材料员基础知识学习教案.pptx

会计学1材料员基础知识材料员基础知识第一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。建筑材料的分类建筑材料的分类建筑材料的分类建筑材料的分类 1.1.1.1.通常按材料的组成分为三大类通常按材料的组成分为三大类通常按材料的组成分为三大类通常按材料的组成分为三大类：无机材料无机材料金属材料金属材料非金属材料非金属材料（矿物质材料矿物质材料）黑色金属黑色金属 有色金属有色金属天然石材天然石材烧土制品烧土制品 胶凝材料胶凝材料 混凝土及硅酸盐制品混凝土及硅酸盐制品有机材料有机材料植物材料植物材料沥青材料沥青材料高分子材料高分子材料复合材料复合材料无机非金属材料与有机材料复合无机非金属材料与有机材料复合 金属材料与无机非金属材料复合金属材料与无机非金属材料复合 金属材料与有机材料复合金属材料与有机材料复合建建筑筑材材料料第1页/共204页第二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。2.2.2.2.按材料在建筑物中的功能可分为按材料在建筑物中的功能可分为按材料在建筑物中的功能可分为按材料在建筑物中的功能可分为承重材料承重材料保温隔热材料保温隔热材料吸声隔声材料吸声隔声材料防水材料防水材料装饰材料装饰材料建建筑筑材材料料第2页/共204页第三页，编辑于星期日：十五点 五十七分。结构材料结构材料墙体材料墙体材料屋面材料屋面材料地面材料地面材料饰面材料饰面材料3.3.3.3.按材料的使用部位分为按材料的使用部位分为建建筑筑材材料料第3页/共204页第四页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的基本性质第4页/共204页第五页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的体积 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。第5页/共204页第六页，编辑于星期日：十五点 五十七分。1.1.密度密度（干燥状态干燥状态干燥状态干燥状态）指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算：式计算：式中：式中：实际密度，实际密度，g/cmg/cm3 3 或或 kg/mkg/m3 3；m m材料的质量，材料的质量，g g 或或 kg kg；VV材料的绝对密实体积，材料的绝对密实体积，cmcm3 3 或或 mm3 3。每种材料的密度是固定不变的。每种材料的密度是固定不变的。每种材料的密度是固定不变的。每种材料的密度是固定不变的。第6页/共204页第七页，编辑于星期日：十五点 五十七分。2.表观密度 表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算：式中：0材料的表观密度,g/cm3 或 kg/m3；m 材料的质量，g 或 kg；V0材料的自然体积，cm3 或 m3。表观密度通常是指在气干状态下（长期在空气中存放的干燥状态）的表观密度，材料在烘干状态下测得的表观密度，称为干表观密度；材料在潮湿状态下测得的表观密度，称为湿表观密度。表观密度通常是指在气干状态下（长期在空气中存放的干燥状态）的表观密度，材料在烘干状态下测得的表观密度，称为干表观密度；材料在潮湿状态下测得的表观密度，称为湿表观密度。第7页/共204页第八页，编辑于星期日：十五点 五十七分。表表观观体体积积是指包括内部封是指包括内部封闭闭孔隙在内的体孔隙在内的体积积。其封。其封闭闭孔隙孔隙的多少，孔隙中是否含有水及的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其含水的多少，均可能影响其总总质质量或体量或体积积。因此，材料的表因此，材料的表观观密度与其密度与其内部构成状内部构成状态态及含水状及含水状态态有关。有关。工程中砂石材料，直接用排水法测定其表观体积第8页/共204页第九页，编辑于星期日：十五点 五十七分。3.堆积密度 堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量。按下式计算：式中：0材料的堆积密度,g/cm3 或 kg/m3；m 材料的质量，g 或 kg；材料的堆积体积，cm3 或 m3。第9页/共204页第十页，编辑于星期日：十五点 五十七分。由由于于散散粒粒材材料料堆堆放放的的紧紧密密程程度度不不同同，堆堆积积表表观观密密度又可分度又可分为为疏松堆疏松堆积积表表观观密度、密度、紧紧密堆密堆积积表表观观密度二种。密度二种。