冷库建筑-第一讲

第二讲建筑材料主讲人刘斌钢材•钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小于2.06％的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.06％的铁碳合金称为生铁。按化学成分分类•(1)碳素钢低碳钢：含碳量0.25％中碳钢：含碳量为0.25％～0.60％高碳钢：含碳量0.60％(2)合金钢低合金钢：合金元素总含量5.0％中合金钢：合金元素总含量为5.0％～10％高合金钢：合金元素总含量10％建筑工程中，钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢，主要使用非合金钢中的低碳钢，及低合金钢加工成的产品。合金钢亦有少量应用。按品质（杂质含量）分类•(1)普通钢：含硫量≤0.045％～0.050％；含磷量≤0.045％。(2)优质钢：含硫量≤0.035％；含磷量≤0.035％。(3)高级优质钢：含硫量≤0.025％，高级优质钢的钢号后加“高”字或“A”；含磷量≤0.025％。(4)特级优质钢：含硫量≤0.015％，特级优质钢后加“E”；含磷量≤0.025％。国标GB700-88《碳素结构钢》规定•牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以“Q”代表屈服点；屈服点数值共分195MPa、215MPa、235MPa、255MPa和275Mpa五种；质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少，分别为A、B、C、D符号表示；脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。随着牌号的增大，对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大，对拉长率的要求降低。碳素结构钢的牌号、等级和化学成分(GB700—88)牌号等级化学成分/%脱氧方法CMnSiSP不大于Q195—0.06～0.0120.25～0.500.300.0500.045F、b、ZQ215A0.09～0.150.05～0.550.300.0500.045F、b、ZB0.045Q235A0.14～0.220.30～0.650.0350.0500.045F、b、ZB0.12～0.200.30～0.700.045C≤0.180.35～0.800.0400.040ZD≤0.170.035TZQ255A0.18～0.280.40～0.700.300.0500.045F、b、ZB0.045Q275—0.28～0.380.50～0.800.350.0500.045b、ZGB/T699-1999《优质碳素结构钢》•优质碳素结构钢根据锰含量的不同可分为：普通锰含量（锰含量0.8％）钢和较高锰含量（锰含量0.7％～1.2％）钢两组•优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，它表示钢中平均含碳量的万分数。如45号钢，表示钢中平均含碳量为0.45％。数字后若有锰字或Mn，则表示属较高锰含量的钢，否则为普通锰含量钢。如35Mn表示平均含碳量0.35％，含锰量为0.7％～1.0％。若是沸腾钢或半镇静钢，还应在牌号后面加沸（或F）或半（或b）。钢结构用钢•1:钢结构用钢有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、棒材、钢管和板材。•2:钢结构常用的型钢有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边型钢等。混凝土结构用钢•混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度很低。用钢筋增强混凝土，可大大扩展混凝土的应用范围，而混凝土又对钢筋起保护作用。钢筋混凝土结构的钢筋，主要由碳素结构钢和优质碳素钢制成，包括有热轧钢筋、冷轧扭钢筋和冷轧带肋钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线。用钢注意事项•1.防锈•2.防腐蚀•3.冷库内钢结构均可按最低工作温度高于-30℃条件来选用钢材铝合金•⑴防锈铝•⑵硬铝•⑶超硬铝•⑷锻铝水泥•水泥是能与水发生物理化学作用，使其由可塑性浆体硬化成坚硬的人造石材的一种粉末状水硬性胶凝材料。