建筑材料學(xué)第一章基本性質(zhì)ppt課件

1、第一章第一章 建筑資料的根本性能建筑資料的根本性能主講人：龍志強(qiáng)主講人：龍志強(qiáng)建筑資料概論建筑資料概論本章提要本章提要熟習(xí)和掌握資料的根本性質(zhì)，對(duì)于正確選擇和合理運(yùn)用資料至關(guān)重要。本章主要引見(jiàn)了資料的形狀物理性質(zhì)、工程性質(zhì)、功能物理性質(zhì)及其有關(guān)目的和計(jì)算公式。要要 目目v 0.1 建筑資料的形狀物理性質(zhì)建筑資料的形狀物理性質(zhì) v 0.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì)v 0.3 建筑資料的功能物理性質(zhì)建筑資料的功能物理性質(zhì)1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù)二二 資料的組成資料的組成三三 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造1.1 建筑資料的形狀物理性

2、質(zhì)建筑資料的形狀物理性質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù) 密度是指資料在絕對(duì)密實(shí)形狀下單位體積的質(zhì)量。計(jì)密度是指資料在絕對(duì)密實(shí)形狀下單位體積的質(zhì)量。計(jì)算式為：算式為： 式中：式中：密度密度, g/cm3 , g/cm3 或或 kg/m3 kg/m3mm資料的質(zhì)量，資料的質(zhì)量，g g 或或 kg kgVV資料的絕對(duì)密實(shí)體積，資料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 cm3 或或 m3 m3 測(cè)試時(shí)，資料必需是絕對(duì)枯燥形狀。含孔資料那么必測(cè)試時(shí)，資料必需是絕對(duì)枯燥形狀。含孔資料那么必需磨細(xì)后采用排開(kāi)液體的方法來(lái)測(cè)定其體積。李氏需磨細(xì)后采用排開(kāi)液體的方法來(lái)測(cè)定其體積。李氏瓶測(cè)定瓶測(cè)定1 1 密度密度mV1.1

3、 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù)2 2 表觀密度表觀密度 表觀密度容重是指資料在自然形狀下單位體積表觀密度容重是指資料在自然形狀下單位體積的質(zhì)量。計(jì)算式為：的質(zhì)量。計(jì)算式為： 00mV1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù)2 2 表觀密度表觀密度l 資料的表觀體積是指包含孔隙的體積。 V0=V+Vk+Vb,普通是指資料長(zhǎng)期在空氣中枯燥，即氣干形狀下的表觀密度。在烘干形狀下的表觀密度，稱為干表觀密度。 l 由于大多數(shù)資料的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中能否含有水及含水的多少，均能夠

4、影響其總質(zhì)量有時(shí)還影響其表觀體積。因此，資料的表觀密度除了與其微觀構(gòu)造和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成形狀及含水形狀有關(guān)1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù)2 2 表觀密度表觀密度l 粉末資料：干表觀密度值與密度值近似相等？l 砂石類散粒資料：飽水法測(cè)試 l 塊狀資料及：幾何外形計(jì)算或蠟封法bVVm0Vm1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù) 指粉狀、粒狀或纖維狀資料在堆積形狀下單位體積的質(zhì)量。計(jì)算式為： 式中： 堆積密度, g/cm3 或 kg/m3 m資料的質(zhì)量，g 或 kg V0堆積體積，c

5、m3 或 m3 粉狀或粒狀資料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的資料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此，資料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。3 3 堆積密度堆積密度00mV01.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù) 指資料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。密實(shí)度的計(jì)算式如下：密度；0資料的表觀密度 對(duì)于絕對(duì)密實(shí)資料， 因 0 = ，故密實(shí)度D =1 或 100%。對(duì)于大多數(shù)土木工程資料， 因 0 ，故密實(shí)度D 1 或 D 100%。4 4 資料的密實(shí)度資料的密實(shí)度00VVD1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資

6、料的形狀參數(shù) 指資料內(nèi)部孔隙的體積占資料總體積的百分率。孔隙率P按下式計(jì)算： V資料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 或 m3 V0資料的表觀體積，cm3 或 m3 0資料的表觀密度, g/cm3 或 kg/m3 密度, g/cm3 或 kg/m35 5 孔隙率孔隙率0001VVVP1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 一一 資料的形狀參數(shù)資料的形狀參數(shù) 指散粒資料在其堆集體積中, 顆粒之間的空隙體積所占的比例?？障堵蔖， 按下式計(jì)算： 0資料的表觀密度;0，資料的堆積密度 空隙率的大小反映了散粒資料的顆粒相互填充的致密程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算含砂率的根據(jù)。5 5 空隙

