建筑材料第一章材料的基本性质好优秀课件.ppt
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1、建筑材料第一章材料的基本性质好第1页,本讲稿共40页一、材料与质量有关的性质一、材料与质量有关的性质n材料的体积构成材料的体积构成 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不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。同的物理状态,因而表现出不同的体积。第2页,本讲稿共40页(一)材料的密度(一)材料的密度 1.1.实际密度实际密度 指材料在绝对密实状态下单位体积的质量,按下式指材料在绝对密实状态下单位体积的质量,按下式计算:计算:式中:式中:实际密度,实际密度,g/cmg/cm3 3 或或 kg/m kg/m3 3;m m材料的质量,材料的质量,g g 或或 k
2、g kg;V V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。第3页,本讲稿共40页2.2.表观密度表观密度 材料单位表观体积的质量。按下式计算:材料单位表观体积的质量。按下式计算:式中:式中:0体积密度,体积密度,g/cm g/cm3 3 或或 kg/m kg/m3 3;m m 材料的质量,材料的质量,g g 或或 kg kg;0 材料的自然体积,材料的自然体积,cmcm3 3 或或 m m3 3。第4页,本讲稿共40页 3.3.堆积密度堆积密度 堆积密度是指粉状或粒状材料,在堆积状态下单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:位体积
3、的质量。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/m kg/m3 3;m m 材料的质量,材料的质量,g g 或或 kg kg;V 0 材料的堆积体积,材料的堆积体积,cmcm3 3 或或 m m3 3。第5页,本讲稿共40页n 砂堆积体积的测定砂堆积体积的测定将容量筒内材料将容量筒内材料刮平,容量筒的刮平,容量筒的容积即为材料堆容积即为材料堆积体积积体积第6页,本讲稿共40页(二)(二)材料的密实度材料的密实度 密实度是指材料体积内固体物质填充的程度。密实度的计算密实度是指材料体积内固体物质填充的程度。密实度的计算式如下:式如下:式中:
4、式中:密度;密度;0 0材料的表观密度。材料的表观密度。对于绝对密实材料,对于绝对密实材料,因因 0 0=,故密实度,故密实度D=1 D=1 或或100%100%。对于大多数土木工程材料,对于大多数土木工程材料,因因 0 0 ,故密实度,故密实度D D 1 1 或或 D D 100%100%。第7页,本讲稿共40页n 材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的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。孔隙率百分率。孔隙率P P按下式计算:按下式计算:式中:式中:V V 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;V V0 0 材料的表观体积,
5、材料的表观体积,cmcm3 3 或或 m m3 3;0 0 材料的表观密度材料的表观密度,g/cm,g/cm3 3 或或 kg/m kg/m3 3;密度密度,g/cm,g/cm3 3 或或 kg/m kg/m3 3。(三)孔隙率(三)孔隙率第8页,本讲稿共40页(四)空隙率(四)空隙率 空隙率是指散粒材料在其堆积体积中空隙率是指散粒材料在其堆积体积中,颗粒之间的颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率空隙体积所占的比例。空隙率 P P按下式计算:按下式计算:式中:式中:0 0 材料的体积密度;材料的体积密度;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
6、。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。第9页,本讲稿共40页n 孔隙率与空隙率的区别孔隙率与空隙率的区别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堆积材料之间作作 用用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式计算公式第10页,本讲稿共40页 1.1.材料的材料的亲水性亲水性与与憎水性憎水性 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;材料表面不能被水润湿的性质称为表面不能被水润湿的性质称为憎水性憎水性。
7、具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构。亲水具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构。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。间的内聚力。()亲水性材料()亲水性材料 ()憎水性材料()憎水性材料二、材料与水有关的性质第11页,本讲稿共40页 2.2.材料的吸水性材料的吸水性 材料在水中吸收水分的能力,称为材料的吸水性。材料在水中吸收水分的能力,称为材料的吸水性。吸水性的大小以吸水率来表示。
8、吸水性的大小以吸水率来表示。式中:式中:W W 材料的重量吸水率材料的重量吸水率(%);(%);m m1 1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 g或或kgkg););m m材料在干燥状态下的质量(材料在干燥状态下的质量(g g或或kgkg)。)。第12页,本讲稿共40页 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,更与其空隙材料的吸水率与其孔隙率有关,更与其空隙特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并特征有关。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
