，采用一般物理和化学方法加工制成的。这类板材与天然木材相比，板面宽、表面平整光洁，没有节子、虫眼和各向异性等缺点，不翘曲、
不开裂，经加工处理后还具有防火、防水、
防腐、防酸等性能。 常用的人造板材有：
胶合板、纤维板、刨花板等。
1、胶合板 它是使三层或多层单板的纤维方向互相垂直胶合而成的薄板。一般可分为阔叶树材普通胶合板和松木普通胶合板两种，其特性和适用范围见表 10-7。
2、纤维板 它是将树皮、刨花、树枝等废料经破碎、浸泡、研磨成木浆，再经加压成型、干燥处理而成的板材。因此成型时温度和压力不同，纤维板分为硬质 =半硬质、软质三种。
纤维板构造均匀，而且完全克服了木材的各种疵病，不易胀缩、翘曲和开裂，各个方向强度一致并有一定的绝缘性。
硬质纤维可以代替木材，用于室内墙面、天花板、
地板、家具等，软质纤维可用作保温、吸声材料。
三、刨花板 它是利用木材加工是产生的碎木、刨花，经干燥，拌胶，在压制而成的板材，也称碎木板。 刨花板表观密度小、
性质均匀、花纹美丽，但容易吸湿，强度不高，可用作保温、隔音或室内装饰材料。
返回键返回键树种类 锯材分类厚度 （ mm) 宽度 （ mm) 长度 (m)
尺寸范围进级针叶树 薄板 12,15,18,21 50-240 1-6 1-8
中板 25,30 50-260阔叶树厚板 40,50,60 60-300
第三部分建筑功能材料
第十一章绝热材料
第十二章常用建筑装饰材料返回键第十一章 绝热材料
一,在建筑中，习惯上将用于控制室内外热量外流的材料叫做保温材料；把防止室外热量进入室内的材料叫隔热材料。
保温、隔热材料统称为绝热材料。绝热材料应具有较小的传导热量的能力，主要用于建筑物墙壁和屋面的保温；也用于热力设备及管道的保温及制冷工程和设备的隔热。绝热材料按其成分分为有机绝热材料和无机绝热材料两种。
二、基本要求：通过本章学习应了解绝热、吸声在建筑中的意义及常见的绝热、吸声材料，理解绝热与吸声的概念及机理，掌握绝热和吸声材料的构造特点及影响其性能的因素。
第一节 材料的导热性和热容量
第二节 无机绝热材料
第三节 有机绝热材料返回键第一节 材料的导热性和热容量
一、建筑绝热的意义
1、热本质上是物质中的分子、原子和电子等微观结构的组成部分的移动、转动和震动所释放的能量，热在物质内的传递为传热。传热可以分为三种基本方式：导热、对流和辐射。三种基本传热方式并不是完全独立的，在具体的传热过程中都是三种基本传热方式的复合作用，只不过有的传热是以某一种方式为主。
2、建筑材料的传热是以传导为主的。当室内外存在温差时，就会通过房屋的围护结构 (外墙、门窗及屋顶等 )产生传热现象。冬天由于室内温度高于室外，热量从室内经围护结构向外传出，造成热损失；夏天室外温度高，热的传递正相反，则热经由外围护结构传至室内而使室内温度升高。为了常年保持室内有适宜于人们工作、学习和生活的气温，房屋的围护结构所采用的建筑材料必须具有一定的绝热性能，这样使室内冬暖夏凉，减少供暖和降温用的石油、煤、电等资源的耗用量，这对节能具有十分重要的意义。
二导热系数及影响因素
（一）、导热性,
Q=λ× [AZ（ t1-t2)/a]
式中：
λ—— 材料的导热系数,W/MK；
Q—— 材料传导的热量,J；
A—— 传热面积,平方米；
t1-t2—— 传热时材料两面的温度差,℃ ；
a—— 传热材料的厚度,m.
导热系数是评定材料导热性能的重要物理指标。通常是通过实验来测定的，对于绝大多数材料，所测得的导热系数值实际上为传导、对流和辐射的综合结果，因此严格地讲，实测值为该材料的等效或表观导热系数值。绝大多数建筑材料的导热系数介于 0.023~3.49W/M。 K之间,λ值越小，说明材料越不易导热。通常把导热系数不大于 0.175W/M。 K的材料称为绝热材料。
（二）、影响材料导热系数的主要因素 主要因素有：材料的化学成分、微观结构、孔结构、湿度、温度和热流方向等。
1、化学成分和微观结构不同化学成分的材料其导热性能有很大的差异，如金属材料的导热系数都比非金属材料大的多，所以建筑绝热材料几乎没有金属材料。
具有不同微观结构的材料，它们的导热系数有很大的差异。
一般结晶结构的为最大，微晶结构的次之，玻璃结构的最小。因此有时为了获得导热系数较低的材料，可通过改变其微观结构的办法来实现。如将熔融的高炉矿渣通过不同的冷却速度，可形成微观结构不同的材料，其中通过骤冷所得高炉膨胀矿渣珠具有玻璃体结构，是一种较好的绝热材料。
但对于多孔的绝热材料，无论固体部分的微观结构属玻璃体或晶体，和孔隙中的空气相比，还是气体对导热系数的影响更大。
2、孔结构材料的孔结构包括两方面的含义：孔隙率与孔隙特征。
在孔隙特征相近的情况下，在工程上可用体积密度来代替孔隙率以表征孔结构对导热性能的影响。体积密度越小，孔隙率越大，即在材料的表观体积内气体占的比例越大，则导热系数越小。
绝大多数的绝热材料正是利用这一点来实现绝热的。如多孔混凝土、膨胀珍珠岩、
泡沫塑料等。
在孔隙率相近的情况下，孔径越大，孔隙互相连通的越多，导热系数越大。这是由于气体产生了对流的结果。有些纤维材料，
当体积密度低于某一极限时，导热系数反而增大就是这个原因。因此这类材料存在一个最佳体积密度，即在这个体积密度下导热系数最小，当体积密度超过或低于这个限值时，导热系数都将增大。
3、湿度材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，在多孔材料中最为明显。这是由于在材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气和液态水）
后，除了孔隙中剩余空气分子得到热、对流以及部分孔壁的辐射之外，孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导起着主要作用。
因水的导热能力（ 0.58W/M.K）比孔隙中的空气的导热能力（ 0.023W/M.K）大 20倍左右。若孔隙中的水结成了冰（ 2.3W/M.K），
则导热系数更大。
4、温度材料的导热性能随着温度的不同而不同，
一般来讲，导热系数随温度的升高而增大。
因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁的辐射作用也有所增加。但这种影响在
0~50范围内并不大，只有对处于高温或负温下才有影响。
5、热流方向对于各向异性材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维延伸方向时，热流受到的阻力小；而垂直于纤维方向时，受到的阻力最大。在使用此类材料时要考虑这个因素。
上述各项因素中以孔结构和湿度对导热系数影响最大。孔结构对导热系数的影响在工程上可近视地用体积密度来处理。体积密度是由材料本身的组成和结构决定的，组成、结构不同，材料的导热性能也就不同，所以在工程上体积密度是决定材料导热性能的重要依据，也是选择绝热材料的重要依据之一。至于湿度应根据使用条件来估计，
在测定导热系数时最好在接近使用条件的温、湿度的条件下来进行。
决热材料一般特点是轻质多孔、表观密度小、导热性能低。按国家标准规定，导热系数应小于 0.175W/MK，表观密度不应小于 1000Kg/m^2,由于建筑构造和施工安装上的需要，还要求绝热材料具有足够的强度，
通常应大于 0.3MPa。
三 热容量是指材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性能。热容量的大小用比热（或称热容量系数表示）
材料受热（或冷却）时，吸收（或放出）的热量的大小与材料的比热、质量，温度差成正比。
Q=c·m(t2-t1) ; 则 c=Q/m(t2-t1);
式中：
Q—— 材料吸收（或放出）前后的热量,KJ；
m—— 材料质量,Kg;
（ t2-t1)—— 材料受热（或冷却）前后的温度差，
K；
c—— 材料的比热,KJ/Kg·K。
由上式可知，比热表示 1Kg材料，温度升高
（或降低） 1K所吸收（或放出）的热量。
比热与材料质量的乘积，称为热容量。采用热容量较大的材料作为墙体材料，对保持建筑物内部的温度的稳定是十分有利。
此外在冬季施工加热材料时也要利用材料的热容量进行计算。工程中常用材料的比热值见表 9-1。 常见材料的比热值返回键返回键材料名称 钢材 混凝土 松木 普通粘土 砖 干砂 水比热
J/Kg·
K
0.48×
10^
3
1.00× 1
0^3
2.72× 1
0^3
0.88× 1
0^3
0.5× 1
0^3
4.18× 1
0^3
第二节 无机绝热材料
无机绝热材料主要是用矿物质经加工而成的，常见的纤维状、散粒状、或制成板、
块、片、卷材、套管等制品。无机绝热材料按绝热材料构造状态可分为纤维状材料、
颗粒状材料和多孔材料三类。
一,纤维状材料 纤维状材料常有天然的
（如石棉）与人造的（如矿棉、岩棉和玻璃棉）两类。
一）石棉及制品 石棉是一种天然的非金属矿物，具有绝热、
放火、耐酸碱、不腐蚀、耐热等特点，常制成石棉粉、石棉灰、石棉纸、石棉板等制品。
1,石棉粉 它是将石棉矿石经机械加工、粉碎处理、除去杂质后所得到的一种短纤维粉状石棉。石棉粉的堆密度一般不大于 600Kg/m^3，导热系数小于 0.082W/m·K，适用于各种热设备及管道的保温隔热。
