造价土建考点强化班第12讲第三章第一节建筑结构材料一Word格式.docx
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③预应力混凝土用钢丝强度高,柔性好,安全可靠、便于施工。
适用于大跨度屋架、薄腹梁、吊车梁等大型构件的预应力结构。
(5)预应力混凝土钢绞线
预应力混凝土用钢绞线强度高、柔性好,与混凝土黏结性能好
多用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等大负荷的预应力混凝土结构。
2.钢结构用钢
钢板分厚板(厚度大于4mm)和薄板(厚度小于或等于4mm)两种。
3.钢管混凝土结构用钢
钢管混凝土结构即在薄壁钢管内填充普通混凝土的复合结构。
按照截面形式的不同,可分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等
使用范围还主要限于柱、桥墩、拱架等。
【2016】67.压型钢板多用于()。
A.屋面板
B.墙板
C.平台板
D.楼板
E.装饰板
【答案】ABDE
【2015】67.预应力混凝土结构构建中,可使用的钢材包括各种()
A.冷轧带肋钢筋
B.冷拔低碳钢丝
C.热处理钢筋
D.冷拉钢丝
E.消除应力钢丝
【答案】CDE
【2014造价真题】18.热轧钢筋的级别提高,则其()。
A.屈服强度提高,极限强度下降
B.极限强度提高,塑性提高
C.屈服强度提高,塑性下降
D.屈服强度提高,塑性提高
【答案】C
【2014造价真题】67.可用于预应力钢筋混凝土的钢筋有()。
A.HPB235
B.HRB500
C.HRB335
D.CRB550
E.CRB650
【答案】BCE
【2007年】综合考虑钢筋的强度、塑性、工艺性和经济性,非预应力钢筋混凝土一般不应采用()。
A.甲级冷拔低碳钢丝
B.HRB500钢筋
C.HRB400钢筋
D.HPB235钢筋
【答案】B
【2007】受冲击振动荷载的预应力钢筋混凝土轨枕,在配筋选材时应采用()。
A.冷拉热轧钢筋
B.冷拔低碳钢丝
C.冷轧带肋钢筋
D.热处理钢筋
【答案】D
【2008】综合钢筋的强度、塑性、工艺性和经济性等因素,既可作为非预应力钢筋混凝土选用.也可作为预应力钢筋混凝士选用的钢筋牌号是()。
A.HRB235
B.HRB335
C.HRB435
D.HRB500
【答案】B
(二)钢材的性能
力学性能
力学性能是钢材最重要的使用性能。
包括抗拉性能、冲击性能、硬度、疲劳性能等。
抗拉性能是钢材的最主要性能。
表征其性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度和伸长率。
工艺性能
包括弯曲性能和焊接性能等。
1.抗拉性能
(1)屈服强度
①在弹性阶段,应力与应变成正比,其比值即为钢材的弹性模量。
与A点对应的应力称为弹性极限。
②屈服下限所对应的应力称为屈服强度。
设计时一般以屈服强度作为强度取值的依据。
(2)抗拉强度
设计中抗拉强度虽然不能利用,但屈强比能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。
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。
但屈服强比太小,则反映钢材不能有效地被利用。
(3)伸长率
伸长率表征了钢材的塑性变形能力。
【2016】18.钢材的屈强比愈小,则()
A.结构的安全性愈高,钢材的有效利用率愈低
B.结构的安全性愈高,钢材的有效利用率愈高
C.结构的安全性愈低,钢材的有效利用率愈低
D.结构的安全性愈低,钢材的有效利用率愈高
【答案】A
2.冲击性能
冲击吸收功
试件在冲击荷载作用下折断时所吸收的功,称为冲击吸收功(或V形冲击功)。
影响因素
钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷、环境温度
冷脆性
①当温度降低达到某一范围时,冲击吸收功急剧下降而呈脆性断裂,这种现象称为冷脆性。
②发生冷脆时的温度称为脆性临界温度,其数值越低,说明钢材的低温冲击韧性越好
①对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构,必须进行冲击韧性检验,并选用脆性临界温度较使用温度低的钢材。