利利用用材材料料孔孔隙隙率率可可计计算算散散粒粒材材料料的的空空隙隙率率。其其中中材材料料的的表表观观密密度度以以堆堆积积表表观观密密度度代代入入，密密度度以以视视密密度度（包包括括闭闭口口孔孔隙隙体体积积）代代入入。所所得得结结果果是是颗颗粒粒之之间间的空隙和开口孔隙占的空隙和开口孔隙占总总体体积积的百分率。的百分率。第10页/共204页第十一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。孔隙率孔隙率 孔隙率是指材料中孔隙体积与总体积的百分比。孔隙率是指材料中孔隙体积与总体积的百分比。材料的孔隙率可按下式计算：材料的孔隙率可按下式计算：Vp V0 V 孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。密实度 （压实度）（压实度）D D P=1P=1第11页/共204页第十二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。空隙率空隙率 散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例称为空隙率。空隙率（占的比例称为空隙率。空隙率（P）可按下式计）可按下式计算：算：空隙率的大小反映散粒材料的颗粒相互填充的空隙率的大小反映散粒材料的颗粒相互填充的致密程度。致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。砂率的依据。第12页/共204页第十三页，编辑于星期日：十五点 五十七分。n n孔隙率与空隙率的区别比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作 用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式第13页/共204页第十四页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与水有关的性质 亲亲水性与憎水性水性与憎水性水性与憎水性水性与憎水性 与与水水接接触触时时，材材料料表表面面能能被被水水润润湿湿的的性性质质称称为为亲亲水水性性；材材 料料 表表 面面 不不 能能 被被 水水 润润 湿湿 的的 性性 质质 称称 为为 憎憎 水水 性性。具具有有亲亲水水性性或或憎憎水水性性的的根根本本原原因因在在于于材材料料的的分分子子结结构构。亲亲水水性性材材料料与与水水分分子子之之间间的的分分子子作作用用力力，大大于于水水分分子子相相互互之之间间的的内内聚聚力力；憎憎水水性性材材料料与与水水分分子子之之间间的的作作用用力，小于水分子相互之力，小于水分子相互之间间的内聚力。的内聚力。第14页/共204页第十五页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的四种含水状材料的四种含水状材料的四种含水状材料的四种含水状态态与与与与含水率含水率 1.1.1.1.干燥状态：材料中所有的孔隙中无水；干燥状态：材料中所有的孔隙中无水；干燥状态：材料中所有的孔隙中无水；干燥状态：材料中所有的孔隙中无水；2.2.2.2.气干状态：材料中部分的孔隙中含水；气干状态：材料中部分的孔隙中含水；气干状态：材料中部分的孔隙中含水；气干状态：材料中部分的孔隙中含水；（其含水量用（其含水量用（其含水量用（其含水量用平衡含水率平衡含水率平衡含水率平衡含水率来表示，其大小与环境有关）来表示，其大小与环境有关）来表示，其大小与环境有关）来表示，其大小与环境有关）3.3.3.3.饱和面干状态：材料中所有的孔隙中充满水；饱和面干状态：材料中所有的孔隙中充满水；饱和面干状态：材料中所有的孔隙中充满水；饱和面干状态：材料中所有的孔隙中充满水；（其含水量用（其含水量用（其含水量用（其含水量用吸水率吸水率吸水率吸水率来表示，其大小与孔隙率有关，来表示，其大小与孔隙率有关，来表示，其大小与孔隙率有关，来表示，其大小与孔隙率有关，吸水吸水吸水吸水率的大小可以率的大小可以率的大小可以率的大小可以反映材料的致密程度。）反映材料的致密程度。）反映材料的致密程度。）反映材料的致密程度。）第15页/共204页第十六页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的四种含水状材料的四种含水状态与与含水率含水率4.4.湿润状态：除材料中所有的孔隙中充满水湿润状态：除材料中所有的孔隙中充满水之外，其表面还含有表面水；之外，其表面还含有表面水；（其含水量用（其含水量用表面含水率表面含水率来表示，其大小与来表示，其大小与湿润程度有关湿润程度有关，表面含水率可为负值）表面含水率可为负值）第16页/共204页第十七页，编辑于星期日：十五点 五十七分。吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性 材料材料（在水中）（在水中）吸收水分的性质称为吸收水分的性质称为吸水性吸水性。材料材料（在空气中）（在空气中）吸收水分的性质称为吸收水分的性质称为吸湿性。吸湿性。材料中的含水量与其材料中的含水量与其干燥质量干燥质量的百分比称为的百分比称为含水率含水率 材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡时（材料材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡时（材料 处于气干状态）的含水率称为处于气干状态）的含水率称为平衡含水率平衡含水率。材料在材料在饱和面干饱和面干状态时的含水率称为状态时的含水率称为吸水率吸水率。吸水率可用质量或体积吸水率两种方式表达。吸水率可用质量或体积吸水率两种方式表达。第17页/共204页第十八页，编辑于星期日：十五点 五十七分。质量吸水率的计算式为：质量吸水率的计算式为：质量吸水率的计算式为：质量吸水率的计算式为：式中：式中：mb材料吸水饱和状态下的质量；材料吸水饱和状态下的质量；mg材料在干燥状态下的质量。材料在干燥状态下的质量。第18页/共204页第十九页，编辑于星期日：十五点 五十七分。体积吸水率的计算式为：体积吸水率的计算式为：式中式中:mb材料吸水饱和状态下的质量；材料吸水饱和状态下的质量；mg材料在干燥状态下的质量。材料在干燥状态下的质量。V0 材料在自然状态下的体积；材料在自然状态下的体积；w 水的密度水的密度,常温下取常温下取1.0 g/cm3。第19页/共204页第二十页，编辑于星期日：十五点 五十七分。WWv v与与与与WWmm的关系为：的关系为：的关系为：的关系为：式中式中 G1材料吸水饱和状态下的质量；材料吸水饱和状态下的质量；G材料干燥状态下的质量；材料干燥状态下的质量；水水水的密度；水的密度；V 0材料在自然状态下的体积；材料在自然状态下的体积；材料的干表观密度。材料的干表观密度。第20页/共204页第二十一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。n n吸水率与含水率的区别比较项目吸水率含水率适用场合在水中吸收水分在空气中吸收水分表示方法吸收水分的质量比或体积比吸收水分的质量比吸收水量达到饱和与空气中水分平衡通常小于吸水率第21页/共204页第二十二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的耐水性材料的耐水性 材料的耐水性是指材料材料的耐水性是指材料长长期在期在饱饱和水的作用下不破和水的作用下不破坏，坏，强强度也不度也不显显著降低的性著降低的性质质。材料耐水性的指。材料耐水性的指标标用用软软化系数化系数K KR R表示：表示：式中：式中：K KR R 材料的材料的软软化系数；化系数；f fb b 材料吸水材料吸水饱饱和状和状态态下的下的抗抗压强压强度；度；f fg g 材料在干燥状材料在干燥状态态下的抗下的抗压压强强度。度。经经常位于水中或受潮常位于水中或受潮严严重的重要重的重要结结构，其构，其K K软软不宜小不宜小 于；于；受潮受潮较轻较轻或次要或次要结结构，其构，其K K软软也不宜也不宜小于。小于。第22页/共204页第二十三页，编辑于星期日：十五点 五十七分。抗渗性抗渗性抗渗性抗渗性 材材料料抵抵抗抗压压力力水水渗渗透透的的性性能能称称为为抗抗渗渗性性。材材料料的的抗抗渗渗性性与与材料的孔隙率及孔隙特征有关。材料的孔隙率及孔隙特征有关。材料的抗渗性可用渗透系数或抗渗等材料的抗渗性可用渗透系数或抗渗等级来表示。来表示。式式中中：K渗渗透透系系数数，ml/（cm2s）；Q透透水水量量，ml；d试试件件厚厚度度（cm）；A透透水水面面积积，cm2；H水水头头差差，；t透水时间，透水时间，s。第23页/共204页第二十四页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的抗冻性材料的抗冻性材料的抗冻性材料的抗冻性材材料料的的抗抗冻冻性性，是是指指材材料料在在水水饱饱和和状状态态下下，能能经经受受多多次次冻冻融融而而不不产产生生宏宏观观破破坏坏，同同时时微微观观结结构构不不明明显显劣劣化化、强强度度也也不严重降低的性能。不严重降低的性能。2.2.材料的抗冻性用材料的抗冻性用抗冻等级抗冻等级来表示来表示,如如F15F153.3.抗抗冻冻等等级级，是是指指材材料料的的标标准准试试件件，在在水水饱饱和和状状态态下下，经经受受冻冻融融循循环环作作用用后后，其其强强度度不不严严重重降降低低、质质量量不不显显著著损损失、性能不明显下降时，所经受的失、性能不明显下降时，所经受的冻融循环的冻融循环的次数次数。