2A建筑材料

常用建筑金属材料的品种、性能和应用

一、常用的建筑钢材

（一）钢结构用钢

钢结构用钢主要有型钢、钢板和钢索等，其中型钢是钢结构中采用的主要钢材。

钢板规格表示方法：宽度×厚度×长度（单位为mm）。

（二）钢筋混凝土结构用钢

钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一。

国家标准规定，有较高要求抗震钢筋应满足以下要求：

（1）钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；

（2）钢筋实测屈服强度与规定的屈服强度特征值之比不大于1.30；

（3）钢筋的最大力总伸长率不小于9%。

二、建筑钢材的力学性能

水泥的性能和应用

一、水泥

（一）常用水泥的技术要求

普通硅酸盐水泥代号：P·O，强度等级中，R表示早强型。

1.初凝时间不得短于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得长于6.5h，其他五类常用水泥的终凝时间不得长于10h。

2.体积安定性：在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即体积安定性不良，就会使混凝土构件产生膨胀性裂缝。

3.强度及强度等级：采用胶砂法来测定水泥3d和28d的抗压强度和抗折强度，根据测定结果来确定该水泥的强度等级。

（二）常用水泥的特性及应用

六大常用水泥的主要特性

混凝土（含外加剂）的技术性能和应用

一、混凝土的技术性能

（一）混凝土拌合物的和易性

和易性包括流动性、黏聚性和保水性等三方面的含义。流动性指标，用坍落度试验来测定，坍落度或坍落扩展度愈大表示流动性愈大。混凝土拌合物的黏聚性和保水性主要通过目测结合经验进行评定。

影响混凝土拌合物和易性的主要因素包括单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、时间和温度等。单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度，它是影响混凝土和易性的最主要因素。砂率是指混凝土中砂的质量占骨料（砂、石）总质量的百分率。

（二）混凝土的强度

1.混凝土立方体抗压强度

混凝土立方体抗压强度标准试件：边长为mm的立方体试件，在标准条件（温度20±2℃，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值，以cu表示，单位为N/mm2或MPa。

2.混凝土立方体抗压标准强度与强度等级

普通混凝土划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80共14个等级。

3.影响混凝土强度的因素

1）原材料方面的因素：水泥强度与水灰比；骨料的种类、质量和数量；外加剂和掺合料。

2）生产工艺方面的因素：搅拌与振捣，养护的温度和湿度，龄期。

（三）混凝土的耐久性

混凝土的耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好使用性能和外观完整性的能力。

1.抗渗性。混凝土的抗渗性直接影响到混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。混凝土的抗渗性用抗渗等级表示，分P4、P6、P8、P10、P12、＞P12共六个等级。

2.抗冻性。分F50、F、F、F、F、F、F、F、＞F共九个等级。抗冻等级F50以上的混凝土简称抗冻混凝土。

3.抗侵蚀性。

4.混凝土的碳化（中性化）。环境中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，碳化可削弱混凝土对钢筋的保护，导致钢筋锈蚀，碳化显著增加混凝土收缩，使混凝土抗压强度增加，抗拉、抗折强度降低。

5.碱骨料反应。水泥中碱性氧化物含量较高时，与骨料中二氧化硅发生化学反应，导致混凝土胀裂。

二、混凝土外加剂的种类与应用

（一）外加剂的分类

混凝土外加剂种类繁多，功能多样，可按其主要使用功能分为以下四类：

（1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。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。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。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。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。

砂浆、砌块的技术性能和应用

影响砂浆稠度的因素有：所用胶凝材料种类及数量；用水量；掺合料的种类与数量；砂的形状、粗细与级配；外加剂的种类与掺量；搅拌时间。

抗压强度值。砌筑砂浆的强度等级可分为M30、M25、M20、M15、M10、M7.5、M5七个等级。

立方体试件3个一组，以3个试件测值的算术平均值作为砂浆立方体试件抗压强度平均值。

当三个测值的最大值或最小值中如有一个与中值的差值超过中间值的15%时，则把最大值及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如有两个测值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件的试验结果无效。

饰面石材、陶瓷的特性和应用

一、饰面石材

（一）天然花岗石

花岗石构造致密、强度高、密度大、吸水率极低、质地坚硬、耐磨，为酸性石材。花岗石板材主要应用于大型公共建筑或装饰等级要求较高的室内外装饰工程。特别适宜做大型公共建筑大厅的地面。

