第1章材料基本性能(補充)

1、第第2章章 混凝土生產(chǎn)混凝土生產(chǎn)過程與基本性能過程與基本性能u 混凝土工程的主要工藝過程混凝土工程的主要工藝過程u 建筑材料（混凝土）的基本性質(zhì)建筑材料（混凝土）的基本性質(zhì)u 混凝土結(jié)構(gòu)形成與基本性能混凝土結(jié)構(gòu)形成與基本性能u 混凝土工程的主要工藝過程混凝土工程的主要工藝過程一、工藝簡介一、工藝簡介1 1、混凝拌合物、混凝拌合物制備和質(zhì)量檢制備和質(zhì)量檢驗、控制驗、控制配料配料攪拌攪拌取樣取樣檢驗檢驗2 2、混凝土的運輸與輸送、混凝土的運輸與輸送遠距離輸送遠距離輸送高度輸送高度輸送 泵送泵送3 3、結(jié)構(gòu)與構(gòu)、結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的成型件的成型澆注澆注4 4、混凝土的養(yǎng)護與拆模、混凝土的養(yǎng)護與拆模5 5、混

2、凝土工、混凝土工程質(zhì)量檢驗與程質(zhì)量檢驗與驗收驗收經(jīng)過混凝土原材料的選擇與配合比設計與試驗以后，混凝土生產(chǎn)工藝的主要環(huán)節(jié)為經(jīng)過混凝土原材料的選擇與配合比設計與試驗以后，混凝土生產(chǎn)工藝的主要環(huán)節(jié)為:制備方法：制備方法：現(xiàn)場制備現(xiàn)場制備和和預拌制備預拌制備現(xiàn)場制備現(xiàn)場制備這是一種傳統(tǒng)的方法，是在土木建筑施工現(xiàn)場利用臨時這是一種傳統(tǒng)的方法，是在土木建筑施工現(xiàn)場利用臨時的設備與設施對運進現(xiàn)場的材料進行拌制。的設備與設施對運進現(xiàn)場的材料進行拌制。優(yōu)點：優(yōu)點：1)輸送距離短輸送距離短 2)設備簡單設備簡單 3)管理方式靈活管理方式靈活1.混凝拌合物制備和質(zhì)量檢驗、控制混凝拌合物制備和質(zhì)量檢驗、控制缺點缺點:

3、1)生產(chǎn)控制的方式比較粗糙生產(chǎn)控制的方式比較粗糙，質(zhì)量波動較大，質(zhì)量波動較大2)難以應用多種不同的原材料難以應用多種不同的原材料，因此難以生產(chǎn)高技術的混凝土，因此難以生產(chǎn)高技術的混凝土3)生產(chǎn)生產(chǎn)效率低效率低，難以進行大方量、大體積的工程，難以進行大方量、大體積的工程4)原材料的存放和生產(chǎn)對原材料的存放和生產(chǎn)對環(huán)境的污染較大環(huán)境的污染較大等等預拌制備預拌制備 預拌混凝土工藝是一種工廠化的集中生產(chǎn)方式，也稱為預拌混凝土工藝是一種工廠化的集中生產(chǎn)方式，也稱為商商品混凝土品混凝土。與現(xiàn)場拌制混凝土相比，商品混凝土具有以下特點。與現(xiàn)場拌制混凝土相比，商品混凝土具有以下特點。1）商品混凝土攪拌站是一個）

4、商品混凝土攪拌站是一個專業(yè)性專業(yè)性的混凝土生產(chǎn)企業(yè)，配有的混凝土生產(chǎn)企業(yè)，配有 較較先進的設備先進的設備，這些設備不僅產(chǎn)量較高，而且計量較精確，這些設備不僅產(chǎn)量較高，而且計量較精確， 攪拌均勻，生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量較好，且穩(wěn)定。攪拌均勻，生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量較好，且穩(wěn)定。2）生產(chǎn)人員生產(chǎn)人員一直從事商品混凝土的生產(chǎn)，在這一方面具有較一直從事商品混凝土的生產(chǎn)，在這一方面具有較 豐富的經(jīng)驗豐富的經(jīng)驗。3）商品混凝土一般有較）商品混凝土一般有較完善的質(zhì)量保證系統(tǒng)完善的質(zhì)量保證系統(tǒng)。商品混凝土企。商品混凝土企業(yè)都建立了一定的質(zhì)量檢驗系統(tǒng)，包括對水泥、混合材、砂業(yè)都建立了一定的質(zhì)量檢驗系統(tǒng)，包括對水泥、混合

5、材、砂石料、外加劑等原材料的檢驗，以及對新拌混凝土和硬化混石料、外加劑等原材料的檢驗，以及對新拌混凝土和硬化混凝土性能的檢驗。這有利用保證混凝土的質(zhì)量。凝土性能的檢驗。這有利用保證混凝土的質(zhì)量。4）采用商品混凝土可以）采用商品混凝土可以減少施工現(xiàn)場建筑材料的堆放減少施工現(xiàn)場建筑材料的堆放。當施。當施工現(xiàn)場較為狹窄時，這一作用將顯示出優(yōu)越性。工現(xiàn)場較為狹窄時，這一作用將顯示出優(yōu)越性。5）由于施工現(xiàn)場建筑材料減少，）由于施工現(xiàn)場建筑材料減少，減少了對周圍環(huán)境的粉塵污減少了對周圍環(huán)境的粉塵污染染，同時也，同時也減少了施工現(xiàn)場的攪拌噪聲減少了施工現(xiàn)場的攪拌噪聲，有利于文明施工。，有利于文明施工。 混凝