第24页/共204页第二十五页，编辑于星期日：十五点 五十七分。影响抗影响抗影响抗影响抗冻冻性的因素性的因素性的因素性的因素材材材材料料料料的的的的密密密密实实度度度度（孔孔孔孔隙隙隙隙率率率率）：密密密密实实度度度度越越越越高高高高则则其其其其抗抗抗抗冻冻性越好。性越好。性越好。性越好。材材材材料料料料的的的的孔孔孔孔隙隙隙隙特特特特征征征征：开开开开口口口口孔孔孔孔隙隙隙隙越越越越多多多多则则其其其其抗抗抗抗冻冻性性性性越越越越差。差。差。差。材料的材料的材料的材料的强强度：度：度：度：强强度越高度越高度越高度越高则则其抗其抗其抗其抗冻冻性越好。性越好。性越好。性越好。材料的耐水性：耐水性越好材料的耐水性：耐水性越好材料的耐水性：耐水性越好材料的耐水性：耐水性越好则则其抗其抗其抗其抗冻冻性也越好。性也越好。性也越好。性也越好。材料的吸水量大小：吸水量越大材料的吸水量大小：吸水量越大材料的吸水量大小：吸水量越大材料的吸水量大小：吸水量越大则则其抗其抗其抗其抗冻冻性越差。性越差。性越差。性越差。第25页/共204页第二十六页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料与热有关的性质材料与热有关的性质导热性：导热性：导热性：导热性：材料传导热量的性质称为材料传导热量的性质称为导热性导热性。材料导热性。材料导热性的大小用导热系数表示：的大小用导热系数表示：式中式中 导热系数，导热系数，W(mK)；Q通过材料的热量，通过材料的热量，J；d材料厚度或传导的距离，材料厚度或传导的距离，m；A材料传热面积，材料传热面积，m2；Z导热时间，导热时间，s；t材料两侧的温度差，材料两侧的温度差，K。第26页/共204页第二十七页，编辑于星期日：十五点 五十七分。孔隙率孔隙率 材料的孔隙中含有空气材料的孔隙中含有空气,而空气的而空气的导热性很小性很小,所以材料的孔隙率愈大所以材料的孔隙率愈大,导热性愈低。性愈低。孔隙特征孔隙特征 空气在粗大和空气在粗大和连通的孔隙中通的孔隙中较易易对流流,使使导热性增大性增大,故具有故具有细微或封微或封闭孔隙的材料孔隙的材料,比具有粗比具有粗大或大或连通孔隙的材料通孔隙的材料导热性低。性低。含水率含水率 水的水的导热性大大超性大大超过空气，所以当材料空气，所以当材料 的含水率增大的含水率增大时其其导热性也相性也相应提高。若水提高。若水结冰，冰，其其导热性性进一步增大。一步增大。对于于纤维结构的材料，构的材料，顺纤维方向的方向的导热性比横性比横纤维方向的大。方向的大。影响材料导热性的因素影响材料导热性的因素影响材料导热性的因素影响材料导热性的因素第27页/共204页第二十八页，编辑于星期日：十五点 五十七分。当材料温度升高当材料温度升高(或降低或降低)1K时所吸收时所吸收(或放出或放出)的热量，的热量，称为该材料的称为该材料的热容量热容量(JK)。l kg材料的热容量，称为该材料的热容量，称为该材料的材料的比热比热J(K)。表示方法：。表示方法：式中式中 Q材料吸收或放出的热量，材料吸收或放出的热量，J C材料的比热，材料的比热，J(kgK)；G材料的质量，材料的质量，kg；t2-t1 材料受热（或冷却）前后的温度差，材料受热（或冷却）前后的温度差，K。比热及热容量比热及热容量第28页/共204页第二十九页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料材料导热系数导热系数w/(mk)比热比热102J/(K)材料材料导热系数导热系数w/(mk)比热比热102J/(K)钢钢584.6松松木木顺纹顺纹0.3525花岗岩花岗岩2.803.498.5横纹横纹0.17普通混凝土普通混凝土1.501.868.8泡沫塑料泡沫塑料0.030.041317普通粘土砖普通粘土砖0.420.638.4石膏板石膏板0.190.24911泡沫混凝土泡沫混凝土0.120.2011.0水水0.5542普通玻璃普通玻璃0.700.808.4密闭空气密闭空气0.2610几种材料的导热系数及比热几种材料的导热系数及比热几种材料的导热系数及比热几种材料的导热系数及比热第29页/共204页第三十页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的温度变形性材料的温度变形性 材料的温度材料的温度变变形是指温度升高或降低形是指温度升高或降低时时材料的体材料的体积变积变化。化。用用线线膨膨胀胀系数系数表示。表示。