建筑材料与检测第一章.ppt

1、建筑材料与检测,第一章 建筑材料的基本性质,教学目标,通过本章的学习，掌握材料基本物理性质、力学性质、耐久性质；重点掌握材料质量性质、水工性质、热工性质；掌握材料的强度性质,本章内容,1.1 材料的物理性质 1.1.1 材料与质量有关的性质 1.1.2 材料与水有关的性质 1.1.3 材料与热有关的性质 1.2 材料的力学性质 1.2.1 材料的强度 1.2.2 材料的弹性与塑性 1.2.3 材料的脆性与韧性 1.3 材料的耐久性,1.1 材料的物理性质,1.1.1 材料与质量有关的性质 1.实际密度 指的是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。 计算公式为： 上式中 密度（g/cm3)； m

2、材料在干燥状态下的质量（g）； v材料在绝对密实状态下的体积（cm3,材料在致密状态下的体积指的是不包含材料内部孔隙的实体积； 对于致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内部是不含孔隙的，故体积很容易测定； 但是对于绝大多数材料而言，在自然状态下材料是含有一些孔隙的； 思考题： 如何测量有孔隙材料的密度,2.表观密度 指的是材料在自然状态下，单位体积的质量。 计算公式为： 式中 0 表观密度（kg/m3)； m材料在干燥状态下的质量（kg）； vo材料在自然状态下的体积（m3). 自然状态下的体积vo= 密实状态下的体积V +孔隙体积V孔 思考题：比较密度和表观密度的大小,3.堆积密度 散粒状材料在

3、自然堆积状态下，单位体积的质量。 计算公式为： 式中,思考题：如何测定砂和石子的堆积密度,采用容量升来测定砂子、石子的堆积体积，方法如下： a）砂子采用1L、5L的容量升来测堆积体积； b）石子采用10L、20L、30L的容量升来测定其堆积体积,4.材料的密实度与孔隙率 1）密实度 是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D来表示,2）孔隙率 是指材料体积内，孔隙体积占自然状态下总体积的百分率，用P表示,密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。 一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越少，则,其强度越高,吸水越少,抗渗性和抗冻性越好,5.材料的填充率与空隙率

4、1）填充率 指的是装在某一容器中的散粒材料，其颗粒填充该容器的程度。 填充率一般用D来表示，按下式计算,或,2）空隙率 空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间 的空隙体积占堆积体积的百分率，用P表示： 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的致密程度,1.亲水性与憎水性 材料与水接触时，根据材料是否能被水润湿，可将其分为亲水性和憎水性两类。 在材料、水、空气三相交点处，沿水滴的表面作切线，切线与水和材料接触面所成的夹角，称为润湿角（用表示,1.1.2 材料与水有关的性质,2.吸水性 材料在水中吸收水分达到饱和的性质称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示，吸水率有两种表示方法： 1）质量吸

5、水率,2）体积吸水率 指材料在吸水饱和时，所吸收水分的体积占干燥材料总体积的百分率，公式如下,3.吸湿性 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性，大小用含水率来表示。 平衡含水率：当材料中所含水分与空气湿度达到 相对平衡时的含水率,4.耐水性 材料长期在饱和水作用下不破坏，强度叶不显著降低的性质称为耐水性。用软化系数表示： 工程中将K软0.80的材料称为耐水性材料。对于经常位于水中或潮湿环境中的重要结构的材料，必须选用K软0.85的耐水性材料,5.抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。材料的抗渗性通常采用渗透系数来表示。公式如下： 式中 K材料的渗透系数，cm/h; W透过材料试件的水

6、量，cm3 d-材料试件的厚度，cm A透水面积，cm2 t透水时间，s H静水压力水头，cm,混凝土抗渗性试验： 试验步骤： 试件到期后取出，擦干表面，用钢丝刷刷净两端面，待表面干燥后，在试件侧面滚涂一层溶化的密封材料（黄油掺滑石粉）装入抗渗仪上进行试验。如在试验中，水从试件周边渗出，说明密封不好，要重新密封。 试验时，水压从0.2Mpa开始，每隔8h增加水压0.1Mpa,并随时注意观察试件端面情况，一直加至6个试件中3个试件表面发现渗水，记下此时的水压力，即可停止试验,6.抗冻性 材料在饱和水状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，且强度也不显著降低，称为抗冻性。用抗冻标号表示。 最大冻融

7、循环次数Fn指的是经n次冻融循环后，强度损失不超过25%，质量损失不超过5%的试验次数,1.1.3 材料与热有关的性质,1.导热性 当材料两侧存在温差时，热量将从温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料这种传导热量的能力称为导热性。其大小用导热系数来表示,2.热容量 材料容纳热量的能力称为热容量，用比热表示。 比热：是指单位质量的材料，在温度升高或下降1K时，吸收或放出的热量，公式如下,1.2 材料的力学性质,1.2.1 材料的强度 强度：材料在荷载（外力）作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度,试验测定的强度值除受材料本身的组成、结构、孔隙率大小等内在因素的影响外，还与试验条件密切相关，如试

8、件形状、尺寸、表面状态、含水率及试验时加荷速度等。因此，必须按规定的标准试验方法测定材料的强度。 比强度：材料的强度与其体积密度之比，是衡量材料是轻质高强的一个主要指标,1.2.2 材料的弹性与塑性,弹性 是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复原形状的性质，称为弹性； 塑性 是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质，称为塑性； 完全弹性材料是没有的，弹性变形和塑性变形同时产生,低碳钢的曲线,比例极限（ p） 弹性极限（ e ） 屈服极限（ s ） 抗拉极限（ b,1.2.3 材料的脆性与韧性,脆性 材料受外力作用，当外力达到一定限度时，材料发生突然变化，且破坏时无明显塑性变形，这种性质称为脆性。建筑材料中大部分无机非金属材料均为脆性材料。 韧性 材料在冲击荷载或震动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏的性质称为韧性,