第一章建筑材料的基本性質(zhì)1-3節(jié)ppt課件

1、第一章第一章 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì)主要包括： 物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、耐久性等第一節(jié) 材料的基本物理性質(zhì)一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 1. 1.密度：材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積密度：材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量的質(zhì)量Vm式中： 密度, g/cm3 或 kg/m3 m材料的質(zhì)量，g或kg V材料的絕對密實(shí)體積，cm3或m3 測試時(shí)，材料必須是絕對干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來測定其體積。Vm2.表觀密度： 材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量00Vm00Vm 材料的表觀體積是指包括內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。因?yàn)榇蠖鄶?shù)材料

2、的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量有時(shí)還影響其表觀體積）。因此，材料的表現(xiàn)密度除了與其微觀結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān)圖圖1-1 材料內(nèi)部孔隙示意材料內(nèi)部孔隙示意3.堆積密度 粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量00Vm式中 0，材料的堆積密度, g/cm3 或 kg/m3m 材料的質(zhì)量，g 或 kgV0，材料的堆積體積，cm3 或 m3砂堆積密度的測定將容量筒內(nèi)材料刮平，容量筒的容積即為材料堆積體積4.散粒材料的視密度：vmV-除了包含材料的絕對密實(shí)體積之外， 還包括材料內(nèi)部的閉口空隙體積 5.孔隙率：材料內(nèi)

3、部孔隙的體積占材料總體積的百分率0001VVVPV材料的絕對密實(shí)體積，cm3 或 m3V0材料的表觀體積，cm3 或 m30材料的表觀密度, g/cm3 或 kg/m3密度, g/cm3 或 kg/m36.空隙率 散粒材料在其堆積體積中, 顆粒之間的空隙體積所占的比例00000011VVVVVP7.密實(shí)度： 材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度00VVD 對于絕對密實(shí)材料： 因 0 = ，故密實(shí)度D =1 或 100%。對于大多數(shù)土木工程材料： 因 0 ，故密實(shí)度D 1 或 D 100%。 密度；0材料的表觀密度小 結(jié)幾種密度的比較比較項(xiàng)目 實(shí)際密度視密度表觀密度堆積密度材料狀態(tài) 絕對密實(shí)近似絕對密

4、實(shí)狀態(tài)自然狀態(tài)堆積狀態(tài)材料體積計(jì)算公式應(yīng)用判斷材料性質(zhì)用量計(jì)算、體積計(jì)算固V閉固VV 開閉固VVV空開閉固VVVVVm00Vm00mV vm1.材料的密度、表觀密度、堆積密度的關(guān)系2.材料絕對密實(shí)的體積為V，開口孔隙為V開，閉口孔隙為V閉，材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量為m，那么材料的表觀密度為（ ），視密度為（ ） 例例1-11-1：某一塊材料的干質(zhì)量為：某一塊材料的干質(zhì)量為105g,105g,自然自然狀態(tài)下的體積為狀態(tài)下的體積為40cm340cm3，絕對密實(shí)下體，絕對密實(shí)下體積為積為33cm333cm3，試計(jì)算其密度、表觀密度、，試計(jì)算其密度、表觀密度、密實(shí)度、孔隙率。密實(shí)度、孔隙率。解： m=1

5、05g,V0=40cm3,V=33cm3 密 度：=m/V=105/33=3.18g/cm3 表觀密度：0=m/V0=105/40=2.625g/cm3 孔隙率：P=(V0-V)/V=(40-33)/33=17.5%例1-2 某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680 kg/m3，計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率？解: 石子的孔隙率P為：%51. 165. 261. 21110000VVVVVP石子的空隙率P，為：%63.3561. 268. 11110000000VVVVVP二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)（一親水性與憎水性與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤濕，

6、而有些材料則不能被水潤濕，對這兩種現(xiàn)象來說，前者為親水性，后者為憎水性在材料與水、空氣三相交界處，沿水滴表面做切線，切線與材料表面水滴一側(cè)所得的夾角，稱為潤濕角材料潤濕示意圖（親水性材料；（憎水性材料 ：潤濕角90 水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的吸引力，材料親水90 水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子之間的吸引力，材料的表面不易被水潤濕，材料憎水材料具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子親合力大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力小于水分子本身之間的內(nèi)聚力（二材料的吸水性材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸

7、水的大小以吸水率來表示質(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以m 表示。質(zhì)量吸水率m 的計(jì)算公式為：%100ggbmmmmW 體積吸水率體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以W表示。體積吸水率W的計(jì)算公式為：%10010WgbvVmmW材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因?yàn)樗质峭ㄟ^材料的開口孔吸入并經(jīng)過連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大材料的吸濕性材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較

8、干燥的空氣中時(shí)，便會向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過程，后者是材料的干燥過程。由此可見，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的 材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以h表示，其計(jì)算公式為%100ggshmmmW顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。材料在吸水后會對工程產(chǎn)生不良影響，比如：材料在受潮后表觀密度、導(dǎo)熱性增大，強(qiáng)度、抗凍性降低（三耐水性材料的耐水性是指材料長期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料

9、的軟化系數(shù)K軟：壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗抗壓強(qiáng)度材料在水飽和狀態(tài)下的軟K軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低經(jīng)常位于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)，其材料的軟化系數(shù)不宜小于0.85-0.90；受潮較輕或者次要結(jié)構(gòu)，材料軟化系數(shù)不宜小于0.70-0.85例： 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強(qiáng)度分別為174、178、165 MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工

10、程解：該石材的軟化系數(shù)為壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗抗壓強(qiáng)度材料在水飽和狀態(tài)下的軟K=165/178=0.93由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程（四抗?jié)B性抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。材料的滲透系數(shù)可通過下式計(jì)算:AtHQdK式中K滲透系數(shù), （cm / h）;Q滲水量， （cm3 ）A 滲水面積, （cm2 ）H 材料兩側(cè)的水壓差，（cm）d 試件厚度 （cm）t 滲水時(shí)間 （h）材料的滲透系數(shù)越小，說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。抗