第三章 工程材料

　　第一节 基本材料

　　一、钢筋

　　(一)钢筋分类

　　(包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢，常用的有热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋及钢丝、钢绞线)

　　1、热轧钢筋

　　热轧光圆钢筋有HPB235、HPB300;热轧带肋钢筋有HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500

　　随钢筋级别的提高，其屈服强度和极限强度逐渐增加，而塑性逐渐降低

　　非预应力钢筋混凝土用HPB235、HRB335、HRB400;预应力钢筋用HRB500、HRB400、HRB335

　　2、冷加工钢筋

　　(1)冷拉热轧钢筋冷拉(可使屈服点提高，材料变脆、屈服阶段缩短，塑性、韧性降低) 冷拉时效：卸荷后不立即重新拉伸，而是保持一定时间后重新拉伸，钢筋的屈服强度、抗拉强度进一步提高，而塑性、韧性继续降低的现象

　　(2)冷拉带肋钢筋(在中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中广泛应用)

　　(3)冷拔低碳钢筋(甲级用于预应力混凝土构建结构中、乙级用于非预应力构件结构中)

　　(4)热处理钢筋(主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可用于预应力混凝土板、吊车梁等构件)

　　(5)碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线

　　钢绞线强度高、柔性好，特别适用于曲线配筋的预应力混凝土结构、大跨度或重荷载的屋架等

　　钢丝和钢绞线主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨度吊车梁等

　　造价工程师培训招生简章：适应人群：基础薄弱需要全面复习备考的学员；包含课程：教材精讲+考点强化+经典习题+真题解析+应试技巧+题库+案例第六题+考试不过第二年免费重学；详细情况：● 以全面系统的学习课程，针对专业进行强化，帮助学员提前备考，全程领跑； ● 案例第六题(土建)只在案例分析和全科套餐中含有；● 量身定制学习计划，24小时在线学习答疑；● 历年真题解析，掌握高频考点，多套模拟试题免费测试，全面把握考点；● 1V1直播教室、应试技巧培训；● 报名全程领跑套餐，考试不过享受第二年免费重学购买>>>

　　造价工程师考试宝典：辅导软件收录造价工程师考试复习试题集、模拟试题、历年试题，试题辅导软件囊括了目前所有的最新造价工程师考试科目：工程造价管理基础理论与相关法规、工程造价计价与控制、建设工程技术与计量（土建工程部分）、建设工程技术与计量（安装工程部分）、工程造价案例分析、模拟试卷、历年试题，并提供专业级的造价工程师考试解题方法、答题技巧、考试要点精解。通过全面、针对性强的强化考试辅导训练、考前培训，提高您造价工程师考试的应试能力，辅导您考试成功。

　　课程咨询微信号：W712931601。快速联系通道。咨询电话：4000-525-585！

　　(二)钢筋的性能

　　1、抗拉性能

　　(1)屈服点(记做σ s设计时一般以σs作为强度取值的依据)

　　(2)抗拉强度(屈强比σ s/σb能反映刚才的利用率和结构安全可靠程度;屈强比越小，刚才受力超过屈服点工作时可靠性越大，结构安全性越大，屈强比太小，则钢筋不能有效利用)

　　(3)伸长率(伸长率表征了钢材的苏醒变形能力，通常以δ 5和δ 10分别表示L 0=5d 0和L0=10d 0(d 0为试件直径)时的伸长率，对同一种钢材，δ 应大于δ10)

　　2、冷弯性能

　　实验：通过试件被弯曲角度(90°、180°)及弯心直径d对试件厚度(或直径)a的比值(d/a)区分的;试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件弯曲处的外表面无裂痕、裂缝或起层即认为冷弯性能合格

　　实验应用：通过试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷，且对钢材的焊接质量也是一种严格的检验

　　3、冲击韧性(指钢材抵抗冲击载荷的能力)

　　试件在冲击荷载作用下这段时所吸收的功，称为冲击吸收功A

　　kv(J) 影响因素：钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度

　　冷脆性：A kv值随试验温度的下降而减小，当温度降低达到某一范围时，Akv急剧下降而呈脆性断裂;发生冷脆时的温度称为脆性临界温度，其数值越低，钢材低温冲击韧性越好

　　4、硬度

　　5、耐疲劳性(指疲劳试验中试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力)

　　(三)钢材的化学成分及对其性能的影响

　　硫：有害元素，呈非金属硫化物存于钢中，具有强烈的偏析作用，降低各种机械性能，易于产生热裂纹、降低可焊性

　　磷：有害元素，含量提高，钢材强度提高，塑性和韧性显著下降，特别是温度逾低，对塑性和韧性的影响越大;在钢中偏析作用强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低可焊性

