第3章土建工程材料

第三章土建工程材料内容提要本章介绍了常用的土建工程材料，主要包括：水泥、砂、石、混凝土、砂浆、砌墙砖、砌块、木材、钢材、玻璃、天然石材等。第一节水泥第二节砂、石第三节混凝土的组成、特点及分类第四节砂浆的分类及材料组成本章内容第八节常用木材的尺寸及质量要求第五节砌墙砖第六节砖及砌块的储运第七节木材的分类及特性第九节木材的防腐、防虫与防火第十节钢材的分类第十一节钢材的主要性能第十二节钢筋本章内容第十六节天然石材第十三节型钢第十四节钢材的验收与储运第十五节玻璃的作用、性质和分类第一节水泥一、水泥概述：水泥是由石灰质原料经高温煅烧，掺加部分添加料共同细磨所得到的建材。二、水泥的分类。1.按生产工艺分类：（1）回转窑水泥：常采用的现代大型水泥生产工艺。（2）立窑水泥：地方小型水泥厂采用的简单生产工艺。（3）粉磨水泥：利用水泥熟料加工生产水泥的简单工艺。（2）专用水泥：油井水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥、道路水泥等；1.按矿物组成分类：（1）通用水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥；（3）特性水泥：白色硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥等。1．通用水泥的组分：2．通用水泥的强度等级：（1）硅酸盐水泥的强度分为：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级；（2）普通硅酸盐水泥的强度分为：42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级；三、通用水泥：通用水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。（3）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的强度等级分为：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级；3．通用水泥的特点和适用范围：见表2-64．其它品种的通用水泥：见表2-7（1）交货验收时，质量验收可抽取实物试样，以检验结果为依据，也可以生产者同编号水泥的检验报告为依据；（2）以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封；（3）以生产者同编号水泥的检验报告为依据时，发货前或交货时买方在同编号水泥中取样，双方共同签封后由卖方保存90d，或认可卖方自行取样、签封并保存90d的同编号水泥的封存样。5．水泥的交货与运输6.水泥的包装、标志、运输和贮存（1）包装：水泥可以散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为50kg，且应不少于标志质量的99%；随机抽取20袋总质量（含包装袋）应不少于1000kg。（2）标志：水泥包装袋上应清楚标明：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。包装袋两侧应根据水泥的品种采用不同颜色印制水泥名称和强度等级，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色；矿渣硅酸盐水泥采用绿色；火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥采用黑色或蓝色。散装发运时，应提交与袋装标志相同内容的卡片。①水泥在运输和保管时不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥应分别储运；②贮存水泥的库房应注意防潮、防漏。存放袋装水泥时，地面垫板要离地30cm，四周离墙30cm；袋装水泥堆垛不宜太高，以免下部水泥受压硬结，一般以10袋为宜，如存放期短、库房紧张，亦不宜超过15袋；（3）运输、贮存③水泥的贮存应按照水泥到货先后，依次堆放，尽量做到现存先用；④水泥贮存期不宜过长，以免受朝降低水泥强度。贮存期一般为3个月，高铝水泥为2个月，快硬水泥为1个月。⑤水泥存放超过3个月为过期水泥，强度将降低10%-20%，存放期越长，强度降低越多。