建材课件建筑材料的基本性质.ppt

第一章第一章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质Chapter 1 Fundamental Knowledge第一页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、密度、表观密度与堆积密度一、密度、表观密度与堆积密度二、孔隙率与空隙率二、孔隙率与空隙率1.11.1材料的基本物理性质材料的基本物理性质Page 2第二页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、密度、表观密度与堆积密度一、密度、表观密度与堆积密度u2.表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。Page 3u1.密度指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。第三页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、密度、表观密度与堆积密度一、密度、表观密度与堆积密度u4.堆积密度是指散粒体材料在堆积状态下单位体积的质量。Page 4u3.视密度指散粒体材料在包含闭口孔隙在内时单位体积的质量。第四页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、密度、表观密度与堆积密度一、密度、表观密度与堆积密度u几种密度的比较Page 5比较项目比较项目实际密度实际密度表观密度表观密度视密度视密度堆积密度堆积密度材料状态材料状态绝对密实绝对密实自然状态自然状态包包 含含闭口孔隙闭口孔隙堆积状态堆积状态材料体积材料体积VV0VV0计算公式计算公式应用应用判断材料性质判断材料性质用量及体积计算用量及体积计算第五页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、孔隙率与空隙率二、孔隙率与空隙率u1.孔隙率孔隙率孔隙率：是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。孔隙率：是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。孔隙率反映材料的结构致密程度。孔隙率反映材料的结构致密程度。u2.空隙率空隙率空隙率：是指散粒材料在其堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的空隙率：是指散粒材料在其堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。比例。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依据。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依据。Page 6第六页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、孔隙率与空隙率二、孔隙率与空隙率u孔隙率与空隙率的区别Page 7比较项目比较项目孔隙率孔隙率空隙率空隙率适用场合适用场合个体材料内部个体材料内部堆积材料之间堆积材料之间作作 用用可判断材料性质可判断材料性质可进行材料用量计算可进行材料用量计算计算公式计算公式第七页，编辑于星期日：一点 三十八分。p密度是材料自身密度是材料自身固有的性质固有的性质，与外界条件变化，与外界条件变化与否无关与否无关p表观密度是指材料表观密度是指材料自然状态自然状态的概念，而自然状的概念，而自然状态包括孔隙、含水状态等，如态包括孔隙、含水状态等，如干燥状态干燥状态下的表下的表观密度，或观密度，或某种含水状态某种含水状态下的表观密度下的表观密度pP9表表1-1列出几种常用材料的密度、表观密度列出几种常用材料的密度、表观密度及孔隙率及孔隙率第八页，编辑于星期日：一点 三十八分。Exercises?p某石灰岩密度某石灰岩密度2.62g/cm3，孔隙率，孔隙率1.2%，今，今将该石灰岩破碎成碎石，其堆积密度将该石灰岩破碎成碎石，其堆积密度1580kg/m3，求此碎石的视密度和空隙率。，求此碎石的视密度和空隙率。p某块状材料密度某块状材料密度2.60g/cm3，干燥表观密度，干燥表观密度1600kg/m3，现将一重，现将一重954g的该材料浸入水的该材料浸入水中，吸水饱和后称重为中，吸水饱和后称重为1086g，试求该材料的，试求该材料的孔隙率、重量和体积吸水率，及开口孔隙率和闭孔隙率、重量和体积吸水率，及开口孔隙率和闭口孔隙率。口孔隙率。第九页，编辑于星期日：一点 三十八分。Exercises?p某工地碎石密度某工地碎石密度2.65g/cm3，堆积密度，堆积密度1.68kg/l，视密度，视密度2.61g/cm3，求该碎石的，求该碎石的孔隙率和空隙率。孔隙率和空隙率。第十页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、亲水性与憎水性一、亲水性与憎水性二、吸水性二、吸水性三、耐水性三、耐水性四、抗渗性四、抗渗性五、抗冻性五、抗冻性1.2 材料与水有关的性质第十一页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、亲水性与憎水性一、亲水性与憎水性与水接触时，材料表面能被水润湿的性质称为与水接触时，材料表面能被水润湿的性质称为亲水性亲水性；材料表面不能被；材料表面不能被水润湿的性质称为水润湿的性质称为憎水性憎水性。亲水性材料与水分子之间的分子作用力，大于水分子相互之间的内聚力。亲水性材料与水分子之间的分子作用力，大于水分子相互之间的内聚力。憎水性材料与水分子之间的作用力，小于水分子相互之间的内聚力。憎水性材料与水分子之间的作用力，小于水分子相互之间的内聚力。(a)亲水性材料亲水性材料 (b)憎水性材料憎水性材料第十二页，编辑于星期日：一点 三十八分。二二、吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水性；材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为性；材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。吸湿性。材料含水的多少用材料含水的多少用含水率含水率来表示。材料吸水来表示。材料吸水达到饱和时的含水率称为达到饱和时的含水率称为“吸水率吸水率”。第十三页，编辑于星期日：一点 三十八分。p 质量吸水率质量吸水率质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以在干燥状态下的质量百分比，并以Wm表示。表示。p体积吸水率体积吸水率体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以占材料自然体积的百分率，并以WV表示。表示。第十四页，编辑于星期日：一点 三十八分。影响材料吸水性的因素影响材料吸水性的因素材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。第十五页，编辑于星期日：一点 三十八分。材料的含水状态材料的含水状态 (a)干燥状态干燥状态 (b)气干状态气干状态 (c)饱和面干状态饱和面干状态 (d)湿润状态湿润状态第十六页，编辑于星期日：一点 三十八分。三、耐水性三、耐水性材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。显著降低的性质。材料耐水性的指标用软化系数材料耐水性的指标用软化系数K软软表示：表示：软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。性质变化的重要特征之一。工程中通常将工程中通常将K软软0.85的材料称为耐水性材料的材料称为耐水性材料。第十七页，编辑于星期日：一点 三十八分。四、抗渗性四、抗渗性抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。