LL=（t t2 2 t t1 1）L L式中：式中：LL线线膨膨胀胀或或线线收收缩缩量量 ，mm mm 或或 cmcm；（t t2 2t t1 1）材料前后的温度差，材料前后的温度差，K K；材料在常温下的平均材料在常温下的平均线线膨膨胀胀系数，系数，1/K1/K；L L材料原来的材料原来的长长度，度，mmmm或或m m。材料的材料的线线膨膨胀胀系数与材料的系数与材料的组组成和成和结结构有关，常构有关，常选择选择合适的材料来合适的材料来满满足工程足工程对对温度温度变变形的要求。形的要求。第30页/共204页第三十一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料的力学性质材料的力学性质 材料的力学性质材料的力学性质,是指材料在外力作用下有关是指材料在外力作用下有关变形变形性质性质和和抵抗破坏的能力抵抗破坏的能力。一一.材料的变形性质材料的变形性质 二二.材料的强度材料的强度第31页/共204页第三十二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。一、材料的变形性质一、材料的变形性质 材料的变形性质材料的变形性质,是指材料在荷载作用下发生形状及是指材料在荷载作用下发生形状及体积变化的有关性质。主要有弹性变形、塑性变形、体积变化的有关性质。主要有弹性变形、塑性变形、徐变与应力松弛。徐变与应力松弛。（一）弹性变形与塑性变形（一）弹性变形与塑性变形 弹性变形是指在外荷载作用下产生、卸荷后可以弹性变形是指在外荷载作用下产生、卸荷后可以自行消失自行消失的变形。的变形。塑性变形是指在外力去除后，材料塑性变形是指在外力去除后，材料不能自行恢复不能自行恢复到原来的形状而保留的变形，也称残余变形。到原来的形状而保留的变形，也称残余变形。第32页/共204页第三十三页，编辑于星期日：十五点 五十七分。弹性与塑性变形弹性与塑性变形弹性与塑性变形弹性与塑性变形第33页/共204页第三十四页，编辑于星期日：十五点 五十七分。塑性材料与脆性材料塑性材料与脆性材料塑性材料：破坏前的塑性材料：破坏前的变形形 明明显脆性材料：破坏前的脆性材料：破坏前的变形形 不明不明显塑性材料的特点：抗塑性材料的特点：抗压强度度、抗拉、抗拉强度度脆性材料的特点：抗脆性材料的特点：抗压强度度 、抗拉抗拉强度度第34页/共204页第三十五页，编辑于星期日：十五点 五十七分。（二）徐变与应力松弛（二）徐变与应力松弛（二）徐变与应力松弛（二）徐变与应力松弛 固体材料在固体材料在恒定恒定外力作用下，外力作用下，变形随形随时间的延的延长而逐而逐渐增增长的的现象象称称为徐徐变。材料在恒定荷材料在恒定荷载作用下，若作用下，若所所产生的生的变形因受形因受约束而不能束而不能发展展时，其，其应力将随力将随时间的延的延长而而逐逐渐减小，减小，这一一现象称象称为应力松力松弛弛。第35页/共204页第三十六页，编辑于星期日：十五点 五十七分。二、材料的二、材料的强度度 材料的材料的强度是指材料抵抗外力（荷度是指材料抵抗外力（荷载）作用引起的破坏）作用引起的破坏的能力。的能力。（一）材料的静力（一）材料的静力强度度 在静荷在静荷载作用下，材料达到破坏前所承受的作用下，材料达到破坏前所承受的应力极限力极限值，称称为材料的静力材料的静力强度（度（简称材料称材料强度）或极限度）或极限强度。度。根据作用荷根据作用荷载的不同，材料的不同，材料强度可分度可分为抗抗压强度、抗拉度、抗拉强度、度、抗弯抗弯强度（或抗折度（或抗折强度）和抗剪度）和抗剪强度等。度等。第36页/共204页第三十七页，编辑于星期日：十五点 五十七分。材料强度的测定材料强度的测定 材材料料强度度的的测定定常常用用破破坏坏性性试验方方法法来来进行行。即即将将材材料料制制成成试件件，置置于于试验机机上上，按按规定定的的速速度度均均匀匀地地加加荷荷，直直到到试件件破破坏坏，由由试件件破破坏坏时的的荷荷载值，按相按相应计算公式，可求得材料算公式，可求得材料强度。度。第37页/共204页第三十八页，编辑于星期日：十五点 五十七分。抗抗抗抗压压、抗拉及抗剪、抗拉及抗剪、抗拉及抗剪、抗拉及抗剪强强度的度的度的度的计计算算算算式中式中f 材料强度，材料强度，MPa；F 破坏时荷载，破坏时荷载，N；A 试件受力断面面积，试件受力断面面积，mm2。第38页/共204页第三十九页，编辑于星期日：十五点 五十七分。抗弯抗弯抗弯抗弯强强度的度的度的度的计计算算算算 抗弯强度的计算公式分别为：抗弯强度的计算公式分别为：集中荷载集中荷载 三分点加荷三分点加荷 式中式中 fm抗弯强度，抗弯强度，MPa；F破坏荷载，破坏荷载，N；L梁的跨度，梁的跨度，mm；b、h梁断面的宽与高，梁断面的宽与高，mm。第39页/共204页第四十页，编辑于星期日：十五点 五十七分。