建筑材料Peixun材料的基本性質(zhì)01

1、 建筑材料材料的基本性質(zhì)建筑材料重難點以及授課方法1建筑材料重難點 材料是建筑工程的物質(zhì)基礎，是建筑企業(yè)施工管理人員的必修內(nèi)容，建筑材料品種繁多，本課程所涉及到的僅僅是建筑工程中常用材料。其課程的重點內(nèi)容是為：材料的基本性質(zhì)、水泥、混凝土及建筑砂漿、墻體材料、建筑鋼材及防水材料。難點為混凝土、鋼材、防水材料及裝飾材料。具體包括：（1）材料的基本物理性質(zhì)（2）石灰、石膏及制品的性質(zhì)及應用（3）硅酸鹽水泥的技術要求、特點及應用（4）混凝土主要技術性質(zhì)，混凝土組成材料的選擇（5）砌筑砂漿的組成材料、主要技術性質(zhì)與性能，砌筑砂漿的配合比的選擇（6）砌墻磚、墻板及砌塊的規(guī)格、等級與應用（7）建筑鋼材的主

2、要性能建筑材料重難點以及授課方法 2各部分的重難點以及授課方法（1）建筑材料的基本性質(zhì) 考綱要求：掌握材料的基本物理性質(zhì) 熟悉材料與水有關的性質(zhì) 熟悉材料的力學性質(zhì) 了解材料的耐久性 重點內(nèi)容： 材料物理性質(zhì)及力學性質(zhì)的基本概念、表示方法和計算公式，如材 料密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、空隙率、吸水性、吸濕性、 耐水性、抗凍性、抗?jié)B性、導熱性、材料強度及塑性等。 難點內(nèi)容：材料與水分有關的幾項性質(zhì)、材料的熱工性質(zhì)及材料的 變形等。 授課方法：教師應講清材料物理性質(zhì)及力學性質(zhì)中各個基本概念的 含義，使學生不致產(chǎn)生概念混淆，應通過舉例著重說明這些概念在實際 工程中有何作用。任務2.1 材料的組

3、成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.1 材料的體積 體積是材料占有的空間尺寸。由于材料具有不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，如圖2-1所示，因而表現(xiàn)出不同的體積。圖2-1 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)密實狀態(tài)；(b) 內(nèi)部有孔隙； (c) 內(nèi)外有孔隙；(d) 堆積狀態(tài) 1閉口孔隙；2開口孔隙；3空隙任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.1 材料的體積 絕對密實體積（V）表觀體積（ ）自然體積（ ）堆積體積（ ）材料的體積任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度密度。材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積

4、的質(zhì)量，可按下式計算-材料的密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的干質(zhì)量，g或kg；V-材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，cm3或m3任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度表觀密度。表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下不含開口孔隙時單位體積的質(zhì)量，可按下式計算 -材料的表觀密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的干質(zhì)量，g或kg； -材料的表觀體積，cm3或m3。任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度體積密度。體積密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，可

5、按下式計算 -材料的體積密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的質(zhì)量，g或kg； -材料的自然體積，cm3或m3。任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度堆積密度。堆積密度是指粉狀、顆粒狀或纖維材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，可按下式計算 -材料的堆積密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的質(zhì)量，g或kg； -材料的堆積體積，cm3或m3。任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.3 材料的密實度和孔隙率密實度。密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度，用D表示。密實度的計算式如下亦可用材料的

6、密度和體積密度計算任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.3 材料的密實度和孔隙率孔隙率?？紫堵适侵覆牧蟽?nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率，用P表示。孔隙率的計算式如下任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.3 材料的密實度和孔隙率表1-1 常用建筑材料的密度、體積密度、堆積密度和孔隙率任務2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.4 材料的填充率和空隙率填充率空隙率任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2.1 材料的親水性與憎水性材料與水接觸時，首先遇到的問題就是材料能否被水所濕潤。濕潤是水被材料表面吸附的過程，

7、它與材料本身的性質(zhì)有關。圖2-2 材料的濕潤示意圖(a) 材料的親水性；(b) 材料的憎水性例1-5 選擇題：選擇正確的答案填在括號內(nèi)。當材料的潤濕邊角為（ ）時，稱為憎水性材料。a. 90 b. .90c.0解答: b:90評注 材料的潤濕邊角90為親水性材料；材料的潤濕邊角90時為憎水性材料。任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2.2 材料的吸水性與吸濕性2.2.2.1 吸水性 質(zhì)量吸水率體積吸水率質(zhì)量吸水率，%體積吸水率，%m2材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量，g；m1材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g；材料所吸收水分的體積，cm3水的密度，常溫下可取1g/cm3任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2