2、石棉灰 它有碳酸钙石棉灰、碳酸没石棉灰和硅藻石棉灰三类，其中碳酸镁石棉灰的性能最好，堆密度一般为
140Kg/m^3左右,λ=0.05,耐热度为 450度，是一种高效能的绝热材料。
3,石棉纸与石棉纸板 石棉纸是由石棉纤维与粘结材料制成的绝热材料，厚度为 0.2-1.0mm。石棉纸板（又称隔热纸板）厚度为 2-20mm，表观密度为 200-600Kg/m^3，使用温度不大于 600℃,适用于结构放火和热表面绝热。
（二） 矿渣棉及其制品 矿渣棉是利用工业废渣为主要原料，经熔化、高速离心法或喷吹法等工序制成的一种棉丝状材料。一般，在 0.02MPa压力下，表观密度不大于
150Kg/m^3,λ不大于 0.04W/mK。但在施工操作中，对人体有刺痒皮肤的缺点。为克服这一缺点，常用沥青或树脂为粘结材料，制成各种规格的板、毡、管套等制品。矿渣棉还可以作为吸声、防震材料。
（三） 岩棉及制品 它是以精选的玄武岩为主要材料，经高温熔融加工制成的人造无机纤维。一般，表观密度不大于 150Kg/m^3,λ不大于 0.04W/mK,建筑岩棉常用于建筑物及直径较大的罐体、锅炉等的 绝热。
（四） 玻璃棉及制品 它是指定长的玻璃纤维，它包括短棉和超细棉两种，一般，表观密度在 120-150Kg/m^3之间，
λ不大于 0.041W/mK，多制成板或管套，用于维护结构及管道保温。
二 颗粒状材料 主要有膨胀珍珠岩和膨胀蛭石。
（一）膨胀珍珠岩及其制品 它是以珍珠岩、黑曜岩或松脂岩为主要原料，经破碎、胚烧等工序膨胀制成的一种白色松散的颗粒状材料，其堆密度很小一般不大于 250Kg/m^3,λ不大于 0.065W/mK，
最高使用温度为 800℃,是一种高效能的绝热材料，
在建筑工程中得到了广泛的应用。它的制品主要有用于高温条件下的磷酸盐膨胀珍珠岩制品、水玻璃膨胀珍珠岩制品，在 600℃ 以下及在常温下使用的水泥膨胀珍珠岩制品和沥青膨胀珍珠岩制品。
（二） 膨胀蛭石及其制品 他是将蛭石经培烧膨胀后而制的一种松散颗粒状材料，起堆密度很小 在 80-200Kg/m^3,λ在 0.05-
0.07W/mK，最高使用温度为 1000-1100℃,
可用于填充墙壁、模板及平屋面保温等。
三 多孔材料
（一）泡沫混凝土和加气混凝土 泡沫混凝土是将水泥、水和泡沫剂拌合后，经硬化而成的一种多孔混凝土，其堆密度为 300-500Kg/m^3,λ=0.082-
0.186W/mK,加气混凝土的堆密度在 400-
700Kg/m^3,λ=0.093-0.164W/mK。上述两种混凝土的 抗压强度不大于 0.4MPa，最高使用温度不大于
600℃,适宜用于建筑物围护结构的保温隔热。
（二）泡沫玻璃 它是以玻璃粉与发泡剂（如碳酸钙）混合，在高温下烧制而成的，在玻璃内部形成大量的气泡（气孔率可达 80%以上），堆密度为 120-600Kg/m^3,λ=0.058-0.128W/mK，抗压强度为 0.8-15MPa，可锯割，粘结，易于加工，是一种高级的绝热材料，可砌筑墙体。
（三）微孔硅酸钙制品 微孔硅酸钙是将硅藻土、
石灰、水等材料经拌合、成型、蒸发、烘干而成的多孔材料，其孔隙率极高（可达 90%），孔径极小，堆密度为 250Kg/m^3,λ=0.04W/mK，抗压强度大于 0.5MPa，最高使用温度为 650℃,多用于围护结构及管道保温。
返回键
有机绝热材料是指用有机材料（木材、树脂等）为原料经加工制成。有机绝热材料由于吸湿性大，易腐蚀，不耐久，不耐高温，故只能在低温下用于保温隔热。
第三节 有机绝热材料
一,软木板 是由栓树或黄菠萝树皮等为原料经加工制得的一种板状材料，其规格一般为
1000× 500× 50mm，由于软木中含有大量的微孔，
所以具有表观密度小（小于 260Kg/m^3)、导热系数低（ λ<0.058W/mK)和抗腐蚀性能高等特点。
二,木丝板 它是由木丝和胶结材料（菱苦土或水泥）经成型、冷压、干燥、养护而制成。目前生产的水泥木丝软木板的规格是长 1200-2850m，宽
600-900m，厚度 10-20mm，其中表观密度为 300-
600Kg/m^3,λ=0.11-0.26W/mK，多用于天花板、
阁墙板或护墙板。
三,毛毡 它是以劣质马毛（或牛毛）、植物纤维及浆糊等制成的。毛毡质轻、保温性能好，在建筑工程中常用作门窗框处的保温。
四,轻质钙塑板 在树脂中加入大量的碳酸钙、亚硫酸钙等钙盐填充料和必要的添加剂，加工塑制成的复合材料称为钙塑材料。此类材料按不同的工艺制成板材，就是轻质钙塑板，这种板材具有温度变形小、尺寸稳定、难燃，便于锯、刨、钉等加工，其性能是：表观密度在 100-
150Kg/m^3之间；抗压强度在 0.1-0.3MPa之间；
λ=0.047W/mK；在建筑中广泛的用作天花板、吸音板以及墙面装饰，具有装饰、吸声、和绝热等综合建筑功能。
五,泡沫塑料 它是以树脂为基料，加入一定量的发泡剂，
再经加热发泡而制得的一种新型的轻质材料，可用于屋面、
墙面保温，冷库隔热及制成夹心复合板。目前我国生产的有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨脂泡沫塑料及脲醛泡沫塑料等。各种泡沫性能见表 9-2各种泡沫性质返回键返回键名称堆密度
（ W
/mK）
抗拉强度
（ MP
a)
导热系数
（ W/
mK)
抗压强度
（ MP
a）
吸水率
（ %）
耐热性
（ ℃ ）
聚苯乙烯泡沫塑料 21-51 0.13-0.34
0.031-
0.047
0.144-
0.358
0.016-
0.00
4
75
硬质聚氯乙烯泡沫塑料不大于
45
不小于
0.40
不大于
0.043
不小于
0.18 小于 0.2 80
硬质聚氨脂泡沫塑料 30-40
不小于
0.244
0.037-
0.055
不小于
0.2 - -
脲醛泡沫塑料 不大于 15 - 0.028-0.041 0.015-0.025 - -
第十二章 常用建筑装饰材料
一、定义：建筑装饰材料一般是指主体结构工程完成后，进行室内外墙面、顶棚、地面和室内空间装饰装修所需要的材料。它既起到装饰保护主题结构的作用，还满足了建筑物的绝热、防火、
防潮、吸声等多方面的作用。本章主要介绍材料的装饰性能，装饰材料在建筑物上的作用与选用及常用的装饰材料。
通过学习要求掌握材料的装饰性能及对装饰材料的评价；理解装饰材料在建筑物上的作用；了解常用装饰材料的特点及应用范围。
为了使建筑物满足适用、坚固、耐久，美观等基本要求，处于建筑物不同部位的建筑材料应充分发挥应有的功能以满足各种不同的要求。随着人民生活水平的不断提高，人们对建筑物的艺术性有了更高的要求。为此，建筑师们在建筑设计中常需要通过材料和结构上的处理充分利用并显露建筑材料的本质和特性来加强和丰富建筑的艺术表现力，使建筑技术与建筑艺术实现有机的结合。
因此，近年来建筑装饰材料得到空前的发展。建筑工程中将主要起到装饰和装修作用的材料称为建筑装饰材料。由于装饰材料主要设置在建筑物的内外表面上起装饰作用，故又称为饰面材料。
二,装饰材料的功能：
建筑装饰材料主要有三个方面的功能，即装饰作用、保护建筑结构和改善结构功能。
1、装饰作用建筑师们经过精心巧妙的设计，合理的选择和正确的使用建筑装饰材料对建筑物进行艺术加工和装饰，从而使建筑物获得令人满意的美感和舒适感。
2、保护建筑结构装饰材料铺设、粘贴或涂刷在建筑表面，
直接处于外界环境之中对建筑结构起保护作用。
外墙饰面材料直接受风、霜、雨、雪、冰雹的袭击；承受冻融的循环变化；空气中有害气体的侵蚀；太阳光的热辐射作用从而减轻或防止了这些作用对墙体的危害，
保护了墙体，提高了建筑物的耐久性。
内墙饰面材料能够防止墙体（浴室、厨房、
厕所等部位）受潮湿以及受磕，延长墙体的年限。
用于地面的装饰材料可起到防止磨损、磕碰、撞击以及有害物质的渗透使楼板的钢筋锈蚀等作用。
3、改善使用功能饰面材料在使用时应不妨碍建筑结构本身的正常功能，并且对建筑物结构的使用功能有一定的改善。
建筑物的外墙墙体一般应具有良好的大气稳定性、抗冻性、隔声性、绝热性等要求。
因此在选择饰面材料时要考虑饰面材料有一定的透气能力，使墙体内部水分顺利排出，以保证墙体的耐久性及热工性能。如果外墙本身不能完全满足（如保温性能）
可以在外墙的内侧用保温砂浆来弥补其不足。
此外，室内装饰材料还应具有防火、防酸碱腐蚀等特殊作用。
地面装饰材料除应具有上述功能外，还必须具有一定的强度、硬度、耐磨损、防渗水以及表面平整光洁便于清洗等要求。有时还要求地面具有耐油、耐酸碱、防止发生静电火花以及弹性等性能要求。
总之，根据使用条件要求，各部位的装饰材料应具有相应的功能。
第一节 建筑陶瓷
第二节 建筑玻璃
第三节 建筑塑料
第四节 涂料
第五节 铝合金型材和制品返回键第一节 建筑陶瓷
陶瓷是建筑物中重要的装饰材料之一，现代建筑装修工程中应用的陶瓷制品有外墙面砖、内墙面砖、地砖、陶瓷锦砖、玻璃制品及卫生陶瓷等。
1,外墙面砖 外墙面砖是用建筑物外墙面的建筑装饰砖，它是以耐火黏土为主要原料烧制而成的。外墙面砖有各种规格，常见的为 200*100*（ 8-10mm）,150*75*（ 8-
10mm）的长方形制品。外墙面砖的正面可以制成批平光、粗糙或有纹理的多中色彩的釉面。砖背面要压制成凸凹的图案，以便于砖和砂浆的粘贴。外墙面砖具有强度高，防潮，抗冻，易于清洗，釉面抗急冷急热等优点，即可达到一定的装饰效果也可以保护墙面，提高建筑物的耐久性。
