建筑钢材
　　建筑钢材是指用于建筑结构中的钢结构和钢筋混凝土结构的钢材。主要有型钢、钢板、钢管和各种钢筋、钢丝、钢绞线等。
　　钢材的优点是材质均匀、性能可靠、强度高而结构自重轻;具有良好的塑性和韧性;能承受较大的冲击荷载和振动荷载;既可以采用焊缝连接，又可以采用螺栓和铆钉连接;便于装配，易于拆卸。适用于重型工业厂房、大跨度结构、可装配移动的结构以及高耸结构和高层建筑。
　　钢材的缺点是易锈蚀，需经常进行维护，维护费高，且耐火性差。
　　在钢筋混凝土中，钢材能弥补混凝土抗拉、抗弯、抗剪和抗裂性能低的缺点。
　　(一)钢材的分类(掌握)
　　钢材将生铁(含碳量高于2.06%)在钢炉中冶炼，使其含碳量降低到指定的范围，去除杂质后即得到钢。
　　1.按化学成分分类。钢是含碳量低于2.06%的铁碳(fe—c)合金。按所含化学成分分类，钢材可分为碳素钢和合金钢：
　　(1)碳素钢。碳素按其含碳(c)量的高低可分为：低碳钢(c：<0.25%)，中碳钢(c：0.25%～0.6%)，;高碳钢(c：0.6%-1.3%)。
　　钢的含碳量越高，钢材的硬度、强度越高，但其塑性、韧性越差。
　　硫(s)、磷(p)是钢材中的有害物质，含量越高，其脆性越大。
　　(2)合金钢。除pe和c之外，另加入一种或多种的合金元素的钢，称为合金钢。
　　加入少量合金元素后，钢材的性质变得高强，具有弹性、韧性和良好的可焊性。根据合金元素总含量的大小，合金钢可分为：
　　低合金钢：合金元素总含量小于5%的合金钢。
　　中合金钢：合金元素总含量为5%—10%的合金钢。
　　高合金钢：合金元素总含量大于10%的合金钢。
　　2.根据用途不同，钢材可分为：结构钢、工具钢和特殊钢(如不锈钢、耐酸钢、耐热钢等)。
　　建筑工程常用的钢材多为普通碳素钢中的结构钢和低合金钢，轧材占绝大部分。
　　(二)钢材的技术性能(掌握)
　　钢材的主要技术性能包括：抗拉性能、冲击韧性、疲劳强度、硬度、冷弯性能、时效反应、焊接性能等。
　　1.抗拉性能。抗拉性能是建筑钢材最重要和最常用的性能。通过拉伸试验可以测出弹性极限(或比例极限)、屈服强度、抗拉强度及伸长率等技术指标。考核重点。
　　图2—2为拉伸试验中反映钢材在拉力作用下的应力与应变曲线图。
　　其纵坐标为钢材单位面积上施加的拉应力，横坐标为在钢材单位长度上产生的应变。从图2—2中可看出，钢材拉伸变形过程可分为(o—a)、(a—b)、(b—c)和(c～d)四个阶段。
　　(1)第1阶段：弹性阶段(o～a)。和a点对应的应力称为弹性极限，用fp表示。
　　(2)第ⅱ阶段：屈服阶段(a—b)。应力超过a点以后，应力与应变不再成正比关系，这时如卸去拉力，试件变形不能完全消失，已有部分残余变形。拉力继续增加则曲线达到b点，此时钢材屈服。故与b点对应的应力称为屈服强度，用fy表示。屈服强度是钢材的重要指标，是钢材弹性变形转变为塑性变形的转折点。如果钢材在超过屈服强度下工作，将会引起塑性变形。钢材在正常使用情况下，不允许超过屈服点。

　　(3)第ⅲ阶段：强化阶段(b—c)。钢材应力超过屈服点b以后，变形即迅速发展，进入(b-c)阶段，此阶段尽管钢材尚未破坏，但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值的依据。从图中bc曲线逐步上升可以看出，试件在屈服阶段以后，由于钢材内部组织产生晶格畸变，钢材得到强化，其抵抗塑性变形的能力又重新提高，故称(b～c)为强化阶段。对应于最高点c的应力称为抗拉强度，用fu表示。抗拉强度在结构设计上虽然不能应用，超过抗拉强度钢材会被拉断，但是屈服强度与抗拉强度的比值，即屈强比fy/fu，却有一定的意义。在一定范围内，屈强比小，则表明钢材在超过屈服点工作时结构的可靠性较高，较为安全。
　　(4)第ⅳ阶段：颈缩阶段(c～d)。应力一应变曲线超过c点以后，变形加快，应力迅速下降，钢材试件断面收缩，在d点被拉断，c—d颈缩阶段是钢材从拉伸到破坏的最后阶段。
　　2.冲击韧性。冲击韧性是指在抗冲击荷载作用下，钢材抵抗破坏的能力。
　　3.疲劳强度。钢材在交变荷载的作用下，在远低于抗拉强度时突然发生断裂破坏，称为疲劳破坏。一般把钢材承受规定次数交变荷载发生破坏所能承受的最大应力称为疲劳强度。
　　4.硬度。硬度是指材料抵抗其他较硬物体压人的能力，也可以说是材料表面抵抗变形的能力。
　　5.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。承受弯曲变形程度越大，说明钢材冷弯性能越好。
　　6.钢材的冷加工强化与时效反应
