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第三节 建筑砂浆 一、建筑砂浆种类 建筑砂浆是由无机胶凝材料、细骨料、掺合料 和水按照适当比例配制而成的建筑材料。 （1）按所用的胶凝材料划分：水泥砂浆、混合砂 浆、石灰砂浆等。 （2）按用途划分：砌筑沙浆、抹面沙浆、装饰砂 浆和特种功能砂浆（如保温砂浆、吸声砂浆、 防水砂浆等）。 1 1 二、建筑砂浆基本性质 1.新拌砂浆的和易性 砂浆的和易性是指砂浆是否容易在砖石等表面铺成均匀 ，连续的薄层，且与基层紧密黏结的性质。包括流动性 和保水性两方面含义。 （1）流动性。又称稠度，是指砂浆在重力和外力作用下 流动变形的能力。以沉入度表示，用砂浆稠度仪测定。 影响砂浆流动性的因素，主要有胶凝材料的种类和用量 ，用水量以及细骨料的种类、颗粒形状、粗细程度与级 配，除此之外，也与掺入的混合料及外加剂的品种、用 量有关。通常情况下，基底为多孔吸水性材料，或在干 热条件下施工时，应选择流动性大的砂浆。相反，基底 吸水少，或在湿冷条件下施工，应选择流动性小的砂浆 。 2 2 （2）保水性。是指砂浆能够保持水分的能力。用分层度 表示。分层度过大，表示砂浆易产生分层离析不利于施 工及水泥硬化。砌筑砂浆分层度不应大于 。分 层度过小，容易发生干缩裂缝，故通常砂浆分层度不宜 小于。 影响砂浆保水性的主要因素是胶凝材料的种类和用量， 砂的品种、细度和用水量。在砂浆中掺入石灰膏、粉煤 灰等粉状混合材料，可提高砂浆的保水性。 2.硬化砂浆的强度 砂浆以抗压强度作为其强度指标。标准试件尺寸为70.7 立方体试件一组 块，标养至 28，测定其抗压强 度平均值（MPa）。砌筑砂浆按抗压强度划分为 20、 15、7.5、5.0、2.5等六个强度等级。 3 3 一般情况下，多层建筑物墙体选用M1-M10的砌筑 砂浆；砖石基础、检查井、雨水井等砌体，通常 采用M5砂浆；工业厂房、变电所、地下室等砌 体选用M2.5-M10的砌筑砂浆；二层以下建筑常 用M2.5以下砂浆；简易平房、临时建筑可选用 石灰砂浆。 影响砂浆强度的因素有：当原材料的质量一定时， 砂浆的强度主要取决于水泥强度和水泥用量。此 外，砂浆强度还受砂、外加剂、掺入的混合材料 以及砌筑和养护条件有关。砂中泥及其他杂质含 量多时，砂浆强度也受影响。 4 4 第四节 建筑钢材 一、常用建筑钢材种类 钢是指将熔融的生铁进行氧化，使其中碳、硫、磷等杂 质含量降低到允许范围内，碳含量低于2%的铁碳合金 。建筑钢材则是指建筑工程中所用的各种钢材。 1.按化学成分分类 （）碳素钢。碳素钢的化学成分主要是铁，其次是 碳，故也称铁一碳合金。其含碳量为0.022.06 。此外尚含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素 。碳素钢按含碳量又可分为： 低碳钢（含碳量小于0.25）、 中碳钢（含碳量为0.250.60） 高碳钢（含碳量大于0.60） 5 5 （）合金钢。是指在炼钢过程中，有意识地加 入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得 的钢种。常用合金元素有：硅、锰、钛、钒、铌 、铬等。按合金元素总含量的不同，合金钢可分 为 低合金钢（合金元素总含量小于） 中合金钢（合金元素总含量为10） 高合金钢（合金元素总含量大于10）。 6 6 2. 按有害杂质含量分类 接钢中有害杂质磷（）和硫（S）含量 的多少，钢材可分为以下四类： （）普通钢。磷含量不大于0.045；硫含 量不大于0.050%。 （）优质钢。 磷含量不大于0.035%；硫含 量不大于0.035%。 （）高级优质钢。磷含量不大于0.025%； 硫含量不大于0.015%。 （）特级优质钢。磷含量不大于0.015%； 硫含量不大于0.015%。 7 7 3. 按冶炼时脱氧程度分类 （）沸腾钢。炼钢时仅加入锰铁进行脱氧 ，则脱氧不完全。这种钢水浇入锭模时，会 有大量的气体从钢水中外逸，引起钢水 呈沸腾状，故称沸腾钢，代号为“。沸 腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷 等杂质偏析较严重，故质量较差。但因其成 本低、产量高，故被广泛用于一般建筑工程 。 8 8 （）镇静钢。