它是重要的建筑材料。硅酸盐水泥的凝结硬化•①水泥的熟料矿物组成及细度•②水泥浆的水灰比•③石膏的掺量•④环境温度和湿度•⑤龄期GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》技术要求•⑴不溶物:Ⅰ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%；Ⅱ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。•(2)烧失量:Ⅰ型硅酸盐水泥中烧失量不得超过3.0%，Ⅱ型硅酸盐水泥中烧失量不得超过3.5%。•⑶氧化镁:水泥中氧化镁的含量不宜超过5.0%。•⑷三氧化硫:水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。•⑸细度:硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg•⑹凝结时间:硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6h30min。•⑺安定性•⑻强度•⑼碱硅酸盐水泥各龄期的强度要求强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0带R的为早强型几种通用水泥的性能特点及应用硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥特性早期强度高；水化热较大；抗冻性较好；耐蚀性差；干缩较小与硅酸盐水泥基本相同早期强度较低，后期强度增长较快；水化热较低；耐热性好；耐蚀性较强；抗冻性差；干缩性较大；泌水较多早期强度较低，后期强度增长较快；水化热较低；耐蚀性较强；抗抗渗性好；抗冻性差；干缩性大早期强度较低，后期强度才长较快；水化热较低；耐蚀性较强；干缩性较小；抗裂性较高；抗冻性差适用范围一般土建工程中钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构；受反复冰冻作用的结构；配制高强混凝土与硅酸盐水泥基本相同高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构；大体积混凝土结构；蒸汽养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；蒸汽养护的构件；有杭硫酸盐侵蚀要求的工程地上、地下及水中大体积混凝土结构；蒸汽养护的构件；抗裂性要求较高的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程不适用范围大体积混凝土结构；受化学及海水侵蚀的工程与硅酸盐水泥基本相同早期强度要求高的工程；有抗冻要求的混凝土工程处在干燥环境中的混凝土工程；其他同矿渣水泥有抗碳化要求的工程；其他同矿渣水泥水泥注意事项•1.矿渣水泥抗冻融性能与普通硅酸盐水泥相近，故确定矿渣水泥可以用于冷库结构。矿渣水泥抗冻融性能与普通硅酸盐水泥相近，故确定矿渣水泥可以用于冷库结构。•2.火山灰水泥抗冻融性能不好，故不能用于冷间结构•3.普通水泥与矿渣水泥相比，早期强度高，凝结时间快，需水量少，如果两种水泥混合使用，因收缩时间不同，将会产生裂缝。故规定两种水泥不得混用，也不允许同一构件中使用两种不同的水泥•4.水灰比越大，混凝土孔隙就越多，相对充水也多，抗冻融性能就差，但是水灰比过小，则施工困难，成型性差，不易密实，孔隙多，充水也多，抗冻融性能也差。试验结果证明，水灰比为0.55～0.6的混凝土抗冻融性能最佳，而施工也容易保证质量。因此规范规定冷间用混凝土强度等级不能低于C20，水灰比不得大于0.6；冻结间混凝土强度等级不得低于C30，水灰比不得大于0.60。•5.水泥添加剂中如果含有氯离子，则能使混凝土碱度降低，破坏钢筋的钝化状态，钢筋容易腐蚀木材的结构•(1)密度:约为1.50～1.56g／cm3•(2)含水率:木材的平衡含水率随其所在地区的不同而异，我国北方为12％左右，南方约为18％，长江流域一般为15％•(3)湿胀干缩性•(4)强度普通混凝土组成材料•(1)水泥品种的选择•(2)骨料:总体积占混凝土体积的60％～80％，按粒径大小分为粗骨料和细骨料•(3)外加剂：普通减水剂、高效减水剂、引气剂、引气减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂、早强剂、早强减水剂、防冻剂、膨胀剂、钢筋阻锈剂混凝土的强度•按照国家标准GB50010－2002《混凝土结构设计规范》，混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度，以fcu，k表示。