第三章工程材料 

1.钢材具有品质稳定、强度高、塑性和韧性好、可焊接和铆接、能承受冲击和振动荷载等优异性能，是土 木工程中使用量更大的材料品种之一。常用的钢材品种有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强 结构钢。 

2.建筑钢材可分为钢筋混凝土结构用钢、钢结构用钢、钢管混凝土结构用钢和建筑装饰用钢材制品等。 

3.钢筋混凝土结构用钢主要有热轧钢筋、冷加工钢筋、预应力混凝土热处理钢筋、预应力混凝土钢丝和钢 绞线。 

4.热轧光圆钢筋可用于中小型混凝土结构的受力钢筋或箍筋，以及作为冷加工（冷拉、冷拔、冷轧）的原 料。热轧带肋钢筋可用于混凝土结构受力筋，以及预应力钢筋。 

5.钢管混凝土结构即采用钢管混凝土构件作为主要受力构件的结构，简称 CFST 结构。钢管混凝土构件是指 在钢管内填充混凝土的构件，包括实心和空心钢管混凝土构件，截面可为圆形，矩形，及多边形，简称 CFST 构件。 

6.钢材的硬度是指表面层局部体积抵抗较硬物体压入产生塑性变形的能力，表征值常用布氏硬度值 HB 表示。 测试钢材硬度的方法常釆用布氏法，在布氏硬度机上用一定直径的硬质钢球，以一定荷载将其压入试件表 面，持续至规定的时间后卸去荷载，使其形成压痕，将荷载除以压痕面积，所得的应力值为该钢材的布氏 硬度值，数值越大，表示钢材越硬。 

7.耐疲劳性：在交变荷载反复作用下，钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材的 疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指钢材在交变荷载作用下于规定的周期基数内不 发生断裂所能承受的更大应力。试验表明，钢材承受的交变应力越大，则断裂时的交变循环次数越少，相 反，交变应力越小，则断裂时的交变循环次数越多；当交变应力低于某一值时，交变循环次数达无限次也 不会产生疲劳破坏。 

8.钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊性的主要因素是化学成 分及含量。含碳量超过 0.3%时，可焊性显著下降；特别是硫含量较多时，会使焊缝处产生裂纹并硬脆，严 重降低焊接质量。正确地选用焊接材料和焊接工艺是提高焊接质量的主要措施。 

9.硅酸盐水泥的凝结硬化。水泥凝结硬化包括化学反应（水化）及物理化学作用（凝结硬化）。水泥的水 化反映过程是指水泥加水后，熟料矿物及掺入水泥熟料中的石膏与水发生一系列化学反应；水泥凝结硬化机理比较复杂，一般解释为水化是水泥产生凝结硬化的必要条件，而凝结硬化是水泥水化的结果。影响水 泥凝结硬化的主要因素有熟料的矿物组成、细度，水灰比、石膏掺量、环境湿度和龄期等。 

10.铝酸盐水泥，以前称为髙铝水泥，也称矾土水泥。早期强度髙，凝结硬化快，具有快硬、早强的特点， 水化热髙，放热快且放热量集中，同时具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用和较髙的耐热性，但抗碱性差。可用 于配制不定型耐火材料；与耐火粗细集料（如铬铁矿等）可制成耐髙温的耐热混凝土；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冬季施工的工程。不宜用于大体积 混凝土工程；不能用于与碱溶液接触的工程；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，不宜在高温季节施工。 

11.石油沥青的组分。在石油沥青中，油分，树脂和地沥青质是是有沥青中的三大主要成分。石油沥青的技 术性质有防水性，粘滞性，塑性，温度敏感性，大气稳定性。 

12.混凝土是指以胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。按所用胶凝材料的种类不同，混凝土 可分为水泥混凝土、沥青混凝土、树脂混凝土、聚合物混凝土等，水泥混凝土是以水泥，骨料和水为主要 原料，也可加入外加剂和矿物掺和料等材料，经拌和、成型、养护等工艺制成的，硬化后具有强度的工程 材料。 

13.沥青混合料是一种黏弹塑性材料，具有良好的力学性能，一定高度高温稳定性和低温柔性，修筑路面不 需设置接缝，行车较舒适，而且施工方便、速度快，能及时开放交通，并可再生利用。因此，沥青混合料 是高等级道路修筑中的一种主要路面材料。 

14.水泥是影响混凝土强度、耐久性及经济性的重要因素。对于泵送混凝土应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐 水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。 

15.砂主要有天然砂和机制砂两类。天然砂包括河砂、湖砂、海砂和山砂。砂按细度模数分为粗、中、细三 种规格：3.7~3.1 为粗砂，3.0~2.3 为中砂，2.2~1.6 为细砂。粗、中、细砂均可作为普通混凝土用砂，但 以中砂为佳。 

16.外加剂按主要功能分类： 

（1）改善混凝土拌和物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。 

（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 

（3）改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂等。 

（4）改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、着色剂等。 

17.缓凝剂用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土或长距离运输的混凝士。最常用的是糖蜜和木 质素磺酸钙，糖蜜的效果更好。 