（二）天然大理石

大理石质地较密实、抗压强度较高、吸水率低、质地较软，属中硬石材。适宜室内墙面、台面、电梯门口，人流较少的室内地面。

二、建筑卫生陶瓷

（一）陶瓷砖

陶瓷砖按成型方法分类，可分为挤压砖（称为A类砖）、干压砖（称为B类砖）。按吸水率（E）分类，可分为低吸水率砖（Ⅰ类）（E≤3%）、中吸水率砖（Ⅱ类）（3%＜E≤10%）和高吸水率砖（Ⅲ类）（E＞10%）。其中低吸水率砖（Ⅰ类）包括：瓷质砖（吸水率E≤0.5%）和炻瓷砖（吸水率0.5%＜E≤3%）；中吸水率砖（Ⅱ类）包括：细炻砖（吸水率3%＜E≤6%）和炻质砖（吸水率6%＜E≤10%）；高吸水率砖（Ⅲ类）为陶质砖（吸水率E＞10%）。按表面施釉与否分类，可分为有釉（GL）砖和无釉（UCL）砖两种。

（二）卫生陶瓷

分为瓷质卫生陶瓷（吸水率E≤0.5%）和炻陶质卫生陶瓷（吸水率0.5%＜E≤15.0%）。

便器的名义用水量限定了各种产品的用水上限，其中坐便器的普通型和节水型分别为不大于6.4L和5.0L；蹲便器的普通型分别不大于8.0L（单冲式）和6.4L（双冲式）、节水型不大于6.0L；小便器节水型和普通型分别不大于3.0L和4.0L。

木材、木制品的特性和应用

一、木材的含水率与湿胀干缩变形

1.影响木材物理力学性质和应用的最主要的含水率是纤维饱和点（树种）和平衡含水率（地域）。

2.木材变形：顺纹方向最小，径向较大，弦向最大。

二、木制品的特性与应用

（一）实木地板

根据产品的外观质量、物理力学性能，实木地板分为优等品、一等品及合格品。

（二）人造木地板

浸渍纸层压木质地板（强化木地板）：强化地板适用于会议室、办公室、高清洁度实验室等，也可用于中、高档宾馆，饭店及民用住宅的地面装修等。强化地板虽然有防潮层，但不宜用于浴室、卫生间等潮湿的场所。

软木地板：第一类软木地板适用于家庭居室，第二、三类软木地板适用于商店、走廊、图书馆等人流大的地面铺设。

（三）人造木板

室内用胶合板甲醛释放限量为0.mg/m，限量标识为E1。

建筑玻璃的特性及应用

钢化玻璃机械强度高，抗冲击性也很高，弹性比普通玻璃大得多，热稳定性好，在受急冷急热作用时，不易发生炸裂，碎后不易伤人。

防火玻璃按耐火性能指标分为隔热型防火玻璃（A类）和非隔热型防火玻璃（C类）两类。A类防火玻璃要同时满足耐火完整性、耐火隔热性的要求；C类防火玻璃仅满足耐火完整性的要求。

夹层玻璃透明度好，抗冲击性能高，玻璃破碎不会散落伤人。不能切割，需要定制。

防水材料的特性和应用

保温与防火材料的特性和应用

一、建筑保温材料

保温材料的保温功能性指标的好坏是由材料导热系数的大小决定的，导热系数越小，保温性能越好。用于建筑物保温的材料一般要求密度小、导热系数小、吸水率低、尺寸稳定性好、保温性能可靠、施工方便、环境友好、造价合理。

（一）保温材料分类

（二）影响保温材料导热系数的因素

（1）材料的性质。导热系数以金属最大，非金属次之，液体较小，气体更小。

（2）表观密度与孔隙特征。表观密度小的材料，导热系数小。孔隙率相同时，孔隙尺寸越大，导热系数越大。

（3）湿度。材料吸湿受潮后，导热系数就会增大。

（4）温度。材料的导热系数随温度的升高而增大。

（5）热流方向。当热流平行于纤维方向时，保温性能减弱；而热流垂直纤维方向时，保温材料的阻热性能发挥最好。

（三）常用保温材料

1.聚氨酯泡沫塑料

聚氨酯泡沫塑料按所用材料的不同分为聚醚型和聚酯型两种，又有软质和硬质之分。

按照成型方法又分为喷涂型硬泡聚氨酯和硬泡聚氨酯板材。主要性能特点有：

（1）保温性能好。

（2）防水性能优异。

（3）防火阻燃性能好。

（4）使用温度范围广。

（5）耐化学腐蚀性好。

（6）使用方便。

2.改性酚醛泡沫塑料

用于生产酚醛泡沫的树脂有两种：热塑性树脂和热固性树脂，并大多采用热固性树脂。酚醛泡沫的特点有：

（1）绝热性。

（2）耐化学溶剂腐蚀性。

（3）吸声性能。

（4）吸湿性。

（5）抗老化性。

（6）阻燃性。

（7）抗火焰穿透性。

（四）聚苯乙烯泡沫塑料

按照生产工艺的不同，可以分为模塑聚苯乙烯泡沫塑料和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料。

模塑聚苯乙烯泡沫塑料分为普通型和阻燃型；按照密度范围又分为六类，分别是：Ⅰ类≥15＜20kg/m，Ⅱ类≥20＜30kg/m，Ⅲ类≥30＜40kg/m，Ⅳ类≥40＜50kg/m，Ⅴ类≥50＜60kg/m，Ⅵ类≥60kg/m。