外墙防蚀砖
2,内墙面砖 内墙面砖又称瓷砖或釉面砖，
是用于建筑物内部装饰的精陶制品，正面为白釉或彩釉。内墙面砖种类繁多，规格不一，但较为常见的 108*108*（ 5-6mm)和
152*152*（ 5-6mm).内墙面庄耐湿，便于清洁，多用于浴室、卫生间、化验室等。近来有些场所采用彩色釉面砖拼成巨幅壁画，
具有很好的艺术效果。
卡诺尔瓷砖内墙水晶砖效果图 内墙印花砖
3、地砖 它主要用铺筑公共建筑、实验室、
工厂等处的地面，它是以可塑性较大难熔黏土为原料烧制而成，其表面不上釉，多在坯料中加入矿物颜料以获得一定的颜色。
地砖强度高、耐磨、易于清洗、美观大方。
它有正方形、长方形、六角形、八角形等各种形状，表面有单色的、彩色、光滑的，
规格品种繁多。
地板砖效果一地面玻化砖效果图夜光瓷砖，可持续发光十二小时以上。
4,陶瓷锦砖 它又称马赛克，是由各种颜色，多种几何形状的小块瓷片铺帖在牛皮纸上形成色彩丰富的装饰砖。它以
300*300mm贴成一联，每 40联为一箱，砖的细水率要求不得大于 0.2%，脱纸时间不得大于 40分钟。它质地坚实、色泽形式多样、耐酸碱、耐磨，不易渗水且清洗方便，
除用于建筑的内墙面、地面外，还可用高级建筑物的外墙面饰面。
5、陶瓷制品陶瓷制品是以难熔黏土为原料，经成型、素烧、
表面涂以釉料后又经第二次烧制而得到的陶瓷制品。目前国内生产的有筒瓦、屋脊瓦、花窗、栏杆等，用以建造纪念性宫殿式房屋及园林中亭、
台、楼、阁。陶瓷制品表面光滑、质地密实、造型古朴，富有传统的民族特色，具有使用、装饰等多种功能。它的生产和应用在我国的历史上占有很重要的地位，是我国独特的建筑艺术制品之一。
返回键第二节 建筑玻璃
玻璃是构成现代建筑的主要材料之一,它是以石英砂、纯碱、石灰石等主要原料，
与其他辅助性材料按比例配合，经高温融熔、成型并冷却后切割而成的。
玻璃是典型的脆性材料，在冲荷载的作用下极易破裂，热稳定性差，遇沸水易破裂。
但玻璃有较好的化学稳定性及耐酸性。
玻璃除透光、透视、隔声、隔热外，还具有一定的艺术装饰作用，各种特种玻璃并兼有吸热、保温、防辐射、防爆等特殊功能。根据性能和用途的不同，建筑玻璃分为平板玻璃及玻璃制品：平板玻璃包括普通平板玻璃、安全玻璃及特种玻璃；玻璃制品常有玻璃砖及玻璃马赛克等。
一,平板玻璃 平板玻璃是建筑中用量最大的一种。
1,普通平板玻璃 在建筑工程中最常用的普通平板玻璃是普通窗用平板玻璃，其厚度通常为 2,3,4,5,6,8,10,12mm，其中应用最广的是 2或 3毫米，其尺寸为
200*200— 1800*2000mm。各种平板玻璃的用途见表 12-1普通平板玻璃的特点和用途 。
2,安全玻璃 安全玻璃根据玻璃的生产工艺及特点分为钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃、中空玻璃。各种安全玻璃的特点见表
12-2安全玻璃的特点和用途 。
3,特种玻璃 特种玻璃分为热反射玻璃、吸热玻璃和光致变色玻璃。特种玻璃的特点和用途见表 12-3特种玻璃的特点和用途 。
二,玻璃制品（饰面玻璃）它有板材和砖材之分，
又可分为釉面玻璃、玻璃砖和玻璃锦砖，具有耐化学腐蚀和耐磨性，富有光泽，广泛用于建筑物内外墙贴面、护面板、地面材料等。
1.玻璃砖 玻璃砖又称特厚玻璃，有空心和实心两种。玻璃砖形状有正方形、矩形及各种类型产品，
具有强度高、绝热、隔音、透明度高、耐火、耐水等优点。玻璃砖主要用于砌筑透光的墙壁、建筑物的非承重内外隔墙、淋浴隔断、门厅、通道等，特别使用于高级建筑、体育馆，用以控制透光、眩光和太阳光。
2.玻璃锦砖 又称马赛克，是一种小规格的彩色饰面玻璃，一般尺寸为 20*20,30*30、
40*40，厚 4-6mm，一面光滑，另一面带有槽纹，以利于砂浆粘结。玻璃锦砖具有色彩柔和、朴实、典雅、美观大方、化学稳定性好、冷热稳定性好，不变色，易洗涤等优点，并且质轻、便于施工，适用于宾馆、医院、办公楼、住宅等建筑物内外墙装饰。
饰面玻璃砖彩釉玻璃钢化玻璃饰面玻璃砖 返回键返回键品 种 工 艺工程 特 点 用 途普通窗用玻璃 未经研磨加工 透明度好；板面平整用于建筑门窗装配磨 砂 玻 璃 用机械喷砂和研磨方法进行处理表面粗糙，使光产生漫射，有透光不透射的特点用于卫生间、厕所、浴室的门窗压 花 玻 璃 在玻璃硬化前用刻纹的滚筒在玻璃面上压出花纹折射光线不规则，
透光不透视，有使用功能又有装饰功能用于宾馆、办公楼、会议室的门窗彩色玻璃透明彩色玻璃 在玻璃中加入金属氧化物而带色耐腐蚀、抗冲、
易清洗，装饰美观用于建筑物内外墙面、门窗及对光波做特殊要求的采光部位不透明彩色玻 璃 在一面喷以色釉,再经烘制而成返回键品 种 工艺过程 特 点 用 途钢化玻璃 （平面钢化玻璃、弯钢化玻璃、半钢化玻璃、区域钢化玻璃）
加热到一定温度后迅速冷却或用化学方法进行钢化处理的玻璃强度比普通玻璃大 3-5
倍，抗冲击性和抗弯性好，耐酸碱侵蚀用于建筑的门窗、隔墙、幕墙、汽车窗玻璃、汽车挡风玻璃、暖房等夹丝玻璃 将预先编好的钢丝网压 入软化的玻璃中破碎时，玻璃碎片附在金属网上，具有一定的放火功能用于厂房门窗、仓库门窗、地下采光窗及防火门窗夹层玻璃两片或多片平板玻璃中嵌夹透明塑料薄片，
经加热压粘而成的复合玻璃透明度好、抗冲击机械强度高，碎后安全，耐火、乃热、
耐湿、耐寒用于汽车飞机的挡风玻璃、防弹玻璃和有特殊要求的门窗、
工厂厂房的天窗及一些水下工程中空玻璃用两层或两层以上的平板玻璃，四面封严，
中间充入干燥气体具有良好的保温、隔热、隔声性能用于采暖、空调、防止噪音及无直射光的建筑，广泛用于高级住宅、饭店、
办公楼、学校，也用于汽车、火车、
轮船的门窗返回键品 种 工艺过程 特 点 用 途热反射玻璃在玻璃表面涂以金属或金属氧化膜、非金属氧化膜具有较高的热反射性能而又保持良好的透光性能多用于制造中空玻璃或夹层玻璃吸热玻璃在玻璃中引入有着色作用的氧化物，或在玻璃表面喷涂着色氧化膜能吸收大量的红外线辐射而又能保持良好可见光透过率适用于需要隔热又需要采光的部分，如商品陈列表、冷库、计算机房等光致变玻璃在玻璃中加入卤化银，或在玻璃夹层中加入钼和钨的感光化合物在太阳或其他光线照射时，玻璃的颜色随光线增强逐渐变暗，当停止照射时又恢复原来颜色主要用于汽车和建筑物上巴黎市中心的塞纳河北岸，矗立着当今世界上最大的美术博物馆 —— 罗浮宫。入口设计成边长 35米，高 21.6米的玻璃金字塔。金字塔形体简单突出，玻璃清明透亮，可以通过玻璃的自然折光对罗浮宫全貌一览无余。 返回键第三节 建筑塑料
塑料是人造或天然的高分子化合物，这种材料在一定的高温和高压下具有流动性，
可塑成各式制品，且在常温、常压下，制品能保持其形状不变。 塑料不仅在人们的日常生活中起到重要的作用，而且随着石油工业的发展，塑料性能的优越及成本的降低，使得它在建筑工程中的应用愈来愈广泛。
塑料是人造或天然的高分子化合物，这种材料在一定的高温和高压下具有流动性，可塑成各式制品，且在常温、常压下，制品能保持其形状不变。 塑料不仅在人们的日常生活中起到重要的作用，而且随着石油工业的发展，塑料性能的优越及成本的降低，使得它在建筑工程中的应用愈来愈广泛。
一,塑料的组成、特点和分类
1、塑料的组成 它是由合成树脂、填充料、增塑剂、着色剂、固化剂等组成。合成树脂是塑料的基本组成材料（含量约为 30-60%），在塑料中起胶结作用，能将其他的材料牢固的胶结在一起。按生产时化学反应的不同，合成树脂分聚合树脂（如聚乙烯、聚氯乙烯等）和缩聚树脂（如酚醛、环氧聚脂），按受热时性能改变的不同，又分为热塑性树脂和热固性树脂。为了改善或调节塑料的某些性能，
以适应使用和加工时的特殊要求，可在塑料中掺加各种不同的添加剂，如填料、着色剂、增塑剂、固化剂、防老剂等。
2、塑料的特点 它作为建筑材料使用具有很多特征，它不仅能代替传统材料，而且具有传统材料所不具备的性能。（ 1）塑料的密度小,它只有钢材的 1/8-1/4、混凝土的 1/3，不仅能减轻施工的劳动强度，而且大大减轻了建筑物的自重。（ 2）
塑料的种类很多，同一种制品可以兼备多种功能，
如既有装饰性又具有隔热、隔音、耐化学侵蚀等。（ 3）塑料的吸水性一般小于 1%，可作防火、防潮及制成各种给、排水管道。（ 4）塑料制品抗酸碱腐蚀能力比金属材料和无机材料的能力强，适用于化工工业的厂房、地面和门窗等。（ 5）塑料的导热性差，泡沫塑料的导热系数更小，是一种良好的绝缘材料。
3、塑料的分类 塑料的品种很多，分类方法也很多，通常按树脂的合成方法及树脂在受热作用时的性质不同进行分类（表 12-4） 塑料的分类 。
二,常用塑料的品种
1、聚氯乙烯塑料（ PVC）它是由氯乙烯单体聚合而成。其化学稳定性好，抗老化性能好，但耐热性差，通常的使用温度为 60-80度以下。根据增塑剂的掺量不同，可制得软、硬两种聚氯乙烯塑料。
软聚氯乙烯塑料很柔软，有一定的弹性，可以做地面材料和装饰材料，可以作为门窗框及制成止水带，用于防水工程的变形缝处。硬聚氯乙烯塑有较高的机械性能和良好的耐腐蚀性能、耐油性和抗老化性，易焊接，可进行粘结加工。多用做百叶窗、各种板材、楼梯扶手、波形瓦、门窗框、
地板砖、给排水管。
2、聚甲基丙烯酸甲脂（ PMMA） 聚甲基丙烯酸甲脂又称有机玻璃，是透光率最高的一种塑料
