施工員通用與基礎知識胡興福趙研主編（土建方向）2上篇通用知識二、建筑材料3（一）無機膠凝材料二、建筑材料（二）混凝土（三）砂漿（四）石材、磚和砌塊（五）金屬材料（六）防水材料（七）建筑節能材料4二、建筑材料構成建筑物或構筑物本身的材料稱為建筑材料。建筑材料有多種分類方法。按化學成分的分類見表2-1。建筑材料按化學成分分類

表2-15（一）無機膠凝材料（一）無機膠凝材料6Z2.1.1膠凝材料的概念以及無機膠凝材料的分類及特性1.無機膠凝材料的分類及特性

膠凝材料也稱為膠結材料，是用來把塊狀、顆粒狀或纖維狀材料粘結為整體的材料。按照硬化條件的不同，無機膠凝材料分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。前者如石灰、石膏、水玻璃等，后者如水泥。氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結、硬化、保持和發展強度，一般只適用于干燥環境，不宜用于潮濕環境與水中。水硬性膠凝材料既能在空氣中硬化，也能在水中凝結、硬化、保持和發展強度，既適用于干燥環境，又適用于潮濕環境與水中工程。（一）建設法規概述7（一）建設法規概述8通用水泥的特性及其適用范圍（1）通用水泥的特性及應用通用水泥及通用硅酸鹽水泥的簡稱，事宜硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏，以及規定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。通用水泥的品種、特性及應用范圍見表2-2。通用水泥的特性及適用范圍

表2-2（一）無機膠凝材料9表2-2續表（一）無機膠凝材料10（一）無機膠凝材料11（一）無機膠凝材料123.特性水泥的分類、特性及應用特性水泥的分類、特性及其相關應用

（1）快硬硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥的特點是，凝結硬化快，早期強度增長率高。可用于緊急搶修工程、低溫施工工程等，可配制成早強、高等級混凝土。快硬水泥易受潮變質，故儲運時須特別注意防潮，并應及時使用，不宜久存，出廠超過1個月，應重新檢驗，合格后方可使用。（2）白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥白水泥和彩色水泥主要用于建筑物內外的裝飾。（3）膨脹水泥膨脹水泥主要用于收縮補償混凝土工程，防滲混凝土，防身砂漿，結構的加固，構件接縫、接頭的灌漿，固定設備的機座及地腳螺栓等。（一）無機膠凝材料13（二）混凝土（二）混凝土14高性能混凝土的定義以及高性能混凝土的主要特性（P39～P40）混凝土外加劑的品種分類（P40）減水劑的概念、分類及其應用（P40）早強劑的概念、分類及其應用（P41）緩凝劑的概念、分類及其應用（P41）引氣劑的概念、分類及其應用（P41）膨脹劑、防凍劑、泵送劑、速凝劑的概念及其應用（P42）15（二）混凝土16（二）混凝土172）混凝土的強度混凝土立方體抗壓強度、混凝土軸心抗壓強度和混凝土抗拉強度的定義，測定三者所采用的試驗方法的差異①混凝土立方體抗壓強度和強度等級按照標準方法制成邊長為150mm的標準立方體試件，在標準條件（溫度20℃±2℃，相對濕度為95%以上）下養護28d，然后采用標準試驗方法測得的極限抗壓強度值，稱為混凝土的立方體抗壓強度。

普通混凝土共劃分為C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100共19個強度等級。（二）混凝土18②混凝土軸心抗壓強度混凝土的軸心抗壓強度是采用150mm×150mm×300mm棱柱體作為標準試件，在標準條件（溫度20℃±2℃，相對濕度為95%以上）下養護28d，采用標準試驗方法測得的抗壓強度值。③混凝土的抗拉強度我國目前采用劈裂試驗方法測定混凝土的抗拉強度。劈裂試驗方法是采用邊長為150mm的立方體標準試件，按規定的劈裂拉伸試驗方法測定的混凝土的劈裂抗拉強度。混凝土的耐久性的概念以及包含的各個方面的相應要求（3）混凝土的耐久性混凝土抵抗其自身因素和環境因素的長期破壞，保持其原有性能的能力，稱為耐久性。混凝土的耐久性主要包括抗滲性、抗凍性、耐久性、抗碳化、抗堿-骨料反應等方面。（二）混凝土191）抗滲性混凝土抵抗壓力液體等滲透本體的能力稱為抗滲性。

