材料员ppt

材料员1、质量与体积密度ρ表观密度ρ0堆积密度ρ0’密度单位体积材料的质量＝密度体积与质量是可变的，密度是不变的相同质量的材料的体积与物相和质点的堆积状态有关材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。材料在自然状态下，单位体积的质量。散粒材料在堆积状态下，单位体积的质量。——绝对密实状态下，m/V——自然堆聚状态下，m’/V0——松散堆积状态下，m’/V0’密度类别符号表达式体积状态（真）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）材料的孔隙率与空隙率1、材料的孔隙率、密实度、孔隙特征1）孔隙率%100）1（%100VVVP0002）密实度1DP：P1%100%100VVD00其中2.材料的空隙率1）空隙率%100）1（%100VVVP000002）填充率P1%100%100VVD0000例题某工地质检员从一堆碎石料中取样，并将其洗净后干燥，用一个10升的金属桶，称得一桶碎石的净质量是13.50Kg；再从桶中取出1000g的碎石，让其吸水饱和后用布擦干，称其质量为1036g；然后放入一广口瓶中，并用水注满这广口瓶，连盖称重为1411g，水温为25C，将碎石倒出后，这个广口瓶盛满水连同盖的质量为791g；另外从洗净完全干燥后的碎石样中，取一块碎石磨细、过筛成细粉，称取50g，用李氏瓶测得其体积为18.8毫升。请问？1）该碎石的密度、表观密度和堆积密度？2）该碎石的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率？3）该碎石的密实度、空隙率和填充率？解答：1）∵V’o=10L,m’2=13.5kg;ρ0’=（m’/V0’）=13.5/10=1.35∵m’=1000g,吸水后质量=1036g.设水的密度＝1。则，Vo=791－(1411－1036)=416mL∴ρ0=（m’/V0）=1000/416=2.404∵V=18.8mL,m=50g;∴ρ=(m/V)=50/18.8=2.662)P=[1－ρ0/ρ]×100%=(1－2.404/2.66)=9.624%其中：P开=36/416=8.653%P闭=9.624－8.65=0.974%3)D=1－P=90.376%P’=[1－ρ0’/ρ0]×100%=(1－1.35/2.404)=43.8%D’=1－P’=1－43.8%=56.2%碎石在水中吸水的质量＝开口孔隙体积二、材料与水有关的性质1.亲水性与憎水性：润湿角2.吸水性：吸水率（质量和体积吸水率）3.吸湿性：含水率4.耐水性：软化系数5.抗渗性：渗透系数6.抗冻性：冻融循环次数二、材料与水有关的性质（一）亲水性（材料）与憎水性（材料）润湿角（接触角）：θ亲水性：材料与水之间的分子亲合力大于水本身分子间的内聚力θ≤900憎水性：材料与水之间的分子亲合力小于水本身分子间的内聚力θ＞900材料的含水状态2.吸水性（浸水状态下）材料在水中吸收水分的性质称为吸水性,用吸水率表示。3.吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性，用含水率表示。含水率是指材料内部所含水重量占材料干重量的百分率。4.耐水性材料长期在水作用下不破坏、强度不显著降低的性质。即材料抵抗水破坏的能力。5.抗渗性材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，通常用渗透系数（即一定厚度的材料，在单位压力水头作用下，在单位时间内透过单位面积的水量）表示。6、抗冻性抗冻性—材料饱水下，抵抗冻融循环破坏作用的能力抗冻等级—材料丧失性能前能承受的最多冻融循环次数，次数愈多，等级越高冻融循环试验冻融破坏的原因抗冻性的影响因素混凝土抗冻性试验水结冰时，体积膨胀9％；当材料内部孔隙饱水情况下，发生多次冻融循环，在水结冰时产生的拉力作用下，产生裂缝、扩展、延伸，和连通，导致材料破坏。材料内部的孔隙率与孔隙特征孔隙内的饱水程度材料强度与韧性环境温度变化热容量、比热容热容量是指材料受热时吸收热量或冷却时放出热量的性质。材料与热有关的性质导热性材料传导热量的能力称为导热性，用导热系数（即厚度为1m的材料，当其相对两侧表面温度差为1k时，在1s时间内通过1面积的热量）表示。耐燃性和耐火性耐燃性材料在火焰或高温作用下可否燃烧的性质。耐火性材料在火焰或高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。用其耐受的时间来表示，称为耐火极限。材料的力学性能强度—材料抵抗外力，不变形或破坏的能力；比强度—材料强度与质量之比；弹性—材料能恢复荷载作用下的变形的性能；塑性—不可恢复荷载作用下的变形的性能；脆性—材料破坏前，不产生明显变形而突发破坏；韧性—材料破坏前，能产生较大变形或吸收较大能力；硬度—材料抵抗刻划、擦伤、磨损的能力；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、硬度抗压、抗拉、抗剪强度．APmax建筑钢材的主要性能由低碳钢在拉伸过程中形成的应力(σ)-应变(ε)关系图(图8.1)可知，低碳钢受拉过程可划分为以下4个阶段(1)弹性阶段(O—A)(2)屈服阶段(A—B)(3)强化阶段(B—C)(4)颈缩阶段(C—D)8.2.1抗拉性能l0A0d0l头部头部工作段钢材拉伸的应力－应变曲线力41235弹性阶段塑性阶段应变硬化断裂极限拉伸强度UTS颈缩屈服强度y断裂强度Fl0A0d0l头部头部工作段将断裂后的试件拼合起来，量出标距两端点间的距离，按下式计算出伸长率δ：100100%LLL第二章（4）烧结普通砖的缺陷指标当生产烧结砖的原料中含有有害杂质或生产工艺不当时，均可造成烧结砖的质量缺陷，影响砖的耐久性。主要缺陷及耐久性指标有：1）烧结砖的泛霜当生产烧结砖的原料中含有可溶性无机盐时，会隐含在成品烧结砖的内部，砖吸水后再次干燥时，水分会向外迁移，这些可溶性盐随水渗到砖的表面，水分蒸发后便留下白色粉末状的盐，形成白霜，这就是泛霜现象。泛霜严重时，由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落，内部孔隙率增大，抗冻性显著下降。