建筑材料基本知识

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第一章 建筑材料基本性质
本章为全书重点之一。在讨论具体性质之前，要求同学理解不同材料，在结构物中的功用不同，所处的环境不同，对其性质的要求也不同。本章所讨论的各种性质都是建筑材料经常要考虑的性质。掌握或了解这些性质的概念（包括定义、表示方法、实用意义等）对以后讨论各种材料意义重大。
建筑材料的性质可归纳为：物理性质、力学性质、化学性质、耐久性等。
第一节 材料的组成与结构
一、 材料的组成
材料的组成是决定材料性质的内在因素之一。主要包括：化学组成和矿物组成。
二、 材料的结构
材料的性质与材料内部的结构有密切的关系。材料的结构主要分成：宏观结构 显微结构 微观结构。
第二节 材料的物理性质
一、 表示材料物理状态特征的性质
1体积密度：材料在自然状态下单位体积的质量称为体积密度。
2密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度。
3堆积密度：散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称为堆积密度。
注意：密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积；自然状态下的体积是指固体物质的体积与全部孔隙体积之和；堆积体积是指自然状态下的体积与颗粒之间的空隙之和。
4表观密度：材料的质量与表观体积之比。表观体积是实体积加闭口孔隙体积，此体积即材料排开水的体积。
5孔隙率：材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。
6开口孔隙率：材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。
7闭口孔隙率：材料中闭口孔隙的体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。即闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率。
8空隙率：散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒材料在自然状态下的体积之比的百分率。
二、 与各种物理过程有关的材料性质
1亲水性：当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用
力（吸附力）大于水分子之间的作用力（内聚力），材料表面吸附水分，即被水润湿，表现出亲水性，这种材料称为亲水材料。
2憎水性：当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用
力（吸附力）小于水分子之间的作用力（内聚力），材料表面不吸附水分，即不被水润湿，表现出憎水性，这种材料称为憎水材料。
3吸水性：材料吸收水分的能力称为吸水性，用吸水率表示。
吸水率有两种表示方法：质量吸水率 体积吸水率
质量吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的质量与材料在绝对干燥状态下的质量之比。
体积吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的体积与材料在自然状态下的体积之比。
4含水率：材料在自然状态下所含的水的质量与材料干重之比
例题：已知某种建筑材料试样的孔隙率为24%，此试样在自然状态下的体积为40立方厘米，质量为85.50克，吸水饱和后的质量为89.77克，烘干后的质量为82.30克。试求该材料的密度、表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、含水率。
解：密度=干质量/密实状态下的体积=82.30/40×（1-0.24）=2.7克/立方厘米
开口孔隙率=开口孔隙的体积/自然状态下的体积=（89.77-82.3）÷1/40=0.187
闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率=0.24-0.187=0.053
表观密度=干质量/表观体积=82.3/40×（1-0.187）=2.53
