材料的基本性质(1)ppt课件

1、第一章 建筑资料的根本性质内容： 资料的组成与构造 资料的根本物理性质 资料的根本力学性质 资料的化学性质 资料的耐久性 1.1 资料的组成与构造内容： 资料的组成 资料的构造 资料的孔隙及其对资料性质的影响一.资料的组成(一)化学组成化学元素组成不同，性能不同。无机非金属建筑资料的化学组成以各种氧化物含量来表示。金属资料以元素含量来表示。 化学组成决议着资料的化学性质，影响其物理性质和力学性质。(二)矿物组成矿物是指具有相对固定的化学成分和结合特征的单质和化合物。资料中的元素和化合物以特定的矿物方式存在并决议着资料的许多重要性质。矿物组成是无机非金属资料中化合物存在的根本方式。 二.资料的构

2、造与构造(一).宏观构造构造 资料的宏观构造是指用肉眼和放大镜可以分辨的粗大组织。其尺寸约为毫米级大小，以及更大尺寸的构造情况。宏观构造，按孔隙尺寸可以分为：常用材料常用材料主要特征主要特征致密结构致密结构钢材、玻璃、沥青、部分塑料钢材、玻璃、沥青、部分塑料高强、或不透水、耐腐蚀高强、或不透水、耐腐蚀多孔结构多孔结构泡沫塑料、泡沫玻璃泡沫塑料、泡沫玻璃轻质、保温轻质、保温纤维结构纤维结构木材、竹材、石棉、玻璃纤维、钢纤木材、竹材、石棉、玻璃纤维、钢纤维维高抗拉、且大多数具有轻高抗拉、且大多数具有轻质、保温、吸声性质质、保温、吸声性质聚集结构聚集结构陶瓷、砖、某些天然岩石陶瓷、砖、某些天然岩石强

3、度较高强度较高颗粒聚集结构颗粒聚集结构各种混凝土、砂浆、钢筋混凝土各种混凝土、砂浆、钢筋混凝土综合性能好、价格较低廉综合性能好、价格较低廉纤维聚集结构纤维聚集结构岩棉板、岩棉管、石棉水泥制品、纤岩棉板、岩棉管、石棉水泥制品、纤维板、纤维增强塑料维板、纤维增强塑料轻质、保温、吸声或高抗轻质、保温、吸声或高抗拉（折）拉（折）多孔结构多孔结构加气混凝土、泡沫混凝土加气混凝土、泡沫混凝土轻质、保温轻质、保温叠合结构叠合结构纸面板、胶合板、各种夹芯板纸面板、胶合板、各种夹芯板综合性能好综合性能好材料的宏观结构材料的宏观结构单一单一材料材料复合复合材料材料(二).亚微观构造亚微观构造借助光学显微镜所能察看

4、到的资料内部的组织形状。如金属资料晶粒的粗细，木材的木纤维，混凝土中的孔隙及界面等。(三).微观构造 微观构造是指资料在原子、分子层次的构造。资料的微观构造，根本上可分为晶体与非晶体。 晶体构造的特征是其内部质点离子、原子、分子按照特定的规那么在空间周期性陈列。金刚石、石英、石膏、有机化合物 非晶体也称玻璃体或无定形体，如无机玻璃。玻璃体是化学不稳定构造，容易与其它物体起化学作用。玻璃、粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰 玻璃体：具有一定化学成分的熔融物质。粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰 胶体：大量微小的固体粒子均匀稳定分散在介质中所构成的构造。沥青n从宏观、亚微观和微观三个不同层次的构造上来研讨土木

5、工程资料的性质，才干深化其本质，对改良与提高资料性能以及创制新型资料都有着重要的意义。1.2 资料的物理性质内容:资料与质量有关的性质资料与水有关的性质资料与热有关的性质1.2.1资料与质量有关的性质：一资料的体积： 体积是资料占有的空间尺寸。由于资料具有不同的物理形状，因此表现出不同的体积。封闭孔隙（体积为Vb）开口孔隙（体积为Vk）固体物质（体积为V）材料在自然状态下总体积：V0V+Vp 孔隙体积：VpVb+VkVp孔隙体积n绝对密实体积n 枯燥资料在绝对密实形状下的体积。即资料内部固体物质的体积，或不包括内部孔隙的资料体积。普通以表示。n 普通将资料磨成规定细度的粉末，用排开液体的方法得

6、到其体积。n视体积n 对于比较密实、孔隙较少的散粒状资料，不用磨细，直接用排开液体的方法测定的体积，其值为资料的固体体积与资料内孔体积之和。普通以 表示。 Vn资料的表观体积n 资料在自然形状下的体积，即整体资料的外观体积含内部孔隙和水分。其值为资料的固体体积与资料内、外孔体积三者之和，普通以V0 表示。n 外形规那么的资料可根据其尺寸计算其体积；外形不规那么的资料可先在资料外表涂腊，然后用排开液体的方法得到其体积。0V 表观体积是指包括内部封锁孔隙在内的体积。其封锁孔隙的多少，孔隙中能否含有水及含水的多少，均能够影响其总质量或体积。 因此，资料的表观密度与其内部构成形状及含水形状有关。工程中

