第1章 建筑材料的基本性质

2022-10-91第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质Chapter1 Basic Properties of Building Materials The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (1)(1)Density 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 Vm ，kg/m3 3绝对密实体积绝对密实体积 即材料不包括内部孔隙的即材料不包括内部孔隙的 固体物质的体积固体物质的体积密实材料：密实材料：由外形尺寸求得材料体积，钢材、玻璃由外形尺寸求得材料体积，钢材、玻璃孔隙材料：孔隙材料：磨成细粉磨成细粉干燥干燥李氏瓶测体积，砖、石李氏瓶测体积，砖、石致密材料：致密材料：用排水法测定体积，卵石，碎石用排水法测定体积，卵石，碎石视密度视密度/近似密度：近似密度：包含材料内部封闭孔隙的密度包含材料内部封闭孔隙的密度2022-10-92 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (1)(1)Density 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 材料体积构成材料体积构成自然状态下的总体积：自然状态下的总体积：p0VVV 孔隙体积：孔隙体积：kbpVVV 封闭孔隙封闭孔隙Vb开口孔隙开口孔隙Vk固体物质固体物质V2022-10-93 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (2)(2)Apparent density 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 自然状态下的密度自然状态下的密度00Vm ，kg/m3 3规则材料：规则材料：按外形尺寸求得材料体积按外形尺寸求得材料体积不规则材料：不规则材料：需整形加工需整形加工含水材料：含水材料：注明含水情况注明含水情况(气气)表观密度：表观密度：材料长期在空气中干燥状态下的测值材料长期在空气中干燥状态下的测值干表观密度：干表观密度：材料在烘干状态下的测定值材料在烘干状态下的测定值2022-10-94 m1砂试样烘干质量，砂试样烘干质量，m1=300g；m2砂砂+水水+容量瓶总质量，容量瓶总质量，g;m3水水+容量瓶总质量，容量瓶总质量，g。测定瓶测定瓶+砂砂+水的水的质量质量m2测定瓶测定瓶+水的质水的质量量m3 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (2)(2)Apparent density 砂干表观密度的测定砂干表观密度的测定 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 wmmmm /)(23110 2022-10-95 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (3)(3)Bulk density 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 自然堆积状态下的密度自然堆积状态下的密度(砂砂/石子石子/水泥水泥)00Vm ，kg/m3 3 测定方法：测定方法：材料质量是指填充在一定容器内的材料质材料质量是指填充在一定容器内的材料质 量，其堆积体积是指所用容器的容积量，其堆积体积是指所用容器的容积 密度分类：密度分类：疏松疏松/振实振实/紧密堆积密度紧密堆积密度 密度密度,表观密度表观密度,堆积密度的作用：计算材料消耗量堆积密度的作用：计算材料消耗量2022-10-96 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (3)(3)Bulk density堆积密度的测定堆积密度的测定 将容量筒内材将容量筒内材料刮平，容量料刮平，容量筒的容积即为筒的容积即为材料堆积体积材料堆积体积VVmm210 m1容量筒容量筒+试样总质量，试样总质量，g;m2容量筒质量，容量筒质量，g。建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 2022-10-97 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (3)(3)Porosity 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 自然体积内孔隙体积多少自然体积内孔隙体积多少,用孔隙率表示用孔隙率表示%10000 VVVP孔隙率意义：孔隙率意义：反映材料密实程度反映材料密实程度%100)1(0 VV%100)1(0 kbPPP )/()(,0satkwVmmP 孔隙类型：孔隙类型：微细微细(0.01mm);毛细毛细(1.0mm)孔隙类型对材料渗透性和抗渗性的影响孔隙类型对材料渗透性和抗渗性的影响见见P62022-10-98 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (4)(4)Void ratio 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 自然堆积状态下颗粒之间空隙体积多少自然堆积状态下颗粒之间空隙体积多少000VVVP 空隙率意义空隙率意义:反映散粒材料的颗粒相互填充的密实程度反映散粒材料的颗粒相互填充的密实程度空隙率作用：空隙率作用：混凝土骨料级配，计算砂率混凝土骨料级配，计算砂率001VV%100)1(00 (5)(5)Compactness of materials 散粒堆积材料经碾振压后的密实程度散粒堆积材料经碾振压后的密实程度%1000d mR 重要建构筑物：重要建构筑物：98%100%一般建构筑物：一般建构筑物：96%98%2022-10-99 The physical properties of building materials 