工程审核第3章建筑材料2.doc

第三章 工程材料 建筑物和构筑物都是由各种材料所组成，建筑材料种类繁多，不同材料有不同的特性，被用于建筑的不同部位在建筑工程中，按照建筑物和构筑物对材料功能的要求及其使用时的环境条件，正确合理地选用材料、做到材尽其用和物尽其用对于节约材料、降低工程造价、提高工程建设的技术经济效益，具有重大意义第一节 建筑材料 一、建筑材料的分类建筑材料可以从成分、功能、用途等多个角度进行分类1、按照建筑材料的化学成分可以分为有机材料、无机材料和复合材料三大类 2、按照建筑材料在建筑物中的功能分类，可分为承重材料、自承重材料、保温隔热材料、吸声和隔声材料、防水材料、装饰材料等 二、建筑钢材建筑钢材是指用于土木建筑工程中钢结构的各种型材（包括圆钢、角铁、工字钢等）钢板、管材和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等一）钢材分类1、按照钢材的化学成分可以分为碳素钢和合金钢两类2、按照钢的用途划分可以分为结构钢、工具钢和特殊性能钢（如不锈钢、耐热钢、耐酸钢等）二）土木建筑常用钢材钢材具有良好的技术性质，因此在土木建筑工程中被广泛应用1、 碳素结构钢指一般的结构钢及工程用的热轧板、管、带、型、棒材。

土木建筑中常用的是Q235号钢，可轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋2、 低合金结构钢低合金结构钢具有强度较高、自重较轻、耐腐性好、耐低温性好、抗冲击性强、使用寿命长、易于加工和焊接等良好性能，因此在大跨度桥梁、大型柱网结构、电视塔、大型展厅中成为主体结构材料3、 型钢和钢板型钢一般以热轧方式生产，常用的有槽钢、I字钢、H型钢、T型钢、Z型钢等4、 钢筋钢筋是土木建筑中使用最大的钢材品种之一，其材质包括普通碳素钢和普通低合金钢两大类钢筋按照外形可以分为光面筋、螺纹钢、人字纹筋等钢筋按照其强度可以分为1、2、3、4四个等级三）钢材的优点材质均匀，性能可靠，强度高而结构自重轻；具有良好的塑性和韧性，能承受较大的弹塑性变形，加工性能好；能承受较大的冲击荷载和振动荷载；既可以焊接，又可以采用螺栓连接；便于装配，易于拆卸；适合于重型工业厂房、大跨度连接、可装配移动的结构以及高层建筑四）钢材的缺点及其对策1、易锈蚀，需要经常维护，维护费高钢材的锈蚀有危害，可降低钢材的性能，使钢材承载力降低，甚至导致钢结构突然破坏，造成严重后果防止钢材锈蚀的办法通常是表面刷防锈漆也可以在表面热浸镀锌或镀锌后加涂塑料涂层，这种方法防锈效果好，但是造价高。

2、耐火性差尽管钢材具有较强的机械性能，但是高温时，却会发生较大的变化裸露的、表面未做防火处理的钢结构，耐火极限仅有15分钟而已在温度达到500度时，钢材强度会迅速降低，甚至会迅速塌垮9·11事件中的世贸大厦正是在高温下导致钢材强度迅速降低，大楼迅速倒塌钢结构防火的主要方法就是在钢材表面涂敷防火材料三、木材（一） 木材的特性木材作为土木建筑中的工程材料占有重要而独特的地位在中国古代的建筑中，绝大部分为木结构承重的结构形式的房屋，而且木材广泛用于门窗及装饰，在现代建筑中，作为承重材料，早已被钢材、混凝土代替，但在门窗、地板、室内装饰方面，仍然大量使用木材木材具有以下优点：（1） 比强度大，具有轻质高强的特点；（2） 纹理美观自然、色调温和、风格典雅，极富装饰性；（3） 弹性韧性好，能承受冲击和振动作用；（4） 导热性低，具有较好的隔热、保温性能；（5） 在适当的保养条件下，有较好的耐久性；（6） 绝缘性好、无毒性；（7） 易于加工，可制成各种形状的产品；（8） 木材的弹性、绝热性和暖色调的结合，给人以温暖和亲切感由于木材的组成和构造是由树木的生长的需要决定的，因此人们在使用时必然会受到木材自然属性的限制，主要有以下几个方面：（1） 构造不均匀，呈各向异性；（2） 湿胀干缩大，处理不当易翘曲和开裂；（3） 天然缺陷多，降低了材质和利用率；（4） 耐火性差，易于燃烧；（5） 易于腐朽和虫蚀。

