建筑材料的基本性质(非常好的课件)

建筑材料的基本性质：1、含义：是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。因为建筑材料所处的建（构）筑物的部位不同、使用环境不同，人们对材料的功能要求也就有所不同，所起的作用就不同，要求的性质也就有所不同。2、举例：柱、梁等结构材料要求有良好的力学性能；防水材料要求有抗渗防水性能；外墙装饰材料要求有装饰性能；墙体、楼板还要求有隔热保温、吸声隔音功能等等。第一章建筑材料的基本性质材料的基本性质物理性质力学性质耐久性与水有关的性质与质量有关的性质与热有关的性质强度变形性抗冲击性表面性质材料的力学性质抗压强度抗拉强度强度抗剪强度抗弯（折）强度弹性变形变形性塑性变形弹、塑性变形抗冲击性——韧性、脆性表面性能——耐磨性、硬度本章内容1.1材料的物理性质1.2材料的力学性质1.3材料的耐久性§1-1材料的基本物理性质材料的体积构成体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。图1.1材料的体积示意图1-固体物质2-闭口孔隙3-开口孔隙4-颗粒间空隙1324ＶV闭V开Ｖ’Ｖ0Ｖ0’V空1.实际密度(俗称比重)（一）、材料的实际密度、视密度、表观密度和堆积密度(1)定义：实际密度是指多孔材料在绝对密实状态下单位体积的质量（与材料孔隙无关）。(2)计算公式：(3)测定方法：磨细、烘干、称量、排液体法测体积。（g/cm3）Vm一、与质量有关的性质2.视密度(1)定义：指材料在不含开口空隙时，单位体积的质量（与材料内部孔隙有关）。(2)计算公式：(3)测定方法：排水法测体积。(g/cm3）石块3.表观密度（俗称“容重”）(1)定义：指多孔材料在自然状态下，单位体积的质量（与材料内部孔隙有关）。(2)计算公式：(3)测定方法：规则材料,测量外形尺寸，计算体积;不规则材料表面封蜡，排水法测体积。(kg/m3）石块表观体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量或体积。因此，材料的表观密度与其内部构成状态及含水状态有关。工程中砂石材料，直接用排水法测定其表观体积材料四种含水状态4.堆积密度（又称松散容重）(1)定义：散粒状或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。(2)计算公式：（kg/m3）(3)测定方法：视颗粒的大小用容积升来测定。例砂子用1L的容积升，石子用10L、20L、30L的容积升。容重筒法石子反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。表1.1常用建筑材料的物理参数材料密度ρ(g/cm3)表观密度（容重）ρ′(kg/m3)堆积密度ρ′0(kg/m3)石灰岩2.601800~2600__花岗岩2.60~2.802500~2700__碎石(石灰岩)2.60__1400~1700砂2.60__1450~1650粘土2.60__1600~1800普通粘土砖2.50~2.801600~1800__材料密度ρ(g/cm3)体积密度（容重）ρ′(kg/m3)堆积密度ρ′0(kg/m3)粘土空心砖2.501000~1400__水泥3.10__1200~1300普通混凝土__2100~2600__木材1.55400~800__钢材7.857850__泡沫塑料__20~50__密度类别符号表达式体积状态实际密度ρρ=m/v①绝干状态②绝对密实视密度ρˊρˊ=m/vˊ①绝干状态②含闭口孔隙、不含开口孔隙表观密度ρ0ρ0=m/v0①自然状态②含闭口、开口孔隙堆积密度ρ0ˊρ0ˊ=m/v0ˊ①自然堆积状态②含闭口、开口孔隙③含颗粒间的空隙二、密实度与孔隙率，填充率与空隙率孔隙的特征（1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为粗大孔和细小孔（2）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔、封闭孔。孔隙对材料的影响：（1）孔隙的多少（孔隙率）（2）孔隙的特征(1)密实度密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例。密实度反映材料的致密程度。计算式为：1.材料的密实度与孔隙率——单一材料VV0%100%100%10000VVD自然状态下体积固体物质体积(2)孔隙率孔隙率是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率。计算式为：孔隙率与密实度的关系为：1PD%100)1(%100%100000VVVP自然状态下体积孔隙体积(1)填充率填充率是指散粒材料在某种堆积体积内,被颗粒所填充的程度。其计算式为：00100%100%VDV2.空隙率与填充率——散粒状材料(2)空隙率空隙率是指散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。计算式为：空隙率与填充率的关系为：00001(1)100%VVVPVV1PD1.1建筑材料的物理性质答案：C（二）材料的孔隙率与空隙率例：一种材料孔隙率增大时，以下性质①密度、②表观密度、③吸水率、④强度、⑤抗冻性，其中哪些一定下降？A①②；B①③；C②④；D②③。1.某材料自然状态下体积为1m3，孔隙率为33%，干燥质量为1600kg，求该材料的实际密度？2.已知材料实际密度为3.0g/cm3，表观密度为2650kg/m3，求孔隙率。3.某砂，视密度为2.60g/cm3，堆积密度为1600kg/m3，求填充率、空隙率。（一）.材料的亲水性与憎水性1.亲水性：材料在空气中与水接触时，表面能被润湿的性质憎水性：材料在空气中与水接触时，表面不能被润湿的性质2.指标——润湿角：在材料、水和空气的三向交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为润湿角。亲水性材料：润湿角θ≤90°（表现为亲水性）水分子间内聚力＜水分子与材料分子间吸引力憎水性材料：润湿角θ＞90°（表现为憎水性）水分子间内聚力＞水分子与材料分子间吸引力二、材料与水有关的性质亲水性：θ≤90°,如木材、砖、混凝土、石、砖瓦、陶器、等。憎水性：90°θ180°，如沥青、石蜡、塑料等。