建筑工程管理与实务 （2）

1,1A400000全国一级建造师执业资格考试,房屋建筑工程管理与实务建筑材料(1A412000),魏鸿汉 (教育部、建设部十五规划教材建筑材料建筑装饰材料主编),1A412000,掌握常用无机非金属材料的性质、技术要求及应用,1A412010石膏的品种、特性和应用,一、石膏的生产与品种1原料：天然二水石膏（CaSO42H2O）即生石膏2生产工序：低温煅烧，磨细CaSO42H2O                 CaSO4（1/2）H2O+3/2H2O                                 型半水石膏（建筑石膏）气硬性胶凝材料:只能在空气中凝结硬化、保持和发展强度，水硬性胶凝材料:不但能在空气中、更能在水中凝结硬化、保持和发展强               度。3石膏品种：（1）107170：建筑石膏（型半水石膏）（2）127KPa，124：高强石膏（型半水石膏）,107170,颗粒粗、拌和水量少、强度高,三、建筑石膏特性及应用（一）特性1质量轻：0=8001000kg/m3, =2.52.8g/cm32拌合用水量大：满足水化的用水量：18.6%  保持可施工性的用水量：6080%3凝结硬化快：国标要求：初凝不早于6分钟，终凝30分钟改善方法：（1）加适量硼砂               （2）掺0.10.2%的动物胶               （3）掺1%的亚硫酸酒精溶液4强度低（但高于于石灰），早期强度高：7天抗压强度10MPa，抗折强度低（可掺入纤维材料增强）,5硬化微膨胀：膨胀率约1良好的成模性，表面光滑，不干裂。6保温，隔音性能高7吸水性强、耐水性差、抗冻性差Kp=0.20.3，遇水二水石膏晶体溶解。8防火性好，耐火性差本身不燃遇火结晶水挥发表面温度下降防火，但过度过火结晶水完全挥发无水硫酸钙强度9有一定调温、调湿功能,5硬化微膨胀：膨胀率约1良好的成模性，表面光滑，不干裂。6保温，隔音性能高7吸水性强、耐水性差、抗冻性差Kp=0.20.3，遇水二水石膏晶体溶解。8防火性好，耐火性差本身不燃遇火结晶水挥发表面温度下降防火，但过度过火结晶水完全挥发无水硫酸钙强度9有一定调温、调湿功能,1A412012石灰的熟化与硬化、性质与应用,一、石灰的熟化与硬化（钙质石灰与镁质石灰）（一）熟化：生石灰与水反应生成熟石灰的过程                CaO+H2O        Ca(OH) 2+Q反应特点：1.剧烈放热：可鉴别石灰的优劣                   2.膨胀：质地优良  33.5倍                                 质地较差 1.52倍石灰的陈伏：为保证石灰的完全消解，在石膏熟化过 程中 陈伏的目的：防止过火石灰后期熟化引起的起鼓和开裂,>5%,二、石灰的硬化1硬化的两种作用（1）结晶硬化（2）碳化硬化Ca(OH)2+CO2+H2O         CaCO3+H 2O2硬化过程的特点：（1）水分大量蒸发干缩开裂（2）外皮碳化结壳，硬化速度下降。三、石灰的特性与应用（一）特性：1保水、可塑性好颗粒细小、比表面积大可吸附较多的水保水吸附的水膜较厚易产生滑移可塑性,2硬化慢、强度低。3干缩大、易开裂改善措施：加砂或纤维材料石灰不单独使用。4气硬性、耐水性差（二）质量要求：技术指标：有效成分含量；CO2含量；产浆量，细度，游离水，体积安定性分级：优等品、一等品、合格品 （三）石灰的应用1石灰乳涂料和砂浆2灰土和三合土灰土：消石灰粉与粘土拌合：（3:7或2:8灰土）三合土：消石灰粉与粘土再掺加砂、粉煤灰等拌合。3硅酸盐混凝土及制品粉煤灰砖，灰砂砖，加气混凝土,1A412013硅酸盐水泥的技术性质和适用范围,一、硅酸盐水泥的技术性质（一）细度：                  比表面积>300m2/kg（国标）                          过细的弊病：干缩；易吸收水分、          碳化；磨耗加大，成本（二）标准稠度用水量：      标准稠度：为使所测水泥的各种性质（凝结时间，按定性）的结果具  有可比性，按标准方法测得的水泥浆可塑程度。      标准稠度用水量：水泥净浆达到标准稠度所需的拌合水量占水泥质量  之比。（以百分数表示）。,三）凝结时间国标规定：     初凝45分钟（否则为废品）     终凝6小时30分钟（否则为不合格品）（四）体积安定性：是指水泥在硬化过程中体积变化是否均匀的性质。安定性不良的原因：（1）熟料中游离的CaO或MgO过多（2）石膏掺量过多,沸煮法测定,（六）强度与强度等级1测定方法：软练法（1）水泥与标准砂按灰砂比1:3，加规定量水。（2）试件：4040160mm3试件,3条一组（3）养护：温度203，湿度>90%或水中养护。