大學建筑材料的基本性質(zhì)課件

本章教學目標掌握：材料各種基本性質(zhì)的概念、指標的計算。熟悉：主要技術(shù)性質(zhì)的物理意義、影響因素及對其它性質(zhì)的影響。了解：材料的各性質(zhì)在工程實踐中的意義。/sundae_me

ng1本章內(nèi)容/sundae_me

ng2第一節(jié) 建筑材料概述第二節(jié) 材料的基本物理性質(zhì)第三節(jié) 材料的力學性質(zhì)第四節(jié) 材料的耐久性第一節(jié)

建筑材料概述/sundae_me

ng3一、建筑材料的定義建筑材料是指建筑結(jié)構(gòu)物中使用的各種材料的總稱，它是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。二、建筑材料的分類/sundae_me

ng4按化學組成分為：無機材料、有機材料及復(fù)合材料。按材料的使用功能：結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、裝飾材料及其他功能材料。建筑材料按化學成分分類分類實例無機材料金屬材料黑色金屬生鐵、非合金鋼、低合金剛、合金剛有色金屬鋁、銅及合金非金屬材料天然石材毛石、料石、石板材、碎石、卵石、砂燒土制品燒結(jié)磚、瓦、陶器、瓷器玻璃及熔融制品玻璃、玻璃棉巖棉膠凝材料氣硬性石灰、石膏、菱苦土、水玻璃水硬性、各類水泥混凝土類砂漿、混凝土、硅酸鹽制品有機材料植物質(zhì)材料木材、竹板、植物纖維及其制品合成高分子材料塑料、橡膠、膠粘劑、有機涂料瀝青材料石油瀝青、瀝青制品復(fù)合材料金屬-有機-復(fù)合鋼筋混凝土、剛纖維混凝土非金屬-有機-復(fù)合/sund瀝青混凝土、聚合物混凝土、玻纖增強塑料、水泥刨花板ae_me

5金屬與有機材料復(fù)合

ngPVC鋼板、有機涂層鋁合金板等建筑材料按使用功能分類/sundae_me

ng6分類定義實例建筑結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成基礎(chǔ)、柱、梁、框架、屋架、板等承重系統(tǒng)的材料磚、石材、鋼材、鋼筋混凝土、木材墻體材料構(gòu)成建筑物內(nèi)、外承重墻體及內(nèi)分隔墻體的材料石材、磚、空心磚、加氣混凝土、各種砌塊、混凝土墻板、石膏板及復(fù)合墻板保溫隔熱材料（絕熱材料）：膨脹珍珠巖及其制品、膨脹蛭石及其制品、加氣建筑功能材料不作為承受荷載，但具有某種特殊功能的材料混凝土吸聲材料：……采光材料：……防水材料：……防腐材料：……裝飾材料：……三、建筑材料的發(fā)展趨勢/sundae_me

ng71.研制和生產(chǎn)高強度材料，以減少承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面和提高建筑物結(jié)構(gòu)強度和抗震性能，降低結(jié)構(gòu)的自重。2.發(fā)展輕質(zhì)材料，不僅可以減輕建筑物自重，還能降低運輸費用和工人的勞動強度。3.發(fā)展高效無機保溫（隔熱）、吸聲材料，改善建筑物圍護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，推廣建筑節(jié)能技術(shù)。三、建筑材料的發(fā)展趨勢/sundae_me

ng84.發(fā)展適應(yīng)于機械化施工的材料和制品，進一步提高施工機械化程度和加快施工速度。5.大搞綜合利用，充分利用各種廢棄物生產(chǎn)建筑材

料，變廢為寶，節(jié)約能源，改善環(huán)境，造福人民。

什么是節(jié)能建筑？發(fā)展節(jié)能環(huán)保建筑材料在我國的重要意義？四、建筑材料技術(shù)標準簡介/sundae_me

ng9GB、

GBJ、GB/T（國家標準）JCJ（國家建材業(yè)標準） 、JGJ（建筑行業(yè)標準）QB（企業(yè)標準）第二節(jié) 材料的基本物理性質(zhì)ng/sundae_me10磚等固體材料（一）材料的密度、表觀密度與堆積密度ng一、材料與質(zhì)量有關(guān)的基本物理性質(zhì)名稱定義表達式單位 備注密度材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積的質(zhì)量。g/cm3

