建筑材料第二章

1、建筑材料第二章第1頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三2.1 材料的物理性質(zhì)材料的密度、表觀密度與堆積密度1、密度 定義：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量。 第2頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三content2表觀密度 定義：材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，按下式計(jì)算分：干表觀密度和濕表觀密度測(cè)量方法： 規(guī)則形狀， 可根據(jù)實(shí)際測(cè)量 不規(guī)則形狀，用蠟封排液法第3頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三content3、堆積密度 堆積密度是散粒材料(粉狀、顆粒狀）在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 材料的堆積體積包括所有顆粒的體積以及

2、顆粒之間的空隙體積，第4頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三材料的密實(shí)度與孔隙率1.密實(shí)度定義：密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。2.孔隙率定義：孔隙率是材料內(nèi)孔隙體積占總體積的百分比。 P = (V0 V)/V0100%=（1-/0）100% 1 D+P=1 第5頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三2.1.3 材料的填充率與孔隙率1.材料的填充率定義：是指粉狀或顆粒狀材料在其堆積體積內(nèi)，被其顆粒填充的程度?？障堵识x：空隙率是材料在松散狀態(tài)下，顆粒空隙體積占松散體積的百分比。 第6頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三con

3、tent2.2材料與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性材料在空氣中與水接觸時(shí)，容易被水潤(rùn)濕的性質(zhì)，稱材料的親水性。憎水性材料不易被水潤(rùn)濕的性質(zhì)，稱為憎水性。為潤(rùn)濕角90 親水性材料 90 憎水性材料第7頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三content2、吸水性 定義：材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性。指標(biāo)：吸水率表示。 質(zhì)量吸水率 體積吸水率第8頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三3、吸濕性 定義：吸濕性是材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)。 指標(biāo)：含水率，等于材料吸入水分質(zhì)量占干燥時(shí)質(zhì)量的百分率。 材料的吸濕性主要取決于材料的組成和構(gòu)造。一般，總表面積較

4、大的粉狀或顆粒狀材料及開口貫通孔隙率較大的親水性材料具有較強(qiáng)的吸濕性。第9頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三4、耐水性 定義：材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。 材料的耐水性可用軟化系數(shù)K軟表示。 f飽材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa ）。 f干材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa ） 。 軟化系數(shù)的范圍在01之間。潮濕環(huán)境中的重要建筑物或部位， 選軟化系數(shù)大于0.85的材料。受潮較輕或次要的建筑物，軟化系數(shù)。通常認(rèn)為軟化系數(shù)大于0.85的材料是耐水材料。第10頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三5、抗?jié)B性 材

5、料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。 材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)K來表示。式中 K滲透系數(shù)，mL/cm2s W透水量，mL； t 透水時(shí)間，s； A透水面積，cm2； H靜水壓力水頭，cm; d試件厚度，cm.第11頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三材料的滲透系數(shù)越大，表示其抗?jié)B性越差。對(duì)于混凝土和砂漿材料，其抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)表示，即式中 S抗?jié)B等級(jí) pH試件開始滲水時(shí)的水壓力，MPa。第12頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三content5、抗凍性 材料在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)而不破壞，強(qiáng)度不顯著降低且質(zhì)量也不顯著減小的性質(zhì)稱為抗凍性。 通常將

6、經(jīng)過水飽和的材料試件在-15 0C的溫度凍結(jié)后，再在20 0C的水中融化，這樣的一個(gè)過程稱為一次凍融循環(huán)。 材料的抗凍性用抗凍強(qiáng)度等級(jí)D表示。如D25表示材料能抵抗凍融循環(huán)25次。 如果經(jīng)過規(guī)定次數(shù)的反復(fù)凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失不大于5，強(qiáng)度降低不超過 25時(shí)，通常認(rèn)為材料是抗凍的。第13頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三2.3 材料的力學(xué)性質(zhì)理論強(qiáng)度 固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力。從理論上講材料受外力作用而引起的破壞的原因，主要是由于拉力造成質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合鍵斷裂脆裂，或由于剪力造成質(zhì)點(diǎn)見的滑移而破壞。 各種建材都具有較高的理論強(qiáng)度，其理論強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于材料的實(shí)際