混凝土的抗滲性用抗滲等級表示。抗滲等級是以28d齡期的標準試件，用標準試驗方法進行試驗，以每組六個試件，四個試件未出現滲水時，所能承受的最大靜水壓來確定。2）抗凍性混凝土在吸水飽和狀態下，抵抗多次反復凍融循環而不破壞，同時也不嚴重降低其各種性能的能力，稱為抗凍性。混凝土的抗凍性用抗凍等級表示。抗凍等級是28d齡期的混凝土標準試件，在浸水飽和狀態下，進行凍融循環試驗，以抗壓強度損失不超過25%，同時質量損失不超過5%時，所能承受的最大凍融循環次數來確定。（二）混凝土203）抗腐蝕性混凝土在外界各種侵蝕介質作用下，抵抗破壞的能力，稱為混凝土的抗腐蝕性。當工程所處環境存在侵蝕介質時，對混凝土必須提出耐蝕性要求。（二）混凝土21（二）混凝土22（2）細骨料細骨料是指公稱直徑小于5.OOmm的巖石顆粒，通常稱為砂。根據生產過程特點不同，砂可分為天然砂、人工砂和混合砂。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和海砂。混合砂是天然砂與人工砂按一定比例組合而成的砂。（3）粗骨料粗骨料是指公稱直徑大于5.OOmm的巖石顆粒，通常稱為石子。其中天然形成的石子稱為卵石，人工破碎而成的石子稱為碎石。（4）水混凝土用水應優先采用符合國家標準的飲用水。在節約用水，保護環境的原則下，鼓勵采用檢驗合格的中水（凈化水）拌制混凝土。混凝土用水中各雜質的含量應符合國家有關標準的規定。（二）混凝土23（二）混凝土24高性能混凝土的定義以及高性能混凝土的主要特性（2）高性能混凝土高性能混凝土是指具有高耐久性和良好的工作性，早起強度高而后期強度不倒縮，體積穩定性好的混凝土。

高性能混凝土的主要特性為：1）具有一定的強度和高抗滲能力；2）具有良好的工作性；3）耐久性好；4）具有較高的體積穩定性。

高性能混凝土是水泥混凝土的發展方向之一，它被廣泛應用于橋梁工程、高層建筑、工業廠房結構、港口及海洋工程、水工結構等工程中。（二）混凝土254.常用混凝土外加劑的品種及應用混凝土外加劑的品種分類（1）混凝土外加劑的分類混凝土外加劑按照其主要功能分為八類：高性能減水劑、高效減水劑、普通減水劑、引氣減水劑、泵送劑、早強劑、緩凝劑和引氣劑。（2）混凝土外加劑的常用品種及應用減水劑的概念、分類及其應用1）減水劑

減水劑是使用最廣泛、品種最多的一種外加劑。按其用途不同，又可分為普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑、引氣減水劑等。（二）混凝土26常用減水劑的應用見表2-4所示。（二）混凝土常用減水劑的應用表2-427（二）混凝土28引氣劑的概念、分類及其應用4）引氣劑引氣劑是一種在攪拌過程中具有在砂漿或混凝土中引人大量、均勻分布的徽氣泡．而且在硬化后能保留在其中的一種外加劑。加入引氣劑，可以改善混凝土拌和物的和易性，顯著提高混凝土的抗凍性和抗滲性，但會降低彈性模量及強度。引氣劑主要有松香樹脂類、烷基苯磺酸鹽類和脂醇磺酸鹽類，其中松香樹脂類中的松香熱聚物和松香皂應用最多。