6、土拌合物從攪拌站到工地的運輸可以采用多種運輸混凝土拌合物從攪拌站到工地的運輸可以采用多種運輸車輛，但目前主要采用車輛，但目前主要采用具有攪拌功能的專用運輸車具有攪拌功能的專用運輸車，可以一，可以一邊行走一邊攪拌和傾斜卸料的功能。也可以將干料裝進筒內(nèi)，邊行走一邊攪拌和傾斜卸料的功能。也可以將干料裝進筒內(nèi)，邊行走邊加水，以代替攪拌機的功能。邊行走邊加水，以代替攪拌機的功能。 在工地上，混凝土可以通過在工地上，混凝土可以通過膠帶運輸機、吊斗、機動翻斗膠帶運輸機、吊斗、機動翻斗車或泵送設備車或泵送設備輸送到澆灌工作地點。輸送到澆灌工作地點。2.混凝土的運輸與輸送混凝土的運輸與輸送 施工現(xiàn)場或預制車間在

7、混凝土澆注前已用模板做好結(jié)構(gòu)或施工現(xiàn)場或預制車間在混凝土澆注前已用模板做好結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的構(gòu)件的模型模型，對鋼筋混凝土還需綁，對鋼筋混凝土還需綁扎好鋼筋扎好鋼筋，澆注進模型時，澆注進模型時，采用各種采用各種振搗設備振搗設備對混凝土進行對混凝土進行搗實作業(yè)搗實作業(yè)，使混凝土內(nèi)氣泡，使混凝土內(nèi)氣泡排出，分布均勻，并填充飽滿?；虿捎闷渌尚头椒?，如排出，分布均勻，并填充飽滿。或采用其他成型方法，如離心離心法法、擠出法擠出法。 成型后，還需要對混凝土各表面進行修整。成型后，還需要對混凝土各表面進行修整。 3.混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的成型混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的成型u 混凝土澆搗后混凝土澆搗后,水泥水化作用水泥水化作用

8、需要適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件需要適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件，因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增長，必須長，必須對混凝土進行養(yǎng)護對混凝土進行養(yǎng)護。u 混凝土澆注后，如氣候炎熱、空氣干燥，不及時進行養(yǎng)護，混凝土澆注后，如氣候炎熱、空氣干燥，不及時進行養(yǎng)護，混凝土中水分會蒸發(fā)過快，形成脫水現(xiàn)象，會使已形成凝混凝土中水分會蒸發(fā)過快，形成脫水現(xiàn)象，會使已形成凝膠體的膠體的水泥顆粒不能充分水化，缺乏足夠的粘結(jié)力水泥顆粒不能充分水化，缺乏足夠的粘結(jié)力，從而會，從而會在混凝土表面出現(xiàn)在混凝土表面出現(xiàn)片狀或粉狀脫落片狀或粉狀脫落。4.混凝土的養(yǎng)護混凝土的養(yǎng)

9、護u 此外，在混凝土尚未具備足夠的強度時，水分過早的蒸此外，在混凝土尚未具備足夠的強度時，水分過早的蒸 發(fā)還會產(chǎn)生發(fā)還會產(chǎn)生較大的收縮變形較大的收縮變形，出現(xiàn)干縮裂紋出現(xiàn)干縮裂紋，影響混凝土，影響混凝土的耐久性和整體性。的耐久性和整體性。u 所以混凝土澆注后初期階段的養(yǎng)護非常重要?；炷两K所以混凝土澆注后初期階段的養(yǎng)護非常重要?；炷两K 凝后應立即進行養(yǎng)護，干硬性混凝土應于澆注完畢后立即凝后應立即進行養(yǎng)護，干硬性混凝土應于澆注完畢后立即進行養(yǎng)護。進行養(yǎng)護。u 工程混凝土的養(yǎng)護分為標準養(yǎng)護和自然養(yǎng)護兩種方式。工程混凝土的養(yǎng)護分為標準養(yǎng)護和自然養(yǎng)護兩種方式。u 標準養(yǎng)護只是對留樣試件進行養(yǎng)護。標準

10、養(yǎng)護只是對留樣試件進行養(yǎng)護。u 自然養(yǎng)護是在工地溫度條件下進行自然養(yǎng)護是在工地溫度條件下進行潮濕養(yǎng)護或保水養(yǎng)護潮濕養(yǎng)護或保水養(yǎng)護，也可以在潮濕養(yǎng)護后，再進行一段時間的也可以在潮濕養(yǎng)護后，再進行一段時間的暴露在空氣中的養(yǎng)暴露在空氣中的養(yǎng)護，或者是進行密閉的加溫養(yǎng)護護，或者是進行密閉的加溫養(yǎng)護。對于預制混凝土，主要采。對于預制混凝土，主要采用用熱養(yǎng)護熱養(yǎng)護，包括，包括養(yǎng)護池、蒸汽室、蒸壓釜或太陽能養(yǎng)護池、蒸汽室、蒸壓釜或太陽能等進行一等進行一定養(yǎng)護制度下的定養(yǎng)護制度下的常壓加熱或高壓加熱常壓加熱或高壓加熱養(yǎng)護。養(yǎng)護。5.混凝土工程質(zhì)量檢驗與驗收混凝土工程質(zhì)量檢驗與驗收 u 混凝土在生產(chǎn)過程中必須進

11、行混凝土在生產(chǎn)過程中必須進行質(zhì)量檢驗質(zhì)量檢驗，以保證達到新，以保證達到新 鮮混凝土的鮮混凝土的質(zhì)量指標質(zhì)量指標（工作性、含氣量、密度等）和（工作性、含氣量、密度等）和質(zhì)量質(zhì)量穩(wěn)定性穩(wěn)定性的要求；的要求；u 硬化混凝土還必須對硬化混凝土還必須對留樣進行強度檢測與評定、構(gòu)筑物留樣進行強度檢測與評定、構(gòu)筑物外觀檢查、預制件的相關檢驗。外觀檢查、預制件的相關檢驗。u 施工一定階段后，還要進行施工一定階段后，還要進行混凝土的強度統(tǒng)計檢驗和控混凝土的強度統(tǒng)計檢驗和控制。制。u 混凝土（材料）的基本性質(zhì)混凝土（材料）的基本性質(zhì)一、材料的物理性能一、材料的物理性能1、與質(zhì)量有關的性質(zhì)、與質(zhì)量有關的性質(zhì) （1

