景观材料和施工工艺.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,景观材料和施工工艺,概述,景观施工材料的种类,景观材料设施种类繁多。按装饰部位有地面铺装材料、墙面装饰材料、水镜装饰材料、小品设施、照明设施等。按材质分有石材、木材、塑料、金属、玻璃、陶瓷等。,常见景观建筑材料品种分类,类别,材料产品,木材,防腐木、塑木、竹木等,石材,花岗岩、大理石、砂岩、卵石、板岩、文化石、人造石等,金属材料,铁艺大门、铁艺围墙、铁艺桌椅、铁艺雕塑等,油漆涂料,清油、清漆、防锈漆、真石漆等,胶凝材料,水泥、大理石胶、白乳胶、玻璃胶等,铺地砖,广场砖、荷兰砖、舒布洛克砖、建菱砖、劈裂砖、植草砖、青砖、花盆砖等,其他铺地材料,塑胶地坪、人工草坪、塑胶地垫、压印混凝土、沥青、植草格等,健身、游乐设施,健身器材、游乐设施等,装饰性小品,艺术雕塑、塑石假山、花钵饰瓶等,服务性小品,护栏围墙、垃圾箱等,休憩性小品,亭台廊桥、休憩桌椅、遮阳伞罩等,展示性小品,指示牌、布告牌、警示标等,种植设施,园艺绿化箱、护树板箅子、温室覆膜、滴喷灌溉设施等,照明设施,庭院灯、道路灯、草坪灯、景观灯、墙头灯、地灯、壁灯等,防水材料,合成高分子防水卷材、防水涂料等,水景设施,抽水机泵、喷雾喷头、喷泉喷头、水下灯、控制器等,选择适合的材料、设施是景观建设的关键。它不仅关系到设计意图的实现，还关系到工程后期的养护成本问题，因此景观材料、设施的选择必须兼顾科学、艺术和经济。,选择材料时首先要考虑科学性，要根据现场基本条件加以分析，如土壤酸碱度、气候特征等。例如选择照明设施，不仅要考虑灯光的照度、色度、照射方向，还要考虑灯杆的高度、所放位置等，既要考虑节能环保和安全性，还要避免眩光。,艺术美感是园林选材需要考虑的另一个因素。选择材料时不仅要考虑其自身的美感，还要注意各种材料的和谐搭配。,经济因素是园林工程选料是的关键因素。如塑石、塑木、干垒挡土墙、复合材料井盖等就是因为其经济上的巨大优势广受欢迎。,景观施工材料设施的发展,中国传统园林,缀山叠石，常用材料多为,石材,、木材、砖、瓦、卵石等,新的工艺与原料带来了不断涌现的园林新材料，如较少用于传统园林中的玻璃、金属等材料的广泛应用；在园林道路、景墙、水池等不同景观与使用需要中采用的马赛克砖、渗水砖、劈裂砖等不同铺装材料；在瀑布、喷泉、壁泉、雾泉等景观中带来不同效果的各种水处理设备；为普通路面带来特殊视觉效果与良好使用性能的彩色混凝土、压印混凝土，营造出丰富夜景的环保光纤灯、太阳能灯等。,景观工程基础材料,土,混凝土,金属材料,土方工程,岩土名称,软土,主要由细粒土组成的孔隙比大（一般大于,1,),天然含水率高（接近或大于液限），压缩性高（,a0.5MPa,）和强度低的土,.,淤泥,天然含水率大于液限，天然孔隙比大于或等于,1,.5,。,淤泥质土,天然含水率大于液限，天然孔隙比大于,1,而小于,1.5,2.人工填土,人类活动而堆填的土,.,素填土,由碎石、砂、粘性土等一种或几种材料组成的填土，不含或少含杂质人工填土,杂填土,由大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填土,3.湿陷性黄土,湿陷系数大于,0.015,的土,自重湿陷性黄土,土层上覆自重压力下的湿陷系数大于,0.015,湿陷性黄土,非自重湿陷性黄土,土层上覆自重压力下的湿陷系数小于,0.015,6.混合土,主要由级配不连续的粘粒、粉粒、砾粒和巨砾组成,.,类混合土,当碎石土中的粉土或粘土的质量大于,25%,混合土,类混合土,当粉土或粘性土中碎石土的含量大于,25%,5.膨胀土,粘粒成分主要是由亲水性粘土矿物组成在环境的温度湿度的变化时可产生强烈的胀缩的，具有吸水膨胀，失水收缩的特性,.,4.红粘土,指碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用形成并覆盖于基岩上的棕红、黄等色的高塑性土，其液限大于,50%.,次生红粘土,液限大于,45%,且小于,50%,的土,.,8.风化岩和残积土,岩石在风化作用下，使其结构、成份、性质等产生不同程度的变异的岩石,.,岩石完全风化后未经搬运过的称为残积物,.,9.多年冻土,土的温度等于或低于零度含有固态水，且这种状态在自然界保持,3a,或,3a,以上的土,.,10.污染土,由于外来的致污物质侵入土体而改变了原生性状的土,.,7.盐渍土,易溶盐含量大于,0.5%,，具有吸湿，膨胀等特性的土,氯盐渍土 硫酸盐渍土 碱性盐渍土,工程施工中，土在中国区域性差别大，各地区的土方施工难度大不相同。江苏、上海多为地下水丰富的淤泥质土，土方开挖施工一般要将基坑支护、基坑降、排水和止水综合考虑。,土方施工的基本流程为：,编制土方施工方案,施工场地平整,结构基础桩施工,支护桩施工,降水井施工并预降水,土方开挖,基础结构施工,土方回填,用抽水机在基坑底明排水,粉细沙随地下水流入基坑，产生流沙,在基坑开挖和地下结构施工中，必须防止流沙，以免支护失效发生重大基坑坍塌事故。