含水率=水的质量/干重=（85.5-82.3）/82.3=0.039
第三节 材料的力学性质
一、 材料在外力作用下的变形性质
1弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力消除后，
能够完全恢复原来形状的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。
2塑性变形：材料在外力作用下产生变形而不出现裂缝，当外力消除后，不能够自动恢复原来形状的性质称为塑性，这种变形称为塑性变形。
二、 强度
材料抵抗在应力作用下破坏的性能称为强度。强度通常以强度极限表示。强度极限即单位受力面积所能承受的最大荷载。
有关材料的力学性质，在《材料力学》中有详尽的论述，本书不作要求。
注意：对于以力学性质为主要性能指标的材料，通常按其强度值的大小划分成若干等级或标号。脆性材料（混凝土、水泥等）主要以抗压强度来划分等级或标号，塑性材料（钢材等）以抗拉强度来划分。强度值和强度等级或标号不能混淆，前者是表示材料力学性质的指标，后者是根据强度值划分的级别。

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第二章 石材
本章的重点内容为常用建筑石材，其他内容不作要求。
一、砌筑用石材的规格
1料石：截面的宽度、高度不小于200毫米，且不小于长度的1/4。
2细料石：叠砌面的凹入深度不大于10毫米。
3粗料石：叠砌面的凹入深度不大于20毫米。
4毛料石：外形大致方正，一般不加工，高度不小于200毫米，叠砌面的凹入深度不大于
25毫米
5毛石：形状不规则，中部厚度不小于200毫米。主要用于基础、毛石混凝土。
二、常用建筑石材
1花岗岩：主要矿物组成是长石、石英，为全晶制，块状结构，通常有灰、白、黄、红
等多种颜色，具有很好的装饰性。抗风化性及耐久性高，耐酸性好，使用年限高。
2石灰岩：主要由方解石组成，常呈灰、白等颜色，可用于基础、挡土墙等石砌体，破
碎后可用于配制混凝土。它也是生产石灰和水泥等的原料。
3大理石：主要矿物组成是方解石和白云石。构造致密，呈块状，常呈白、浅红、浅绿
等斑纹，装饰效果好。其吸水率小、杂质少、质地坚硬。

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第三章 气硬性胶凝材料
本章的重点是建筑石膏和石灰。
第一节 石膏
一、 石膏的化学组成
生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然石膏（又称生石膏）或含硫酸钙的化工副产品
和磷石膏、氟石膏、硼石膏等废渣，其化学式为CaSO4.2H2O,也称二水石膏。将天然二水石膏在不同的温度下煅烧可得到不同的石膏品种。如将天然二水石膏在107~1700c的干燥条件下加热可得建筑石膏。
二、 建筑石膏的凝结与硬化
将建筑石膏加水后，它首先溶解于水，然后生成二水石膏析出。随着水化的不断进行，
生成的二水石膏胶体微粒不断增多，这些微粒比原先更加细小，比表面积很大，吸附着很多的水分；同时浆体中的自由水分由于水化和蒸发而不断减少，浆体的稠度不断增加，胶体微粒间的黏结逐步增强，颗粒间产生摩擦力和黏结力，使浆体逐渐失去可塑性，即浆体逐渐产生凝结。继续水化，胶体转变成晶体。晶体颗粒逐渐长大，使浆体完全失去可塑性，产生强度，即浆体产生了硬化。这一过程不断进行，直至浆体完全干燥，强度不在增加，此时浆体已硬化人造成石材。
浆体的凝结硬化过程是一个连续进行的过程。从加水开始拌合一直到浆体开始失去可
塑性的过程称为浆体的初凝，对应的这段时间称为初凝时间；从加水拌合开始一直到浆体完全失去可塑性，并开始产生强度的过程称为浆体的硬化，对应的时间称为终凝时间。
三、 建筑石膏的特性、质量要求与应用
（一）建筑石膏的特性
建筑石膏与其他胶凝材料相比有以下特性：
1结硬化快
2凝结硬化时体积微膨胀
3孔隙率大与体积密度小
4保温性与吸声性好
5强度较低
6具有一定的调温与调湿性能
7防火性好但耐火性较差
8耐水性、抗渗性、抗冻性差
（二）建筑石膏的质量要求
建筑石膏的质量要求主要有强度、细度和凝结时间。按强度和细度划分为优等品、一等品和合格品。各等级建筑石膏的初凝时间不得小于6min,终凝时间不得大于30min。
（三）建筑石膏的应用
建筑石膏的应用很广，主要用于室内抹灰、粉刷、生产各种石膏板等。
第二节 石灰
一、 石灰的原料与生产
