建筑工程系汇总ppt课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,建筑工程系,第二章 建筑材料的基本性质,第二章 建筑材料的基本性质,1,力学性质,：,材料的强度、弹性和塑性、脆性与韧性；,与水有关的性质：,亲水性和疏水性、吸水性和吸湿,性；耐水性；抗渗性和抗冻性；,热工性能：,比热、导热性；,耐久性能:组成结构、构造与材料性质的关系.,教学重点、难点:,材料的物理、力学性质,教学目的与要求：,物理性质：,密度、表观密度、堆积密度；孔隙率、,填充率度和空隙率,力学性质：材料的强度、弹性和塑性、脆性与韧性；教学目的与要求,2.1 材料的基本物理性质,2.1.1.1 实际密度（简称密度）:,指的是材料在,绝对密实状态,下，单位体积所具有的质量，,计算公式为：,上式 密度（g/cm,3,)；,m材料在干燥状态下的质量（g）；,V材料在绝对密实状态下的体积（cm,3,)。,2.1.1 材料的基本物性参数,2.1 材料的基本物理性质2.1.1.1 实际密度（简称密,注意:,绝对密实状态下的体积,是指不包含材料内部孔隙的真实体积；,对于,致密材料,（如钢材、玻璃等）而言，内部是,不含孔隙,的，故体积很容易测定；,但是对于,绝大多数材料,而言，在自然状态下材料是,含有一些孔隙,的；,注意:绝对密实状态下的体积是指不包含材料内部孔隙的真实体积；,有,孔隙,材料的体积测定方法：,一般采用,密度瓶法,测定有孔材料的实体积,思考题：如何测量有孔隙材料的密度？,有孔隙材料的体积测定方法：思考题：如何测量有孔隙材料的密度,*测量有孔隙材料密度的方法与步骤：,取材料样品,烘 干,冷却到室温,称量质量,测定体积,密 度,烘箱,105-110,C,干燥器,天 平,密度瓶,*测量有孔隙材料密度的方法与步骤：取材料样品烘 干冷却到室温,2.1.1.2 表观密度：,指的是材料在,自然状态,下，单位体积所具有的质量；,计算公式为：,上式,表观密度,（kg/m,3,),m材料在干燥状态下的质量（kg）;,V,o,材料在自然状态下的体积（m,3,);,*自然状态下的体积,V,o,=,密实状态下的体积,V,+孔隙体积,V,孔,2.1.1.2 表观密度：指的是材料在自然状态下，单位体积,思考题：如何测定 材料的表观密度？,取材料样品,磨 细,烘 干,烘箱105,0,C110,0,C,冷却到室温,干燥器,称量质量 m,天平,一、测定材料的干质量m:,思考题：如何测定 材料的表观密度,二、测定材料的自然体积V,o,（1）对于形状规则的材料，如砖、石块等：,用,游标卡尺,可定材料的自然体积；,对于,六面体,，测定长、宽、高；,对于,圆柱体,，测定其直径和高；,（2）对于,形状不规则的材料,，如卵石、碎石,等，采用,排液法,确定其自然体积；,二、测定材料的自然体积Vo（1）对于形状规则的材料，如砖、石,*,排液法测定不规则材料自然体积V,石,：,*排液法测定不规则材料自然体积V石：,三、计算材料的表观密度,：,三、计算材料的表观密度 ：,指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材料在自然,堆积状态,下，单位体积的质量；,计算公式为：,堆积密度（kg/m,3,),m材料在干燥状态下的质量（kg）；,材料在堆积状态下的体积（m,3,);,2.1.1.4 堆积密度：,堆积密度（kg/m3)2.1.,？思考题：如何测定砂和石子的堆积密度,？,（1）,首先采用前述方法测定其干质量m;,（2）,然后采用,容量升,来测定砂子、石子的堆积体积 ，方法如下：,a）,砂子,采用,1L、5L的容量升,来测堆积体积,；,b）,石子,采用,10L、20L、30L的容量升,来测定其堆积体积；,（3）,利用公式计算堆积密度：,？思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？（1）首先采用前述方法,2.1.2 材料的密实度和孔隙率,2.1.2.1密实度,：,是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D来表示。,2.1.2 材料的密实度和孔隙率2.1.2.1密实度：,2.1.2.2 孔隙率：,是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率，用P表示。,P=（V,0,-V）/V,0,100%,=（1-V/V,0,）,100%,2.1.2.2 孔隙率：是指材料体积内，孔隙体积占总体积,密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。,一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越少，则：,其强度越高；,吸水越少；,抗渗性和抗冻性越好；,但是导热性差；,P7表2.1,常用材料的密度、表观密度、堆积密度和,孔隙率,密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般来说，同一种材料，孔,2.1.3 材料的填充率与空隙率：,2.1.3.1填充率,是指散粒材料（如砂子、石子等）在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。,填充率一般用D,来表示，按下式计算：,或,2.1.3 材料的填充率与空隙率：2.1.3.1填充率或,2.1.3.2空隙率,空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间,的,空隙体积占堆积体积的百分率,，用P,表示：,空隙率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间,相互填充的致密程度；,思考：空隙率与孔隙率有什么区别？,2.1.3.2空隙率空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间,2.1.4 材料与水有关的性质,2.1.4.1亲水性和憎水性,（1）亲（憎）水性：,材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称为亲水性，否则为憎水性；,（2）亲（憎）水性材料：,具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、砖、混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青，石蜡、塑料等；,？思考：1）材料亲水和憎水的原因是什么？,2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？,2.1.4 材料与水有关的性质2.1.4.1亲水性和憎水性,是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大,小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。,1）质量吸水率：,2.1.4.2吸水率,是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大2.1.4.2吸水,材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料,自然体积的百分率。