,上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地下水充沛，基坑土方开挖时排水或降水不当，均有可能造成支护结构失效坍塌事故。,基坑支护结构外侧因泥沙随水渗流进入基坑，造成局部沉陷坍塌事故,南京古南都饭店基础施工中，由于山坡土质为杂填土，基坑开挖中出现了山坡边坡塌方，危及了山坡上的房屋安全。,发生边坡塌方的部位,基坑开挖至一定深度，用小型钻机在斜坡上钻孔，插入粗钢筋或钢管作为土钉，孔内灌浆。,小型钻机,南京玄武湖隧道工程施工梁洲段的土壁支护采用了土钉支护结构。,钻孔，插入钢筋或螺旋管，灌浆，形成土钉,基坑放坡大开挖是一种最简单的基坑施工方法，优点是施工速度快，相对措施费用不高；缺点是周边场地要空旷，开挖和回填土方量大。放坡坡度的大小与地区土质有关。,大型基坑放坡开挖，坡面喷混凝土保护,管井井点降水,钢板桩支护既挡土又止水，悬臂钢板桩支护结构的刚度小。钢板桩拔桩时，易带土造成邻近房屋不均匀沉降。,钢板桩支护,发电厂车间内开挖设备基础的大型深基坑，采取有效的钢管内撑支护方案，避免影响已建厂房。,钢管内撑,地铁站施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩钢管内撑支护方案。,钢筋混凝土压顶梁,第一道钢管内撑,钻孔灌注桩排桩,粉沙土,型钢腰梁,高层建筑基础施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩混凝土梁内撑支护方案。,钻孔灌注桩支护,基坑第一道钢筋混凝土梁内撑,第二道钢内撑,钢管内支撑的优点是施工速度快，装拆方便；缺点是支撑的刚度略差，基坑支护结构易变形。多道钢内撑有助于控制支护结构变形。,钢筋混凝土梁内支撑的优点是刚度大，经济性好，能有效控制基坑变形；缺点是施工时间长（混凝土达到设计强度需时间），拆除不便（凿除或爆破）。,水泥土内插型钢（,SMW,工法）支护结构,水泥土搅拌桩用于地下水丰富的江苏、上海和浙江等地的基坑工程施工中的止水帷幕。,基坑开挖深度在,6m,左右，采用水泥土搅拌桩作为支护结构兼止水，插入的,H,型钢能增加桩的抗弯承载力，插入水泥土的,H,型钢周边涂减摩剂，可抽拔出重复使用。,插入水泥土的,H,型钢,在地下水丰富地区，当土的渗透系数为,0.1-1m/d,时，常采用轻型井点降水。,轻型井点降水系统构成,总管,井点管,弯连管,真空泵,管井井点的滤管,管井井点降水是一种常用的降水方法，适用在降水深度要求大，土质的渗透系数在,20-200m/d,。,管井井点施工时，先用小型钻机钻孔或水冲成孔，插入井点管后，在管四周填入砂滤料，井内放入潜水泵。,管井的井点管,井的四周填入砂滤料,轻型井点降水,喷射混凝土坡面保护,坡面挂网喷射混凝土,喷射混凝土搅拌,空压机,大型场地平整时，可采用履带式拖拉机与铲运机联合作业，提高土方的运输效率。,铲运机,填土压实方法应根据压实机械采取不同的填土层厚度和压实遍数，一般必须分层压实。,蛙式打夯机压实,压路机压实,混凝土,简写：砼,混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。,混凝土分类,混凝土的种类按胶凝材料分类,无机胶凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等；,有机胶结料混凝土，如沥青混凝土、聚合物混凝土等。,混凝土按表观密度分类,混凝土按照表观密度的大小可分为：重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。,重混凝土是表观密度大于,2500Kg/m3;,，用特别密实和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等，它们具有不透,x,射线和,射线的性能。,普通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土，表观密度为,1950-2500Kg/m3;,，集料为砂、石。,轻质混凝土是表观密度小于,1950Kg/m3;,的混凝土。它由可以分为三类：,1,轻集料混凝土，其表观密度在,800-1950Kg/m3;,，轻集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等。,2,多空混凝土（泡沫混凝土、加气混凝土），其表观密度是,300-1000Kg/m3;,。泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的。加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的。