1.The basic physical properties (6)(6)Relative density 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 反映散粒材料的压实程度反映散粒材料的压实程度minmaxmaxrPPPPD 01rrmm010)1(DD 重要建构筑物：重要建构筑物：0.70.75一般建构筑物：一般建构筑物：0.650.7材料的基本物理性质材料的基本物理性质(见见Tab.11)：密度，表观密度，堆积密度，孔隙率，空隙率密度，表观密度，堆积密度，孔隙率，空隙率 通常：通常：00 2022-10-910 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (1)(1)Hydrophilic and hydrophobic nature 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 反映材料能否被水润湿的性能反映材料能否被水润湿的性能材料能被润湿材料能被润湿亲水性亲水性亲水性材料：砖，石，木材，砼亲水性材料：砖，石，木材，砼不能被润湿不能被润湿憎水性憎水性憎水性材料：石蜡，沥青，塑料憎水性材料：石蜡，沥青，塑料表示方法：表示方法：润湿角润湿角 90o：亲水性材料亲水性材料 90o：憎水性材料憎水性材料2022-10-911 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (2)(2)Water absorption 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 反映材料吸收水分的性能，用质量吸水率表示反映材料吸收水分的性能，用质量吸水率表示%1001m mmmW材料吸水率用体积吸水率表示材料吸水率用体积吸水率表示0wvVVW w011 Vmmwm01 W材料吸水率影响因素：材料吸水率影响因素：亲亲/憎水材料，孔隙率及其特征憎水材料，孔隙率及其特征按质量吸水率：密实新鲜花岗岩：按质量吸水率：密实新鲜花岗岩：0.1%0.7%普通混凝土：普通混凝土：2%3%；木材：木材：100%2022-10-912 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (3)(3)Moisture absorption 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 反映材料吸收潮气的性能，用质量含水率表示反映材料吸收潮气的性能，用质量含水率表示%100hh mmmW材料吸湿性影响因素：材料吸湿性影响因素：材料是否干燥材料是否干燥吸水吸水/释放释放吸湿吸湿/干燥过程干燥过程 环境温度，空气湿度环境温度，空气湿度平衡含水率：平衡含水率：在一定温度和湿度条件下，材料含水率在一定温度和湿度条件下，材料含水率 与空气湿度达到平衡时的含水率与空气湿度达到平衡时的含水率吸水吸水/吸湿性对材料的影响：吸湿性对材料的影响：体积膨胀，质量增加，产生变形，强度降低体积膨胀，质量增加，产生变形，强度降低2022-10-913 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (4)(4)The water resistance of materials 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 材料长期在水作用下不破坏，强度不降低的性材料长期在水作用下不破坏，强度不降低的性 能，用软化系数能，用软化系数(水饱和下强度降低程度水饱和下强度降低程度)表示表示dbrffK Kr0.85：耐水性材料：耐水性材料 水中水中/潮湿环境中的重要结构：潮湿环境中的重要结构：Kr0.850.90 不很潮湿环境不很潮湿环境/次要结构次要结构：Kr0.700.85材料软化系数影响因素：材料软化系数影响因素：材料组成成分的水溶解度，孔隙率材料组成成分的水溶解度，孔隙率2022-10-914 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (5)(5)The impermeability of materials 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 材料抵抗压力水渗透的性质，用渗透系数表示材料抵抗压力水渗透的性质，用渗透系数表示渗透系数越小，材料抗渗性越好渗透系数越小，材料抗渗性越好对于防水、防潮材料，用渗透系数表示抗渗性对于防水、防潮材料，用渗透系数表示抗渗性抗渗性影响因素：抗渗性影响因素：亲亲/憎水性：憎水性：憎水性材料抗渗性优于亲水性材料；憎水性材料抗渗性优于亲水性材料；材料密实度：材料密实度：密实度高的材料抗渗性也较高；密实度高的材料抗渗性也较高；材料孔隙性：材料孔隙性：具有开口孔隙的材料抗渗性较差具有开口孔隙的材料抗渗性较差AtHQdK ，cm/h or mm/s 2022-10-915建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 抗渗等级抗渗等级:是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件 在透水前所能承受的最大水压力，并以字母在透水前所能承受的最大水压力，并以字母P及可及可 承受的水压力承受的水压力(以以0.1MPa为单位为单位)来表示来表示 如如P4、P6、P8、P10等，表示试件能承受逐步增等，表示试件能承受逐步增 高至高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa水压水压 而不渗透而不渗透 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (5)(5)The impermeability of materials 2022-10-916 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (6)(6)The