2019年《造价安装计量》电子版教材

建设工程技术与计量（安装工程）

续表 1. 1. 4

例如，Q235AF表示最小屈服强度235MPa、质量等级为A级的沸腾碳素钢； Q355ND：根据《低合金高强度结构钢》GB/T159一2018，表示最小上届服强度 355MPa、质量等级为D级、正火或正火轧制的低合金高强度结构钢。专业用低合金高强 度钢，应在钢牌号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16MnQ”，压力容 器的专用钢种为“16MnR”；HRB335：届服强度特征值335N/mm的热轧带肋钢筋； L415：最小规定总延伸强度415MPa的管线用钢。 2）优质碳素结构钢。 o 优质碳素结构钢牌号通常由五部分组成： 第一部分以二位阿拉伯数字表示平均含碳量（以万分之几计）。 2第土部分（必要时）：较高含锰量的优质碳素结构钢，加锰元素符号Mn。 第三部分（必要时）：钢材冶金质量，即高级优质钢、特级优质钢分别以A、E表示， 优质钢不用字母表示。 第四部分（必要时)：脱氧方式表示符号，即沸腾钢（F)、镇静钢（Z)，但镇静钢表 示符号通常可以省略。 第五部分（必要时）：产品用途、特性和工艺方法表示符号，见表1.1.4。 例如，优质碳素结构钢：08F表示碳含量为0.085%～0.11%，锰含量为0.25%～ 0.50%的沸腾钢；优质碳素结构钢：50MnE表示碳含量为0.48%~0.56%，锰含量为 0.70%~1.00%的特级优质镇静钢。 3）合金结构钢。 合金结构钢牌号通常由四部分组成： 第一部分：以二位阿拉伯数字表示平均含碳量（以万分之几计）。 第二部分：合金元素含量，以化学元素符号及阿拉伯数字表示。具体表示方法为：平 均含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；平均含量为1.50%～ 2.49%、2.50%～3.49%、3.50%～4.49%、4.50%~5.49%..时，在合金元素后相应 写成2、3、4、5...*· 第三部分：钢材冶金质量，钢材的冶金质量分为优质钢、高级优质钢和特级优质钢。 优质钢不另加表示符号；高级优质钢分为A、B、C、D四个质量等级；“E”表示特级优 质钢；

第四部分（必要时）：产品用途、特性或工艺方法表示符号，见表1.1.4。 例如，25Cr2MoVA：表示碳含量为0.22%～0.29%，铬含量为1.50%~1.80%、钼 含量为0.25%~0.35%、钒含量为0.15%~0.30%的高级优质合金结构钢。 （3）工程中常用钢及其合金的性能和特点。 1）碳素结构钢。 ①普通碳素结构钢。按照国家标准《碳素结构钢》GB/T700一2006，以碳素结构钢 届服强度下限分为四个级别：Q195、Q215、Q235和Q275。普通碳素结构钢的碳、磷、 硫及其他残余元素的含量控制较宽，某些性能如低温韧性和时效敏感性较差。 普通碳素结构钢生产工艺简单，有良好的工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等）、 必要的韧性、良好的塑性以及价廉和易于大量供应，通常在热轧后使用。Q195钢强度不 用于制作管坏、螺栓等；Q235钢强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧 性，可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号。Q235钢大量制作成钢筋、型钢和钢 板用于建造房屋和桥梁等；Q275钢强度和硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和 可焊性差，主要用于制造轴类、耐磨零件和垫板等。 ②优质碳素结构钢。优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的 硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少。与普通碳素结构钢相比TZZB标准规范范本，优质碳素结构钢塑性和 韧性较高，可通过热处理强化，多用于较重要的零件，是广泛应用的机械制造用钢。根据 含碳量的不同，优质碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢强度和硬度低，但塑性 和韧性高，加工性和焊接性能优良用于制造承载较小和要求韧性高的零件以及小型渗碳 零件；中碳钢强度和硬度较高，塑性和韧性较低，切削性能良好，但焊接性能较差，冷热 变形能力良好，主要用于制造荷载较大的机械零件，常用的中碳钢为40#、45*和50钢。 高碳钢具有高的强度和硬度、高的弹性极限和疲劳极限（尤其是缺口疲劳极限），切削性 能尚可，但焊接性能和冷塑性变形能力差，水淬时容易产生裂纹。主要用于制造弹簧和耐 磨零件。碳素工具钢是基本上不加入合金化元素的高碳钢，也是工具钢中成本较低、冷热 加工性良好、使用范围较广的钢种。 2）低合金结构钢。按照国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591一2018，共有 Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、.Q620、Q690八个强度等级。 ①普通低合金钢。普通低合金钢比碳素结构钢具有较高的韧性，同时有良好的焊接性 能、冷热压加工性能和耐蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。用于制造各种容 器、螺旋焊管、建筑结构等；Q345具有综合力学性能、耐低温冲击韧性、焊接性能和冷 热压加工性能良好的特性，可用于建筑结构、化工容器和管道、起重机械和鼓风机等。另 外，由于普通低合金钢的生产工艺与碳素结构钢类似，故普通低合金钢的价格与碳素结构 钢相近。 ②优质低合金钢。优质低合金钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构 件。当零件的形状复杂，截面尺寸较大，要求韧性高时，采用优质低合金钢可使复杂形状 零件的淬火变形和开裂倾向降到最小。因此，形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的率 火零件，一般为优质低合金钢。如用15MnVg制造锅炉和压力容器、用70Mn制造起重 机钢轨、用20MnSiV制造承受较高荷载或高速冲击的齿轮轴、齿圈、齿轮、主轴、蜗杆

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和离合器（机床用）等。 3）不锈耐酸钢。不锈耐酸钢简称不锈钢。它是指在空气、水、酸、碱、盐及其溶液 和其他腐蚀介质中具有高稳定性的钢种。它在化工、石油、食品机械和国防工业中广泛 应用。 不锈耐酸钢按使用状态的金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏 体和沉淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢的特点简述如下： ①铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主加元索，通常含铬的质量分数大于或 等于13.00%。某些钢种还添加有铝和钛等。高铬钢（17.0%～30.0%Cr）有良好的抗高 温氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业 中广泛使用，另外0Cr13不锈钢在弱腐蚀介质中，如淡水中，也有良好的耐蚀性。高铬铁 素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为 敏感， ②马氏体型不锈钢。此钢具有较高的强度、硬度和耐磨性。通常用于弱腐蚀性介质 环境中，如海水、淡水和水蒸气中；以及使用温度小于或等于580℃的环境中，通常也 可作为受力较大的零件和工具的制作材料。但由于此钢焊接性能不好，故一般不用作 焊接件。 ③奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铬镍、钛、，钼、氮和锰等。此钢具 有较高的韧性、良好的耐蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及良好的压力加工和 焊接性能。但是这类钢的屈服强度低，且不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变 形强化。 ①铁素体奥氏体型不锈钢。这类钢届服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍，可焊性良 好，韧性较高，应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向均小于奥氏体型不锈钢。 ③沉淀硬化型不锈钢。这类钢的突出优点是经沉淀硬化热处理以后具有高的强度，耐 蚀性优于铁素体型不锈钢。它主要用于制造高强度和耐蚀的容器、结构和零件，也可用作 高温零件。 4）铸钢。铸钢具有较高的强度、塑性和韧性。某些冷、热变形性能差或难切削加工 的钢，可由铸钢成型。用于轧材和锻件的钢号原则上都可用于铸钢件。少数钢号为满足铸 造工艺要求，在成分上应适当调整。铸钢件的物理和化学性能和焊接性能与锻件相近，这 主要决定于钢的成分，如铸件的碳含量和合金元素含量增加，铸件的焊接性能变差。 2.铸铁的分类和用途 铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，并且还含有较多量的硅、锰、硫和磷等元素。 铸铁是应用最广泛的铸造材料。它具有生产设备和工艺简单、价格便宜等优点。大部分机 械设备的箱体、壳体、机座、支架和受力不大的零件多用铸铁制造。某些承受冲击不大的 重要零件，如小型柴油机的曲轴，多用球墨铸铁制造。其原因是铸铁切削性能和铸造性能 优良，有利于节约材料，减少机械加工工时，且有必要的强度和某些优良性能，如高的耐 磨性、吸震性和低的缺口敏感性等