,3,大孔混凝土（普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土），其组成中无细集料。普通大孔混凝土的表观密度范围为,1500-1900Kg/m3;,，是用碎石、软石、重矿渣作集料配制的。轻骨料大孔混凝土的表观密度为,500-1500Kg/m3;,，是用陶粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的。,按使用功能分类主要有,结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。,按施工工艺分类主要有,离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。,按配筋方式分有,素,(,即无筋,),混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。,按混凝土拌合物的和易性分类,干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。,发泡混凝土,发泡混凝土又名泡沫混凝土，是通过智通发泡系统发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的气孔，成蜂窝型紧密均匀排列气孔，使混凝土轻质化和多达五倍隔热保温性能。耐火性能高，低吸水量（防潮），低导温性质及环保特性，比其它隔温材料更具优势。,发泡混凝土应用,泡沫混凝土以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中，在其他方面也获得了应用。目前，泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。,泡沫混凝土以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中，在其他方面也获得了应用。目前，泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。,1,用作挡土墙。,2,修建运动场和田径跑道。,3,作夹芯构件。,4,管线回填。,5,贫混凝土填层。,6,屋面边坡。,7,储罐底脚的支撑。,8,用于园林绿化。,加气混凝土,加气混凝土是以硅质材料（砂、粉煤灰及含硅尾矿等）和钙质材料（石灰、水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝粉），通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔，故名加气混凝土。,加气混凝土应用,适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙。非承重砌块生产和使用最为广泛，体积密度一般为,500 kg/m3,和,600 kg/m3,，主要使用在结构中的填充墙与隔墙，而不承担荷载；承重砌块的体积密度为,700 kg/m3,和,800 kg/m3,，在建筑中经特殊结构处理后承担荷载；保温块的体积密度一般为,300 kg/m3,和,400 kg/m3,，主要用于建筑物保温隔热；屋面板和墙板都是加筋加气混凝土板，根据用途不同，其配筋不同。,清水混凝土,清水混凝土（,As-cast Finish Concrete/BareConcrete,）又称装饰混凝土；因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型，不做任何外装饰，直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，因此不同于普通混凝土，表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然，庄重。,清水混凝土应用,清水混凝土在国内外大型建筑工程，特别是国内桥梁工程中已得到广泛应用，但在国内的一般房屋建筑工程中，还没有得到推广使用，清水混凝土优越的结构性能和显著的经济性还没有得到充分发挥。在钢筋混凝土大国日本，清水混凝土在各种建筑工程中早已得到广泛使用。混凝土的耐久性,混凝土在使用过程中抵抗各种破坏因素作用的能力。混凝土耐久性的好坏，决定混凝土工程的寿命。它是混凝土的一个重要性能，因此长期以来受到人们的高度重视。,原材料,水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；进而通过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。一般说来，饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用，而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。