　　二、水泥

　　(一)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

　　1、定义与代号(不掺混合材料的为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ;掺入不超过水泥直来那个5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ;普通硅酸盐水泥，代号P·O)

　　2、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的技术性质

　　(1)细度

　　影响水泥活性和强度，颗粒越细，水化速度越快，早期强度越高，但硬化收缩较大，且磨粉时能耗大，成本高;颗粒过粗，不利于水泥活性的发挥，强度也低

　　(2)凝结时间

　　初凝时间为水泥加水拌合其，至水泥浆开始失去塑性所需的时间，终凝时间为水泥加水拌和其，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间

　　硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h(390min) 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(指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性能)

　　水泥安定性不良会导致构件(制品)产生膨胀形裂纹或翘曲变形;安定性不合格水泥不得用于工程，应废弃

　　(4)强度

　　实验：在标准温度下20(+/-1)℃的水中养护，测3d和28d的试件抗折和抗压强度划分等级强度

　　(5)碱含量：水泥的碱含量将影响构件(制品)的质量或引起质量事故

　　(6)水热化：水化过程中放出的热量，对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程，水化热积聚在内部不易发散，温度上升大50℃以上，可能使混凝土产生裂痕

　　3、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、抗冻性能好，适用于早期强度要求高、凝结快，冬期施工及严寒地区受发福冻融的工程

　　(3)水泥中含有较多的氢氧化钙，抗软水侵蚀和化学腐蚀性差，所以不宜用于经常与流动水接触及有水压作用的工程，也不宜于受海水和矿物等作用的工程

　　(4)因水化过程放出大量热，故不宜用于大体积混凝土构筑物

　　(二)掺混合材料的硅酸盐水泥

　　1、定义与代号

　　矿渣硅酸盐水泥(P·S)，火山灰质硅酸盐水泥(P·P)，粉煤灰硅酸盐水泥(P·F)

　　2、五种水泥的主要特性及适用

　　(三)氯酸盐水泥(高铝水泥、矾土水泥，代号CA)

　　强度特点：CA水化速度快，凝结正常，快硬早强，而CA 2水化速度慢，但后期强度增长较大

　　耐高温性能：具有一定耐高温性能，在高温下仍能保持较高的强度 耐腐蚀性：

　　适用：配置不定型耐火材料，与耐火粗细集料(如铬铁矿)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动机施工工程

　　不适用：大体积混凝土工程，与碱溶液解除的工程，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，不宜高温季节施工 四、砂石(粒径4.75mm以上为石，4.75mm以下为砂)

　　(一)砂、石的粗细程度和颗粒级配通过筛分法确定

　　(二)普通石子

　　1、最大粒径与颗粒级配

　　最大粒径：石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，不得大于钢筋间最小净距的3/4，对于厚度为100mm或小于100mm的混凝土板，允许采用一部分最大粒径达1/2板厚的集料，但数量不得超过25%

　　2、强度与坚固性

　　(1)强度

　　石子的强度用岩石立方体抗压强度和压碎指标表示，在选择采石场、对粗集料强度有严格要求或对质量有争议时，宜用岩石立方检验;对经常性的生产质量控制则用压碎指标检验(石子强度是通过测定石子抵抗压碎的能力，间接地推测其相应的强度)较为方便

　　(2)坚固性

　　坚固性试验一般采用硫酸钠溶液浸泡法

　　3、物理性质(表观密度、堆积密度、孔隙率)

　　五、石灰与石膏

　　(一)石灰(生石灰CaO)

　　1、石灰的原料：石灰石由含碳酸钙(CaCO 3)较多的石灰石经过高温煅烧生成的气硬性胶凝材料

　　2、石灰膏：石灰加大量水熟化形成石灰浆——冲淡形成石灰乳——经沉淀形成石灰膏

　　3、石灰的硬化

　　4、石灰的技术性质和要求 具有良好的可塑性;但不宜单独使用，常掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰;贮存石灰，不但要防止受潮，且不宜贮存过久

　　5、石灰在土木工程建筑工程中的应用 配置水泥石灰混合砂浆、石灰砂浆，拌制灰土或三合土(强度和耐水性远远高出石灰或黏土)生产硅酸盐制品

　　(二)石膏(以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料)

　　1、石膏的原料及生产

　　α型半水石膏称为高强石膏，β型半水石膏称为建筑石膏

　　2、建筑石膏的技术性质与应用

　　(1)色白质轻

　　(2)凝结硬化快

　　(3)微膨胀性：这一性质使石膏胶凝材料在使用中不会产生裂纹，因此石膏装饰品，形状饱满密实，表面光滑细腻

　　(4)多孔性：石膏制品表面密度小、保温绝人性能好，吸收热量、吸音性强、吸水率大，强度较低、抗渗性、抗冻性和耐水性差

　　(5)防火性

　　(6)耐水性、抗冻性差