7、強(qiáng)度。第14頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三強(qiáng)度和比強(qiáng)度 1、強(qiáng)度 材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力，稱為強(qiáng)度。 材料主要有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎四種強(qiáng)度。第15頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三強(qiáng)度可表示為f第16頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三抗彎強(qiáng)度 fm2、比強(qiáng)度 比強(qiáng)度=材料的強(qiáng)度/表觀密度可以對(duì)不同的材料進(jìn)行對(duì)比。第17頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三材料的變形性質(zhì) 1.材料的彈性與塑性 彈性：在外力作用 下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消失時(shí)，材料的變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。 塑

8、性：不能消失的變形。 彈性變形與塑性變形第18頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三第19頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量E為常數(shù)，其值等于應(yīng)力 與應(yīng)變 的比值，即式中 E 材料的彈性模量，MPa； 材料的應(yīng)力 ， MPa； 材料的應(yīng)變。E越大，材料越不容易變形。第20頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三2.材料的脆性和韌性 脆性：外力達(dá)到一定限度后，突然破壞無明顯塑性變形的性質(zhì)。 脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度打的多，常用來做承壓構(gòu)件。 韌性：在沖擊或震動(dòng)荷載作用下，能吸收較大能量，產(chǎn)生一定的變形而不致被破

9、壞的性能。第21頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三3.材料的硬度和耐磨性硬度材料抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力，稱為材料的硬度，有莫氏硬度（礦物硬度 分為10級(jí)）布氏硬度HB（用鋼球壓入法測(cè)定）耐磨性 材料抵抗磨損的能力稱為材料的耐磨性。用磨損率表示： p=(m1-m2)/A第22頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三2.4材料的熱工性質(zhì)、導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)表示。第23頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三第24頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三第25頁，共34頁，2022年，

10、5月20日，8點(diǎn)43分，星期三第26頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三第27頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三、熱容量 定義：材料在加熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，稱為熱容。 質(zhì)量為1g材料溫度升高lK所需的熱量或溫度降低1K時(shí)放出的熱量，稱為材料的比熱容。第28頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三、耐燃性材料對(duì)火焰和高溫的抵抗能力稱為材料的耐燃性。據(jù)此，可把建筑材料分為三類：1、非燃燒材料2、難燃材料3、可燃材料第29頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三2.5、材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性材料的耐久性 材料

11、的耐久性是材料在長(zhǎng)期的使用的過程中，能保持其原有性能不變、并不被破壞的性質(zhì)。1.物理作用 物理作用包括環(huán)境溫度、濕度的交替變化，即冷熱、干濕、凍融等循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后，將發(fā)生膨脹、收縮或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，長(zhǎng)期的反復(fù)作用，將使材料漸遭破壞。2.化學(xué)作用 化學(xué)作用包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他有害物質(zhì)對(duì)材料的侵蝕作用以及日光、紫外線等對(duì)材料的作用。 3.生物作用 生物作用包括菌類、昆蟲等的侵害作用，導(dǎo)致材料發(fā)生腐朽、蟲蛀等而破壞。第30頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三 影響材料耐久性的因素 影響材料耐久性的主要因素可歸納為內(nèi)在因素和外在因素： 內(nèi)在因素是造

12、成材料耐久性下降的根本原因： 材料的化學(xué)成分或組成性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造性質(zhì)。 外在因素主要包括:機(jī)械作用、物理作用、化學(xué)作用、生物作用及大氣作用等。機(jī)械作用包括荷載的持續(xù)作用，交變荷載對(duì)材料引起的疲勞、沖擊、磨損、磨耗等。 耐久性是材料的一項(xiàng)綜合性質(zhì)，各種材料耐久性的具體內(nèi)容，因其組成和結(jié)構(gòu)不同而異。例如鋼材易受氧化而銹蝕；無機(jī)非金屬材料常因氧化、風(fēng)化、炭化、溶蝕、凍融、熱應(yīng)力、干濕交替作用等而破壞；有機(jī)材料多因腐爛、蟲蛀、老化而變質(zhì)等。 第31頁，共34頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)43分，星期三例1 有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下重2900g，其絕干質(zhì)量為2550g。磚的尺寸為24011553mm，經(jīng)干燥并磨成細(xì)粉后取50g，用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為18.62