建筑材料：-建筑材料的基本性質(zhì)

1、第2章 建筑材料的基本性質(zhì) 商丘學院土木工程學院本章教學目標 熟悉：主要技術性質(zhì)的物理意義、影響因素及 對其它性質(zhì)的影響。 掌握：材料各種基本性質(zhì)的概念、指標的計算。 了解：材料的各性質(zhì)在工程實踐中的意義。 防水卷材保溫泡沫玻璃板保溫泡沫玻璃板梁板中的受力鋼筋耐腐蝕的保溫隔熱材料多孔的吸聲板材本章內(nèi)容2.1 材料的基本物理性質(zhì)2.2 材料的力學性質(zhì)2.3 材料的耐久性第一節(jié) 材料的基本物理性質(zhì)蟲蛀石2.1.1.1實際密度密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量，按下式計算：怎么測這塊石頭的實際密度？排液法（密度瓶法）原理：等體積原理2.1.1.2 表觀密度包含其內(nèi)部閉口孔隙條件下的單

2、位體積所具有的質(zhì)量2.1.1.3 體積密度自然狀態(tài)下的單位體積所具有的質(zhì)量2.1.1.4 堆積密度散粒材料：在自然堆積狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量名稱定義表達式單位備注密度表觀密度堆積密度（一）材料的密度、表觀密度與堆積密度一、材料與質(zhì)量有關的基本物理性質(zhì)材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積的質(zhì)量。材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。g/cm3/m3/m3或g/cm3（二）密實度與孔隙率密實度圖1-1 材料孔隙率示意圖 密實度是指材料體積內(nèi)，被固體物質(zhì)所充實的程度。 （二）密實度與孔隙率孔隙率圖1-1 材料孔隙率示意圖 孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占總體積的百分率。

3、 （三）填充率與空隙率填充率 圖1-2 材料空隙率示意圖填充率是指散粒材料在其堆積體積中，被其顆粒填充的程度 。 空隙率 圖1-2 材料空隙率示意圖空隙率是指散粒材料在其堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占材料堆積體積的百分率 。 （三）填充率與空隙率（一）材料的親水性與憎水性 (a) 親水性材料 (b) 憎水性材料二、材料與水有關的性質(zhì)請看親水性與憎水性動畫演示（二）吸水性定義：吸水性是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)，其大小用吸水率表示。 影響吸水性的因素影響吸水性的因素：材料的孔隙率；材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；孔隙構造特征，如孔徑大小、開口與否等 。（三）吸濕性定義：材料在空氣中，吸收空

4、氣中水分的性質(zhì)，稱為吸濕性。其大小用含水率表示。 影響吸濕性的因素影響吸濕性的因素：材料的孔隙率；材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；孔隙構造特征，如孔徑大小、開口與否等；周圍空氣的溫度和濕度 。（四）材料的耐水性定義：材料在長期飽和水作用下，其強度也不顯著降低的性質(zhì)，稱為耐水性。其衡量指標為：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。 材料軟化系數(shù)的要求工程對材料軟化系數(shù)的要求對經(jīng)常處于水中或受潮嚴重的重要結構物（如地下構筑物、基礎、水工結構）的材料，其K軟0.85； 受潮較輕的或次要結構物的材料，其K軟0.75； K軟0.80的材料，一般稱為耐水的材料。衡量指標：滲透系

5、數(shù)k，單位cm/hk越大，材料的抗?jié)B性越差。(五)材料的抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。QAdH抗?jié)B等級Pn抗?jié)B等級對于混凝土和砂漿，抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(S)表示： S=10H1 H試件開始滲水時的水壓力（MPa） 影響材料抗?jié)B性的因素：孔隙率、孔隙特征地下建筑（地鐵、人防建筑、地下室）、水工結構、防水材料等均要求較高的抗?jié)B性。 （六）材料的抗凍性定義：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量指標：抗凍性指標用抗凍等級Fn表示，表示經(jīng)過n次凍融循環(huán)次數(shù)后，質(zhì)量損失不超過5%，強度損失不超過25%。凍融破壞的原因 材料有孔且孔隙含水； 水

6、冰，體積膨脹9，結冰壓力高達100MPa， 結冰壓力超過材料的抗拉強度時，材料開裂； 裂縫的增加也進一步增加了材料的飽水程度， 飽水程度的增加進一步加劇了凍融破壞； 反復多次加劇破壞，最終材料崩潰；嚴寒地區(qū)道路、橋梁、水壩、堤防、海上鉆井平臺、跨海大橋等均需考慮凍融破壞。三、材料的熱工性質(zhì)導熱性導熱性材料傳導熱量的能力稱為導熱性。其大小用熱導率（）表示。 At2t1Q 式中 導熱系數(shù)（W/m.K） Q傳導的熱量（J） A熱傳導面積（m2） d材料的厚度（m） t熱傳導時間（s） (T2-T1)材料兩側溫差（K） 導熱系數(shù)的物理意義：表示單位厚度的材料，當兩側溫差為1K時，在單位時間內(nèi)通過單位面

7、積的熱量。 材料的組成與結構孔隙率及孔隙特征含水情況影響材料導熱系數(shù)的因素有：第二節(jié) 材料的力學性質(zhì)第二節(jié) 材料的力學性質(zhì)一、材料的強度與強度等級請看材料受拉破壞動畫演示第二節(jié) 材料的力學性質(zhì)一、材料的強度與強度等級請看材料受壓破壞動畫演示第二節(jié) 材料的力學性質(zhì)一、材料的強度與強度等級請看材料受彎破壞動畫演示第二節(jié) 材料的力學性質(zhì)一、材料的強度與強度等級請看材料受剪破壞動畫演示第二節(jié) 材料的力學性質(zhì)一、材料的強度與強度等級強度指材料抵抗破壞的能力。材料的抗彎強度 材料的抗壓、抗拉、抗剪強度。 單位：MPa ，1MPa=1N/mm2比強度比強度材料的強度與其表觀密度的比值（f/o），它是評價材料

8、是否輕質(zhì)高強的指標。 幾種材料的強度比較材 料表觀密度(kg/m3)強度f (MPa)比強度（f/o）低碳鋼78604150.053松 木50034.30.059混凝土2400600.025二、材料的比強度衡量材料輕質(zhì)高強的一個指標，材料的強度與其表觀密度之比，即：三、彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力撤掉后變形能完全恢復的性質(zhì)，稱為彈性。 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，若除去外力后仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。 四、材料的脆性與韌性脆性材料（如混凝土、玻璃、石材）抵抗沖擊或震動荷載的能力很差。 2.韌性在沖擊、震動荷載的作用下，能吸收較大能量而不破壞的性質(zhì)稱為韌性。如鋼材、木材、纖維等。1.脆性在外力作用下，當外力達到一定限度后，材料突然破壞而又無明顯的塑性變形的性質(zhì)。橋梁、牛腿柱、電梯井、高層建筑等處所用的材料須有較好的韌性。請看材料脆性、韌性破壞動畫演示五、硬度和耐磨性測定方法：刻劃法、回彈法、壓入法。 1.硬度指材料表面的堅硬程度，是抵抗其他物體刻劃、壓入其表面的能力。五、硬度和耐磨性請看壓入法測材料硬度動畫演示五、硬度和耐磨性2.耐磨性材料表面抵抗磨損的能力。用磨損率表示。m1試件磨損前的質(zhì)量（g）；m2試件磨損后的質(zhì)量（g）；A試件受磨面積（cm2）。第三節(jié) 材料的耐