过期水泥使用前必须重新检验强度等级，否则不得使用。7．受潮水泥的处理：参见表2-8受潮程度:有松块、小球、可以捏成粉末、无硬块处理方法:将松块、小球压成粉末，加强搅拌使用办法:根据试验后实际强度等级使用受潮程度:部分结成硬块处理方法:筛去硬块，将松块压碎使用办法:根据实际强度使用；用于次要、受力小的部位；或用于砌筑砂浆受潮程度:硬块处理方法:压成粉末，掺入25%新鲜水泥做强度试验使用办法:试验后根据实际强度等级使用一、砂子砂子是由天然风化、水流搬运和分选、堆积形成或经机械粉碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒，不包括软质岩、风化岩石的颗粒。第二节砂石1．砂子的分类（1）砂子按产地不同分为河砂、海砂和山砂。河砂：长期受河水冲洗，颗粒成圆形，一般工程大多采用河砂；海砂：长期受海水冲刷，颗粒圆滑，较洁净，但常混有贝壳及其碎片，且氯盐含量较高。山砂：存在于山谷或旧河床中，颗粒多带棱角，表面粗糙，石粉含量较多；（2）按细度模数分为粗砂、中砂、细砂、特细砂四级。（3）按加工方法不同分为天然砂和人工砂两类。天然砂：不需要加工直接使用的砂，包括河砂、海砂和山砂；人工砂：天然石材经破碎而成的或加工粗集料过程中的碎屑；2．砂的技术要求（1）砂的公称粒径及砂筛尺寸：参加表2-15。（2）颗粒级配：应符合表2-16的要求。配制混凝土优先选用Ⅱ区砂，采用Ⅰ区砂时，应提高砂率，并保证足够的水泥用量，以确保混凝土的和易性；采用Ⅲ区砂时，应适当降低砂率；当采用特细砂时，应符合相关规定；配置泵送混凝土，应选用中砂。（3）含泥量、泥块含量①天然砂中的含泥量应符合表2-17的规定。有抗冻、抗渗或其它特殊要求的不大于C25的混凝土用砂，其含泥量不应大于3.0%。②砂中泥块含量应符合表2-18的规定。有抗冻、抗渗或其它特殊要求的不大于C25的混凝土用砂，其泥块含量不应大于1.0%。（4）坚硬性：利用硫酸钠溶液检验，五次循环后质量损失应符合表2-19的规定。（5）砂中的有害物质：砂中的有害物质含量应符合表2-20的规定。有抗冻、抗渗要求的混凝土用砂，云母含量不应大于1%；砂中含有颗粒状硫酸盐或硫化物杂质时，应检验满足耐久性要求方可使用。（6）采用海砂配制混凝土时氯离子含量应符合相关规定。①素混凝土，海砂中氯离子含量不予限制；②钢筋混凝土，海砂中氯离子含量不应大于0.06%（以干砂质量的百分率计）；③预应力混凝土不宜采用海砂，必须使用海砂时，应经淡水冲洗，其氯离子含量不得大于0.02%。3．砂的适用范围（1）粗沙：粗颗粒过多，保水性差，适用于配制水泥用量较多或低流动性混凝土；（2）中砂：粗细适宜，级配好，适宜配制各种混凝土；（3）细砂：配制的混凝土粘聚性稍差，保水性好，硬化后干缩较大，表面易产生裂缝。1．石子的分类（1）石子按生产工艺不同分为碎石和卵石。卵石：天然卵石有河卵石、海卵石和山卵石；碎石：由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得到的粒径大于5mm的岩石颗粒称为碎石或碎卵石；（2）按石子级配不同分为连续粒级和单粒级两种；二、石子2．石子的技术要求（1）颗粒级配：碎石或卵石的颗粒级配应满足表2-21的相关要求：（2）含泥量：碎石或卵石中的含泥量应符合表2-22的规定，对于有抗冻、抗渗或其它特使要求的混凝土，所用碎石或卵石的含泥量不应大于1.0%；所含泥是非黏土质的石粉时，含泥量可提高至1.0%、1.5%、3.0%。（3）泥块含量：碎石或卵石中的泥块含量应符合表2-23的规定。对于有抗冻、抗渗或其它特使要求的强度等级小于C30的混凝土，所用碎石或卵石的含泥量不应大于0.5%。（4）针、片状颗粒含量：碎石或卵石中的针、片状颗粒含量应符合表2-24的规定。（5）压碎指标值①碎石的压碎指标值应符合表2-25的规定；②卵石的压碎指标值应符合表2-26的规定；（6）碎（卵）石的坚固性利用硫酸钠溶液检验，五次循环后质量损失应符合表2-27的规定。（7）碎石或卵石中的有害物质碎石或卵石中的硫化物和硫酸盐含量以及卵石中有机杂质等有害物质含量应符合表2-28的规定。（8）对于长期处于潮湿环境的重要结构混凝土，其所用碎石或卵石应进行碱活性检验。第三节混凝土的组成、特点及分类一、混凝土的组成混凝土是工程建设的主要材料之一。广义的混凝土是指由胶凝材料、细骨料（砂）、粗骨料（石）和水按适当比例配制的混合物经硬化而成的人造石材。