（可打 92%），因此可代替玻璃，而且不易破碎，
但其表面硬度比无机玻璃差，容易划伤。如果在树脂中加入颜料、稳定剂和填充料，可加工成各种色彩鲜艳、表面光洁的制品。 有机玻璃机械强度较高、耐腐蚀性、耐气候性、抗寒性和绝缘性均较好，成型加工方便。缺点是质脆，不耐磨、
价格较贵，可用来制作护墙板和广告牌。
3、酚醛树脂 它是由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂的作用下缩聚而成。它多具有热固性，起优点是黏结强度高、耐光、耐热、耐腐蚀、电绝缘性好，但质脆。加入填料和固化剂后可制成酚醛塑料制品（俗称电木），此外还可作成 压层板 等。
4、不饱和聚脂树脂 不饱和聚脂树脂是在激发剂作用下，由二元酸或二元醇制成的树脂与其他不饱和单体聚合而成。
5、环氧树脂 环氧树脂是以多环氧氯丙烷和二烃基二苯基丙烷为主原料制成。它因热和阳光作用而起光合作用起反应，便于储存，是很好的黏合剂，起黏结作用较强，耐侵蚀性也较强，稳定性很高，在加入硬化剂之后，能与大多数材料胶合。
6、塑料壁纸 塑料壁纸是由基底材料（纸、麻、
棉布、丝织物、玻璃纤维）涂以各种塑料，假如各种颜色经配色印花而成。塑料壁纸强度较好，
耐水可洗，装饰效果好,施工方便，成本低，目前广泛用作内墙，天花板等的天面材料贴。
返回键返回键按树脂在受热时所发生的变化不同分类热固性性塑料塑料成型后不能再次加热，
只能塑制一次酚醛塑料、脲醛塑料、有机硅塑料热塑性塑料塑料成型后可反复加热重新塑制聚氯乙烯、聚笨乙烯、聚酚胺按树脂的合成方法分类 缩合物塑料凡两个或两个以上不同分子化合时，放出水或其他简单物质，生成一种与原来分子完全不同的生成物，称为缩合物酚醛塑料、有机硅塑料、聚脂塑料聚合物塑料凡许多相同的分子连接而成的庞大的分子，并且基本组成不变的生成物，称为聚合物聚乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、
聚甲基丙烯酸甲脂塑料树脂砂浆地板 (环氧树脂工业地板 )
返回键常四节 涂料
涂料是一种常用的建筑装饰材料，涂刷于材料表面，能结硬成膜。涂料不仅色泽美观，而且其到保护主体材料的作用，从而提高主体建筑材料的耐久性。
一,涂料的分类和组成
1、涂料的分类 根据涂料的组成成分及建筑上使用的功能要求，建筑用的涂料可做如下分类：
涂料包括建筑涂料和油漆涂料，建筑涂料又可以分为外墙涂料，、内墙涂料、地面涂料和屋面防水涂料；油漆涂料分为天然漆、调和漆、清漆和磁漆。
2,涂料的组成 各种涂料的组成成分很不相同，但基本上是由膜物质、辅助成膜物质、挥发物质组成，各组成部分的常用原料见表 14-5。
二,建筑涂料
（一） 外墙涂料
1、过氯乙烯涂料 过氯乙烯涂料是过氯乙烯树脂为主要成膜物质，掺入增塑剂、稳定剂、颜料和填充料等，经混炼、切片后溶于有机溶剂中制得。这种涂料具有良好的乃腐蚀性、耐水性和抗大气性。涂料层干燥后，柔韧富有弹性，不透水，能适应建筑物因温度变化而引起的伸缩。这种涂料与抹灰面、石膏板、纤维板、混凝土和砖墙粘结良好，可连续喷涂，用于外墙，美观耐久、防水、耐污染，便于刷洗。
2、苯乙烯焦油涂料 它是以苯乙烯焦油为主要成膜物质，搀加颜料、填充料及适量的有机溶剂等，经加热熬制而成。这种涂料具有防水、防潮、耐热、耐碱及耐弱酸的特征，与基面粘结良好，施工方便。
3、聚乙烯醇丁醛涂料 它是以聚乙烯醇缩成丁醛树脂为成膜物质，以醇类物质为稀释剂，加入颜料、填料、经搅拌、混合、溶制、过滤而成。这种涂料具有柔韧、耐磨、
耐水等性能，并且有一定的耐酸碱性。
,丙烯酸乳液涂 它是以丙烯酸合成树脂乳液为基料，加入颜料、填充料和各种辅料，
经加工配制而成的外墙涂料。这种涂料无毒、无刺激性气味、干燥快，不燃烧，施工方便，涂刷于混凝土或砂浆表面，兼有装饰和保护墙体的作用。
5、彩色瓷粒外墙涂料 用丙烯酸类合成树脂为基料，以彩色瓷粒及石英砂等做骨料，
掺加颜料和其他辅料配制而成。这种涂层色泽耐久，抗大气性和耐水性好，有天然石材的装饰效果，艳丽别致，是一种性能良好的外墙饰面。
6、彩色复层凹凸花纹外墙预料 涂层的底层材料由水泥和细骨料组成，掺加适量的缓凝剂和粘合剂，拌合成厚浆，主要用于形成凹凸的富有质感的花纹。而层材料用丙烯酸合成树脂配制成的彩色涂料，起罩光，
着色和装饰作用。涂层用受提式喷枪进行喷涂后，在 30分钟内用橡皮辊子将凸起部分稍作压平，待涂层干燥，再用辊子将凸起部分套涂一定颜色的涂料。
（二）内墙涂料
1、聚乙烯醇水玻璃涂料（ 106涂料） 它是以聚乙烯醇树脂水溶液和钠水玻璃为基料，
掺加颜料、填料及少量外加剂经研磨加工而成的一种水溶性涂料。这种涂料成本低、
无毒、无臭味，能在梢潮湿的水泥和新、
老石灰墙面上施工，粘结性好，干燥快，
涂层表面光洁，能配制成多种色彩（如奶白、奶黄、淡青、玉绿、粉红等色）装饰效果好。
2、聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料（ 803） 它是以聚乙烯醇缩甲醛为基料，掺加颜料、填料、石灰膏及其他助剂，经研磨加工而成的涂料。这种涂料无毒、无臭味，可喷可刷，涂层干燥快，施工方便，与新、老石灰墙面及水泥墙面粘结良好。涂料色彩色样，装饰效果良好，尚具有耐水、耐洗刷等特点。
3、乳液涂料 乳液涂料是由合成树脂的乳液和颜料浆配制而成的。乳掖涂料无毒，不污染环境，操作方便，涂膜干燥后，色泽好，抗大气性、耐水性良好，适用于混凝土、砂浆和木材表面的喷涂。
4、滚花涂料 滚花涂料是适应滚花工艺的一种新型涂料，由,107”胶,,106”胶和颜料、
填充料等分层刷涂、打磨、滚涂而成。这种涂料滚花后，貌似壁纸、色调柔和、美观大方，质感强。涂料施工方便，耐水、
耐久性好。
三）地面涂料 建筑物的室内地面采用的地面涂料作饰面是近年来兴起的一种新材料和新工艺，与传统的地面相比，虽然有效使用年限不长，但施工简单，用料省，造价低，维修更新方便。
常用的有过氯乙烯、苯乙烯等地面涂料。
这些涂料是以树脂为基料，掺加增塑剂、
稳定剂、颜料或填充料等经加工配制而成。
涂料适用于新、老水泥地面的涂刷。涂刷后，干燥快，光华美观，不起尘土，易于洗刷。如用环氧、聚脂、聚氨脂等树脂为基料，掺加颜料、填充料、稀释剂及其他助剂，可加工配制成一种厚质的地面涂料，
用涂刮施工方法，作为涂布无缝地面。这种地面的整体性强，耐磨，耐久。
三 油漆涂料
1、天然漆 又称大漆，有生漆和熟漆之分。天然漆是漆树上取得的液汁，经部分脱水并过滤而得的棕黄色粘稠液体。天然漆的优点是漆膜坚硬、
富有光泽、耐久、耐磨、耐油、耐水、耐腐蚀、
绝缘、耐热（不大于 250度），与基底材料表面结合力强；缺点是粘度高而不易施工（尤其生漆）、
漆膜色深、性脆、不耐阳光直射，抗强氧化剂和抗碱性差，漆酚有毒。生漆不需要催干剂可直接作涂料使用。生漆经加工就成熟漆，或改性后制成各种精制漆，精制漆有广漆和推光漆等品种，
具有漆膜坚韧、耐水、耐久、耐热、耐腐蚀等良好性能，光泽动人、装饰性强。适用于木器家具，
工艺美术及建筑部件等。
2、调和漆 它是在熟干性油中加入颜料、溶剂、催干剂等调和而成的，是最常见的一种油漆。调和漆质地均匀、稀稠适度、漆膜耐蚀、耐晒、经久不裂、遮盖力强、耐久性好、施工方便，适用于室内外钢铁、
木材等材料表面，常用的有油性调和漆、
磁性调和漆等品种。
3、清漆 清漆属于一种树脂漆，是将树脂溶于溶剂中，加入适量的催干剂而成。清漆一般不加入颜料，涂刷于材料表面。溶剂挥发后干结成光亮的透明薄膜，能显示出材料表面原有的花纹。清漆易干、耐用，
并能耐酸、耐油，可刷、可喷、可烤。
根据所选用原料的不同，清漆有油清漆和醇酸清漆两种。油清漆是由合成树脂、干性油、溶剂、
催干剂等配制而成。油料用量较多时，漆膜柔韧、
耐久且富有弹性，单干燥较慢。油料用量少时，
则漆膜坚硬、光亮、干燥快，但较易脆裂。
醇酸清漆是将醇酸树脂溶于有机溶剂而成，通常是浅棕色的半透明液体。这种清漆干燥迅速，漆膜硬度高，电绝缘性好，可抛光、打磨、显出光亮的色泽，但膜脆，耐热及抗大气性差。醇酸清漆主要用于涂刷室内门窗、木地板、家具等，不宜外用。
4、磁漆（瓷漆）它是在清漆的基础上加入无机颜料而成，漆膜光亮、坚硬。瓷漆色泽丰富、附着力强，适用于室内装修和家具，也可用作室外的钢铁和木材表面。常用的有醇酸瓷漆、酚醛瓷漆等品种。
5、特种油漆 特种油漆是指各种防锈漆及防腐漆，
按施工方法可分为底漆和面漆。用底漆打底，再用面漆罩面，对钢铁及其他材料能其到较好的防锈、防腐作用。
防锈漆用精炼亚麻仁油、桐油等优质干性油作成膜剂，以红丹、锌铬黄、铁红、铝粉等作防锈颜料。 返回键第五节 铝合金型材和制品
目前，世界各地工业发达国家在建筑装饰工程中，大量采用了铝合金门窗，铝合金柜台、货架，铝合金装饰板，铝合金吊顶等。现在，我国除门窗大量采用铝合金外，
在建筑外墙贴面、外墙装饰、城市大型隔音壁、桥梁和街道广场的花圃栅栏、建筑回廊、轻便小型固定式移动式房屋、亭阁、
特殊铝合金结构物、室内家具设备及各种内部装饰和配件等也都大量应用铝合金型材及其制品。
一,铝合金型材
铝合金型材具有良好的 耐蚀性能，在工业气愤和海洋性气氛下，未经表面处理的铝合金的耐腐蚀能力优于其他合金材料，经涂漆和氧化着色后，
铝合金的耐蚀性更高。