国家标准规定优等砖不得有泛霜现象，合格砖不得严重泛霜。２）烧结砖的石灰爆裂有时生产烧结砖的原料中夹有石灰石等杂物，经焙烧后砖内形成了颗粒状的石灰块等物质。处于干燥条件下时，这些杂质不会影响砖的性能，一旦吸水后，就会产生局部体积膨胀，导致砖体开裂甚至崩溃。石灰爆裂不仅造成砖体的外观缺陷和强度降低，还可能造成对砌体的严重危害。3）欠火砖与过火砖烧结砖的形成是砖坯经高温焙烧，使部分物质熔融，冷凝后将未经熔融的颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度不足时，熔融物太少，难以充满砖体内部，粘结不牢，这种砖称为欠火砖。欠火砖孔隙率大，强度低，抗冻性差，外观颜色较浅，为有缺陷砖。当焙烧温度过高时，砖内熔融物过多，造成高温下的砖体变软，此时砖在点支撑下易产生弯曲变形，这种砖为过火砖。它也属于有缺陷砖。欠火砖与过火砖均为不合格产品。例6-1试解释制成红砖与青砖的原理。焙烧是制砖最重要的环节。当砖坯在氧化气氛中烧成出窑，砖中的铁质形成了红色的Fe2O3，则制得红砖。若砖坯在氧化气氛中烧成后，再经浇水闷窑，使窑内形成还原气氛，促使砖内的红色高阶氧化铁（Fe2O3）还原成青灰色的低价氧化铁(FeO)，即制得青砖。粘土砖焙烧温度为950℃左右烧出的砖色泽多为红色。这是由于砖中的着色矿物，如在氧化气氛中保温、冷却时，铁形成了呈红色的Fe2O3之故。而为获得青色，则焙烧开始阶段在氧化气氛中，达到焙烧温度后，封闭火门，隔绝空气流入，并配合从窑顶洇水入窑，产生大量水蒸汽，转变成缺氧环境，使砖在还原气氛里保温、冷却。这时，砖中形成的是呈青灰色的氧化铁(FeO)，制得青砖。例6-2何谓烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？它们对建筑物有何影响？解泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类（如硫酸钠等），随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象，一般为白色粉末，常在砖表面形成絮团状斑点。泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时，由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落，内部孔隙率增大，抗冻性显著下降。当原料土中夹杂有石灰质时，则烧砖时将被烧成过烧的石灰留在砖中。石灰有时也由掺入的内燃料（煤渣）带入。这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏，这种现象称为石灰爆裂。石灰爆裂对砖砌体影响较大，轻者影响外观，重者将使砖砌体强度降低直至破坏。砖中石灰质颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。ＧＢ5101—2000规定，优等品砖不允许有泛霜现象，一等品砖不允许出现中等泛霜，合格品砖不允许出现严重泛霜。标准规定，优等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域；一等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域，在２～10mm之间爆裂区域，每组砖样不得多于15处。例6-3如何识别欠火砖和过火砖？烧结砖的形成是砖坯经高温焙烧，使部分物质熔融，冷凝后将未经熔融的颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度不足时，熔融物太少，难以充满砖体内部，粘结不牢，这种砖称为欠火砖。欠火砖，低温下焙烧，粘土颗粒间熔融物少，孔隙率大、强度低、吸水率大、耐久性差；过火砖由于烧成温度过高，产生软化变形，造成外形尺寸极不规整。欠火砖色浅、敲击时声哑，过火砖色较深、敲击时声清脆。第三章胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水泥”石膏的水化：半水石膏遇水后将重新水化生成二水石膏：随着浆体中自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体也逐渐变稠，这个过程称为凝结过程。其后，二水石膏晶体继续大量形成、长大，晶体之间互相交错连生，形成结晶结构网，使浆体变硬，并形成具有强度的石膏制品。这个过程称为硬化过程。建筑石膏的凝结硬化4224212CaSO32CaSO22HOHOHO（）(1)凝结硬化快：30分钟完全失去可塑性(2)凝固时体积微膨胀：约0.5%-1%(3)孔隙率大，表观密度小，绝热、吸声性能好(4)具有一定的调温调湿性(5)防火性好，但耐火性差(6)耐水性、抗冻性差建筑石膏的性质特点石灰的熟化硬化过程生石灰的熟化熟化的过程生石灰+水熟石灰熟化的方式淋灰——生石灰粉（消石灰粉）化灰——熟石灰膏熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1.5～3.5倍。熟化过程的注意事项熟石灰在使用前必须陈伏15d以上——防止过火石灰的危害；在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj石灰的硬化包含下面两个同时进行的过程：①结晶过程——多余水分蒸发或被砌体吸收，Ca(OH)2逐渐从饱和溶液中析②碳化过程——Ca(OH)2和空气中的CO2化合，生成碳酸钙晶体。反应式如下：22232Ca(OH)+CO+nHOCaCO+(n+1)HO＝(1)良好的可塑性及保水性(2)凝结硬化慢、强度低(3)耐水性差(4)体积收缩大(5)吸湿性强石灰的特性石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。第四章水泥水泥的分类按性能和用途分水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等硅酸盐水泥的原材料和生产工艺硅酸盐水泥的原