7、率空隙率000001VVPV 1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 表表1.1 常用建筑資料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率常用建筑資料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率 材料 密度(kg/m3) 表觀密度0(kg/m3) 堆積密度0(kg/m3)孔隙率(%)石灰?guī)r 2.602.8020002600_花崗巖 2.602.9026002800_0.53.0碎石(石灰?guī)r) 2.602.80_14001700_砂 2.60_14501650_粘土2.60_16001800_普通粘土磚 2.5016001800_20401.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 二二 資料

8、的組成資料的組成|化學(xué)組成化學(xué)組成無(wú)機(jī)非金屬建筑資料的化學(xué)組成以各種氧化物含量無(wú)機(jī)非金屬建筑資料的化學(xué)組成以各種氧化物含量來(lái)表示。來(lái)表示。|金屬資料以元素含量來(lái)表示。金屬資料以元素含量來(lái)表示。 | 有機(jī)高分子資料由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化有機(jī)高分子資料由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物鏈接而成，由低分子化合物到高分子化合物的合物鏈接而成，由低分子化合物到高分子化合物的轉(zhuǎn)變稱為聚合。轉(zhuǎn)變稱為聚合。|化學(xué)組成決議著資料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)化學(xué)組成決議著資料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。和力學(xué)性質(zhì)。1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 二二 資料的組成資料的組成2. 2.

9、基元組成基元組成基元是構(gòu)建資料最根本單位?；菢?gòu)建資料最根本單位。無(wú)機(jī)非金屬資料的基元是礦物具有一定化學(xué)組成無(wú)機(jī)非金屬資料的基元是礦物具有一定化學(xué)組成及構(gòu)造特征的物質(zhì)及構(gòu)造特征的物質(zhì) 有機(jī)高分子資料的基元是鏈節(jié)可以反復(fù)的特定構(gòu)造有機(jī)高分子資料的基元是鏈節(jié)可以反復(fù)的特定構(gòu)造單元。單元。1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 三三 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造一一 顯微構(gòu)造顯微構(gòu)造 顯微構(gòu)造是指資料內(nèi)部原子、分子、離子等微觀質(zhì)點(diǎn)顯微構(gòu)造是指資料內(nèi)部原子、分子、離子等微觀質(zhì)點(diǎn)的的 空間陳列方式?？臻g陳列方式。1 1晶體構(gòu)造晶體構(gòu)造 把一樣質(zhì)點(diǎn)原子、分子、離子等在把一樣質(zhì)點(diǎn)原子、分子、離子等在

10、空間做周期排演成固定幾何外形的固體稱為晶體?？臻g做周期排演成固定幾何外形的固體稱為晶體。2 2玻璃構(gòu)造玻璃構(gòu)造 晶態(tài)物體在高溫下熔融變?yōu)橐簯B(tài)，當(dāng)溫晶態(tài)物體在高溫下熔融變?yōu)橐簯B(tài)，當(dāng)溫度驟然下降到低于凝固點(diǎn)溫度時(shí)，熔體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)來(lái)度驟然下降到低于凝固點(diǎn)溫度時(shí)，熔體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及陳列成有序構(gòu)造而凝固成固體形狀即成玻璃體不及陳列成有序構(gòu)造而凝固成固體形狀即成玻璃體機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。3 3膠體構(gòu)造膠體構(gòu)造 指高度分散的分散體，或膠態(tài)分散體。指高度分散的分散體，或膠態(tài)分散體。由構(gòu)成粒子的不延續(xù)分散相和分散相以外的分散介由構(gòu)成粒子的不延續(xù)分散相和分散相以外的分散介質(zhì)組成。質(zhì)組成。資料的微觀構(gòu)造方式及其主要特性資料的