,为改善混凝土的某些性质，可加入外加剂。由于掺用外加剂有明显的技术经济效果，它日益成为混凝土不可缺少的组分。为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能，节约水泥，在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料掺合料。它分为活性和非活性两类。掺合料的性质和数量，影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等。,性能,和易性,混凝土拌合物最重要的性能。它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。测定和表示拌合物和易性的方法和指标很多，中国主要采用截锥坍落筒测定的坍落度,(,毫米,),及用维勃仪测定的维勃时间（秒），作为稠度的主要指标。,强度,混凝土硬化后的最重要的力学性能，是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护，都直接影响混凝土的强度。混凝土按标准抗压强度,(,以边长为,150mm,的立方体为标准试件，在标准养护条件下养护,28,天，按照标准试验方法测得的具有,95%,保证率的立方体抗压强度,),划分的强度等级，称为标号，分为,C10,、,C15,、,C20,、,C25,等。混凝土的抗拉强度仅为其抗压强度的,1/13-1/8,。提高混凝土抗拉、抗压强度的比值是混凝土改性的重要方面。,变形,混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形，主要包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形等。混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示。在长期荷载作用下，应力不变,应变持续增加的现象为徐变,应变不变，应力持续减少的现象为松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因产生的体积变形，称为收缩。,混凝土的变形分为两类，一类是在荷载作用下的受力变形，如单调短期加载的变形、荷载长期作用下的变形以及多次重复加载的变形；另一类与受力无关，称为体积变形，如混凝土收缩以及温度变化引起的变形。,耐久性,在一般情况下，混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地区，特别是在水位变化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时，混凝土易于损坏。为此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透水的工程时，要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性。抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性 为混凝土耐久性。,混凝土发展前景,混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。按预定性能设计和制作混凝土，研制轻质，高强度，多功能的混凝土新品种。利用现代新技术、大力发展新工艺、新设备；广泛利用工业废渣作原材料等，都是今后需要不断解决的课题。,商品混凝土,商品混凝土是以集中予拌、远距离运输的方式向施工工地提供现浇混凝土。商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品，它应包括：大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。为了使商品混凝土性能稳定、经济、性价比高，必须严格选择所需的原材料和优化混凝土的配合比。实践证明，现代混凝土配合比全计算法设计为此提供了简单快捷和可靠的技术途径。,景观用金属材料,包括各种型材、棒材和异型钢材。钢材具有以下优点：组织均匀密实，强度很高，且具有相当高的塑性和韧性，不仅能铸成各种形状的铸件，而且也能承受各种形式的压力加工，能够进行焊接、铆接和切割，便于装配。但是也有一定的缺点，主要是容易锈蚀，维修费用大。,金属材料主要有：,金属,钢材优点：,轻质高强：,艾菲尔铁塔,321M 7200T,（,1889,）,东京塔,333M 4000T,（,1958,）,韧性好、抗冲击能力强,外表轻巧、华美，具有光泽等,钢材缺点：易锈蚀、维护费用高、耐火性差等,黑色金属,：钢、铁以及钢铁合金,有色金属,：除黑色金属以外的金属 铝、铜等,法国艾菲尔铁塔,日本东京塔,美国纽约的世贸大厦为钢结构，,2001,年,9,月,11,日被恐怖主义者袭击、倒塌（见左图），给人们提出了钢结构防火、防袭击破坏的新课题。