目前广泛使用的普通混凝土是由水泥、水、砂、石以及根据需要掺入的各类外加剂与矿物混合材料。1．易于加工成形：混凝土有良好的可塑性和浇筑性，可满足设计要求的形状和尺寸；2．可调整性强：混凝土的性能取决于组成材料的质量和组合情况，可以通过调整各种组成材料的品种、质量和组合比例，达到所要求的性能，既可以根据需要设计混凝土；二、混凝土的特点3．热胀系数与钢筋相近，保证了与钢筋之间的牢固粘接力，二者可结合在一起共同工作，成为钢筋混凝土；4．经久耐用，维修费用低。其缺点是自重大、比强度小、抗拉强度低、变形能力差、容易开裂。三、混凝土的分类1．按表观密度分：分为重混凝土；普通混凝土和轻混凝土。2．按凝胶材料分类无机胶凝材料混凝土：如水泥混凝土、石膏混凝土等。有机胶凝材料混凝土：如沥青混凝土、聚合物混凝土等。3．按使用功能分类：防水混凝土、结构混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、耐碱混凝土、装饰混凝土、防辐射混凝土等。4．按施工工艺分类：如普通浇筑混凝土、喷射混凝土、离心成型混凝土、泵送混凝土等。5．按配筋情况分类：素混凝土、钢筋混凝土、劲性混凝土、纤维混凝土、预应力混凝土等。6．按拌合物的流动性分类：干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土等。7．按掺合料分类：粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、碱矿混凝土、纤维混凝土等。第四节砂浆的分类及组成材料一、砂浆的分类1．按胶凝材料分类：水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆等；2．按用途分类：砌筑砂浆、抹灰（面）砂浆、装饰砂浆、防水砂浆；3．按堆积密度分类：重质砂浆、轻质砂浆等；4．按生产工艺分类：传统砂浆、预拌砂浆、干粉砂浆等。二、砌筑砂浆的种类1．水泥砂浆：由水泥和砂子按一定比例混合搅拌而成，可以配制强度较高的砂浆，常用于基础、长期受水浸泡的地下室和承受较大荷载的砌体；2．混合砂浆：由水泥、石灰膏和砂子按一定比例混合搅拌而成，一般用于地面以上的砌体。混合砂浆加入石灰膏，改善了砂浆的和易性，有利于砌体强度和工效的提高；3．石灰砂浆：由石灰膏和砂子按一定比例混合搅拌而成的砂浆，完全靠石灰的气硬性而获得强度；4．其它砂浆：防水砂浆，在水泥砂浆中加入3-5%的防水剂制成，用于有防水要求的砌体、以及房屋的防潮层；嵌缝砂浆，采用细砂或特细砂，以利于勾缝；聚合物砂浆，掺入一定量高分子聚合物的砂浆，一般用于有特殊要求的砌体。三、砌筑砂浆的组成材料1．砌筑砂浆：将砖、砌块、石等粘接为砌体的砂浆称为砌筑砂浆。2．砌筑砂浆的组成：砌筑砂浆宜采用水泥砂浆或水泥混合砂浆3．砌筑砂浆的原材料标准：（1）胶结料：宜采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥强度等级根据砂浆强度等级选用。水泥砂浆采用的水泥强度一般不易大于32.5级；水泥混合砂浆采用的水泥强度一般不易大于42.5级；严禁使用废品水泥。（2）细骨料：细骨料宜采用中砂；毛石砌体宜采用粗砂。一般砂的含泥量不应超过5%；M2.5的水泥混合砂浆，砂的含泥量不宜超过10%；人工砂、山砂及特细砂，在满足砌筑砂浆技术条件时，含泥量可适当放宽，砂应过筛，不得含有草根等杂物。（3）掺合料①石灰膏：块状石灰熟化成石灰膏，应用孔洞尺寸不大于3mm×3mm的网过滤，熟化时间不应少于7d；对于磨细生石灰粉，熟化时间不得少于2d；严禁使用脱水硬化石灰膏。②粘土膏：采用粘土或亚粘土制备黏土膏时，宜用搅拌机加水搅拌，通过孔洞尺寸不大于3mm×3mm的网过滤。粘土中有机物含量用比色法鉴定，应浅于标准色。③磨细生石灰膏：其细度用孔径为0.080mm筛的筛余量表示时，不应大于15%。④电石膏：制作电石膏的电石渣应经20min加热至70℃，无乙炔气味时方可使用。⑤粉煤灰：应采用Ⅲ级粉煤灰。⑥有机塑化剂：砌筑砂浆中掺加的微沫剂等有机塑化剂，应经砂浆性能试验合格后方可使用。（4）水：拌制砂浆应采用不含有害物质的洁净水或饮用水。每立方米水泥砂浆材料用量见表2-47；每立方米混合砂浆材料用量见表2-48。砌筑砂浆的稠度由砌体种类、施工条件和