11、微觀構(gòu)造方式及其主要特性1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 三三 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造二二 宏觀構(gòu)造宏觀構(gòu)造1.1.定義與分類定義與分類 宏觀構(gòu)造構(gòu)造是指用肉眼或放大鏡可以分辨資料宏觀構(gòu)造構(gòu)造是指用肉眼或放大鏡可以分辨資料的組織。其尺寸約為毫米級(jí)大小，以及更大尺寸的的組織。其尺寸約為毫米級(jí)大小，以及更大尺寸的構(gòu)造情況。宏觀構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為：構(gòu)造情況。宏觀構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為：1 1致密構(gòu)造，根本上是無(wú)孔隙存在的資料。例如鋼鐵、致密構(gòu)造，根本上是無(wú)孔隙存在的資料。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等1.1

12、 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 三三 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造 2多孔構(gòu)造，是指具有粗大孔隙的構(gòu)造。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)資料等。(3微孔構(gòu)造，是指微細(xì)的孔隙構(gòu)造。如石膏制品、粘土磚瓦等。1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 三三 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造按孔隙尺寸可以分為：1聚集構(gòu)造：如水泥混凝土、砂漿、瀝青混凝土等2纖維構(gòu)造：是指木材纖維、玻璃纖維、礦物棉纖維所具有的構(gòu)造。3層狀構(gòu)造：采用粘結(jié)或其他方法將資料迭合成層狀的構(gòu)造。如膠合板、迭合人造板、蜂窩夾芯板、以及某些具有層狀填充料的塑料制品等。 4散粒構(gòu)造：是指松散顆粒狀構(gòu)造。比如混凝土骨料、

13、用作絕熱資料的粉狀和和粒狀的添充料。1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 2 2 孔構(gòu)造孔構(gòu)造 資料的孔構(gòu)造對(duì)資料的很多性質(zhì)有資料的孔構(gòu)造對(duì)資料的很多性質(zhì)有艱苦影響，如強(qiáng)度、變形行為、導(dǎo)熱性、艱苦影響，如強(qiáng)度、變形行為、導(dǎo)熱性、浸透性等。從宏觀構(gòu)造角度來(lái)看，影響浸透性等。從宏觀構(gòu)造角度來(lái)看，影響資料性能的要素主要是孔構(gòu)造。資料性能的要素主要是孔構(gòu)造。孔構(gòu)造的主要內(nèi)容包括：孔構(gòu)造的主要內(nèi)容包括：孔隙率孔隙率孔徑分布孔級(jí)配，不同孔徑的孔相互搭孔徑分布孔級(jí)配，不同孔徑的孔相互搭配情況配情況孔幾何學(xué)孔的形貌和陳列孔幾何學(xué)孔的形貌和陳列1.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì)

14、 bkKbKKbkVVVVPPPVVPDVVVVVVVVP000000111.1 建筑資料的形狀物理性建筑資料的形狀物理性質(zhì)質(zhì) 三三 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造從宏觀構(gòu)造看，影響資料性能的主要要素是孔隙。從宏觀構(gòu)造看，影響資料性能的主要要素是孔隙。組成和微觀構(gòu)造一樣而宏觀構(gòu)造不同，會(huì)表現(xiàn)出不組成和微觀構(gòu)造一樣而宏觀構(gòu)造不同，會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性能：玻璃磚和泡沫玻璃同的物理性能：玻璃磚和泡沫玻璃組成和微觀構(gòu)造不同而宏觀構(gòu)造一樣，會(huì)表現(xiàn)出一組成和微觀構(gòu)造不同而宏觀構(gòu)造一樣，會(huì)表現(xiàn)出一定程度一樣的工程性質(zhì)：泡沫玻璃和泡沫混凝土可定程度一樣的工程性質(zhì)：泡沫玻璃和泡沫混凝土可作保溫資料作保溫資料孔隙可減輕資料

15、自重孔隙可減輕資料自重不同孔構(gòu)造可以發(fā)揚(yáng)保溫、絕熱和隔聲功能不同孔構(gòu)造可以發(fā)揚(yáng)保溫、絕熱和隔聲功能孔隙會(huì)對(duì)建筑資料的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響孔隙會(huì)對(duì)建筑資料的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 一一 資料的力學(xué)性質(zhì)資料的力學(xué)性質(zhì)1.1.資料的應(yīng)力資料的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系彈性：資料在外力作用下產(chǎn)彈性：資料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后可以生變形，當(dāng)外力取消后可以完全恢復(fù)原來(lái)外形的性質(zhì)稱完全恢復(fù)原來(lái)外形的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變?yōu)閺椥?。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形或瞬時(shí)變形稱為彈性變形或瞬時(shí)變形形塑性：資料在外力作用下產(chǎn)塑性：資料在外力作用下產(chǎn)生變形，