12、1）密度）密度指材料在指材料在絕對密實的狀態(tài)下絕對密實的狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。單位體積的質(zhì)量。 Vmm材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量kg；V干燥材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，干燥材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，m3材料的密度，材料的密度，kg/ m3。 測定含孔隙材料絕對密實體積的簡單方法，是將測定含孔隙材料絕對密實體積的簡單方法，是將該材該材料磨成細粉料磨成細粉，干燥后用排液法測得的粉末體積，即為，干燥后用排液法測得的粉末體積，即為絕絕對密實體積對密實體積。由于磨得越細，內(nèi)部孔隙消除得越完全，。由于磨得越細，內(nèi)部孔隙消除得越完全，測得的體積也就越精確，因此，一般要求測得的體積也就越精

13、確，因此，一般要求細粉的粒徑至細粉的粒徑至少小于少小于0.2mm0.2mm。 材料在材料在絕對密實狀態(tài)絕對密實狀態(tài)下的體積，是指材料下的體積，是指材料不包括孔隙不包括孔隙 體積體積在內(nèi)的固體物質(zhì)所占的體積。在內(nèi)的固體物質(zhì)所占的體積。 在常用的建筑工程材在常用的建筑工程材料中，除鋼材玻璃、瀝青等可認為不含孔隙外，絕大多料中，除鋼材玻璃、瀝青等可認為不含孔隙外，絕大多數(shù)均或多或少含有孔隙。數(shù)均或多或少含有孔隙。（2 2）表觀密度）表觀密度表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 00Vm 材料在自然狀態(tài)下的體積是指包括材料在自然狀態(tài)下的體積是指包括實

14、體和內(nèi)部孔隙的外觀幾何形狀實體和內(nèi)部孔隙的外觀幾何形狀的體積。的體積。 測定自然狀態(tài)體積的方法較簡單，若材料外觀形狀規(guī)則，測定自然狀態(tài)體積的方法較簡單，若材料外觀形狀規(guī)則，可直接可直接度量外形尺寸度量外形尺寸，按幾何公式計算。若外觀形狀不規(guī)則，按幾何公式計算。若外觀形狀不規(guī)則，可用可用排液法排液法求得，為了防止液體由孔隙滲入材料內(nèi)部而影響求得，為了防止液體由孔隙滲入材料內(nèi)部而影響測定值，應在測定值，應在材料表面涂蠟材料表面涂蠟。 當材料的孔隙中當材料的孔隙中含有水分含有水分時，其質(zhì)量（包括水的質(zhì)量）時，其質(zhì)量（包括水的質(zhì)量）和體積均會發(fā)生變化，影響材料的表觀密度，故所測的表觀和體積均會發(fā)生變化

15、，影響材料的表觀密度，故所測的表觀密度必須密度必須注明其含水狀態(tài)注明其含水狀態(tài)。 因此，一般測定表觀密度時，以因此，一般測定表觀密度時，以干燥狀態(tài)干燥狀態(tài)為準。為準。 另外，在不同的含水狀態(tài)下，還可測得材料的另外，在不同的含水狀態(tài)下，還可測得材料的干表觀密干表觀密度度、濕表觀密度濕表觀密度及及飽和表觀密度飽和表觀密度。（3 3）堆積密度）堆積密度散粒材料散粒材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為堆積密度。在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為堆積密度。 00Vm散粒狀材料堆積狀態(tài)下的散粒狀材料堆積狀態(tài)下的外觀體積，既外觀體積，既包含了顆粒包含了顆粒自然狀態(tài)下的體積自然狀態(tài)下的體積，又包，又包含了含了顆

16、粒之間的空隙體積顆粒之間的空隙體積。散粒狀材料的堆積體積常散粒狀材料的堆積體積常用其所用其所填充滿的容器的標填充滿的容器的標定容積定容積來表示。來表示。散粒狀材料的堆積方式散粒狀材料的堆積方式是松散的，稱為是松散的，稱為自然堆自然堆積積；也可以是搗實的，；也可以是搗實的，稱為稱為緊密堆積緊密堆積。由緊密。由緊密堆積測試得到的是堆積測試得到的是緊密緊密堆積密度堆積密度。 （4 4）孔隙率）孔隙率1 1）材料孔隙特征分析）材料孔隙特征分析按孔隙尺寸大小分按孔隙尺寸大小分按孔隙與外界按孔隙與外界之間是否連通分之間是否連通分 按孔隙之間是否按孔隙之間是否相互貫通分相互貫通分 材料孔隙對材料性能影響很大

17、：材料孔隙對材料性能影響很大：A、材料越密實，強度越高；、材料越密實，強度越高；B、開放孔開放孔越多，材料耐環(huán)境腐蝕能力越差，耐久性差；越多，材料耐環(huán)境腐蝕能力越差，耐久性差； 尤其是開放的連通孔影響更大；尤其是開放的連通孔影響更大；C、孔多孔多可使材料質(zhì)量減輕，制成輕質(zhì)材料；可使材料質(zhì)量減輕，制成輕質(zhì)材料；D、封閉孔封閉孔有利于隔熱保溫，制成隔熱保溫材料；有利于隔熱保溫，制成隔熱保溫材料；E、開放孔開放孔有利于吸收聲波，制成吸聲、隔音材料有利于吸收聲波，制成吸聲、隔音材料2 2）孔隙率）孔隙率大多數(shù)建筑材料大多數(shù)建筑材料的內(nèi)部都含有孔的內(nèi)部都含有孔隙，這些孔隙會隙，這些孔隙會對材料的性能產(chǎn)對

18、材料的性能產(chǎn)生不同程度的影生不同程度的影響。一般認為，響。一般認為，孔隙可從兩個方孔隙可從兩個方面對材料產(chǎn)生影面對材料產(chǎn)生影響：一是孔隙的響：一是孔隙的多少，二是孔隙多少，二是孔隙的特征。的特征。材料中含有孔隙的多少常用孔隙率表征。材料中含有孔隙的多少常用孔隙率表征。 孔隙特征也常說是孔結(jié)構(gòu)?？紫短卣饕渤Ｕf是孔結(jié)構(gòu)?？紫堵适侵覆牧蟽?nèi)部孔隙體積孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積占材料總體積的百分數(shù)。占材料總體積的百分數(shù)。 %100%100000VVVVVppV VP P材料內(nèi)部孔隙體積，材料內(nèi)部孔隙體積，m m3 3；V V0 0材料總體積，材料總體積，m m3 3；VV材料實體體積，材料實體體積，m

