建筑材料密度计算.docx

建筑材料密度计算第二章建筑材料的基本性质2.1材料的物理性质一密度根据体积的表现形式不一样，有密度、体积密度和堆积密度三种概念。1.密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量。计算公式：Vm=密度的测定办法：1测质量：烘干烘箱-枯燥枯燥器-称量天平；2测体积：a外观规则的材料，直接用游标卡尺测量尺寸求体积，如钢材、玻璃等b外观不规则的坚硬颗粒，如砂、石等，可由排水法测得；c可研磨的非密实材料，如砌块、石膏等，V可采用密度瓶测定。2.体积表观密度：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。计算公式：00Vm=体积密度的测定：1外形规则的材料，如砖，可直接测量体积得到；2外形不规则的，可采用封腊排水法测定体积。【例题】烧结普通砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，已知其孔隙率为37%，枯燥质量为2487g，浸水饱和后质量为2984g。试求该砖的体积密度、密度、吸水率。解：1表观密度：o=m1/Vo=2487/1462.8=1.7g/cm3孔隙率P=V孔/Vo×100%=37%，V孔/1462.8×100%=37%故孔的体积：V孔=541.236cm3，密实体积：V=Vo-V孔=1462.8-541.236=921.6cm32密度：=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm33含水率：W=(m2-m1)/m1×100%=(2984-2487)/2487×100%=20%3.堆积密度：是指粉末状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。计算公式：''0Vm=一般采用容积筒测定。容量升的大小视颗粒的大小而定，一般砂子采用1L的容量升，石子采用10L，20L，30L的容量升。常用材料的密度、表观密度和堆积密度值参见教材。二材料的密实度和孔隙率、填充率和空隙率1.材料的密实度：是指材料的体积内，被固体物质充满的程度，用D表示：%100%100%10000?=?=?=mmVVD2.材料的孔隙率P：是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。材料的孔隙可分为闭口孔和开口孔。材料内部孔隙示意计算公式：%100)1(%100)1(%100000?-=?-=?-=VVVVVP3.材料的填充率D：它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒体积所占的百分率。%100%100%1000'0''0'?=?=?=mmVVD4.空隙率P：它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒间空隙体积所占的百分率。%100)1(%100)1(0'0'0'?-=?-=VVP三材料与水有关的性质1.亲水性和憎水性：材料与水接触时由于水在固体外表润湿状态不同，表现为亲水与憎水两种不同的性质。常见的憎水性材料有：沥青、石蜡和塑料等，常用做防水、防潮材料。2.吸水性：材料在水中吸收水分的性质，称为吸水性，有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法：1质量吸水率：%100?-=ggbmmmmW2体积吸水率：()%1000?-=VmmWWgbV3.吸湿性：材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，称为吸湿性；%100?-=ggshmmmW4.耐水性：材料耐水性指材料长期在水的作用下不毁坏、强度不明显下降的性质。gbRffK一般用软化系数KR表示，KR>0.85的为耐水材料5.抗渗性：指抵抗压力水浸透的性质。用抗渗等级P表示，如P6表示材料的最大渗水压力为0.6MPa;6.抗冻性，指材料在含水状态下能忍耐屡次冻融循环而不毁坏,强度也不显著下降的性质。一般用抗冻等级F表示，如F10，表示在标准试验条件下，材料强度下降不大于25，质量损失不大于5，所能经受的冻融循环次数最多为10次。四材料与热量有关的性质1.导热性：导热性指当材料两侧有温度差时热量由高温侧向低温侧传递的能力，用导热系数来表示。考虑题1：影响材料导热系数的主要因素有哪些？答：1材料的化学组成和物理构造：如金属比非金属导热系数大2孔隙状况：孔隙率越大，导热系数越小；3含水率：受潮后导热系数较大；4环境的温度：温度越高，导热系数越大。考虑题2：为何保温隔热材料使用经过中一定要注意防潮防冻？答：由于空气、水和冰的导热系数依次增加，故保温材料在受潮、受冻后，导热系数可增大100倍左右。2.材料的热容量：指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。3.耐燃性和耐火性：材料在空气中遇火燃烧的性能称为耐燃性。1非燃烧材料：砖、天然石材、混凝土、砂浆、金属材料等；2难燃烧材料：石膏板、水泥石棉板等；3燃烧材料：胶合板、纤维板、木材等。2.2材料的力学性质一、强度、比强度和强度等级1.强度：材料的力学性质指材料在外力作用下所引起的变化的性质。在外力作用下，材料抵抗毁坏的能力称为强度。根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度或抗折强度及抗剪强度等形式。 ()抗压()抗拉()抗折()抗剪2.比强度：指材料强度与其表观密度之比。3.强度等级：强度等级是根据强度的大小进行分级；塑性材料一般根据材料的抗拉极限强度进行分级，如钢材分为Q195,215,235,255,275等；脆性材料一般根据材料的极限抗压强度进行分级的，如水泥一般分为42.5，52.5，62.5等。二、弹性与塑性材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性。材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性。如：钢材的应力应变曲线三、韧性与脆性1.脆性：材料受外力作用，当外力达一定值时，材料发生忽然毁坏，且毁坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性。如砖、石材、陶瓷、玻璃、混凝土和铸铁等。2.韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不毁坏，这种性质称为韧性。如建筑钢材、木材和塑料等。四、硬度和耐磨性1.硬度：是指材料外表抵抗其他物体压入或刻划的能力。金属材料等的硬度常用压入法测定，如布氏硬度法，是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材料常用刻划法测定。工程中有时用硬度来间接推算材料的强度，如回弹法用于测定混凝土外表硬度，间接推算混凝土强度。2.耐磨性：是材料外表抵抗磨损的能力。材料的耐磨性与材料的组成构造及强度、硬度有关。在土木工程中，道路路面、工业地面等受磨损的部位，选择材料需考虑其耐磨性。3.3材料的耐久性材料的耐久性：材料在长期使用经过中，能保持其原有性能而不变质、不毁坏的性质，统称之为耐久性。它是一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗渗性、抗冻性、大气稳定性和耐腐蚀性等。