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2025环球网校一级建造师《建筑工程管理与实务》考点精讲
第6讲-2.1建筑钢材、水泥的性能与应用
【课前学习建议】
本节课主要围绕钢材、水泥的性能展开讲解：
①了解建筑钢材的主要钢种和常用的建筑钢材，重点掌握抗震结构适用的钢筋的额外要求；
②重点掌握建筑钢材力学性能；区分力学性能（拉伸性能、冲击性能、疲劳性能）和工艺性能（弯
曲性能、焊接性能）；掌握力学性能中每个性能的具体含义和相关指标；
③重点掌握水泥的技术要求：凝结时间、体积安定性、强度及强度等级等。
④掌握水泥的主要特性，了解水泥选用，特别是不同混凝土工程下应选用和不宜使用的水泥。
第2章主要建筑工程材料的性能与应用
2.1结构工程材料
2.1.1建筑钢材的性能与应用
建筑钢材可分为钢结构用钢、钢筋混凝土结构用钢和建筑装饰用钢材制品等。
1.建筑钢材的主要钢种
（1）钢材按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢根据含碳量，又可分为低碳钢（含碳
量小于0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%～0.6%）和高碳钢（含碳量大于0.6%）。合金钢按合金元素
的总含量又可分为低合金钢（总含量小7 8于5%）、中合金钢（总含量5%～10%）和高合金钢（总含量大
1
9
于10%）。 8 4
3
信
（2）根据钢中有害杂质硫微、磷的多少，工业用钢可分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优
系
质钢。根据用途的不同，工联业用钢常分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
题
（3）建筑钢材的主要押钢种有碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
准
精
（4）国家标准《碳素结构钢》GB/T700—2006规定，碳素结构钢的牌号由代表屈服强度的字母Q、
屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法符号四个部分按顺序组成。例如，Q235-AF表示屈服强度为
235MPa 的 A 级沸腾钢。除常用的 Q235 外，碳素结构钢的牌号还有 Q195、Q215 和 Q275。碳素结构钢
为一般结构和工程用钢，适于生产各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。
（5）优质碳素结构钢钢材按冶金质量等级分为优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”）和特级优
质钢（牌号后加“E”）。优质碳素结构钢一般用于生产预应力混凝土用钢丝、钢绞线、锚具，以及
高强度螺栓、重要结构的钢铸件等。
（6）低合金高强度结构钢的牌号与碳素结构钢类似，不过其质量等级分为 B、C、D、E、F五级，
牌号有 Q355、Q390、Q420、Q460。主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋8，广泛用于钢结构和
7
1
钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥4 9梁工程等。
8
3
2.常用的建筑钢材 信
微
1）钢结构用钢 系
联
（1）钢结构用钢主要是热轧成型的钢板和型钢等。薄壁轻型钢一结构中主要采用薄壁型钢、圆钢
唯
和小角钢。钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金高强度结构钢。
（2）钢结构常用的热轧型钢有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。型
钢是钢结构中采用的主要钢材。
（3）钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。钢板规格表示方法为“宽
度×厚度×长度”（单位为 mm）。钢板分厚板（厚度大于4mm）和薄板（厚度不大于 4mm）两种。厚
板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。
2）钢管混凝土结构用钢管
钢管混凝土结构用钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管和无缝钢管。钢管焊接必须采用对接
焊缝，并达到与母材等强的要求。
由施工单位自行卷制的钢管，其钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板，并应有出
厂证明书或试验报告单。卷管方向应与钢板压延方向一致。卷制钢管前，应根据要求将板端开好坡口。
为适应钢管拼接的轴线要求，钢管坡口端应与管轴线严格垂直。卷板过程中，应注意保证管端平面与
管轴线垂直。
3）钢筋混凝土结构用钢
钢筋混凝土结构用钢筋品种有热轧钢筋、余热处理钢筋、冷轧带肋钢筋及预应力筋，预应力筋有
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螺纹钢筋、钢丝和钢绞线等。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混凝土