16、假設(shè)外力取消后，生變形，假設(shè)外力取消后，仍能堅(jiān)持變形后的外形和尺仍能堅(jiān)持變形后的外形和尺寸，并且不產(chǎn)生裂痕的性質(zhì)寸，并且不產(chǎn)生裂痕的性質(zhì)稱為塑性。這種不能恢復(fù)的稱為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形或永久變形稱為塑性變形或永久變形。變形。1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 一一 資料的力學(xué)性質(zhì)資料的力學(xué)性質(zhì)1.1.資料的應(yīng)力資料的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系脆性：資料受力到達(dá)一定程度時(shí)，忽然發(fā)生破壞，并脆性：資料受力到達(dá)一定程度時(shí)，忽然發(fā)生破壞，并無(wú)明顯的變形，資料的這種性質(zhì)稱為脆性。如：巖石、無(wú)明顯的變形，資料的這種性質(zhì)稱為脆性。如：巖石、混凝土、玻璃混凝土、玻璃延性：資料在破壞前

17、產(chǎn)生很大的塑性變形，這種性質(zhì)延性：資料在破壞前產(chǎn)生很大的塑性變形，這種性質(zhì)稱為延性。如：軟鋼、橡膠、塑料稱為延性。如：軟鋼、橡膠、塑料韌性韌性: :在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，資料可以吸收較大在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，資料可以吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性或沖擊韌性。如：設(shè)計(jì)路面、橋梁、吊車(chē)梁稱為韌性或沖擊韌性。如：設(shè)計(jì)路面、橋梁、吊車(chē)梁徐變：當(dāng)資料長(zhǎng)時(shí)間接受一定荷載時(shí)變形卻隨時(shí)間而徐變：當(dāng)資料長(zhǎng)時(shí)間接受一定荷載時(shí)變形卻隨時(shí)間而增長(zhǎng)，這種景象稱為徐變?cè)鲩L(zhǎng)，這種景象稱為徐變1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 一一

18、資料的力學(xué)性質(zhì)資料的力學(xué)性質(zhì)2.2.資料的力學(xué)破壞資料的力學(xué)破壞資料的力學(xué)破壞本質(zhì)上是由于原子間或分子間資料的力學(xué)破壞本質(zhì)上是由于原子間或分子間的結(jié)合鍵受拉力作用發(fā)生斷裂所呵斥的。的結(jié)合鍵受拉力作用發(fā)生斷裂所呵斥的。斷裂的方式：脆裂或產(chǎn)生晶界面滑移斷裂的方式：脆裂或產(chǎn)生晶界面滑移強(qiáng)度：資料在外力作用下，抵抗破壞的才干強(qiáng)度：資料在外力作用下，抵抗破壞的才干實(shí)際強(qiáng)度：實(shí)際強(qiáng)度：實(shí)踐強(qiáng)度約為實(shí)際強(qiáng)度的實(shí)踐強(qiáng)度約為實(shí)際強(qiáng)度的E/100-E/1000E/100-E/1000)100(10/00EdEdEth1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能目的力學(xué)性能目的 資料在外力(荷載)作

19、用下抵抗破壞的才干，稱為強(qiáng)度。 當(dāng)資料接受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)力。隨著外力逐漸添加，應(yīng)力也相應(yīng)增大。直至資料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的作用力不能再抵抗這種應(yīng)力時(shí)，資料即破壞，此時(shí)的極限應(yīng)力值就是資料的強(qiáng)度。 根據(jù)外力作用方式的不同，資料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪和抗彎(抗折)強(qiáng)度等(圖1.12)。 1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能目的力學(xué)性能目的圖1.12 資料受力表示圖 (a)拉力；(b)壓力；(c)剪切；(d)彎曲 1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能目的力學(xué)性能目的在實(shí)驗(yàn)室采用破壞實(shí)驗(yàn)法測(cè)試資料的強(qiáng)度。按照國(guó)在實(shí)驗(yàn)室采用破壞實(shí)驗(yàn)法測(cè)試資料的強(qiáng)度。按照