铸铁是含碳量天于2.11%的铁碳合金，开且还含有较多量的硅、锰、碗和磷等儿系 铸铁是应用最广泛的铸造材料。它具有生产设备和工艺简单、价格便宜等优点。大部分机 械设备的箱体、壳体、机座、支架和受力不大的零件多用铸铁制造。某些承受冲击不大的 重要零件，如小型柴油机的曲轴，多用球墨铸铁制造。其原因是铸铁切削性能和铸造性能 优良，有利于节约材料，减少机械加工工时，且有必要的强度和某些优良性能，如高的耐 磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。 铸铁与钢相比，其成分特点是碳、硅含量高，杂质含量也较高。但杂质在钢和铸铁中 的作用完全不同，如磷在耐磨铸铁中是提高其耐磨性的主要合金元素，锰和硅都是铸铁中 的重要元素，唯一有害的元素是硫。铸铁的组织特点是含有石墨，组织的其余部分相当于

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铸铁的扭转疲劳强度甚至超过45钢。在实际工程中常用球墨铸铁来代替钢制造某些重要 零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等，也可用于高层建筑室外进人室内给水的总管或室内总 十管。 3）螨墨铸铁。蠕墨铸铁的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性； 同时又有灰铸铁良好的铸造性能和导热性。蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的 化剂经处理而炼成的，其方法和程序与球墨铸铁基本相同。蠕墨铸铁在生产中主要用于生 产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。 4）可锻铸铁。可锻铸铁具有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。这 种铸铁有黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁三种类型。可锻铸铁常用来制造 形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如管接头和低压阀门等。与球墨铸铁相比，可锻 铸铁具有成本低，质量稳定，处理工艺简单等优点。 5）耐磨铸铁。在铸铁中加入某些合金元素而得到。耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工 作的铸铁，应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大， 不能承受冲击荷载，因此在生产上常采用激冷的办法来获得耐磨铸铁。 6）耐热铸铁。耐热铸铁是在高温下工作的铸件，如炉底板、换热器、埚、热处理 炉内的运输链条等。在灰口铸铁中加入铝、硅和镉等元素，方面在铸件表面形成致密的 氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生 石墨化过程，因此铸铁的耐热性得到改善。 7）耐蚀铸铁。耐蚀铸铁是主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。在铸铁 中加人硅、铬，铝、钼、铜和镍等合金元素，在铸件表面形成保护膜，或使基体电极电位 升高，可以提高铸铁的耐蚀性能。常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝和高铬等耐蚀 铸铁。 （二）有色金属材料 有色金属是指黑色金属以外的所有金属及其合金。不同有色金属具有不同的优良性 能，如钛合金的耐蚀性优于不锈钢；铜和铝的导电性明显高于铁合金；镍铬合金的比电阻 较高，同时还有高的抗氧化性能和塑性，以及为零的电阻温度系数；铅具有高的抗X射 线和射线穿透能力；铅锡基合金、铝铜基合金具有优良的减摩性能等。对于力学性能， 多数有色金属塑性好，尤其是铝钛基合金的比强度和比刚度均比铁基合金高。 1有鱼全屋及甘合金牌品表示方法

常用有色金属及其合金牌号的表示方法如表1.1.5所示，

表1.1.5有色金属及其合金牌号的表示方法

2.工程中常用有色金属的性能和特点

常用的有色金属主要特性如表1.1.6所示。

表1.1.6常用有色金属主要特性

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非金属材料也是重要的工程材料。它包括无机非金属材料和高分子材料。无机非金属 材料，种类很多，主要介绍耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料 等；高分子材料包括橡胶、塑料和合成纤维等。 1.耐火材料 耐火材料是指能承受高温作用而不易损坏的材料，它是炼钢、炼铁及其他冶炼炉和锅 炉内衬的基础材料之一。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。 （1）耐火砌体材料。按材质高低分为普通耐火材料和特种耐火材料；按材料密度大 小，分为重质耐火材料和轻质耐火材料；按耐火材料的主要化学特性分为酸性、中性和碱 性耐火材料。 1）酸性耐火材料。以硅砖和黏土砖为代表。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱 性渣的侵蚀，它的软化温度很高，接近其耐火度，重复燈烧后体积不收缩，甚至略有膨 胀，但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。黏土砖中 含30%～46%氧化铝，它以耐火黏土为主要原料，抗热震性好，属于弱酸性耐火材料。 2）中性耐火材料。以高铝质制品为代表，其主晶相是莫来石和刚玉。铬砖主晶相是 铬铁矿，它对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性差。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗 热震性好，主要用作碱性平炉顶砖。 碳质制品是另一类中性耐火材料，根据含碳原料的成分不同，分为碳砖、石墨制品和 碳化硅质制品三类。碳质制品的热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度 高。在高温下长期使用也不软化，不受任何酸碱的侵蚀，有良好的抗盐性能，也不受金属 和熔渣的润湿，质轻，是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化，不宜在氧化气氛中 使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬（炉底、炉缸、炉身下部等）、熔炼有色金属炉的衬

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里。石墨制品还可以用于反应槽和石油化工的高压釜内衬。碳化硅与石墨制品也可以制成 熔炼铜合金和轻合金用的。 3）碱性耐火材料。以镁质制品为代表，它含氧化镁80%85%以上，以方镁石为主 晶相。镁砖对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性。纯氧化镁的熔点高达2800℃。因此，镁砖 的耐火度较黏土砖和硅砖都高。在炼钢工程中，如吹氧转炉和碱性平炉的炉顶，广泛采用 碱性耐火材料。另外，碱性耐火材料还可应用于有色金属冶炼和一些高温热工设备中。 （2）耐火水泥及耐火混凝土。低钙铝酸盐耐火水泥是用优质铝矾土和石灰石，按一定 比例配合经烧结、磨细制成。低钙铝酸盐水泥与耐火砖细块掺和，可制成耐火混凝土，用 于某些高温窑炉和加热炉的内衬；也可与轻质耐火砖细块掺和制成耐火隔热材料，或与石 棉掺和制成石棉耐火水泥制品。 耐火混凝土与普通耐火砖比较，具有施工简便、价廉和炉衬整体密封性强等优点，但 强度较低。按照胶结料的不同，耐火混凝土分为水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和 气硬性耐火混凝土：按照密度的高低，可分为重质耐火混凝土和轻质耐火混凝土。

2.耐热保温和绝热材料

（1）耐热保温材料。耐热保温材料文称为耐火隔热材料。它是各种工业炉的重要筑炉 材料。常用的耐火隔热材料有硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们 的制品如板、管、砖等。 1）硅藻土。是目前应用最多、最广的耐火隔热材料。硅藻土制成的耐火保温砖、板、 管，具有气孔率高，耐高温及保温性能好，密度小等特点。采用这种材料，可以减少热损 失，降低燃料消耗，减薄炉墙厚度，降低工程造价，缩短窑炉周转时间，提高生产效率。 （硅藻土砖板广泛用于电力、冶金、机械、化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工 业的各种热体表面及各种高温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热部位。硅藻土管广泛用于 各种气体、液体高温管道及其他高温设备的保温绝热部位。 2）硅酸铝耐火纤维。硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。它形似棉花，呈白色纤 维状，具有密度小、耐高温、热稳定性好、热导率低、比热容小、抗机械振动好、体胀系 数小和优良的隔热性能。硅酸铝耐火纤维及其制品（毡、板、砖、管等）广泛用于冶金、 机械、建筑、化工和陶瓷工业中的热力设备，如锅炉、加热炉和导管等的隔热部位。 3）微孔硅酸钙保温材料。微孔硅酸钙保温材料制品是用硅藻土、石灰、石棉和水玻 璃等混合材料压制而成。其表观密度小、强度高、传热系数低，且不燃烧、不腐蚀、无毒 和无味，可用于高温设备、热力管道的保温隔热工程。 4）矿渣棉制品。矿渣棉制品可用作保温、隔热和吸音材料。 （2）绝热材料。绝热材料一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。它既包括保温材 料，也包括保冷材料。 1）按其成分不同，可分为有机材料和无机材料两大类。 热力设备及管道保温用的材料多为无机绝热材料，此类材料具有不腐烂、不燃烧、耐 高温等特点。如石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫混凝土和硅酸钙等。 低温保冷工程多采用有机绝热材料，此类材料具有表观密度小、导热系数低、原料来 源广，但不耐高温、吸湿时易腐烂等特点，如软木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、 牛毛毡和羊毛毡等

