建筑材料的基本性质非常好的

1、会计学1建筑材料的基本性质非常好的建筑材料的基本性质非常好的第1页/共103页第2页/共103页本本 章章 内内 容容1.1 材料的物理性质材料的物理性质1.2 材料的力学性质材料的力学性质1.3 材料的耐久性材料的耐久性第3页/共103页第4页/共103页第5页/共103页第6页/共103页图1.1材料的体积示意图1-固体物质2-闭口孔隙3-开口孔隙4-颗粒间空隙1324V闭V开00V空第7页/共103页第8页/共103页第9页/共103页第10页/共103页1.1.实际密度实际密度(俗称比重)（一）、材料的实际密度、视密度、表观密度和堆积（一）、材料的实际密度、视密度、表观密度和堆积密度密

2、度(1)(1)定义：实际密度是指多孔材料在绝对密实状定义：实际密度是指多孔材料在绝对密实状态下单位体积的质量态下单位体积的质量（与材料孔隙无关）（与材料孔隙无关） 。(2)(2)计算公式：计算公式：(3)(3)测定方法：磨细、烘干、称量、排液体法测体积测定方法：磨细、烘干、称量、排液体法测体积。（g/cmg/cm3 3）Vm一、一、 与质量有关的性质与质量有关的性质 第11页/共103页2.2.视密度视密度(1)(1)定义：定义：指材料在不含开口空隙时，单位体积的指材料在不含开口空隙时，单位体积的质量（与材料内部孔隙有关）质量（与材料内部孔隙有关）。(2)(2)计算公式：计算公式：(3)(3)

3、测定方法：排水法测体积。测定方法：排水法测体积。(g/cm3）石块石块第12页/共103页3.3.表观密度表观密度（俗称“容重”） (1)(1)定义：定义：指多孔材料在自然状态下，单位体积的指多孔材料在自然状态下，单位体积的质量（与材料内部孔隙有关）质量（与材料内部孔隙有关）。(2)(2)计算公式：计算公式：(3)(3)测定方法：规则材料测定方法：规则材料, ,测量外形尺寸，计算体积测量外形尺寸，计算体积; ;不规则材料表面封蜡，排水法测体积。不规则材料表面封蜡，排水法测体积。(kg/m3）石块石块第13页/共103页表观体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少，孔隙中是否含有水及

4、含水的多少，均可能影响其总质量或体积。 因此，材料的表观密度与其内部构成状态及含水状态有关。工程中砂石材料，直接用排水法测定其表观体积第14页/共103页第15页/共103页4.4.堆积密度堆积密度（又称松散容重）（又称松散容重）(1)(1)定义：散粒状或粉状材料，在自然堆积状态定义：散粒状或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量下单位体积的质量。(2)(2)计算公式：计算公式：（kg/m3）(3)(3)测定方法：视颗粒的大小用容积升来测定。测定方法：视颗粒的大小用容积升来测定。例砂子用例砂子用1L1L的容积升，石子用的容积升，石子用10L10L、20L20L、30L30L的的容积升。容重筒

5、法容积升。容重筒法石子石子反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。第16页/共103页表表1.1 常用建筑材料的物理参数常用建筑材料的物理参数材料 密度(g/cm3) 表观密度（容重） (kg/m3) 堆积密度0(kg/m3)石灰岩 2.6018002600_花岗岩 2.602.8025002700_碎石(石灰岩) 2.60_14001700砂 2.60_14501650粘土2.60_16001800普通粘土砖 2.502.8016001800_第17页/共103页材料 密度(g/cm3) 体积密度（容重） (kg/m3) 堆积密度0(k

6、g/m3)粘土空心砖 2.5010001400_水泥 3.10_12001300普通混凝土 _21002600_木材 1.55400800_钢材 7.857850_泡沫塑料 _2050_第18页/共103页第19页/共103页第20页/共103页第21页/共103页第22页/共103页(1) 密实度密实度 密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例。密实度反映材料的致密程度。计算式为： 1. 材料的密实度与孔隙率材料的密实度与孔隙率单一材料单一材料V VV V0 0%100%100%10000VVD自然状态下体积固体物质体积第23页/共103页(2) 孔隙率