19、m3 3；%10010p%100%100000VVVVVpp式中：式中： 須用材料的干表觀密度。須用材料的干表觀密度。0如以如以 及及代入上式，可得：代入上式，可得：mV 00mV BKppppVVD1%100%10000若把開口孔的孔體積記為若把開口孔的孔體積記為VK，閉口孔的孔體積記為，閉口孔的孔體積記為VB，則有則有Vp=VK+VB。另外定義開口孔孔隙率為。另外定義開口孔孔隙率為KK0VpV閉口孔孔隙率為閉口孔孔隙率為 ，則孔隙率：，則孔隙率：BB0VpV與孔隙率相對應的是材料的密實度，即材料內(nèi)部固體物質(zhì)與孔隙率相對應的是材料的密實度，即材料內(nèi)部固體物質(zhì)的實體積占材料總體積的百分率，可用

20、下式表示的實體積占材料總體積的百分率，可用下式表示: （5 5）空隙率）空隙率 空隙率是指散粒材料顆粒之間的空隙體積占材料堆積狀空隙率是指散粒材料顆粒之間的空隙體積占材料堆積狀態(tài)下總體積的百分率，稱為態(tài)下總體積的百分率，稱為散粒材料的空隙率散粒材料的空隙率。 %1001%10000000VVV 與空隙率相對應的是與空隙率相對應的是填充率填充率，即顆粒的自然狀態(tài)體積占，即顆粒的自然狀態(tài)體積占堆積體積的百分率，或按下式計算：堆積體積的百分率，或按下式計算：00001%100%100pVVD綜合討論：綜合討論：1）綜上所述，材料的）綜上所述，材料的孔隙大小孔隙大小，表明材料的，表明材料的密實程度密實

21、程度。孔隙率。孔隙率及孔隙特征（如大小、是否封閉或連通、分散情況等）影響材及孔隙特征（如大小、是否封閉或連通、分散情況等）影響材料的力學、耐久及導熱性等。料的力學、耐久及導熱性等。2）材料的）材料的密度密度、表觀密度表觀密度、孔隙率孔隙率等是材料的最基本特征，它等是材料的最基本特征，它們反映了材料的密實程度。密度與表觀密度除用以計算們反映了材料的密實程度。密度與表觀密度除用以計算孔隙率孔隙率外，還可以計算材料的外，還可以計算材料的體積體積與與質(zhì)量質(zhì)量。在建筑材料的生產(chǎn)與應用過程中，材料的密度、表觀密度和堆在建筑材料的生產(chǎn)與應用過程中，材料的密度、表觀密度和堆積密度常用來計算積密度常用來計算材料

22、的用量材料的用量、構(gòu)件自重配料構(gòu)件自重配料計算及確定計算及確定材料材料的堆放空間的堆放空間等。等。2 2、與水有關的性質(zhì)與水有關的性質(zhì)（1 1）親水性與憎水性親水性與憎水性 親水性親水性 材料在空氣中與水接觸時材料在空氣中與水接觸時能能被水潤濕的性質(zhì)被水潤濕的性質(zhì)稱為親水性。具稱為親水性。具有這種性質(zhì)的材料稱為親水性材有這種性質(zhì)的材料稱為親水性材料。如：磚、混凝土、木材等。料。如：磚、混凝土、木材等。由于這類材料的分子與水分子間的吸引力大于水分子之間的內(nèi)聚力，因由于這類材料的分子與水分子間的吸引力大于水分子之間的內(nèi)聚力，因此能被水所潤濕，且能通過毛細管的作用將水分吸入毛細管內(nèi)部。此能被水所潤濕

23、，且能通過毛細管的作用將水分吸入毛細管內(nèi)部。 親水的建筑材料容易受到環(huán)境水等介質(zhì)的腐蝕，影響耐外性。親水的建筑材料容易受到環(huán)境水等介質(zhì)的腐蝕，影響耐外性。親水材料的含水狀態(tài)可分為四種基本親水材料的含水狀態(tài)可分為四種基本狀態(tài)：狀態(tài)：A、材料的孔隙中、材料的孔隙中不含水或含水極微不含水或含水極微的的干燥狀態(tài)干燥狀態(tài)；B、材料的孔隙中、材料的孔隙中所含水與大氣濕度所含水與大氣濕度相平衡相平衡的的氣干狀態(tài)氣干狀態(tài)；C、材料表面干燥，而孔隙中、材料表面干燥，而孔隙中充滿水充滿水達到飽和達到飽和的的飽和面干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)；D、材料、材料不僅孔隙中含水飽和不僅孔隙中含水飽和，而且，而且表面上為水潤濕附有一

24、層水膜表面上為水潤濕附有一層水膜的的濕潤濕潤狀態(tài)狀態(tài)。2 2）憎水性）憎水性 材料在空氣中與水接觸時材料在空氣中與水接觸時不能被水潤濕不能被水潤濕的性質(zhì)稱為疏水的性質(zhì)稱為疏水性或憎水性。具有這種性質(zhì)的材料稱為性或憎水性。具有這種性質(zhì)的材料稱為憎水材料憎水材料。 如瀝青、石蠟等。如瀝青、石蠟等。 憎水材料一般能阻止水分子滲入憎水材料一般能阻止水分子滲入毛細管毛細管中，因而能降低中，因而能降低材料的吸水性。憎水材料不僅可做防水材料，而且還可用于材料的吸水性。憎水材料不僅可做防水材料，而且還可用于親水材料的表面處理，降低其吸水性。親水材料的表面處理，降低其吸水性。（2 2）吸水性與吸濕性吸水性與吸濕

