建筑材料第一二章优秀PPT.ppt
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1、建筑材料第一二章1*你现在浏览的是第一页,共49页本课程的任务:以掌握常用建筑材料性能为本课程的任务:以掌握常用建筑材料性能为核心的基本知识进行教学,为其合理应用打核心的基本知识进行教学,为其合理应用打下基础。下基础。本课程的主要内容:工业与民用建筑中常用本课程的主要内容:工业与民用建筑中常用建材及制品的品种、规格、性能及应用,材建材及制品的品种、规格、性能及应用,材料的组成、结构和构造与性能的关系,主要料的组成、结构和构造与性能的关系,主要建材及制品的原材料和生产工艺对性能的影建材及制品的原材料和生产工艺对性能的影响,节约材料、改善性能及防护处理的有关响,节约材料、改善性能及防护处理的有关措
2、施,材料的质量标准和检验方法等。措施,材料的质量标准和检验方法等。2*你现在浏览的是第二页,共49页第一章第一章建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质要求掌握各项性质的含义要求掌握各项性质的含义,影响影响(导致导致)这些性质的因素这些性质的因素,它们彼此间的关系它们彼此间的关系,并能并能联系工程中的应用去加深理解联系工程中的应用去加深理解.第一节第一节几项最基本的物理参数几项最基本的物理参数一一材料的密度材料的密度(一一)密度密度 材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量,按下式计算:的质量,按下式计算:式中:式中:密度密度,g/cm,g/cm3
3、 3 或或 kg/mkg/m3 3mm材料的质量,材料的质量,g g 或或 kgkgVV材料的绝对密实体积,材料的绝对密实体积,cmcm3 3 或或 m m3 3 测试时,材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细测试时,材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其体积。后采用排开液体的方法来测定其体积。3*你现在浏览的是第三页,共49页二(二二)材料的表观密度材料的表观密度表观密度(俗称表观密度(俗称“容重容重”)是指材料在自然状态下单)是指材料在自然状态下单位体积的质量。位体积的质量。按下式计算:按下式计算:式中式中式中式中0 0材料的表观密度材料的表观密度材料的
4、表观密度材料的表观密度,g/cm3 3或或kg/m3 33 3m材料的质量,材料的质量,gg或或kgkgV V0材料的表观体积,材料的表观体积,材料的表观体积,材料的表观体积,cm3 3或或或或 m34*你现在浏览的是第四页,共49页材料的表观体积是指包括内部孔隙在内的体积。因为大多数材料的表观体积中包含有内部孔隙,其孔隙的多少,孔隙中是否含有水及含水的多少,均可能影响其总质量(有时还影响其表观体积)。因此,材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外,还与其内部构成状态及含水状态有关5*你现在浏览的是第五页,共49页(三三)材料的堆积密度材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料,在堆积状态下单
5、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。位体积的质量。按下式计算:按下式计算:式中式中 0 0,材料的堆积密度材料的堆积密度,g/cm,g/cm3 3 或或 kg/mkg/m3 3m m 材料的质量,材料的质量,g g 或或 kgkgV V0 0,材料的堆积体积,材料的堆积体积,cmcm3 3 或或 m m3 36*你现在浏览的是第六页,共49页二孔隙率和密实度孔隙率和密实度材料的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P按下式计算:V材料的绝对密实体积,材料的绝对密实体积,cm3或或m3 V0V0材料的表观体积,材料的表观体积,材料的表观体积,材料的表观体积,
6、cmcm3 3或或或或 mm3 3 00材料的表观密度材料的表观密度材料的表观密度材料的表观密度,g/cm,g/cm3 3或或或或 kg/mkg/m3 3密度密度,g/cm3或或kg/m37*你现在浏览的是第七页,共49页粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量,其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此,材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙。在土木建筑工程中,计算材料用量、构件的自重,配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。8*你现在浏览的是第八页,共49页密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。密实度的计算式如下:对于绝对密实材料,因 0=,故密实度