②时效敏感性(因时效导致性能改变的程度)越大的钢材,经过时效以后,其冲击韧性和塑性的降低越显著,对于承受动荷载的结构物应选用时效敏感性较小的钢材。
3.硬度
表征值常用布氏硬度值HB表示。
数值越大,表示钢材越硬。
4.耐疲劳性
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示
5.冷弯性能
冷弯试验能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力、夹杂物未熔合和微裂缝等缺陷,冷弯试验是一种比较严格的试验,对钢材的焊接质量也是一种严格的检验,能揭示焊件在受弯表面存在的未熔合、裂纹和夹杂物等问题。
6.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。
正确地选用焊接材料和焊接工艺是提高焊接质量的主要措施。
【2010】表征钢筋抗拉性能的技术指标主要是()。
A.疲劳极限,伸长率
B.屈服强度,伸长率
C.塑性变形,屈强比
D.弹性变形,屈强比
【2008】关于钢筋性能,说法错误的是()。
A.设计时应以抗拉强度作为钢筋强度取值的依据
B.伸长率表征了钢材的塑性变形能力
C.屈强比太小,反映钢材不能有效地被利用
D.冷弯性能是钢材的重要工艺性能
(三)钢材化学成分:
硫、磷、氧是有害元素
1.碳
随着钢中碳含量的增加,强度和硬度增加,而塑性、韧性和冷弯性能相应降低。
碳显著降低钢材的可焊性,增加钢的冷脆性和时效敏感性,降低抗大气腐蚀能力。
2.硅
硅在钢中是有益元素,当硅在钢中的含量较低时,随着含量的加大可提高钢材的强度、疲劳极限、耐腐蚀性和抗氧化性,而对塑性和韧性影响不明显。
当含量提高到1.O%~1.2%时,塑性和韧性明显下降,焊接性能变差,并增加钢材的冷脆性。
3.锰
锰炼钢时能起脱氧去硫作用,使强度和硬度提高,还能消减硫和氧引起的热脆性,使钢材的热加工性能改善。
含量大于1.0%时,在提高强度的同时,塑性和韧性有所降低,焊接性能变差,耐腐蚀性降低。
4.硫
硫是很有害的元素,降低冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等性能。
硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹,加大钢材的热脆性,显著降低焊接性能。
5.磷
磷是有害元素,含量提高,钢材的强度提高,塑性和韧性显著下降,特别是温度愈低,对韧性和塑性的影响愈大。
磷在钢中偏析作用强烈,使钢材冷脆性增大,并显著降低钢材的可焊性。
但磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。
6.氮
氮对钢材性质的影响与碳、磷相似,可使钢材的强度提高,但塑性特别是韧性明显下降。
氮还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性,使其焊接性能变差。
7.氧
氧是钢中的有害杂质。
氧含量增加使钢的力学性能降低,塑性和韧性降低。
氧有促进时效作向的作用,还能使热脆性增加,焊接性能较差。
8.钛
钛是强脱氧剂,可提高强度,但稍降低塑性。
可改善韧性。
改善焊接性能。
二、无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
石灰、石膏和水玻璃。
只适用于干燥环境中,而不宜用于潮湿环境
水硬性胶凝材料
各种水泥
(一)水泥
1.硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
(1)硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥的技术性质。
1)细度
①水泥的细度直接影响水泥的活性和强度。
②颗粒越细,与水反应的表面积越大,水化速度快,早期强度高,但硬化收缩较大,且粉磨时能耗大,成本高。
③颗粒过粗,不利于水泥活性的发挥,强度低。
2)凝结时间
①初凝时间为水泥加水拌和起,至水泥浆开始失去塑性所需的时间;
②终凝时间从水泥加水拌和起,至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。
①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;
②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。
①硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于6.5h;
②普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h。
①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
①水泥安定性不良会导致构件(制品)产生膨胀性裂纹或翘曲变形,造成质量事故。
引起安定性不良的主要原因是熟料中游离氧化钙、游离氧化镁或石膏含量过多。
②安定性不合格的水泥不得用于工程,应废弃。
4)强度
①水泥强度是指胶砂的强度而不是净浆的强度。
②在标准温度(20℃±
1℃)的水中养护,测3d和28d的试件抗折和抗压强度,以规定龄期的抗压强度和抗折强度划分强度等级。
5)碱含量
水泥中碱含量按Na20+0.658KzO;
水泥的碱含量将影响构件(制品)的质量或引起质量事故。
6)水化热
水泥的水化热主要在早期释放,后期逐渐减少。
对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程,由于水化热产生的热量积聚在内部不易发散,将会使混凝土内外产生较大的温度差,所引起的温度应力使混凝土可能产生裂缝,因此,水化热对大体积混凝土工程是不利的。
【2011】判定硅酸盐水泥是否废弃的技术指标是()。
A.体积安定性
B.水化热
C.水泥强度
D.水泥细度
【2016】19.通常要求普通硅酸盐水泥的初凝时间和终凝时间()。
A.>
45min和>
10h
B.>
45min和<
C.<
D.<
(5)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的应用。
1)水泥强度等级较高
主要用于重要结构的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。
2)凝结硬化较快、抗冻性好
适用于早期强度要求高、凝结快,冬期施工及严寒地区受反复冻融的工程。
3)水泥中含有较多的氢氧化钙,抗软水侵蚀和抗化学腐蚀性差
所以不宜用于经常与流动软水接触及有水压作用的工程,也不宜用于受海水和矿物等作用的工程。
4)因水化过程放出大量的热
故不宜用于大体积混凝土构筑物。
2.掺混合材料的硅酸盐水泥.
(1)混合材料。
1)活性混合材料
①粒化高炉矿渣、矿渣粉、火山灰质混合材料;
②掺入活性混合材料可以改善水泥性能、调节水泥强度等级,扩大水泥使用范围,提高水泥产量,利用工业废料、降低成本,有利于环境保护。
2)非活性混合材料
①石英砂、石灰石及各种废渣,活性指标低于相应国家标准要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料。
②掺入非活性混合材料可以增加水泥产量、降低成本、降低强度等级、减少水化热、改善混凝土及砂浆的和易性等。
(2)常用水泥的主要特性及适用范围。
种类
硅酸盐水泥P·
I,P·
Ⅱ
普通硅酸盐水泥
P·
O
矿渣水泥
S
火山灰质水泥
P
粉煤灰水泥
F
适用范围
适于制造地上、地下及水中的混凝土及预应力钢筋混凝土结构,包括反复冰冻的结构
适用于高温车间和有耐火要求的结构
适用于有抗渗要求的工程,
地上地下水中混凝土工程。
都宜于制作快硬早强工程和高等级混凝土。
可用于冬季严寒反复冻融地区。
(早期强度高,水化热大,耐冻性好,耐热性差,耐腐蚀耐水性差。
)
1.适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的—般工程。
2.适于蒸气养护的混凝土结构。
3.适于一般的混凝土工程。
4.适于大体积混凝土结构。
不适宜范围
1.不宜于大体积混凝土施工;
2.不宜于受化学侵蚀、压力水(软水)作用及海水侵蚀的工程
qq1120712305
1.不适于处于干燥环境的混凝土工程;
2.不宜于用耐磨性要求高的工程
不适用于有抗碳化要求的工程
1.不适于早期强度要求高的工程;
2.不适用于严寒地区并处于地下水升降范围内的混凝土
【2009】隧道开挖后,喷锚支护施工采用的混凝土,宜优先选用()。
A.火山灰质硅酸盐水泥
B.粉煤灰硅酸盐水泥
C.硅酸盐水泥
D.矿渣硅酸盐水泥
【2011】可用于有高温要求的工业车间大体积混凝土构建的水泥是()。
A.硅酸盐水泥
B.普通硅酸盐水泥
C.矿渣硅酸盐水泥