3.耐蚀（酸）非金属材料

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品、无碱玻璃纤维和绝缘材料等。 （4).天然耐蚀石料。天然耐蚀石料组成中含SiO2的质量分数大于55.0%以上，其含 量越高耐酸性能越好。含MgO、CaO的质量分数在50.0%以上的石料，有较好的或好的 耐碱性能，但不耐酸侵蚀。而某些耐酸石料含SiO2虽然很高，由于结构致密也能耐碱侵 蚀。如花岗岩强度高，耐久性好，但热稳定性较差；石英岩强度高、耐久性好、硬度高、 难于加工；辉绿岩及玄武岩密度高、耐磨性好、脆性大、强度极高、加工较难；石灰岩热 稳定性好、硬度较低。 （5）水玻璃耐酸水泥。水玻璃耐酸水泥具有能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能 力，但不耐碱及氢氟酸。水玻璃耐酸水泥是将耐酸填料（如石英岩、熔融辉岩、陶瓷碎 片）和硬化剂（如氟硅酸钠），按适当配比粉磨后再混合均匀制得的粉状物料。使用时再 用适量的水玻璃溶液搅匀，能在空气中硬化，具有抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能 力。用于硫酸、盐酸、磷酸（除30℃以上热磷酸）、醋酸、氯气、二氧化硫、三氧化硫、 蚁酸和草酸等生产设备。 4.陶瓷材料 陶瓷材料具有结构致密、表面平整光洁，耐酸性能良好等特点，工业中常用的有电器 绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等。 OO5 陶瓷材料是用黏土、石灰石、长石、石英和砂子等原料生产的，所以陶瓷材料也是硅 酸盐材料。陶瓷材料有着许多区别于其他材料的物理化学性能，如高温化学稳定性（用 Al2O3做成的柑埚可在1700℃高温下不沾污金属）。SisN4具有超硬的特点，可用做刀具材 料，其硬度是硬质合金等切削工具所不及的。有些陶瓷具有极好的耐腐蚀性能，有一些陶 瓷还具有能量转换的功能。 陶瓷一般分为普通陶瓷和新型陶瓷两大类。普通陶瓷包括电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、 结构陶瓷和耐酸陶瓷等；新型陶瓷包括除SiO2以外的其他氧化物、碳化物和氮化物。其 中，耐酸陶瓷制品具有结构致密、表面平整光洁等特点，其耐酸性能良好、形状种类繁多 （砖、板、罐、管及其他）和使用范围广等优点，但性脆、抗冲击能力差、急冷急热时易 开裂。其分类如表1.1.7所示

表1.1.7耐酸瓷制品的分类

耐酸瓷砖、耐酸瓷板具有结构致密、气孔率低和吸水率较小等优点。耐酸陶砖、耐酸 陶板和耐酸陶管的气孔率和吸水率较大，强度和耐酸性低于瓷制品，表面较粗糙，主要用 于铺装地面、砌沟槽和储罐及其容器等。 （二）高分子材料 1.高分子材料的基本概念 高分子材料一般分为天然和人工合成两大类。天然高分子材料有蚕丝、羊毛、纤维素 和橡胶以及存在于生物组织中的淀粉和蛋白质等。工程上应用的高分子材料主要是人工合

大类。 2.高分子材料的基本性能及特点 （1）质轻。密度平均为1.45g/cm，约为钢的1/5，铝的1/2。 （2）比强度高。接近或超过钢材，是一种优良的轻质高强材料。 （3）有良好的韧性。高分子材料在断裂前能吸收较大的能量。 （4）减摩、耐磨性好。有些高分子材料在无润滑和少润滑的条件下，它们的耐磨、减 摩性能是金属材料无法比拟的。 （5）电绝缘性好。电绝缘性可与陶瓷、橡胶媲美。 （6).耐蚀性。化学稳定性好，对一般的酸、碱、盐及油脂有较好的耐腐蚀性。 (7）导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有0.02～0.046W/（m·K），约为金属的 /1500，是理想的绝热材料。 （8）易老化。高分子材料在光、空气、热及环境介质的作用下，分子结构会产生逆 变，机械性能变差，寿命缩短。 （9）易燃。塑料不仅可燃，而且燃烧时发烟，产生有毒气体。 （10）耐热性低。高分子材料的耐热性是指温度升高时其性能明显降低的抵抗能力。 主要包括机械性能和化学性能两方面，而一般多指前者，所以耐热性实际常用高分子材料 开始软化或变形的温度来表示。 （11）刚度小。如塑料弹性模量只有钢材的1/10～1/20。且在长期荷载作用下易产生 蠕变。但在塑料中加人纤维增强材料，其强度可大大提高，甚至可超过钢材。 (1）塑料。 1）塑料的组成。常用的塑料制品都是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入填 料、增塑剂、着色剂和稳定剂等材料，经混炼、塑化，并在一定压力和温度下制成的。因 而塑料是一种以树脂为主要成分的多组分材料，但也有少部分塑料制品例外，如聚甲基丙 烯酸甲酯（PMMA）合成树脂。塑料的应用十分广泛，按制品的形态，塑料可分为板材、 管材、泡沫塑料、模制品、溶液或乳液。 ①树脂。树脂按产源分有合成树脂和天然树脂之分。天然树脂有松香、虫胶等，由于 产源有限，性能较差，在塑料制品中很少使用。合成树脂是以石油或煤等为基本原料，经 加工而成。在塑料制品中几乎都是来用合成树脂。 树脂在塑料中主要起胶结作用，通过胶结作用把填充料等胶结成坚实整体。因此，塑 料的性质主要取决于树脂的性质。 按树脂分子中的碳原子之间结合形式的不同，树脂分子结构可分为直线型、支链型和 体型（或称为网状型）三种。聚苯乙烯（PS）属于直线型；低密度聚乙烯（LDPE）属于 支链型；酚醛树脂（PF）、不饱和聚酯树脂（UP）和环氧树脂（EP）等属于网状结构。 按受热时状态不同，又可分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂分子结构的几何 形状为直线型、支链型，在加热时树脂具有一定的流动性或可塑性，冷却后又重新硬化而 化学成分没有发生变化，且这一过程可以反复多次进行。常用的热塑性树脂如聚乙烯、聚 氯乙烯和聚酰胺等，长期使用温度一般在100℃以下；热固性树脂的耐热性比热塑性树脂

2.高分子材料的基本性能及特点

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高。热固性树脂分子结构的几何形状为体型（或称为网状型），热固性树脂在成型前分子 量较低，为线型或支链型分子，具有可溶或可熔性，在成型时因各种作用影响，分子发生 交联成为体型结构而固化。这一过程是不可逆的，并成为不溶或不熔的物质。因此固化后 的热固性树脂是不能重新再加工的，热固性树脂如酚醛树脂，耐高温树脂如有机硅树脂等 （可在200300℃使用）。 ②填料。填料又称填充剂，填料常占塑料组成的40%～70%。其作用是提高塑料的 强度和刚度，减少塑料在常温下的蠕变（又称冷流）现象及提高热稳定性，对降低塑料制 品的成本、增加产量有显著的作用，并可提高塑料制品的耐磨性、导热性、导电性及阻燃 性，改善加工性能。填料的种类很多，常用的有有机和无机两大类，如矾土、氧化铝、氧 化钛、氧化镁、石棉、氢氧化钙、炭黑、石墨、玻璃纤维和碳纤维等。 ③增塑剂。增塑剂的作用是提高塑料加工时的可塑性及流动性，改善塑料制品的柔韧 性。常用的增塑剂为酯类和酮类等。 ④着色剂。着色剂的种类按其在着色介质中的溶解性分为染料和颜料两大类。 染料按产源分为天然或人工合成两类，皆为有机化合物，可溶于被着色树脂或水中， 透明度好，着色力强，色调和色泽亮度好，但光泽的光稳定性及化学稳定性差，主要用于 透明的塑料制品。常见的染料品种有酞青蓝和酸青绿、联苯胺黄和甲苯胺红等。 颜料分为有机和无机两种，与染料相比，其突出的特点是不溶于被着色介质或水中。 在塑料制品中，常用的是无机颜料。无机颜料不仅对塑料具有着色性，同时又兼有填料和 稳定剂的作用。如炭黑既是颜料，又有光稳定作用。 ③稳定剂。许多塑料制品在成型加工和使用过程中，由于受热、光或氧的作用，随时 间的延长产生降解、氧化断链和交联等现象，使材料性能变坏。为延长塑料制品的使用寿 命，通常在其组分中加入稳定剂。如在聚氯乙烯（PVC）制品中可加入铅白、硫酸铅等 无机化合物或二苯基硫脲等有机化合物，以提高PVC的耐热性和耐光性。 2）工程中常用塑料制品。 ①热塑性塑料。 a.低密度聚乙烯（LDPE）。又称为高压聚乙烯。它是高纯度乙烯在高压（130～ 250MPa）、高温（160～330℃）和引发剂存在下经聚合而制得的。低密度聚乙烯具有质 轻、吸湿性小、电绝缘性好、延伸性和透明性强、耐寒性好和化学稳定性强等特点，但其 强度低、耐老化性能较差。用作一般耐蚀材料、小荷载零件（齿轮、轴承）及电缆包 皮等。 b.高密度聚乙烯（HDPE）。又称为低压聚乙烯。它是乙烯在催化剂存在下聚合制 得。高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，力学性能优于低密度聚乙烯，介电性能优 良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化学稳定性良好，能耐多种酸、碱、盐类腐蚀，吸 水性和水蒸气渗透性很低，但耐老化性能较差，表面硬度较高，尺寸稳定性好。高密度聚 乙烯主要用于制作单口瓶、运输箱、储罐、电缆护套、压力管道等。 c，聚丙烯（PP）。聚丙烯是由丙烯聚合而得的结晶型热塑性塑料。聚丙烯具有质轻、 不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好（可在100℃以上使用。若无外力作用，温度 达到150℃时不会发生变形），力学性能优良，但耐光性能差，易老化，低温韧性和染色 性能不好。聚丙烯主要用于制作受热的电气绝缘零件、防腐包装材料以及耐腐蚀的（浓盐