用渗透系数或抗渗等级抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。用渗透系数或抗渗等级表示。表示。u渗透系数渗透系数n材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。u 抗渗等级抗渗等级材料的抗渗等级是指用标准方法进行抗渗性试验时，材料的标准试件在透材料的抗渗等级是指用标准方法进行抗渗性试验时，材料的标准试件在透水前所能承受的最大水压力，并以字母水前所能承受的最大水压力，并以字母WW及可承受的水压力（以及可承受的水压力（以0.1MPa0.1MPa为单位）来表示抗渗等级。如为单位）来表示抗渗等级。如W4W4、W6W6、W8W8、W10W10等，表示试件能承等，表示试件能承受逐步增高至受逐步增高至0.4MPa0.4MPa、0.6MPa0.6MPa、0.8MPa0.8MPa、1.0MPa1.0MPa的水压而不渗透的水压而不渗透。Page 13第十八页，编辑于星期日：一点 三十八分。u影响材料抗渗性的因素影响材料抗渗性的因素材料亲水性和憎水性材料亲水性和憎水性通常憎水性材料其抗渗性优于亲通常憎水性材料其抗渗性优于亲水性材料；水性材料；材料的密实度材料的密实度密实度高的材料其抗渗性也较高；密实度高的材料其抗渗性也较高；材料的孔隙特征材料的孔隙特征具有开口孔隙的材料其抗渗性较差。具有开口孔隙的材料其抗渗性较差。Page 14四、抗渗性四、抗渗性第十九页，编辑于星期日：一点 三十八分。五、抗冻性五、抗冻性抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。用而不破坏，强度也不显著降低的性能。抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超过一定限抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为材料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等，分别表示此材料可承受等，分别表示此材料可承受15次、次、25次、次、50次、次、100次、次、200次的冻融循环次的冻融循环。Page 15第二十页，编辑于星期日：一点 三十八分。五、抗冻性五、抗冻性u影响抗冻性的因素影响抗冻性的因素材料的密实度材料的密实度(孔隙率孔隙率)密实度越高则其抗冻性越好。密实度越高则其抗冻性越好。材料的孔隙特征材料的孔隙特征开口孔隙越多则其抗冻性越差。开口孔隙越多则其抗冻性越差。材料的强度材料的强度强度越高则其抗冻性越好。强度越高则其抗冻性越好。材料的耐水性材料的耐水性耐水性越好则其抗冻性也越好。耐水性越好则其抗冻性也越好。材料的吸水量大小材料的吸水量大小吸水量越大则其抗冻性越差。吸水量越大则其抗冻性越差。Page 16第二十一页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、材料的变形性质一、材料的变形性质二、材料的强度二、材料的强度三、材料的硬度与耐磨性三、材料的硬度与耐磨性1.3材料的力学性质Page 17第二十二页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、材料的变形性质一、材料的变形性质u（一）弹性变形和塑性变形（一）弹性变形和塑性变形1.弹性变形弹性变形材料在外力作用下产生变形，当外力取消后能够完全材料在外力作用下产生变形，当外力取消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种完全恢复的变形恢复原来形状的性质称为弹性。这种完全恢复的变形称为弹性变形（或瞬时变形）。称为弹性变形（或瞬时变形）。2.2.塑性变形塑性变形材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）变形）。Page 18第二十三页，编辑于星期日：一点 三十八分。一、材料的变形性质一、材料的变形性质u（二）脆性和韧性材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为脆性。大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。脆性材料的另一特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中使用时，应注意发挥这类材料的特性。Page 19第二十四页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、材料的强度二、材料的强度材料的强度：是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。材料的强度：是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。根据外力作用方式的不同，材料强度有、抗压、抗剪、抗根据外力作用方式的不同，材料强度有、抗压、抗剪、抗弯（抗折）强度等。弯（抗折）强度等。抗压抗压抗拉抗拉抗剪抗剪抗弯抗弯Page 20第二十五页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、材料的强度二、材料的强度抗压强度、抗拉强度、抗剪强度的计算：抗弯强度的计算：中间作用一集中荷载，中间作用一集中荷载，对矩形截面试件，则对矩形截面试件，则其抗弯强度用下式计其抗弯强度用下式计算：算：Page 21第二十六页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、材料的强度Page 22第二十七页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、材料的强度Page 23第二十八页，编辑于星期日：一点 三十八分。二、材料的强度二、材料的强度u影响材料强度测定值的因素影响材料强度测定值的因素试验加荷速度及表面接触状态；试件形状、尺寸、表面状况；试验时的温度和湿度。Page 24第二十九页，编辑于星期日：一点 三十八分。三、材料的硬度和耐磨性三、材料的硬度和耐磨性u硬度材料的硬度是材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力。通常用刻划法，回弹法和压入法测定材料的硬度。u耐磨性耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，计算公式如下：(单位：g/cm2)Page 25第三十页，编辑于星期日：一点 三十八分。1.41.4材料的耐久性材料的耐久性Page 26第三十一页，编辑于星期日：一点 三十八分。材料的耐久性材料的耐久性材料的材料的耐久性耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用外来自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。性能的性质。材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。作用包括物理、化学、机械及生物的作用。Page 27第三十二页，编辑于星期日：一点 三十八分。u物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。u化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。或有害气体对材料的侵蚀作用。u机械作用包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、机械作用包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。磨损、磨耗等。u生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。第三十三页，编辑于星期日：一点 三十八分。