建筑材料史长莹

,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,*,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,*,第,1,章 建筑材料的基本性质,the Basic Property of Construction Materials,1.1,材料与质量有关的性质,1.1.1,材料的体积构成,体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。,1.1,材料与质量有关的性质,1.1.2,绝对密实体积,干燥材料在绝对密实状态下的体积,。即材料内部固体物质的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。一般以,表示。,一般将材料磨成规定细度的粉末，用排开液体的方法得到其体积。,1.1.3,近似绝对密实体积,对于比较密实、孔隙较少的散粒状材料，不必磨细，直接用排开液体的方法测定的体积。一般以 表示。,1.1,材料与质量有关的性质,近似绝对密实体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量或体积。,工程中砂石材料，直接用排水法测定其表观体积,1.1.4,材料的自然体积,材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。一般以,V,0,表示。,形状规则的材料可根据其尺寸计算其体积；形状不规则的材料可先在材料表面涂腊，然后用排开液体的方法得到其体积。,1.1.5,材料的堆积体积,粉状或粒状材料，在堆积状态下的总体外观体积。松散堆积状态下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。一般以 表示。,1.1,材料与质量有关的性质,1.2,材料的密度、表观密度和孔隙率,1.2.1,密度,指,材料在绝对密实状态下单位体积的质量,，按下式计算：,式中：,密度，,g/cm,3,；,m,材料在干燥状态下的质量，,g,；,V,材料的绝对密实体积，,cm,3,。,1.2.2,视密度,材料单位近似绝对密实体积的质量。按下式计算：,式中：,视密度，,g/cm,3,或,kg/m,3,；,m,材料,在干燥状态下,的质量，,g,或,kg,；,材料的,近似绝对密实,体积，,cm,3,或,m,3,。,1.2,材料的密度、表观密度和孔隙率,1.2,材料的密度、表观密度和孔隙率,砂视密度,s,的测定（,kg/m,3,）,式中：,m,0,砂试样的烘干质量，,g,；,m,0,300g,；,m,1,砂试样、水及容量瓶总质量，,g;,m,2,水及容量瓶总质量，,g,。,测定瓶,+,砂,+,水的质量,m,1,测定瓶,+,水的质量,m,2,材料的视密度与其内部构成状态及含水状态有关。,1.2.3,表观密度,表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算：,式中：,0,材料的表观密度,g/cm,3,或,kg/m,3,；,m,材料的质量，,g,或,kg,；,V,0,材料的自然体积，,cm,3,或,m,3,。,1.2,材料的密度、表观密度和孔隙率,1.2.4,堆积密度,堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量。按下式计算：,式中：,0,材料的堆积密度,g/cm,3,或,kg/m,3,；,m,材料的质量，,g,或,kg,；,材料的堆积体积，,cm,3,或,m,3,。