生产石灰的原料主要是含碳酸钙为主的天然岩石，如石灰石、白垩等。将这些原料在高温下煅烧，即得生石灰，主要成分为氧化钙。正常温度下煅烧得到的石灰具有多孔结构，内部孔隙率大，晶体粒小，体积密度小，与水作用快。
注意：生产时，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰中含有未分解的碳酸钙内核，外部为正常煅烧的石灰，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。温度过高得到的石灰称为过火石灰。过火石灰的结构致密，孔隙率小，体积密度大，并且晶粒粗大，表面常被熔融的黏土杂质形成的玻璃物质所包覆。因此过火石灰与水作用的速度很慢，须数天甚至数年，这对石灰的使用极为不利。
为避免过火石灰在使用以后，因吸收空气中的水蒸气而逐步熟化膨胀，使已硬化的砂浆或制品产生隆起、开裂等破坏现象，在使用以前必须使过火石灰熟化或将过火石灰去除。常采用的方法是在熟化过程中，利用筛网除掉较大尺寸过火石灰颗粒，而较小的过火石灰颗粒在储灰坑中至少存放二周以上，使其充分熟化，此即所谓的“陈伏”。陈伏时为防止石灰炭化，石灰膏的表面须保存有一层水。
二、 石灰的特性
1保水性与可塑性好
2凝结硬化慢、强度低%
3耐水性差
4干燥收缩大
本章的其他内容一般了解。

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第四章 水泥
本章以硅酸盐水泥和掺混合材料的硅酸盐水泥为重点，是全书重点之一。
第一节 硅酸盐水泥
一、 酸盐水泥的矿物组成
国家标准规定：凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适
量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥的主要矿物组成是：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。硅酸三钙
决定着硅酸盐水泥四个星期内的强度；硅酸二钙四星期后才发挥强度作用，约一年左右达到硅酸三钙四个星期的发挥强度；铝酸三钙强度发挥较快，但强度低，其对硅酸盐水泥在1至3天或稍长时间内的强度起到一定的作用；铁铝酸四钙的强度发挥也较快，但强度低，对硅酸盐水泥的强度贡献小。
二、 硅酸盐水泥的凝结与硬化
（一）硅酸盐水泥的水化
硅酸盐水泥与水拌合后，熟料颗粒表面的四种矿物立即与水发生水化反应，生成五种
水化产物：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙晶体。其中，水化硅酸钙凝胶约占50%，氢氧化钙晶体约占20%。
水泥早期强度增长快，后期强度增长缓慢，若温度和湿度适宜，其强度在几年或十几年后仍可缓慢增长。
（二）水泥石及影响其凝结硬化的因素
硬化后的水泥浆体，称为水泥石，是由胶凝体、未水化的水泥颗粒内核、毛细孔等组
成的非均质体。
水泥石的硬化程度越高，凝胶体含量越多，水泥石强度越高。影响水泥石凝结硬化的因素有：
1水泥熟料的矿物组成和细度
2石膏掺量：掺入石膏可延缓其凝结硬化速度
3养护时间：随着养护时间的增长，其强度不断增加
4温度和湿度：温度升高，硬化速度和强度增长快；水泥的凝结硬化必须在水分充足
的条件下进行，因此要有一定的环境湿度
5水灰比：拌合水泥浆时，水与水泥的质量比，称为水灰比。水灰比愈小，其凝结硬化速度愈快，强度愈高
三、 酸盐水泥的技术要求
1细度：水泥颗粒越细，比表面积越大，水化反应越快越充分，早期和后期强度都较高。国家规定：比表面积应大于300平方米/千克，否则为不合格。
2凝结时间：为保证在施工时有充足的时间来完成搅拌、运输、成型等各种工艺，水泥的初凝时间不宜太短；施工完毕后，希望水泥能尽快硬化，产生强度，所以终凝时间不宜太长。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于390分钟。
3体积安定性：水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。如体积变化不均匀即体积安定性不良，容易产生翘曲和开裂，降低工程质量甚至出现事故。
四、 水泥石的腐蚀与防止
1水泥石受腐蚀的基本原因：水泥石中含有易受腐蚀的成分，即氢氧化钙和水化铝酸钙等；水泥石不密实，内部含有大量的毛细孔隙。