二） 木材的分类1、木材按照树种分类：分为两大类：针叶树和阔叶树针叶树有各种松木、杉木、柏木等，其纹理顺直，树干高大，木质软，宜作结构用材阔叶树，树干短，树质坚硬，纹理美观，多用于装饰工程树种有柞木、水曲柳、椴木、杨木等2、按照木材建筑型材可以分为原木、板材和枋材（方材）三种原木：伐倒后经过修枝并截成一定长度的木材板材：宽度为厚度的三倍或三倍以上的型材枋材：宽度不及厚度三倍的型材板材和枋材统称为锯材三） 木材的物理性质1、含水率含水率是影响其强度和干缩湿胀的临界值木材的含水率和木材的力学性能有密切关系2、湿胀干缩木材的湿胀干缩对其使用存在严重影响，干缩使木结构构件结合处产生缝隙而结合松弛，湿胀则造成凸起防止湿胀干缩的办法就是对木料先进行干燥，达到估计的平衡含水率时再加工使用四）木材的力学性质木材的组织结构决定了它的许多性质为各向异性，在力学上尤其突出以强度为例，木材不仅具有抗拉、抗压、抗剪和抗弯等四种强度，而且具有明显的方向性1、 抗拉强度：顺纹方向最大，横纹方向最小2、 抗压强度：顺纹抗压强度大，横纹抗压强度小3、 抗剪强度：顺纹方向最小，横纹方向抗剪切能力很强4、 抗弯强度：木材的抗弯强度很好。

五）木材的防护1、干燥木材在采伐后，使用前都要进行干燥处理木材干燥可以防止腐蚀、虫蚀、翘曲及开裂，保持尺寸及形状的稳定性，提高其强度和耐久性一般情况下，干燥的方法有自然干燥和人工干燥两种2、防腐木材是天然有机材料，易受真菌、昆虫侵害而腐朽变质木材防腐主要是破坏真菌生存的环境和条件常用的方法有：（1）干燥2）用药水浸泡或涂刷3、防火木材的易燃性是其主要缺点之一木材的防火处理主要是提高木材的耐火性，使之不易燃烧；或者木材着火后，火焰不致沿着表面很快蔓延；或者当火焰移开后，木材表面的火焰立即熄灭常用的防火处理方法是：在木材表面涂刷或覆盖难燃烧的材料和用防火剂浸泡木材六）木材在建筑中的用途1、在结构中使用主要用于屋架、梁柱、门窗及施工中的临时支护及模板2、在装饰装修中应用如木地板、木花格等都要用到高品质的木材天然美丽的木纹理及作为自然生态的产品，在一定程度上决定了木材在室内装饰与装修中的不可替代性四、水泥水泥呈粉末状，与水混合后，经过物理化学反应过程能够由塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶凝成为整体，经水化反应硬化后生成很高强度的人造石，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料就硬化条件而言，水泥不但能在空气中硬化，而且更好地在水中硬化，保持并继续增长其强度，故水泥属于水硬性胶凝材料。

水泥的品种很多，工程中常用的是硅酸盐系水泥，例如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥等硅酸盐水泥技术性质有以下几点：1、细度细度表示水泥颗粒的粗细程度水泥的细度直接影响水泥的活性和强度颗粒越细，水化速度越快，早期强度高，但硬化收缩大，且粉磨时能耗大，成本高颗粒太粗，不利于水泥活性的发挥，且强度低2、凝结时间凝结时间分为初凝时间和终凝时间初凝时间为水泥加水搅拌起，至水泥浆开始失去塑性所需要的时间终凝时间从水泥加水搅拌起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需要的时间水泥凝结时间在施工中具有重要的意义，为使混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，水泥初凝时间不能过短；当施工完毕后，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不能太长一般硅酸盐水泥初凝时间不能早于45分钟，终凝时间不能迟于6.5小时水泥初凝时间不合要求，该水泥报废；终凝时间不合要求，视为不合格3、体积安定性指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性能，简称安定性水泥安定性不良会导致构件产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故安定性不合格的水泥不可用于工程，应废弃4、强度是按照一定的要求，将水泥做成胶砂试件，在标准温度（20±1度）的水中养护，测试3天和28天的试件抗折和抗压强度的等级。

