材料的基本性质

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.,建筑材料的基本性质,前 言,1.1,材料的基本物理性质,1.2,材料的力学性质,1.3,材料的耐久性,1,本章教学目标,1.,掌握建筑材料与质量有关的性能和与水有关的性能,2.,熟悉材料的力学性质及耐久性,3.,围绕材料的使用环境，使学生具有对建筑材料性,质的基本分析能力,2,前 言,在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质，如防水、绝热、吸声、耐热、耐腐蚀等，因此必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。,3,1.1,材料的基本物理性质,1.1.1,材料与质量有关的性质,1.1.2,材料与水有关的性能,1.1.3,材料的热工性能,4,1.1.1,材料与质量有关的性质,一,.,材料的密度、表观密度与堆积密度,绝对密度,表观密度,堆积密度,5,1.1.1,密实度与孔隙率,孔隙率和密实度的关系,D + P= 1,名称,定义,计算公式,密实度,指材料总体积内，固体物质所占的比例,D =v/v,0,100 % =（,0,/）100 %,孔隙率,指材料内孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率,P=(v,0,-v)/v,0,=,1-v/v,0,=(1-,0,/)100 %,6,1.1.2,亲水性与憎水性,1.原因,原因在于水分子间的内聚合和材料与水分子间的分子亲合力,亲,水性材料与水分子之间的分子亲合力,大于水本身分子间的内聚力,憎水性材料与水分子之间的亲合力,小于水本身分子间的内聚力。,7,2.判断,在材料、水和空气三相交点处，沿水滴表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹角,称为 “ 润湿角 ” 。,润湿角,90,时，材料表现为亲水性。,润湿角,90,时，材料表现为憎水性。,8,3.意义,憎水材料具有较好的防水性、防潮性、抗渗性，常用作防潮防水材料, 也可用于亲水性材料的表面处理。混凝土、砖、石、木材、钢材等属于亲水性材料；大部分有机材料属于憎水性材料，如沥青 、塑料、石蜡和有机硅等。,9,1.1.2,吸湿性与吸水性,一,、,吸湿性,1,.,概念,指材料在空气中吸收水气的性质 。,2,.,表达式,用含水率,m,表示,m,= m,w,/m100%,式中,m,w,-,材料在空气中吸收水分的量,kg 。,m -,材料干燥时的质量,kg 。,3.,注意,材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡,含水率, 建筑材料在正常状态下, 均处于平衡含水率状态。,10,二、 吸 水 性,1,.,概念,:,指材料在水中吸收水分的性质。,2,.,表达式,:,用质量吸水率,m,或体积吸水率,v,表示。表达式分别如下,m,= m,sw,/ m100% = ( m,sw,- m )/ m 100%,v,= v,sw,/v,0,100% = ( m,sw,- m )/v,0,/,w,100%,式中,m,sw,-,材料吸水饱和时所吸水的质量,，,g,或,kg,m,sw,-,材料吸水饱和时材料的质量,，,g,或,kg,v,sw,-,材料吸水饱和时所吸水的体积,，,cm,3,或,m,3,w,-,水的密度,，,g/cm,3,或,kg/m,3,11,3.,质量吸水率和体积吸水率的关系,v,= ,0,m,4.,注意,:,对多孔吸水材料，其质量吸水率往往超过100，此时用体积吸水率表示；材料受潮后导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。,12,1.1.2,耐水性,1. 概念,指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能,力,用软化系数,K,P,表示 。,2. 表达式,K,P,= f,sw,/ f,d,式中,f,sw,-,材料吸水饱和状态下的抗压强度,，,MPa 。,f,d,-,材料在干燥状态下的抗压强度,，,MPa 。,3.,意义,工程中将,K,P,0.85,的材料称为耐水材料。经常位于 水中或受潮严重的重要结构,K,P,不宜小于0.85；受潮较轻或次要结构所用材料，,K,P,不宜小于0.70 。,13,1.1.2,抗渗性,1. 概念,指材料抵抗压力水(或其它液体)渗透的性质 。,2. 表达式,工程上(混凝土、砂浆等)常用抗渗等级来表 示抗渗性。以符号,P,n,表示, 其中,n,为该材料所能承受,的最大水压(0.1,Mpa),如,P,2,、P,4,、P,6,、P,8,等分别表示材,料最大能承受0.2、0.4、0.6、0.8,MPa,的水压力而不,渗水。,材料的抗渗性用渗透系数,K( cm/h ),来表示。,14,1.1.2,抗冻性,1. 概念,指材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能 。,2. 表达式,用抗冻等级(,F,n,),表示。其中,n,为材料在 吸水饱和状态下, 经冻融循环作用, 强度损失和质量损失均不超过规定值时所能承受的冻融循环次数。如,F,25,、F,50,、F,100,等。,3. 材料在冻融循环作用下破坏的原因,由于材料内部毛细孔中的水结冰时体积膨胀（约9%）, 对材料孔壁产生巨大压力，使材料内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。,15,1.1.3,材料的热工性质,一、导 热 性,1,.,概念,指材料传导热量的性质 。,2,.,表达式,用导热系数,表示 。,= Q,a,/ ( T,1,- T,2,) A t,式中,-,导热系数，,w/(m,.,k ) 。,Q,-,传递的热量，,J 。,a,-,材料的厚度，,m 。,T,1,- T,2,-,材料两侧的温差，,k 。,A,-,材料传热面的面积，。,t,-,传热的时间，,s,或,h 。,3.,意义,通常把,0.23 W/(mk),的材料称为绝热材料，,在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。,16,二,、,热 容 量,1,.,概念,指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。,2,.,表达式,用比热,C,表示,又称比热容或热容量系数,其表达式为：,C = Q / m ( T,2,- T,1,),式中,C -,材料的比热容，,J / (kg . K ),Q -,材料吸收（或放出）的热量，,J,m -,材料的质量，,kg,(T,2,-T,1,)-,材料受热（或冷却）前后的温度差，,K,17,3.,意义,比热,C,与质量,m,乘积称为热容。热容量大, 则材料在吸热或放热时,其自身的温度变化小,即有利于保证室内温度相对稳定为保证建筑物室内温度稳定性,在设计围护结构(墙体、屋面等）时，应选择导热系数较小，比热较大的材料。,18,