铝合金型材可进行热处理（一般为淬火和人工时效）强化。铝合金具有良好的机械加工性能，可用氩弧焊进行焊接，合金制品经阳极氧化着色处理后，可制成各种装饰颜色。
二、铝合金门窗及其他铝合金制品
1、铝合金门窗 铝合金门窗是将经表面处理的铝合金型材，经加工而制成的门窗构件。
在建筑中采用铝合金门窗，尽管其造价比普通的钢门窗高 3-4倍，但由于其长期维修费用低、性能好、可节约能源、特别是富有良好的装饰性，所以应用日益广泛。目前我国已有平开铝窗、推拉铝窗、平开铝门、平推拉式铝门、铝制地弹簧门等几十种系列投入市场。基本满足了我国城乡建设的需要。
2、铝合金装饰板 铝合金装饰板属于现代流行的建筑装饰材料，具有质量轻、不燃烧、耐久性好、
施工方便、装饰华丽等优点，适用于公共建筑、
室内外装饰饰面，产品颜色有本色、古铜色、金黄色、茶色等。
3、铝合金吊顶材料 铝合金吊顶材料有质轻、不锈蚀、美观等优点，适用于较高的室内吊顶。全套部件包括铝龙骨、铝平顶筋、铝天花板及相应吊挂件等。
4、专门的铝合金装饰制品 许多类型的棒、杆和其他的铝合金制品，可拼装成富有装饰性的栏杆、
扶手、屏幕和格栅，能张开的铝合金片可用作装饰性的屏幕或遮阳帘。
返回键土木工程材料试验
建筑材料的实验课是建筑材料课程的一个重要环节，它将基本理论与生产实际紧密地结合起来。
通过实验课。学生可以进一步巩固所学的理论知识，同时还可以掌握建筑材料的实验方法和技术，
提高实际动手能力。
建筑材料实验是测试材料质量的一种手段，为正确评价材料性能，科学地、经济地、合理地选用材料提供依据。在实验过程中，设备性能、客观条件和操作方法的不同，将导致实验结果出现误差，因此，进行每个实验之前，都应充分复习所学的理论知识，了解材料的性能、质量标准和操作标准。
在实验操作中要认真、细致的按实验要求的内容操作，并随时做出详细记录，要注意发现问题和解决问题，及时填好实验报告。
根据专业设课的需要，这里选择了水泥、
混凝土、砂浆、普通粘土砖、钢材、沥青七个实验，可结合理论课教学的实际需要进行。
作实验前，材料的基本性质试验很重要基本性质实验通过密度、视密度、体积密度、
堆积密度的测试，可计算出材料的空隙率极孔隙率，从而了解材料的构造特征，由于材料的构造特征是决定材料强度、吸水率、抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、导热性及吸声等性能的重要因素。因此，了解建筑材料的基本性质，对于掌握材料的特性和使用功能是十分必要的。
实验一 水 泥 实 验
试验二 混凝土用砂、石实验
实验三 普通混凝土试验
实验四 砂浆实验
实验五 烧结普通砖试验
实验六 钢筋性能试验
试验七 石油沥青试验返回键实验一 水 泥 实 验
1.取样方法 以同一水泥厂 同期到达的同品种同标号水泥,不超过 400t作为一个取样单位，不足
400t时也应作为一个取样单位。可以从 20个以上不同部位抽取等量样品，总数不少于 12Kg。
2.养护条件 实验室温度为 17~25度，相对湿度应大于 50%；养护箱内温度 17~23度，相对湿度应大于
30%，养护用水温度应为 18~22度。
3.对实验材料的要求 水泥试样应充分拌匀并通过
0.9mm方孔筛。试验应用洁净的淡水，各种试验材料及试模均应与实验室温度相同。
一,细度测定
（一）试验目的 检验水泥的粗细程度，以作为评定水泥质量的依据之一。细度检验方法有负压筛法，水筛法。在没有负压筛检仪和水筛的情况下，允许用受干筛法测定。
（二）主要仪器设备
1.试验筛 试验筛是由圆形筛框和筛网组成，腮网符合 SSW0.80/0.056GB6004，分负压筛和水筛两种，负压筛应附带有透明筛盖，与筛口良好的蜜蜂性。
2.负压筛检仪器 由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成，其中筛座由转速为 28~32r/min的喷气嘴、
负压表、控制板、微电机及壳体组成。如图
3.水筛架和喷头 其中水筛架上筛座内径为 140mm
4.天平 最大称量为 100g，分度值不大于 0.05g
（三） 实验步骤
水泥样品应充分拌匀并通过 0.9mm方孔筛，
要记录筛余物情况，防止过筛时混进其他水泥
1.负压筛法
（ 1）筛析试验前，应把负压筛放在筛座上，
盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至 4000~6000Pa范围内。
（ 2）称量试样 25g，放于洁净的负压筛中，
盖上筛盖，放在筛座上，开动筛检仪连续筛检 2min。在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物。
（ 3）当工作负压小于 4000Pa应清理吸尘器内水泥，使负压筛恢复正常。
2.水筛法
（ 1）筛检试验前，应检查水泥中有无泥、
砂；调整好水压和水筛架的位置，使其能正常运转，喷头底面和筛网之间距离为
35~75mm。
（ 2）称取式样 50g,放于洁净的水筛中，
立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在 水筛架上，用水压为 0.03~0.07MPA的喷头连续冲洗 3MIN。筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后，
小心到出清水，烘干并用天平称量筛余物。
3.试验筛的清洗
试验筛必须经常保持洁净，筛孔畅通，如其筛孔被水你堵塞影响筛余量时，可用弱酸浸泡，用毛刷轻轻的刷洗，用淡水冲干净，晾干。
（四）试验结果
计算公式见书。负压筛与水筛法或手工干筛法测定结果发生争议时，以负筛法为基准。
三、标准稠度用水量测定
（一）试验目的
测量水泥净浆达到标准稠度的用水量，以作为水泥凝结时间和安定性实验是所需水量的标准。
（二）主要仪器设备
1.标准稠度和凝结时间测定仪
2.水泥净浆搅拌机器
3.工业天平
4.量筒
（三）实验步骤
1.称取水泥式样 500g,水 142.5ml。用湿布将实验的用具抹湿，然后将是水泥到入拌料筒内。
2.置拌料筒于搅拌机上，开动机器，同时徐徐加入式样和水慢速搅拌 120s，停拌 15s，接着快速搅拌 120s,停机。
3.搅拌完毕后立即浆净浆一次装入锥模筒内，用小刀插捣并振动数次，刮去多余净浆，迅速放在试锥下面固定位置上，并将试锥放下，使锥尖和净浆表面接触，拧紧螺钉，然后突然松开螺钉，
让试锥自由沉入净浆中，到 30s时，拧紧螺钉，记录试锥下沉深度。如用调整用水量法时，以试锥下沉深度为 26~30~m m时的拌合水量为标准稠度用水量。如超过或不足 26~30mm时，需另称式样，
调整用水量重新实验，直到满足上述要求为止。
（四）实验结果
按下式计算； P=（达到标准稠度时的拌和水用量 /式样重） *100%
用不变水量法测定时，按下式计算标准稠度用水量,P=33.4-0.185S
其中,S—— 锥下沉的深度 mm
三,凝结时间测定
（一）实验目的
测定水你加水后所需要的初、终凝时间，
以评定水泥的性质。
（二）主要仪器步骤 与标准稠度测定时所用的仪器相同，但应将试锥换成试针，锥模改为圆模，还需要一个标准养护箱。
返回键
（三）试验步骤
1.称水泥 500克，以标准稠度用水量 按测定标准稠度时拌合净浆的方法调成净浆（加水时要记录时间）一次将净浆装入圆模内，振动数次后刮平，放入养护箱内。
2.试件在湿汽养护箱中养护至加水后 30min时进行第一次测定，测定时，从养护箱取出圆模放置于凝结时间测定仪的试针下，使试针与浆面接触，拧紧活动螺钉，此时指针应对准标尺零点，然后突然放松螺钉，试针自由沉入镜内，
记录读数。
在最初测定凝结时间时，应轻轻扶持金属棒，使之徐徐降落，以防试针撞弯，但初凝仍以试针自由降落所测的结果为准，临近处凝时，相隔 5min测定一次，每隔 15min测定一次 。每次测定不得让试针落如原针孔内，且每次测完均需把圆模放回养护箱内，试针用布檫净。
3.自加水时起，至试针沉入净浆中距离底板 2.0~3.0mm时，
所需的时间为初凝时间，至试针插入净浆中不超过
1.0~0.5mm时所需的时间为终凝时间。如图所示
混凝土用砂的质量标准及检验方法按 JGJ52-
79进行，并按规定的取样方法进行取样，
以便备用。
一、砂的视密度测定
（一）实验目的
测定砂的单位体积（包括内部封闭孔隙）
质量，为计算砂的空隙率和混凝土配合比设计提供数据。
试验二 混凝土用砂、石实验
（二）主要仪器设备
1.托盘天平
2.容量瓶 500ml
3.烘箱 能使温度控制在 100~110度
4.烧杯 500ml 浅盘,温度计、漏斗、滴管等。
（三）实验步骤
1.称取已烘干试样 300g M，
2.加水至容量瓶刻度处，用抹布檫干瓶外水分，
称瓶与水共同的质量 M2
3.将容量瓶中的水倒去约一半后，，加入 300克试样，摇动容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气体，。然后用滴管加水，使水面至瓶颈刻度线，
塞紧瓶塞，檫干瓶外水分，称其质量 M1
在砂的视密度试验过程中测量并控制水温，。试验的各项称量可在 15~25度的温度范围内进行，但从试样加水静置的最后 2h起，直至试验结束，其温度相差不应超过 2度。
四）实验结果
ρO=[M/（ M+M1+M2） ]-at