frost resistance of materials 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 抗冻性：抗冻性：指材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作指材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能用而不破坏，强度也不显著降低的性能冻融循环：冻融循环：25oC20oC抗冻等级抗冻等级Fn：材料标准试件在按规定方法进行冻融循环后，其质材料标准试件在按规定方法进行冻融循环后，其质量损失不超过量损失不超过5%/强度损失不超过强度损失不超过25%时所能时所能经受的最大冻融循环次数经受的最大冻融循环次数 抗冻等级分为抗冻等级分为F15、F25、F50、F100、F200等等冻融破坏冻融破坏:在负温作用下在负温作用下,因冻结冰体积膨胀产生的因冻结冰体积膨胀产生的 冻胀压力使材料随着冻融循环的反复逐渐破冻胀压力使材料随着冻融循环的反复逐渐破坏坏2022-10-917 The physical properties of building materials 2.The properties related to water of materials (6)(6)The frost resistance of materials 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 影响抗冻性的因素：影响抗冻性的因素：1.1.材料密实度材料密实度(孔隙率孔隙率)密实度越高则其抗冻性越好密实度越高则其抗冻性越好 2.2.材料孔隙特征材料孔隙特征:开口孔隙越多则其抗冻性越差开口孔隙越多则其抗冻性越差 3.3.材料强度材料强度:强度越高则其抗冻性越好强度越高则其抗冻性越好 4.4.材料耐水性材料耐水性:耐水性越好则其抗冻性也越好耐水性越好则其抗冻性也越好 5.5.材料的吸水性能：吸水量越大则其抗冻性越差材料的吸水性能：吸水量越大则其抗冻性越差2022-10-918 The physical properties of building materials 3.The properties related to heat of materials (1)(1)The thermal conduction of materials 建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 材料传导热量的能力，用导热系数表示材料传导热量的能力，用导热系数表示导热系数：导热系数：材料厚度材料厚度1m，温差，温差1K(oC)，1h内通过内通过 1m2的热量的热量绝热材料：绝热材料：0.23 W/(mK)的材料的材料静态空气：静态空气：0.023 W/(mK)水：水：0.58 W/(mK)冰：冰：抗拉强度，载荷作用下变形小抗拉强度，载荷作用下变形小 承受冲击荷载能力差承受冲击荷载能力差 韧韧 性：性：在冲击载荷下产生大变形而不破坏的性质在冲击载荷下产生大变形而不破坏的性质 韧性材料：韧性材料：具有韧性性质的材料具有韧性性质的材料 抗拉强度抗拉强度抗压强度抗压强度 外载荷作用下变形能力大外载荷作用下变形能力大建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 2022-10-933 The basic mechanic properties of materials 5.The brittleness and toughness of materials 材料的材料的脆性韧性转变脆性韧性转变建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 温和型断裂温和型断裂脆性断裂脆性断裂韧性断裂韧性断裂温度温度断裂能断裂能转变温度区转变温度区2022-10-934 The basic mechanic properties of materials 6.The hardness and abrasion resistance of materials 硬硬 度：度：材料抵抗穿刺能力的性质，材料抵抗穿刺能力的性质，反映了材料的耐磨性和加工难易程度反映了材料的耐磨性和加工难易程度 硬度测量方法：硬度测量方法：刻划法，压入法，回弹法刻划法，压入法，回弹法 天然矿物硬度分级天然矿物硬度分级(刻划法刻划法)：建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 滑石滑石 石膏石膏 方解石方解石 萤石萤石 磷灰石磷灰石 正长石正长石 石英石英 黄玉黄玉 刚玉刚玉 金刚石金刚石 硬度硬度 布氏硬度值布氏硬度值(压入法压入法)：)(222dDDDFHB Dd)5.025.0(30/:Fe2 DF10/:Cu2 DF2022-10-935 The basic mechanic properties of materials 6.The hardness and abrasion resistance of materials 耐磨性：耐磨性：材料表面抵抗磨损材料表面抵抗磨损(体积体积)/磨耗磨耗(质量质量/体积体积)的能力的能力 用用磨耗率磨耗率表示表示建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 AmmG21 高耐磨性材料：高耐磨性材料：楼面，路面，钢轨楼面，路面，钢轨 溢流面，闸墩，隧洞衬砌溢流面，闸墩，隧洞衬砌G 材料磨耗率，材料磨耗率，g/cm2；m1材料磨损前质量，材料磨损前质量，gm2材料磨损后质量，材料磨损后质量，g；A试件受磨面积，试件受磨面积，cm2。2022-10-936 第三节第三节 内容请同学们自学内容请同学们自学 P.20 思考题思考题 练习练习 6.7.8.6.7.8.作业作业 10.11.10.11.Exercises and schoolwork 2022-10-937谢谢大家！谢谢大家！建筑材料建筑材料 第第1章章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质