酸和浓硫酸除外）化工设备，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、接头、各种化工容器、 管道、阀门配件、泵壳等。使用温度为一30～100℃。 d聚氯乙烯（PVC）。聚氯乙烯刚度和强度比聚乙烯高，常见制品有硬、软两种。 加入增塑剂的为软聚氯乙烯，未加的为硬聚氯乙烯。后者密度小，抗拉强度较好，有良好 的耐水性、耐油性和耐化学药品侵蚀的性能。因此，硬聚氯乙烯塑料常被用来制作化工、 纺织等工业的废气排污排毒塔，以及常用于气体、液体输送管。另外，硬聚氯乙烯塑料板 在常温下容易加工，又有良好的热成型性能，工业用途很广。软聚氯乙烯塑料常制成薄 膜，用于工业包装等，但不能用来包装食品，因增塑剂或稳定剂有毒，能溶于油脂中，污 染食品。 e，聚四氟乙烯（PTFE，F－4)。聚四氟乙烯俗称塑料王，它是由四氟乙烯用悬浮法 或分散法聚合而成，具有非常优良的耐高、低温性能，可在一180～260℃的范围内长期使 用。几乎耐所有的化学药品，在侵蚀性极强的王水中煮沸也不起变化，摩擦系数极低，仅 为0.04。聚四氟乙烯不吸水、电性能优异，是目前介电常数和介电损耗最小的固体绝缘 材料。缺点是强度低、冷流性强。主要用于制作减摩密封零件、化工耐蚀零件、热交换 器、管、棒、板制品和各种零件，以及高频或潮湿条件下的绝缘材料；分散法聚四氟乙烯 可制成薄壁管、细棒、异型材、电线和电缆包覆层。 f.聚苯乙烯（PS)。聚苯乙烯是苯乙烯经本体或悬浮法聚合制得的聚合物）可采用 注射、挤出、吹塑和发泡等方法成型，能切削加工和胶接。聚苯乙烯制品具有极高的透明 度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好，刚性好及耐化学腐蚀。普通聚苯乙烯的不足 之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。聚苯乙烯塑料广 泛用于轻工市场，日用装潢，照明指示等领域。在电气方面更是良好的绝缘材料，可以制 作各种仪表外壳、灯罩、光学化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。 以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂可制成聚苯乙烯泡沫塑料，它是目前使 用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构，吸水性小，有优良的抗水性；密度小，一般为 0.015～0.03；机械强度好，缓冲性能优异；加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度 适应性强，抗放射性优异等优点，在外墙保温中占有率很高。但燃烧时会放出污染环境的 苯艺烯气体。 g.ABS树脂。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，是一种常用的工 程塑料。具有“硬、韧、刚”的混合特性，综合机械性能良好。同时尺寸稳定，容易电镀 和易于成型，耐热和耐蚀性较好，在一40℃的低温下仍有一定的机械强度。此外，它的性 能可以根据要求通过改变单体的含量来进行调整。丙烯腈的增加可提高塑料的耐热、耐蚀 性和表面硬度；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯则可改善电性能和成型能力。ABS在 机械工业中可制造齿轮、泵叶轮、轴承、管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、仪表盘、 蓄电池槽和水箱外壳等。 h聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯 酸类树脂，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酸甲酯应用最广泛，俗称 亚克力或有机玻璃，其透明度比无机玻璃还高，透光率达92%；密度只有后者的一半， 为1.18g/cm。机械性能比普通玻璃高得多（与温度有关），拉伸强度为50～80MN/m。 抗稀酸、稀碱、润滑油和碳氢燃料的作用，在自然条件下老化缓慢。在80℃开始软化，

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设工程技术与计量（安装工

在105～150间塑性良好，可以进行成型加工。缺点是表面硬度不高，易擦伤。由于导 热性差和热膨胀系数大，易在表面或内部引起微裂纹，因而比较脆。此外，易溶于有机溶 液中。 PMIMA树脂是无毒环保的材料，可用于生产餐具，卫生洁具等，具有良好的化学稳 定性和耐候性。广泛用于航空、汽车、仪表和光学等工业中，可以制作风挡、眩窗、电视 和雷达的屏幕、仪表护罩、外壳、光学元件和透镜等。 ②热固性塑料。 a.酚醛树脂（PF）。俗称电木粉，是一种硬而脆的热固性塑料。由苯酚与甲醛缩聚 而得。酚醛树脂耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遐强碱发生腐蚀。酚醛树脂最重要的 特征是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性； 正因为这个原因，酚醛树脂被应用于一些高温领域，如耐火材料、摩擦材料、黏结剂 和铸造行业。另外，与其他树脂相比，在燃烧的情况下酚醛树脂会缓慢分解产生氢气、 碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。这 些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建 筑业等。 酚醛树脂还可以制成发泡材料，酚醛泡沫产品与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡 沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的优良性能。其重量 轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿 透，遇火无洒落物，价格低廉，是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔 热保温材料，泛应用手中英空调系统、轻质保温彩钢板、房屋隔热降能保温、化工管道 的保温材料（尤其是深低温的保温）、车船等场所的保温领域。然而酚醛泡沫最大的弱点 是脆性大，开孔率高，因此提高它的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键。 b，环氧树脂（EP）。环氧树脂的品种很多，按类型大致可分为以下四类：双酚A型 环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂及其他类型环氧树脂。其中双酚·A型环氧树 脂是最常用的一种。 环氧树脂强度较高、韧性较好、尺寸稳定性高和耐久性好，并具有优良的绝缘性能； 耐热、耐寒，可在一80～155℃温度范围内长期工作；化学稳定性很高，成型工艺性能好。 环氧树脂是很好的胶黏剂，对各种材料（金属及非金属）都有很强的胶黏能力。环氧 树脂可制成涂料、复合材料、浇铸料、胶黏剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的 各个领域中得到广泛的应用。 C。呋嘴树脂。呋喃树脂是以糠醛为基本原料制成的高分子材料的总称。它能耐强酸 强碱和有机溶剂腐蚀，并能适用于其中两种介质的结合或交替使用的场合。但峡喃树脂不 耐强氧化性介质。其耐热可达180～200℃，是现有耐热树脂中耐热性能最好的树脂之一。 失喃树脂具有良好的阻燃性，燃烧时发烟少。其缺点是固化工艺不如环氧树脂和不饱和树 脂那样方便，为使其固化完全，一般需加热后处理。峡喃树脂可制成洗涤器、储槽和池子 等设备，也可用于制作玻璃钢设备和管道，特别适用于农药、人造纤维、染料、纸浆和有 机溶剂的回收以及废水处理系统等工程，也可以用峡喃树脂作为衬础耐酸砖板的胶泥以及 耐蚀地坪。 d.不饱和聚酯树脂（UP)。不饱和聚酯树脂一般是由不饱和二元酸、饱和二元酸和

