《建筑材料第二章》PPT課件.ppt

2.建筑材料的基本性質(zhì) 2.1 材料的物理性質(zhì) 2.1.1材料的密度、表觀密度 與堆積密度 1、密度 定義：材料在絕對(duì)密實(shí)狀 態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì) 量。 V m content 2 表觀密度 定義：材料在自然狀態(tài)下單位體積的 質(zhì)量，按下式計(jì)算 分：干表觀密度和濕表觀密度 測(cè)量方法： 規(guī)則形狀， 可根據(jù)實(shí)際測(cè)量 不規(guī)則形狀，用蠟封排液法 content 3、堆積密度 堆積密度是散粒材料 (粉狀、顆粒狀）在堆積 狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 材料的堆積體積包括所有 顆粒的體積以及顆粒之間的空 隙體積， 2.1.2材料的密實(shí)度與孔隙率 1.密實(shí)度 定義：密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程 度。 2.孔隙率 定義：孔隙率是材料內(nèi)孔隙體積占總體積的百分比。 P = (V0 V)/V0 100%=（ 1-/0） 100% 1 D+P=1 %100%100 0 0 VVD 2.1.3 材料的填充率與孔隙率 1.材料的填充率 定義：是指粉狀或顆粒狀材料在其堆積體積內(nèi)，被 其顆粒填充的程度。 空隙率 定義：空隙率是材料在松散狀態(tài)下，顆粒空隙體積 占松散體積的百分比。 1 PD %100%100 0 0 0 VVD %1001%1001%100 0 0 0 0 0 0 0 V V V VVP 1 PD content 2.2材料與水有關(guān)的性質(zhì) 1、親水性與憎水性 親水性 材料在空氣中與水接觸時(shí)，容易被水潤(rùn)濕 的性質(zhì)，稱材料的親水性。 憎水性 材料不易被水潤(rùn)濕的性質(zhì)，稱為憎水性。 為潤(rùn)濕角 90 親 水性材料 90 憎水性材料 content 2、吸水性 定義：材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性。指 標(biāo)：吸水率表示。 質(zhì)量吸水率 體積吸水率 3、吸濕性 定義：吸濕性是材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)。 指標(biāo)：含水率，等于材料吸入水分質(zhì)量占干燥時(shí) 質(zhì)量的百分率。 %1 0 0- m mmW 含含 材料的吸濕性主要取決于材料的組成和構(gòu)造。一 般，總表面積較大的粉狀或顆粒狀材料及開(kāi)口貫通 孔隙率較大的親水性材料具有較強(qiáng)的吸濕性。 4、耐水性 定義：材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，其 強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。 材料的耐水性可用軟化系數(shù) K軟 表示。 f飽 材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa ）。 f干 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa ） 。 軟化系數(shù)的范圍在 0 1之間。潮濕環(huán)境中的重要建筑 物或部位， 選軟化系數(shù)大于 0.85的材料。受潮較輕或次 要的建筑物，軟化系數(shù) k=0.7-0.85。通常認(rèn)為軟化系數(shù)大 于 0.85的材料是耐水材料。 干 飽 軟 f fK 5、抗?jié)B性 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。 材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù) K來(lái)表示。 A tH WdK 式中 K 滲透系數(shù)， mL/cm2s W 透水量， mL； t 透水時(shí)間 ， s； A 透水面積， cm2； H 靜水壓力水頭， cm; d 試件厚度 ， cm. 材料的滲透系數(shù)越大，表示其抗?jié)B性越差 。 對(duì)于混凝土和砂漿材料，其抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)表示，即 式中 S 抗?jié)B等級(jí) pH 試件開(kāi)始滲水時(shí)的水壓力， MPa。 110 HpS content 5、抗凍性 材料在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)而不破壞， 強(qiáng)度不顯著降低且質(zhì)量也不顯著減小的性質(zhì)稱為抗凍性。 通常將經(jīng)過(guò)水飽和的材料試件在 -15 0C的溫度凍結(jié)后， 再在 20 0C的水中融化，這樣的一個(gè)過(guò)程稱為一次凍融循 環(huán)。 材料的抗凍性用抗凍強(qiáng)度等級(jí) D表示。如 D25表示材 料能抵抗凍融循環(huán) 25次。 如果經(jīng)過(guò)規(guī)定次數(shù)的反復(fù)凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失不大 于 5，強(qiáng)度降低不超過(guò) 25時(shí)，通常認(rèn)為材料是抗凍的。 2.3 材料的力學(xué)性質(zhì) 2.3.1理論強(qiáng)度 固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)間的相互作 用力。