二、砂的堆积密度测定
（一）实验目的 测定砂在松散状态下的单位体积质量，为计算砂的空隙率和混凝土配合比设计提供数据
（二）主要仪器设备
1.台秤 称量 5Kg，感量 5g
2.容量筒 金属制圆柱形筒，其内径为 108mm，净高 109mm，筒壁厚 2mm
3.漏斗
4.烘箱 温度控制在 100~110度
5.小木条 刮平用
（三）试验步骤 （如图）
1.称容量筒重 M1，将容量筒放置与于漏斗下用勺将砂装入漏斗中。
2.打开漏斗活门，砂样徐徐流入容量筒中，
至筒上面形成锥形为止。
3.用小木条在容量口上面的中心线向两个方向刮平。称容量筒与砂的质量 M2。
（四）实验结果
可用下式计算：
ρO’=（ M2-M1） /VO
以两次实验结果的 算术平均值为测定值。
三、砂的空隙率计算
根据砂的视密度、堆积密度的测定结果，可得：
P=（ 1-ρO’/ρO)*100%
以两次实验结果的算术平均值为测定值。
四、砂的含水率测定
测量出砂的含谁率为计算混凝土施工配合比使用。
四、砂的含水率测定
测量出砂的含谁率为计算混凝土施工配合比使用。
（二）主要仪器设备
1.烘箱 温度控制在 100~110度
2.天平 称量 1Kg 感量 1g
3.干燥器，浅盘等。
（三）实验步骤
1.取砂样各约 500g两份，分别放入已知质量的干燥容器中称重，记下每份试样与容器的质量。
2.将容器与试样放置于温度为 105度的烘干箱中，称量烘干后试样与容器的质量。
（四）实验结果
沙的含水率可由下式计算：
W=（ M2-M3） /（ M3-M1） *100%
W—— 砂的含水率
M1—— 容器质量
M2—— 烘干前试样与容器的质量
M3—— 烘干后试样与容器的质量
最后以两次实验结果的算术平均值为测定值，试验前砂样应盖严，以免水分散失。
五、砂的筛分析测定 （如图）
（一）实验目的
测定砂的颗粒级配，计算砂的细度模数，以评定砂的粗细程度，为混凝土配合比设计提供依据。
（二）主要仪器设备
1.标准筛
2.托盘天平
3.烘箱
4.摇筛机
5.浅盘和硬，软毛刷等。
（三）实验步骤
1.试验前，砂样应通过 10mm的筛子，并在
100~110的温度下烘干，冷却到室内温度后备用
2,准确称量赶砂 500g，倒入已按筛空大小顺序排列的套筛的最上一只筛上，盖上盖后将整套筛装入摇筛机，摇动约 10min
后取出整套筛子，然后，按筛孔大小顺序，在大搪瓷盘上逐个进行手筛，直到每分钟筛出的数量不超过总质量的 0.1%为止，将已通过的颗粒并入下一号筛，顺序过筛，直至各号筛均已筛完为止。
如无摇筛机，可直接受筛。
3.分别称取各筛筛余量，所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量之和与筛分前试样总质量相比，
其差值不得超过 1%。
（四）实验结果
1.分计筛余百分率 —— 各号筛上的筛余量除以试样总质量的百分率
2.累计筛余百分率 —— 该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛上的分计筛余百分率之和
3.根据各筛的累计筛余百分率 评定该试样的颗粒级配
4.计算试样的细度模数 Mx
Mx=[(A2+A3+A4+A5+A6)-A1]/(100-A1)
(五 )筛分实验应采用两个试样进行，并以其实验结果的算术平均值为测定结果，如果两次实验所得的细度模数之差大于 0.2，则应重新进行实验。
返回键实验三 普通混凝土试验
一、普通混凝土拌合物的坍落度测定
（一）实验目的
1.掌握坍落度测定普通混凝土的拌合物的方法。
2.检验所设计的混凝土配合比是否符合施工和易性的要求，以作为调整混凝土配合比设计控制混凝土质量的依据。
（二）主要仪器设备
1.坍落度筒 由薄钢板或其他金属材制成的圆台形筒，内壁应光滑。筒的尺寸见图：
2.捣棒 直径为 16mm，长 600mm的钢棒，一端应为磨圆，如图
3.方头小号铁锹，直尺等。
（三）实验步骤
试验前应按所计算出来的混凝土初步计算配合比，
计算出试样所需的各种材料用量，骨料的称量应以风干状态为准，如表面含水，则应扣除骨料所含有水分。
1.将所需的各种材料分别用不同的衡器准确称量。
2.采用人工拌和时，应先将坍落度筒内外檫净，
用水润湿，把筒放在经过水润湿而不吸水的刚性平板上，其他用具亦需用水湿润。
3.将水泥、砂到在钢板上干拌均匀，加入一部分水搅拌成砂浆，然后加入石子及其余的水，在板上来往翻拌，铲切，直至均匀为止，若用搅拌机拌合，应先将搅拌机筒内壁用水湿润后，倒入石子、砂、水泥干拌 1min，再徐徐加水拌 2min左右。
4.将水泥放在坍落度筒上，用双脚踏住往筒下的踏板，将混凝土用小铲分三层，均匀地装入筒内，
捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣 25次，插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣在截面上均匀分布，插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜，插捣地层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第而层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。
浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在 5~10s
内完成。
从开始装料到 坍落度筒的整个过才应不间断进行，
并应在 150s内完成。
（四）实验结果
1.提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差。即为该混凝土拌合物的坍落度值（以 MM表示精确到
5MM）。下图为 坍落度试验示例图 。
坍落度筒提器后，如混凝土发生 崩塌或一边破坏,则应该重新取样另行册帝国内，
如第二次仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不好，应予以记录备查。
2.观察坍落后的混凝土试样的粘聚性及保水性。
粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打。此时，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。
保水性以混凝土拌合物中稀浆析出程度来评定。
坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，，
锥体部分的混凝土也因此失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物保水性良好。
3.如坍落度不满足要求，或粘聚性及保水性不良，
应保证水灰比不变的条件下，适当调整水及水泥用量及品种或砂率，直至和易性符合要求为止。
二、混凝土抗压强度要求
（一）试验目的
测定混凝土的立方体强度，作为检查混凝土质量及确定等级提供主要数据。
（二）主要仪器设备
1.压力实验机
2.试模
3.标准振动台
4.抹刀，捣棒。
（三）试验步骤
试验前，应选好试模尺寸，混凝土强度试验所用试模尺寸与骨料最大粒径的关系 见表试 3-1
1.将试模檫干净并在其内涂一薄层机油。
2.将混凝土拌合物均匀搅拌，一次装满试模。
装料时，应用抹刀沿 试模内壁略加插捣，
并应使混凝土拌合物稍有富裕。放于振动台上振至混凝土拌合物表面开始泛镜为止，
最后用抹刀刮平，混凝土抗压强度应以三个试件为一组。
3.试模移入养护室内静置一昼夜，然后按编号拆模，拆模后的试件应放在 17~23度、相对湿度 90%
以上的标准条件下养护。试件应放在架上，彼此间隔 1~2cm，养护直至试压龄期为止。
4.试块从养护地点取出后应及时进行试验，将试件檫干，量出所需尺寸，并检查其外观，试件尺寸测量应精确到 1mm，并据此计算试件的承压面积。
5.将试件安放在试验机下压板中心,试件的承压面与成型时的顶面垂直，开动试验机，当上压板与试件接近时调整球形座，使接触均衡。
6.混凝土的试压应连续而均匀地加荷，当接近与破坏时，停止调节试验油门，直至试件破坏为止。
（四）实验结果
混凝土试件的抗压强度按下式计算：
f=F/A
其中,f—— 混凝土立方体试件抗压强度，
MPA
F—— 破坏荷栽；
A—— 承压面积
混凝土立方体试件抗压强度计算应精确到
0.1MPA
以三个试件测量值的算术平均值为该组试件的抗压强度值。三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的 15%时，则把最大及最小一并舍除，取中间值为该组的抗压强度值，如有两个测值与中间值的差均超过中间值
15%，则该组的试验结果无效。
取 150x150x150mm试件的抗压强度为标准值，用其他尺寸测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，
其值为：
200x200x200 试件为 1.05 ； 100x100x100 试件为
0.95
返回键返回键试件尺寸 骨料允许最大粒 径
mm
成型时每层插捣次数次抗压强度的尺寸换算系数
