建筑材料模块建筑材料的基本性质ppt课件.ppt

建筑材料 模块一建筑材料的基本性质 1 建筑材料都应具备哪些性质呢 例如 结构材料 力学性能 墙体材料 绝热 隔声性能 屋面材料 地面材料 绝热 隔声性能 绝热 隔声性能 抗渗 防水性能 耐磨性能 例如 结构材料 力学性能 例如 结构材料 墙体材料 绝热 隔声性能 墙体材料 屋面材料 抗渗 防水性能 屋面材料 地面材料 耐磨性能 地面材料 2 建筑材料基本性质 1 材料的物理性质2 材料的基本力学性质3 材料的耐久性4 材料的组成 结构 构造对材料性质的影响 3 1 材料的物理性质ThePhysicalPropertiesofBuildingMaterials 1 材料的基本物理性质 2 材料与水有关的性质 3 材料与热有关的性质 4 1 材料的基本物理性质 1密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量用 表示 按下式计算 材料的绝对密实体积是指不包括材料孔隙在内的体积 5 绝对密实状态下的体积的测定 近于绝对密实的材料 金属 玻璃等 可根据外形尺寸求得体积 或者直接以排水法测定 有孔隙的材料 砖 混凝土 石材 将材料磨成细粉以排除其内部孔隙 经干燥后用密度瓶 李氏瓶 测定其实际体积 该体积即可视为绝对密实状态下的体积 绝对密实体积 李氏瓶 6 2表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为表观密度 用表示 按下式计算 材料在自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙的体积 作用 计算构件的自重 形状规则的直接测量其外形尺寸 用几何公式求出 不规则的形状用排水法求得 7 3堆积密度散粒或粉状材料 如砂 石子 水泥等 在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度 用表示 按下式计算 计算材料的堆放空间 8 由于散粒材料堆积的紧密程度不同 堆积密度可分为疏松堆积密度 振实堆积密度和紧密堆积密度 思考 实际密度 表观密度和堆积密度之间的大小关系如何 9 3孔隙率在材料自然体积内孔隙体积所占的比例 称为材料的孔隙率 用 表示 按下式计算 V 10 4空隙率散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙体积所占的比例称为散粒材料的空隙率 用下式计算 11 2 材料与水有关的性质 1材料的亲水性与憎水性亲水性 材料能被水润湿的性质亲水性材料 砖 木材 混凝土憎水性 材料不能被水润湿的性质憎水性材料 石蜡 沥青 油漆 塑料 12 2 润湿边角材料被水湿润的情况可用润湿边角 来表示 当材料与水接触时 在材料 水 空气三相的交界点 作沿水滴表面的切线 此切线与材料和水接触面的夹角 称为润湿边角 a 亲水性材料 b 憎水性材料 13 用润湿边角 来反映 角愈小 表明材料愈易被水润湿 当 90 时 材料表面吸附水 材料能被水润湿而表现出亲水性 这种材料称亲水性材料 90 时 材料表面不吸附水 此称憎水性材料 当 0 时 表明材料完全被水润湿 上述概念也适用于其它液体对固体的润湿情况 相应称为亲液材料和憎液材料 14 2吸水性和吸湿性吸水性 材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水性 常用质量吸水率表示 m 材料干燥状态下的质量m1 材料吸水饱和状态下的质量 15 体积吸水率 指材料吸水饱和时 所吸水分的体积占自然状态体积的百分率 吸水饱和状态时 吸入水的体积等于材料内开口孔隙的体积 因此体积吸水率等于开口孔隙率 16 吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性 吸湿性常用含水率来表示 即 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性 潮湿材料在干燥的空气中也会放出水分 此称还湿性 17 例 某立方体岩石试件 外形尺寸为50mm 50mm 50mm 测得其在绝干 自然状态及吸水饱和状态下的质量分别为325g 325 3g 326 1g 并测得该岩石的密度为2 68g cm3 试求该岩石的体积吸水率 质量含水率 绝干表观密度 孔隙率 V0 5 5 5 125cm3m含 325 3gm干 325gm饱 326 1g w 1g cm3 1 2 6 2 68 2 98 325 125 2 6g cm3 0 3 325 0 092 1 1 125 0 88 解 W体 V水 V0 18 例 岩石试件经完全干燥后 其质量为482g 将放入盛有水的量筒中 经一定时间岩石吸水饱和后 量筒的水面由原来的452cm3上升至630cm3 取出岩石 擦干表面水分后称得质量为487g 试求该岩石的密度 表观密度及质量吸水率 假设岩石内无封闭空隙 解 因m干 482g m饱 487g V 630 452 178cm3Vo 178 5 183cm3 故 m干 V 482 178 2 71g cm3 o m干 Vo 482 178 5 2 63g cm3Wm m饱 m干 m1 100 487 482 482 100 1 19 3材料的耐水性材料长期在水作用下不破坏 且其强度也不显著降低的性质称为耐水性 材料的耐水性用软化系数表示 可按下式计算 式中 kr 材料的软化系数 fb 材料在饱水状态下的抗压强度 MPa fg 材料在干燥状态下的抗压强度 MPa 耐水性材料要求软化系数大于0 85 可以用于水中或潮湿环境中的重要工程 20 1 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 