二元醇缩聚而成的线型聚合物。不饱和聚酯树脂主要特点是工艺性能优良，这是不饱和聚 酯树脂最突出的优点。可在室温下固化成型，因而施工方便，特别适合于大型和现场制造 破璃钢制品，固化后的树脂综合性能良好。该树脂的力学性能略低于环氧树脂，但优于酚 醛树脂和呋喃树脂；耐腐蚀性能优于环氧树脂；但固化时体积收缩率较大。 （2）橡胶。 1）橡胶的分类。橡胶是一种具有良好耐酸、耐碱性的高分子防腐蚀材料，广泛用于 制造轮胎、软管、板材和棒材及多种零件（如减震、密封单件等），其品种繁多，性能 各异。 通常将橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两大类。 2）工程中常用橡胶制品。 ①天然橡胶（NR)。天然橡胶具有优良的弹性、拉伸强度、伸长率、屈挠性、耐磨 性、耐撕裂性和压缩永久变形性能，以及良好的电工绝缘性能；但耐油、耐候性、耐臭氧 和氧的性能较差，收缩变形大，耐油性差，用于胶管、胶带、特种胶布，以及电线、电缆 的保护外皮和铺地胶板等。 ②丁基橡胶（IIR）。丁基橡胶耐候性好、耐臭氧、耐蒸汽、耐酸（碱）和氧化剂，还 具有优良的绝缘性能，透气性极小。用于轮胎内胎、门窗密封条，以及磷酸酯液压油系统 的零件、胶管、电线的绝缘层、胶布、减震阻尼器、耐热输送带和化工设备衬里等 ③氯丁橡胶（CR）。氯丁橡胶耐候性好，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性良好，仅次 于丁腈橡胶，拉伸强度、伸长率、弹性优良，与金属和织物的黏着性优良，但电绝缘性、 储存稳定性差，使用温度为一3513℃。用于重型电缆护套、耐油耐蚀胶管、胶带、化工 ④氟硅橡胶（MFQ）。氟硅橡胶耐油、耐化学品腐蚀，耐热、耐寒、耐辐射、耐高真 空性能和耐老化性能优良；但强度较低，价格昂贵。使用温度为一65～250℃。用于燃料 油、双酯润滑油和液压油系统的密封件。 （3）合成纤维。合成纤维的品种繁多，而且新的品种还在不断开发出现。但从性能、 应用范围和技术成熟角度来看，目前国内外大量开发的主要有聚酰胺纤维、聚酯胺纤维及 聚丙腈纤维三大类，这三类合成纤维的产量占合成纤维总量的90.0%以上。 合成纤维具有密度小、强度高、耐磨和不霉不腐等特点，一般用于高级缆绳、运输 带，以及制作碳纤维和石墨纤维原料等。

（一）复合材料组成、分类和特点 1.复合材料的组成 复合材料中至少包括基体相和增强相两大类。基体相起黏结、保护增强相并把外加荷 载造成的应力传递到增强相上去的作用，基体相可以由金属、树脂和陶瓷等构成，在承载 中，基体相承受应力作用的比例不大；增强相是主要承载相，并起着提高强度（或韧性） 的作用，增强相的形态各异，有纤维状、细粒状和片状等。 2.复合材料的分类 工程上开发应用较多的是纤维增强复合材料。通常有如下分类方法

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建设工程技术与计量（安装）

图1.1.1复合材料按基体类型分类

（2）按增强体类型可分为颗粒增强型、纤维增强型和板状增强型复合材料三天类。 （3）按用途可分为结构复合材料与功能复合材料两大类。结构复合材料指以承受荷载 为主要目的，作为受力结构使用的复合材料，功能复合材料指具有除力学性能以外其他物 理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、热学性能、声学性能、 摩擦性能、阻尼性能，以及化学分离性能等的复合材料。 （4）按增强纤维类型分为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、有机纤维复合材料， 复合纤维复合材料和混杂纤维复合材料等。 3.复合材料的特点 与普通材料相比，复合材料具有许多特性，具体表现在： （1）高比强度和高比模量。复合材料的突出优点是比强度和比模量高。如碳纤维增强 对脂复合材料的比模量比钢和铝合金高五倍，其比强度也高三倍以上； （2）耐疲劳性高。纤维复合材料，特别是树脂基复合材料对缺口、应力集中敏感性 小，而且纤维和基体的界面可以使扩展裂纹尖端变钝或改变方向，即阻止了裂纹的迅速扩 展，因而疲劳强度较高，碳纤维不饱和聚酯树脂复合材料疲劳极限可达其拉伸强度的

70%~80%，而金属材料只有40%50%； （3）抗断裂能力强。纤维复合材料中有大量独立存在的纤维，一般每平方厘米上有几 千到几万根，由具有韧性的基体把它们结合成整体，当纤维复合材料构件由于超载或其他 原因使少数纤维断裂时，荷载就会重新分配到其他未断裂的纤维上，使构件不至于在短时 间内发生突然破坏。因此复合材料都具有比较高的抗断裂韧性。 （4）减振性能好。结构的自振频率与结构本身的质量和形状有关，并与材料比模量的 平方根成正比。若材料的自振频率高，就可避免在工作状态下产生共振及由此引起的早期 破坏。 （5）高温性能好，抗蠕变能力强。由于纤维材料在高温下仍能保持较高的强度，所以 纤维增强复合材料，如碳纤维增强树脂复合材料的耐热性比树脂基体有明显提高。而金属 基复合材料在耐热性方面更显示出其优越性，如铝合金的强度随温度的增加下降得很快， 而用石英玻璃增强铝基复合材料，在500℃下能保持室温强度的40%。碳化硅纤维、氧化 铝纤维与陶瓷复合，在空气中能耐1200～1400℃高温，要比所有超高温合金的耐热性高 出100℃以上。 （6）耐腐蚀性好。很多种复合材料都能耐酸碱腐蚀，如玻璃纤维增强酚醛树脂复合材 料，在含氯离子的酸性介质中能长期使用，可用来制造耐强酸、盐、酯和某些溶剂的化工 管道、泵、阀、容器和搅拌器等设备。 同时由于复合材料构件制造工艺简单表现出良好的工艺性能，适合整体成型。在制 造复合材料的同时，也就获得了制件，从而减少了零部件、紧固件和接头的数目，并可节 省原材料和工时。（ （二）复合材料基体 （1）树脂基体。树脂基复合材料是复合材料中最主要的一类，通常称为增强塑料。常 用的热塑性树脂主要有通用型和工程型树脂两类。前者仅能作为非结构材料使用，产量 大、价格低，但性能一般，主要品种有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。后者则 可作为结构材料使用，通常在特殊的环境中使用。一般具有优良的机械性能、耐磨性能、 尺寸稳定性、耐热性能和耐腐蚀性能。主要品种有聚酰胺、聚甲醛和聚苯醚等。 （2）金属基体。金属基复合材料主要有三类：颗粒增强、短纤维或晶须增强、连续纤 维或薄片增强。多种金属及其合金可用作基体材料，如铝合金。铝合金由于低的密度和优 异的强度、韧性和抗腐蚀性能在许多工业领域得到了大量的应用。钛合金。钛合金具有高 比强度和高比模量，以及优良的抗氧化和抗腐蚀性能，使其成为一一种理想的化工材料，如 钛合金可用于化工方面的喷气发动机（涡轮机和压气机叶片）和机身部件等。镁合金。镁 和镁合金是另一类非常轻的材料，铸造镁合金用于电子设备等。铜合金。铜具有面心立方 体结构，它普遍用作电导体，它的导热性能优良，容易铸造和加工，铜在复合材料中的主 要用途之一是作为锯基超导体的基体材料。 此外，还有金属间化合物，如镍铝化合物等。用金属间化合物作为基体材料可提高复 合材料的韧性， （3）陶瓷基体。制作陶瓷基复合材料的主要目的是增加韧性。适用陶瓷基复合材料的 基体材料主要有氧化物陶瓷基体（氧化铝陶瓷基体和氧化锆陶瓷基体等)。非氧化物陶瓷

建设工程技术与计量（安

第一章安装工程材料23

第二节安装工程常用材料

(一）型材 型材是铁或钢及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制、 挤出、铸造等工艺制成的具有一定凡何形状的物体。常见有型钢、塑钢型材等。 普通型钢主要用于建筑结构，如桥梁、厂房结构，但个别也用于粗大的机械构件。 普通型钢可分为冷轧和热轧两种，其中热轧最为常用。型材按其断面形状分为圆钢、 方钢、角钢、槽钢、工字钢、H型钢、六角钢和扁钢等，如表1.2.1所示。