（四）材料的持久强度及疲劳极限（四）材料的持久强度及疲劳极限（四）材料的持久强度及疲劳极限（四）材料的持久强度及疲劳极限 材料在承受材料在承受持久荷载持久荷载下的强度，称为下的强度，称为持久强度持久强度。静静力力强强度度是是材材料料在在承承受受短短期期荷荷载载条条件件下下具具有有的的强强度度，也也称称暂时强度暂时强度。实实际际结结构构物物中中材材料料承承受受的的荷荷载载通通常常既既有有持持久久荷荷载载（自自重重）和和又又有有短短期期荷荷载载（活活荷荷载载）。材材料料在在持持久久荷荷载载作作用用下下会会产产生生徐徐变变，使使塑塑性性变变形形增增加加，故故材材料料的的持持久久强强度一般低于暂时强度。度一般低于暂时强度。第40页/共204页第四十一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。疲劳极限疲劳极限疲劳极限疲劳极限 材材材材料料料料承承承承受受受受的的的的荷荷荷荷载载载载随随随随时时时时间间间间而而而而交交交交替替替替变变变变化化化化时时时时，其其其其应应应应力力力力也也也也随随随随时时时时间间间间而而而而交交交交替替替替变变变变化化化化。这这这这种种种种交交交交替替替替变变变变化化化化的的的的应应应应力力力力超超超超过过过过某某某某一一一一极极极极限限限限、且且且且多多多多次次次次反反反反复复复复作作作作用用用用后后后后，即即即即会会会会导导导导致致致致材材材材料料料料破破破破坏坏坏坏，该该该该应应应应力力力力极极极极限限限限值值值值称称称称为为为为疲疲疲疲劳劳劳劳极极极极限限限限。疲疲疲疲劳劳劳劳极极极极限限限限与与与与静静静静力力力力破破破破坏坏坏坏不不不不同同同同，它它它它常常常常在在在在没没没没有有有有显显显显著著著著变变变变形形形形的的的的情情情情况况况况下下下下，突突突突然然然然断断断断裂裂裂裂。疲劳极限远低于静力强度，甚至低于疲劳极限远低于静力强度，甚至低于疲劳极限远低于静力强度，甚至低于疲劳极限远低于静力强度，甚至低于屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度。第41页/共204页第四十二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。三、材料的冲击韧性三、材料的冲击韧性 材料抵抗冲击或震动等荷载作用的性能，称为材料抵抗冲击或震动等荷载作用的性能，称为冲击冲击韧韧性性。冲击韧性以试件受冲击时，单位体积或单位面积内所能。冲击韧性以试件受冲击时，单位体积或单位面积内所能吸收的冲击功来表示。吸收的冲击功来表示。脆性材料受冲击后易碎裂；强度低的材料不能承脆性材料受冲击后易碎裂；强度低的材料不能承受较大的冲击荷载。故材料冲击韧性可反映材料既有受较大的冲击荷载。故材料冲击韧性可反映材料既有一定强度，又有良好受力变形的综合性能。一定强度，又有良好受力变形的综合性能。桥梁、路面、桩及有抗震要求的结构所用的材料桥梁、路面、桩及有抗震要求的结构所用的材料需考虑冲击韧性。需考虑冲击韧性。第42页/共204页第四十三页，编辑于星期日：十五点 五十七分。四、材料的硬度、磨损及磨耗四、材料的硬度、磨损及磨耗 材料抵抗其它材料抵抗其它较硬物体硬物体压入的能力称入的能力称为硬硬度度。材料受外界物材料受外界物质的摩擦作用而造成的摩擦作用而造成质量和体量和体积损失的失的现象称象称为磨磨损。用磨耗率表示。用磨耗率表示材料同材料同时受到摩擦和冲受到摩擦和冲击两种作用而造成的两种作用而造成的质量和体量和体积损耗耗现象称象称为磨耗磨耗。第43页/共204页第四十四页，编辑于星期日：十五点 五十七分。石灰与水泥第44页/共204页第四十五页，编辑于星期日：十五点 五十七分。概述概述n n胶凝材料的定义 经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。n n胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水泥”第45页/共204页第四十六页，编辑于星期日：十五点 五十七分。一、石灰的生产一、石灰的生产n n原材料 生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。n n生产工艺煅烧 石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。CaCO3 =CaO +CO2MgCO3=MgO+CO2900700生石灰第46页/共204页第四十七页，编辑于星期日：十五点 五十七分。n n欠欠火火石石灰灰的的中中心心部部分分仍仍是是碳碳酸酸钙钙硬硬块块，不不能能熟熟化化，形形成成渣渣子子。