D.火山灰质硅酸盐水泥
(4)常用水泥的包装及标志。
(略)
【2015】68有抗化学侵蚀要求的混凝土多使用()。
A.硅酸盐水泥
C.矿渣硅酸盐水泥
E.粉煤灰硅酸盐水泥
【2014造价真题】19.受反复冰冻的混凝土结构应优先选用()。
A.普通硅酸盐水泥
B.矿渣硅酸盐水泥
C.火山灰质硅酸盐水泥
D.粉煤灰硅酸盐水泥
3.铝酸盐水泥
定义
铝酸盐水泥,以前称为高铝水泥,也称矾土水泥。
性能
CA-60水泥初凝时间不得早于60min,终凝时间不得迟于18h,其余三类水泥均要求初凝时间不得早于30min,终凝时间不得迟于6h。
铝酸盐水泥早期强度高,凝结硬化快,具有快硬、早强的特点,水化热高,放热快且放热量集中,同时具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用和较高的耐热性,但抗碱性差。
用途
铝酸盐水泥可用于配制不定型耐火材料;
与耐火粗细集料(如铬铁矿等)可制成耐高温的耐热混凝土;
用于工期紧急的工程,如国防、道路和特殊抢修工程等;
也可用于抗硫酸盐腐蚀的工程和冬季施工的工程。
忌用
铝酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程;
不能用于与碱溶液接触的工程;
不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用,更不得与硅酸盐水泥或石灰混合使用;
不能蒸汽养护,不宜在高温季节施工。
【2011】19.铝酸盐水泥主要适宜的作业范围是()。
A.与石灰混合使用
B.高温季节施工
C.蒸汽养护作业
D.交通干道抢修
4.白色和彩色硅酸盐水泥
白色硅酸盐水泥分32.5、42.5和52.5三个强度等级。
白色硅酸盐水泥的白度应不低于87%,其初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h。
建筑物内外的表面装饰工程
5.硫铝酸盐水泥
硫铝酸盐水泥分为快硬硫铝酸盐水泥(R.SAC)、低碱度硫铝酸盐水泥(L.SAC)和自应力硫铝酸盐水泥(S.SAC)
以3d抗压强度划分为42.5、52.5、62.5和72.5四个强度等级。
其初凝时间不得早于25min,终凝时间不得迟于3h。
硫铝酸盐水泥具有快凝、早强、不收缩的特点
适用
宜用于配制早强、抗渗和抗硫酸盐侵蚀等混凝土,适用于浆锚、喷锚支护、抢修、抗硫酸盐腐蚀、海洋建筑等工程。
由于硫铝酸盐水泥水化硬化后生成的钙矾石在150℃高温下易脱水发生晶形转变,引起强度大幅下降,所以硫铝酸盐水泥不宜用于高温施工及处于高温环境的工程。
【例题】硫铝酸盐水泥主要适宜的作业范围是()。
A.高温施工
B.处于高温环境的工程
C.不宜海洋建筑工程
D.浆锚、喷锚支护
6.膨胀水泥和自应力水泥
膨胀水泥和自应力水泥有两种配制途径:
一种以硅酸盐水泥为主配制,凝结较慢,俗称硅酸盐型;
另一种以高铝水泥为主配制,凝结较快,俗称铝酸盐型。
定义
自应力值大于2MPa的称为自应力水泥。
膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土,用作防渗混凝土;
主要用于填灌混凝土结构或构件的接缝及管道接头,结构的加固与修补,浇筑机器底座及固结地脚螺丝等。
自应力水泥适用于制作自应力钢筋混凝土压力管及配件。
7.道路硅酸盐水泥
代号P-R初凝时间不得早于1.5h,终凝时间不得迟于10h。
主要用于公路路面、机场跑道等工程结构,也可用于要求较高的工厂地面和停车场等工程。
(二)石灰
石灰
熟石灰
石灰膏
①石灰是由含碳酸钙(CaC03)较多的石灰石经过高温锻炼生成的气硬性胶凝材料,其主要成分是氧化钙。
②石灰加水后便消解为熟石灰Ca(OH)2,这个过程称为石灰的熟化。
③石灰加大量水熟化形成石灰浆,再加水冲淡成为石灰乳,俗称淋灰。
石灰乳在储灰池中完成全部熟化过程,经沉淀浓缩成为石灰膏。
石灰膏的另一来源是化学工业副产品。
主要成分也是氢氧化钙。
石灰的技术性质和要求
①用石灰调成的石灰砂浆突出的优点是具有良好的可塑性,在水泥砂浆中掺入石灰浆,使可塑性显著提高。
②石灰的硬化只能在空气中进行,且硬化缓慢,石灰不宜在潮湿的环境下使用,也不宜单独用于建筑物的基础。
(1)制作石灰乳涂料。
(2)配制砂浆和粉刷涂料。
(3)拌制灰土或三合土(4)生产硅酸盐制品。
(三)石膏
1、成分