,各类钢材,一、钢的冶炼,原料：铁矿石,（,1,）,炼铁：,铁矿石 铁水,+,矿渣,方法：高炉炼铁,生铁：含碳量,2.11-6.67%,，脆硬,（,2,）,炼钢：,铁水、铁块或废钢 钢水,+,钢渣,钢,:,含碳量,0.06%-2.0%,方法：转炉炼钢法 平炉炼钢法 电弧炉炼钢法,钢与生铁的主要区别：,含碳量不同,冶炼,冶炼,二、钢的分类,1.,按化学成分分,：,钢的主要成分：铁、碳,其他一些杂质：硅、锰、钛、钒,磷、硫、氧、氮,（,1,）碳素钢,-,低碳钢（含碳量,0.6%,）,（,2,）合金钢,-,低合金钢（合金元素含量,5%,）,中合金钢（合金元素含量,10%,）,有害,可以调整,钢材性能,专门加入,合金元素,2.,按脱氧程度分：,（,1,）镇静钢,：用硅脱氧，钢质均匀密实，品质好，成本高，可用于承受冲击荷载的重要结构。,（,2,）沸腾钢,：用锰铁脱氧，内部杂质多，化学成分和力学性能不均匀，强度低、冲击韧性差、可焊性差、生产成本低，可用于一般建筑结构。,（,3,）半镇静钢,：用少量硅脱氧，性能介于镇静钢和沸腾钢之间,（,4,）特殊镇静钢,(A),沸腾钢,(B),镇静钢两钢锭的纵剖面图,代号“,F”,代号“,TZ”,代号“,Z”,代号“,b”,A,B,3.,按杂质含量分：,普通钢：含硫量,0.045,-0.050,；含磷量,0.045,。,优质钢,:,含硫量,0.035,；含磷量,0.035,。,高级优质钢,:,含硫量,0.025,，含磷量,0.025,。,特级优质钢,:,含硫量,0.015,，含磷量,0.025,。,牌号后加,“,高,”,或,“,A,”,后加,“,E,”,按主要性能及使用特性分,(,用途分类）,结构钢,(,包括机械结构用钢及工程结构用钢,),：包括碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢及合金结构钢等。碳素结构钢及低合金高强度结构钢是,建筑工程用钢的主要钢种，大多数型钢、钢板、钢筋等是用这些钢轧制的。,工具钢：主要用于刀具，模具等各种工具，含碳量一般较高，便于进行热处理。,特殊性能钢及专门用途钢：主要有桥梁钢、铁道用钢、船舶用钢、压力容器用钢等。,建筑钢材的类属,桥梁用钢材要求具有较高的强度、良好的塑性和可焊性。因此，桥梁建筑用钢材、钢筋混凝土用的钢筋，从用途分类来说属于结构钢；从质量分类来说属于普通钢；从含碳量分类来说属于低碳钢；所以桥梁结构用钢和钢筋混凝土用的钢筋属于碳素结构钢或低合金结构钢。,1.2,建筑钢材的主要技术性能,一、力学性能,静荷载：一定的力学强度和不致过大的变形,动荷载：较高的韧性,1,、强度（抗拉性能）,2,、塑性,3,、韧性,4,、硬度,力学性能,工艺性能,技术性能,强度、弹性、塑性、耐磨性,（可加工性）：冷弯、可焊性,一、力学性能,1,、强度：在外力作用下，材料抵抗,变形和断裂的,能力,测定方法：拉伸试验,钢材受力产生应力、应变，反映钢材的主要力学特征,拉伸性能,是建筑钢材最重要的性能。通过对钢材进行抗拉试验所测的,屈服强度、抗拉强度,(,极限强度）和伸长率,是钢材的重要技术性质指标。,屈服强度和条件屈服强度,当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到,B,点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。,(4),极限强度,当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。,断面收缩率,伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。伸长率越大或断面收缩率越大，说明钢材塑性越大。钢材塑性大，不仅便于进行各种加工，而且能保证钢材在建筑上的安全使用。因为钢材的塑性变形能调整局部高峰应力，使之趋于平缓，以免引起建筑结构的局部破坏及其所导致的整个结构破坏；钢材在塑性破坏前，有很明显的变形和较长的变形持续时间，便于人们发现和补救。,钢材的冷脆性：材料无明显塑性变形而发生脆性断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。,4,、硬度：,钢材表面局部体积内抵抗变形的能力,测定方法：以硬物压入钢材表面，根据压力大小和压痕面积或压入深度评定。,常用指标：布氏硬度（,HB,）、洛氏硬度（,HR,）,维氏硬度不常用,。,布氏法,：用一定的压力把淬火的钢球压入钢材表面，将压力除以压痕面积，得布氏硬度（,HB,）,压痕较大，实验数据准确、稳定，不宜用于成品检验。,洛氏法,：在洛氏硬度机上根据测量的压痕深度计算,操作简单迅速，但压痕小，试验精度差。,洛氏硬度法的压痕小，所以常用于判断工件的热处理效果,。