建筑材料：第1章 建筑材料的基本性质.ppt

建筑材料安徽水利水电职业技术学院张思梅主讲 第一章建筑材料的基本性质安徽水利水电职业技术学院张思梅主讲 本章教学目标 熟悉 主要技术性质的物理意义 影响因素及对其它性质的影响 掌握 材料各种基本性质的概念 指标的计算 了解 材料的各性质在工程实践中的意义 本章内容 第一节材料的基本物理性质 第二节材料的力学性质 第三节材料的耐久性 建筑材料的分类 按化学组成分为 无机材料 有机材料及复合材料 按材料的使用功能 结构材料 墙体材料 装饰材料及其他功能材料 第一节材料的基本物理性质 一 材料的密度 表观密度与堆积密度 一 材料与质量有关的基本物理性质 材料在绝对密实状态下 单位体积的质量 材料在自然状态下 单位体积的质量 材料在堆积状态下 单位体积的质量 g cm3 m3 m3或g cm3 请看密度试验动画 请看堆积密度试验动画 二 密实度与孔隙率 密实度 图1 1材料孔隙率示意图 密实度是指材料体积内 被固体物质所充实的程度 二 密实度与孔隙率 孔隙率 图1 1材料孔隙率示意图 孔隙率是指材料体积内 孔隙体积占总体积的百分率 三 填充率与空隙率 填充率 图1 2材料空隙率示意图 填充率是指散粒材料在其堆积体积中 被其颗粒填充的程度 空隙率 图1 2材料空隙率示意图 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占材料堆积体积的百分率 三 填充率与空隙率 一 材料的亲水性与憎水性 a 亲水性材料 b 憎水性材料 二 材料与水有关的性质 请看亲水性与憎水性动画演示 二 吸水性 定义 吸水性是指材料在水中吸收水分的性质 其大小用吸水率表示 影响吸水性的因素 影响吸水性的因素 材料的孔隙率 材料的本身的性质 如亲水性或憎水性 孔隙构造特征 如孔径大小 开口与否等 三 吸湿性 定义 材料在空气中 吸收空气中水分的性质 称为吸湿性 其大小用含水率表示 影响吸湿性的因素 影响吸湿性的因素 材料的孔隙率 材料的本身的性质 如亲水性或憎水性 孔隙构造特征 如孔径大小 开口与否等 周围空气的温度和湿度 四 材料的耐水性 定义 材料在长期饱和水作用下 其强度也不显著降低的性质 称为耐水性 其衡量指标为 软化系数越小 说明材料吸水饱和后的强度降低越多 其耐水性越差 材料软化系数的要求 工程对材料软化系数的要求 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物 如地下构筑物 基础 水工结构 的材料 其K软 0 85 受潮较轻的或次要结构物的材料 其K软 0 75 K软 0 80的材料 一般称为耐水的材料 衡量指标 渗透系数k 单位cm hk越大 材料的抗渗性越差 五 材料的抗渗性 定义 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性 Q 抗渗等级Pn 抗渗等级 对于混凝土和砂浆 抗渗性常用抗渗等级 S 表示 S 10H 1H 试件开始渗水时的水压力 MPa 影响材料抗渗性的因素 孔隙率 孔隙特征 地下建筑 地铁 人防建筑 地下室 水工结构 防水材料等均要求较高的抗渗性 六 材料的抗冻性 定义 材料在吸水饱和状态下 能经受多次冻融循环作用而不破坏 强度也不显著降低的性质 衡量指标 抗冻性指标用抗冻等级Fn表示 表示经过n次冻融循环次数后 质量损失不超过5 强度损失不超过25 冻融破坏的原因 材料有孔且孔隙含水 水 冰 体积膨胀9 结冰压力高达100MPa 结冰压力超过材料的抗拉强度时 材料开裂 裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度 饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏 反复多次加剧破坏 最终材料崩溃 严寒地区道路 桥梁 水坝 堤防 海上钻井平台 跨海大桥等均需考虑冻融破坏 三 材料的热工性质 导热性 导热性 材料传导热量的能力称为导热性 其大小用热导率 表示 式中 导热系数 W m K Q 传导的热量 J A 热传导面积 m2 d 材料的厚度 m t 热传导时间 s T2 T1 材料两侧温差 K 导热系数 的物理意义 表示单位厚度的材料 当两侧温差为1K时 在单位时间内通过单位面积的热量 材料的组成与结构孔隙率及孔隙特征含水情况 影响材料导热系数的因素有 第二节材料的力学性质 第二节材料的力学性质 一 材料的强度与强度等级 请看材料受拉破坏动画演示 第二节材料的力学性质 一 材料的强度与强度等级 请看材料受压破坏动画演示 第二节材料的力学性质 一 材料的强度与强度等级 请看材料受弯破坏动画演示 第二节材料的力学性质 一 材料的强度与强度等级 请看材料受剪破坏动画演示 第二节材料的力学性质 一 材料的强度与强度等级 强度 指材料抵抗破坏的能力 材料的抗弯强度 材料的抗压 抗拉 抗剪强度 单位 MPa 1MPa 1N mm2 比强度 比强度材料的强度与其表观密度的比值 f o 它是评价材料是否轻质高强的指标 几种材料的强度比较 二 材料的比强度衡量材料轻质高强的一个指标 材料的强度与其表观密度之比 即 三 弹性与塑性 材料在外力作用下产生变形 外力撤掉后变形能完全恢复的性质 称为弹性 材料在外力作用下产生变形 若除去外力后仍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 四 材料的脆性与韧性 脆性材料 如混凝土 玻璃 石材 抵抗冲击或震动荷载的能力很差 2 韧性 在冲击 震动荷载的作用下 能吸收较大能量而不破坏的性质称为韧性 如钢材 木材 纤维等 1 脆性 在外力作用下 当外力达到一定限度后 材料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质 桥梁 牛腿柱 电梯井 高层建筑等处所用的材料须有较好的韧性 请看材料脆性 韧性破坏动画演示 五 硬度和耐磨性 测定方法 刻划法 回弹法 压入法 1 硬度 指材料表面的坚硬程度 是抵抗其他物体刻划 压入其表面的能力 五 硬度和耐磨性 请看压入法测材料硬度动画演示 五 硬度和耐磨性 2 耐磨性 材料表面抵抗磨损的能力 用磨损率表示 m1 试件磨损前的质量 g m2 试件磨损后的质量 g A 试件受磨面积 cm2 第三节材料的耐久性 第三节材料的耐久性