石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料
2、建筑石膏的技术性质和用途
1)色白质轻。
2)凝结硬化快。
3)微膨胀性。
4)多孔性。
5)耐水性、抗冻性差.6)防火性。
7)装饰性和可加工性好。
建筑石膏用途:
制成石膏抹灰材料、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、雕塑制品等。
储存期超过3个月或受潮的石膏,需经检验后才能使用。
3、高强石膏
硬化后具有较高密实度和强度,故名高强石膏。
4、粉刷石膏
按用途可分为面层粉刷石膏(M)、底层粉刷石膏(D)和保温层粉刷石膏(W)三类。
5、无水石膏水泥
无水石膏水泥宜用于室内,主要用作石膏板或其他制品,也用于室内抹灰。
6、高温煅烧石膏
又称地板石膏。
由于硬化后有较高的强度和耐磨性,抗水性、抗冻性较好,适宜作地板
三、混凝土
(一)普通混凝土组成材料
1.水泥
一般强度的混凝土
水泥强度等级宜为混凝土强度等级的1.5~2.0倍。
较高强度等级的混凝土
水泥强度宜为混凝土强度等级的0.9--1.5倍。
2.砂,砂是指在自然条件作用下形成的粒径在4.75mm以下的岩石粒料。
(1)分类:
人工砂和天然砂(包括河砂、湖砂、海砂和山砂)。
河砂、湖砂、海砂
受水流的冲刷作用,颗粒表面较光滑,拌制混凝土时需水量较少,但砂粒与水泥间的胶结力较弱
海砂
常含有贝壳碎片及可溶性盐类等有害杂质
山砂
颗粒多具棱角、表面粗糙,需水量较大,和易性差,但砂粒与水泥间的胶结力强,砂中含泥量及有机质等有害杂质较多,建设工程中一般采用河砂作为细骨料
人工砂
是机制砂和混合砂的统称,混合砂是由机械砂和天然砂混合制成的砂。
(2)砂按技术要求分为三类
I类
I类宜用于强度等级大于C60的混凝土;
Ⅱ类
Ⅱ类宜用于强度等级为C30—C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;
Ⅲ类
Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。
【2016】.配置混凝土的Ⅱ类砂的含泥量应()。
1.0%
B.<
1.0%
C.>
2.0%
D.<
3.0%
【2015考题】18.用于普通混凝土的砂,最佳的细度模数为()。
A.3.7-3.1
B.3.0-2.3
C.2.2-1.6
D.1.5-1.0
【2014造价真题】20.规定II类砂的含泥量按质量计所占比例应为()。
A.<1.0%
B.<2.0%
C.<3.0%
D.<5.0%
(3)有害杂质含量。
砂中含泥量和泥块含量规定表
项目
指标
含泥量(按质量计)(%)
<
1.0
3.O
5.O
泥块含量(按质量计)(%)
O
2.O
(4)粗细程度及颗粒级配。
颗粒级配
级配良好的砂节约水泥,而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。
筛分析法
1)筛分析法是用一套孔径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm和0.15mm
的标准方孔筛的,按照筛孔的大小顺序,将用9.50mm方孔筛筛出的500g干砂,由粗到细过筛,称得各号筛上的筛余量。
2)计算出各筛上的分计筛余百分率(各筛上的筛余量占砂样总重的百分率),
3)计算累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6(各号筛的分计筛余百分率加上大于该筛的分计筛余百分率之和)。
细度模数
砂的粗细程度用细度模数Mx表示,计算公式为:
Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1)/(100-A1)
砂按细度模数Mx分:
3.7~3.1为粗砂,3.0~2.3为中砂,2.2~1.6为细砂。
表3.1.6累计筛余与分计筛余的关系
筛孔尺寸(mm)
分计筛余(%)
累计筛余(%)
4.75
a1
A1=a1
2.36
a2
A2=a1+a2
1.18
a3
A3=a1+a2+a3
0.60
a4
A4=a1+a2+a3+a4
0.30
a5
Aa=a1+a2+a3+a4+a5
O.15
a6
A6=a1+a2+a3+a4+a
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