2易造成水泥石腐蚀的介质：软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱的水。
3防止腐蚀的措施：合理选用水泥的品种；掺入活性混合材料；提高水泥密实度；设保护层。
五、 硅酸盐水泥的性质、应用与存放
（一）硅酸盐水泥的性质与应用
1早期及后期强度均高：适用于预制和现浇的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、预应力混凝土工程等。
2抗冻性好：适用于严寒地区和抗冻性要求高的混凝土工程。
3耐腐蚀性差：不宜用于受流动软水和压力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蚀性介质作用的工程。
4水化热高：不宜用于大体积混凝土工程。
5抗炭化性好：适合用于二氧化碳浓度较高的环境，如翻砂、铸造车间等。
6耐热性差：不得用于耐热混凝土工程。
7干缩小：可用于干燥环境。
8耐磨性好：可用于道路与地面工程。
（二）酸盐水泥的运输与储存
水泥在运输过程中，须防潮与防水。散装水泥须分库储存，袋装水泥的堆放高度不得超过十袋；水泥不宜久存，超过三个月的水泥须重新试验，确定其标号。
第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥
一、 混合材料
1非活性混合材料：常温下不与氢氧化钙和水反应的混合材料称为非活性混合材料。主要有石灰石、石英砂及矿渣等。作用是调节水泥标号，降低水化热，增加水泥的产量，降低水泥成本等。
2活性混合材料：常温下与氢氧化钙和水发生反应的混合材料称为活性混合材料。主要有粒化高炉矿渣和火山灰质混合材料。主要作用是改善水泥的某种性能，此外也能起到调节水泥标号、降低水化热和成本、增加水泥产量的作用。
二、 普通硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。
国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：
（1）细度 筛孔尺寸为80µm的方孔筛的筛余不得超过10%，否则为不合格。
（2）凝结时间 处凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。
（3）标号 根据抗压和抗折强度，将硅酸盐水泥划分为325、425、525、625四个标号。
普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：
（1）早期强度略低
（2）耐

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第五章 混凝土
混凝土是以胶凝材料与骨料按适当比例配合，经搅拌、成型、硬化而成的一种人造石材。按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土等，本章主要介绍广为应用的水泥混凝土。本章是全书的重点。
第一节 普通混凝土的组成及基本要求
一、 混凝土的组成
混凝土是由水泥、水、砂和石子组成。水和水泥成为水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料。在混凝土的组成中，骨料一般占总体积的70%-80%；水泥石约占20%-30%，其余是少量的空气。
二、 混凝土的基本要求
1、 混凝土拌合物的和易性：混凝土拌合物必须具有与施工条件相适应的和易性。
2、 强度：混凝土经养护至规定天数，应达到设计要求的强度。
3、 耐久性
4、 经济性
第二节 普通混凝土的组成材料
一、 水泥
水泥标号的选择，根据混凝土的强度要求确定，使水泥标号与混凝土强度相适应。水泥的强度约为混凝土强度的1.5-2.0倍为好。
二、 细骨料
粒径为5

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第六章 建筑砂浆
建筑砂浆和混凝土的区别在于不含粗骨料，它是由胶凝材料、细骨料和水按一定的比例配制而成。按其用途分为砌筑砂浆和抹面砂浆；按所用材料不同，分为水泥砂浆、石灰砂浆、石膏砂浆和水泥石灰混合砂浆等。合理使用砂浆对节约胶凝材料、方便施工、提高工程质量有着重要的作用。
第一节 砂浆的技术性质
一、 新拌砂浆的和易性
