常用建筑结构材料的技术性能与应用

常用建筑结构材料的技术性能与应用

常用的建筑结构材料主要有水泥、建筑钢材、混凝土、石灰和石膏。（一）水泥为无机水硬性胶凝材料，是主要的建筑结构材料之一：1、常用水泥的技术要求

1）水泥的凝结时间。水泥的凝结时间分为初凝和终凝时间，初凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性所需要的时间；终凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。6大常规水泥的初凝时间均不低于45分钟，硅酸盐水泥的终凝时间不长于6.5小时，其它5大类常规水泥的终凝时间不长于10小时。

2）水泥的体积安定性。水泥的体积安定性指水泥在凝结硬化过程中，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为安定性不良，就会使混凝土构件产生膨胀性裂缝，施工中必须使用安定性合格的水泥。引起水泥不安定性原因水泥熟料矿物组成中游离氧化钙、氧化镁过多或者石膏参量过多导致的。

3）水泥的强度及强度等级。水泥的强度是评价和选用水泥的重要技术指标，国家标准规定，采用胶砂法来测定水泥的3天和28天的抗压强度和抗折强度，根据测定结果来判断该水泥的强度等级。

4）其它技术要求。包括标准稠度用水量、水泥的细度及化学指标。其中细度属于选择性指标，用细度以比表面积来表示。

2、常用水泥的特性及应用：

1）常用水泥的主要特性，详见下表：

2）6大常规水泥的选用，普通混凝土在普通级干燥环境下优先选用普通水泥，在厚大体积砼、高温环境及长期处于水中的砼优先选用矿渣、火山灰、粉煤灰、复合水泥，要求快硬早强型砼、高强度（大于C50级）的砼优先选用硅酸盐水泥；严寒地区优先采用普通水泥；有抗渗要求的优先选用普通水泥和火山灰水泥；有耐磨要求的砼选用硅酸盐和普通水泥；受侵蚀介质作用的砼选矿渣、火山灰、粉煤灰、复合水泥，

3、常用水泥的包装及标志：

袋装水泥在包装袋上必须标明：执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装日期、净含量。

（二）、建筑钢材

建筑钢材可分为钢结构用钢、钢筋混凝土结构用钢和建筑装饰

用钢材制品

1、建筑钢材的主要钢种：

钢材是以铁为主要元素，含碳量为0.02%-2.06%，并含有其他元素的合金材料。

1）钢材按照化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢分为低碳钢（含碳量小于0.25%）、低碳钢（0.25%-0.6%）、高碳钢（大于0.6%）。按合金元素的总含量合金钢又可分为低合金钢（总含量小于5%）、中合金钢（5%-10%）、高合金钢（总含量大于10%）

2）建筑钢材的主要钢种有碳素钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢。碳素结构钢为一般结构和工程用钢，适用于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。优质碳素结构钢一般用于生产预应力混凝土用钢丝、钢绞线、锚具以及高强螺栓、重要结构钢的铸件等。低合金高强度结构钢广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、跨度结构和桥梁工程等。

2、常用建筑钢材：

1）、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。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混凝土结构中配筋。我国目前常用的热轧钢筋品种有，HPB300、HRB335、HRBF335、HRB400、

HRBF400、HRB500、HRBF500。（HPB为热轧光圆钢筋，HRB 为热轧带肋钢筋，数字表示屈服强度，HRBF属于细晶粒热轧带肋钢筋）。HRB400级钢又称为新三级钢，是我国规范提倡使用的钢筋品种。国家规范规定，有较高要求的抗震结构适用的钢筋牌号是HRBE，该中钢筋除了满足普通钢筋性能要求外还应满足如下：

a、钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；

b、钢筋实测屈服强度规定的屈服强度特征值之比不小于1.30；

c、钢筋的最大拉力伸长率不小于9%。

2）钢结构用钢。钢结构用钢主要是热轧成型的钢板和型钢，钢材所选用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金高强度结构钢，常用的热轧型钢有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。型钢是钢结构中采用的最主要的钢材。钢板规格表示为“宽度*厚度*长度”（单位为毫米），厚度大于4的为厚板，小于等于4的薄板。钢板材有钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。

3）建筑装饰用钢材制品。主要介绍不锈钢，不锈钢是指含金属铬在12%以上的铁基合金钢，铬的含量越高，钢的抗腐蚀性能越高。

3、建筑钢材的力学性能：

钢材的主要力学性能包括拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。1）拉伸性能。拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度、伸

长率表示。其中伸长率是钢材发生断裂时所能承受永久变形的能，其与钢材的塑形成正比。抗拉强度与屈服强度之比是评价钢材使用可靠性的一个参数。强屈比愈大，钢材手里超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高。

2）冲击性能。钢的冲击性性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力，钢材的冲击性能受温度的影响较大，冲击性能随着温度的降低而减小，当降低到一定范围值时急剧下降，从而使钢材发生脆性断裂，这种刚的性能叫钢的冷脆性，这时的温度称为脆性临界温度。

3）疲劳性能。受交变荷载反复作用时，钢材在远低于屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。钢材的疲劳极限与抗拉强度有关，一般抗拉强度越高，其疲劳极限也越高。

4、钢材的化学成分及其对钢材性能的影响。

钢材中除了铁之外，还有少量的碳、硅、锰、磷、氧、硫、氮、钛。

1）碳是决定钢材性能的重要元素。建筑钢材的含碳量不大于

0.8%，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，塑性和

韧性下降。含碳量超过0.3%时钢材的可焊性显著降低。含碳量决定了钢材的可焊性，用碳当量来表示。

2）硅，当含量小于1%可提高刚才强度，不影响钢材的塑性和韧性。硅是我国钢材中主要的添加元素。