建筑材料知识点

总纲

材料的基本性质

密度 孔隙 对密度影响

材料耐水性 软化系数 吸水性 吸湿性 建筑钢材

钢材的技术性质 抗拉四个阶段 冷加工 时效 屈服强度 杂质元素作用 无机气硬性胶凝材料

气硬胶凝材料的性质 凝结硬化 通用硅酸盐水泥

水泥种类 熟料 特点 应用特点 体积安定性 不良原因 普通混凝土和砂浆

混凝土 组成材料 各种掺料的作用

凝结硬化 和易性 强度 外加剂 调节砂率 筛分析实验目的

沥青

计算题：配合比 强度 孔隙率

密度

密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量。绝对密实状态下的体积是指不包括材料内部孔隙的固体物质本身的体积。

表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。材料在自然状态下的体积包含材料内部孔隙的体积。

堆积密度是指散粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。堆积体积是在自然松散状态下按一定方法装入一定容积的容器，包括颗粒体积和颗粒之间空隙的体积。

孔隙率：孔隙率是指材料内部孔隙体积占其自然状态下总体积的百分率。密实度与孔隙率相对应。材料的孔隙特征主要是指孔隙的连通性，按此可讲孔隙分为开口孔隙和闭口孔隙。

材料的耐水性

材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性常以软化系数表示，KR?f饱f干，KR表示材料的软化系数，f饱和f干表示材料吸水饱和及干

燥状态下的抗压强度。

吸水性：材料在水中吸收水分的能力称为吸水性，并以吸水率表示。材料的吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法。

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性，并用含水率表示。

钢材的技术性能：建筑钢材作为主要的工程结构材料，不仅需要一定的力学性能，同时还要求具有容易加工的工艺性能。其主要的力学性能有抗拉性能、抗冲击韧性、耐疲劳性能及硬度，而冷弯性能和可焊性则是其重要的工艺性能。 抗拉四个阶段

弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，颈缩阶段。

与屈服下限点（此点较稳定，易测得）对应的应力称为屈服点（屈服强度）。

将建筑工程中常用的钢筋在常温下进行冷拉、冷拔、冷轧等，使之产生塑性变形，强度和硬度明显提高，塑性、韧性和弹性模量则有所降低，这个过程称为钢筋的冷加工。

钢材经过冷加工后，随着时间的延长，钢材的屈服强度和抗拉强度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的现象，称为应变时效，简称时效。

杂质影响

碳：碳存在于所有的钢材中，是影响钢材性能的主要元素之一，是最主要的硬化因素。当含碳量小于0.8%时，随着含碳量的增加，刚的强度、硬度增加，塑性和韧性降低。此外，刚的冷脆性和时效敏感性增大，耐腐蚀性和可焊性变差。

硅：硅是炼钢时为脱氧而加入的元素。刚中含硅量在1%以内时，它能增加刚得强度、疲劳极限、耐腐蚀性及抗氧化性，对塑性和韧性影响不大，但对可焊性和冷加工性能有不良影响。当钢中含硅量超过0.5%时，硅就成为合金元素，用以提高合金钢的强度。

锰：锰是炼钢时为脱氧除硫而加入的元素。它能提高钢的强度和硬度，还能减轻硫和氧所引起的热脆现象，使钢的热加工性能和可焊性得到改善。当含量超过1.0%时，锰就成为合金元素，用以提高合金钢的强度。

硫：硫是钢中极有害的元素，以FeS夹杂物的形式存在于钢中。由于FeS熔点低，使钢材在热加工时内部产生裂痕，引起断裂，形成“热脆”现象。硫的存在，还使钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性及耐腐蚀性降低，故硫的含量应严格控制。

磷：磷是钢中的有害元素，常温下能提高钢的强度和硬度，但塑性及韧性显著降低，低温下更甚，即一年期所谓的“冷脆性”。另外，磷是刚爱的课焊性显著降低。因此，对于承受冲击荷载的结构、焊接结构及低温下使用的结构，都必须严格限制磷的含量。

氧：氧是钢中的有害元素。含氧量增加，能使钢材的强度、塑性特别市韧性降低，促进时效作用，同时使钢的热脆性增加，焊接性能变差。

氮：氮是炼钢过程中由空气带入，也是一种有害元素。氮能使钢的强度提高，使塑性特别是韧性显著降低，还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性，是可焊性变差。

铝、钒、钛、铌：这些元素都是炼钢时的强脱氧剂，也是最常用的合金元素，将其适量加入刚内，能改善组织，细化晶粒，显著提高强度及改善韧性。

石灰的硬化包括干燥结晶和碳化两个同时进行的过程。

石灰的性质：可塑性好；硬化慢、强度低；耐水性差；体积收缩大；吸湿性强；碱性大。

建筑石膏与适量的水相拌合，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。这一过程就是建筑石膏的水化与凝结硬化。

建筑石膏的性质：质轻；凝结硬化快；尺寸稳定，装饰性好；孔隙率大；防火性好；耐水性和抗冻性差；施工性好。

水泥种类：按所掺混合材料的品种和掺量不同可分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

硅酸盐水泥熟料是由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉煅烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质，其中硅酸钙矿物不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0

硅酸盐水泥的特点：凝结硬化快、强度高、尤其早期强度高；抗冻性好；水化热大；耐腐蚀性差；耐高温性能差、

硅酸盐水泥的应用：硅酸盐水泥适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程、早期强度要求高的工程及冬季施工的工程，以及严寒地区、遭受安抚冻融的工程及干湿交替的部位。

通用硅酸盐水泥的应用：按环境条件、工程特点、混凝土所处部位选择水泥品种。

水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。

安定性不良的原因：游离CaO过多；游离MgO过多；磨细熟料时掺入的石膏过量。

普通混凝土的基本组成材料是水泥、水、砂和石子，有时还掺入适量的掺合料和外加剂，它们在混凝土中分别起着不同的作用。

砂、石子是混凝土的骨架，也称骨料，还可起到抵抗混凝土凝结硬化后的收缩作用。水泥浆在混凝土硬化前其润滑作用，赋予混凝土一定的流动性，便于施工；硬化后期胶结作用，把砂石骨料胶结成具有一定强度的人造石材。水泥和水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆。水泥砂浆又包裹石子并填充石子间空隙而形成混凝土。

外加剂：外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中掺入的，用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。外加剂按主要使用功能分为4类：改善混凝土拌合物流变性能；调节混凝土凝结时间、硬化性能；改善混凝土耐久性；改善混凝土其他性能。

目前在建筑工程中常用的外加剂主要有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、速凝剂和膨胀剂等。

和易性：和易性（或称工作性）是指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实），并能获得质量稳定、整体均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合性的技术指标，包括流动性、粘聚性、保水性等三方面性能。 影响和易性的主要因素：水泥浆的用量；水泥浆的稠度；砂率的影响；组成材料性质的影响；外加剂的影响；时间和温度的影响。

砂的质量占砂石总质量的百分率称为砂率。采用合理砂率能在用水量及水泥用量一定的情况下，使拌合物获得最大的流动性，并保持良好的粘聚性和保水性，或者，能是混凝土拌合物获得所需的流动性及良好的粘聚性与保水性，而水泥用量最少。由此可见，合理砂率的选取对改善混凝土拌合物的和易性以及节约水泥、降低成本有着重要的作用。

砂的筛分析实验：实验目的：测定砂的颗粒级配，计算砂的细度模数，评定砂的粗细程度。