表1.2.1普通型钢截面示意表

24建设工程技术与计量（安装工程）

续表 1. 2. 1

型材的规格以反映其断面形状的主要轮廓尺寸来表示，（圆钢的规格以其直径（mm） 来表示，六角钢的规格以其对边距离（mm）来表示，工字钢和槽钢的规格以其高×腿宽× 腰厚（mm）来表示，扁钢的规格以厚度×宽度（mm）来表示。热轧型钢的标记方式通 常为：

1.钢板 在安装工程中金属薄板是应用较多的材料，如制作风管、气柜、水箱及维护结构。普 通钢板、镀锌钢板、塑料复合钢板和不锈耐酸钢板等为常用钢板。普通钢板具有良好的加 工性能，结构强度较高，且价格便宜，应用广泛。常用厚度为0.5～1.5mm的薄板制作 风管及机器外壳防护罩等，厚度为2.0～4.0mm的薄板可制作空调机箱、水箱和气柜等。 空调、超净等防尘要求较高的通风系统，一般采用镀锌钢板和塑料复合钢板。镀锌钢板表 面有保护层起防锈作用，一般不再刷防锈漆。 按照《碳素结构钢》GB/T700一2006和《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允 许偏差》GB/T708一2006的规定，钢板按轧制方式分为热轧钢板和冷轧钢板。钢板规格 表示方法为宽度×厚度×长度（mm）。钢板分厚板（厚度>4mm）和薄板（厚度<4mm） 两种。 （1）厚钢板。厚钢板的厚度一般为4.6～60mm，宽度一般为600～3000mm，长度 般为120012000mm 厚钢板按钢的质量可分为普通钢厚钢板、优质钢厚钢板和复合钢厚钢板。普通钢厚钢 板以普通钢为原料热轧而成，多用于容器、桥梁、建筑结构、设备外壳及设备维修等。优 质厚钢板主要是优质碳素结构钢厚板和不锈耐酸钢厚钢板等。优质碳素结构钢厚钢板是用 优质碳素结构钢热轧而成；不锈耐酸钢板是用合金结构钢1Cr13、2Cr13等热轧而成，不

锈耐酸钢板主要用于化工高温环境下的耐腐蚀通风系统。复合钢厚钢板是由不同钢号的表 层钢板和心部钢板复合而成。 （2）薄钢板。薄钢板按钢的质量可以分为普通薄钢板和优质薄钢板；按生产方法可分 为热轧薄钢板和冷轧薄钢板。 热轧薄钢板的规格：厚度为0.35～4mm，宽度为500～1500mm，长度为500~ 4000mm。 冷轧薄钢板的规格：厚度为0.2～4.0mm，宽度为5001500mm，长度为500~ 12000mm。 （3）钢带。钢带按钢的质量分为优质和普通两类，按轧制方法分为热轧和冷轧两类。 热轧钢带的厚度为2.0~6.0mm、宽度为20～300mm，其长度规定为厚度2.0~ 4.0mm的钢带，其长度大于6.0m；厚度为4.0~6.0mm的钢带，其长度大于4.0m。冷 普通钢带的分类比较复杂，它是按照制造精度、表面状态和边缘状态等进行分类，并以 一定代号表示。 钢带可用普通碳索钢、碳素结构钢、弹簧钢、工具钢和不锈钢等钢种制造，大多成卷 供应，广泛应用于制造焊缝钢管、弹簧、锯条、刀片和电缆外壳等。 （4）硅钢片。硅钢是含硅量0.5%～4.8%的铁硅合金。电工用硅钢常轧制成标准尺 寸的大张板材或带材使用，俗称硅钢片，广泛用于电动机、发电机一变压器、电磁机构、 继电器电子器件及测量仪表中。 硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。 1）热轧硅钢片。是将Fe一Si合金用平炉或电炉熔融，热轧成薄板，最后在800~ 350℃退火后制成。热轧硅钢片主要用于发电机的制造，故又称热轧电机硅钢片，但其可 利用率低，能量损耗大，属淘汰产品。 2）冷轧硅钢片。 ①冷轧无取向硅钢片。冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷 轧电机硅钢。其含硅量0.5%～3.0%。与热轧硅钢片相比，其厚度均匀，尺寸精度高， 表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的磁性能。 ②冷轧取向硅钢片。冷轧取向硅钢片最主要的用途是用于变压器制造，所以又称冷轧 变压器硅钢。与冷轧无取向硅钢相比，取向硅钢的磁性具有强烈的方向性；在易磁化的轧 制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的 1/3，磁导率之比为6：1，其铁损约为热轧带的1/2，磁导率为后者的2.5倍。 2，铝合金板 铝合金板延展性能好，适宜咬口连接、耐腐蚀，且具有传热性能良好，在摩擦时不易 产生火花的特性，所以铝合金板常用于防爆的通风系统。 3.塑料复合钢板 塑料复合钢板是在普通薄钢板表面喷涂一层0.2～0.4mm厚的塑料层，塑料层具有 较好耐腐蚀性和装饰性能。塑料复合钢板在建筑工程中应用广泛。 (三）管材 1.金属管材 （1）无缝钢管。无缝钢管可以用普通碳素钢、普通低合金钢、优质碳素结构钢、优质

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点。其规格范围为公称直径15.0500.0mm，适应温度范围为一40～570℃。几种常用的 高温耐热合金钢管的钢号有12CrMo、15CrMo、Cr2Mo、Cr5Mn等。但合金钢管的焊接 都有特殊的工艺要求，焊接时要对焊口部位采取焊前预热或焊后热处理。 （4）铸铁管。铸铁管分给水铸铁管和排水铸铁管两种。其特点是经久耐用，抗腐蚀性 强、质较脆，多用于耐腐蚀介质及给排水工程。铸铁管的连接常用承插式和法兰式。 给水承插铸铁管分为高压管（P<1.0MPa）、普压管（P<0.75MPa）和低压管 P<0.45MPa)。 排水承插铸铁管适用于污水的排放，一般都是自流式，不承受压力。 双盘法兰铸铁管的特点是装拆方便，工业上常用于输送硫酸和碱类等介质。 （5）有色金属管。有色金属管通常用外径×壁厚来表示。不同材质有色金属管分述 如下： 1）铅及铅合金管。铅管分为纯铅管和合金铅管两种，纯铅管也称为软铅管，牌号为 Pb2、Pb3等；合金铅管也称硬铅管，常用的牌号为PbSb0.5、PbSb2、PbSb4等。 铅管在化工、医药等方面使用较多，其耐蚀性能强，用于输送15%～65%的硫酸 二氧化硫、60%氢氟酸、浓度小于80%的醋酸，但不能输送硝酸、次氯酸、高锰酸钾和 盐酸。铅管最高工作温度为200℃，当温度高于140℃时，不宜在压力下使用。铅管的机 械性能不高，但自重大，是金属管材中最重的一种。 2）铜及铜合金管。铜管分为紫铜管和黄铜管两种，紫铜管的牌号有T2、T3、T4和 TUP等，黄铜管的牌号有H62、H68等。铜管的导热性能良好，适用工作温度在250℃ 以下，多用于制造换热器、压缩机输油管、低温管道、自控仪表以及保温伴热管和氧气管 道等。 3）铝及铝合金管。铝管多用于耐腐蚀性介质管道，食品卫生管道及有特殊要求的管 道。铝管输送的介质操作温度在200℃以下，当温度高于160℃时，不宜在压力下使用， 铝管分为纯铝管L2、L6和防锈铝合金管LF2、LF6。铝管的特点是重量轻，不生锈， 但机械强度较差，不能承受较高的压力，铝管常用于输送浓硝酸、醋酸、脂肪酸、过 氧化氢等液体及硫化氢、二氧化碳气体。它不耐碱及含氯离子的化合物，如盐水和盐 酸等介质。 4）钛及钛合金管。按GB/T3624一2010牌号有TA1、TA2、TA3等，产品标记按 名称、牌号、状态、规格、标准编号的顺序。若某管牌号为TA2$30×1.5×3500，表示 该管按标准生产的TA2无缝管，退火状态，外径为30mm，壁厚为1.5mm，长度为 3500mm。钛管具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，常被用于其他管材无 法胜任的工艺部位，如输送强酸、强碱及其他材质管道不能输送的介质。钛管虽然具有许 多优点，但因价格昂贵，焊接难度大，所以没有被广泛采用。 2.非金属管材 （1）混凝土管。混凝土管有预应力钢筋混凝土管和自应力钢筋混凝土管两种。主要用 于输水管道，管道连接采取承插接口，用圆形截面橡胶圈密封。预应力钢筋混凝土管规格 范围为内径400～1400mm，适用压力范围为0.4～1.2MPa。自应力钢筋混凝土管，其规 格范围为内径100～600mm，适用压力范围为0.41.0MPa。钢筋混凝土管可以代替铸铁 管和钢管，输送低压给水和气等。另外还有混凝土排水管，包括素混凝土管和轻、重型钢