（4）强度：测3d、28d龄期的抗压和抗折强度值。            f压PA0.04P(MPa)            f折3PL2bh20.234P(MPa)2强度等级：由所测出的3d和28d的f压和f折按国标 GB1751999  规定确定强度等级  共有42.5(R); 52.5(R); 62.5(R)三个强度等级（R：早强型）,硅酸盐水泥的性质特点：（一）快硬、早强 （适于预应力砼工程、。） （二）抗冻、耐磨  （三）水化热高（适于冬季施工和反复冰冻工程，但不适于大体积砼工程）  （四）不耐热（250）  （五）抗腐蚀能力差（不适于有压力水或海水作用的工程）,1A412024普通混凝土组成材料的技术要求,一、组成及各组成材料的作用：水，水泥水泥浆硬化前的流动性；粘结；填充。石子，砂骨料构成骨架；填充；抑制干缩；节约水泥。 (骨料占70%，水泥石占30%),普通混凝土的组成材料,一、水泥（ 一）品种的选择：依据：工程特点、环境条件、施工条件、材料供应五大水泥 :硅酸盐水泥(p和p):普通硅酸盐水泥(pO):矿渣硅酸盐水泥(ps):火山灰质硅酸盐水泥(p p):粉煤灰硅酸盐水泥(pF):复合硅酸盐水泥（二）强度等级的选择1一般情况：（1.52.0）混凝土的强度等级2高强度混凝土：（0.91.5）混凝土的强度等级3高强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土：加外掺料（粉煤灰）,二、砂：（粒径在0.165mm间的骨料）（一）分类                          河砂天然砂     海砂       人工砂                山砂（二）颗粒级配和粗细程度    1混凝土对砂的要求：（1）空隙率小密实度强度水泥用量颗粒大小搭配（2）颗粒总表面积小水泥用量砂尽可能粗,砂（石子）质量要求； 1、泥、黏土块、有害物质含量2、坚固性（强度及坚固性）3、碱活性集料4、颗粒型状及表面特征5、颗粒级配及粗细程度（最大粒径）,三、碎石和卵石：粒径>5mm的岩石颗粒（一）分类卵石（自然形成）：河卵石，山卵石，河卵石。碎石：（人工破碎而成）最常采用   （二）技术要求（前见述）,（三）软弱颗粒片状颗粒（厚度<0.4平均粒径）>2.4平均粒径）含量：<15%；    <20%；   <25（一等）（合格）（四）石子的颗粒级配：1依据：过筛孔直径2.5100mm的12个筛，计算而  得的12个累计筛余率。2两种级配：（1）连续级配：     颗粒从大至小连续分级，每一级都占适当的比例 。 搭配较好； 和易性好；不发生离析。（2）间断级配：      有意剔去某些中间粒级。        减少颗粒干扰；空隙率节约水泥易于离析,（五）最大粒径：石子公称粒级的上限。“Dm” 选择原则：Dm尽可能大Dm单位用水量   规定：11/4结构截面最小尺寸                     3/4钢筋间最小净距                    板可采用1/2板厚的粒径但50mm                  2水利、海港大型工程：                           Dm:120或150mm                       房屋工程中：                           Dm:20,40或60mm,四、水：要求：  可用： 自来水、清洗的天然水  不可用：              污水，PH<4的水（酸性），含油、   糖类的 水，            海水，含硫酸盐的水。,1A412025    拌合混凝土的技术性质,混凝土拌合物：良好的和易性硬化混凝土：足够的强度，必要的耐久性一、和易性（工作性）定义：混凝土拌合物能保持成分均匀，不发生离析和易于施工操作的性能。            流动性：定量指标  坍落度和易性      粘聚性            保水性,定性指标，观察而定。,二、和易性的测定（一）坍落度法：1流动性：坍落度（粒径<40mm, s="">10mm）按规定方法测出的砼试样，在坍落度捅提起后下落的尺寸。“S”，单位：mm混凝土拌合物按坍落度分类     T0低塑性 :      S1040   T1塑性:           S5090   T2流动性 :      S10015   T3大流动性:   S>1602粘聚性：轻击试件侧面，是否倒塌、崩溃3保水性：是否有较多稀浆泌出,流动性的调整:过小:水灰比不变加大水泥浆量过大:砂率不变加大砂石量,（二）维勃稠度法：（粒径40mm，维勃稠度530s间）,维勃稠度试验示意图,时间（s）,维勃稠度,三、影响和易性的因素（一）用水量：    用水量水泥浆流动性粘聚性硬化后强度耐久性（二）水泥浆的稠度（水灰比W/C）   C不变 , W/C稠度强度粘聚性常用W/C范围：0.50.8三）砂率：定义：混凝土内砂质量占砂石总质量的百分数     SP=ms/(ms+mG)砂率与混凝土流动性的关系：（1）砂率过大，随着SP坍落度原因：SP砂总表面积砂料粘表面水泥浆层厚度摩    擦力（2）砂率过小，随着SP坍落度原因：SP砂量不足，粗骨料间摩擦,“最佳砂率”       在用水量和水泥用量不变前提下，可使混凝土拌合物获得最大流动性，且保持良好粘聚性及保水性的砂率。 （四）其他因素：    水泥品种与性质；   温度（温度10，坍落度2040mm）   时间   外加剂和掺和料；   集料条件。,1A412026  混凝土的强度、变形、耐久性及影响因素,一、混凝土的强度（一）混凝土的抗压强度及强度等级：1立方体抗压强度：“fcu”（1）试验：       试件：150150150mm3（一组三块）；       标养:（203，湿度>95%）；     龄期：28d；强度：抗压强度；（2）数值整理：,标准试件,2立方体抗压强度的标准值：“fcuk” 依此    划分强度等级定义：用标准试验方法测得的混凝土立方体强度的总体分布中，具有不低于95保证率的立方体抗压强度值。强度等级（C）：C15，C20，C25C80十四个强度等级。,fc.c,fc.c,fcu.k,概率,概率,f平均,50%,>95%,3、轴心抗压强度fcp            fcp  = (0.70.8) fcu4、抗拉强度(1/101/20 fcu )测量方法：劈裂抗拉试验,（三）影响混凝土抗压强度的因素：1水泥强度和水灰比 水泥强度f；W/Cf           fcu=Afc(C/W-B)            fcu：混凝土的28d抗压强度（MPa）            fc：水泥的实际强度    fc= fcekc      其中：fce为水泥强度等级，kc为水泥强度富余系数               （以试验为准或取全国平均值1.13）         A、B:经验系数（取决于骨料种类和水泥品种）,2养护条件：（1）温度：tf（2）湿度：湿度f（3）龄期        龄期f        fn=fa lgn/lga（4）施工质量          计量准确性；          搅拌均匀性；          振捣密实性（5）集料,（四）提高混凝土强度和促进混凝土强度发展的措施：   1采用高标号水泥和快硬早强型水泥  2采用低水灰比的干硬性砼  3.  采用集配好、质量高、粒径适宜的集料  4湿热处理    5机械振捣      6掺外加剂或掺合料,二、混凝土的耐久性（一）混凝土耐久性：      决定于 水泥用量和水灰比    抗渗性（P4、P6、P8、P10、P12）；    抗冻性（F50以上抗冻混凝土）；    抗腐蚀性；抗碳化性；抗碱骨料反应（二）提高混凝土耐久性的措施：    1选用合适品种的水泥      2减小W/C和增加水泥用量    3选用质量好的砂石        4外加剂（减水剂，引气剂）    5提高砼的密实度,水泥中的碱性氧化物与骨料中的活性sio2反应生成体积膨胀的碱-硅酸凝胶造成混凝土开裂,渗水压力(MPa),三、混凝土的变形非荷载型变形(物理、化学因素引起)：塑性收缩、化学收缩、碳化收缩、干湿变形、温度变形荷载型变形（力的效应引起）短期荷载作用下：弹性变形、塑性变形长期荷载作用下：徐变,1A412017  常用混凝土外加剂,混凝土中，掺入量不大于水泥质量5，但能有效改善混凝土性能的外掺材料。外加剂的分类：（1）改善拌合物的和易性：减水剂、引气剂（2）调节凝节时间和硬化性能：早强剂、缓凝剂、速凝剂（3）改善砼耐久性：引气剂、防水剂、阻锈剂、抗冻剂（4）提供特殊性能：加气剂、着色剂、膨胀剂,一、减水剂：    在保持混凝土流动性基本相同情况下，有效减少拌合物用水量的外加剂。（一）减水剂的作用：（强度，水泥量，流动性）1提高强度：坍落度不变，水泥用量不变，拌合水量下降W/Cf (520%)2增加流动性：W/C不变，拌合水量不变坍落度   （1020cm）3节约水泥：流动性不变，强度不变，W/C不变W     C      常用品种：木质素系磺酸钙（木钙）                   萘系减水剂                           高效减水剂                   水溶性树脂系减水剂,二、早强剂：                有机：三乙醇胺，甲醇，乙醇，尿素,无机：氯盐，硫酸钠，亚硝酸钠,分类,能提高混凝土的早期强度，并对后期强度无明显影响的外加剂。,三、引气剂：,能使砼产生均匀的微气泡，并在硬化过程后，保留其气泡的外加剂。