《建筑材料第二章》PPT课件.ppt

2.建筑材料的基本性质 2.1 材料的物理性质 2.1.1材料的密度、表观密度 与堆积密度 1、密度 定义：材料在绝对密实状 态下，单位体积所具有的质 量。 V m content 2 表观密度 定义：材料在自然状态下单位体积的 质量，按下式计算 分：干表观密度和湿表观密度 测量方法： 规则形状， 可根据实际测量 不规则形状，用蜡封排液法 content 3、堆积密度 堆积密度是散粒材料 (粉状、颗粒状）在堆积 状态下单位体积的质量。 材料的堆积体积包括所有 颗粒的体积以及颗粒之间的空 隙体积， 2.1.2材料的密实度与孔隙率 1.密实度 定义：密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程 度。 2.孔隙率 定义：孔隙率是材料内孔隙体积占总体积的百分比。 P = (V0 V)/V0 100%=（ 1-/0） 100% 1 D+P=1 %100%100 0 0 VVD 2.1.3 材料的填充率与孔隙率 1.材料的填充率 定义：是指粉状或颗粒状材料在其堆积体积内，被 其颗粒填充的程度。 空隙率 定义：空隙率是材料在松散状态下，颗粒空隙体积 占松散体积的百分比。 1 PD %100%100 0 0 0 VVD %1001%1001%100 0 0 0 0 0 0 0 V V V VVP 1 PD content 2.2材料与水有关的性质 1、亲水性与憎水性 亲水性 材料在空气中与水接触时，容易被水润湿 的性质，称材料的亲水性。 憎水性 材料不易被水润湿的性质，称为憎水性。 为润湿角 90 亲 水性材料 90 憎水性材料 content 2、吸水性 定义：材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。指 标：吸水率表示。 质量吸水率 体积吸水率 3、吸湿性 定义：吸湿性是材料在空气中吸收水分的性质。 指标：含水率，等于材料吸入水分质量占干燥时 质量的百分率。 %1 0 0- m mmW 含含 材料的吸湿性主要取决于材料的组成和构造。一 般，总表面积较大的粉状或颗粒状材料及开口贯通 孔隙率较大的亲水性材料具有较强的吸湿性。 4、耐水性 定义：材料长期在饱和水的作用下不破坏，其 强度也不显著降低的性质称为耐水性。 材料的耐水性可用软化系数 K软 表示。 f饱 材料在吸水饱和状态下的抗压强度（ MPa ）。 f干 材料在干燥状态下的抗压强度（ MPa ） 。 软化系数的范围在 0 1之间。潮湿环境中的重要建筑 物或部位， 选软化系数大于 0.85的材料。受潮较轻或次 要的建筑物，软化系数 k=0.7-0.85。通常认为软化系数大 于 0.85的材料是耐水材料。 干 饱 软 f fK 5、抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。 材料的抗渗性用渗透系数 K来表示。 A tH WdK 式中 K 渗透系数， mL/cm2s W 透水量， mL； t 透水时间 ， s； A 透水面积， cm2； H 静水压力水头， cm; d 试件厚度 ， cm. 材料的渗透系数越大，表示其抗渗性越差 。 对于混凝土和砂浆材料，其抗渗性常用抗渗等级表示，即 式中 S 抗渗等级 pH 试件开始渗水时的水压力， MPa。 110 HpS content 5、抗冻性 材料在吸水饱和状态下，经多次冻融循环而不破坏， 强度不显著降低且质量也不显著减小的性质称为抗冻性。 通常将经过水饱和的材料试件在 -15 0C的温度冻结后， 再在 20 0C的水中融化，这样的一个过程称为一次冻融循 环。 材料的抗冻性用抗冻强度等级 D表示。如 D25表示材 料能抵抗冻融循环 25次。 如果经过规定次数的反复冻融循环后，质量损失不大 于 5，强度降低不超过 25时，通常认为材料是抗冻的。 