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筋混凝土管，主要用于输送水。 （2）陶瓷管。陶瓷管分普通陶瓷管和耐酸陶瓷管两种。一般都是承插接口。普通陶瓷 管的规格范围内径100～300mm；耐酸陶瓷管的规格范围为内径250～800mm。 普通陶瓷管多用于建筑工程室外排水管道。耐酸陶瓷管用于化工和石油工业输送酸性 介质的工艺管道，以及工业中蓄电池间酸性溶液的排水管道等。耐酸陶瓷管耐腐蚀，用于 输送除氢氟酸、热磷酸和强碱以外的各种浓度的无机酸和有机溶剂等介质。 （3）玻璃管。玻璃管具有表面光滑，不易挂料，输送流体时阻力小，耐磨且价格低 廉，并具有保持产品高纯度和便于观察生产过程等特点。用于输送除氢氟酸、氟硅酸、热 磷酸和热浓碱以外的一切腐蚀性介质和有机溶剂。 （4）玻璃钢管。玻璃钢管质量轻、隔热，耐腐蚀性好，可输送氢氟酸和热浓碱以外的 腐蚀性介质和有机溶剂， （5）石墨管。石墨管热稳定性好，能导热、线膨胀系数小，不污染介质，能保证产品 纯度，抗腐蚀，具有良好的耐酸性和耐碱性，主要用于高温耐腐蚀生产环境中。 （6）铸石管。铸石管的特点是耐磨、耐腐蚀，具有很高的抗压强度。多用于承受各种 强烈磨损、强酸和碱腐蚀的地方。 （7）橡胶管。橡胶具有较好的物理机械性能和耐腐蚀性能。根据用途不同可分为输水 胶管、耐热胶管、耐酸碱胶管、耐油胶管和专用胶管（氧乙炔焊接专用管等）。 （8）塑料管。塑料管具有质量轻、一耐魔蚀易成型和施工方便等特点。常用的塑料管 有以下几种。人 1）硬聚氟艺烯“（UPVC）管。硬聚氯乙烯管分轻型管和重型管两种，其直径范围为 802000mml。硬聚氯乙烯管具有耐腐蚀性强、重量轻、绝热、绝缘性能好和易加工安 装等特点。可输送多种酸、碱、盐和有机溶剂。使用温度范围为一10～40℃，最高温度不 能超过60℃。使用的压力范围为轻型管在0.6MPa以下，重型管在1.0MPa以下，硬聚 氯乙烯管使用寿命较短。 硬聚氯乙烯管材的安装采用承插焊（粘）接、法兰、丝扣和热熔焊接等方法。 2）氯化聚氯乙烯（CPVC）管。氯化聚氯乙烯冷热水管道是现今新型的输水管道。 该管与其他塑料管材相比具有刚性高、耐腐蚀、阻燃性能好、导热性能低、热膨胀系数低 及安装方便等特点。 3）聚乙烯（PE）管。PE管材无毒、质量轻、韧性好、可盘绕，耐腐蚀，在常温下 不溶于任何溶剂，低温性能、抗冲击性和耐久性均比聚氯乙烯好。目前PE管主要应用于 饮用水管、雨水管、气体管道、工业耐腐蚀管道等领域。PE管强度较低，一般适宜于压 力较低的工作环境，且耐热性能不好，不能作为热水管使用。 4）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）管。是指分子量在150万以上的线型结构PE （普通PE的分子量仅为2～30万）。UHMWPE管的许多性能是普通塑料管无法相比的： 耐磨性为塑料之冠，断裂伸长率可达410%～470%，管材柔性、抗冲击性能优良，低温 下能保持优异的冲击强度，抗冻性及抗震性好，摩擦系数小，具有自润滑性，耐化学腐 蚀，热性能优异，可在一169～110℃下长期使用，适合于寒冷地区。UHMWPE管适用 于输送散物料、输送浆体、冷热水、气体等。 5）交联聚乙烯（PEX）：管。在普通聚乙烯原料中加人硅烷接枝料，使塑料大分子

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3.复合材科营材 （1）铝塑复合管。铝塑复合管是中间为一层焊接铝合金，内外各一层聚乙烯，经胶合 黏结而成的复合管，具有聚乙烯塑料管耐腐蚀和金属管耐压高的优点，采用卡套式铜配件 连结。铝塑复合管按聚乙烯材料不同分为两种：适用于热水的交联聚乙烯铝塑复合管和适 用于冷水的高密度聚乙烯铝塑复合管。铝塑复合管规格为$14～$32，主要用于建筑内配 水支管和热水器管。 （2）钢塑复合管。钢塑复合管是由镀锌管内壁置放一定厚度的UPVC塑料而成，因 而同时具有钢管和塑料管材的优越性。管径为15～150，以铜配件丝扣连结，使用水温 为50℃以下，多用作建筑给水冷水管。 （3）钢骨架聚乙烯（PE）管。钢骨架聚乙烯（PE）管是以优质低碳钢丝为增强相， 高密度聚乙烯为基体，通过对钢丝点焊成网与塑料挤出填注同步进行，在生产线上连续拉 膜成型的新型双面防腐压力管道。管径为50～500，常采用法兰或电熔连结方式，主要

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（2）药皮。压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。药皮是由各种矿物类、铁合金、有机物 和化工产品（水玻璃类）原料组成。焊条药皮的组成成分相当复杂，一种焊条药皮的配方 中组成物有七八种之多。药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光焊条 焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氮会大量侵人熔化金属，将金属铁和有益元素碳、 硅、锰等氧化和氮化，并形成各种氧化物和氮化物残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。 而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔，这些因素都能使焊缝的力学性能（强度、 冲击值等）大大降低，同时使焊缝变脆。此外，采用光焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严 重，焊缝成形很差。在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮，能使电弧燃烧稳定， 焊缝质量得到提高。 药皮虽然具有机械保护作用，但液态金属仍不可避免地受到少量空气侵入并氧化 此外，药皮中某些物质受电弧高温作用而分解放出氧，使液态金属中的合金元素烧毁， 导致焊缝质量降低。因此在药皮中要加入一些还原剂，使氧化物还原，以保证焊缝 质量。 由于电弧的高温作用，焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损（氧化或氮化），会使 焊缝的力学性能降低。在焊条药皮中加入铁合金或其他合金元素，使之随着药皮的熔化而 过渡到焊缝金属中去，以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的力学性能。此外，药皮还可 改善焊接工艺性能使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好易脱渣和熔敷效率高。 总之，药皮的作用是保证被焊接金属获得具有合乎要求的化学成分和力学性能，并使 焊条具有良好的焊接工艺性能。 2.焊条的分类 焊条可按用途和熔渣特性进行分类。 （1）按焊条的用途分。 1）非合金钢及细晶粒钢焊条和强热钢焊条（简称结构钢焊条）。这类焊条的熔敷金属 在自然气候环境中具有一定的力学性能。 2）不锈钢焊条。这类焊条的熔敷金属在常温、高温或低温中，具有不同程度的抗大 气或腐蚀性介质腐蚀的能力和一定的力学性能。 3）堆焊焊条。这类焊条是用于金属表面堆焊的焊条，其熔敷金属在常温或高温中具 有一定程度的耐不同类型磨耗或腐蚀等性能。 4）低温钢焊条。这类焊条的熔敷金属在不同的低温介质条件下，具有一定的低温工 作能力。 5）铸铁焊条。这类焊条是指专用作焊补或焊接铸铁的焊条。 6）镍及镍合金焊条。这类焊条用于镍和镍合金的焊接、焊补或堆焊。某些焊条可用 于铸铁焊补和异种金属的焊接。 7）铜及铜合金焊条。这类焊条用于铜及铜合金的焊接、焊补或堆焊。某些焊条可用 于铸铁焊补和异种金属的焊接。 8）铝及铝合金焊条。这类焊条用于铝及铝合金的焊接、焊补或堆焊。 （2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性分类。 1）酸性焊条。其熔渣的成分主要是酸性氧化物（SiO2TiO2、Fe2Os）及其他在焊