20、國(guó)家規(guī)范規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法，將制造好的試件安放在資家規(guī)范規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法，將制造好的試件安放在資料實(shí)驗(yàn)機(jī)上，施加外力料實(shí)驗(yàn)機(jī)上，施加外力( (荷載荷載) )，直至破壞，根據(jù)試，直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算資料的強(qiáng)度。件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算資料的強(qiáng)度。資料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：資料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為： FfAf- 資料強(qiáng)度MPa);F-資料破壞時(shí)最大荷載N；A資料受力截面積mm2)1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能目的力學(xué)性能目的 資料的抗彎強(qiáng)度與試件受力情況、截面外形以及支承條件有關(guān)。通常是將矩形截面的條形試件放在兩個(gè)支點(diǎn)上，

21、中間作用一集中荷載。 資料的抗彎強(qiáng)度的計(jì)算式為： 資料的強(qiáng)度主要取決于它的組成和構(gòu)造。普通說(shuō)資料孔隙率越大，強(qiáng)度越低，另外不同的受力方式或不同的受力方向，強(qiáng)度也不一樣。 232FLfbh1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性 資料在建筑物的運(yùn)用過(guò)程中，遭到各種破壞作用 物理作用：溫度和干濕的交替變化、循環(huán)凍融等 機(jī)械作用：荷載的繼續(xù)作用、反復(fù)荷載引起資料的疲勞、沖擊疲勞、磨損等 化學(xué)作用：包括酸、堿、鹽等液體或氣體對(duì)資料的侵蝕作用 生物作用：昆蟲(chóng)、菌類等的作用而使資料蛀蝕或腐朽1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性 資

22、料的耐久性，是在運(yùn)用條件下，在上述各種要素作用下，于規(guī)定運(yùn)用期限內(nèi)不破壞，也不失去原有性能的性質(zhì)。 耐久性是一種綜合性質(zhì)：抗凍性、抗風(fēng)化、抗老化、耐化學(xué)侵蝕性1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性一資料在水作用下的性質(zhì)一資料在水作用下的性質(zhì)1. 1. 親水性與憎水性親水性與憎水性與水接觸時(shí)，有些資料能被水潤(rùn)濕，而有些資與水接觸時(shí)，有些資料能被水潤(rùn)濕，而有些資料那么不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種景象來(lái)說(shuō)，前料那么不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種景象來(lái)說(shuō)，前者為親水性，后者為憎水性。者為親水性，后者為憎水性。資料具有親水性或憎水性的根本緣由在于資料資料具有親水性或憎水性的根本緣

23、由在于資料的分子構(gòu)造。親水性資料與水分子之間的分子的分子構(gòu)造。親水性資料與水分子之間的分子親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性資料與水分子之間的親合力，小于水分憎水性資料與水分子之間的親合力，小于水分子本身之間的內(nèi)聚力。子本身之間的內(nèi)聚力。1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) l 潤(rùn)濕角的大小劃分親水憎水潤(rùn)濕角的大小劃分親水憎水l 潤(rùn)濕角為在資料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴外表潤(rùn)濕角為在資料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴外表的切線與水和固體接觸面所成的夾角。的切線與水和固體接觸面所成的夾角。l 潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角 時(shí)，為親水性資料；當(dāng)資料的潤(rùn)濕

24、時(shí)，為親水性資料；當(dāng)資料的潤(rùn)濕角角 時(shí)，為憎水性資料。時(shí)，為憎水性資料。大多數(shù)建筑資料，如石材、磚大多數(shù)建筑資料，如石材、磚瓦、陶器、混凝土、木材等都瓦、陶器、混凝土、木材等都屬于親水性資料，而瀝青、石屬于親水性資料，而瀝青、石蠟和某些高分子資料屬于憎水蠟和某些高分子資料屬于憎水性資料。性資料。 1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性2. 吸水性與吸濕性資料在水中能吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性，常用吸水率表示1質(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指資料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占資料在枯燥形狀下的質(zhì)量百分比，并以m 表示。質(zhì)量吸水率m 的計(jì)算公式為：%100ggbmmmmW1

25、.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性2體積吸水率 體積吸水率是指資料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占資料自然體積的百分率，并以W表示。體積吸水率W的計(jì)算公式為：%10010WgbvVmmW1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性質(zhì)量吸水率和體積吸水率之間的關(guān)系質(zhì)量吸水率和體積吸水率之間的關(guān)系wWgvVmWmW0011.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性3吸濕性資料的吸濕性是指資料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)?？菰锏馁Y料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的資料處在較枯燥的