炼钢时采用锰铁、硅铁 和铝锭等作脱氧剂，脱氧完全，且同时 能起去硫作用。这种钢水铸锭时能平静 地充满锭模并冷却凝固，故称镇静钢， 代号为“”。镇静钢虽成本较高，但 其组织致密，成分均匀，性能稳定，故 质量好。适用于预应力混凝土等重要的 结构工程。 9 9 （）半镇静钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇 静钢之间，为质量较好的钢，其代号为“ ”。 （）特殊镇静钢。比镇静钢脱氧程度还要 充分彻底的钢，故其质量最好，适用于特别 重要的结构工程，代号为“TZ”。 1010 二、钢材的力学性能和应用 1.钢材的力学性能 （1） 抗拉性能 拉伸性能是建筑钢材最重要的技术性质。其 技术指标为由拉力试验测定的屈服点、抗拉 强度和伸长率。低碳钢（软钢）受拉的应力 一应变图能够较好地解释这些重要的技术指 标，见下图.低碳钢受拉时的应力一应变图 1111 1212 （）屈服点：当试件拉力在 范围 内时，如卸去拉力，试件能恢复原状， 应力与应变的比值为常数，因此，该阶 段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进 入塑性变形的屈服阶段时，称屈服 下限下所对应的应力为屈服强度或屈 服点，记做s。设计时一般以s作为 强度取值的依据。对屈服现象不明显的 钢材，规定以0.2残余变形时的应力 0.2作为屈服强度。 1313 （）抗拉强度：从图2中曲线逐步 上升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵 抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶 段。对应于最高点的应力称为抗拉强度， 用b表示。 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强 比sb有一定意义。屈强比愈小，反映钢 材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因 而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反 映钢材不能有效地被利用。 1414 二 . 塑性指标-伸长率 图8中当曲线到达点后，试件薄弱处急 剧缩小，塑性变形迅速增加，产生“颈缩现 象”而断裂。量出拉断后标距部分的长度Ll， 标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为伸长 率。即 1515 伸长率表征了钢材的塑性变形能力。由 于在塑性变形时颈缩处的伸长较大，故 当原始标距与试件的直径之比愈大，则 颈缩处伸长中的比重愈小，因而计算的 伸长率会小些。通常以5和10分别表 示L0=5d0和 L0=10d0（0为试件直径） 时的伸长率。对同一种钢材，5应大于 10。 1616 三 .冲击韧性 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的 能力。冲击韧性指标是通过标准试件的 弯曲冲击韧性试验确定的。以摆锤打击 试件，于刻槽处将其打断，试件单位截 面积上所消耗的功，即为钢材的冲击韧 性指标，用冲击韧性ak（/cm2）表示 。ak值愈大，冲击韧性愈好。 1717 钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷 及环境温度都会影响钢材的冲击韧性。 试验表明，冲击韧性随温度的降低而下 降，其规律是开始下降缓和，当达到一 定温度范围时，突然下降很多而呈脆性 ，这种脆性称为钢材的冷脆性。 1818 四 .冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯 曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能 。 冷弯性能指标是通过试件被弯曲的 角度（90、180）及弯心直径 对 试件厚度（或直径）a的比值（/a）区 分的，试件按规定的弯曲角和弯心直径 进行试验，试件弯曲处的外表面无裂断 、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。 见图8-2 1919 五. 