结构和预应力混凝土结构的配筋。我国热轧钢筋的品种、强度标准值见表2.1-1。
表2.1-1热轧钢筋的品种及强度标准值
屈服强度f （MPa） 极限强度f （MPa）
品种 牌号 yk stk
不小于 不小于
光圆钢筋 HPB300 300 420
HRB400
HRBF400
400 540
HRB400E
HRBF400E
带肋钢筋 HRB500
HRBF500
500 630
HRB500E
HRBF500E
HRB600 600 730
注：HPB属于热轧光圆钢筋，HRB属于普通热轧钢筋，HRBF属于细晶粒热轧钢筋。
8
热轧光圆钢筋强度较低，与混凝1土7的粘结强度也较低，主要用作板的受力钢筋、箍筋以及构造钢
9
4
8
筋。热轧带肋钢筋与混凝土之间的3握裹力大，共同工作性能较好，其中HRB400 级钢筋是钢筋混凝土
信
微
用的主要受力钢筋，是目前工系程中常用的钢筋牌号。
联
国家标准规定，有较高题要求的抗震结构适用的钢筋牌号为：在表2.1-1中已有带肋钢筋牌号后加
押
E（例如：HRB400E、HRB准F400E）的钢筋。该类钢筋除满足表中的强度标准值要求外，还应满足以下要
精
求：
（1）抗拉强度实测值 与屈服强度实测值的比值不应小于1.25。
（2）屈服强度实测值与 屈服强度标准值的比值不应大于1.30。
（3）最大力总延伸率实测值 不应小于9%。
国家标准还规定，热轧带肋钢筋应在其表面轧上牌号标志、生产企业序号（许可证后 3 位数字）
和公称直径毫米数字，还可轧上经注册的厂名（或商标）。
4）建筑装饰用钢材制品
现代建筑装饰工程中，钢材制品得到广泛 应用。常用的主要有不锈钢钢板和钢管、彩色不锈钢板、
彩色涂层钢板和彩色涂层压型钢板，以及镀锌钢 卷帘门板及轻钢龙骨等。
1
7 8
9
（1）不锈钢及其制品 8 4
信
3
不锈钢是指含铬量在12%以上的铁基合金钢。铬的 含量越高，钢的微抗腐蚀性越好。建筑装饰工程
系
中使用的是要求具有较好的耐大气和水蒸气侵蚀性的普通 不锈钢。用联于建筑装饰的不锈钢材主要有薄
一
板（厚度小于2mm）和用薄板加工制成的管材、型材等。 唯
（2）轻钢龙骨
轻钢龙骨以镀锌钢带或薄钢板为原料由特制轧机经多道工艺轧制而成，断面有 U 形、C 形、T 形
和 L 形。主要用于装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等，分为吊顶龙骨（代号D）和墙体龙骨
（代号Q）两大类。与木龙骨相比，具有强度高、防火、耐潮、便于施工安装等特点。
3.建筑钢材的力学性能
钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。其中，力学性能是钢材最重要的使用性能，包括拉
伸性能、冲击性能、疲劳性能等。工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括弯曲性能和焊接
性能等。
1）拉伸性能
（1）反映建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。屈服强度是结构设计中
钢材强度的取值依据。抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）是评价钢材使用可靠性的一个参数。强屈
比越大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高；但强屈比太大，钢材强度利用率偏
低，浪费材料。
（2）钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性。钢材的塑性指标通常用伸长率表
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示。伸长率越大，钢材的塑性越大。热轧钢筋有最大力总伸长率指标要求。
（3）预应力混凝土用高强度钢筋和钢丝具有硬钢的特点，抗拉强度高，无明显的屈服阶段，伸
长率小。由于屈服现象不明显，不能测定屈服点，故常以发生残余变形为 0.2%原标距长度时的应力
作为屈服强度，称条件屈服强度，用σ 表示。
0.2
2）冲击性能
冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力。钢的化学成分及冶炼、加工质量都对冲击性能有明显的
影响。除此以外，钢的冲击性能受温度的影响较大，冲击性能随温度的下降而减小；当降到一定温度
范围时，冲击值急剧下降，从而可使钢材出现脆性断裂，这种性质称为钢的冷脆性，这时的温度称为
脆性临界温度。脆性临界温度的数值越低，钢材的低温冲击性能越好。所以，在负温下使用的结构，
应当选用脆性临界温度较使用温度低的钢材。
3）疲劳性能
受交变荷载反复作用时，钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，
称为疲劳破坏。疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，往往造成灾难性的事故。钢
材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。
4.钢材化学成分及其对钢材性能的影响
钢材中除主要化学成分铁（Fe）以8 外，还含有少量的碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、