26、空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。前者是資料的吸濕過(guò)程，后者是資料的枯燥過(guò)程。由此可見(jiàn)，在空氣中，某一資料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性 資料在任一條件下含水的多少稱為資料的含水率，并以h表示，其計(jì)算公式為：%100ggshmmmW1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性3. 耐水性與抗?jié)B性1耐水性 資料的耐水性是指資料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量資料耐水性的目的是資料的軟化系數(shù)KR：gbRffK式中 KR 資料的軟化系數(shù)fb 資料吸水飽和形狀下的抗壓強(qiáng)度

27、MPa。fg 資料在枯燥形狀下的抗壓強(qiáng)度MPa1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 軟化系數(shù)反映了資料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是資料吸水后性量變化的重要特征之一。普通資料吸水后，水分會(huì)分散在資料內(nèi)微粒的外表，減弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度那么有不同程度的降低。當(dāng)資料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)如石膏、石灰等，吸入的水還能夠溶解部分物質(zhì)，呵斥強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。資料耐水性限制了資料的運(yùn)用環(huán)境，軟化系數(shù)小的資料耐水性差，其運(yùn)用環(huán)境尤其遭到限制。工程中通常將0.85的資料稱為耐水性資料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于普通受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，資料軟化系數(shù)也不得小于0.75 。1.2 建筑資料的工程性

28、質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性3. 耐水性與抗?jié)B性2抗?jié)B性 抗?jié)B性是指資料在壓力水作用下抵抗水浸透的性質(zhì)。資料的抗?jié)B性可用浸透系數(shù)表示。式中 K浸透系數(shù), cm / h;Q滲水量， cm3 A 滲水面積, cm2 ；H 資料兩側(cè)的水壓差，cmd 試件厚度 cm；t 滲水時(shí)間 h資料的浸透系數(shù)越小，闡明資料的抗?jié)B性越強(qiáng)。QKdAtH1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) l 資料的抗?jié)B性也可以用抗?jié)B等級(jí)Pn來(lái)表示。 l 資料的抗?jié)B等級(jí)是指用規(guī)范方法進(jìn)展透水實(shí)驗(yàn)時(shí)，資料規(guī)范試件在透水前所能接受的最大水壓力，并以字母P及可接受的水壓力以0.1MPa為單位來(lái)表示抗?jié)B等級(jí)。l

29、 如P4、P6、P8、P10等，表示試件能接受逐漸增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水壓而不浸透。例如：某防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)為P6，表示該混凝土試件經(jīng)規(guī)范養(yǎng)護(hù)28d后，按照規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法在0.6MPa壓力水的作用下無(wú)浸透景象。 1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 三三 資料的耐久性資料的耐久性一建筑資料的抗凍性一建筑資料的抗凍性資料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在資料毛資料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在資料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力呵斥資料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使資料遭到部分破壞。呵斥資料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使資料遭到

30、部分破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，資料的破壞作用逐漸加隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，資料的破壞作用逐漸加劇，這種破壞稱為凍融破壞。劇，這種破壞稱為凍融破壞。抗凍性是指資料在吸水飽和形狀下，能經(jīng)受反抗凍性是指資料在吸水飽和形狀下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。的性能。1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 1 1 凍害機(jī)理凍害機(jī)理1 1凍脹假說(shuō)凍脹假說(shuō)水結(jié)冰時(shí)體積膨脹水結(jié)冰時(shí)體積膨脹9%9%，產(chǎn)生壓力使資料破壞，產(chǎn)生壓力使資料破壞凍害條件：凍害條件：1 1飽水形狀飽水形狀2 2孔構(gòu)造孔構(gòu)造323210-10m10-10m2 2滲脹假說(shuō)滲脹