18.提髙混凝土耐久性的主要措施有：

①根据工程环境及要求，合理选用水泥品种。

②控制水灰比及保证足够的水泥用量。

③选用质量良好、级配合理的骨料和合理的砂率。

④掺用合适的外加剂。 

19.设计混凝土配合比的基本要求

①满足混凝土设计的强度等级；

②满足施工要求的混凝土和易性；

③满足 混凝土使用要求的耐久性；

④满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。 

20.髙性能混凝土：自密实性好。体积稳定性高。强度髙。水化热低。收缩量小。徐变少。耐久性好。耐髙 温（火）差。 

21.高强混凝土的优点： 

（1）可减少结构断面，降低钢筋用量，增加房屋使用面积和有效空间，减轻地基负荷。 

（2）致密坚硬，其抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性等诸方面性能均优于普通混凝土。 

（3）对预应力钢筋混凝土构件，高强混凝土由于刚度大、变形小，故可以施加更大的预应力和更早地施加 预应力，以及减少因徐变而导致的预应力损失。 

22.聚合物浸渍混凝土可作为高效能结构材料应用于特种工程，例如腐蚀介质中的管、桩、柱、地面砖、海 洋构筑物和路面、桥面板，以及水利工程中对抗冲、耐磨、抗冻要求髙的部位。也可应用于现场修补构筑 物的表面和缺陷，以提高其使用性能。

 23.聚合物水泥混凝土可应用于现场浇筑构筑物、路面及桥面修补，混凝土储罐的耐蚀面层，新老混凝土的 粘结以及其他特殊用途的预制品。 

24.聚合物胶结混凝士（树脂混凝土）可在工厂预制。与水泥混凝土相比，具有快硬、高强和显著改善抗渗、 耐蚀、耐磨、抗冻融以及粘结等性能，可现场应用于混凝吐工程快速修补、地下管线工程快速修建、隧道 衬里等。 

25.钢化玻璃：具有较好的机械性能和热稳定性，常用作建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、家具等。但钢 化玻璃使用时不能切割，磨削，边角也不能碰击、挤压，需按现成的尺寸规格选用或提出具体设计图纸进 行加工定制。 

26.夹丝玻璃：具有安全性，防火性和防盗抢性。应用于建筑的天窗，采光屋顶，阳台及需有防盗防抢功能 要求的营业柜台的遮挡部位。 

27.夹层玻璃：透明度好，抗冲击性能要比一般平板玻璃高好几倍。由于黏结用中间层的黏合作用，玻璃即 使破碎时，碎片也不会散落伤人，通过采用不同的原片玻璃，夹层玻璃还可具有耐久，耐热，耐湿，耐寒 等性能。 28.合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或它们两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充 料等，经混炼、压延或挤出等工序加工而制成的可卷曲的片状防水材料。 

29.建筑密封材料是能承受接缝位移已达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中的材料。建筑密封材料分为定 形密封材料和不定形密封材料。不定型密封材料通常是黏稠状的材料，分为弹性密封材料和非弹性密封材料。按构成类型分为溶剂型、乳液型和反应型；按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料； 按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。定型密封材料是具有一定形状和尺寸的密封材 料，如密封条带、止水带等。

 30.常用的不定型密封材料有，沥青嵌缝油膏、聚氯乙烯接缝膏、塑料油膏、丙烯酸类密封膏、聚氨酯密封 膏、和硅酮密封膏等。 

31.定型密封材料包括密封条带和止水带，如铝合金门窗橡胶密封条、丁腊橡胶一 PVC 门窗密封条、自粘性 橡胶、橡胶止水带、塑料止水带等。定型密封材料按密封机理的不同可分为遇水非膨胀型和遇水膨胀型两 类。

32.纤维状绝热材料： 矿物棉（600℃、吸水性大、弹性小）可用作建筑物的墙体、屋顶、天花板等处的保温隔热和吸声材料，以 及热力管道的保温材料。 石棉（500~600℃）中的粉尘对人体有害、因而民用建筑很少使用，目前主要用于工业建筑的隔热、保温及 防火覆盖等。 玻璃棉（400℃）主要应用于温度较低的热力设备和房屋建筑中的保温隔热。 陶瓷纤维（1100~1350℃）制品重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机槭震动等优点的工 业制品，专门用于各种高温，高压，易磨损的环境中。 

33.多孔状绝热材料： 膨胀蛭石（100~1100℃吸水）。可松散铺设，也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，浇注成板，用于墙、 楼板和屋面板等构件的绝热，使用时注意防潮。 膨胀珍珠岩（不大于 600℃）。以膨胀珍珠岩为主配合适量胶凝材料，经搅拌成型养护后而制成的一定形状 的板、块、管壳等制品称为膨胀珍珠岩制品。 玻化微珠保温砂浆是以玻化微珠为轻质骨料，与玻化微珠保温胶粉料按照一定的比例搅拌均匀混合而成， 用于外墙内外保温的种新型无机保温砂浆材料。 泡沬玻璃。更高使用温度 500℃，是一种保温绝热材料，可用于砌筑墙体或冷库隔热。 

34.以天然植物材料或人工合成的有机材料为主要成分的绝热材料。常用品种有泡沫塑料、钙塑泡沫板、木 丝板、纤维板和软木制品等。这类材料的特点是质轻、多孔、导热系数小，但吸湿性大、不耐久、不耐高 温。

35.在规定频率下平均吸声系数大于 0.2 的材料称为吸声材料。吸声材料是一种能在较大程度上吸收由空气 传递的声波能量的工程材料，通常使用的吸声材料为多孔材料。材料的表观密度、厚度、孔隙特征等是影 响多孔性材料吸声性能的主要因素。

36.薄板振动吸声结构具有低频吸声特性，同时还有助于声波的扩散。建筑中常用胶合板、薄木板、硬质纤 维板、石膏板、石棉水泥板或金属板等，将其固 定在墙或顶棚的龙骨上，并在背后留有空气层，即成薄板 振动吸声结构。

 37.柔性吸声结构。具有密闭气孔和一定弹性的材料，如聚氯乙烯泡沫塑料，表面为多孔材料，但因其有密 闭气孔，声波引起的空气振动不是直接传递到材料内部，只能相应地产生振动，在振动过程中由于克服材 料内部的摩擦而消耗声能，引起声波衰减。这种材料的吸声特性是在一定的频率范围内出现一个或多个吸 收频率。