7
1
硫（S）、氧（0）、氮（N）、钛（4T9i）、钒（V）等元素，这些元素虽含量很少，但对钢材性能的影
8
3
信
响很大：
微
系
（1）碳：碳是决定钢材性能的最重要元素。建筑钢材的含碳量不大于0.8%，随着含碳量的增加，
联
题
钢材的强度和硬度提高，押塑性和韧性下降。含碳量超过0.3%时钢材的可焊性显著降低。碳还增加钢材
准
的冷脆性和时效敏感性精，降低抗大气锈蚀性。
（2）硅：当含量小 于1%时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材
中的主要添加元素。
（3）锰：锰能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性能改善，同时也可提高钢材强度。
（4）磷：磷是碳素钢中很有 害的元素之一。磷含量增加，钢材的强度、硬度提高，塑性和韧性
显著下降。特别是温度越低，对塑性 和韧性的影响越大，从而显著加大钢材的冷脆性，也使钢材可焊
性显著降低。但磷可提高钢材的耐磨性和 耐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。
（5）硫：硫也是很有害的元素，呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，降低钢材的各种机械性能。
硫化物所造成的低熔点使钢材在焊接时易产生 热裂纹，形成热脆现象，称为热脆性。硫使钢的可焊性、
8
冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。 1 7
9
（6）氧：氧是钢中有害元素，会降低钢材的机 械 性能，特别是韧性。
信
氧3 8
4
有促进时效倾向的作用。
微
氧化物所造成的低熔点亦使钢材的可焊性变差。
系
（7）氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，会使钢 材强度提
联
高，塑性特别是韧性显著下降。
一
唯
【例题·多选】1.某寒冷地区高层钢筋混凝土结构工程， 钢 筋进场要复验哪些性能?（）
A.拉伸性能
B.重量偏差
C.冲击性能
D.疲劳性能
E.弯曲性能
【答案】ABCE
【解析】钢筋进场需要复验的内容有：屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能、重量偏差（内
容来源：13.1.3建筑材料检测）。由于在寒冷地区，还需要额外进行冲击性能的复验。
【例题·单选】2..钢中的化学成分不属于有害元素的是（）。
A.硅
B.磷
C.硫
D.氧
【答案】A
【解析】当硅含量小于1%时，可提高钢材强度，对塑性和韧性影响不明显。硅是我国钢筋用钢材
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中的主要添加元素。
2.1.2水泥的性能与应用
1.水泥分类
水泥为无机水硬性胶凝材料，在建筑工程中有着广泛的应用。水泥品种非常多，按其主要水硬性
物质名称可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等。建筑工程
中常用的是通用硅酸盐水泥，它是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶
凝材料。按混合材料的品种和掺量，通用硅酸盐水泥可分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸
盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥（表2.1-2）。
表2.1-2通用硅酸盐水泥的代号和强度等级
水泥名称 简称 代号 强度等级
硅酸盐水泥 硅酸盐水泥 P·I、P·Ⅱ
42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R
普通硅酸盐水泥 普通水泥 P·O
矿渣硅酸盐水泥 矿渣水泥 P·S·A、P·S·B
火山灰质硅酸盐水泥 火山灰水泥 P·P 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R
粉煤灰硅酸盐水泥 粉煤灰水泥 P·F
复合硅酸盐水泥 复合水泥 P·C 42.5、42.5R、52.5、52.5R
8
注：强度等级中，R表示早强型。1 7
9
4
【课中知识拓展】 3 8
信
水泥强度越高，产生的水化微热越大。理由：水泥的水化反应是一个复杂的化学反应过程，本质上
系
是水泥中的各种矿物成分与联水发生化学反应，生成一系列水化产物的过程。强度越高的水泥，其内部
题
的矿物组成和结构越有利押于快速进行水化反应，从而产生更大的热量。
准
精
2.常用水泥的技术要求
1）水泥的凝结时间
（1）水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去
可塑性所需的时间；终凝时间是 从水泥加水拌合起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的
时间。
（2）为了保证有足够的时间在初 凝之前完成混凝土的搅拌、运输和浇捣及砂浆的粉刷、砌筑等
施工工序，初凝时间不宜过短；为使混凝土、砂浆能尽快地硬化达到一定的强度，以利于下道工序及