挤塑聚苯乙烯泡沫塑料按制品压缩强度和表皮不同分为十类；按制品边缘结构不同又分为四种，分别为SS平头型、SL型（搭接）、TG型（榫槽）、RC型（雨槽）。

（五）岩棉、矿渣棉制品

岩棉、矿渣棉制品的性能特点有：优良的绝热性、使用温度高、防火不燃、较好的耐低温性、长期使用稳定性、吸声、隔声、对金属无腐蚀性等。

二、建筑防火材料

（一）阻燃剂

按使用方法分类，阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两类。添加型又可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂；反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应。

按所含元素分类，阻燃剂可分为磷系、卤素系（溴系、氯系）、氮系和无机系等几类。

（二）防火涂料

防火涂料主要由基料及防火助剂两部分组成。

1.按所用基料的性质分类

根据防火涂料所用基料的性质，可分为有机型防火涂料、无机型防火涂料和有机无机复合型三类。

2.按涂层的燃烧特性和受热后状态变化分类

按涂层受热后的燃烧特性和状态变化，可将防火涂料分为非膨胀型防火涂料和膨胀型两类。

3.按使用目标分类

按防火涂料的使用目标来分，可分为饰面性防火涂料、钢结构防火涂料、电缆防火涂料、预应力混凝土楼板防火涂料、隧道防火涂料、船用防火涂料等多种类型。其中，钢结构防火涂料根据其使用场合可分为室内用和室外用两类，根据其涂层厚度和耐火极限又可分为厚型、薄型和超薄型三类。

（三）防火堵料

根据防火封堵材料的组成、形状与性能特点可分为三类：以有机高分子材料为胶粘剂的有机防火堵料；以快干水泥为胶凝材料的无机防火堵料；将阻燃材料用织物包裹形成的防火包。

★历年真题

符号“”代表的牌号是（）。

A.HPBB.HRB

C.HRBD.HRB

C

见常用钢筋符号表。

下列强度等级的水泥品种中，属于早强型水泥的是（）。

A.P·O42.5B.P·O42.5R

C.P·I42.5D.P·Ⅱ42.5

B

R表示早强型。

下列建筑钢材的性能指标中，属于力学性能指标的有（）。

A.拉伸B.冲击

C.疲劳D.弯曲

E.焊接

ABC

钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能：其中力学性能是钢材最重要的使用性能，包括拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括弯曲性能和焊接性能等。

关于天然花岗石特性的说法，正确的有（）。

A.呈碱性B.高温耐火

C.密度大D.耐久性好

E.强度高

CDE

花岗石构造致密、强度高、密度大、吸水率极低、质地坚硬、耐磨，为酸性石材，因此其耐酸、抗风化、耐久性好，使用年限长。所含石英在高温下会发生晶变，体积膨胀而开裂、剥落，所以不耐火，但因此而适宜制作火烧板。

属于永久荷载的是（）。

A.固定设备B.活动隔墙

C.风荷载D.雪荷载

A

在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。永久荷载包括结构构件、围护构件、面层及装饰、固定设备、长期储物的自重，土压力、水压力，以及其他需要按永久荷载考虑的荷载，例如：固定隔墙的自重、水位不变的水压力、预应力、地基变形、混凝土收缩、钢材焊接变形、引起结构外加变形或约束变形的各种施工因素。

在工程应用中，通常用于表示钢材塑性指标的是（）。

A.伸长率B.抗拉强度

C.屈服强度D.疲劳性能

A

钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性。在工程应用中，钢材的塑性指标通常用伸长率表示。伸长率是钢材发生断裂时所能承受永久变形的能力。伸长率越大，说明钢材的塑性越大。

根据国家的有关规定，终凝时间不得长于6.5h的水泥是（）。

A.硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥

C.矿渣硅酸盐水泥D.火山硅酸盐水泥

A

国家标准规定，六大常用水泥的初凝时间均不得短于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得长于6.5h，其他五类常用水泥的终凝时间不得长于10h。