,思考：材料的亲水性和吸水性有什么区别？,2）体积吸水率：,材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料思考：材料的亲水性,是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质,；,吸湿性的大小用,含水率,表示。,含水率,是指材料中所含,水的质量占其干质量的百分率,用W,含,表示；,计算公式如下：,2.1.4.3 吸湿性,是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质；含水率是指材料中所,干燥的材料,吸收空气中的水分,潮,湿,的,材,料,平衡含水率,平衡含水率：,当材料中所含水分与空气湿度达到,相对平衡时的含水率。,释放水分,干燥的材料吸收空气中的水分潮平衡含水率平衡含水率：当材料中所,2.1.4.4耐水性,耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下，,其强度也没有显著下降的性质,；,一般用,软化系数,表示：,2.1.4.4耐水性耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下，,2.1.4.5 抗渗性,抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质；,2.1.4.5 抗渗性抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质；,2.1.5 材料的热性质：,2.1.5.1材料的导热性：,是指材料存在温差时，热量能从材料的一面,通过材料本身传到另一面的性质,导热性一般用 导热系数 表示,2.1.5 材料的热性质：2.1.5.1材料的导热性：导热性,（1）,导热系数越小，材料的隔热保温性能越好；,（2）,金属材料的导热系数大于非金属材料的导,热系数,（3）,细小而封闭的孔隙，导热系数越小；开口,而粗大、连通的孔隙，导热系数越大；,注意：,（1）导热系数越小，材料的隔热保温性能越好；注意：,2.1.5.2比热容：,是指材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质。,*什么叫比热：,是指单位质量的材料，在温度升高或下降,1K时，吸收或放出的热量。,P12几种常见材料的导热系数和比热,2.1.5.2比热容：是指材料受热时吸收热量、冷却时放出热量,2.1.5.4 热变形性,：,材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质，称为,材料的热变形性，亦称为温度变形；,温度变形一般用热膨胀系数 表示,2.1.5.3 保温隔热性能,：,材料导热系数越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差，其保温隔热性能越好。,2.1.5.4 热变形性：材料随温度的升降而产生热胀冷缩变,2.2 材料的,力学性质,2.2.1 材料的强度、比强度,1、材料的强度,材料的强度是指材料在外力作用下,不破坏时所能承受的最大应力,；,2.2 材料的力学性质2.2.1 材料的强度、比强度1、材,2、材料的强度等级,强度等级的定义：,大多数建筑材料根据其,极限强度,的大小，把材料划分为若干不同的等级，称为材料的强度等级；,材料强度等级划分的标准：,a)脆性材料,主要根据其,抗压强度,来划分强度等级，如混凝土、水泥、粘土砖等；,例：混凝土的强度等级划分为16级,C15.C80;,b)韧性材料,主要根据其,抗拉强度,来划分强度等级，如钢材等；,2、材料的强度等级强度等级的定义：,3、比强度,比强度：,是指材料的强度与其表观密度的比值；,比强度的意义：,（1）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标；,（2）选用比强度高的材料或者提高材料的比强,度，对大跨度、高高度建筑十分有利；,普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为,0.012，0.053，0.069,；,3、比强度比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值；,2.2.2 材料的弹性和塑性,1、弹性：,是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，,能完全恢复原形状的性质,，称为弹性；,2、塑性：,是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，,仍保持变形后的形状和尺寸的性质,，称为塑性；,例如：低碳钢为弹塑性材料；,2.2.2 材料的弹性和塑性1、弹性：,建筑工程系汇总ppt课件,低碳钢的曲线,分段的弹性变形和塑性变形,低碳钢的曲线分段的弹性变形和塑性变形,2.2.3 材料的脆性和韧性,1、脆性：,是指材料在外力作用下，直到,破坏前无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质,，称为脆性，如玻璃、混凝土、水泥等；,2、韧性：,是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能量，并产生较大变形而不发生,破坏的性质,，称为韧性，如钢材、木材、橡胶等；,问题：脆性材料和塑性材料的主要区别是什么？,2.2.3 材料的脆性和韧性1、脆性：,2.2.4 材料的硬度、耐磨性,1.硬度：,是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力；,2.耐磨性:,是指材料抵抗磨损的能力；,*一般用磨损率来表示，计算公式如下：,2.2.4 材料的硬度、耐磨性1.硬度：,2.3 材料的耐久性,耐久性：材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不失去其原有性能的性质，称为耐久性；,2.3 材料的耐久性耐久性：材料在使用过程中，能抵抗周围各,课后思考题,课后思考题,1，,新建的房屋保暖性差，到了冬季更甚，,这是为什么？,（提示：从导热系数的影响因素考虑）,2,，同种材料，如孔隙率越大，则材料的强度,，保温性越 ，吸水率 。,3，,软化系数表示材料的,A,抗渗性；B,抗冻性；C，耐水性；D，吸湿性,4，,在100g含水率为3的湿砂中，其中水的,质量为,A，3.0g;B，2.5g;C，3.3g;D，2.9g;,1，新建的房屋保暖性差，到了冬季更甚，2，同种材料，如孔隙率,小结：,1、材料的密度、表现密度与堆积密度.2、材料的密实度与孔隙率3、材料的填充率与空隙率4、材料与水有关的性质,小结：1、材料的密度、表现密度与堆积密度.,41,思考题：,单项选择题,1孔隙率增大，材料的_降低。A、密度 B、表观密度 C、憎水性 D、抗冻性 2材料在水中吸收水分的性质称为_。A、吸水性 B、吸湿性 C、耐水性 D、渗透性3含水率为10%的湿砂220g，其中水的质量为_。A、19.8g B、22g C、20g D、20.2g4材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是_。A、表观密度 B、堆积密度 C、密度 D、强度,思考题：单项选择