普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。砌墙砖•1、按孔洞•分为：•普通砖：没有孔洞或孔洞率（砖面上孔洞总面积占砖面积的百分率）小于15%的砖•多孔砖：孔洞率等于或大于15%，孔的尺寸小而数量多的砖。•空心砖：孔洞率等于或大于35%，孔的尺寸大而数量少的砖。•2、根据生产工艺•分为：•烧结砖：经焙烧制成的砖，如粘土砖（N）、页岩砖（Y）、煤矸石砖（M）、粉煤灰砖（F）等•蒸养（压）砖：经常压蒸气养护（或高压蒸气养护）硬化而成的砖，如粉煤灰砖、炉渣砖、灰砂砖等。烧结普通砖强度等级(GB/T5101-1998)强度等级抗压强度平均值f≥(MPa)变异系数δ≤0.21变异系数δ0.21强度标准值fk≥(MPa)单块最小抗压强度值fmin≥(MPa)MU30MU25MU20MU15MU1030.025.020.015.010.022.018.014.010.06.525.022.016.012.07.5规格•1.烧结多孔砖(GB13544-2000)：•长度：290，240•宽度：190、180、175、140、115•高度：90•2.烧结空心砖(GB13545-2003)•长度：390，290，240，•宽度：190，180（175），140，115，•高度：90隔热材料•对绝热材料的基本要求是：导热系数不宜大于0.17W/(m·K)，表观密度应小于1000kg/m3，抗压强度应大于0.3MPa。隔热材料•对绝热材料的基本要求是：导热系数不宜大于0.17W/(m·K)，表观密度应小于1000kg/m3，抗压强度应大于0.3MPa。主要判断因素100023txgGr)1(0t式中：λ——固体在温度为t℃时的导热系数，W·m－1℃－1；λ0——固体在温度为0℃时的导热系数，W·m－1℃－1；主要绝热材料的分类分类品种纤维状无机质天然石棉纤维人造矿物纤维(矿渣棉、岩棉、玻璃棉，硅酸铝棉等)有机质天然棉麻纤维，稻草纤维、草纤维等人造软质纤维板类(木纤维板，草纤维板、稻壳板、蔗渣板等)微孔状无机质天然硅藻土人造硅酸钙、碳酸镁等有机质天然炭化木材气泡状无机质人造膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，加气混凝土，泡沫玻璃，泡沫硅玻璃，火山灰微珠．泡沫枯土等有机质天然软木人造泡沫聚苯乙烯塑料、泡沫聚氨酯塑料，泡沫酚醛树脂．泡沫脲醛树脂，泡沫橡胶，钙塑绝热板等层状金属铝箔、锡箔等我国主要保温隔热材料的性能指标品种性能指标使用温度（℃）施工密度（kg/m3）抗压强度（MPa）导热系数(常温)W/（m·K）矿棉制品600100-0.035～0.044玻璃棉（超细）制品35060-0.030水泥珍珠岩制品500350≥0.40.074微孔硅酸钙制品＜650＜250＞1.00.056轻质保温棉1400--0.60陶瓷纤维制品1050155-0.081泡沫玻璃-200～500＜180＞0.70.050水泥蛭石制品＜6505000.3～0.60.094加气混凝土＜200500＞0.40.126聚氨酯泡沫塑料-196～130＜65≥0.50.035炭化软木＜130120，180＞1.5＜0.058，＜0.070粘土砖-1800-1.58软木•1.软木砖又称炭化软木砖，它是由栓皮经粉碎、加压、烘焙而成的软木制品之一。•2.软木砖的理化性能稳定。无毒、无味、无污染、无老化现象，能耐油和稀酸，在温度、湿度、压力变化以及阳光、空气、霜冻等的影响下，性能稳定，并有隔音、吸音的性能•3.用于建造冷库、化工设备、管道隔热、冷藏车、轮船、军舰、潜艇及高档建筑的保温层，还用于播音室、图书馆、影剧院、会议室等特殊建筑的吸音、隔音、保温层。•4.规格1000×500×50mm1000×500×30mm物理性能指标导热系数:(20℃)≤0.049-0.058W/m·k抗弯强度≥147KN/m2容重≤180kg/m3软木气泡状有机材料聚氨酯泡沫阻燃型聚苯乙烯泡沫阻燃型聚苯乙烯泡沫酚醛泡沫酚醛