憎水性材料具有较好的防水性和防潮性，常用作防水材料，也可用于亲水性材料的表面处理，以减少吸水率，提高抗渗性。亲水性憎水性润湿角润湿角材料的含水状态（二）材料的吸水性与吸湿性1、吸水性：1）概念：材料在水中能吸收水的性质。2）指标：吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。%100%100%100000wwmmmmmmVwVW干干湿干干湿体%100%100干干湿干质量质量吸水率mmmmm：Ww0质体WW质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率材料吸水饱和1）一般材料的孔隙率越大，吸水性越强。开口而连通的细小的孔隙越多，吸水性越强；闭口孔隙，水分不易进入；开口的粗大孔隙，水分容易进入，但不能存留，故吸水性较小，故材料的体积吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量吸水率表示它的吸水性。如木材2）一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是轻质、吸水率强的材料其质量吸水率常大于100%,而采用体积吸水率表示。如软木、海棉等0质体WW质量吸水率与体积吸水率的关系为花岗岩0.5％～0.7％混凝土2％～3％粘土砖8％～20％木材、海绵大于100％各种材料的质量吸水率如下：3）影响材料吸水性的因素材料的亲、憎水性材料的孔隙率材料的孔隙特征4）吸水性大小对材料性能的影响某绝对干燥的质量为2600g的标准尺寸烧结普通砖，吸水饱和后的质量为2900g，求W质、W体思考：质量吸水率和体积吸水率可以大于100%吗？材料的孔隙率越大，吸水率越大，对吗？材料的吸水性不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与孔隙率的大小和孔隙特征有关。对于孔特征相近的材料，一般孔隙率越大，吸水性也越强。具有粗大孔隙的材料，虽然水分容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留，因而吸水率不高；密实材料以及仅有封闭孔隙的材料是不吸水的，开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。·2.吸湿性：1)概念:材料在潮湿空气中吸收水分的性质2)指标含水率：自然状态，材料所含水的质量占材料干燥质量的百分比。%100%100干干含干含mmmmmWw材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。3）影响材料吸湿性的因素：(1)与吸水性相同。材料的亲、憎水性材料的孔隙率材料的孔隙特征(2)周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材料的吸湿性大，反之则小。4)材料吸水与吸湿后对其性质的影响：会产生不利的影响，如材料吸水或吸湿后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增大，强度和耐久性下降。有一块砖重2625g，其含水率为5%，该湿砖所含水量为多少？解：（二）材料的吸水性与吸湿性1、吸水性：1）概念：材料在水中能吸收水的性质。2）指标：吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。%100%100%100000wwmmmmmmVwVW干干湿干干湿体%100%100干干湿干质量质量吸水率mmmmm：Ww0质体WW质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率材料吸水饱和·2.吸湿性：1)概念:材料在潮湿空气中吸收水分的性质2)指标含水率：自然状态，材料所含水的质量占材料干燥质量的百分比。%100%100干干含干含mmmmmWw材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。练习：1.已知材料实际密度为4.2g/cm3，表观密度为2500kg/m3，求孔隙率。2.某砂，视密度为2.95g/cm3，堆积密度为1300kg/m3，求填充率、空隙率。3.某绝对干燥的质量为2600g的标准尺寸烧结普通砖，吸水饱和后的质量为2900g，求W质、W体4.某一混凝土的配合比中，需要干砂1000kg，已知工地现有砂子的含水率为5%，试计算现有湿砂的用量是多少？（三）耐水性1．耐水性：材料长期在饱和水作用下不破坏、其强度不显著降低的性质。即材料抵抗水破坏的能力。材料的耐水性主要指强度的变化2．指标：软化系数3．影响材料耐水性的因素其组成成分在水中的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小干饱软ffKK软——软化系数f饱——材料在吸水饱和状态下的抗压强度F干——材料在干燥状态下的抗压强度K的大小，说明材料吸水饱和后强度下降的程度。K在0～1之间，越大表示材料的耐水性越好。K越小，表明材料吸水饱和后强度下降得越大，材料耐水性越差。一般规定K0.85为耐水材料（四）抗渗性1．抗渗性：材料在水、油等液体压力作用下抵抗渗透的性质。（不透水性）2．指标：抗渗等级Pn混凝土、砂浆等的抗渗性用抗渗等级来表示。如P6、P8、P10、P12等，P越大，抗渗性越好。P表示：抗渗等级n表示：材料所能抵抗的最大渗水压力为0.1nMPaPn表示：按标准试验方法，材料所能抵抗的最大渗水压力为0.1nMPa例如：某防水混凝土的抗渗等级为P6，表示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定的试验方法混凝土试件所能抵抗的最大渗水压力为0.6MPa。3．影响材料抗渗性的因素1）材料本身的亲水或憎水性能2）材料的孔隙率3）材料的孔隙特征孔隙率很小而且是封闭孔隙的材料具有较高的抗渗性。材料的抗渗性可用渗透系数表示:一定时间内，在一定水压作用下，单位厚度的材料，单位截面积上的透水量。K越小的材料表示其抗渗性越好。AQHｔdK——渗透系数，cm/h；W——透水量，cm3；d——试件厚度，cm；A——透水面积，cm2；t——透水时间，h；H——水头高度，cm。图1.3渗透图补充了解（不做重点）AtHWdK（五）抗冻性1．抗冻性：材料长期在吸水饱和状态下，经多次冻融循环作用(冻结和融化作用)不破坏，也不严重降低其强度的性质。（