9、愈大。微孔隙愈多,其吸水率就愈大。第13页,本讲稿共40页 3.3.材料的吸湿性材料的吸湿性 材料在空气中吸收水分,所吸收水分随空气中湿度材料在空气中吸收水分,所吸收水分随空气中湿度的大小而变化。的大小而变化。当空气中湿度在较长时间内稳定时,材料的吸湿和干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,其含水率称为水率称为平衡含水率平衡含水率。第14页,本讲稿共40页n 吸水率与含水率的区别吸水率与含水率的区别比较项目比较项目吸水率吸水率含水率含水率适用场合适用场合在水中吸收水分在水中吸收水分在空气中
10、吸收水分在空气中吸收水分表示方法表示方法吸收水分的质量比吸收水分的质量比或体积比或体积比吸收水分的质量比吸收水分的质量比吸收水量吸收水量达到饱和达到饱和与空气中水分平衡与空气中水分平衡通常小于吸水率通常小于吸水率第15页,本讲稿共40页 4.4.材料的耐水性材料的耐水性 材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏,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。材料耐水性的指标用软化系数强度也不显著降低的性质。材料耐水性的指标用软化系数 K KR R表示:表示:式中:式中:K KR R 材料的软化系数;材料的软化系数;f fb b 材料吸水饱和状态下的抗压强度(材料
11、吸水饱和状态下的抗压强度(MPaMPa););f fg g 材料在干燥状态下的抗压强度(材料在干燥状态下的抗压强度(MPaMPa)。)。第16页,本讲稿共40页n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。质变化的重要特征之一。n 一般材料吸水后,水分会分散在材料内微粒的表面,削弱一般材料吸水后,水分会分散在材料内微粒的表面,削弱其内部结合力,强度则有不同程度的降低。当材料内含有可其内部结合力,强度则有不同程度的降低。当材料内含有可溶性物质时(如石膏、石灰等),吸入的水还可能溶解部分溶性物质时(如石膏、石灰等
12、),吸入的水还可能溶解部分物质,造成强度的严重降低。物质,造成强度的严重降低。n软化系数的波动范围在软化系数的波动范围在0 0至至1 1之间。工程中通常将之间。工程中通常将K KR R0.850.85的材料称为耐水性材料,可以用于水中或潮湿环境中的材料称为耐水性材料,可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时,材的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时,材料软化系数也不得小于料软化系数也不得小于0.75 0.75。第17页,本讲稿共40页 5.5.抗冻性抗冻性n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
13、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。n材料吸水后,在负温作用条件下,水在材料毛细孔内冻结成冰,材料吸水后,在负温作用条件下,水在材料毛细孔内冻结成冰,体积膨胀所产生的冻胀压力造成材料的内应力,会使材料遭到体积膨胀所产生的冻胀压力造成材料的内应力,会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环的反复,材料的破坏作用逐步加剧,局部破坏。随着冻融循环的反复,材料的破坏作用逐步加剧,这种破坏称为冻融破坏。这种破坏称为冻融破坏。n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
14、级。限度时所能经受的冻融循环次数来表示,或称为抗冻等级。n材料的抗冻等级可分为材料的抗冻等级可分为F15F15、F25F25、F50F50、F100F100、F200F200等,等,分别表示此材料可承受分别表示此材料可承受1515次、次、2525次、次、5050次、次、100100次、次、200200次次的冻融循环。的冻融循环。第18页,本讲稿共40页 影响抗冻性的因素:影响抗冻性的因素:1.1.材料的材料的密实度密实度(孔隙率):密实度越高则其抗冻性越好。(孔隙率):密实度越高则其抗冻性越好。2.2.材料的材料的孔隙特征孔隙特征: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。3.
15、3.材料的材料的强度强度:强度越高则其抗冻性越好。:强度越高则其抗冻性越好。4.4.材料的材料的耐水性耐水性: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。5.5.材料的材料的吸水量大小吸水量大小:吸水量越大则其抗冻性越差。:吸水量越大则其抗冻性越差。第19页,本讲稿共40页 6.6.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。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。用渗透系数或抗渗等级表示。(1 1)渗透系数)渗透系数 材料的渗透系数材料的渗透系数K K可通过下式计算可通过下式计算:式中:式中:KK渗透系数渗透系数,(cm/
16、hcm/h)Q Q渗水量(渗水量(cmcm3 3););F F渗水面积(渗水面积(cmcm2 2)H H材料两侧的水压差,(材料两侧的水压差,(cmcm););d d试件厚度试件厚度 (cmcm););tt渗水时间渗水时间 (h h)。)。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。第20页,本讲稿共40页 (2 2)抗渗等级)抗渗等级 材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水测试时,材材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水测试时,材料标准试件在透水前所能承受的最大水压力,并以字母料标准试件在透水前所能承受的最大水压力,并以字母P P及可承受的水压力(以及可承
17、受的水压力(以0.1MPa0.1MPa为单位)来表示抗渗等级。为单位)来表示抗渗等级。如如P4P4、P6P6、P8P8、P10P10等,表示试件能承受逐步增高至等,表示试件能承受逐步增高至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。(3 3)影响材料抗渗性的因素)影响材料抗渗性的因素n材料亲水性和憎水性:通常憎水性材料其抗渗性优于亲水材料亲水性和憎水性:通常憎水性材料其抗渗性优于亲水性材料;性材料;n材料的密实度:密实度高的材料其抗渗性也较高;材料的密实度:密实度高的材料其抗渗性也较高;n材料的孔隙特征:
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