根据测试的结果，将水泥按照强度分为不同的等级，用不同的数字来表示，是水泥的代号例如，将硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R（R表示早强型，不带R为普通性）；32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R5、碱含量碱含量将影响水泥构件的质量或引起质量事故6、水化热水化热指水泥水化过程中放出的热量五、石灰石灰是建筑上使用较早的矿物胶凝材料之一其原料分布很广，生产工艺简单，成本低廉，性能良好，使用方便石灰是以石灰石为原料，经煅烧放出二氧化碳而生成的块状物，称为生石灰，其主要成分是氧化钙生石灰加水反应生成氢氧化钙，称为熟石灰反应的过程放出大量的热，这一过程称为石灰的熟化熟化时，石灰的体积膨胀为原来的3~3.5倍熟石灰在工程中使用后，和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，这一过程称为石灰的硬化因为石灰的硬化是在空气中进行的，故称其为气硬性材料由于空气中二氧化碳较少，故石灰的硬化过程比较缓慢石灰不宜在潮湿的环境中应用（因为在潮湿的环境中会熟化成粉末），也不宜单独用于建筑物的基础六、石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料它具有许多优良的品质，原料来源丰富，生产能耗低，因而在土木建筑工程得到广泛的应用。

一）石膏的技术性质1、色白质轻2、凝结硬化快建筑石膏的初凝和终凝时间都较短，为便于使用，可以加入缓凝剂3、微膨胀性不会产生裂纹，因此建筑石膏饰品形状饱满密实，表面光滑细腻4、多孔性硬度低，保温隔热性好，属于轻质保温材料5、防火性好受到高温时，石膏的结晶水开始脱出，吸收热量，在表面产生一层蒸汽，阻止火势蔓延，起到了防火的作用6、具有一定的调湿性石膏内部的大量毛细孔隙对空气中的水蒸汽具有较强的吸附能力，所以对室内空气湿度有一定的调节作用7、耐水性、抗冻性差吸水性大，抗渗性差，所以，抗冻性和耐水性差根据建筑石膏的以上特点，它在土木建筑中的主要用途有：制成各种建筑材料、各种墙体材料（如纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块等）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑作品等其中石膏板具有轻质、保温隔热、吸音、不易燃以及热容量大、吸湿性大、可调节室内温度和湿度，施工方便等性能，是一种有发展前途的新型板材七、砖砖是一种墙体材料，历史上，砖就在建筑中得到了广泛的应用，砖建筑在目前仍然保留很多，像长城、历史上城墙、砖塔等一）烧结砖1、 烧结普通砖（实心砖）包括粘土砖（普通粘土砖）页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖等多种它具有较高的强度，良好的绝缘性、耐久性、透气性和稳定性，且原料广泛，工艺简单，因而广泛用作墙体、基础、烟筒、窑炉等建筑或构件。

但是其自重较大，块状分散不利于机械化施工2、 烧结多孔砖3、 烧结空心砖这种砖具有自重较轻，强度不高，一般用于非承重墙如多层建筑内的隔墙或框架结构的填充墙等二）非烧结砖为了节省粘土，保护农田和耕地，减少环境污染，工业废渣制转的利用现在已经成为砖生产的重要途径之一这类砖不利用烧结，而利用化学反应生成具有胶凝能力和强度的硅酸盐，从而使这类砖具有强度和耐久性，因而称为非烧结砖非烧结砖主要包括蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等如蒸压灰砂砖是采用石灰和含硅原料加水拌和，经成型、蒸养（压）而制成八、建筑砌块。