装配式构件生产常用材料

发布时间：2019-08-27 10:44:59

一、钢筋

1.钢筋种类及相关符号

（1）HPB300——（一级钢）热轧光圆钢筋强度级别300MPa

HPB是热轧光圆钢筋的英文(Hotrolled Plain Bars)缩写。300表示屈服强度为300MPa。

（2）HRB335——（二级钢）热轧带肋钢筋强度级别335MPa

HRB是热轧带肋钢筋的英文（Hotrolled Ribbed Bars）缩写。335表示屈服强度为335MPa。

（3）HRBF335——（二级钢）细晶粒热轧带肋钢筋强度级别335MPa。

HRBF是热轧带肋钢筋的英文缩写后面加“细”的英文（Fine）首位字母。335表示屈服强度为335MPa。

（4）HRB400——（三级钢）热轧带肋钢筋强度级别400MPa

（5）HRBF400——（三级钢）细晶粒热轧带肋钢筋强度级别400MPa

（6）RRB400——（三级钢）余热处理带肋钢筋强度级别400MPa

RRB是余热处理带肋钢筋（Remained Heat Treatment Ribbed Steel Bars）缩写

（7）HRB400E——（三级钢）有较高抗震性能的普通热轧带肋钢筋强度级别400MPa

（8）HRB500——（四级钢）普通热轧带肋钢筋强度级别500MPa

（9）HRBF500——（四级钢）细粒热轧带肋钢筋强度级别500MPa

H, P, R, B, F, E分别为热轧(Hotrolled), 光圆(Plain), 带肋(Ribbed), 钢筋（Bars），细粒(Fine), 地震（Earthquake）5个词的英文首位字母。后面的数代表屈服强度为XXXMPa。

2.钢筋标注方法

钢筋混凝土构件图示方法中钢筋的标注一般采用引出线的方法，具体有以下两种标注方法：

（1）标注钢筋的根数，直径和等级，例如3Ф20，其中：

3：表示钢筋的根数；

Ф：表示钢筋等级直径符号；

20：表示钢筋直径。

（2）标注钢筋的等级，直径和相邻钢筋中心距，例如Ф8@200，其中：

Ф：表示钢筋等级直径符号；

8：表示钢筋直径；

@：相等中心距符号；

200：相邻钢筋的中心距（≤200mm）。

面层混凝土面板内应配置构造钢筋面网，钢筋网可采用直径5～6mm的冷轧带肋钢筋焊接网，网孔尺寸宜为100～150mm。冷轧带肋钢筋网片加工可用电阻点焊成型。

3.钢筋分类及作用

配置在钢筋混凝土结构中的钢筋，按其作用可分为下列几种：

（1）受力筋：承受拉，压应力的钢筋。用于梁，板，柱等各种钢筋混凝土构件。梁，板的受力筋还分为直筋和弯筋两种。

（2）钢箍（箍筋）：承受一部分斜拉应力，并固定受力筋的位置，多用于梁和柱内。

（3）架立筋：用以固定梁内钢箍位置，构成梁内的钢筋骨架。

分布筋：用于屋面板、楼板内，与板的受力筋垂直布置，将承重的重量均匀地传。

（4）给受力筋，并固定受力筋的位置，以及抵抗热胀冷缩所引起的温度变形。

其他：因构件构造要求或施工安装需要而配制的构造筋，如腰筋、预埋锚固筋、吊环等。

为了保护钢筋、防腐蚀、防火以及加强钢筋与混凝土的粘结力，在构件中的钢筋外面要留有保护层。根据钢筋混凝土结构设计规范规定，梁、柱的保护层最小厚度为25mm，板和墙的保护层厚度为10～15mm。

如果受力筋用光圆钢筋，则两端要弯钩，以加强钢筋与混凝土的粘结力，避免钢筋在受拉时滑动。带纹钢筋与混凝土的粘结力强，两端不必弯钩。钢筋端部的弯钩常用两种形式：带有平直部分的半圆弯钩、直弯钩。

4.冷轧带肋钢筋

冷轧带肋钢筋牌号由CRB(Cold–rolled Ribbed Bars)和钢筋的抗拉强度最小值构成。冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和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。