过过火火石石灰灰结结构构紧紧密密，且且表表面面有有一一层层深深褐褐色色的的玻玻璃璃状状硬硬壳壳，故故熟熟化化很很慢慢，当当被被用用于于建建筑筑物物后后，能能继继续续熟熟化化产产生生体体积积膨膨胀胀，从从而而引引起起裂裂缝缝或或局局部部脱脱落落现现象象。为为消消除除过过火火石石灰灰的的危危害害，石石灰灰浆浆应应在在消消解解坑坑中中存存放放两两星星期期以以上上(称称为为“陈陈伏伏”)，使使未未熟熟化化的的颗颗粒粒充充分分熟熟化化。“陈陈伏伏”期期间间，石石灰灰浆浆表表面面应应覆覆盖盖一一层层水膜，以免石灰水膜，以免石灰浆浆碳化。碳化。第47页/共204页第四十八页，编辑于星期日：十五点 五十七分。二、石灰的熟化硬化过二、石灰的熟化硬化过程程n n石 灰 的 熟 化:CaO+H2O=Ca（OH）2n n石灰的硬化n nCaCa（OHOH）2 2从从饱饱和和溶溶液液中中析析出出，晶晶体体互互相相交交叉叉连连生生，从从而而提提高高强强度度结结晶晶过过程程n nCaCa（OHOH）2 2空空气气中中的的COCO2 2发发生生化化学学反反应应，形形成成CaCOCaCO3 3使使石石灰灰的的强强度度逐逐渐渐提提高高碳化碳化过过程程第48页/共204页第四十九页，编辑于星期日：十五点 五十七分。n n石灰的品种n n按石灰中的氧化按石灰中的氧化镁镁含量的高低分含量的高低分n n按成品的加工方法分按成品的加工方法分 块块状生石灰、磨状生石灰、磨细细生石灰粉、消石生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰钙质石灰镁质石灰MgO5%MgO5%第49页/共204页第五十页，编辑于星期日：十五点 五十七分。三、石灰的三、石灰的技术性质和技术标准技术性质和技术标准n n石灰的石灰的质质量等量等级级 建建筑筑生生石石灰灰、建建筑筑生生石石灰灰粉粉、建建筑筑消消石石灰灰粉粉按按有有效效CaOCaOMgOMgO的的含含量量，可可分分为为优优等等品品、一一等品和合格品三个等等品和合格品三个等级级。n n石灰的特性石灰的特性 1.1.可可塑塑性性好好；2.2.生生石石灰灰吸吸湿湿性性强强，保保水水性性好好；3.3.凝凝结结硬硬化化慢慢、强强度度低低 ；4.4.硬硬化化后后体体积积收收缩缩大，易开裂；大，易开裂；5.5.耐水性差耐水性差 。第50页/共204页第五十一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。四、石灰的应用四、石灰的应用n n配制石灰砂浆和石灰乳；n n配制三合土和灰土；n n制作碳化石灰板；n n生产硅酸盐制品；n n生产无熟料水泥。第51页/共204页第五十二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。四、石灰的四、石灰的储存储存n n生生石石灰灰、消消石石灰灰用用牛牛皮皮纸纸、复复合合纸纸、编编制制袋袋包包装装，袋袋上上应应标标明明厂厂名名、产产品品名名称称、商商标标、净净重重、等等级级和和批批量量编编号。号。n n生生石石灰灰每每袋袋净净重重分分401kg401kg和和501kg501kg；消消石石灰灰分分和和401kg401kg。n n堆堆放放生生石石灰灰的的仓仓库库应应密密闭闭，屋屋面面不不得得漏漏水水，灰灰堆堆离离墙墙壁距离壁距离70mm70mm第52页/共204页第五十三页，编辑于星期日：十五点 五十七分。石膏石膏 n n一、石膏的生产n n二、建筑石膏的水化与硬化n n三、建筑石膏的技术特性、质量要求与应用n n四、高强石膏第53页/共204页第五十四页，编辑于星期日：十五点 五十七分。一、石膏的生产一、石膏的生产&石膏胶凝材料是一种以石膏胶凝材料是一种以硫酸钙为主要为主要成分的气硬性胶凝材料成分的气硬性胶凝材料&原材料：原材料：天然二水石膏（CaSOCaSO4 42H2O)与与无水石膏无水石膏(CaSO(CaSO4 4)，其中无水石膏只能生产无水石膏水泥。&生产：主要工序生产：主要工序破碎破碎、加热加热与与磨细磨细。第54页/共204页第五十五页，编辑于星期日：十五点 五十七分。一、石膏的生产一、石膏的生产天天 然然二水石膏二水石膏65657575 C C高强石膏高强石膏-半水石膏半水石膏建筑石膏建筑石膏-半水石膏半水石膏107107170170 C C开开 始始 脱脱 水水压蒸锅压蒸锅127 127 C C 型半水石膏结晶细小、分散度高、其中杂质含量少，白型半水石膏结晶细小、分散度高、其中杂质含量少，白度较高，常用于制作模型合花饰，称模型石膏，在陶瓷工业中度较高，常用于制作模型合花饰，称模型石膏，在陶瓷工业中用做成型的模型。用做成型的模型。型半水石膏结晶粗大，生成的半水石膏是粗大而密实型半水石膏结晶粗大，生成的半水石膏是粗大而密实的晶体，水化后具有较高强度，故称高强石膏。