8、.2 材料的吸水性與吸濕性2.2.2.2 吸濕性 材料的含水率，%；材料吸濕后的質(zhì)量，g材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g影響材料吸濕性的因素，除材料本身的化學組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及孔隙外，還與環(huán)境的溫、濕度有關。材料堆放在工地現(xiàn)場，不斷向空氣中揮發(fā)水分，又同時從空氣中吸收水分，其穩(wěn)定的含水率是達到揮發(fā)與吸收動態(tài)平衡的一種狀態(tài)。任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2.3 材料的耐水性材料的耐水性是指材料長期在水的作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。材料的軟化系數(shù)材料飽水狀態(tài)下的抗壓強度，MPa；材料干燥狀態(tài)下的抗壓強度，MPa例1-3 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強度分別為174、178

9、、165MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。解該石材的軟化系數(shù)為由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。評注 軟化系數(shù)為材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度與材料在絕對干燥狀態(tài)下的抗壓強度之比。與材料在氣干狀態(tài)下的抗壓強度無關。 任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2.4 材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其他缺陷，當材料兩側(cè)的水壓差較高時，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其他缺陷滲透到低壓側(cè)。任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2.4 材料的抗?jié)B性2.2.4.1 滲透系數(shù)材料的滲透系數(shù)，cm/

10、h時間t內(nèi)的滲水總量，cm3材料垂直于滲水方向的滲水面積，cm2材料兩側(cè)的水壓差，cm滲水時間，h材料的厚度，cm材料 的值愈小，則其抗?jié)B能力愈強。工程有部分材料的防水能力就是以滲透系數(shù)來表示的，如屋面防水卷材、防水涂料等均采用滲透系數(shù)表示。 一般土的滲透系數(shù)見表1-3任務2.2 材料與水有關的性質(zhì)2.2.5 材料的抗凍性抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞、強度也不顯著降低的性質(zhì)。材料的抗凍性用抗凍等級表示?？箖龅燃壥侵覆牧显跇藴试囼灄l件下，經(jīng)過多次凍融，強度下降不大于25%，質(zhì)量損失不大于5%，所能經(jīng)受的最多凍融循環(huán)次數(shù)。如抗凍等級為F10的材料，表示材料所能經(jīng)受

11、的凍融循環(huán)次數(shù)最多為10次。任務2.3 材料與熱有關的性質(zhì)2.3.1 材料的熱容性材料的熱容性，是指材料受熱時吸收熱量或冷卻時放出熱量的能力，它以材料升溫或降溫時熱量的變化來表示，即熱容量，其計算公式為材料的熱容量，kJ材料的質(zhì)量，kg材料受熱或冷卻前后的溫差，K材料的比熱，kJ/(kgK)任務2.3 材料與熱有關的性質(zhì)2.3.1 材料的熱容性其中比熱(C)值是真正反映不同材料間熱容性差別的參數(shù)?？梢栽趯嶒炇覘l件下檢測材料在溫度變化時的熱量釋放量，再由下式求出C值的物理意義是質(zhì)量為1kg的材料，在溫度每改變1K時所吸收或放出熱量的大小。 任務2.3 材料與熱有關的性質(zhì)2.3.2 材料的導熱性材

12、料的導熱性，是指材料兩側(cè)有溫差時，材料將熱量由溫度高的一側(cè)向溫度低的一側(cè)傳遞的能力，也就是傳導熱的能力。材料的導熱系數(shù)，W/(mK)傳導的熱量，J材料的厚度，m材料的傳熱面積傳熱時間，h材料兩側(cè)的溫度差，K任務2.3 材料與熱有關的性質(zhì)2.3.3 材料的熱變形性材料的熱變形性，是指材料在溫度升高或降低時體積變化的性質(zhì)。，材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為線膨脹量或線收縮量，mm或cm材料升(降)溫前后的溫度差，K材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù)，1/K材料原來的長度，mm或cm任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.1 材料的強度材料的強度是指材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力。剪力壓力拉力材