25、性1 1）吸水性）吸水性材料在材料在浸水狀浸水狀態(tài)下吸態(tài)下吸收水分收水分的能力的能力稱為吸稱為吸水性。水性。吸水性的大小用吸水率吸水性的大小用吸水率來表示，吸水率是指材來表示，吸水率是指材料浸水后在料浸水后在規(guī)定時間內(nèi)規(guī)定時間內(nèi)吸入水的質(zhì)量占材料干吸入水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量或材料體積的百燥質(zhì)量或材料體積的百分數(shù)。吸水率有質(zhì)量吸分數(shù)。吸水率有質(zhì)量吸水率和體積吸水率之分，水率和體積吸水率之分，其計算式為其計算式為%100ddlmmmmW%1000VmmWdlV吸水率：吸水率：分析討論：分析討論：1）材料的吸水率與孔隙有很大關系，若材料具有）材料的吸水率與孔隙有很大關系，若材料具有微細而連貫微細而連

26、貫的孔隙的孔隙，則有，則有較大吸水率較大吸水率；若是具有；若是具有封閉孔隙封閉孔隙，水分難以滲入，水分難以滲入，則則吸水率較小吸水率較??；若是較；若是較粗大的孔隙粗大的孔隙，水分雖容易滲入，但不易，水分雖容易滲入，但不易在孔內(nèi)保留，僅起到在孔內(nèi)保留，僅起到潤濕孔壁的作用潤濕孔壁的作用，吸水率也較小吸水率也較小。所以。所以不不同的材料同的材料或同種材料或同種材料不同的內(nèi)部構(gòu)造不同的內(nèi)部構(gòu)造，其，其吸水率會有很大的差吸水率會有很大的差別別。 各類材料的吸水率相差甚大，如花崗巖等致密材料，吸水率各類材料的吸水率相差甚大，如花崗巖等致密材料，吸水率為為0.1%0.7%，普通混凝土為，普通混凝土為2%3

27、%，而木材或其它輕質(zhì)，而木材或其它輕質(zhì)材料的吸水率常大于材料的吸水率常大于100%。2）材料吸水后，）材料吸水后，表觀密度增大表觀密度增大，導熱性增大導熱性增大，強度降低強度降低，體體積膨脹積膨脹，一般會對材料造成不利影響。，一般會對材料造成不利影響。2 2）吸濕性）吸濕性吸濕性吸濕性指材料吸收空氣中水分的能力，以含水率表示。指材料吸收空氣中水分的能力，以含水率表示。 %100ddhWmmmWWw材料的含水率，材料的含水率，% %；md材料干燥時的質(zhì)材料干燥時的質(zhì) 量，量，kgkg；mh材料在含水狀態(tài)材料在含水狀態(tài) 下的質(zhì)量，下的質(zhì)量，kgkg。1）干材料在空氣中能吸收空氣中的水分，濕材料在空

28、氣中會失）干材料在空氣中能吸收空氣中的水分，濕材料在空氣中會失去水分，最終材料中的水分與周圍空氣的濕度達到平衡材料處去水分，最終材料中的水分與周圍空氣的濕度達到平衡材料處于氣干狀態(tài)，此時，材料的含水率稱為于氣干狀態(tài)，此時，材料的含水率稱為平衡含水率平衡含水率。2）材料的平衡含水率隨周圍環(huán)境的溫度與濕度的變化而變化，）材料的平衡含水率隨周圍環(huán)境的溫度與濕度的變化而變化，溫度越低，濕度越大，平衡含水率一般也越大溫度越低，濕度越大，平衡含水率一般也越大。3）通常材料）通常材料大量吸濕后大量吸濕后，會造成材料質(zhì)量的增加、體積變化、，會造成材料質(zhì)量的增加、體積變化、強度降低強度降低、對于絕熱材料來說，還

29、會顯著、對于絕熱材料來說，還會顯著降低其絕熱性能降低其絕熱性能。分析討論：分析討論：（3 3）耐水性耐水性材料長期在水的作用下不破壞，強度材料長期在水的作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。 材料的耐水性以軟材料的耐水性以軟化系數(shù)表示：化系數(shù)表示：ffkwsKs軟化系數(shù)；軟化系數(shù)；fw材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強度，材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強度，MPa；f材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度，材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度，MPa。材料在飽和狀態(tài)下做抗壓強度試驗材料在飽和狀態(tài)下做抗壓強度試驗相同材料在干燥狀態(tài)下做抗壓強度試驗相同材料在干燥狀態(tài)下做抗壓強度試驗分析討論：分析討

30、論：1）軟化系數(shù)的大小表明材料浸水后的強度降低程度，一般波動）軟化系數(shù)的大小表明材料浸水后的強度降低程度，一般波動范圍在范圍在01之間。之間。軟化系數(shù)越小，說明材料吸水飽和后的強度軟化系數(shù)越小，說明材料吸水飽和后的強度降低越多，其耐水性越差。降低越多，其耐水性越差。一般材料吸水后，材料內(nèi)部的結(jié)合一般材料吸水后，材料內(nèi)部的結(jié)合力都要削弱，造成強度不同程度的降低，即使是致密的花崗巖，力都要削弱，造成強度不同程度的降低，即使是致密的花崗巖，強度也會降低強度也會降低3%左右。左右。2）軟化系數(shù)在建筑工程中也是選擇材料的一個重要依據(jù)軟化系數(shù)在建筑工程中也是選擇材料的一個重要依據(jù)。對于經(jīng)常處于水中或受潮嚴

31、重的重要結(jié)構(gòu)物的材料，其軟化系對于經(jīng)常處于水中或受潮嚴重的重要結(jié)構(gòu)物的材料，其軟化系數(shù)不得小于數(shù)不得小于0.85；受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其軟化系數(shù)不；受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其軟化系數(shù)不宜小于宜小于0.70。通常將軟化系數(shù)大于。通常將軟化系數(shù)大于0.85的材料視為耐水材料。的材料視為耐水材料。3 3、與熱有關的性質(zhì)、與熱有關的性質(zhì)（1 1）導熱性）導熱性材料傳導熱量的性質(zhì)稱為導熱性。材料傳導熱量的性質(zhì)稱為導熱性。當材料的兩側(cè)存在溫度梯度時，當材料的兩側(cè)存在溫度梯度時，熱量會從材料的一側(cè)傳到另一側(cè)。熱量會從材料的一側(cè)傳到另一側(cè)。 材料的導熱性可用導熱系數(shù)表示。材料的導熱性可用導熱系數(shù)表