2.3 材料的力学性质 2.3.1理论强度 固体材料的强度主要取决于结构质点间的相互作 用力。从理论上讲材料受外力作用而引起的破坏的原 因，主要是由于拉力造成质点间结合键断裂脆裂，或 由于剪力造成质点见的滑移而破坏。 各种建材都具有较高的理论强度，其理论强度远 远大于材料的实际强度。 2.3.2强度和比强度 1、强度 材料在外力 (荷载 ) 作用下，抵抗破坏的 能力，称为强度。 材料主要有抗拉、 抗压、抗剪、抗弯四 种强度。 强度可表示为 f 抗弯强度 fm 2、 比强度 比强度 =材料的强度 /表观密度 可以对不同的材料进行对比。 2.3.3材料的变形性质 1.材料的弹性与塑性 弹性：在外力作用 下产生变形，当外力消失时，材料的变形 即可消失并能完全恢复原来形状的性质。 塑性：不能消失的变形。 弹性变形与塑性变形 在弹性变形范围内，弹性模量 E为常数，其值等于 应力 与应变 的比值，即 E 式中 E 材料的弹性模量， MPa； 材料的应力 ， MPa； 材料的应变。 E越大，材料越不容易变形。 2.材料的脆性和韧性 脆性：外力达到一定限度后， 突然破坏无明显塑性变形的性质。 脆性材料的抗压强度比抗拉 强度打的多，常用来做承压构件。 韧性：在冲击或震动荷载作 用下，能吸收较大能量，产生一 定的变形而不致被破坏的性能。 3.材料的硬度和耐磨性 硬度 材料抵抗较硬物体压入或刻划的能力，称为材料 的硬度， 有莫氏硬度（矿物硬度 分为 10级） 布氏硬度 HB（用钢球压入法测定） 耐磨性 材料抵抗磨损的能力称为材料的耐磨性。用磨损率表 示： p=(m1-m2)/A 2.4材料的热工性质 2.4.1、导热性 材料传导热量的性质称为导热性。材料导热性用导热 系数 表示。 2.4.2、热容量 定义：材料在加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质， 称为热容。 质量为 1g材料温度升高 lK所需的热量或温度降低 1K时放出 的热量，称为材料的比热容。 2.4.3、耐燃性 材料对火焰和高温的抵抗能力称为材料的耐燃性。 据此，可把建筑材料分为三类： 1、非燃烧材料 2、难燃材料 3、可燃材料 2.5、材料的耐久性与环境协调性 2.5.1材料的耐久性 材料的耐久性是材料在长期的使用的过程中，能保持其 原有性能不变、并不被破坏的性质。 1.物理作用 物理作用包括环境温度、湿度的交替变化，即冷热、干湿、 冻融等循环作用。材料在经受这些作用后，将发生膨胀、收 缩或产生内应力，长期的反复作用，将使材料渐遭破坏。 2.化学作用 化学作用包括大气和环境水中的酸、碱、盐等溶液或其他 有害物质对材料的侵蚀作用以及日光、紫外线等对材料的作用。 3.生物作用 生物作用包括菌类、昆虫等的侵害作用，导致材料发生腐 朽、虫蛀等而破坏。 2.5.2影响材料耐久性的因素 影响材料耐久性的主要因素可归纳为内在因素和外在因素： 内在因素是造成材料耐久性下降的根本原因： 材料的化学成分或组成性质、结构和构造性质。 外在因素主要包括 :机械作用、物理作用、化学作用、生物 作用及大气作用等。机械作用包括荷载的持续作用，交变荷载 对材料引起的疲劳、冲击、磨损、磨耗等。 耐久性是材料的一项综合性质，各种材料耐久性的具体内容， 因其组成和结构不同而异。例如钢材易受氧化而锈蚀；无机非 金属材料常因氧化、风化、炭化、溶蚀、冻融、热应力、干湿 交替作用等而破坏；有机材料多因腐烂、虫蛀、老化而变质等。 例 1 有一块烧结普通砖，在吸水饱和状态下重 2900g，其绝 干质量为 2550g。砖的尺寸为 240 115 53mm，经干燥并磨 成细粉后取 50g，用排水法测得绝对密实体积为 18.62 cm3 。 试计算该砖的吸水率、密度、表观密度、孔隙率。 例 2 某工地所用卵石材料的密度为 2.65g/cm3、表观密度为 2.61g/cm3、堆积密度为 1680 kg/m3，计算此石子的孔隙率 与空隙率？