,二、工艺性能,工艺性能,:,钢材在各种加工过程中的行为,1,、冷弯性能：指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，以试验时的弯曲角度,和 弯心直径,d,为指标表示。,冷弯性能,焊接性能,二、工艺性能,2,焊接性能,:,焊接：把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。,钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材的强度。,钢材的化学成分对钢材的可焊性有很大的影响。随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高，钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过,0.25,时，可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定。,化学元素,强度,硬度,塑性,韧性,可焊性,其他,碳（,C,）,1%,冷脆性,锰（,Mn,）,脱氧、硫剂,钛（,Ti,）,强脱氧剂,钒（,V),时效,磷（,P,）,偏析、冷脆,氮（,N,）,冷脆性,硫（,S,）,氧（,O,）,化学元素对钢材性能的影响,化学组成及对钢材性质的影响,一般钢：碳、磷、硫、氧、氮等；,合金钢：为改善钢材的某些性质，特意加入的元素，如锰、硅、钒、钛等。,1,）磷,-,使钢材的拉伸强度提高，塑性和韧性下降，能显著增加钢材的冷脆性，降低钢材的可焊性；,2.,硫,-,能使钢材产生热脆性，降低钢材的热加工与可焊性；,3.,氧、氮,-,降低钢材的力学性质，严重影响了钢材的韧性，并能促进时效，降低钢材的可焊性；,4.,锰、硅,-,为脱氧而有意加入的元素，能显著提高钢材的强度，对塑性与韧性的影响不是很大。,1.4,钢材的冷加工与热处理,一、冷加工强化：将钢材于常温下进行,冷拉、冷拔或冷轧,使其产生塑性变形，从而提高屈服强度，降低塑性韧性，这个过程称为冷加工强化处理。,建筑工程中大量使用的钢筋采用冷加工强化,具有明显的经济效益。,冷拔钢丝的屈服点可提高,40,60,可适当减小钢筋混凝土结构设计截面,减小混凝土中配筋数量,从而达到节约钢材的目的,一、冷加工,冷拉原理,：,变形硬化,：钢筋内部晶格滑移，引起屈服强度提高，塑性、弹性模量降低,时效硬化,：内部组织调整，内应力会促使钢筋内部组织调整，屈服强度进一步提高,1,、,冷拉,：在常温下以超过钢筋的屈服强度的拉应力拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形，以提高强度，节约钢材,特点：只能提高钢筋的抗拉强度，抗压强度不变,2,、冷拔,使直径,6-10mm,的光圆钢筋通过特制的钨合金拔丝模使钢筋产生塑性变性，以改变其物理力学性能。,横向压缩，纵向拉伸,抗拉强度、抗压强度、硬度提高，塑性降低，无明显的屈服点,3,冷轧,冷轧,:,是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋，可以提高其强度及与混凝土的粘接力。钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形，因而能较好地保持其塑性和内部结构的均匀性。,时效处理：,将冷加工处理后的钢筋，在常温下存放,15-20d,，或加热至,100-200,后保持一定时间（,2-3h,），其屈服强度进一步提高，且抗拉强度也提高，同时塑性和韧性也进一步降低，弹性模量则基本恢复。这个过程称为时效处理,自然时效,:,在常温下存放,15-20d,，称为自然时效，适合用于低强度钢筋,人工时效,:,加热至,100-200,后保持一定时间（,2-3h),称人工时效，适合于高强钢筋,二、热处理,热处理,:,将钢材在固态范围内进行加热、保温和冷却，从而改变其金相组织和微观结构组织的工艺方法，改变的钢材的部分性能,热处理包括,淬火,、,回火,、,退火,和,正火,。,1,、退火：,将钢材加热至基本组织转变温度以下（低温退火）或以上（完全退火），适当保温后缓慢冷却，以消除内应力，减少缺陷和晶格畸变，使钢的塑性和韧性得到改善。,2,、正火,（正常化处理）：,将钢件加热至基本组织改变温度以上，然后在空气中冷却，使晶格细化，钢的强度提高而塑性有所降低。,是退火的一种特例：,冷却速度不同,在空气中冷却,硬度、强度较高，塑性较退火小,获得均匀细致的结构，细化晶粒，消除组织缺陷,3,、淬火,：将钢材加热至基本组织改变温度以上，保温使基本组织转变为奥氏体，然后投入水或矿物油中急冷，使晶粒细化，碳的固溶量增加，强度和硬度增加，塑性和韧性明显下降。,4,、回火：将比较硬脆、存在内应力的钢，再加热至基本组织改变温度以下（,150-650,），保温后按一定温度冷却至室温的热处理方法称回火。回火后的钢材，内应力消除，硬度降低，塑性和韧性得到改善。