的晶体，水化后具有较高强度，故称高强石膏。第55页/共204页第五十六页，编辑于星期日：十五点 五十七分。二、建筑石膏的水二、建筑石膏的水化与硬化化与硬化1、水化反应方程式、水化反应方程式：CaSO4H2O+1H2O=CaSO42H2O2、浆体的凝结硬化过程、浆体的凝结硬化过程：半水石膏溶解于水以后，很快成为饱和溶液。二水石膏在水半水石膏溶解于水以后，很快成为饱和溶液。二水石膏在水中的溶解度小于半水石膏，达到饱和后形成胶体微粒并不断转中的溶解度小于半水石膏，达到饱和后形成胶体微粒并不断转变为晶体析出，破坏溶液的平衡，使半水石膏不断溶解，同时变为晶体析出，破坏溶液的平衡，使半水石膏不断溶解，同时水分不断减少，水分不断减少，浆体逐渐变稠，晶体逐渐长大，共生和相互交浆体逐渐变稠，晶体逐渐长大，共生和相互交错，这个过程使浆体逐渐产生强度，并不断增长，直到完全干错，这个过程使浆体逐渐产生强度，并不断增长，直到完全干燥，晶体之间的摩擦力和粘结力不再增加，强度才停止发展。燥，晶体之间的摩擦力和粘结力不再增加，强度才停止发展。第56页/共204页第五十七页，编辑于星期日：十五点 五十七分。第57页/共204页第五十八页，编辑于星期日：十五点 五十七分。三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用 1 1、建筑石膏技术性质 （1 1）凝结硬化速度快，初凝）凝结硬化速度快，初凝 6min6min，终凝，终凝 30min30min。（2 2）与水泥相比硬化后强度较低）与水泥相比硬化后强度较低(36MPa)(36MPa)，表观密度小。，表观密度小。（3 3）由于石膏制品的孔隙率大，因而导热系数小，吸声性强，吸湿）由于石膏制品的孔隙率大，因而导热系数小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内温湿度。性大，可调节室内温湿度。（4 4）石膏凝结过程中体积膨胀）石膏凝结过程中体积膨胀,装饰性好。装饰性好。（5 5）石膏制品的耐水性差抗冻性差，不宜用于潮）石膏制品的耐水性差抗冻性差，不宜用于潮 湿部位。湿部位。（6 6）具有良好的抗火性能。）具有良好的抗火性能。第58页/共204页第五十九页，编辑于星期日：十五点 五十七分。三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用n n2、质量要求n n建筑石膏的质量要求主要有强度、细建筑石膏的质量要求主要有强度、细建筑石膏的质量要求主要有强度、细建筑石膏的质量要求主要有强度、细度和凝结时间。度和凝结时间。度和凝结时间。度和凝结时间。n n按强度和细度划分为优等品、一等品和按强度和细度划分为优等品、一等品和按强度和细度划分为优等品、一等品和按强度和细度划分为优等品、一等品和合格品。执行标准合格品。执行标准合格品。执行标准合格品。执行标准GB9776-1988GB9776-1988。n n各等级建筑石膏的初凝时间不得小于各等级建筑石膏的初凝时间不得小于各等级建筑石膏的初凝时间不得小于各等级建筑石膏的初凝时间不得小于6min,6min,终凝时间不得大于终凝时间不得大于终凝时间不得大于终凝时间不得大于30min30min。第59页/共204页第六十页，编辑于星期日：十五点 五十七分。三、建筑石膏的性质、要求与应用三、建筑石膏的性质、要求与应用3、应用（1 1）制成石膏抹灰材料）制成石膏抹灰材料）制成石膏抹灰材料）制成石膏抹灰材料（2 2）各种墙体材料如纸面石膏板、石）各种墙体材料如纸面石膏板、石）各种墙体材料如纸面石膏板、石）各种墙体材料如纸面石膏板、石 膏空心砌块、石膏空心条板膏空心砌块、石膏空心条板膏空心砌块、石膏空心条板膏空心砌块、石膏空心条板（3 3）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑制品。雕塑制品。雕塑制品。雕塑制品。4、使用时应注意问题：在运输及储存时应防止受潮，一在运输及储存时应防止受潮，一 般储存三个月后强度降低般储存三个月后强度降低30%30%左右。左右。第60页/共204页第六十一页，编辑于星期日：十五点 五十七分。n n生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。n n不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。n n熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。第61页/共204页第六十二页，编辑于星期日：十五点 五十七分。水泥的特点和适用范围水泥的特点和适用范围n n水泥的特点水泥的特点