,1作用效果：耐久性；改善和易性；抗渗  性； 强度     2掺量：0.005%0.012%     3常用品种：松香热聚物；松脂皂；松香酸钠,1A412020,掌握常用建筑钢材品种及技术要求,1A412021   常用建筑钢材品种,一、钢的分类钢：含碳低于2%的铁碳合金。（含有其他少量合金之素：Si, P, Mn）（含碳>2%生铁（灰口铁、白口铁）                                     低碳钢（C0.25%）                        非合金钢（碳素钢）  中碳钢(C:0.250.6%)                                                            高碳钢（C>0.6%）按化学成分                        低合金钢：C<0.2%，其他合金元素总量5%                        合金钢,普通钢                         建筑钢按质量（S、P含量）  优质钢            按用途    结构钢                                特殊优质钢                  工具钢                                                                   特殊性能钢                                                 平炉钢                                           炉种        转炉钢                                                 电炉钢按冶炼方法和脱氧程度                                                    沸腾钢                                             脱氧程度   半镇静钢                                                    镇静钢  建筑工程常用品种：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、普通低合金结构钢、部分优质合金钢,钢号的识别1、非合金钢（碳素钢）钢号      第1部分：Q代表屈服强度      第2部分：数字（195，215，235，255，275）代表屈服强度值 （单位：兆帕）     第3部分：字母（A，B，C，D）代表质量等级                                          质量变好     第4部分：字母（F：沸腾钢；b：半镇静纲；空白：镇静钢）     例：  Q235AF     含义：非合金钢，屈服强度235兆帕，A级沸腾钢,建筑工程常用钢材：钢筋与型钢（一）热轧钢筋：          热轧钢筋的选用：              级非预应力钢筋             级级非预应力和预应力受力钢             级预应力钢筋。 （二）冷拔低碳钢丝（冷拉低碳钢筋）       由直径6.58mm的Q215或Q235盘条钢筋经冷拔缩径而成。特点：强度硬度塑、韧性选用：甲级（直径4(5)mm）预应力乙级：（直径35mm）非预应力 （三）钢丝和钢绞线：        由优质高碳钢圆盘条经等温淬火并拔制而成。经辊压出凹痕成为刻痕钢丝，再经多股绞和即成为钢绞线。属冷加工强化钢材，无明显屈服点，检验以抗拉强度为准。（四）冷轧带肋钢筋：       热轧圆盘条经冷轧或冷拔缩径后在其表面冷轧成有肋的钢筋。（五）预应力混凝土用热处理钢筋：,普通钢筋强度标准值  (N/mm2),（六）型钢：       钢结构构件一般应直接选用各种型钢。构件之间可直接连接或辅以连接钢板进行连接，方式可铆接、螺栓连接或焊接,所以钢结构所用钢材主要是型钢和钢板。热轧型钢：常用的热轧型钢有角钢（等边和不等边），工字钢，槽钢，T型钢，H型钢，L型钢等。冷弯薄壁型钢：通常是用26mm薄钢板冷弯或模压而成，有角钢、槽钢等开口薄壁型钢和方形、矩形等空心薄壁型钢，可用于轻型钢结构。冷弯薄壁型钢的表示方法与热轧型钢相同。钢管：常用的有热轧无缝钢管和焊接钢管。,钢板和压型钢板：用光面轧辊轧制而成的扁平钢材，以平板状态供货的称钢板；以卷状供货的称钢带。根据轧制温度不同，又可分为热轧和冷轧两种。建筑用钢板及钢带的钢种主要是碳素结构钢，重型结构、大跨度桥梁、高压容器等也采用低合金钢钢板。      