,1.2,材料的密度、表观密度和孔隙率,1.2,材,料,料,的,的,密,密,度,度,、,、,表,表,观,观,密,密,度,度,和,和,孔,孔,隙,隙,率,率,砂,堆,堆,积,积,密,密,度,度,的,的,测,测,定,定,将,容,容,量,量,筒,筒,内,内,材,材,料,料,刮,刮,平,平,，,，,容,容,量,量,筒,筒,的,的,容,容,积,积,即,即,为,为,材,材,料,料,堆,堆,积,积,体,体,积,积,1.2,材,料,料,的,的,密,密,度,度,、,、,表,表,观,观,密,密,度,度,和,和,孔,孔,隙,隙,率,率,几,种,种,密,密,度,度,的,的,比,比,较,较,比较项目,密度,视密度,表观密度,堆积密度,材料状态,绝对密实,近似绝对密实状态,自然状态,堆积状态,材料体积,V,V,0,计算公式,应用,判断材料性质,用量计算、体积计算,1.2,材,料,料,的,的,密,密,度,度,、,、,表,表,观,观,密,密,度,度,和,和,孔,孔,隙,隙,率,率,1.2.5,密,实,实,度,度,是,是,指,指,材,材,料,料,体,体,积,积,内,内,固,固,体,体,物,物,质,质,填,填,充,充,的,的,程,程,度,度,。,。,密,密,实,实,度,度,的,的,计,计,算,算,式,式,如,如,下,下,：,：,式,中,中,：,：,密,度,度,；,；,0,材,料,料,的,的,表,表,观,观,密,密,度,度,。,。,对,对,于,于,绝,绝,对,对,密,密,实,实,材,材,料,料,，,，,因,因,0,=,，,故,故,密,密,实,实,度,度,D,=1,或,100%,。,对,对,于,于,大,大,多,多,数,数,土,土,木,木,工,工,程,程,材,材,料,料,，,，,因,因,0,，,故,故,密,密,实,实,度,度,D,1,或,D,100%,。,1.2.6,孔,隙,隙,率,率,是,是,指,指,材,材,料,料,内,内,部,部,孔,孔,隙,隙,的,的,体,体,积,积,占,占,材,材,料,料,总,总,体,体,积,积,的,的,百,百,分,分,率,率,。,。,孔,孔,隙,隙,率,率,P,按,下,下,式,式,计,计,算,算,：,：,式,中,中,：,：,V,材,料,料,的,的,绝,绝,对,对,密,密,实,实,体,体,积,积,，,，,cm,3,或,m,3,；,V,0,材,料,料,的,的,表,表,观,观,体,体,积,积,，,，,cm,3,或,m,3,；,0,材,料,料,的,的,表,表,观,观,密,密,度,度,g/cm,3,或,kg/m,3,；,密,度,度,g/cm,3,或,kg/m,3,。,1.2,材,料,料,的,的,密,密,度,度,、,、,表,表,观,观,密,密,度,度,和,和,孔,孔,隙,隙,率,率,1.2,材,料,料,的,的,密,密,度,度,、,、,表,表,观,观,密,密,度,度,和,和,孔,孔,隙,隙,率,率,1.2.7,填,充,充,度,度,是,是,指,指,散,粒,粒,材,材,料,料,堆,堆,积,积,体,体,积,积,内,内,，,，,被,被,其,其,颗,颗,粒,粒,填,填,充,充,的,的,程,程,度,度,。,填,填,充,充,度,度,的,的,计,计,算,算,式,式,如,如,下,下,：,：,式,中,中,：,：,视,密,密,度,度,；,；,材,料,料,的,的,堆,堆,积,积,密,密,度,度,。,。,1.2,材,料,料,的,的,密,密,度,度,、,、,表,表,观,观,密,密,度,度,和,和,孔,孔,隙,隙,率,率,1.2.8,空隙,率,率是,指,指散,粒,粒材,料,料在,其,其堆,积,积体,积,积中,颗粒,之,之间,的,的空,隙,隙体,积,积所,占,占的,比,比例,。,。空,隙,隙率,按,按,下,下式,计,计算,：,：,式中,：,：,材料,的,的视,密,密度,；,；,材料,的,的堆,积,积密,度,度。,空隙,率,率的,大,大小,反,反映,了,了散,粒,粒材,料,料的,颗,颗粒,互,互相,填,填充,的,的致,密,密程,度,度。,空,空隙,率,率可,作,作为,控,控制,混,混凝,土,土骨,料,料级,配,配与,计,计算,砂,砂率,的,的依,据,据。,1.2,材料,的,的密,度,度、,表,表观,密,密度,和,和孔,隙,隙率,孔隙,率,率与,空,空隙,率,率的,区,区别,比较项目,孔隙率,空隙率,适用场合,个体材料内部,堆积材料之间,作 用,可判断材料性质,可进行材料用量计算,计算公式,1.3,材料,的,的力,学,学性,质,质,1.3.1,材料,的,的强,度,度,材料,的,的强,度,度是,材,材料,在,在应,力,力作,用,用下,抵,抵抗,破,破坏,的,的能,力,力。