（1）性能及应用

冷轧带肋钢筋力学性能如下：屈服强度500MPa，抗拉强度550MPa，伸长率（标距5倍直径）为12%。

冷轧带肋钢筋是用热轧盘条经多道冷轧减径，一道压肋并经消除内应力后形成的一种带有两面或三面月牙形的钢筋。冷轧带肋钢筋在预应力混凝土构件中，是冷拔低碳钢丝的更新换代产品；在现浇混凝土构件中，则可代换Ⅰ级钢筋，以节约钢材，是同类冷加工钢材中较好的一种。可应用在楼板、基础底板的受力筋与分布筋，剪力墙的分布筋，梁柱的箍筋等中。

（2）性能及应用

钢材强度高，可节约建筑钢材和降低工程造价。CRB550级冷轧带肋钢筋与热轧光圆钢筋相比，可节约35%～40%的钢材。如考虑不用弯钩，钢材节约量还要多一些。根据目前钢材市场价格，每使用一吨冷轧带肋钢筋，可节约钢材费用800元左右。

冷轧带肋钢筋与混凝土之间的粘结锚固性良好。因此用于构件中，从根本上杜绝了构件锚固区开裂、钢丝滑移而破坏的现象，且提高了构件端部的承载能力和抗裂能力；在钢筋混凝土结构中，裂缝宽度也比光圆钢筋，甚至比热轧螺纹钢筋还小。

冷轧带肋钢筋伸长率较同类的冷加工钢材大。

二、混凝土

1.混凝土的分类

（1）按胶凝材料

①无机胶凝材料混凝土：包括石灰硅质胶凝材料混凝土（如硅酸盐混凝土）、硅酸盐水泥系混凝土（如硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰质水泥、早强水泥混凝土等）、钙铝水泥系混凝土（如高铝水泥、纯铝酸盐水泥、喷射水泥、超速硬水泥混凝土等）、石膏混凝土、镁质水泥混凝土、硫磺混凝土、水玻璃氟硅酸钠混凝土、金属混凝土（用金属代替水泥作胶结材料）等。

②有机胶凝材料混凝土：主要有沥青混凝土和聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等。此外，无机与有机复合的胶体材料混凝土，还可以分为聚合物水泥混凝土和聚合物辑靛混凝土。

(2)按表观密度

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。

重混凝土表观密度大于2500kg/m³，用特别密实和特别重的基料制成。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等，它们具有不透X射线和γ射线的性能；常由重晶石和铁矿石配制而成。

普通混凝土即我们在建筑中常用的混凝土，表观密度为1950～2500kg/m³，以砂、石子为主要集料配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。

轻质混凝土是表观密度小于1950kg/m³的混凝土。它又可以分为三类：

轻集料混凝土，其表观密度为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。

多空混凝土（泡沫混凝土、加气混凝土），其表观密度为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。

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、重矿渣做集料配制的。轻骨料大孔混凝土的表观密度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

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

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。

按拌合物

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。

按掺和料

粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、矿渣混凝土、纤维混凝土等。

另外，混凝土还可按抗压强度分为低强混凝土（抗压强度小于30MPa）、中强混凝土（抗压强度30～60MPa）和高强混凝土（抗压强度大于等于60MPa）；按每立方米水泥用量又可分为贫混凝土（水泥用量不超过170kg）和富混凝土（水泥用量不小于230kg）等。

2.制备混凝土原材料

水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌合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，饮用水便可满足混凝土拌合用水的要求。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——惨合料。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。

3.混凝土配合比

制备混凝土时，首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求，合理地选择原材料并确定其配合比例，以达到经济适用的目的。混凝土配合比的设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。

（1）水灰比的确定

高强混凝土水灰比的计算不能采用普通混凝土的强度公式，应根据试验资料进行统计，提出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度(fcu.0)相对应的水灰比。当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应为基准配合比，其他配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.02～0.03。

（2）集料用量

每立方碎石用量（GO）高强混凝土没立方米的碎石用量（VS）为0.9～0.95m³，则每立方米中碎石质量为：GO=VS×碎石松散容重

每立方砂用量SOSO=[GO/(1-QS)]QSQS-砂率，应经试验确定，一般控制在28%～36%范围内。

（3）用水量

计算高强混凝土配合比时，其用水量在普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量。此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。