200x200x200 60 50 1.05
150x150x150 40 25 1
100x100x100 30 12 0.95
实验四 砂浆实验
一 砂浆的拌合
1、按照以算得的配合比和所需砂浆的体积，称量水泥、
砂及白灰膏（或粘土膏）。
2、将称好的砂子放在铁板上，加水泥，用铁铲拌合至拌合物颜色均匀为止。
3、在拌匀的拌合物中间作一凹坑，将称好的白灰膏（或粘土膏）倒入凹坑中（或为水泥砂浆，即将称好的水的一半倒入坑内），再倒入适量的水将白灰膏（或粘土膏）调稀，然后与水泥、砂共同拌和，逐次加水，仔细拌和均匀。
每翻拌一次，需要用铁铲将全部砂浆压切一次。
4、拌和时间（从加水完毕时算起）需 3-5分，拌好以后，
由剩余水量即可计算加入的水量。拌好以后立即进行稠度测定。
二 砂浆稠度测定
（一） 试验目的 通过测定砂浆的稠度，求得达到规定稠度所需的用水量。
（主要设备）
1、砂浆稠度仪 由试锥，容器和支座三部分组成
（见图 4-1）。试锥由钢材或钢材制成，试锥高度为 145mm，锥底直径为 75mm，试锥连同滑杆的质量为 300g；盛砂浆容器由钢板制成，筒高为
180mm，锥底直径为 150mm；支座分底座、支架及稠度显示三部分由铸铁、钢及其他金属制品 砂浆稠度测定仪及工作过程（表 4-1） ；
2、钢制捣棒 直径为 10mm，长为 350mm，端部磨圆；
3、秒表等。
（三）试验步骤
1、盛浆容器和试锥表面用湿布擦干净，并用少量的润滑油轻擦滑杆，再将滑杆上多余的油用吸油纸擦净，使滑杆能自由滑动。
2、将砂浆拌和物一次装入容器，使砂浆表面低于容器口约 10mm左右，用捣棒自容器的中心向边缘插捣 25次，然后轻轻的将容器摇动或敲击 5-6下，使砂浆表面平整，随后将容器置于稠度测定仪的底座上。
3、拧开试锥滑杆的制动螺栓，向下移动滑杆，当试锥尖端与砂浆表面刚接触时，拧紧制动螺钉，使齿条侧杆下端刚刚接触到滑杆上端，并将指针对准零点上。
4、拧开制动螺钉，同时记时间，待 10s立即固定螺钉，将齿条测杆下端基础滑杆上端，
从刻度盘上读出下沉深度（精确到 mm），
即为砂浆的稠度值。
5、圆锥形容器内的砂浆，只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新取样测定。
（四）试验结果
1、取两次试验结果的算术平均值，计算值精确到 mm 。
2、两次试验值之差如大于 20mm，则应另取砂浆搅拌后重新测定。
三 砂浆的分层度测定
（一） 实验目的 测定砂浆拌和物在运输及停放时的内部组分的稳定性。
（二） 主要实验设备
1、砂浆分层度筒（见图 4-2） 内径为
150mm，上节高 200mm，下节带底净高为
100mm，用金属板制成，上、下层连接处需要加宽 3-5mm,并设有橡胶垫圈 砂浆分层筒 。 2、水泥胶砂震动台 振幅 0.8-0.9mm，
频率 47-53HZ。
3、稠度仪 木锤等。
（三）试验步骤
1、按稠度方法测定砂浆拌和物稠度。
2、将分层筒预先规定在振动台上，砂浆一次装入分层筒内，振动 20s。
3、去掉上节 200mm的砂浆，剩余 100mm的砂浆倒出拌合锅里内拌 2min，再按稠度试验方法测其稠度，前后测得的稠度之差，
即为该砂浆的分层度值。
（四）试验结果
1、取两次试验结果的算术平均值作为该砂浆的分层度值。
2、两次分层度试验值之差如大于 20mm，
应重新试验。
四 砂浆抗压强度测定
（一）试验目的 检验砂浆的实际强度，确定砂浆是否达到设计要求的强度。
（二）主要仪器
1、试模 为 70.7*70.7*70.7mm的立方体，由铸铁或钢制成，有足够的强度，拆装方便（见图 4-3） 无底砂浆试模 。
2、捣棒 直径 10mm,长 350mm的钢棒、端部应磨圆。
3、压力试验机 其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的 20%，不大于全量程的 80%。
4、垫板 试验机上、下压板可垫钢垫板。
（三） 试验步骤
1、试件制作及养护
（ 1）将无底试模放在预先铺有吸水性较好的纸的普通粘土砖上，试摸内壁涂刷薄层机油或脱模剂。
（ 2）向试模内一次注入砂浆，用捣棒均匀由外向里按螺旋方向插捣 25次，为防止插捣后可能留有孔洞，允许用油灰刀沿模壁插树次，使砂浆高出试模顶面 6-8mm。
（ 3）当砂浆表面出现麻斑状态时，将高出部分的砂浆沿试模顶面削去模平。
（ 4）试件制作后应在 15-25度的温度环境中停置一昼夜，气温低是，可适当延长时间，但不应超过两昼夜，然后对试件进行编号并拆模。然后在标准条件下养护 28天，然后进行试压。
（ 5）标准养护条件,水泥混合砂浆的温度应在
17-23度，相对湿度在 60-80%；水泥砂浆和微沫砂浆的温度应为 17-23度，相对湿度应在 90%以上；
养护期间，试模彼此间隔不少于 10mm。
（ 6）自然养护的条件,水泥混合砂浆应在正温环境，相对湿度 60-805的条件下养护；水泥砂浆和微沫砂浆应在正温环境并保持试块的表面湿润状态下养护；养护期间必须做好温度记录。在有争议时，以标准养护条件为准。
2、抗压强度测定
（ 1）试件取出后应尽快试验，以免内部的温度、
湿度发生显著变化。试验前先将试件擦拭干净，
测量尺寸、并检查其外观。试件尺寸测量精确到
1mm，并据此计算试件的承压面积。
（ 2）将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型的顶面垂直，试件中心应在与试验机下压板接近时调整球座，使接触面均匀受压。
承压试验应连续并均匀的加荷，加荷速度应为每秒 0.5-1.5KN，当试件接近破坏而开始迅速变形时，
停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。
（四）试验结果 砂浆立方体抗压强度按下式计算：
fmcu=F/A
式中：
fmcu—— 砂浆立方体抗压强度,MPa；
F—— 立方体破坏压力,N；
A—— 试件承压面积,mm^2。
砂浆立方体抗压强度计算应精确到 0.1MPa。以六个试件测量的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，平均值计算精确到 0.1MPa。当六个试件的最大值或最小值与平均值的差值超过 20%时，以中间四个试件的平均值为 该组的抗压强度值。
返回键实验五 烧结普通砖试验
一 抗压强度测定
（一）试验目的 测定烧结普通砖的抗压强度，作为评定砖强度级别的依据。
（二）主要仪器设备
1、压力机（ 300-500KN）
2、剧砖机或切砖器
（三）试验步骤
1、将一组（ 5块）砖样切断或锯成两个半截砖，断开的半截砖边长不得小于 10cm，将以断的半截砖放入室温的净水中浸 10-30分后取出，并以断口相反方向叠放，两者中间抹以厚度不超过 5mm用 325-425号水泥调成稠度适宜的水泥净浆粘结，上下两面用厚度不超过 3mm的同种水泥浆抹平。制成的试件上下两个面需互相平行，并垂直于侧面 普通砖试样的制作（见图 5-1）。
2、制成的试件应置于不低于 10度的不通风室内养护三天，
再进行试验。
3、试压前测量每个试样连续面的长宽尺寸个两个，精确至 mm，取其平均值，受压面积以 mm^2计算。
4、将试件放在压力机加速板中央，加荷方向垂直于受压面。加荷时应均匀平稳，不能发生冲击或振动，加荷速度以每秒 5Kg/cm^2为宜，直至试件破化为止。记录破坏荷载。
（四）试验结果 抗压强度 f可按下式计算
（精确至 0.1MPa）：
f=F/A
式中：
F—— 最大破坏荷载,N；
A—— 试件受压面积,mm^2。
以 5块试件试验结果的算术平均值作为该砖的抗压强度，并需附有单块试件的最小强度值。
二 抗折强度测定
（一）试验目的 测定烧结普通砖的抗折强度，作为评定砖强度等级的依据。
（二）主要仪器设备 100KN万能材料试验机
（三）试验方法
1、取一组外形完整的砖样，测量每个试件中间宽度 b与厚度 h各两个、精确至 mm，取其平均值。
2、调整好材料试验机和抗折活动支架的支座跨距
L,L为试件总长减去 40mm，即两端支座中心离砖边缘各为 20mm普通砖抗折强度试验 (见图 5-2）。
3、将试件大平面平放在抗折活动支架上，加压点应放在 1/2L处，试件有裂缝或凹陷时，应将裂缝或凹陷部分置于受拉面。
4、均匀加荷 加荷速度以每秒 0.5MOa为宜，直至试件折断为止。记录破坏荷载。
（四）试验结果 抗折强度 f按下式计算：
f=3FL/2bh^2
式中：
F—— 最大破坏荷载,N；
L—— 跨距，即支点间距离,mm；
b—— 试件宽度,mm；
h—— 试件厚度,mm；
以五块试件试验结果的算术平均值作为该砖的抗折强度，并需附有单块试件的最小强度值。 返回键实验六 钢筋性能试验
一 取样方法和结果评定
钢筋进场时应分批验收，每批质量不大于 60t。自每批钢筋中任选两根，在每根端部 50cm处各取一套试样（两根试件）。每套试样中取一个试件的屈服点，另一根做冷弯试验。。在拉力试验的两根试件中，如其中的一根试件的屈服点，抗拉强度和伸长率三个指标有一个指标达不到钢筋标准中规定的要求，应再抽取双倍（ 4根钢筋），取双倍试件重新作试验，如仍有一根试件的指标达不到标准要求，则不论这个指标在第一次试件中是否达到标准要求，拉力试验项目也不合格。冷弯项目和拉力项目测试及评定方法一致。