据加热温度可以分为：,高温回火：,500-650,中温回火：,300-500,低温回火：,250-300,调质处理：在淬火后随即采用高温回火，强度、塑性、韧性均有较大改善。,三、钢材的焊接,1,、焊接的基本方法：,电弧焊：接头由基体金属和焊条金属通过电弧高温熔化连接成一体。,接触对焊：通过电流把金属焊头端面加热到熔融状后，立即将其对接加压而成一体。,2,、影响钢材焊接质量的因素：,钢材的可焊性,焊接工艺,焊条材料,钢材的应用,1.,建筑用钢,2.,钢结构用钢,3.,钢筋混凝土用钢,1.,建筑用钢,一、碳素结构钢（,GB700-2006,）,二、优质碳素结构钢（,GB699-1999,）,三、低合金高强度结构钢（,GB1591-2008,）,四、钢的选用,一、碳素结构钢,（,GB700-2006,）,1,、牌号：以屈服点等级划分成五个牌号，其表示方法为：,Q,235,A,F,屈服,QU,屈服强度值,质量,等级,脱氧,程度,钢结构：,热轧成型的钢板和型钢,薄壁轻型钢结构：,薄壁型钢、圆钢和小角钢,母材：,普通碳素结构钢,低合金高强度结构钢,2.,钢结构用钢,3.,钢筋混凝土用钢,一、热轧钢筋,二、冷拔钢丝和冷轧带肋钢筋,三、预应力混凝土用热处理钢筋,四、预应力混凝土用钢丝和钢绞线,五、钢筋的选用,钢筋的种类及选用,强度高，塑性低,强度高，粘结性好,强度高,预应力钢筋,钢筋,热轧钢筋,钢 丝,钢绞线,热处理钢筋,HPB235,HRB335,HRB400,RRB400,光圆钢筋,变形钢筋,变形钢筋,变形钢筋,非预应力钢筋,强度,塑性,弱,强,高,低,我国常见钢筋外形,钢筋的外形,(1),热轧钢筋,(2),预应力钢筋,(3),热轧钢筋的,符号说明,HPB235,生产工艺：,hot rolled,表面形状：,plain,钢筋：,bar,屈服强度,钢 筋,工字钢,圆钢、角钢,钢丝绳,钢 管,一、热轧钢筋（,HPB HRB,）,经热轧成型并自然冷却的成品钢筋,1,、分类：,（,1,）按外形分：,GB1499.1-2008,钢筋混凝土用热轧光圆钢筋,GB1499.2-2007,钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,GB13014-91,钢筋混凝土用余热处理钢筋,规定了钢筋混凝土用钢筋技术要求,光圆钢筋,带肋钢筋,钢筋混凝土用热轧钢筋的力学性能和冷弯性能,表面,形状,种类,公称直径,/mm,s,/MPa,b,/MPa,5,/%,冷弯试验,不小于,角度,弯心直径,光圆,HPB235,（,Q235,）,820,235,370,25,180,d=a,带肋,HRB335,（,20MnSi),625,2850,335,455,17,180,d=3a,d=4a,HRB400,(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi),625,2850,400,540,16,180,d=4a,d=5a,HRB500(K20MnSi,825,2840,500,630,15,90,d=6a,d=7a,冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋,根据国家标准,GB 13788,2000,冷轧带肋钢筋,的规定，冷轧带肋钢筋的牌号由,CRB,和钢筋的抗拉强度最小值构成,C,、,R,、,B,分别为冷轧（,cold rolled,）、带肋（,Ribbed,）、钢筋（,Bar,）三个词的英文首位字母,冷轧带肋钢筋分为,CRB550,、,CRB650,、,CRB800,、,CRB970,、,CRB1170,五个牌号。,CRB550,为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号为预应力混凝土钢筋,CRB550,钢筋的公称直径范围为,4-12mm,。,CRB650,及以上牌号钢筋的公称直径为,4,、,5,、,6mm,钢筋的选用,普通受力钢筋：,热轧钢筋,(HRB400 HRB335),冷轧带肋钢筋（,CRB550C,常用）,预应力钢筋：,预应力混凝土用钢丝、钢绞线和热处理钢筋,冷拉,HRB400 HRB335HPB235,级热轧带肋钢筋,中小型预应力构件的受力主筋：,CRB650,、,CRB800,级冷轧带肋钢筋、甲级冷拔低碳钢丝、冷拔低合金钢丝,1.5,钢材的防护,一、,腐蚀,：钢材表面与周围介质发生作用而引起破坏的现象称作腐蚀（锈蚀）,危害：,均匀锈蚀使钢材有效截面积减小，局部锈蚀不仅使钢材有效截面积减小，且引起应力集中，另外钢的强度、塑性、韧性降低,（,2,）电化学腐蚀：,钢材由不同的晶体组织构成，并含有杂质，由于这些成分的电极电位不同，当有电解质溶液,(,如水,),存在时，就会在钢材表面形成许多微小的局部腐蚀。