31、假說(shuō) 毛細(xì)孔水量小于孔隙容積的毛細(xì)孔水量小于孔隙容積的91.7%91.7%極限飽和度時(shí)，其極限飽和度時(shí)，其結(jié)冰不至于使資料內(nèi)部構(gòu)造破壞結(jié)冰不至于使資料內(nèi)部構(gòu)造破壞過(guò)冷形狀的水的蒸氣壓高于同溫度下冰的蒸氣壓，使凝膠過(guò)冷形狀的水的蒸氣壓高于同溫度下冰的蒸氣壓，使凝膠孔中水向毛細(xì)孔中冰的界面處浸透，產(chǎn)生浸透壓力，與孔中水向毛細(xì)孔中冰的界面處浸透，產(chǎn)生浸透壓力，與冰脹壓力共同作用使構(gòu)造破壞冰脹壓力共同作用使構(gòu)造破壞1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 2 2 抗凍性的主要影響要素抗凍性的主要影響要素資料孔構(gòu)造資料孔構(gòu)造水飽和度：摻入引氣劑水飽和度：摻入引氣劑凍融齡期：冷凍溫度、凍融速度、凍融時(shí)

32、間凍融齡期：冷凍溫度、凍融速度、凍融時(shí)間養(yǎng)護(hù)齡期：養(yǎng)護(hù)時(shí)間的添加，可結(jié)冰的水減少，水中溶鹽養(yǎng)護(hù)齡期：養(yǎng)護(hù)時(shí)間的添加，可結(jié)冰的水減少，水中溶鹽濃度添加，冰點(diǎn)降低，資料的抗凍性提高。參與早強(qiáng)劑濃度添加，冰點(diǎn)降低，資料的抗凍性提高。參與早強(qiáng)劑1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 3 3 抗凍性目的抗凍性目的抗凍標(biāo)號(hào)或稱為抗凍等級(jí)：以同時(shí)滿足強(qiáng)度損失率不抗凍標(biāo)號(hào)或稱為抗凍等級(jí)：以同時(shí)滿足強(qiáng)度損失率不超越超越25%25%，質(zhì)量損失率不超越，質(zhì)量損失率不超越5%5%的最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。的最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。 資料的抗凍等級(jí)可分為資料的抗凍等級(jí)可分為1515、2525、5050、100100、20

33、0200等，分別表示此資料可接受等，分別表示此資料可接受1515次、次、2525次、次、5050次、次、100100次、次、200200次的凍融循環(huán)。次的凍融循環(huán)。耐久性目的：指資料經(jīng)受快速凍融循環(huán)耐久性目的：指資料經(jīng)受快速凍融循環(huán)2-4h2-4h完成，以完成，以同時(shí)滿足性對(duì)動(dòng)彈性模量值不小于同時(shí)滿足性對(duì)動(dòng)彈性模量值不小于60%60%和質(zhì)量損失率不和質(zhì)量損失率不超越超越5%5%時(shí)最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。時(shí)最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。1.2 建筑資料的工程性質(zhì)建筑資料的工程性質(zhì) 3 3 抗凍性目的抗凍性目的耐久性系數(shù)耐久性系數(shù)KnKn：經(jīng)快速凍融實(shí)驗(yàn)后用：經(jīng)快速凍融實(shí)驗(yàn)后用Kn=PN/300Kn=PN/30

34、0計(jì)算得到計(jì)算得到的，其中的，其中N N表示凍融循環(huán)表示凍融循環(huán)300300次，或相對(duì)動(dòng)彈性模量下降次，或相對(duì)動(dòng)彈性模量下降到到60%60%以下，或分量損失率在到以下，或分量損失率在到5%5%，滿足之一者的凍融，滿足之一者的凍融循環(huán)次數(shù)；循環(huán)次數(shù)；P P為經(jīng)為經(jīng)N N次凍融循環(huán)后試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量。次凍融循環(huán)后試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量。作業(yè) 例例1-1 1-1 某工地所用卵石資料的密度為某工地所用卵石資料的密度為2.65g/cm32.65g/cm3、表觀密度為、表觀密度為2.61g/cm32.61g/cm3、堆積密度、堆積密度為為1680 kg/m31680 kg/m3，計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率？，計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率？ 例例1-2 1-2 有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和形狀下有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和形狀下重重2900g2900g，其絕干質(zhì)量為，其絕干質(zhì)量為2550g2550g。磚的尺寸為。磚的尺寸為24024011511553mm53mm，經(jīng)枯燥并磨成細(xì)粉后取，經(jīng)枯燥并磨成細(xì)粉后取50g50g，用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為18.62 cm3 18.62 cm3 。試。試計(jì)算該磚的吸水率、密度、孔