7、D=1 或 100%。对于大多数土木工程材料,因 0 ,故密实度D 1 或 D 100%。密度;0材料的表观密度9*你现在浏览的是第九页,共49页三空隙率和填充度空隙率和填充度空隙率是指散粒材料在其堆集体积中,颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率P,按下式计算:式中式中V V0 0/V/V0 0即填充度即填充度 0 0材料的表观密度材料的表观密度;0 0,材料的堆积密度材料的堆积密度 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含砂率的依据。10*你现在浏览的是第十页,共49页第第二节二节材料的力学性质材料的力学性质1.1.材料的强度材料的强度材料的
8、强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情况下,材料内部的应力多由外力(或荷载)作用而引起,随着外力增加,应力也随之增大,直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限,即强度极限,材料发生破坏。在工程上,通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。在工程上,通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机上,施加外力(荷将预先制作的试件放置在材料试验机上,施加外力(荷载)直至破坏,根据试件尺寸和破坏时的荷载值,计算载)直至破坏,根据试件尺寸和破坏时的荷载值,计算材料的强度。材料的强度。11*你现在浏览的是第十一页,共49页根据外力作用方式的不同,材料强度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯
9、(抗折)强度等。材料的抗拉、抗压、抗剪强度的计算式如下:式中式中 f-材料强度,材料强度,MPaP-材料破坏时的荷载,材料破坏时的荷载,NA-试件受力面积,试件受力面积,mm212*你现在浏览的是第十二页,共49页材料的抗弯强度与受力情况有关,一般试验方法是材料的抗弯强度与受力情况有关,一般试验方法是将条形试件放在两支点上,中间作用一集中荷载,将条形试件放在两支点上,中间作用一集中荷载,对矩形截面试件,则其抗弯强度用下式计算对矩形截面试件,则其抗弯强度用下式计算:式中式中ff f-材料的抗弯强度,材料的抗弯强度,MPaP-材料受弯破坏时的荷载,材料受弯破坏时的荷载,NL-两支点的间距,两支点的
10、间距,mmb、h-试件横截面的宽及高,试件横截面的宽及高,mm13*你现在浏览的是第十三页,共49页二二变形性质变形性质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称为弹性变形(或瞬时变形)。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为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形(或永久变形)。14*你现在浏览的是第十四页,共49页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
11、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。材料在冲击或动力荷载作用下,能吸收较大能量而不破坏的性能,称为韧性或冲击韧性。15*你现在浏览的是第十五页,共49页第三节第三节材料与水有关的性质材料与水有关的性质一一吸水性和吸湿性吸水性和吸湿性(一一)材料的吸水性材料的吸水性材料能吸收水分的能力,称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。有质量吸水率和体积吸水率两种1.1.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,所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比,并以m 表示。质量吸水率m 的计算公式为:16*你现在浏览的是第十六页,共49页式中式中m1材
12、料吸水饱和状态下的质量(或材料吸水饱和状态下的质量(或kg)m材料在干燥状态下的质量(或材料在干燥状态下的质量(或kgkg)。)。2.2.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,所吸水的体积占材料自然体积的百分率,并以W表示。体积吸水率W的计算公式为:17*你现在浏览的是第十七页,共49页式中式中式中式中mm1 1材料吸水饱和状态下的质量(或材料吸水饱和状态下的质量(或材料吸水饱和状态下的质量(或材料吸水饱和状态下的质量(或kgkg)mm材料在干燥状态下的质量(或材料在干燥状态下的质量(或材料在干燥状态下的质量(或材料在干燥状态下的质量(或kgkg)。)。V V0 0材料在自然状态
13、下的体积,(材料在自然状态下的体积,(cm3 3 或或或或 mm3 3)WW水的密度水的密度水的密度水的密度,(g/cm3 3 或或或或 kg/m3),),常温下取常温下取w=1.0g/cm3 318*你现在浏览的是第十八页,共49页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内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多,其吸水率就越大.孔隙率大,具有微细、连通、开口空隙的材料,吸水性才是最强的.材料在吸水后,原有的许多性能会发生改变,如强度降低,表观密度加大,保温性变差等.甚至有的因吸水发生化学反应而变质.19*你现在浏览的是第十九页,共49页(二)