7、孔隙率 孔隙率是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率。计算式为：孔隙率与密实度的关系为：1PD%100)1(%100%100000VVVP自然状态下体积孔隙体积第24页/共103页(1) 填充率填充率 填充率是指散粒材料在某种堆积体积内,被颗粒所填充的程度。其计算式为： 00100%100%VDV2.2.空隙率与填充率空隙率与填充率 散粒状材料散粒状材料第25页/共103页(2) 空隙率空隙率 空隙率是指散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。计算式为： 空隙率与填充率的关系为： 00001(1) 100%VVVPVV 1PD第26页/共103页答案：C第27页/共

8、103页第28页/共103页亲水性材料：亲水性材料：润湿角润湿角9090（表现为亲水性）（表现为亲水性） 水分子间内聚力水分子与材料分子间吸引力水分子间内聚力水分子与材料分子间吸引力憎水性材料：憎水性材料：润湿角润湿角9090（表现为憎水性）（表现为憎水性） 水分子间内聚力水分子与材料分子间吸引力水分子间内聚力水分子与材料分子间吸引力二、材料与水有关的性质二、材料与水有关的性质第29页/共103页亲水性：亲水性：90,如木材、砖、混凝土、石如木材、砖、混凝土、石、砖瓦、陶器、等。砖瓦、陶器、等。憎水性：憎水性：90180，如沥青、石蜡、塑料等。憎水性材料具有较好的防水性和防，如沥青、石蜡、塑料

9、等。憎水性材料具有较好的防水性和防潮性，常用作防水材料，也可用于亲水性材料的表面处理，以减少吸水率，提高抗渗潮性，常用作防水材料，也可用于亲水性材料的表面处理，以减少吸水率，提高抗渗性。性。亲水性亲水性憎水性憎水性润湿润湿角角润湿润湿角角第30页/共103页第31页/共103页%100%100%100000wwmmmmmmVwVW干干湿干干湿体%100%100干干湿干质量质量吸水率mmmmm：Ww0质体WW质量吸水率：质量吸水率：材料吸水饱和状态材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率所吸水分质量占干质量的百分率体积吸水率：体积吸水率：材料吸水饱和状态材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干

10、体积百分率所吸收水分体积占干体积百分率材料吸水饱和第32页/共103页1）一般材料的孔隙率越大，吸水性越强。）一般材料的孔隙率越大，吸水性越强。开口而连通的细小开口而连通的细小的孔隙越多，吸水的孔隙越多，吸水性越强；闭口孔隙，水分不易进入；开口的性越强；闭口孔隙，水分不易进入；开口的粗大孔隙粗大孔隙，水分容易进入，但不能，水分容易进入，但不能存留，故吸水性较小，故材料的体积吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量存留，故吸水性较小，故材料的体积吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量吸水率表示它的吸水性。如木材吸水率表示它的吸水性。如木材2）一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是轻质、吸水率

11、强的材）一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是轻质、吸水率强的材料其质量吸水率常大于料其质量吸水率常大于100%,而采用体积吸水率表示。如软木、海棉等而采用体积吸水率表示。如软木、海棉等0质体WW质量吸水率与体积吸水率的关系为质量吸水率与体积吸水率的关系为第33页/共103页花岗岩0.50.7混凝土23粘土砖820木材、海绵大于100各种材料的质量吸水率如下：各种材料的质量吸水率如下：第34页/共103页第35页/共103页第36页/共103页材料的吸水性不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与孔隙率的大小和孔隙特材料的吸水性不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与孔隙率的大小和孔隙特征

12、有关征有关。对于孔特征相近的材料，一般孔隙率越大，吸水性也越强。具有粗大孔。对于孔特征相近的材料，一般孔隙率越大，吸水性也越强。具有粗大孔隙的材料，虽然水分容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留，因而吸隙的材料，虽然水分容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留，因而吸水率不高；密实材料以及仅有封闭孔隙的材料是不吸水的，开口细微连通且孔隙水率不高；密实材料以及仅有封闭孔隙的材料是不吸水的，开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。率大，吸水性强。第37页/共103页%100%100干干含干含mmmmmWw材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平