引氣劑使用與配制抗凍混凝土、泵送混凝土、港口混凝土、防水混凝土以及骨料質量差、泌水嚴重的混凝土，不適宜配制蒸汽養護的混凝土。（二）混凝土29膨脹劑、防凍劑、泵送劑、速凝劑的概念及其應用5）膨脹劑膨脹劑是能使混凝土產生一定體積膨脹的外加劑。常用的膨脹劑種類有硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、硫鋁酸一氧化鈣類等。6）防凍劑防凍劑是能使混凝土在負溫下硬化并能在規定條件下達到預期性能的外加劑。7）泵送劑泵送劑是改善混凝土泵送性能的外加劑。它由減水劑、調凝劑、引氣劑、潤滑劑等多種組分復合而成。8）速凝劑速凝劑是使混凝土迅速凝結和硬化的外加劑，能使混凝土在5min內初凝，10min內終凝，1h產生強度。速凝劑主要用于噴射混凝土、堵漏等。（二）混凝土30（三）砂漿（三）砂漿31（三）砂漿32（三）砂漿33（三）砂漿34（3）水拌合砂漿用水應符合現行行業標準《混凝土用水標準》JGJ63的規定。應選用不含有害雜質的潔凈水來拌制砂漿。（4）摻加料為了改善砂漿的和易性和節約水泥，可在砂漿中加入一些無機摻加料，如石灰膏、電石膏、粉煤灰等。（5）外加劑為了使砂漿具有良好的和易性及其他施工性能，可在砂漿中摻入某些外加劑，如有機塑化劑、引氣劑、早強劑、緩凝劑、防凍劑等。（三）砂漿354.抹面砂漿的分類及應用抹面砂漿的概念、分類及其應用抹面砂漿也稱抹灰砂漿，是指涂抹在建筑物或建筑構件表面的砂漿。它既可以保護墻體不受風雨、潮氣等侵蝕，提高墻體的耐久性；同時也使建筑表面平整、光滑、清潔美觀。按使用要求不同，抹面砂漿可以分為普通抹面砂漿、裝飾砂漿和具有特殊功能的抹面砂漿（如防水砂漿、耐酸砂漿、絕熱砂漿、吸聲砂漿等）。（1）普通抹面砂漿常用的普通抹面砂漿有水泥砂漿、水泥石灰砂漿、水泥粉煤灰砂漿、摻塑化劑水泥砂漿、聚合物水泥砂漿、石膏砂漿。（三）砂漿36為了便于涂抹．普通抹面砂漿要求比砌筑砂漿具有更好的和易性，因此膠凝材料（包括摻合料）的用量比砌筑砂漿的多一些。普通抹面砂漿的流動性和砂子的最大粒徑可參考表2-5，配合比可參考表2-6。（三）砂漿普通抹面砂漿的流動性（稠度）和砂子的最大粒徑參考值表2-537

（三）砂漿普通抹面砂漿配合比參考值表2-6（2）裝飾砂漿涂抹在建筑物內外墻表面，以增加建筑物美觀效果的砂漿稱為裝飾砂漿。裝飾砂漿與普通抹面砂漿的主要區別在面層。38（四）石材、磚和砌塊（四）石材、磚和砌塊39（四）石材、磚和砌塊40（四）石材、磚和砌塊41

（三）砂漿燒結普通磚的質量等級表2-742

（三）砂漿表2-7續表②燒結普通磚的應用

燒結普通磚是傳統墻體材料。燒結普通磚主要用于砌筑建筑物的內墻、外墻、柱、煙囪和窯爐。目前，我國正大力推廣墻體材料改革，禁止使用黏土實心磚，可使用黏土多孔磚和空心磚。43（四）石材、磚和砌塊圖2-1典型規格燒結多孔磚44B．強度等級。燒結多孔磚根據抗壓強度分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU1O這五個強度等級，評定方法與燒結普通磚的評定方法相同。C．質量等級。強度和抗風化性能合格的磚，根據尺寸偏差、外觀質量、孔型及孔洞排列、泛霜、石灰爆裂分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)這三個質量等級。燒結多孔磚的外觀質量和尺寸偏差見表2-8、表2-9。（四）石材、磚和砌塊燒結多孔磚的外觀質量表2-845（四）石材、磚和砌塊燒結多孔磚的尺寸偏差表2-9②燒結多孔磚的應用