砂浆的和易性是指砂浆是否容易在砖石等表面铺成均匀、连续的薄层，且与基层紧密黏结的性质。包括流动性和保水性两方面含义。
（一）流动性
影响砂浆流动性的因素，主要有胶凝材料的种类和用量，用水量以及细骨料的种类、颗粒
形状、粗细程度与级配，除此之外，也于掺入的混合材料及外加剂的品种、用量有关。
通常情况下，基底为多孔吸水性材料，或在干热条件下施工时，应选择流动性大的砂浆。相反，基底吸水少，或湿冷条件下施工，应选流动性小的砂浆。
（二）保水性
保水性是指砂浆保持水分的能力。保水性不良的砂浆，使用过程中出现泌水，流浆，使砂
浆与基底黏结不牢，且由于失水影响砂浆正常的黏结硬化，使砂浆的强度降低。
影响砂浆保水性的主要因素是胶凝材料种类和用量，砂的品种、细度和用水量。在砂浆中掺入石灰膏、粉煤灰等粉状混合材料，可提高砂浆的保水性。
二、 硬化砂浆的强度
影响砂浆强度的因素有：当原材料的质量一定时，砂浆的强度主要取决于水泥标号和水泥用量。此外，砂浆强度还受砂、外加剂，掺入的混合材料以及砌筑和养护条件有关。砂中泥及其他杂质含量多时，砂浆强度也受影响。
第二节 砌筑砂浆
一、 砌筑沙浆的组成材料
（一）胶凝材料
用于砌筑沙浆的胶凝材料有水泥和石灰。
水泥品种的选择与混凝土相同。水泥标号应为砂浆强度等级的4-5倍，水泥标号过高，将
使水泥用量不足而导致保水性不良。石灰膏和熟石灰不仅是作为胶凝材料，更主要的是使砂浆具有良好的保水性。
（二）细骨料
细骨料主要是天然砂，所配制的砂浆称为普通砂浆。砂中黏土含量应不大于5%；强度等
级小于M2.5时，黏土含量应不大于10%。砂的最大粒径应小于砂浆厚度的1/4-1/5，一般不大于2.5毫米。作为沟缝和抹面用的砂浆，最大粒径不超过1.25毫米，砂的粗细程度对水泥用量、和易性、强度和收缩性影响很大。
二、 砂浆配合比选择
（一）砌筑沙浆的种类及强度等级的选择
1、 砌筑沙浆的种类
常用的砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆等。
水泥砂浆适用于潮湿环境及水中的砌体工程；石灰砂浆仅用于强度要求低、干燥环境
中的砌体工程；混合砂浆不仅和易性好，而且可配制成各种强度等级的砌筑沙浆，除对耐水性有较高要求的砌体外，可广泛用于各种砌体工程中。
2、 砌筑沙浆强度等级的选择
一般情况下，多层建筑物墙体选用M1-M10的砌筑沙浆；砖石基础、检查井、雨水井
等砌体，常采M5砂浆；工业厂房、变电所、地下室等砌体选用M2.5-M10的砌筑沙浆；二层以下建筑常用M2.5以下砂浆；简易平房、临时建筑可选用石灰砂浆。
（二）砌筑沙浆的配合比
砂浆拌合物的和易性应满足施工要求，且新拌砂浆体积密度：水泥砂浆不应小于1900千
克/立方米；混合砂浆不应小于1800千克/立方米。砌筑沙浆的配合比一般查施工手册或根据经验而定。

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第七章 烧结制品和熔融制品
本章只要求掌握烧结普通砖。
烧结普通砖是以黏土、页岩、粉煤灰等为主的原料，经成型、干燥、焙烧而成的实心砖或空洞率不大于15%的砖。
（一）烧结普通砖的技术性质
1、 基本物理性质
烧结普通砖的标准外行尺寸为240*115*53毫米，在加上10毫米砌筑灰缝，4块砖长或8
块砖宽、16块砖厚均为1米。1立方米砌体需砖512块。
2、 外观质量
砖的外观质量，主要要求其两条面高度差、弯曲、杂质凸出高度、缺楞掉角尺寸、裂纹长
度及完整面等六项内容符合规范规定。
3、 抗风化性能
抗风化性能是指砖在长期受到风、雨、冻融等综合条件下，抵抗破坏的能力。凡开口孔隙
率小、水饱和系数小的烧结制品，抗风化能力强。
4、 泛霜与石灰爆裂
泛霜是砖在使用中的一种析盐现象。砖内过量的可溶盐受潮吸水溶解后，随水分蒸发向砖
表面迁移，并在过饱和下结晶析出，使砖表面呈白色附着物，或产生膨胀，使砖面与砂浆抹面层剥离。对于优等砖，不允许出现泛霜，合格砖不得严重泛霜。
石灰爆裂是指砖坯体中夹杂着石灰块，吸潮熟化而产生膨胀出现爆裂现象。对于优等品砖，不允许出现最大破坏尺寸大于2毫米的爆裂区域；对于合格品砖，要求不允许出现破坏尺寸大于15毫米的爆裂区域。

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第八章 建筑金属材料
本章重点介绍建筑钢材，包括钢结构用型钢、钢板和钢管，以及钢筋混凝土用钢筋和钢丝。是本书重点之一。