14、材料的吸湿性材料的吸湿性材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。干燥的材料处在较潮湿的空气中时,便会吸收空气中的水分;而当较潮湿的材料处在较干燥的空气中时,便会向空气中放出水分。前者是材料的吸湿过程,后者是材料的干燥过程。由此可见,在空气中,某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的。20*你现在浏览的是第二十页,共49页材料在任一条件下含水的多少称为材料的含水率,并以表示,其计算公式为:式中式中式中式中mm1 1材料吸湿状态下的质量(或材料吸湿状态下的质量(或材料吸湿状态下的质量(或材料吸湿状态下的质量(或kgkg)mm材料在干燥状态下的质量(或材料在干燥状态下的质量(或材料在干燥状态下
15、的质量(或材料在干燥状态下的质量(或kgkg)。)。)。)。显然,材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。当空气中湿度在较长时间内稳定时,材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态,此时材料的含水率保持不变,其含水率叫作材料的平衡含水率。21*你现在浏览的是第二十一页,共49页二二耐水性、抗渗性和抗冻性耐水性、抗渗性和抗冻性(一一)耐水性耐水性 材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏,强度也不显著降低的性质。衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数K式中式中K材料的软化系数材料的软化系数f1材料吸水饱和状态下的抗压强度(材料吸水饱和状态下的抗压强度(MPa)。)。f材料在干燥状态下的抗压强度(材料在
16、干燥状态下的抗压强度(MPa)软化系数的波动范围在0至1之间。接近于1的说明耐水性好,通常认为,0.8的材料,就具备了相当的耐水性.处于水中和高湿度下的材料尤其要考虑材料的耐水性.22*你现在浏览的是第二十二页,共49页(二二)材料的抗渗性材料的抗渗性抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。通常用抗渗等级提出.材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时,材料标准试件在透水前所能承受的最大水压力,并以字母P及可承受的水压力(以0.1MPa为单位)来表示抗渗等级。如P4、P6、P8、P10等,表示试件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水压而不渗透。23*你
17、现在浏览的是第二十三页,共49页(三三)抗冻性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、外形变化或强度降低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。材料的抗冻等级可分为15、25、50、100、200等,分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。24*你现在浏览的是第二十四页,共49页第四节第四节材料的热物理性质材料的热物理性质一一.导热性与热阻导热性与热阻(一一)导热性导热性当材料两面存在温度差时,
18、热量从材料一面通过材料传导至另一面的性质,称为材料的导热性。导热性用导热系数 表示。导热系数的定义和计算式如下所示:25*你现在浏览的是第二十五页,共49页式中式中导热系数,(导热系数,(););传导的热量,传导的热量,a材料厚度,;材料厚度,;A热传导面积,热传导面积,m2一热传导时间,一热传导时间,h;(t2 2-t1 1)材料两面温度差)材料两面温度差,K导热系数越小的材料导热系数越小的材料,说明它的导热能力越低说明它的导热能力越低,即即保温隔热的性能越好保温隔热的性能越好.26*你现在浏览的是第二十六页,共49页(二二)热阻热阻热阻是材料层(墙体或其它围护结构)抵抗热流通过的热阻是材料
19、层(墙体或其它围护结构)抵抗热流通过的能力,热阻的定义及计算式能力,热阻的定义及计算式为:为:a/a/式中式中 材料层热阻,(材料层热阻,(m m2 2KK)/W/W;aa材料层厚度,;材料层厚度,;材料的导热系数,材料的导热系数,(K)K)热阻的倒数称为材料层(墙体或其它围护结构)热阻的倒数称为材料层(墙体或其它围护结构)的传热系数。传热系数是指材料两面温度差为的传热系数。传热系数是指材料两面温度差为1 1时,时,在单位时间内通过单位面积的热量。在单位时间内通过单位面积的热量。导热系数是评价材料保温性能的首要指标导热系数是评价材料保温性能的首要指标.27*你现在浏览的是第二十七页,共49页二
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