燒結多孔磚可以用于承重墻體。優等品可用于墻體裝飾和清水墻砌筑，一等品和合格品可用于混水墻，中等泛霜的磚不得用于潮濕部位。3）燒結空心磚

燒結空心磚主要用作非承重墻，如多層建筑內隔墻或框架結構的填充墻等。使用空心磚強度等級不低于MU3.5，最好在MU5以上，孔洞率應大于45%，以橫孔方向砌筑。46（四）石材、磚和砌塊473）爐渣磚

爐渣磚可用于一般工業與民用建筑的墻體和基礎。但用于基礎或易受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用MU15及以上強度等級的磚；爐渣磚不得用于長期受熱在200℃以上或受急冷急熱或有侵蝕性介質的部位。4）混凝土磚混凝土普通磚是以水泥和普通骨料或輕骨料為主要原料，經原料制備、加壓或振動加壓、養護而制成。其規格與黏土實心磚相同，用于工業與民用建筑基礎和承重墻體。混凝土多孔磚是以水泥為膠結材料，與砂、石（輕集料）等經加水攪拌、成型和養護而制成的一種具有多排小孔的混凝土制品（圖2-2）。（四）石材、磚和砌塊圖2-2混凝土多孔磚48（四）石材、磚和砌塊49（2）普通混凝土小型空心砌塊混凝土小型空心砌塊是以水泥為膠凝材料，砂、碎石或卵石、煤矸石、爐渣為骨料，經加水攪拌、振動加壓或沖壓成型、養護而成的小型砌塊。砌塊示意圖如圖2-3所示。

混凝土小型空心砌塊建筑體系比較靈活，砌筑方便，主要用于建筑的內外墻體。（四）石材、磚和砌塊圖2-3混凝土小型空心砌塊各部位名稱1—條面；2—坐漿面(肋厚較小的面)；3—壁；4—肋；5—頂面；6—鋪槳面(肋厚較大的面)50（五）金屬材料（五）金屬材料51鋼材的分類表2-10（五）金屬材料52（五）金屬材料圖2-4低碳鋼受拉的應力-應變圖圖2-5中、高碳鋼的應力-應變圖53（五）金屬材料伸長率。圖2-5中當曲線到達C點后，試件薄弱處急劇縮小，塑性變形迅速增加，產生“頸縮現象”而斷裂。將拉斷后的試件拼合起來，測定出標距范圍內的長度(mm)，其與試件原標距(mm)之差為塑性變形值，塑性變形值與之比稱為伸長率，用δ表示，如圖2-6所示。2）沖擊韌性沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。沖擊韌性指標是通過標準試件的彎曲沖擊韌性試驗確定的，見圖2-7。

圖2-6鋼材的伸長率54（五）金屬材料圖2-7沖擊韌性試驗示意圖(a)試件尺寸；(b)試驗裝置；(c)試驗機1—擺錘；2—試件；3—試驗臺；4—刻轉盤；5—指針3）硬度鋼材的硬度是指其表面局部體積內抵抗外物壓入產生塑性變形的能力。常用的測定硬度的方法有布氏法和洛氏法。554）耐疲勞性在反復荷載作用下的結構構件，鋼材往往在應力遠小于抗拉強度時發生斷裂，這種現象稱為鋼材的疲勞破壞。鋼材抵抗疲勞破壞的能力稱為耐疲勞性。（2）工藝性能良好的工藝性能，可以保證鋼材順利通過各種加工，而使鋼材制品的質量不受影響。鋼材的工藝性能主要包括冷彎性能、焊接性能、冷拉性能、冷拔性能等。1）冷彎性能冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。鋼材的冷彎性能指標是指試件彎曲的角度（α）和彎心直徑對試件厚度（或直徑）的比值（d/a）來表示。