影响混凝土和易性的主要因素是（）。

A.石子B.砂子

C.水泥D.单位体积用水量

D

单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度，它是影响混凝土和易性的最主要因素。

木材在使用前进行烘干的主要目的是（）。

A.使其含水率与环境温度基本平衡B.减轻重量

C.防虫防蛀D.就弯取直

A

湿胀干缩变形会影响木材的使用特性。干缩会使木材翘曲、开裂，接榫松动，拼缝不严。湿胀可造成表面鼓凸，所以木材在加工或使用前应预先进行干燥，使其含水率达到或接近与环境湿度相适应的平衡含水率。

关于建筑花岗岩石特性的说法，正确的是（）。

A.强度低B.呈酸性

C.密度小D.硬度低

B

花岗石构造致密、强度高、密度大、吸水率极低、质地坚硬、耐磨，为酸性石材，因此其耐酸、抗风化、耐久性好，使用年限长。

下列不属于安全玻璃的是（）。

A.钢化玻璃B.防火玻璃

C.平板玻璃D.夹层玻璃

C

安全玻璃包括钢化玻璃、均质钢化玻璃、防火玻璃和夹层玻璃。

关于水泥基渗透结晶型防水涂料等特点的说法，正确的是（）。

A是一种柔性防水材料B.具有独特的保护钢筋能力

C.节省人工D.具有防腐特点

E.耐老性

BCDE

水泥基渗透结晶型防水涂料是一种刚性防水材料。具有独特的呼吸、防腐、耐老化、保护钢筋能力，环保、无毒、无公害，施工简单、节省人工等特点。

下列建筑钢材性能指标中，不属于拉伸性能的是（）。

A.屈服强度B.抗拉强度

C.疲劳强度D.伸长率

C

建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。

终凝时间不得长于6.5h的水泥品种是（）。

A.硅酸盐水泥B.普通水泥

C.粉煤灰水泥D.矿渣水泥

A

六大常用水泥的初凝时间均不得短于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得长于6.5h，其他五类水泥不得长于10h。

木材干缩导致的现象有（）。

A.表面鼓凸B.开裂

C.接榫不严D.翘曲

E.拼缝不严

BCDE

湿胀干缩变形会影响木材的使用特性，干缩会使木材翘曲、开裂，接榫松动，拼缝不严。湿胀可造成表面鼓凸，所以木材在加工或使用前应预先进行干燥，使其含水率达到或接近与环境湿度相适应的平衡含水率。

★典型例题

1.普通钢筋混凝土结构用钢的主要品种是（）。

A.热轧钢筋B.热处理钢筋

C.钢丝D.钢绞线

A

钢筋混凝土结构用钢主要品种有热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的配筋。

2.有抗震要求的带肋钢筋，其最大力下总伸长率不应小于（）%。

A.7B.8

C.9D.10

C

有抗震要求的带肋钢筋应满足：钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；钢筋实测屈服强度与屈服强度特征值之比不大于1.30；钢筋的最大力总伸长率不小于9%。

3.建筑钢材拉伸试验测得的各项指标中，不包括（）。

A.屈服强度B.疲劳强度

C.抗拉强度D.伸长率

B

钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。

4.钢筋的塑性指标通常用（）表示。

A.屈服强B.抗压强度

C.伸长率D.抗拉强

C

钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性。在工程应用中，钢材的塑性指标通常用伸长率表示。

5.普通砂浆的稠度越大，说明砂浆的（）。

A.保水性越好B.粘结力越强

C.强度越小D.流动性越大

D

砂浆的流动性指砂浆在自重或外力作用下流动的性能，用稠度表示。稠度是以砂浆稠度测定仪的圆锥体沉入砂浆内的深度（单位为mm）表示。圆锥沉入深度越大（稠度越大），砂浆的流动性越大。

6.关于混凝土外加剂的说法，错误的是（）。

A.掺入适当减水剂能改善混凝土的耐久性

B.高温季节大体积混凝土施工应掺速凝剂

C.掺入引气剂可提高混凝土的抗渗性和抗冻性

D.早强剂可加速混凝土早起强度增长

B

①减水剂混凝土中掺入减水剂，若不减少拌合用水量，能显著提高拌合物的流动性；当减水而不减少水泥时，可提高混凝土强度；若减水的同时适当减少水泥用量，可节约水泥。同时，混凝土的耐久性也能得到显著改善。②早强剂可加速混凝土硬化和早期强度发展，多用于冬期施工或紧急抢修工程。③缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品混凝土等。④引气剂可改善混凝土拌合物的和易性，减少泌水离析，并能提高混凝土的抗渗性和抗冻性。