13、衡含水率。第38页/共103页(1)(1)与吸水性相同。与吸水性相同。(2)(2)周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材料的吸湿性大，反之周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材料的吸湿性大，反之则小。则小。4)材料吸水与吸湿后对其性质的影响：材料吸水与吸湿后对其性质的影响：会产生不利的影响，如材料吸水或吸湿后会产生不利的影响，如材料吸水或吸湿后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增大，强度和耐久性下降。，使其质量增加，体积膨胀，导热性增大，强度和耐久性下降。第39页/共103页第40页/共103页%100%100%100000wwmmmmmmVwVW干干湿干干湿体%100%100干

14、干湿干质量质量吸水率mmmmm：Ww0质体WW质量吸水率：材料吸水饱和状态质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率所吸水分质量占干质量的百分率体积吸水率：材料吸水饱和状态体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率所吸收水分体积占干体积百分率材料吸水饱和第41页/共103页%100%100干干含干含mmmmmWw材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。第42页/共103页现有湿砂的用量是多少？第43页/共103页其组成成分在水中的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小其组成成分在水中的溶解度和材料内部开口孔隙

15、率的大小干饱软ffKK的大小，说明材料吸水饱和后强度下降的程度。的大小，说明材料吸水饱和后强度下降的程度。 在01之间，越大表示材料的耐水性越好。 K越小，表明材料吸水饱和后强度下降得越大，材料耐水性越差。越小，表明材料吸水饱和后强度下降得越大，材料耐水性越差。第44页/共103页第45页/共103页P表示：表示：抗渗等级n表示：表示：材料所能抵抗的最大渗水压力为0.1nMPaPn表示：表示：按标准试验方法，材料所能抵抗的最大渗水压力为0.1nMPa例如：某防水混凝土的抗渗等级为P6，表示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定的试验方法混凝土试件所能抵抗的最大渗水压力为0.6MPa。第46页

16、/共103页第47页/共103页材料的抗渗性可用渗透系数表示:一定时间内，在一定水压作用下，单位厚度的材料，单位截面积上的透水量。K越小的材料表示其抗渗性越好。AQHdK渗透系数，cm/h；W透水量，cm3；d试件厚度，cm；A透水面积，cm2； t 透水时间，h；H水头高度，cm。图1.3渗透图补充了解（不做重点）补充了解（不做重点）AtHWdK 第48页/共103页冻结和融化作用) 质量损失率(不超过5%)，强度损失率(不超过25)。n表示表示材料所能承受的最大冻融循环次数为材料所能承受的最大冻融循环次数为n次。次。Fn表示表示按标准方法将材料试件进行冻融循环，同时满按标准方法将材料试件进

17、行冻融循环，同时满足质量损失不超过足质量损失不超过5%，抗压强度降低不超过，抗压强度降低不超过25%时时，材料所能承受的最大冻融循环次数为，材料所能承受的最大冻融循环次数为n次。次。n的数值越大，说明抗冻性能愈好。的数值越大，说明抗冻性能愈好。第49页/共103页第50页/共103页第51页/共103页主因：主因：材料空隙中的水结成冰，体积膨胀材料空隙中的水结成冰，体积膨胀9%。次因：次因：材料内外温差产生的温度应力。材料内外温差产生的温度应力。第52页/共103页第53页/共103页应增加闭口闭口孔隙，减少开口开口孔隙。 第54页/共103页第55页/共103页第56页/共103页冻融破坏的

18、大坝坝面使用20年的高速公路桥梁第57页/共103页第58页/共103页第59页/共103页对于水工建筑水工建筑 或 经常处于水位变化水位变化的结构，尤其是冬季气温达到10以下的地区，一定要对材料进行抗冻性检验。第60页/共103页第61页/共103页 At2t1Q第62页/共103页12QdA TTt At2t1Q第63页/共103页第64页/共103页因为材料的导热系数越小导热性越差，保温隔热效果越好，反之。保温材料中的大量毛细孔隙中含静态空气（导热系数为0.023 W/m.k），一旦受潮，水（导热系数为0.58 W/m.k）的导热系数为空气的25倍，所以材料受潮后其导热系数将明显地增加，