從理論上講材料受外力作用而引起的破壞的原 因，主要是由于拉力造成質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合鍵斷裂脆裂，或 由于剪力造成質(zhì)點(diǎn)見(jiàn)的滑移而破壞。 各種建材都具有較高的理論強(qiáng)度，其理論強(qiáng)度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于材料的實(shí)際強(qiáng)度。 2.3.2強(qiáng)度和比強(qiáng)度 1、強(qiáng)度 材料在外力 (荷載 ) 作用下，抵抗破壞的 能力，稱為強(qiáng)度。 材料主要有抗拉、 抗壓、抗剪、抗彎四 種強(qiáng)度。 強(qiáng)度可表示為 f 抗彎強(qiáng)度 fm 2、 比強(qiáng)度 比強(qiáng)度 =材料的強(qiáng)度 /表觀密度 可以對(duì)不同的材料進(jìn)行對(duì)比。 2.3.3材料的變形性質(zhì) 1.材料的彈性與塑性 彈性：在外力作用 下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消失時(shí)，材料的變形 即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)。 塑性：不能消失的變形。 彈性變形與塑性變形 在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量 E為常數(shù)，其值等于 應(yīng)力 與應(yīng)變 的比值，即 E 式中 E 材料的彈性模量， MPa； 材料的應(yīng)力 ， MPa； 材料的應(yīng)變。 E越大，材料越不容易變形。 2.材料的脆性和韌性 脆性：外力達(dá)到一定限度后， 突然破壞無(wú)明顯塑性變形的性質(zhì)。 脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉 強(qiáng)度打的多，常用來(lái)做承壓構(gòu)件。 韌性：在沖擊或震動(dòng)荷載作 用下，能吸收較大能量，產(chǎn)生一 定的變形而不致被破壞的性能。 3.材料的硬度和耐磨性 硬度 材料抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力，稱為材料 的硬度， 有莫氏硬度（礦物硬度 分為 10級(jí)） 布氏硬度 HB（用鋼球壓入法測(cè)定） 耐磨性 材料抵抗磨損的能力稱為材料的耐磨性。用磨損率表 示： p=(m1-m2)/A 2.4材料的熱工性質(zhì) 2.4.1、導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱 系數(shù) 表示。 2.4.2、熱容量 定義：材料在加熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)， 稱為熱容。 質(zhì)量為 1g材料溫度升高 lK所需的熱量或溫度降低 1K時(shí)放出 的熱量，稱為材料的比熱容。 2.4.3、耐燃性 材料對(duì)火焰和高溫的抵抗能力稱為材料的耐燃性。 據(jù)此，可把建筑材料分為三類： 1、非燃燒材料 2、難燃材料 3、可燃材料 2.5、材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性 2.5.1材料的耐久性 材料的耐久性是材料在長(zhǎng)期的使用的過(guò)程中，能保持其 原有性能不變、并不被破壞的性質(zhì)。 1.物理作用 物理作用包括環(huán)境溫度、濕度的交替變化，即冷熱、干濕、 凍融等循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后，將發(fā)生膨脹、收 縮或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，長(zhǎng)期的反復(fù)作用，將使材料漸遭破壞。 2.化學(xué)作用 化學(xué)作用包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他 有害物質(zhì)對(duì)材料的侵蝕作用以及日光、紫外線等對(duì)材料的作用。 3.生物作用 生物作用包括菌類、昆蟲(chóng)等的侵害作用，導(dǎo)致材料發(fā)生腐 朽、蟲(chóng)蛀等而破壞。 2.5.2影響材料耐久性的因素 影響材料耐久性的主要因素可歸納為內(nèi)在因素和外在因素： 內(nèi)在因素是造成材料耐久性下降的根本原因： 材料的化學(xué)成分或組成性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造性質(zhì)。 外在因素主要包括 :機(jī)械作用、物理作用、化學(xué)作用、生物 作用及大氣作用等。機(jī)械作用包括荷載的持續(xù)作用，交變荷載 對(duì)材料引起的疲勞、沖擊、磨損、磨耗等。 耐久性是材料的一項(xiàng)綜合性質(zhì)，各種材料耐久性的具體內(nèi)容， 因其組成和結(jié)構(gòu)不同而異。例如鋼材易受氧化而銹蝕；無(wú)機(jī)非 金屬材料常因氧化、風(fēng)化、炭化、溶蝕、凍融、熱應(yīng)力、干濕 交替作用等而破壞；有機(jī)材料多因腐爛、蟲(chóng)蛀、老化而變質(zhì)等。 例 1 有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下重 2900g，其絕 干質(zhì)量為 2550g。磚的尺寸為 240 115 53mm，經(jīng)干燥并磨 成細(xì)粉后取 50g，用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為 18.62 cm3 。 試計(jì)算該磚的吸水率、密度、表觀密度、孔隙率。 例 2 某工地所用卵石材料的密度為 2.65g/cm3、表觀密度為 2.61g/cm3、堆積密度為 1680 kg/m3，計(jì)算此石子的孔隙率 與空隙率？