32、示。 導熱系數(shù)：導熱系數(shù)：導熱系數(shù)在數(shù)值上等于厚度為導熱系數(shù)在數(shù)值上等于厚度為1m1m的材料，當其相對表面的溫的材料，當其相對表面的溫度差為度差為1K1K時，單位面積上每小時，單位面積上每小時所通過的熱量。時所通過的熱量。 12TTtAQ 導熱系數(shù)，導熱系數(shù)，W/（mK）Q傳導熱量，傳導熱量，J； 材料厚度，材料厚度，m；T1、T2材料兩側(cè)面溫差，材料兩側(cè)面溫差，K；t傳熱時間，傳熱時間，h；A熱傳導面積，熱傳導面積，1）導熱系數(shù)越小，表明材料越不易導熱，通常將）導熱系數(shù)越小，表明材料越不易導熱，通常將0.23的材料的材料稱為稱為絕熱材料絕熱材料。2）材料層厚度與導熱系數(shù)之比稱為）材料層厚度與

33、導熱系數(shù)之比稱為熱阻熱阻。3）導熱系數(shù)或熱阻導熱系數(shù)或熱阻是評定材料保溫絕熱性能的主要指標。通常是評定材料保溫絕熱性能的主要指標。通?？紫堵试酱?、表觀密度越小，導熱系數(shù)越小孔隙率越大、表觀密度越小，導熱系數(shù)越?。痪哂屑毼⒍忾]具有細微而封閉孔的材料導熱系數(shù)孔的材料導熱系數(shù)比具有較粗大或貫通孔材料的導熱系數(shù)小。比具有較粗大或貫通孔材料的導熱系數(shù)小。4）由于水的導熱系數(shù)較大，冰的導熱系更大，材料受潮或冰凍）由于水的導熱系數(shù)較大，冰的導熱系更大，材料受潮或冰凍后，導熱性能會受到嚴重影響。所以在土建工程中，應采取有后，導熱性能會受到嚴重影響。所以在土建工程中，應采取有效措施，使建筑材料經(jīng)常效措施，使建

34、筑材料經(jīng)常處于干燥狀態(tài)，以發(fā)揮其保溫效果處于干燥狀態(tài)，以發(fā)揮其保溫效果。 （2 2）熱容量熱容量材料在受熱溫度升高時吸收熱量，在冷卻溫度降低時放出熱量。材料在受熱溫度升高時吸收熱量，在冷卻溫度降低時放出熱量。質(zhì)量為質(zhì)量為1kg1kg的的材料熱容量，材料熱容量，稱為該材料的稱為該材料的比熱容。比熱容。 材料溫度升高材料溫度升高1K1K所需的熱量或溫度降所需的熱量或溫度降低低1K1K放出的熱量，稱為材料的熱容量。放出的熱量，稱為材料的熱容量。 熱容量熱容量 比熱容比熱容 12TTmQc材料的熱容量是材料的重要性能，如何開發(fā)、制造熱容量大材料的熱容量是材料的重要性能，如何開發(fā)、制造熱容量大的建筑材料

35、，是建筑節(jié)能、材料業(yè)的一個重要課題。的建筑材料，是建筑節(jié)能、材料業(yè)的一個重要課題。1 1、材料的變形、材料的變形 材料在外力（荷載）作用下，由于質(zhì)點間平衡位置改變，材料在外力（荷載）作用下，由于質(zhì)點間平衡位置改變，質(zhì)點產(chǎn)生相對位移而形狀與體積均會發(fā)生變化，這種性質(zhì)質(zhì)點產(chǎn)生相對位移而形狀與體積均會發(fā)生變化，這種性質(zhì)稱為稱為材料的變形材料的變形。（1 1）彈性與塑性）彈性與塑性 （2 2）脆性與韌性）脆性與韌性2 2、材料的強度、材料的強度 二、材料的力學性質(zhì)二、材料的力學性質(zhì)E(1) 彈性與塑性彈性與塑性 材料在外力的作用下產(chǎn)生變形，當外力除去后，又能恢材料在外力的作用下產(chǎn)生變形，當外力除去后，

36、又能恢復原來形狀的性質(zhì)稱為復原來形狀的性質(zhì)稱為彈性彈性，這種當外力取消后能在瞬間內(nèi)，這種當外力取消后能在瞬間內(nèi)完全恢復的變形稱為完全恢復的變形稱為彈性變形彈性變形，或稱瞬時變形。，或稱瞬時變形。 彈性變形的大小與外力成正比，其比例系數(shù)彈性變形的大小與外力成正比，其比例系數(shù)E稱為彈性稱為彈性模量。在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量模量。在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量E為常數(shù)，即為常數(shù)，即 材料的應力，材料的應力，MPa；材料的應變。材料的應變。 在外力作用下，材料產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料仍在外力作用下，材料產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料仍保持變形后的形狀和尺寸保持變形后的形狀和尺寸，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為

37、，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性塑性。這種不能恢復的變形稱為塑性變形，或永久變形。這種不能恢復的變形稱為塑性變形，或永久變形。 實際上，完全的彈性材料是沒有的。有些材料當應力不實際上，完全的彈性材料是沒有的。有些材料當應力不大時，表現(xiàn)為彈性，而當應力超過某限度后，即發(fā)生塑性大時，表現(xiàn)為彈性，而當應力超過某限度后，即發(fā)生塑性變形，如建筑鋼材。變形，如建筑鋼材。 (2)脆性與韌性脆性與韌性 材料在外力（荷載）達到一定限度后，突然破壞，破壞材料在外力（荷載）達到一定限度后，突然破壞，破壞時無明顯的塑性變形。具有這種性質(zhì)的材料稱為時無明顯的塑性變形。具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料脆性材料，如，如石料、混凝

