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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,材料的组成，组成决定性质,化学组成,:,指构成材料的化学元素及化合物的种类和 数量,矿物组成：指构成材料的矿物种类和数量,相组成：材料中结构相近、性质相同的均匀部分的组 成,第一章 土木工程材料的基本性质,材料科学的基本理论,材料科学与工程是研究材料的组成，结构，生产制造工艺与其性能及使用关系的科学和实践,宏观结构,结构：细观结构,晶体,微观结构,玻璃体,胶体,材料的结构和构造,建筑材料在建筑中处于不同的部位，承受各种不同的作用。,1.1 材料的物理性质,一、与质量有关的性质,1、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。,=m/V,近似没有孔隙、空隙材料：玻璃、钢材,测量：磨细取样干燥称量测体积（比重瓶）,密度的不变性,2、视密度：材料在不含开口孔隙状态下单位体积的质量。,=m/V,计算砼实验室配合比时所需的砂、石用量,3、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。,0,=m/V,0,一般为干燥状态,4、堆积密度：材料在堆积状态下单位体积的质量。,适用材料：粉末状、散粒状、纤维状材料。,0,=m/V,0,5、密实度：材料体积内被固体物质所充实的程度。,D=V/V,0,X100%,6、孔隙率：材料体积内孔隙体积所占的比例。,P=（V,0,V）/V0X100%,P+D=1,影响材料的各种性能，孔隙有多种结构,7、填充率：在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充,的程度,D=V/V,0,X100%,8、空隙率：在某堆积体积中，散粒材料颗粒之,间的空隙体积所占的比例。,P=（V,0,V）/V,0,X100%,P+D=1,亲憎水性与材料本身成分、结构有关，不同亲和,力有不同用途。,二、与水有关的性质,1、亲水性与憎水性,用润湿角表示：,小于等于90度亲水性,大于等于90度憎水性,W,v,/W,m,=/,w,W,v,w,=W,m,0,W,m,100%用W,v,表示,2、吸水性与吸湿性,二者区别：置于水中，吸水性,置于空气中，吸附水，吸湿,（1）吸水性：浸水后在规定时间内吸入水的质量占材料干燥质量或材料体积的百分数,质量吸水率：W,m,=（m,1,m）/m X100%,体积吸水率：W,v,=（m,1,m）/V,0,X100%,跟P有关，即孔隙的多少,跟孔隙有关：微细而连通的孔隙,吸水率较大,封闭的孔隙,吸水率较小,较粗大孔隙,水分易渗入，但不易保留，仅起湿润,孔壁作用，吸水率较小,跟润湿角有关，即亲、憎水性,与润湿角有关,与总表面积有关,与温、湿度有关,对材料性能影响：如木材吸湿，膨胀变形，强度降低,（2）吸湿性：吸收空气中水份的能力,含水率：W,含,=（m,h,m,d,）/m,d,X100%,气干状态、平衡含水率,用Fn表示,n表示n次冻融循环,3、耐水性：长期在饱和水作用下，不产生破坏，,强度也不显著降低,K,软,=f,饱,/f,干,K=01,K 085 耐水材料,4、抗冻性：吸水饱和状态下，材料能经受多次冻结、融化作用而不破坏，强度无显著降低的性质。,（-15度20度循环）,对于冬季室外设计温度低于-10度的重要工程，对抗冻性有,要求。,冻融破坏原因：孔隙水结冰膨胀；,材料内外温差，应力差,与孔隙率有关；孔隙大小有关；孔隙特征有关,用Fn表示,n表示n次冻融循环,5、,抗渗性,：,K,软,=f,饱,/f,干,K=01,K 080 耐水材料,4、抗冻性：吸水饱和状态下，材料能经受多次冻结、融化作用而不破坏，强度无显著降低的性质。,（-15度20度循环）,对于冬季室外设计温度低于-10度的重要工程，对抗冻性有,要求。,冻融破坏原因：孔隙水结冰膨胀；,材料内外温差，应力差,与孔隙率有关；孔隙大小有关；孔隙特征有关,受力破坏原因：拉力造成的结合键断裂；外力在材,料内部产生的拉应力和剪应力,材料的力学性质,材料的理论强度:指材料在理想状态下应具有的强度,实际材料与理想材料的差别是：缺陷,材料的强度：材料抵抗外力作用下而引起破坏的能力,结构材料，抗压强度可表示强度。,（钢材根据抗拉强度）,建筑材料标号表示极限强度,不同材料比较可用比强度表示 f/0,比强度是衡量材料轻质高强的指标,影响因素：材质；孔隙大小、多少；试验条件,弹性和塑性,弹性：外力作用下变形，卸去外力恢复原状,塑性：外力作用下变形，卸去外力不能恢复原状,如：弹簧,如：沥青,一般材料都是弹塑性体,力学表征：抗压强度约等于抗拉强度，可独立使用。,脆性和韧性,脆性：材料在外力作用下直至破坏前并无明显的塑性变 形，而发生突然破坏的性质,。,如：砖、石、陶瓷、玻璃,力学表征：抗压强度远远大于抗拉强度，,主要作为承压件,韧性：材料在冲击、震动荷载作用下，吸收较大的能量，同时也能产生较大的变形而不致破坏的性质。,如：钢、木,机械作用：耐磨、疲劳等,材料的耐久性,材料在长期使用过程中能保持原有性能而,不变质、破坏的性质,影响因素,物理作用：干湿交替、温度变化、冻融循环,化学作用：酸、碱、盐及有害气体的侵蚀作用,生物作用：菌类及虫蛀,大气作用：老化,
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