圖2-8為彎曲時不同彎心直徑的鋼材冷彎試驗。（五）金屬材料56（五）金屬材料2.鋼結構用鋼材的品種鋼結構用鋼材的品種、特性及其相關應用范圍建筑用鋼主要有碳素結構鋼和低合金結構鋼兩種。（1）鋼材的牌號及其表示方法1）碳素結構鋼碳素結構鋼的牌號由字母Q、屈服點數值、質量等級代號、脫氧方法代號四個部分組成。圖2-8鋼材冷彎試驗57（五）金屬材料2）低合金高強度結構鋼低合金高強度結構鋼均為鎮靜鋼或特殊鎮靜鋼，所以它的牌號只有Q、屈服點數值、質量等級三部分。(2)鋼結構用鋼材1)熱軋型鋼熱軋型鋼主要采用碳素結構鋼Q235A，低合金高強度結構鋼Q345和Q390熱軋成型。常用的熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼、T型鋼、H型鋼、Z型鋼等，如圖2-9所示。圖2-9熱軋型鋼(a)等邊角鋼；(b)不等邊角鋼；(c)工字鋼；(d)槽鋼；(e)H型鋼58（五）金屬材料2）冷彎薄壁型鋼圖2-10所示為常見形式的冷彎薄壁型鋼。3）鋼板鋼板是用碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼經熱軋或冷軋生產的扁平鋼材。按軋制方式可分為熱軋鋼板和冷軋鋼板。表示方法：寬度×厚度×長度(mm)。厚度大于4mm的為厚板；厚度小于或等于4mm的為薄板。圖2-10冷彎薄壁型鋼593.鋼筋混凝土結構用鋼材的品種鋼筋混凝土結構用鋼材的品種、特性及其相應應用范圍鋼筋混凝土結構用鋼材主要是由碳素結構鋼和低合金結構鋼軋制而成的各種鋼筋，其主要品種有熱軋鋼筋、冷加工鋼筋、熱處理鋼筋、預應力混凝土用鋼絲和鋼絞線等。常用的是熱軋鋼筋、預應力混凝土用鋼絲和鋼絞線。

熱軋帶肋鋼筋按屈服強度值分為335、400、500三個等級，其牌號的構成及其含義見表2-11。（五）金屬材料熱軋帶肋鋼筋牌號的構成及其含義(GB1499.2)表2-1060（五）金屬材料預應力混凝土用鋼絲鋼絲按加工狀態分為冷拉鋼絲和消除應力鋼絲兩類。鋼絲按外形分為光圓鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲三種。螺旋肋鋼絲表面沿著長度方向上具有規則間隔的肋條（圖2-l1）；刻痕鋼絲表面沿著長度方向上具有規則間隔的壓痕（圖2-12）。圖2-11螺旋肋鋼絲外形圖2-12三面刻痕鋼絲外形61（五）金屬材料圖2-13鋼絞線外形示意圖(a)1×2結構鋼絞線；(b)1×3結構鋼絞線；(c)1×7結構鋼絞線62（六）防水材料防水卷材的概念、品種、特性及其應用范圍（P57～P60）防水涂料的分類方法、特性及其應用范圍（P60～P61）（六）防水材料631.防水卷材的品種及特性防水卷材的概念、品種、特性及其應用范圍防水卷材是一種具有一定寬度和厚度的能夠卷曲成卷狀的帶狀定型防水材料。防水卷材的品種很多，根據構成防水膜層的主要原料，防水卷材可以分為瀝青防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材和合成高分子防水卷材三類，后兩類防水卷材的綜合性能優越，是目前國內大力推廣使用的新型防水卷材。(l)瀝青防水卷材瀝青防水卷材是以原紙、織物、纖維氈、塑料膜等材料為胎基，浸涂石油瀝青、礦物粉料或塑料膜為隔離材料制成的防水卷材。瀝青防水卷材由于質量輕、價格低廉、防水性能良好、施工方便、能適應一定的溫度變化和基層伸縮變形，故多年來在工業與民用建筑的防水工程中得到了廣泛應用。（六）防水材料64（六）防水材料65高分子防水卷材具有拉伸強度高、斷裂伸長率大、抗撕裂強度高、耐熱性能好、低溫柔性好、耐