第一节 建筑钢材基本知识
一、 铁和钢的概念
（一）铁
铁分为白口铁和灰口铁。白口铁主要作为炼钢的原料；灰口铁可直接用于铸造，故称铸
铁。
（二）钢
将熔融的生铁进行氧化，使其中碳、硫、磷等杂质含量降低到允许范围内，这种碳含量
低于2%的铁碳合金称为钢。
二、 钢的分类
按合金元素含量将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类。非合金钢又叫碳素钢，按含碳量不同又分为低碳钢（碳含量小于0.25%）、中碳钢（碳含量在0.25%-0.60%）和高碳钢（碳含量大于0.60%）。建筑工程中，主要使用非合金钢中的低碳钢及低合金钢加工产品。
第二节 建筑钢材的主要技术性质
一、 力学性质
（一）抗拉性能
拉伸作用，是建筑钢材主要受力形式，所以，抗拉性能是表示钢材性质和选用钢材最重
要的指标。钢材受拉直至破坏经历了四个阶段：
1、 弹性阶段：在此阶段，钢材的应力和应变成正比关系。此阶段产生的变形
是弹性变形。
2、 屈服阶段：随着拉力的增加，应力和应变不再是直线关系，钢材产生了弹
性变形和塑性变形。当拉力达到某一定值时，即使应力不再增加，塑性变形仍明显增长，钢材出现了屈服现象，此点对应的应力值被称为屈服点（或称屈服强度）。屈服点是重要的指标，它表明钢材若在屈服点以上工作，虽然没有断裂，但会产生较大的塑性变形。因此，在结构设计时，屈服点是确定钢材容许应力的主要依据。
3、 强化阶段：拉力超过屈服点以后，钢材又恢复了抵抗变形的能力故称强阶
段。强化阶段对应的最高应力称为抗拉强度或强度极限。
抗拉强度是钢材抵抗断裂破坏能力的指标。虽然在结构设计时不能利用，但却可以根据屈强比来评价钢材的利用率和安全工作程度。屈强比是屈服强度比抗拉强度，若屈强比小，钢材在偶而超载时不会破坏，但屈强比过小，钢材的利用率低，是不经济的。适宜的屈强比应该是在保证安全使用的前提下，钢材有较高的利用率。通常情况下，屈强比在0.60-0.75范围内是比较合适的。
4、 颈缩阶段：过了抗拉强度以后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在受拉试件的某处，迅速发生较大的塑性变形，出现颈缩现象，直至断裂。
（二）冲击韧性
冲击韧性是指在冲击荷载作用下，钢材抵抗破坏的能力。钢的冲击韧性受下列因素影响：
1钢材的化学组成与组织状态：钢材中硫、磷的含量高时，冲击韧性显著降低。细晶粒结构比粗晶粒结构的冲击韧性要高。
2钢材的轧制、焊接质量：沿轧制方向取样的冲击韧性高；焊接钢件处的晶体组织均匀程度，对冲击韧性影响大。
3环境温度：当温度较高时，冲击韧性较大。当温度降至某一范围时，冲击韧性突然降低很多，钢材断口由韧性断裂状转为脆性断裂状，这种性质称为低温冷脆性。发生低温冷脆性时的温度（范围），称脆性临界温度（范围）。在严寒地区选用钢材时，必须对钢材冷脆性进行评定，此时选用钢的脆性临界温度应低于环境最低温度。
4时效：随着时间的进展，钢材机械强度提高，而塑性和韧性降低的现象称为时效。
二、 工艺性能
冷弯性能和可焊性是建筑钢材的重要工艺性能。
（一）冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。钢材在弯曲过程中，受弯部位产生局
部不均匀塑性变形，这种变形在一定程度上比伸长率更能反映钢的内部组织状况、内应力及杂质等缺陷。因此，也可以用冷弯的方法来检验钢的焊接质量。
（二）可焊性
建筑工程中，钢材绝大多数是采用焊接方法联结的。这就要求钢材要有良好的可焊性。
可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，在焊缝和附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向，
焊接后接头强度是否与母体相近的性能。
钢的可焊性主要受化学成分极其含量的影响。含碳量小于0.3%的非合金钢具有良好的可焊性，超过0.3%，焊接的脆硬倾向增加；硫含量高会使焊接处产生热裂纹，出现热脆性；杂质含量增加，会使可焊性降低。
第三节 建筑用钢的晶体组织与化学成分对钢性能的影响
本章主要了解化学成分对钢性能的影响。
化学成分对钢性能的影响：
1、 碳的影响：
碳是钢中重要元素，对钢的组织和性能有决定性影响。随含碳量增加，钢的硬度增大，塑性和韧性降低，可焊性降低，强度以含碳量为0.8%左右为最高。