38、土、陶瓷等。這類材料的抗拉強度遠低于抗壓強度，石料、混凝土、陶瓷等。這類材料的抗拉強度遠低于抗壓強度，不宜承受沖擊或振動荷載。不宜承受沖擊或振動荷載。 材料在沖擊振動荷載的作用下，能吸收較大的能量，同材料在沖擊振動荷載的作用下，能吸收較大的能量，同時也能產(chǎn)生較大的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為時也能產(chǎn)生較大的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為材料的韌性材料的韌性。有。有些材料在破壞前有顯著的塑性變形，這些材料稱為些材料在破壞前有顯著的塑性變形，這些材料稱為韌性材料韌性材料。如鋼材、木材等。如鋼材、木材等。 因此對于承受沖擊振動荷載的結(jié)構(gòu)，選用材料時要考慮因此對于承受沖擊振動荷載的結(jié)構(gòu)，選用材料時要考慮材料的塑

39、性與韌性。材料的塑性與韌性。3.徐變徐變 固體材料在恒定外力長期作用下，變形隨時間延長而不斷固體材料在恒定外力長期作用下，變形隨時間延長而不斷增大的現(xiàn)象，稱為增大的現(xiàn)象，稱為徐變徐變。 對于非晶體材料來說，徐變是由于材料在外力作用下，內(nèi)對于非晶體材料來說，徐變是由于材料在外力作用下，內(nèi)部產(chǎn)生類似液體的粘性流動而造成的。對于晶體材料來說，則部產(chǎn)生類似液體的粘性流動而造成的。對于晶體材料來說，則由于在切應力作用下，材料內(nèi)部晶格錯動和滑移而發(fā)生徐變。由于在切應力作用下，材料內(nèi)部晶格錯動和滑移而發(fā)生徐變。2、材料的強度、材料的強度 材料在外力（荷載）作用下，抵抗破壞的能力，稱為材料在外力（荷載）作用下

40、，抵抗破壞的能力，稱為強度強度。當材料承受外力作用時，材料內(nèi)部就產(chǎn)生應力。外力增加，應當材料承受外力作用時，材料內(nèi)部就產(chǎn)生應力。外力增加，應力也相應增大，直到材料內(nèi)部質(zhì)點間的作用力不再能夠承受時，力也相應增大，直到材料內(nèi)部質(zhì)點間的作用力不再能夠承受時，材料即破壞，此時極限應力值即為材料即破壞，此時極限應力值即為材料的極限強度材料的極限強度。3 3、材料的硬度與耐磨性、材料的硬度與耐磨性（1）硬度）硬度 材料表面抵抗其他硬物體壓入的能力，稱為材料表面抵抗其他硬物體壓入的能力，稱為硬度硬度。 材料強度等性能指標有一定的關系，一般來說，硬度大材料強度等性能指標有一定的關系，一般來說，硬度大的材料，強

41、度也較高，有些材料硬度與強度之間有較好的相的材料，強度也較高，有些材料硬度與強度之間有較好的相互關系，工程中常利用材料的硬度間接推算其強度。如混凝互關系，工程中常利用材料的硬度間接推算其強度。如混凝土構(gòu)件強度非破損檢測中的回彈法，就是利用回彈硬度推算土構(gòu)件強度非破損檢測中的回彈法，就是利用回彈硬度推算混凝土強度的?；炷翉姸鹊?。（2 2）耐磨性）耐磨性材料的耐磨性常用磨損率表示：材料的耐磨性常用磨損率表示：Ammn21m m1 1材料磨損前的材料磨損前的質(zhì)量，質(zhì)量，kgkg；m m2 2材料磨損后的材料磨損后的質(zhì)量，質(zhì)量，kgkg；AA材料的磨損面材料的磨損面積，。積，。材料受摩擦作用而減少質(zhì)

42、量和體積的現(xiàn)象稱為材料受摩擦作用而減少質(zhì)量和體積的現(xiàn)象稱為磨損磨損。材料同。材料同時受摩擦和沖擊作用而減少質(zhì)量和體積的現(xiàn)象稱為時受摩擦和沖擊作用而減少質(zhì)量和體積的現(xiàn)象稱為磨耗磨耗。材。材料表面抵抗磨損與磨耗的能力稱為材料的料表面抵抗磨損與磨耗的能力稱為材料的耐磨性耐磨性。1）材料的硬度和耐磨性與材料的構(gòu)造有關，密實材料）材料的硬度和耐磨性與材料的構(gòu)造有關，密實材料硬度大，強度高，耐磨性能好。硬度大，強度高，耐磨性能好。2）硬度大的材料耐磨性較好，但不易加工。）硬度大的材料耐磨性較好，但不易加工。 三、材料的耐久性三、材料的耐久性 指材料長期抵抗各種內(nèi)指材料長期抵抗各種內(nèi)外破壞因素或腐蝕介質(zhì)外破

43、壞因素或腐蝕介質(zhì)的作用，保持其原有性的作用，保持其原有性質(zhì)的能力。質(zhì)的能力。1 1、影響材料耐久性的因素分析、影響材料耐久性的因素分析（1 1）內(nèi)部因素）內(nèi)部因素內(nèi)部因素是造成內(nèi)部因素是造成材料耐久性下降材料耐久性下降的根本原因。的根本原因。 1 1）材料的組成）材料的組成 當材料的組成當材料的組成成分易溶于水成分易溶于水或其他液體，或其他液體，或與其他物質(zhì)或與其他物質(zhì)發(fā)生反學反應發(fā)生反學反應時，則材料的時，則材料的耐水性、耐化耐水性、耐化學腐蝕性等較學腐蝕性等較差，耐久性降差，耐久性降低。低。 2 2）材料的結(jié)構(gòu)）材料的結(jié)構(gòu) 當材料的開放孔隙當材料的開放孔隙較大或較多時，材較大或較多時，材料

