建筑材料基本性質(zhì)

建筑材料基本性質(zhì)第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)三、與熱有關(guān)的性質(zhì)第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一任何材料均有質(zhì)量和體積，材料根據(jù)形狀可分為：塊狀材料，如：磚、石塊、混凝土散狀材料，如：水泥、砂、石子等第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)常壓下吸不到水，但當(dāng)水壓力較大時(shí)，水可通過材料內(nèi)部的毛細(xì)通道進(jìn)入其中。可見，材料的質(zhì)量是相對(duì)確定的，但體積有多種，因而出現(xiàn)了以下幾種密度。第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1.密度第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)(1)定義：密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：磨細(xì)、烘干、稱量、排水法測(cè)體積。（g/cm3）第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2.視密度第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)(1)定義：包括閉口孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)適用范圍及測(cè)定方法：已經(jīng)是粒狀的材料，如：砂、石子、水泥等,不再磨細(xì)，直接用排水法測(cè)定其體積。（g/cm3）第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3.表觀密度第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)(1)定義：自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：規(guī)則材料,測(cè)量外形尺寸，計(jì)算體積;不規(guī)則材料表面封蠟，排水法測(cè)體積。（kg/m3或g/cm3）第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一4.堆積密度第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)(1)定義：散粒狀或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：有松散法和緊堆法。（kg/m3）第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一反映塊狀材料密實(shí)程度的二個(gè)指標(biāo)：第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)5.密實(shí)度D6.孔隙率P顯然，D+P=1。第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一反映散狀材料填充程度和空隙率的指標(biāo)：第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)7.填充率D'8.空隙率P'第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1.親水性與憎水性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)常用的二種判斷方法示意圖:形成親水性與憎水性的原因：水分子相互間的作用力——作用力1水分子與材料分子間作用力——作用力2親水性：作用力2>作用力1憎水性：作用力1>作用力2親水性憎水性第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2.吸水性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)材料在水中吸收水分的能力，取決于材料的親水性和憎水性及孔隙率和孔隙特征。有二種表示方法：(1)質(zhì)量吸水率(2)體積吸水率質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為體積吸水率適用于輕質(zhì)、吸水能力較強(qiáng)的材料。體積吸水率實(shí)為材料的開口孔隙率，不可能大于100%。第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3.吸濕性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì),稱為吸濕性。用含水率表示：影響材料吸濕性的因素有：(1)自身的特性(親水性、孔隙率和孔隙特征)。(2)周圍環(huán)境條件的影響，氣溫越低，相對(duì)濕度越大，材料的含水率就越大。(3)材料最終達(dá)到與環(huán)境濕度保持相對(duì)平衡時(shí)的含水率，稱為平衡含水率。第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一4.耐水性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示：軟化系數(shù)一般在0～1間波動(dòng)，其值越小，材料耐水性越差。軟化系數(shù)大于0.80的材料，通?？梢哉J(rèn)為是耐水材料。材料的耐水性主要取決于其組成成分在水中的溶解度和材料內(nèi)部開口孔隙率的大小。一般隨溶解度增大，開口孔隙增多而變小。溶解度很小或不溶的材料以及具有較多封閉孔隙的材料，軟化系數(shù)一般較大，而材料的耐水性較好。第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一5.抗?jié)B性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(不透水性)。材料的抗?jié)B性可用以下兩種方法表示:(1)滲透參數(shù)K滲透系數(shù)越大,表明材料的透水性越好而抗?jié)B性越差。(2)抗?jié)B等級(jí)是指材料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下進(jìn)行透水試驗(yàn),以規(guī)定的試件在透水前所能承受的最大水壓力p(MPa)來確定。P越大,材料的抗?jié)B性越好。影響材料抗?jié)B性的因素：與材料的親水性有關(guān)，更取決于材料的孔隙率及孔隙特征?？紫堵屎苄《沂欠忾]孔隙的材料具有較高的抗?jié)B性。第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一6.抗凍性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)材料抵抗凍融循環(huán)而不破壞，也不顯著降低強(qiáng)度的性質(zhì)，稱為抗凍性。(1)凍融循環(huán)破壞的原因：材料有孔隙，孔隙中的水在結(jié)冰時(shí)體積膨脹9%。(2)凍融循環(huán)試驗(yàn)破壞的判定：以質(zhì)量損失超過5%，或強(qiáng)度下降超過25%。(3)抗凍等級(jí)：破壞前所能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。用符號(hào)“F”和最大凍融循環(huán)次數(shù)表示。如F15、F15、F50、F100等。(4)材料凍融循環(huán)下破壞的過程(5)影響材料抗凍性的因素:a.材料的強(qiáng)度b.材料的孔隙率及孔隙特征（材料孔隙的充水程度Ks=Vw/Vk=P開/P）第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1.導(dǎo)熱性第一節(jié)材料的物理性質(zhì)三、與熱有關(guān)的性質(zhì)材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性的大小用熱導(dǎo)率λ表示:顯然，熱導(dǎo)率越小，材料的隔熱性能越好。材料的熱導(dǎo)率決定于：(1)材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造；(2)孔隙率與孔隙特征、含水狀況導(dǎo)熱時(shí)的溫度。第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2.熱容量第一節(jié)材料的物理性質(zhì)三、與熱有關(guān)的性質(zhì)材料加熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為熱容量。熱容量的大小用比熱容來表示。比熱容在數(shù)值上等于1g材料，溫度升高或降低1K時(shí)所吸收或放出的能量Q。工程中應(yīng)選用熱導(dǎo)率小、熱容大的材料?？梢怨?jié)約能耗并長(zhǎng)時(shí)間地保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、強(qiáng)度二、彈性與塑性三、脆性與韌性第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、強(qiáng)度材料抵抗在應(yīng)力作用下破壞的性能稱為強(qiáng)度。材料的強(qiáng)度包括:1.抗壓強(qiáng)度2.抗拉強(qiáng)度3.抗剪強(qiáng)度4.抗彎強(qiáng)度(1)

抗彎強(qiáng)度(2)影響材料強(qiáng)度的主要因素：(1)材料的組成與結(jié)構(gòu);(2)試件尺寸的大小;(3)試驗(yàn)環(huán)境與方法（試驗(yàn)機(jī)的剛度、加荷速度、溫度、試件的濕度等）。第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)二、彈性與塑性1.彈性應(yīng)力與應(yīng)變成正比。外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，變形消失。2.塑性外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，不能恢復(fù)的變形為塑性變形。3.彈塑性材料純彈性和純塑性材料并不存在。如鋼材。隨著應(yīng)力的增大，分別呈彈性、塑性、彈塑性。第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)三、脆性與韌性1.脆性材料在外力作用下，無明顯變形而突然破壞。如：天然石材、磚、玻璃、普通混凝土。力學(xué)特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度，不宜承受振動(dòng)和沖擊荷載。2.韌性材料在振動(dòng)和沖擊荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形，而不致破壞的性能。如：木材、建筑鋼材、瀝青混合料等。力學(xué)特點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度。第21頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)材料的耐久性定義：材料在使用過程中抵抗各種自然因素有其他有害物質(zhì)長(zhǎng)期作用，能長(zhǎng)久保持其原有性質(zhì)的能力。包括：(1)抗凍性（抵抗凍融循環(huán)的能力）(2)抗?jié)B性（抵抗水等侵蝕性液體及