2 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 软化系数的波动范围在0至1之间 21 关于耐水性不正确的 A 有孔材料的耐水性用软化系数表示B 材料的软化系数在0 1之间波动C 软化系数大于0 85的材料称为耐水材料 D 软化系数小于0 85的材料称为耐水材料 E 软化系数越大 材料吸水饱和后强度降低越多 耐水性越差 答案 DE 22 例 某石材在气干 绝干 水饱和情况下测得的抗压强度分别为174 178 165MPa 求该石材的软化系数 并判断该石材可否用于水下工程 解该石材的软化系数为 由于该石材的软化系数为0 93 大于0 85 故该石材可用于水下工程 Kr fb fg 165 178 0 93 23 4抗渗性材料抵抗压力水渗透的性质称为材料的抗渗性 不透水性 材料的抗渗性可用抗渗等级表示 抗渗等级是以规定的试件 在标准试验方法下所能承受的最大水压力来确定 以符号Pn表示 其中n为该材料所能承受的最大水压力的十倍的MPa数 如P4 P6 P8等分别表示材料能承受0 4 0 6 0 8MPa的水压而不渗水 材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征有关 24 我国现行抗渗等级的确定 是以龄期为28d的圆台体试件 高150mm 底面直径185mm 顶面直径175mm 来做抗渗试验 并定出抗渗等级 抗渗圆柱体试件每组为六个 试验时 当试件只有两个试件表面开始发现渗水现象时的水压力值 以MPa计 就称为该混凝土的抗渗等级 用符号P来表示 混凝土的抗渗等级划分为P4 P6 P8 P10 P12等五个等级 相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力 混凝土抗渗仪 25 五 材料的抗冻性 FrostResistance 材料的抗冻性用抗冻等级表示 抗冻等级 以规定的试件 在规定试验条件下 测得其强度降低不超过规定值 并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数 用符号Fn表示 其中n即为最大冻融循环次数 如F25 F50等 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 如混凝土抗冻等级 15是指所能承受的最大冻融次数是15次 在 15 的温度冻结后 再在20 的水中融化 为一次冻融循环 这时强度损失率不超过25 质量损失不超过5 26 混凝土抗冻等级F15号中的15是指 A 承受冻融的最大次数为15次B 冻结后在15 C的水中融化C 最大冻融次数后强度损失率不超过15 D 最大冻融次数后质量损失率不超过15 正确答案 A 27 3 材料与热有关的性质 1 导热性当材料两面存在温度差时 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课本所示 28 几种典型材料的热工性质指标 29 影响导热系数的因素无机材料的导热系数大于有机材料晶体的导热系数大于无定形体的导热系数材料的孔隙率愈大 即空气愈多 导热系数愈小 材料的含水率增加 导热系数也增加大多数材料的导热系数随温度和湿度升高而增加 30 2 材料的力学性质 材料的力学性质指材料在外力作用下的变形性质和抵抗破坏的能力 1 材料的强度 比强度 理论强度和强度等级 2 弹塑性变形 3 脆性与韧性 4 硬度与耐磨性 31 1材料的强度材料在外力作用下抵抗破坏的能力 称为材料的强度 以外力破坏时单位面积上所承受的外力 拉力 压力 剪力等 表示 32 2材料的抗拉 抗压和抗剪强度 33 3影响材料强度的外界因素 1 试件的形状相同底面积的试件 高度越大 强度值越小 2试件尺寸 强度测定值逐渐减小 34 3 加荷速度加荷速度越快 测定的强度值越大4 试件试验环境的温湿度 快 慢 干 湿 35 2 弹塑性变形 1弹性变形及塑性变形材料在外力作用下产生变形 当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性 材料的这种可恢复的变形称为弹性变形 弹性变形是可逆变形 材料在外力作用下产生变形 当外力去除后 有一部分变形不能恢复 这种性质称为材料的塑性 这种不能恢复的变形称为塑性变形 塑性变形为不可逆变形 弹性 外力 变形 卸外力 变形完全恢复材料的弹性用弹性模量 表示塑性 外力 变形 卸外力 变形不完全恢复 36 五 材料的脆性与韧性脆性 材料在外力作用下至破坏前无明显塑性变形而突然破坏的性质 脆性材料抗动载能力差 但抗压强度高 如砖 混凝土 玻璃等 韧性 在冲击 振动荷载作用下 材料能承受很大变形也不致破坏的性能 如钢材 木材 竹材等 37 TheendofthisPart Thanks 38 课堂作业单元一建筑材料的基本性质 一 名词解释1 材料的孔隙率2 堆积密度3 材料的强度4 材料的耐久性 39 二 填空题 1 材料的吸湿性是指材料在 的性质 2 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的 来表示 3 水可以在材料表面展开 即材料表面可以被水浸润 这种性质称为 4 材料地表观密度是指材料在 状态下单位体积的质量 5 建筑材料按化学性质分三大类 6 大多数建筑材料均应具备的性质 即材料的 7 材料吸收水分的能力 可用吸水率表示 一般有两种表示方法 和 40 三 单项选择题 1 材料在水中吸收水分的性质称为 A 吸水性B 吸湿性C 耐水性D 渗透性2 含水率为10 的湿砂220g 其中水的质量为 A 19 8gB 22gC 20gD 20 2g3