按厚度来分，热轧钢分为厚板（厚度大于4mm）和薄板（厚度为0.354mm）两种；冷轧钢板只有薄板（厚度为0.24mm）一种。厚板可用于焊接结构，薄板可用作屋面或墙面等维护结构，或作为涂层钢板的原料，如制作压型钢板等。      压型钢板具有单位质量轻，强度高，抗震性能好，施工快，外形美观等特点，主要用于围护结构、楼板、屋面等。,1A412022     建筑钢材的力学性能,fu,fy,fp,软钢应力应变曲线,一、抗拉强度,1、弹性阶段(OA)     “fp ” （p）弹性极限2、屈服阶段(AB)       “ fy“（s）屈服极限（设计强度   的取值依据）3、强化阶段(BC)     “fu ” （b）受拉强度4、颈缩阶段(CD)      “ ” 伸长率, =,o,A,B,C,D,5、屈强比： fy/ fu （ 决定利用率和安全储备程度）, fy1, fy2,0,冷拉后,冷拉时效后,钢材的冷加工和时效,：钢材在常温下以大于屈服应力的应力值对其轧、拉或拔,其屈服强度提高而其韧性和塑性有所下降的加工过程。,：冷加工后的钢材自然放置1520天或加热至200300保持数小时,则钢材的强度进一步提高,而塑性和韧性进一步下降的过程。,冷加工,时效,二、冷弯性能钢材在常温下承受弯曲变形的能力。（不利条件下）试验：    将钢材试件以规定的弯心直径d(o,a,2a,3a)和规定的弯曲角（90或180）进行弯曲，弯曲处不裂或起层，即为合格。规定的弯曲角值d/a（钢材厚度或直径）冷弯性能三、冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。1指标：V型冲击功（J）或韧度（冲断试件的能量断面面积）2钢材的冷脆性：钢材的冲击韧性随温度下降而缓和下降，达到一定温度时，突然大幅下降，       这个温度称为脆性临界温度四、焊接性能主要影响：钢的化学成分及含量。正确选择焊条及操作方法。,1A412023     钢的化学成分及其对钢材性能的影响,（一）碳：（一般以FeC的形式存在于钢之中）      C强度硬度塑、韧性可焊性冷脆性抗腐蚀性。(低碳钢C<0.25%；低合金钢C<0.52%)（二）硅：（Si<2%时）si强度、弹性、硬度>1%）Mn塑性、韧性（四）钛和钒：细化晶粒，强度韧性时效倾向（五）硫：（控制S0.0450.055%）热脆性（六）磷：（控制P0.0450.05%）冷脆性                有害（七）氧和氮：有害杂质韧性可焊性,1A412030,了解  其他常用建筑材料的主要品种与应用,1A412031常用建筑石材、木材的品种与应用,（1）建筑石材：略（2）木材：   1）木材的含水率  (W含=(m含m干)）m干)   a木材所含水分：         自由水：细胞腔和细胞间隙中所含水分         吸附水：细胞壁中所含水分。   b.纤维饱合点：        木材中无自由水，仅细胞壁中充满吸附水时的含水率。     （因树种而异，一般为2535%），是木材物理力学性能（含水性，湿胀干缩性、强度）发生变化的转折点    C.平衡含水率：         木材处于一定温度和湿度的空气中，其向空气中挥发和从空气中吸收水份的速率达到相对动态平衡时的含水率。         是木材制品使用时的含水率控制点（湿胀干缩变形最小）影响因素：环境的温湿度。北方12%，南方18%，            长江流域15%,二、木材的湿胀干缩变形变形规律           V不变                             干缩潮湿            纤维饱合点                     干燥                                              吸附水蒸发         V不变                             湿胀 潮湿            纤维饱合点                     干燥                                               吸附水吸收                                变形规律的转折点,（2）强度  a.影响木材强度的主要因素：    受力特点； 受力方向（顺纹，横纹）；含水率；树种；负荷时间。  b.受力特点与方向对强度的影响                          顺纹：细胞壁失稳。（1）1抗压强度                         横纹：细胞压陷，取其比例极限。（1/101/3）                          顺纹：纤维被撕裂。（23）2抗拉强度                          横纹：细胞横向分离。（1/201/           &n