二 拉伸试验
（一）试验目的 测出钢筋的 屈服强度、抗拉强度、
身长率，作为评定钢材质量是否合格的指标。
（二）主要仪器设备,1、万能材料试验机,2、
游标卡尺，精确度为 0.1mm：
（三）试件制备
1、试件长度,5d+200mm(或 10d+200mm）；也可以根据试验机上、下夹头间最小距离和夹头的长度按图 6-1和图 6-2确定（ d为钢筋直径） 车削及未经车削的试件 。
2,8-40mm的钢筋试件一般不经车削加工。如受试验机吨位限制，直径为 22-40mm的钢筋可进行车削加工。制成直径为 20mm的标准试件。
3、在试件表面用铅笔划出平行其轴线的直线，在直线上用浅冲眼冲出标距端点，并沿标距长度用油漆划出 10等分点，以便计算试件的伸长率。长试件的标距为 10d，短试件为 5d。
4、未经切削的试件，要按重量法求出横截面积 A：
A=Q/7.85L
式中：
A—— 试件的横截面积,cm^2； Q—— 试件的重量,g；
L—— 试件的长度,cm。对于经车削的加工标准试件，应用游标卡尺沿标距长度在中部及两端测量钢筋的直径（ d)。
对每个试件测量不应少于 3处，每处应在两个互相垂直的方向各测一次，测量的精确度为 0.01mm。用所得的六个数值中的最小值作为试件的直径，计算横截面积。
（四）试验方法
1、调整试验机的测力度盘的指针，使主动与被动针重合并对准零点。
2、将试件固定在试验机夹头内。开动试验机进行拉伸，拉伸速度为：屈服前，应力增加速度为 10MPa/s；屈服后，试验机活动夹头在荷载作用下的移动速度应不大于
0.5l/min（注,l对于不经车削试件
l=L0+2h1)。
3、拉伸中，测力度盘的指针停止转动时的恒定荷载或第一次回转时的最小荷载，既为所求的屈服点荷载 F（ N）。按下式计算试件的屈服点：
f=F/N
式中：
f—— 屈服点,MPa；
F—— 屈服点荷载,N；
A—— 试件的远截面面积,mm^2。
f应计算至 10MPa，小数后数字按四舍六入五单双法处理。
4、向试件连续施加荷载直至拉断，由测力度盘读出最大荷载 Fb（ N），按下式计算试件的抗拉强度：
fb=Fb/A
式中
fb—— 抗拉强度,MPa；
Fb—— 最大荷载,N；
A—— 试件的原截面面积,mm^2。 计算精度同 f。
5、测定伸长率。
（ 1）将拉断试件的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使其轴线位于一条直线上。如拉断处由于各种原因形成缝隙，
则此缝隙应记入试件拉断后的标距部分长度内。
（ 2）如拉断处到临近标距端点的距离大于 1/3l0时，可直接测量两端点的距离。
（ 3）如拉断处到礼金标距的距离小于或等于 1/3l0时，可按下述移位法确定 l1；在长度上，从拉断处 o取基本等于短格格数，得 B点，接着取等于长度所余格数（偶数，图
6-3a)之半，得 C点；或者取所余格数（奇数、图 6-3b)减 1
与加 1之半，得 C与 C1点，移位后的 l1分别为 AO+OB+2BC
或者 AO+OB+BC+BC1用移位法计算标距 。
如果用直接量测法求得的伸长率能达到技术条件的规定值，
可不采用移位法。
（ 4）伸长率按下式计算（精确到 1%）：
δ10（或 δ5） =(l1-l0)/l0*100%
式中：
δ10,δ5—— 分别表示 l0=10d和 l0=5d试件的伸长率；
l0—— 原标距长度 10d（或 5d),mm；
l1—— 式件拉断后直接量出或移位法确定的标距部分长度,mm（精确到 0.1mm）。
（ 5）如试件在标距端点上或标距外断裂，则试验结果无效，应重作试验。 拉伸过程演示 （图 6-4）。
三、冷弯试验
（一）试验目的 检验钢筋在承受规定弯曲程度时的弯曲变形性能，并显示出其缺陷。
（二）主要仪器设备 万能材料试验机。
（三）试验方法和结果评定
1、试件不经车削，长度 L=5d+150mm,d为试件的计算直径（ mm),
2、选择弯心直径,Ⅰ 级钢筋的 D=d或 D=2d（当 d
在 28-50mm时）,Ⅱ 级钢筋 20MnSi时
D=3d,20MnNbb时,D=4d,Ⅲ 级钢筋 D=3d,Ⅳ 级钢筋 40Si2MnV及 45SiMnV的 D=5d,45Si2MnTi的
D=6d.
3、调整两支试辊间的距离，使其等于 D+2.1d.
4、将试件装置好后，平稳的施加压力，直至弯成所需角度为止。
5、试件弯曲后，检查弯曲处的外面和侧面，如无裂缝、裂断或起层，即认为冷弯试验合格。
返回键试验七 石油沥青试验
石油沥青试验的取样方法；同批出厂的同一类别牌号的沥青以 20t为一个取样单位，
不足 20t亦按一个取样单位处理。从每个取样单位的五个不同部分，各取一份大致相同的洁净沥青（共约 1Kg)作为该批沥青的平均试样。
一 石油沥青针入度测定
（一）试验目的 针入度是反映沥青粘滞性的指标，测定沥青针入度作为划分沥青牌号的依据。
（二）主要仪器设备
1、针入度仪（图 7-1） 针入度仪 。 2、标准针、盛样皿、温度计（ 0-50度、分度 0.5
度）。 3、恒温水浴、平底保温皿、砂浴、
秒表、金属皿。 针入度示意图
三）试验步骤
1、将预先除去水分的沥青试样防入金属皿，在砂浴上加热熔化，加热温度不得比试样估计的软化点高 100度。充分搅拌后，用筛过滤并搅拌至空气泡完全消除为止。
2、将试样注入盛样皿内，其深度不小于 300mm。
放置于 15-30度的空气中冷却 1小时，冷却时须注意防止灰尘落入。然后将盛样皿浸入水温为 25度左右的水槽中（恒温 1小时）槽中水位应高于试样表面 25mm以上。
3、调整针入度仪使之水平。将盛样皿取出，置于水温为 25度的平底保温皿中，试样表面水层高度不小于 10mm。
4、调节标准针，使指针正好与试样表面接触。拉下活动杆，使其下端与连杆顶端相接触，且将刻度盘的指针调零。
5、压下按钮（同时开动秒表）,5秒后放松按钮。拉下活动杆与连杆顶端相接触，
记录刻度盘的读数，即为刻度盘上的读数，
即为该试样的针入度。
6、每一次试样不得重复测试三次。测定前将指针用布（浸有煤油或汽油）擦过，然后用干布擦干。
（四）
1、以每一试样的三次测定值的算术值为该试样的针入度值取整数，作为试验结果。
2、三次最大和最小值之差不得超过表 7-1规定。
针入度值（度） 允许差数 针入度值（度） 允许差数
<25
25-75
2
3
76-150
151-200
5
10
二 石油沥青的延度测定
（一）试验目的 延度是反映沥青塑性的指标，测定延度为确定沥青牌号提供依据。
（二）主要仪器设备
1、延度测定仪 如图 2,,8”字型试模 3、熔沥青用的小铁锅、水槽（把试件放在水槽内恒温）、温度计、隔离剂（甘油 2份、滑石粉 1份，以上质量比）。
（三）试验步骤
1、试模准备 将隔离剂拌和均匀，涂于金属板上及试模侧棱内侧面，然后将,8”字型试模放在金属板上。
2、试件制备。将加热熔化脱水的沥青过滤，
注入试模内，并略高于试模表面，在 15-30
度的环境中冷却 30分，然后用热刀刮平。
3、将试件放在水温为 25度的水槽中恒温 1
小时后将试模取出，将试模两端的孔分别套在滑板及槽端部的金属柱上，拆除试件侧模。水面距试件表面不小于 25mm。
4、开动电动机，试件以每分钟 5cm的速度拉伸，直至拉断，指针在标尺上所示读数，
即为沥青试样的延伸度。
（四）试验结果
取三个试样平行试验结果的算术平均值作为试验结果，三个试样的试验结果与其算术平均值之差数，不得大于其算术平均值的上下 10%。
三 石油沥青的软化点测定
（一）试验目的 软化点是表示沥青温度稳定性的指标，通过软化点测定，了解沥青的粘性和塑性随温度升高而改变的程度，
也是为评定石油沥青牌号提供依据。
（二）主要仪器设备
1、沥青软化点测定仪（包括烧杯、铜环、
支架、球、套环、温度计）见图 7-5软化点测定仪 。
2、电炉、石棉网、软化沥青用的小铁锅、
刮刀、隔离剂。
三）试验步骤
1、试模准备。将两个铜环放在用隔离剂涂擦的金属上。
2、试样制备。沥青融化并脱水并趁热注入铜环内，略高于环的上表面，将试件放入
15-30度的环境中冷却 30分钟后，用热刀将环表面刮平。
3、将铜环水平的置于测定架的孔上，在架中间的孔上插入温度计，然后把测定架放入烧杯中。
4、烧杯中装入水或甘油，（当预定沥青软化点高于 80度时，烧杯中装入 31-33度的甘油 低于 80度时则装入 5度的水），高度应与测定架的标记相平，经 15分钟后，在铜环表面上放置钢球，并用套环固定钢球位置。
5、把烧杯放在有石棉网的电炉上加热。 3
分钟内控制好每分钟 5度的升温速度。当升温至沥青开始软化，钢球随之下坠，当沥青裹着钢球下坠至金属板上时，记录此温度，即为沥青的软化点。
（四） 试验结果 每个试样可同时做两个试样，取两个试件的算术平均值作为试验结果。但两试件间的差数不得大于如下规定：
软化点低于 80度时，允许差值为 0.5度；等于或高于 80度时，允许差值为 1度。
返回键今天土木工程材料这门课终于结束了，
但这并不代表我们对土木工程材料学习的结束。材料是二十一世纪的三大支柱产业，
而我们所学习的土木工程材料又是材料的重要组成部份。希望大家在以后的学习和工作中能不断运用和继续学习土木工程材料知识。
最后祝同学们期末考试取得好成绩！