44、的耐久性往往較料的耐久性往往較差。差。 3 3）材料的性質(zhì)）材料的性質(zhì) 材料的強度高時，材料材料的強度高時，材料的耐久性往往較高。的耐久性往往較高。 1、影響材料耐久性的因素分析、影響材料耐久性的因素分析（2）外部因素）外部因素 外部因素是影響耐久性的主要因素。建筑材料在使用過程外部因素是影響耐久性的主要因素。建筑材料在使用過程中將受到環(huán)境的各種影響，中將受到環(huán)境的各種影響，這種影響有物理作用、化學作用、這種影響有物理作用、化學作用、機械作用和生物作用機械作用和生物作用。1 1）物理化用）物理化用 物理作用主要有干濕交替所引起的物理作用主要有干濕交替所引起的收縮與膨脹收縮與膨脹；溫度變化；溫度

45、變化所引起的所引起的開裂破壞開裂破壞；凍融變化所引起的；凍融變化所引起的脫落脹裂脫落脹裂等。如木材的等。如木材的干縮濕脹現(xiàn)象，寒冷地區(qū)混凝土凍融破壞現(xiàn)象等。物理作用包干縮濕脹現(xiàn)象，寒冷地區(qū)混凝土凍融破壞現(xiàn)象等。物理作用包括光、熱、電、溫度差、濕度差、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、溶解括光、熱、電、溫度差、濕度差、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、溶解等的物理作用，它可使材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋等的物理作用，它可使材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋或孔隙增加等?；蚩紫对黾拥?。 化學作用主要是指材料受到化學作用主要是指材料受到酸酸、堿堿、鹽鹽等物質(zhì)的水溶液等物質(zhì)的水溶液或有害氣體的侵蝕作用，使材料的組成與成分發(fā)

46、生質(zhì)的變化或有害氣體的侵蝕作用，使材料的組成與成分發(fā)生質(zhì)的變化而被破壞。如鋼材料的銹蝕等。主要包括各種酸、堿、鹽及而被破壞。如鋼材料的銹蝕等。主要包括各種酸、堿、鹽及其水溶液，各種腐蝕性氣體對材料的化學腐蝕作用和氧化作其水溶液，各種腐蝕性氣體對材料的化學腐蝕作用和氧化作用。用。1 1）化學化用）化學化用3 3）機械化用）機械化用 機械作用主要是指材料在機械作用主要是指材料在長期荷載長期荷載（或交變荷載、沖擊荷（或交變荷載、沖擊荷載）、載）、磨損磨損的作用下發(fā)生的破壞。包括沖擊、疲勞荷載，各的作用下發(fā)生的破壞。包括沖擊、疲勞荷載，各種氣體、液體及固體引起的磨損與磨耗等機械作用。種氣體、液體及固體

47、引起的磨損與磨耗等機械作用。4 4）生物化用）生物化用 生物作用是指材料受到生物作用是指材料受到蟲蛀或微生物菌類蟲蛀或微生物菌類的腐蝕作的腐蝕作用而引起的破壞。主要包括菌類、昆蟲等，對材料產(chǎn)生用而引起的破壞。主要包括菌類、昆蟲等，對材料產(chǎn)生腐朽、蟲蛀等生物作用。腐朽、蟲蛀等生物作用。 實際工程中，材料受到的外界破壞因素往往是兩種以實際工程中，材料受到的外界破壞因素往往是兩種以上因素同時作用。上因素同時作用。金屬材料金屬材料常由化學和電化學作用引起腐常由化學和電化學作用引起腐蝕和破壞；蝕和破壞；無機非金屬材料無機非金屬材料常由化學作用、溶解、凍融、常由化學作用、溶解、凍融、風蝕、溫差、濕差、摩擦

48、等某些因素或綜合作用引起破壞；風蝕、溫差、濕差、摩擦等某些因素或綜合作用引起破壞；有機材料有機材料常由生物作用、溶解、化學腐蝕、光、熱、電等常由生物作用、溶解、化學腐蝕、光、熱、電等作用而破壞。作用而破壞。 由此可見，在構(gòu)筑物的設計及材料的選用中，必須慎重由此可見，在構(gòu)筑物的設計及材料的選用中，必須慎重考慮材料的耐久性問題，以利節(jié)約材料、減少維修費用，考慮材料的耐久性問題，以利節(jié)約材料、減少維修費用，延長構(gòu)筑物的使用壽命。延長構(gòu)筑物的使用壽命。2 2、與建筑材料耐久性相關的主要性質(zhì)、與建筑材料耐久性相關的主要性質(zhì)（1 1）抗?jié)B性）抗?jié)B性材料的抗?jié)B性，是指其抵抗壓力水滲透的性質(zhì)材料的抗?jié)B性，是指

49、其抵抗壓力水滲透的性質(zhì) 抗?jié)B性常用滲透系數(shù)抗?jié)B性常用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級表示。或抗?jié)B等級表示。 1 1）滲透系數(shù)）滲透系數(shù)達西定律達西定律 AtHQdK A-A-滲水面滲水面積，積，cm2cm2 H-H-靜水靜水壓力水壓力水頭，頭，cmcmQ-Q-滲透總滲透總量，量，cm3cm3d-d-試件厚度，試件厚度，cm cm t-t-滲水時間，滲水時間，h h 2 2）抗?jié)B等級）抗?jié)B等級工程上，材料的抗?jié)B性也可工程上，材料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級來表示。用抗?jié)B等級來表示。 抗?jié)B等級以規(guī)定的試件、在規(guī)定的試驗方法下，材料所能承抗?jié)B等級以規(guī)定的試件、在規(guī)定的試驗方法下，材料所能承受的最大水壓力來表示。以符號受的最大水壓力來表示。以符號PnPn表示，其中表示，其中n n為該材料所能為該材料所能承受的最大水壓力（承受的最大水壓力（MPaMPa）數(shù)值的）數(shù)值的1010倍，如倍，如P2P2、P4P4、P6P6、P8P8等，等，分別表示材料最大能承受分別表示材料最大能承受0.2 MPa0.2 M