鋼材和玻璃等表觀密度材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。㎏/m3或

磚等固體g/cm3

材料堆積密度材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。/sundae_me㎏/m3

砂子水泥石子11問題一/sundae_me

ng121.材料的體積密度是指不包括孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。（是或否）2.同種材料的密度和體積密度，哪一個更大？4.密度對建筑材料性質(zhì)有哪些影響？（二）密實度與孔隙率密實度密實度是指材料體積內(nèi)，被固體物質(zhì)所充實的程度。

含有孔隙的固體材料的密實度均小于1。材料的強度、吸水性、耐久性、導熱性與密實度有關(guān)。/sundae_me

ng13（二）密實度與孔隙率圖2-1 材料孔隙率示意圖孔隙率孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占總體積的百分率?？紫堵逝c密實度的關(guān)系：P+D=1表明：材料的總體積是由該材料的ng組成。固體物質(zhì)與其h所ttp://w包ww.d含ocin的.com/孔sund隙ae_m所e14（三）填充率與空隙率圖2-2 材料填充率示意圖填充率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

。ng/sundae_me15圖2-2 材料空隙率示意圖空隙率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

。ng（三）填充率與空隙率空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒之間相互填充的致密程htt度p://w。/sundae_me16例題/sundae_me

ng17已知某種建筑材料試樣的孔隙率為24%，此試樣在自然狀態(tài)下的體積為40立方厘米，質(zhì)

量為85.50克，吸水飽和后的質(zhì)量為89.77克，烘干后的質(zhì)量為82.30克。試求該材料的密度、表觀密度、開口孔隙率、閉口孔隙率、含水率。例題/sundae_me

ng18密度=干質(zhì)量/密實狀態(tài)下的體積=82.30/40×（1-0.24）=2.7克/立方厘米開口孔隙率=開口孔隙的體積/自然狀態(tài)下的體積=（89.77-82.3）÷1/40=0.187閉口孔隙率=孔隙率-開口孔隙率=0.24-0.187=0.053表觀密度=質(zhì)量/表觀體積=85.5/40×（1-0.187）=2.63含水率=水的質(zhì)量/干重=（85.5-82.3）/82.3=0.039例題/sundae_me

ng19密度=干質(zhì)量/密實狀態(tài)下的體積=82.30/40×（1-0.24）=2.7克/立方厘米開口孔隙率=開口孔隙的體積/自然狀態(tài)下的體積=（89.77-82.3）÷1/40=0.187閉口孔隙率=孔隙率-開口孔隙率=0.24-0.187=0.053表觀密度=干質(zhì)量/表觀體積=82.3/40×（1-0.187）=2.53表觀密度=質(zhì)量/表觀體積=85.5/40×（1-0.187）=2.63含水率=水的質(zhì)量/干重=（85.5-82.3）/82.3=0.039問題二1.什么是孔隙率？2.孔隙率和密實度分別與建筑材料的哪些性能有關(guān)？3.木材、混凝土、普通的粘土磚，哪一個孔隙率最??？/sundae_me

ng20（一）材料的親水性與憎水性二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)?2．θ

>90°的材料是憎htt水p://w材ww料.doc。in.c如om：/su瀝nda青e_、me石蠟，可作防水材料。21ng(a) 親水性材料

(b) 憎水性材料一．親水性與憎水性——根據(jù)材料在空氣中與水接觸是是否被水潤濕區(qū)分。一般用潤濕角表示。θ角越小，則材料能被水所潤濕的程度越高。1．θ