（4）水泥用量

生产高强混凝土时，水泥的用量至关重要，它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例，水泥含量要比较高，但要注意的是，水泥用量不宜过高，否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过550kg/m³。

（5）试拌调整

对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机，振捣时要高频加压振捣，保证拌合物的密实。要注意试拌量应不小于拌合机额定量的1/4，混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法，宜与实际生产时使用的方法一致。

（6）配合比的确定

当拌合物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时，可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ-2000规定进行相应的调整。混凝土配合比确定后，应对配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。

三、保温板

1.XPS保温板

XPS保温板是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚合物，通过加热混合同时注入催化剂，然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板。它的学名为绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（简称XPS）。XPS具有完美的闭孔蜂窝结构，这种结构让XPS板有极低的吸水性(几乎不吸水)、低热导系数、高抗压性、抗老化性（正常使用几乎无老化分解现象）。

XPS的优点：

XPS板具有致密的表层及闭孔结构内层。其导热系数大大低于同厚度的EPS,因此具有较EPS更好的保温隔热性能。

对同样的建筑物外墙，其使用厚度可小于其他类型的保温材料；由于内层的闭孔结构。因此它具有良好的抗湿性，在潮湿的环境中，仍可保持良好的保温隔热性能；适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑，也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑。

质地轻、使用方便：XPS板的完全闭孔式发泡化学结构与其蜂窝状物理结构，使其具有轻质、高强度的特性，便于切割、运输，且不易破损、安装方便。由于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式采用机械固定件，在冬季可照常施工。

稳定性、防腐性好：长时间的使用中，不老化、不分解、不产生有害物质，其化学性能极其稳定，不会因吸水和腐蚀等导致降解而使其性能下降，在高温环境下仍能保持优越的性能。有关资料介绍，XPS挤塑保温板即使是由30～40年，仍能保持优异的性能，且不会发生分解或霉变，没有有毒物质的挥发。

XPS的缺点：

XPS板本身的强度较高，从而造成板材较脆，不易弯折，板上存在的应力使应力集中，容易使板材损坏、开裂；透气性差，几乎不透气，如果板两侧的温差较大、湿度高很容易结露；由于板表面光滑，在施工时需要界面处理，并进行拉毛（毛面板不在此列）；XPS板与抹灰砂浆粘结不牢容易脱落；外贴瓷砖脱落更严重。

2.聚氨酯保温板

（1）硬质聚氨酯板导热系数低，热工性能好。当硬质聚氨酯容重为35～40kg/m³时，导热系数仅为0.018～0.023W/(m·K)，约相当于EPS的一半，是所有保温材料中导热系数最低的一种。

（2）硬质聚氨酯板具有防潮、防水性能。硬质聚氨酯的闭孔率在90%以上，属于憎水性材料，不会因吸潮增大导热系数，墙面也不会渗水。

（3）硬质聚氨酯防火，阻燃，耐高温。聚氨酯在添加阻燃剂后，是一种难燃的自熄性材料，其软化点可达到250℃以上，仅在较高温度时才会出现分解。另外，聚氨酯在燃烧时会在其泡沫表面形成灰，这层灰有助于隔离下面的泡沫，有效防止火灾蔓延。而且，聚氨酯在高温下也不产生有害气体。

（4）由于聚氨酯板材具有优良的隔热性能，在同样保温要求下，可减少建筑物外围护结构厚度，从而增加室内外使用面积。

（5）抗变形能力强，不易开裂，饰面稳定、安全。

（6）聚氨酯板料孔隙率结构稳定，基本上是闭孔结构，不仅保温性能优良，而且抗冻融、吸声性也好。硬泡聚氨酯保温构造的平均寿命，在正常使用与维修的条件下，能达到30年以上，能够做到在结构的寿命期内正常使用条件下，干燥、潮湿或电化腐蚀，以及由于昆虫、真菌、藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等外因，都不会破坏其性能。

（7）综合性价比高。虽然硬质聚氨酯泡沫材料的单价比其他传统保温材料的单价高，但增加的费用将会因供暖和制冷费用的大幅度减少而抵消。

四、拉结件

拉结件用于外墙板的面层、保温层和结构层之间的连接锚固，分为金属和非金属材料两大类，其中非金属连接件采用纤维增强复合塑料，英文为FRP（Fiber Reinforced Plastics）。FRP由增强纤维和基体组成，一般是用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂做基体，以玻璃纤维或其制品做增强材料的增强塑料。纤维（或晶须）的直径很小，一般在10μm以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为30‰以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。基体对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有黏弹性，是韧性材料。