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接时易放出氧的物质，药皮里的造气剂为有机物，焊接时产生保护气体。但其焊接过程中 产生烟尘较少，有利于焊工健康，且价格比碱性焊条低，焊接时可选用交流焊机。 酸性焊条药皮中含有多种氧化物，具有较强的氧化性，促使合金元素氧化；同时电弧 气中的氧电离后形成负离子与氢离子有很强的亲和力，生成氢氧根离子，从而防止氢离子 溶人液态金属里，所以这类焊条对铁锈、水分不敏感，焊缝很少产生由氢引起的气孔。但 酸性熔渣脱氧不完全，也不能有效地清除焊缝的硫、磷等杂质，故焊缝的金属的力学性能 较低，一般用于焊接低碳钢和不太重要的碳钢结构。 2）碱性焊条。其熔渣的主要成分是碱性氧化物（如大理石、萤石等），并含有较多的 铁合金作为脱氧剂和合金剂，焊接时大理石分解产生的二氧化碳气体作为保护气体。由于 焊条的脱氧性能好，合金元素烧损少，焊缝金属合金化效果较好。但由于电弧中含氧量 低，如遇焊件或焊条存在铁锈和水分时，容易出现氢气孔。在药皮中加人一定量的萤石， 在焊接过程中与氢化合生成氟化氢，具有去氢作用。但是萤石不利于电孤的稳定，必须来 用直流反极性进行焊接。若在药皮中加入稳定电弧的组成物碳酸钾（KCO）等，便可使 用交流电源。 碱性焊条的熔渣脱氧较完全，又能有效地消除焊缝金属中的硫，合金元素烧损少，所 山超全赢站士 生

第一童章安装工程材料

设工程技术与计量（安装工承

表示不熔敷金属抗拉强度的最小值为55MPa；“B2”化学成分代号；“Mn”焊丝中含有 Mn元素。 焊丝直径的选择根据用途而定。半自动埋弧焊用的焊丝较细，一般直径为1.6mm， 2mm、2.4mm。自动埋弧焊一般使用直径36mm的焊丝，以充分发挥埋弧焊的大电流 和高熔敷率的优点。对于一定的电流值可使用不同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的 焊丝时，可获得加大焊缝熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时，宜选用较粗的 焊丝。 焊丝表面应当干净光滑，焊接时能顺利地送进，以免给焊接过程带来干扰。除不锈钢 焊丝和非铁金属焊丝外，各种低碳钢和低合金钢焊丝的表面镀铜层既可起防锈作用，也可 欧美烘必与导电啤的电控触业问

焊丝时，可获得加大焊缝熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时，宜选用较粗的 焊丝。 焊丝表面应当干净光滑，焊接时能顺利地送进，以免给焊接过程带来干扰。除不锈钢 焊丝和非铁金属焊丝外，各种低碳钢和低合金钢焊丝的表面镀铜层既可起防锈作用，也可 改善焊丝与导电嘴的电接触状况。 2.焊剂 埋弧焊焊剂按用途分为钢用焊剂和非铁金属用焊剂，按制造方法分为熔炼焊剂、烧结 焊剂和陶质焊剂。 （1）对焊剂的要求。 1）具有良好的冶金性能。是指与选用的焊丝相配合，通过适当的焊接工艺来保证焊 缝金属获得所需的化学成分和力学性能以及抗热裂和冷裂的能力。 2）具有良好的工艺性能。即要求有良好的稳弧、焊缝成形和脱渣等性能，并且在焊 接过程中生成的有毒气体少。 (2）.焊剂的分类 埋弧焊焊剂除按其用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂；按制造方法分有熔炼焊剂 烧结焊剂和陶质焊剂；按化学成分分有：碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂。 （3）焊剂型号。 1）熔炼焊剂。熔炼焊剂牌号为HJX××，“HJ”表示埋弧焊用熔炼焊剂，后加三个 阿拉伯数字分别表示：第一位数字表示焊剂中MnO的含量，1、2、3、4代表无锰、低 锰、中锰和高锰焊剂；第二位数字表示焊剂中SiO2、CaF2的含量，1～9依次代表低硅低 氟、中硅低氟、高硅低氟、低硅中氟、中硅中氟、高硅中氟、低硅高氟、中硅高氟和其他 类型焊剂；第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号，按0、1、2、、9的顺序排列 对同一牌号焊剂生产两种颗粒度时，在细颗粒焊剂牌号后面加“X”字。 2）烧结焊剂。烧结焊剂由SJ×××表示埋弧焊用烧结焊剂，后加三个阿拉伯数字分 别表示：第一位数字表示焊剂熔渣的渣系，1～6依次代表氟碱型、高铝型、硅钙型、硅 锰型、铝钛型和其他型焊剂；第二位、第三位数字表示同一渣系类型焊剂中的不同牌号的 煜剂,按 01、02、、09 顺序排。

在安装工程中常用的防腐材料主要有各种涂料、玻璃钢、橡胶制品、无机板材等。 1涂料 涂料可分两大类：油基漆（成膜物质为干性油类）和树脂基漆（成膜物质为合成树 脂）。

（1）涂料的基本组成。 涂料大体上可分为三部分，即主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质如图 1.2.1所示，

1.2.1涂料的基本组反

1）主要成膜物质。 ①油料。油料来自植物种子和动物的脂肪。油料的干燥固化反应主要是空气中的氧和 油料中不饱和双键起聚合作用。 天然油料耐腐蚀、耐老化性能比不上许多合成树脂，自前很少用它单独作防腐蚀涂 料，但它能与一些金属氧化物或金属皂化物在一起对金属起防锈作用，所以油料可用来改 性各种合成树脂以制取配套防锈底漆。F ②天然树脂和合成树脂。天然树脂是指沥青、生漆、松香、虫胶等。合成树脂是指环 氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和乙烯类树脂、过氯乙烯树脂和含 氟树脂等，它们都是常用的耐蚀涂料中的主要成膜物质。 2）次要成膜物质一一颜料。 颜料是涂料的主要成分之一，在涂料中加入颜料不仅使涂料具有装饰性，更重要的是 能改善涂料的物理和化学性能，提高涂层的机械强度、附着力、抗渗性和防腐蚀性能等， 还有滤去有害光波的作用，从而增进涂层的耐候性和保护性。 ①防锈颜料。防锈颜料主要用在底漆中起防锈作用。按照防锈机理的不同，可分化学 防锈颜料，如红丹、锌铬黄、锌粉、磷酸锌和有机铬酸盐等，这类颜料在涂层中是借助化 学或电化学的作用起防锈作用的；另一类为物理性防锈颜料，如铝粉、云母氧化铁、氧化 锌和石墨粉等，其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可渗性角钢标准，阻止阳光和水分的 透人，以增强涂层的防锈效果。 ②体质颜料和着色颜料。这些颜料都可以在不同程度上提高涂层的耐候性、抗渗性， 耐磨性和物理机械强度等。常用的有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉和硅藻土等。着色 颜料在涂料中主要起着色和遮盖膜面的作用。 3）辅助成膜物质。 ①溶剂。溶剂在涂料中主要起着溶解成膜物质、调整涂料黏度、控制涂料干燥速度等 方面的作用。溶剂对涂料的一些特性，如涂刷阻力、流平性、成膜速度、流消性、爆

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性、胶凝性、浸润性和低温使用性能等都会产生影响。因此，要想得到一个好涂料，正确 选择和使用溶剂同样重要。 ②其他辅助材料。为了提高涂层的性能和满足施工要求，在涂料中还常常添加增塑剂 （用来提高漆膜的柔韧性、抗冲击性和克服漆膜硬脆性，易裂的缺点）、触变剂使涂料在刷 涂过程中有较低的黏度，以易于施工。另外，还有催于剂（加速漆膜的干燥）、表面活性 剂、防霉剂、紫外线吸收剂和防污剂等辅助材料。 （2）涂料命名原则。 涂料的型号分三个部分：第一部分是成膜物质；第二部分是基本名称，用两位数字表 示：第三部分是序号。如表1.2.2~表1.2.4所示

表1.2.2成膜物质分类编号表

水利管理表1.2.3辅助材料按其不同用途分类表

表1.2.4基本名称编号表

第一章安装工程材料3