19、严重影响材料的保温效果。如果再受冻（冰的导热系数为 2.33 W/m.k），则导热系数更大。因此在工程中对保温材料应特别注意防潮。第65页/共103页保温层的目的是较少外界温度变化对住户的影响，材料保温性能的主要描述指标为导热系数和热容量，其中导热系数越小越好。观察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构，B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较小，适于作保温层材料。第66页/共103页第67页/共103页1122()QQcm tcm ttt第68页/共103页第69页/共103页第70页/共103页第71页/共103页 0EE0EEBt第72页/共103页第73页/共103页第74页/共103页第

20、75页/共103页第76页/共103页第77页/共103页第78页/共103页第79页/共103页第80页/共103页第81页/共103页、强度等(图1.4)。一、一、 强度强度材料在外力作用下材料在外力作用下抵抗破坏的能力抵抗破坏的能力和和产生变形产生变形的性质。的性质。材料的力学性质包括：材料的力学性质包括：强度、强度、 弹性、塑性、冲击韧性、脆性弹性、塑性、冲击韧性、脆性 第82页/共103页图1.4 材料受力示意图 (a)拉力；(b)压力；(c)剪切；(d)弯曲 材料的强度大小可根据强度值大小，划分为若干标号或强度等级强度的单位是：N/mm 2 或 MPa。第83页/共103页受压构件

21、（柱）受压构件（柱）往往往在结构中具有重往在结构中具有重要作用，一旦产生要作用，一旦产生破坏，往往导致整破坏，往往导致整个结构的损坏，甚个结构的损坏，甚至倒塌。至倒塌。第84页/共103页第85页/共103页第86页/共103页第87页/共103页在试验室采用破坏试验法测试材料的强度。按照国家标准规定的试验方法，将制作好的试件安放在材料试验机上，施加外力(荷载)，直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。材料的抗拉、抗压和抗剪强度的计算式为： FfAF破坏荷载（N）A受荷面积(mm)第88页/共103页第89页/共103页材料的抗弯强度与试件受力情况、截面形状以及支承条件有关。通

22、常是将矩形截面的条形试件放在两个支点上，中间作用一集中荷载。材料的抗弯强度的计算式为： 232FLfbh材料的强度主要取决于它的组成和结构。一般说材料孔隙率越大，强度越低，另外不同的受力形式或不同的受力方向，强度也不相同。 F破坏荷载 L跨度，两支点间的距离b试件截面宽度 h试件截面高度不做重点，了解第90页/共103页材料在外力作用下产生变形，当取消外力后， 能够完全恢复到原来的形状的性质 ，这种性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。 二、二、 变形变形（一）、弹性与塑性（一）、弹性与塑性材料的弹性变形曲线oa弹性变形 第91页/共103页材料的弹塑性变形曲线bo-塑性变形ab-弹性变

23、形 任何材料都是弹塑性的结合体材料在外力作用下产生变形，当外力撤去后，仍保持变形后的形状和大小并且不产生裂缝的性质称为塑性。不能恢复的变形称为塑性变形。 第92页/共103页1.材料在破坏时，未出现明显的塑性变形，而表现突发性破坏，称为脆性。 脆性材料的特点是塑性变形小，抗压强度远大于抗拉强度。 2.材料抵抗冲击振动作用能够承受较大变形而不发生突发性破坏的性质称为韧性或冲击韧性。 韧性材料的特点是变形大，特别是塑性变形大，抗拉强度接近或高于抗压强度。(二）、二）、 脆性与韧性脆性与韧性第93页/共103页久性特点，合理地选用。第94页/共103页腐朽虫蛀腐朽虫蛀耐热耐火耐热耐火化学侵蚀化学侵蚀耐磨性耐磨性抗冻性抗冻性抗渗性抗渗性耐久性耐久性第95页/共103页Chapter 1