,根据,外,外力,作,作用,方,方式,的,的不,同,同，,材,材料,强,强度,有,有：,抗,抗压,、,、抗,拉,拉、,抗,抗剪,、,、抗,弯,弯（,抗,抗折,）,）强,度,度等,。,。,抗压,抗拉,抗剪,抗弯,1.3,材料,的,的力,学,学性,质,质,抗压,强,强度,、,、抗,拉,拉强,度,度、,抗,抗剪,强,强度,的,的计,算,算：,式中,：,：,f,材料,强,强度,，,，,MPa,；,F,max,材料,破,破坏,时,时的,最,最大,荷,荷载,，,，,N,；,A,试件,受,受力,面,面积,，,，,mm,2,。,抗弯,强,强度,的,的计,算,算：,中间,作,作用,一,一集,中,中荷,载,载，,对,对矩,形,形截,面,面试,件,件，,则,则其,抗,抗弯,强,强度,用,用下,式,式计,算,算：,式中,：,：,f,w,材料,的,的抗,弯,弯强,度,度，,MPa,；,F,max,材料,受,受弯,破,破坏,时,时的,最,最大,荷,荷载,，,，,N,；,A,试件,受,受力,面,面积,，,，,mm,2,；,L,、,b,、,h,两支,点,点的,间,间距,，,，试,件,件横,截,截面,的,的宽,及,及高,，,，,mm,。,-,1.3,材料,的,的力,学,学性,质,质,材料,强,强度,测,测试,结,结果,受,受到,很,很多,因,因素,的,的影,响,响，,主,主要,有,有：,试,试件,的,的形,状,状、,尺,尺寸,、,、表,面,面状,况,况；,试,试件,的,的温,度,度、,湿,湿度,；,；加,荷,荷速,度,度、,实,实验,装,装置,等,等。,1.3,材料,的,的力,学,学性,质,质,1.3.2,弹性,和,和塑,性,性,（,1,）弹,性,性,材料,在,在外,力,力作,用,用下,产,产生,变,变形,，,，当,外,外力,取,取消,后,后能,够,够完,全,全恢,复,复原,来,来形,状,状的,性,性质,称,称为,弹,弹性,。,。这,种,种完,全,全恢,复,复的,变,变形,称,称为,弹,弹性,变,变形,（,（或,瞬,瞬时,变,变形,）,）。,（,2,）塑,性,性,材料,在,在外,力,力作,用,用下,产,产生,变,变形,，,，如,果,果外,力,力取,消,消后,，,，仍,能,能保,持,持变,形,形后,的,的形,状,状和,尺,尺寸,，,，并,且,且不,产,产生,裂,裂缝,的,的性,质,质称,为,为塑,性,性。,这,这种,不,不能,恢,恢复,的,的变,形,形称,为,为塑,性,性变,形,形（,或,或永,久,久变,形,形）,。,。,1.3,材料的力,学,学性质,1.3.3,脆性和韧,性,性,材料受力,达,达到一定,程,程度时，,突,突然发生,破,破坏，并,无,无明显的,变,变形，材,料,料的这种,性,性质称为,脆,脆性。大,部,部分无机,非,非金属材,料,料均属脆,性,性材料，,如,如天然石,材,材，烧结,普,普通砖、,陶,陶瓷、玻,璃,璃、普通,混,混凝土、,砂,砂浆等。,脆,脆性材料,的,的另一特,点,点是抗压,强,强度高而,抗,抗拉、抗,折,折强度低,。,。在工程,中,中使用时,，,，应注意,发,发挥这类,材,材料的特,性,性。,1.3,材料的力,学,学性质,1.3.3,脆性和韧,性,性,在冲击、,震,震动荷载,作,作用下，,材,材料可吸,收,收较大的,能,能量产生,一,一定的变,形,形而不破,坏,坏的性质,称,称为韧性,或,或冲击韧,性,性。建筑,钢,钢材,(,软钢,),、木材、,塑,塑料等是,较,较典型的,韧,韧性材料,。,。路面、,桥,桥梁、吊,车,车梁及有,抗,抗震要求,的,的结构都,要,要考虑材,料,料的韧性,。,。脆性和,韧,韧性一般,是,是连在一,起,起的。脆,性,性材料力,学,学性能的,特,特点是抗,压,压强度远,大,大于抗拉,强,强度,破坏时的,极,极限应变,值,值极小。,砖,砖、石材,、,、陶瓷、,玻,玻璃、混,凝,凝,1.3,材料的力,学,学性质,1.3.3,脆性和韧,性,性土,、铸铁等,都,都是脆性,材,材料。与,韧,韧性材料,相,相比，它,们,们对抵抗,冲,冲击荷载,和