　　将钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使之产生一定的塑性变形，强度明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为钢材的冷加工强化。
　　钢筋冷拉是在常温下将其拉至应力超过屈服点，但远小于抗拉强度时即卸荷，这样在后期使用时，钢筋的强度有明显的提高。
　　将经过冷拉的钢筋，常温下存放15-20d，或加热到100c—200c并保持2-3h后，则钢筋强度将进一步提高，这个过程称为时效处理，前者称为自然时效，后者称为人工时效。通常对强度较低的钢筋可采用自然时效，强度较高的钢筋则需采用人工时效。
　　7.焊接性能。可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不产生裂缝及硬脆倾向，焊接后的力学性能，特别是强度不得低于原材料。
　　钢材含碳量高将增加焊接的硬脆性，含碳量低于0.25%的碳素钢具有良好的可焊性，加入合金元素降低可焊性

　　气硬性胶凝材料(熟悉)
　　(一)建筑石膏
　　生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然二水石膏，将其在107c—170c干燥条件下加热，脱去部分水分即得熟石膏，也称半水石膏。
　　1.建筑石膏的水化、凝结硬化。建筑石膏加水后，首先溶解于水，然后发生水化反应，生成二水石膏，使得浆体变稠而失去塑性，这就是凝结过程。
　　在浆体变稠的同时，二水石膏胶体微粒逐渐变为晶体，晶体逐渐长大，共生和相互交错、搭接，使凝结的浆体逐渐产生强度，发展到最大值，这就是硬化过程。
　　2.建筑石膏的主要性能。
　　(1)凝结硬化快。建筑石膏在加水拌合后，浆体30min内完全失去可塑性产生强度。
　　(2)凝结硬化时体积微膨胀。
　　(3)孔隙率大。使其导热系数小，吸声性较好，属于轻质保温材料。
　　(4)具有一定的调湿性。
　　(5)防火性好，耐久性、耐水性、抗渗性、抗冻性差。不宜用于潮湿部位。
　　3.建筑石膏的应用。常被用于室内高级抹灰和粉刷。可生产各种石膏板。
　　例题：建筑石膏的主要性能有()。
　　a:凝结硬化时体积微膨胀
　　b:孔隙率大
　　c:耐久性差
　　d:抗渗好
　　e:抗冻性差
　　答案：a,b,c,e
　　(二)石灰(熟悉)
　　石灰的硬化过程是在空气中进行的，故称其为气硬性胶凝材料(生石灰cao)，其主要成分是氧化钙。
　　石灰加水后消解并产生大量水化热的过程称为石灰的熟化。石灰在熟化过程中会吸水膨胀，因此，未完全熟化的石灰不得用于拌制砂浆，以防止抹灰后爆灰起鼓。
　　熟石灰的硬化包括干燥硬化和碳化硬化两个同时进行的过程。前者是指熟石灰中水分蒸发氢氧化钙晶体形成过程;后者是指在潮湿条件下，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水的过程。
　　石灰块末比是指石灰中块料与粉末之间的比例。石灰中粉末越多，质量越差。
　　五、砌墙砖(熟悉)
　　砖的种类按制作工艺可分为烧结砖和非烧结砖;按有无穿孔可分为空心砖和实心砖。
　　1.烧结砖。凡是通过焙烧而制得的砖称为烧结砖。
　　(1)普通粘土砖。主要以粘土高温焙烧而制成。普通粘土砖标准尺寸240x115x53，加上10mm厚的砌筑灰缝，则4块砖长、8块砖宽、16块砖厚均为1m。
　　普通粘土砖以抗压强度划分强度等级，其标准等级有mul0、mul5、mu20、mu25及mu30五个等级(该等级根据10块砖样的抗压强度平均值确定，如mul0指抗压强度平均值大于等于10mpa。以下同)。
　　普通粘土砖的生产会破坏土地，大部分城市目前已禁止使用。　　(2)烧结多孔砖。在砖的大面上规则地安排了若干贯穿孔洞，其特点是：孔多而小，孔洞率≥15%，孔洞垂直于大面，即受压面。
　　这种砖主要用于六层以下建筑物的承重部位。
　　烧结多孔砖按抗压强度分为mu30、mu25、mu20、mul5、mul0五个等级。)
　　(3)烧结空心砖。烧结空心砖的特点：孔洞个数较少但洞腔较大，孔洞率≥30%，孔洞垂直于顶面，平行于大面。因使用时大面受压，所以，这种砖的孔洞与受压面平行，强度不高，因而多用于做自承重墙。
　　2。非烧结砖。这类砖的强度不是通过烧结而得，而是利用工业废渣中的硅质成分与外加的钙质材料在热环境中反应生成具有胶凝能力和强度的硅酸盐，从而使这类砖具有强度和耐久性，因而称为非烧结砖。非烧结砖的种类有：蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等