目前工程结构中常用的FRP主材主要有碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）与芳纶纤维（AFRP），其材料形式主要有片材（纤维布和板）、棒材（筋材和索材）及型材（格栅型、工字型、蜂窝型等）。

FRP力学性能和特点如下：

（1）抗拉强度

抗拉强度高。FRP的抗拉强度均明显高于钢筋，与高强钢丝抗拉强度差不多，一般是钢筋的2倍甚至10倍。但FRP材料在达到抗拉强度前，几乎没有塑性变形产生，受拉时应力、应变呈线弹性上升直至脆断，因此FRP复合材料在与混凝土结构共同作用的过程中，往往不是由于FRP材料被拉断破坏，而是由于FRP-混凝土界面强度不足导致混凝土结构界面被剥离破坏，所以，FRP-混凝土界面粘结性能问题是今后工程应用的一个重点和难点。

（2）热膨胀系数

FRP复合材料热膨胀系数与混凝土相近。当环境温度发生变化时，FRP与混凝土协调工作，两者间不会产生大的温度应力。

（3）弹性模量

与钢材相比，大部分FRP产品弹性模量小，约为普通钢筋的25%～75%。因此，FRP结构的设计通常由变形控制。

（4）抗剪强度

FRP的抗剪强度低，其强度仅为抗拉强度的5%～20%，这使得FRP构件在连接过程中需要研制专门的锚具、夹具。这也使得FRP构件的适度成为研究突出的问题。

（5）抗腐蚀、抗疲劳性能

FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，因而可提高结构的使用寿命，这是一般的结构材料难以比拟的。但同时，与一般混凝土相比较，FRP复合材料的防火性能偏差，这也制约了该类结构产品的推广应用，成为今后要解决的问题之一。

（6）重量

比强度很高，即通常所说的轻质高强。因此采用FRP材料可减轻结构自重，施工方便，其重量一般为钢材的20%。

（7）良好的可设计性

FRP可根据工程需要采用不同纤维材料、纤维含量和铺陈方式等不同工艺设计出不同强度指标、弹性模量及特殊性能要求的产品，且产品形状可灵活设计。

工厂化生产，现场安装，有利于保证工程质量，提高劳动效率和建筑工业化。

GFRP复合连接件是由耐碱玻璃纤维与环氧树脂组成的复合新材料，既发挥了玻璃纤维高强度及弹性模量的特点（强度高达800MPa），又保持了非金属材料导热系数较低的特点。GFRP连接件既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。该连接件材料绝热，抗腐蚀、抗疲劳性能好，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用。特别是具有良好的绝热功能，杜绝了热冷桥，可有效防止冷桥作用。GFRP复合材料热膨胀系数与混凝土相近，这样当环境温度发生变化时，GFRP与混凝土协调工作，两者间不会产生大的温度应力。根据所使用的树脂品种不同，分别有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。

五、钢筋连接用灌浆套筒

钢筋连接用灌浆套筒是通过水泥基灌浆料的传力作用将钢筋对连接所用的金属套筒，主要执行标准为《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398.灌浆套筒按加工方式分为铸造灌浆套筒和机械加工灌浆套筒；按结构形式分为全灌浆套筒和半灌浆套筒；全灌浆套筒接头两端均采用灌浆方式连接钢筋，半灌浆套筒接头一端采用灌浆方式连接，另一端采用直螺旋方式连接钢筋。

灌浆套筒可采用球墨铸铁、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢加工制作，相应其性能应符合材料标注相关要求。

灌浆套筒应与灌浆料匹配使用，采用灌浆套筒连接钢筋接头的抗拉强度应符合JGJ107中Ⅰ级接头的规定。

灌浆套筒长度应根据试验确定，且灌浆连接端长度不宜小于8倍钢筋直径，灌浆套筒中间轴向定位点两侧应预留钢筋安装调整长度，预制端不应小于10mm，现场装配端不应小于20mm。灌浆套筒可应用于直径12～40mm的各种直径钢筋。

灌浆套筒的尺寸偏差应符合下表规定。