早进行，避免影响施工进程，终凝时间也不 宜过长。
（3）国家标准规定，六大常用水泥的初凝 时间均不应小于 45min，硅酸盐8水泥的终凝时间不应
1
7
大于6.5h，其他五类常用水泥的终凝时间不应大于 10h。
8
4 9
信
3
2）水泥的安定性
微
水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积 变 化的均匀联性
系
。如果水泥硬化后产生不均匀
一
的体积变化，即所谓体积安定性不良，就会使混凝土构件产 生膨胀唯性裂缝，降低建筑工程质量，甚至
引起严重事故。因此，施工中必须使用安定性合格的水泥。水泥 安定性试验采用沸煮法和压蒸法。
3）水泥强度及强度等级
水泥强度分为抗压强度、抗折强度和抗拉强度三种。民用建筑工程中，在通常情况下，不涉及水
泥制品或混凝土构件的抗拉性能，水泥强度的判定只包含抗压强度和抗折强度。
【课中知识拓展】
水泥强度等级不满足要求，可以经过协商降级使用；安定性不满足要求，为废品，不可以使用。
国家标准规定采用胶砂法来测定水泥的 3d 和 28d 的抗压强度和抗折强度。通用硅酸盐水泥不同
龄期对应的强度要求见表2.1-3。
表2.1-3通用硅酸盐水泥不同龄期的强度要求
抗压强度/MPa 抗折强度/MPa
强度等级
3d 28d 3d 28d
32.5 ≥12.0 ≥3.0
≥32.5 ≥5.5
32.5R ≥17.0 ≥4.0
42.5 ≥17.0 ≥42.5 ≥4.0 ≥6.5
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42.5R ≥22.0 ≥4.5
52.5 ≥22.0 ≥4.5
≥52.5 ≥7.0
52.5R ≥27.0 ≥5.0
62.5 ≥27.0 ≥5.0
≥62.5 ≥8.0
62.5R ≥32.0 ≥5.5
4）其他技术要求
其他技术要求包括水泥中水溶性铬（V）、放射性核素限量、水泥细度、碱含量与化学要求等。
水泥的细度、碱含量属于选择性指标，由买卖双方协商确定。化学要求包括不溶物、烧失量、三氧化
硫、氧化镁和氯离子。
3.常用水泥的特性及应用
常用水泥的主要特性见表2.1-4。
表2.1-4常用水泥的主要特性
硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合水泥
①凝结硬化慢、 ①凝结硬化慢、
①凝结硬化慢、①凝结硬化慢、
早期强 度低，后期 早期强度低，后期
①凝结硬化快、①凝结硬化较快、 7 8 早期强度低，后期早期强度低，后期
9强1度增长较快 强度增长较快
早期强度高 早期强度较高 8 4 强度增长较快 强度增长较快
信 3②水化热较小 ②水化热较小
②水化热大 ②水化热较大微 ②水化热较小 ②水化热较小
系 ③抗冻性差 ③抗冻性差
③抗冻性好 ③抗冻性较联好 ③抗冻性差 ③抗冻性差
题 ④耐热性好 ④耐蚀性较好
④耐热性差 ④耐热押性较差 ④耐热性较差 ④耐热性较差
准 ⑤耐蚀性较好 ⑤其他性能与所
⑤耐蚀性差 ⑤耐精蚀性较差 ⑤耐蚀性较好 ⑤耐蚀性较好
⑥干缩性较大 掺入的两种或两
⑥干缩性较小 ⑥干缩 性较小 ⑥干缩性较大 ⑥干缩性较小
⑦泌水性大、抗 种以上混合材料
⑦抗渗性较好 ⑦抗裂性较高
渗性差 的种类、掺量有关
在混凝土工程中，根据使用场合、条件的不同，可选择不同种类的水泥，具体可参考表2.1-5。
表2.1-5常用水泥的选用
混凝土工程特点或所处环境条件 优先选用 可以使用 不宜使用
矿渣水泥、火山灰水
在普通气候环境中的混
1 普通 水泥 泥、粉煤灰水泥、复
凝土
合水泥
1
7 8
9
普通 8 4 火山灰水泥、粉煤灰
2 在干燥环境中的混凝土 普通水泥 矿渣水信泥3
混凝 微 水泥
系
土 在高湿度环境中或长期 矿渣水泥、火山灰水泥、 联
3 普一通水泥
处于水中的混凝土 粉煤灰水泥、复合水泥 唯
矿渣水泥、火山灰水泥、
4 厚大体积的混凝土 硅酸盐水泥
粉煤灰水泥、复合水泥
矿渣水泥、火山灰水
有 要求快硬、早强的混凝
1 硅酸盐水泥 普通水泥 泥、粉煤灰水泥、复
特 土
合水泥
殊
高强（大于C50级）混凝 火山灰水泥、粉煤灰
要 2 硅酸盐水泥 普通水泥、矿渣水泥
土 水泥
求
3 有抗渗要求的混凝土 普通水泥、火山灰水泥 矿渣水泥
的
火山灰水泥、粉煤灰
混 4 有耐磨性要求的混凝土 硅酸盐水泥、普通水泥 矿渣水泥
水泥
凝
受侵蚀介质作用的混凝 矿渣水泥、火山灰水泥、
土 5 硅酸盐水泥
土 粉煤灰水泥、复合水泥
4.常用水泥包装及标志
水泥可以散装或袋装，包装形式由买卖双方协商确定。水泥包装袋上应清楚标明：本文件编号、
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水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装日期、净
含量。
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1
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8
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信
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