7、砂石资料，直接用排水法测定其表观体积n资料的堆积体积n 粉状或粒状资料，在堆积形状下的总体外观体积。松散堆积形状下的体积较大，密实堆积形状下的体积较小。普通以 表示，其值为资料的固体体积、孔隙体积以及料粒之间的空隙体积三者之和。二资料的密度 1.实践密度 指资料在绝对密实形状下单位体积的质量，按下式计算： 式中：实践密度，g/cm3 或 kg/m3； m资料在枯燥形状下的质量，g 或 kg； V资料在绝对密实形状下的体积，cm3 或 m3。Vm2.视密度 近似绝对密实形状，与实践密度相差很小，如混凝土用砂、石骨料等均属较密实的资料。视体积可为资料固体体积与资料内孔之和。按下式计算：式中： 体积

8、密度， g/cm3 或 kg/m3； m 资料在枯燥形状下的质量，g 或 kg； 资料的视体积，cm3 或 m3。VmV3.表观密度表观密度是指资料在自然形状下单位体积的质量。按下式计算： 式中：0资料的体积密度, g/cm3 或 kg/m3； m 资料在枯燥形状下的质量，g 或 kg； V0资料的表观体积，cm3 或 m3。00Vm4. 堆积密度 堆积密度是指粉状或粒状资料，在堆积形状下单位体积的质量。按下式计算： 式中：0资料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3； m 在枯燥形状下的质量，g 或 kg； 资料的堆积体积，cm3 或 m3。00Vm0Vn几种密度的比较比较工程比较工程实践

9、密度视密度表观密度堆积密度资料形状资料形状绝对密实近似绝对密实形状自然形状堆积形状资料体积资料体积VV0计算公式计算公式运用运用判别资料性质用量计算、体积计算00VmVmVm00VmV0V资料视密度(g/cm3 表观密度 g/cm3 堆积密度(g/cm3 石灰岩2.601.8-2.6砂2.601.41.7钢、铸钢7.857.85铝2.802.80水泥3.101.21.3普通混凝土1.9592.50沥青混凝土2.30水泥砂浆2.12.2木材1.550.40.8三 资料的密实度 密实度是指资料体积内固体物质填充的程度。密实度的计算式如下： 式中： 密度； 0资料的表观密度。 对于绝对密实资料， 因

10、 0 = ，故密实度D =1 或100%。对于大多数土木工程资料， 因 0 ，故密实度D 1 或 D 100%。 10010000VVDn资料的孔隙率是指资料内部孔隙的体积占资料总体积的百分率。孔隙率P按下式计算：n式中：V资料的绝对密实体积，cm3 或 m3；n V0资料的表观体积，cm3 或 m3；n 0资料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3；n 密度, g/cm3 或 kg/m3。）（1001100000VVVP 四孔隙率n开口孔隙率n资料在实验室常温暖20mmHg真空抽气条件下能被水或其它液体进入的孔隙体积与资料自然形状体积之比的百分数。%1001201OHKVmmP式中：PK资

11、料的开口孔隙率； m1资料在真空条件下吸水达饱和面干形状时的质量g)；m资料在枯燥形状下的质量g)； H20水的密度, g/cm3 或 kg/m3。n闭口孔隙率KbPPP五填充率散粒资料在堆积体积中，被颗粒自然形状体积填充的程度。散粒资料在堆积体积中，被颗粒自然形状体积填充的程度。100100/0000VVD六空隙率 空隙率是指散粒资料在其堆积体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率 按下式计算： 式中：0资料的体积密度； 资料的堆积密度。 空隙率的大小反映了散粒资料的颗粒相互填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的根据。 ）（）（10011001100000000VV

12、VVVP0P n孔隙率与空隙率的区别比较工程比较工程孔隙率空隙率适用场所适用场所个体资料内部堆积资料之间作作 用用可判别资料性质可进展资料用量计算计算公式计算公式NoImage）（10010P）（100100P1.2.2 资料与水有关的性质1.资料的亲水性与憎水性 与水接触时，资料外表能被水润湿的性质称为亲水性；资料外表不能被水润湿的性质称为憎水性。 具有亲水性或憎水性的根本缘由在于资料的分子构造。亲水性资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；憎水性资料与水分子之间的作用力，小于水分子相互之间的内聚力。亲水性资料 憎水性资料称为润湿角。90902.资料的吸水性 资料在水中吸收

13、水分的才干，称为资料的吸水性。 吸水性的大小以吸水率来表示。1 质量吸水率 质量吸水率是指资料在吸水饱和时，所吸水量占资料在枯燥形状下的质量百分比，并以m 表示。质量吸水率m 的计算公式为：式中： m1资料吸水饱和形状下的质量g或kg； m资料在枯燥形状下的质量g或kg。%1001mmmWm2 体积吸水率 体积吸水率是指资料在吸水饱和时，所吸水的体积占资料自然体积的百分率，并以WV表示。体积吸水率WV的计算公式为：式中:m1资料吸水饱和形状下的质量g或kg；mg资料在枯燥形状下的质量g或kg。V0 资料在自然形状下的体积，cm3 或 m3；w 水的密度,g/cm3 或 kg/m3， 常温下取 w =1.0 g/cm3。%100101WvVmmW3影响资料吸水性的要素 资料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。由于水分是经过资料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。资料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。3. 资料的吸湿性 资料的吸湿性是指资料在潮湿空气中吸收水分的性质。用含水率h表示，其计算公