硬度 钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物压 入产生塑性变形的能力。常用的测定硬度的方法有 布氏法和洛氏法。 布氏法的测定原理是利用直径为（）的 淬火钢球，以P（）的荷载将其压入试件表面，经 规定的持续时间后卸除荷载，即得到直径为（ ）的压痕，以压痕表面积（）除荷载， 所得的应力值即为试件的布氏硬度值，以数字 表示，不带单位。 洛氏法测定的原理与布氏法相似 ，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度值，洛 氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。 2020 六. 耐疲劳性 在反复荷载作用下的结构构件，钢材往往在应 力远小于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材 的疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表 示，它是指疲劳试验中，试件在交变应力作用下， 于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应 力。 一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的 ，因此，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般 抗拉强度高，其疲劳极限也较高。由于疲劳裂纹是 在应力集中处形成和发展的，故钢材的疲劳极限不 仅与其内部组织有关，也和表面质量有关。 2121 七. 焊接性能 钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性质与 母材性质的一致程度。影响钢材可焊性的主 要因素是化学成分及含量。如硫产生热脆性 ，使焊缝处产生硬脆及热裂纹。又如，含碳 量超过0.3，可焊性显著下降等。 2222 2.钢材的应用 （1）钢结构用钢的选用 1） .碳素结构钢 按国家标准GB700-88规定，我国碳素结构 钢分五个牌号，即195、Q215、Q235、 Q255和Q275。各牌号钢又按其硫、磷含量 由多至少分为、四个质量等 级。建筑中常用的是Q235。 2323 2） . 优质碳素结构钢 重点掌握牌号的表示方法 3） . 低合金高强度结构钢 重点掌握牌号的表示方法 4） .合金结构钢 重点掌握牌号的表示方法 以上几种对照教材讲解 2424 （2）钢筋混凝土结构用钢筋 1）热轧钢筋 根据表面特征不同，热轧钢筋分为光圆钢筋 和带肋钢筋。根据强度的高低，热轧钢筋又分为 不同的强度等级，我国热轧钢筋标准，按屈服强 度、抗拉强度等力学性能分为IIV级，四个强 度等级的钢筋中，除I级(HPB235)钢筋为低碳钢 外，其余三级热轧带肋钢筋均为低合金钢。其牌 号由HRB和规定屈服强度最小值构成。、 分别为热轧、肋、钢筋的英文名称的第一个字 母。 如HPB235（ 级）、 HRB335（级）、HRB400 （级）、HRB500（级） 2525 热轧钢筋(盘条) 2626 热轧带肋钢筋(月牙肋) 2727 2828 2）冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋是采用由普通低碳钢或低合金 钢热轧的圆盘条为母材，经冷轧减径后在其 表面冷轧成二面或三面有肋的钢筋。冷轧带 肋钢筋是热轧圆盘钢筋的深加工产品，是一 种新型高效建筑钢材。 冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为5级，其代号 为CRB550、CRB650 、CRB800 、 CRB970 、和CRB1170，（CRB为Cold rolling ribbed steel bar)，后面的数字表示 钢筋抗拉强度等级数值。 2929 3）预应力混凝土用钢丝及钢绞线 大型预应力混凝土构件，由于受力 很大，常采用高强度钢丝或钢绞线作为 主要受力钢筋。预应力高强度钢丝是用 优质碳素结构钢盘条，经酸洗、冷拉或 再经回火处理等工艺制成，钢铰线是由 根直径为2.55.0的高强度钢丝， 铰捻后经一定热处理清除内应力而制成 。铰捻方向一般为左捻。 3030 预应力混凝土用钢丝分