2、 锰的影响：
在炼钢过程中，锰起到脱氧去硫作用，提高了强度，克服由硫引起的热脆性。但当锰含量超过1%后，塑性和韧性有所下降。固溶在铁素体中的锰，使钢的强度、硬度和韧性都提高。锰在非合金钢中含量为0.2%-0.8%，在低合金钢中含量一般为1%-2%。高锰钢的耐磨性明显提高。
3、 硅的影响：
在钢中，硅大部分固溶于铁素体中，少量属于非金属夹杂物。硅含量在2%以内时，可提高钢的强度，对塑性和韧性影响不大。
4、 磷的影响：
磷是铁原料中带

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第九章 合成高分子材料
本章以塑料为重点，其他内容自学。
第一节 高分子材料的基本知识
常用合成树脂的性质与应用：
1、 聚乙烯：
聚乙烯的产量大，用途广。按合成时的压力分为高压聚乙烯和低压聚乙烯。聚乙烯具有良好的化学稳定性及耐低温性，强度较高，吸水性和透水性低，无毒，密度小，易加工，但耐热性差，且易燃烧。聚乙烯主要用于生产防水材料、给排水管材等。
2、 聚氯乙烯
聚氯乙烯是无色、半透明的聚合物，在加入添加剂后，可获得性质优良的硬质和软质聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯的机械强度高，化学稳定性好，耐风化性极高，但耐热性较差，使用温度范围小。
3、 聚丙烯
聚丙烯为白色蜡状物，耐热性好，抗拉强度与刚度较好，硬度大，耐磨性好，但耐低温性和耐火性差，易燃烧，离火后不能自熄。
第二节 建筑塑料
一、 塑料的基本组成
塑料的组成主要有：合成树脂、填充料、增塑剂、固化剂、着色剂、稳定剂等。
二、 塑料的基本性质
（一）物理性质
1密度
塑料的密度一般为1.0-2.0克/立方厘米，约为混凝土的1/2-2/3，仅为钢材的1/4-1/8。
2孔隙率与吸水率
孔隙率可以在生产时加以控制，以满足不同的需要。塑料属于憎水性材料，吸水率不大于1%。
3耐热性
大多数的塑料耐热性不高，使用温度一般为100-200度。
（二）力学性质
1强度
塑料的强度较高，属于轻质高强材料。
2弹性模量
塑料的弹性模量较低，约为钢材的1/10，同时具有徐变特性，所以塑料在受力时有较大的变形。
（三）化学性质
塑料的化学性质主要有：耐腐蚀性好、易老化、具有可燃性与毒性。
常用的塑料制品有：塑料贴面装饰板、有机玻璃板、塑料地板块、塑料卷材、塑料门窗等。

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第十一章 木材
本章主要要求掌握木材的物理力学性质。
第二节 木材的物理力学性质
一、 木材的物理性质
（一） 表示木材物理状态特征的性质
木材的密度要比矿物材料为低。由于木材是同一物质组成，因而密度波动不大，约为
1.54克/立方厘米。但木材的体积密度波动大。木材的孔隙率也在很大的范围内变化。
（二） 木材的吸湿性和含水率
木材具有纤维状结构和很大的孔隙率，其内表面积极大，易于从空气中吸水，此即木
材的吸湿性。
木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸汽压与周围空气的压力达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。
木材中的水分处于三种状态：自由的、物理结合的和化学结合的。木材干燥时，首先是自由水蒸发，而后是吸附水蒸发。木材受潮时，先是细胞壁吸水，细胞壁吸水达饱和后，自由水才开始吸入。当木材细胞壁中的吸附水达到饱和，而细胞腔与细胞间隙中尚无自由水时，这时木材的含水率称为纤维饱和点。
（三） 干缩、湿涨和翘曲
木材含水率在0至纤维饱和点范围内变化，将引起木材的尺寸和体积的变化，即产生
湿涨和干缩，顺纤维方向的线收缩较小，而径向和弦向的线收缩较大；木材干燥时，由于弦向和径向收缩不同，以及干燥的不均匀性，在木材中产生内应力，而引起木材的翘曲和开裂。
二、 木材的力学性质
工程中常利用木材的以下几种强度：抗压、抗拉、抗弯和抗剪。顺纹抗拉强度为横纹的
20-30倍，顺纹的抗压强度为横纹的5-10倍。
影响木材强度的因素有：树种、体积密度、天然疵病、温度、时间和含水率等。
木材在储存中常易腐蚀，木材的防腐常采取两种措施：第一种是将木材干燥，使含水率小于20%，使用时注意通风和除湿；第二种是用化学防腐剂对木材进行处理，主要有水溶性防腐剂和油质防腐剂两种。