≤90°的材料是親水材料。如：磚、石、混凝土、木材。（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。/sundae_me

ng22影響吸水性的因素/sundae_me

ng23影響吸水性的因素：材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；材料的孔隙率；孔隙構(gòu)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，吸收空氣中水分的性質(zhì)，稱為吸濕性。其大小用含水率表示。/sundae_me

ng24含水率表示了材料在某一時間的含水狀態(tài)，不是固定值。氣溫越低，相對濕度越大，含水率越大。當材料中的水分與周圍空氣的濕度達到平衡時的含水率，稱為平衡含水率。當材料吸水達到飽和狀態(tài)時的含水率即為吸水率。影響吸濕性的因素/sundae_me

ng25影響吸濕性的因素：材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；材料的孔隙率；孔隙構(gòu)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：f飽——材料在水飽和狀態(tài)下的抗壓強度。f干——材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度。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。/sundae_me

ng26工程材對料材料軟化系數(shù)的要求/sundae_me

ng27軟化系數(shù)表明材料浸水后強度降低的程度。范圍值：0~1。軟化系數(shù)越小，材料的耐水性越差。耐水材料是指軟化系數(shù)大于0.85的材料。對經(jīng)常處于水中或受潮嚴重的重要結(jié)構(gòu)物（如地下構(gòu)筑物、基礎(chǔ)、水工結(jié)構(gòu)）的材料，其K軟≥0.85；受潮較輕的或次要結(jié)構(gòu)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。(五)材料的抗

性QAdH定義：材料抵抗壓力水

透的性質(zhì)稱為抗 性。衡量指標：① 透系數(shù)k，單位cm/hk越大，材料的抗 性越差。②抗 等級Pn/sundae_me

ng28性常用抗等級(S)對于混凝土和砂漿，抗表示：S=10H－1H－試件開始 水時的水壓力（MPa）影響材料抗 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(jié)構(gòu)、防水材料等均要求較高的抗 性。/sundae_me

ng29（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%。材料抗凍性的高低，決定于材料的吸水飽和程度和材料對結(jié)冰時體積膨脹所產(chǎn)生的壓力的抵抗能力?？箖鲂詇ttp作://ww為w.doc材in.co料m/su耐ndae_久me

性的一個指標。30ng凍融破壞的原因/sundae_me

ng3121材料有孔且孔隙含水；水→冰，體積膨脹9％，結(jié)冰壓力高達100MPa，結(jié)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(fù)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（λ）表示。At2t1Q/sundae_me

ng3221式中 λ－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）(T-T)－材料兩側(cè)溫差（K）導熱系數(shù)λ的物理意義：/sundae_me

ng3321表示單位厚度的材料，當兩側(cè)溫差為1K時，在單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量。影響材料導熱系數(shù)的因素有：材料的組成與結(jié)構(gòu)孔隙率及孔隙特征含水情況問題三/sundae_me

ng34211.舉出幾種憎水建筑材料。2.判斷：材料的吸濕性與周圍的環(huán)境的濕度和溫度有關(guān)，當材料周圍溫度低，相對濕度大時，材料含水率也越大。3.孔越大，越多，吸水率越大。4.平衡含水率是一定的。第三節(jié) 材料的力學性質(zhì)/sundae_me

ng3521第三節(jié) 材料的力學性質(zhì)材料的抗彎強度根據(jù)其極限強度的大小，建筑材料劃分為不同的強度等級。一、材料的強度與強度等級材料的力學性質(zhì)是指材料在外力作用下，抵抗破壞和變形的能力。強度－－指材料抵抗破壞的能力。材料的抗壓、抗拉、抗剪強度。 單位：MPa

，1MPa=1N/mm2/sundae_me例如：混凝土：C7.5—C60，共ng12個等級。36二、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：比強度材料的強度與其表觀密度的比值（f/ρo），它是評價材料是否輕質(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比強(MPa)度（f/ρo）低碳鋼78604150.053松

木50034.30.059混凝土2ht4tp:0//w0ww.docin.cngom/sundae6_0me0.025

37三、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(fù)的性質(zhì)，稱為彈性。σ/sundae_me

ng38ε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/sundae_me

ng39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)。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。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。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。湖南鳳凰縣大橋坍塌14人死亡22人受傷/sundae_me

ng40五、硬度和耐磨