13、料所受的外力彎曲任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.1 材料的強度材料的強度是指材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力。抗剪強度抗壓強度抗拉強度材料抵抗這些外力破壞的能力抗彎強度任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.1 材料的強度材料的抗壓、抗拉、抗剪強度可按下式計算材料的抗壓、抗拉、抗剪強度，MPa材料受壓、受拉、受剪破壞時的荷載，N材料的受拉、受壓、受剪面積，mm 2任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.1 材料的強度材料的抗彎強度(也稱抗折強度)與材料受力情況有關，試驗時將試件放在兩個支點上，若中間作用一集中荷載，對矩形截面試件，抗彎強度可按下式計算抗彎強度，MPa材料試件受彎時的破壞荷載，N材

14、料試件兩支點間的距離，mm材料試件的截面寬度、高度，mm強度是材料的主要技術性能之一，不同材料的強度，可按規(guī)定的標準試驗方法確定。材料可根據(jù)強度值大小劃分若干等級。任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.1 材料的強度 比強度是按單位提及質(zhì)量計算的材料強度，即材料的強度與其表觀密度之比，這是衡量材料輕質(zhì)高強的一項重要指標。比強度越大，則其輕質(zhì)高強的性能越_？任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.2 彈性與塑性彈性是指材料在外力作用下發(fā)生變形，當外力解除后，能完全恢復到變形前形狀的性質(zhì)，這種變形稱為彈性變形或可恢復變形。塑性是指材料在外力作用下發(fā)生變形，當外力解除后，不能完全恢復原來形狀的性質(zhì)。任務2.4

15、 材料的力學性質(zhì)2.4.2 彈性與塑性圖2-4 材料的-變形曲線任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.3 脆性與韌性是指材料受力達到一定程度時，突然發(fā)生破壞，且破壞時無明顯塑性變形的性質(zhì)。脆性材料在沖擊或動力荷載作用下，能吸收較大的能量產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。韌性任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.4 硬度與耐磨性硬度是指材料表面耐較硬物體刻劃或壓入而產(chǎn)生塑性變形的能力。莫氏硬度用測得的劃痕的深度分十級來表示硬度（刻劃發(fā)）：滑石(talc)1（硬度最?。?，石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，螢石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正長石(feldspar;ort

16、hoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黃玉(topaz)8，剛玉(corundum)9，金剛石(diamond)10。 任務2.4 材料的力學性質(zhì)2.4.4 硬度與耐磨性耐磨性是指材料表面抵抗磨損的能力。材料的磨耗率，g/cm2材料磨損前的質(zhì)量，g材料磨損后的質(zhì)量，g材料試件的受磨面積，cm2材料的磨耗率G值越低，表明該材料的耐磨性越好。一般硬度較高的材料，耐磨性也較好。工程實際中也可通過選擇硬度合適的材料來滿足對耐磨性的要求。任務2.5 材料的耐久性2.5.1 材料的耐久性與使用壽命材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久

17、地保持其使用性能的性質(zhì)。任務2.5 材料的耐久性2.5.2 材料的耐久性及保證措施用于建(構(gòu))筑物的材料，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。生物作用機械作用化學作用物理作用影響材料耐久性的因素任務2.5 材料的耐久性2.5.2 材料的耐久性及保證措施提高材料耐久性的措施1提高材料本身對外界作用的抵抗能力(如提高密實度、改變孔隙構(gòu)造和改變成分等)。2選用其他材料對主體材料加以保護(如作保護層、刷涂料和作飾面等)。3設法減輕大氣或其他介質(zhì)對材料的破壞作用(如降低濕度、排除侵蝕性物質(zhì)等)習題三、單項選擇題1當材料的潤濕角( )時，稱為親水性材料。 A90B90 C

18、0 D902顆粒材料的密度為 ，表觀密度為 ，堆積密度 ，一般情況下存在下列關系( ) 。 A. B. C.3含水率為5的砂220kg，將其干燥后的質(zhì)量是( )kg。 A209 B209.52 C210 D203習題三、單項選擇題5通常，材料的軟化系數(shù)為( )時，可以認為是耐水性材料。 A0.85B0.85C0.85D0.856普通混凝土標準試件經(jīng)28d標準養(yǎng)護后測得抗壓強度為22.6MPa，同時又測得同批混凝土水飽和后的抗壓強度為21.5MPa，干燥狀態(tài)測得抗壓強度為24.5MPa，該混凝土的軟化系數(shù)為( )。 A0.96 B0.92C0.13D0.88習題三、單項選擇題9材料的比強度是指( )。A兩材料的強度比 B材料強度與其表觀密度之比C材料強度與其質(zhì)量之比 D材料強度與其體積之比10為提高材料的耐久