第1章建筑材料性质

,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,*,建筑材料性能检测,周友苏,北京联合大学机电学院,1,绪论,一、建筑与建筑材料,建筑关系到人类生活的各个方面，是人类生存的必要条件之一。,质量良好的建筑物应该安全、适用、美观、耐久与经济。而良好的建筑质量首先取决于所用的建筑材料的质量。,良好的建筑施工质量，必须建立和健全两个质量体系,即：,施工单位内部的质量保证体系，从内部保证工程施工质量。,质量监督站的外部质量监督体系，其功能是对建筑质量和原材料质量进行鉴定和检验。,2,建筑材料检测是材料检测、工业与民用建筑、村镇建设等专业以及试验员岗位培训的一门重要课程，是一种应用技术，也是贯彻新标准、新规范的一种途径。,二、学习方法,1.掌握常见的建筑材料的组成、性质、性能和应用,2.掌握建筑材料的检验标准、取样方法、检验方法和检验规则,3.注意实验报告、结果计算和质量等级的评定，确保试验结果的合理性和公正性,4.在学习中注意观察，加深学习体会,3,第1章,土木工程材料的基本性质,1.1,材料的物理性质,1.1.1 物理常数,1.几种密度,（1）密度：材料在绝对密度状态下，单位实体体积的干质量。,4,第1章,土木工程材料的基本性质,（2）表观密度：,材料单位表观体积（闭口,+,实体）的干质量。,5,第1章,土木工程材料的基本性质,若,m,为自然气干质量，则成为体积密度。,三种密度区别：,m,为,材料的烘干质量；,v,不同，,可为,实体体积，表观体积，毛体积。,（3）毛,体积密度：,材料单位毛体积（闭口,+,开口,+,实体）的干质量。(测试方法不同,获得体积大小不同）,6,第1章,土木工程材料的基本性质,反映散粒堆积的紧密（压实）程度及,可能的堆放空间。,（4）,堆积密度：散粒状材料单位堆积体积,（开口,+,闭口,+,实体,+,间隙）的质量。,7,第1章,土木工程材料的基本性质,2.孔隙率和空隙率,（1）,孔隙率与密实度,(,对应概念,),单块材料,孔隙率,密实度,同理，可计算出开口闭口孔隙率,实用意义不大。,8,第1章,土木工程材料的基本性质,（2）空隙率与填充率,散粒状材料,空隙率,填充度,9,第1章,土木工程材料的基本性质,1.1.2 材料与水有关的性质,1.亲水性与憎水性,亲水性材料：,润湿角,90,水分子间内聚力,材料分子间吸引力,憎水性材料：,润湿角,90,水分子间内聚力,材料分子间吸引力,10,第1章,土木工程材料的基本性质,2,.,吸水性与吸湿性,（1）吸水性饱水状态（吸饱水饱和）,恒值,质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率,体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积的百分率,（2）吸湿性自然状态,变值,含水率：材料所含水分质量占其干质量的百分率,m,1,材料湿质量,m,o,材料干质量,11,第1章,土木工程材料的基本性质,3.耐水性,材料长期在水的作用下既不破坏强度又不显著下降的性质,指标：,软化系数,f,b,-,材料饱水状态抗压强度，,MPa,f,g,-,材料干燥状态抗压强度，,MPa,注意：,随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。,K,R,0.85，,称为耐水材料,12,第1章,土木工程材料的基本性质,4.,抗渗性,抵抗压力水渗透的性质,（1）渗透系数,（2）抗渗等级,指石料、砼或砂浆所能,承受的最大水压力,。,如：最大承水压力为0.2,MPa,，,表示为,P,2,，,有,P,2,、P,4,、P,6,、P,8,渗透系数：,透水量：,K,s,的意义：,抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。,13,第1章,土木工程材料的基本性质,5.抗冻性,材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏,强度又不显著下降的性质。,因素：,水、负温度,抗冻等级：,能经受冻融循环的,最大次数,，,记为,F50、F100、F200、F300,14,第1章,土木工程材料的基本性质,1.2,材料的力学性质,1.2.1 强度,材料抵抗外力破坏的能力。,1.几种强度,（1）抗压、抗拉,、,抗剪强度,（2）抗弯强度（抗折强度）,单点加荷,三分点加荷,不同材料，强度等级有不同的划分方法，具体划分在各章分讲,15,第1章,土木工程材料的基本性质,2,.,比强度,指材料强度与其表观密度之比。,意义：反映材料轻质高强的指标。,值越大，材料越轻质高强,16,第1章,土木工程材料的基本性质,1.2.2 弹性和塑性,1.弹性,外力作用产生变形,外力取消能,完全恢复,。,指标：,弹性模量,意义：,E,表示材料抵抗变形的指标，,E,值,越大，材料,越不易变形,，即抵抗变形的能力越强。,2.塑性,外力作用产生变形,外力取消变形,不能恢复,17,第1章,土木工程材料的基本性质,1.2.3 韧性和脆性,1.脆性,无明显塑性变形，突然破坏。,脆性材料：石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等,2,.,韧性,产生一定变形不破坏,能吸收较大的能量。,韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。,采用,冲击试验,测定。,18,第1章,土木工程材料的基本性质,1.2.4 硬度和耐磨性,1.硬度,抵抗外物压入或刻划的能力。,可采用摩氏硬度（石料、陶瓷等）；布氏、,落氏硬度（金属材料）。,特点：,硬度高，耐磨性强，但不易加工。,2,.,耐磨性,材料表面抵抗磨损的能力。,19,第1章,土木工程材料的基本性质,1.3,耐久性与环境协调性,1.3.1 耐久性,材料抵抗外力破坏的能力。,综合性质：,(抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗老化、耐热性、耐磨性等),不同环境中，应考虑相应的性质。,1.3.2 环境协调性,对资源和能源消耗少,对环境污染小,循环再生利用率高。,目前，提倡“绿色建材”,20,第1章,土木工程材料的基本性质,1.4,材料的组成、结构、构造及其对性能的影响,1.4.1 材料的组成对性质的影响,1,.,化学组成,化学元素及化合物的种类与数量。,2,.,矿物组成,天然的，人工烧制的。,21,第1章,土木工程材料的基本性质,1.4.2 材料的结构对性质的影响,1,.,宏观结构,2,.,亚微观结构 包括纳米微观结构,3,.,微观结构,晶体,按一定的规则在空间呈有规律的排列。,非晶体,不定形。,原因：,熔融物质急冷,来不及成晶而成。,如玻璃体,(粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰),都属玻璃体,化学潜能大,一定条件下发生化学反应,22,第1章,土木工程材料的基本性质,1.4.3 材料的构造对性能的影响,具有特定性质的材料结构单元间的相互组合搭配情况。,与结构的区别：,构造更强调相同材料或不同材料间的搭配组合关系。,如材料的(孔隙、层理、纹理、疵病等,),23,第1章,The end of this Part.,Thanks!,24,