,（,1,）化学腐蚀：,钢材与周围介质直接发生化学作用，生成疏松的氧化物而引起的腐蚀,二、防腐,1,、采用耐腐蚀钢（耐大气腐蚀钢）,在碳素钢和低合金钢中加入少量的铜、铬等合金元素制成，在大气作用下，能在表面形成一种致密的防腐保护层,2,、阻锈剂,3,、阴极保护（采用电位比钢材高的金属覆盖）,4,、阳极保护（牺牲阳极、外加电流）,5,、非金属覆盖（涂漆）,6,、混凝土表面处理,混凝土用钢筋的防锈,1,、提高混凝土密实度，增大钢筋保护层的厚度,2,、易碳化地区，采用硅酸盐水泥或普通水泥,3,、限制含氯盐外加剂掺量,4,、使用混凝土用钢筋阻锈剂,5,、钢筋涂覆环氧树脂或镀锌,三、钢在火灾中的表现,200,度以内性能基本不变；,超过,300,度：弹性模量、屈服点和极限强度均开始显著下降，应变急剧增大；,600,度：失去承载能力,四、防火,采用绝热或吸热材料，隔阻火焰和热量，推迟钢结构的升温速率,包覆法：以防火涂料（膨胀型和非膨胀型）、不燃烧板材或混凝土和砂浆将钢结构包裹起来,地面铺装材料,景观砖材料,砖分为烧结砖（主要指黏土砖）和非烧结砖（灰砂砖、粉煤灰砖）两大类，并有空心和实心两种。,一、烧结普通砖,烧结普通砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过制备，成型、干燥和灼烧而成的。,烧结普通砖的技术要求包括外观指标、标号和耐久性能，并根据此将其分成特等，一等和二等三个等级。,1.,外观指标 烧结普通砖的外形为规则的正平行六面体，现行标准尺寸为,240 x115x53mm,，通常将,240 x115mm,的平面称为大面，,240 x53 mm,的平面称为条面，,115x53mm,的 平面称为顶面。,砖的外观指标包括尺寸偏差，弯曲，裂纹、颜色、完整面、棱角以及表面突出高度等并符合规定。,在烧砖时由于焙烧温度不均匀会出现欠火砖以及过火砖。欠货砖色浅、敲击声哑，孔隙多、强度低、耐久性差、不宜使用。过火砖的色深，声脆、强度高、耐久性好、但容易产生酥砖和罗纹砖，欠火砖、酥砖和罗纹砖不得作为合格品出厂。,2.,标号 砖的标号按抗压抗折强度确定，并分为,200,、,150,、,100,、,75,四个标号。,3.,耐久性能 砖的耐久性能由抗冻实验、泛霜实验、石灰爆裂实验和吸水率实验来确定。,二 非烧结砖,非烧结砖包括：经常压蒸汽养护硬化而成的蒸养砖（蒸养粉煤灰砖、蒸养矿渣砖、蒸养煤渣砖）；经高压蒸汽养护硬化而成的蒸压砖（蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰、蒸压矿渣砖）；以石灰为胶凝材料，加入骨料成型后经二氧化碳处理硬化而成的碳化砖。由于非烧结砖不用黏土，利用工业废渣，生产工艺简单。砖的技术性能可超过烧结普通砖，所以近来在全国各地迅速发展。,1.,增压灰砂砖 增压灰砂砖是以石灰和沙为主要原料，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的。,蒸压灰砂砖的规格与烧结普通砖一致，根据抗压强度和抗折强度可分为,25,、,20,、,15,、,10,四个强度等级，根据尺寸偏差和外观分为优等品（,A,）、一等品（,B,）和合格品（,C,）。其产品标记采用强度级别、产品强度等级、标准标号的顺序打印、示例如下：强度等级为,20,级的优等品的灰砂砖：,LSB-20-A-GB11945,。,15,级以上的砖可用于基础及其他建筑部位，,10,级砖可用于防潮层以上的建筑部位。,2.,粉煤灰砖 粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，插入适量的石膏和骨料经坯料制备、压制成型、高压或常压蒸汽养护而成。,粉煤灰砖的规格尺寸与烧结普通砖相同，产品根据炕压强度和抗折强度分为,20,、,15,、,10,、,7.5,四个强度等级根据外观质量、强度、抗冻性和干燥收缩分为优等品（,A,）、一等品（,B,）和合格品（,C,）。粉煤灰砖按产品名称、强度级别、产品级别、国家标准编号顺序进行标记，如强度级别为,20,优等品粉煤灰砖的标记为：,FAB-20-A-JC239,。,粉煤灰砖优等品的强度级别应该不低于,15,级，一等品的强度级别应该不低于,10,级，抗冻性应该符合有关规定，其干燥收缩值优等品应该不大于,0.6MM/M,；一等品应该不大于,0.75MM/M,；合格品应该不大于,0.85MM/M,。,粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但用于基础或用于易受冻溶和干湿交替作用的建筑不必须使用一等砖和优质砖，不得用于长期受热,200,度以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。,一烧结砖,烧结砖是景观园林铺装的经典材料，可以抵御风雨、防火阻燃、不易掉色，实用性强。烧结砖表面光滑，但其粗糙尺度在雨天起到防滑作用。另外经高温煅烧的烧结砖在强烈的阳光照射下不反光、不刺眼