建筑材料Peixun材料的基本性質(zhì)01

1、 建筑材料材料的基本性質(zhì)建筑材料重難點(diǎn)以及授課方法1建筑材料重難點(diǎn) 材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，是建筑企業(yè)施工管理人員的必修內(nèi)容，建筑材料品種繁多，本課程所涉及到的僅僅是建筑工程中常用材料。其課程的重點(diǎn)內(nèi)容是為：材料的基本性質(zhì)、水泥、混凝土及建筑砂漿、墻體材料、建筑鋼材及防水材料。難點(diǎn)為混凝土、鋼材、防水材料及裝飾材料。具體包括：（1）材料的基本物理性質(zhì)（2）石灰、石膏及制品的性質(zhì)及應(yīng)用（3）硅酸鹽水泥的技術(shù)要求、特點(diǎn)及應(yīng)用（4）混凝土主要技術(shù)性質(zhì)，混凝土組成材料的選擇（5）砌筑砂漿的組成材料、主要技術(shù)性質(zhì)與性能，砌筑砂漿的配合比的選擇（6）砌墻磚、墻板及砌塊的規(guī)格、等級(jí)與應(yīng)用（7）建筑鋼材的主

2、要性能建筑材料重難點(diǎn)以及授課方法 2各部分的重難點(diǎn)以及授課方法（1）建筑材料的基本性質(zhì) 考綱要求：掌握材料的基本物理性質(zhì) 熟悉材料與水有關(guān)的性質(zhì) 熟悉材料的力學(xué)性質(zhì) 了解材料的耐久性 重點(diǎn)內(nèi)容： 材料物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)的基本概念、表示方法和計(jì)算公式，如材 料密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、空隙率、吸水性、吸濕性、 耐水性、抗凍性、抗?jié)B性、導(dǎo)熱性、材料強(qiáng)度及塑性等。 難點(diǎn)內(nèi)容：材料與水分有關(guān)的幾項(xiàng)性質(zhì)、材料的熱工性質(zhì)及材料的 變形等。 授課方法：教師應(yīng)講清材料物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)中各個(gè)基本概念的 含義，使學(xué)生不致產(chǎn)生概念混淆，應(yīng)通過(guò)舉例著重說(shuō)明這些概念在實(shí)際 工程中有何作用。任務(wù)2.1 材料的組

3、成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.1 材料的體積 體積是材料占有的空間尺寸。由于材料具有不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，如圖2-1所示，因而表現(xiàn)出不同的體積。圖2-1 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)密實(shí)狀態(tài)；(b) 內(nèi)部有孔隙； (c) 內(nèi)外有孔隙；(d) 堆積狀態(tài) 1閉口孔隙；2開(kāi)口孔隙；3空隙任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.1 材料的體積 絕對(duì)密實(shí)體積（V）表觀體積（ ）自然體積（ ）堆積體積（ ）材料的體積任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度密度。材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積

4、的質(zhì)量，可按下式計(jì)算-材料的密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的干質(zhì)量，g或kg；V-材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，cm3或m3任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度表觀密度。表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下不含開(kāi)口孔隙時(shí)單位體積的質(zhì)量，可按下式計(jì)算 -材料的表觀密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的干質(zhì)量，g或kg； -材料的表觀體積，cm3或m3。任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度體積密度。體積密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，可

5、按下式計(jì)算 -材料的體積密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的質(zhì)量，g或kg； -材料的自然體積，cm3或m3。任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.2 材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度堆積密度。堆積密度是指粉狀、顆粒狀或纖維材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，可按下式計(jì)算 -材料的堆積密度，g/cm3或kg/m3；m-材料的質(zhì)量，g或kg； -材料的堆積體積，cm3或m3。任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.3 材料的密實(shí)度和孔隙率密實(shí)度。密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度，用D表示。密實(shí)度的計(jì)算式如下亦可用材料的

6、密度和體積密度計(jì)算任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.3 材料的密實(shí)度和孔隙率孔隙率?？紫堵适侵覆牧蟽?nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率，用P表示?？紫堵实挠?jì)算式如下任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.3 材料的密實(shí)度和孔隙率表1-1 常用建筑材料的密度、體積密度、堆積密度和孔隙率任務(wù)2.1 材料的組成和結(jié)構(gòu)2.1.3 材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)2.1.3.4 材料的填充率和空隙率填充率空隙率任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.1 材料的親水性與憎水性材料與水接觸時(shí)，首先遇到的問(wèn)題就是材料能否被水所濕潤(rùn)。濕潤(rùn)是水被材料表面吸附的過(guò)程，

7、它與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。圖2-2 材料的濕潤(rùn)示意圖(a) 材料的親水性；(b) 材料的憎水性例1-5 選擇題：選擇正確的答案填在括號(hào)內(nèi)。當(dāng)材料的潤(rùn)濕邊角為（ ）時(shí)，稱(chēng)為憎水性材料。a. 90 b. .90c.0解答: b:90評(píng)注 材料的潤(rùn)濕邊角90為親水性材料；材料的潤(rùn)濕邊角90時(shí)為憎水性材料。任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.2 材料的吸水性與吸濕性2.2.2.1 吸水性 質(zhì)量吸水率體積吸水率質(zhì)量吸水率，%體積吸水率，%m2材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量，g；m1材料在絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g；材料所吸收水分的體積，cm3水的密度，常溫下可取1g/cm3任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2

8、.2 材料的吸水性與吸濕性2.2.2.2 吸濕性 材料的含水率，%；材料吸濕后的質(zhì)量，g材料在絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g影響材料吸濕性的因素，除材料本身的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及孔隙外，還與環(huán)境的溫、濕度有關(guān)。材料堆放在工地現(xiàn)場(chǎng)，不斷向空氣中揮發(fā)水分，又同時(shí)從空氣中吸收水分，其穩(wěn)定的含水率是達(dá)到揮發(fā)與吸收動(dòng)態(tài)平衡的一種狀態(tài)。任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.3 材料的耐水性材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。材料的軟化系數(shù)材料飽水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；材料干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa例1-3 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測(cè)得的抗壓強(qiáng)度分別為174、178

9、、165MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。解該石材的軟化系數(shù)為由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。評(píng)注 軟化系數(shù)為材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度與材料在絕對(duì)干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度之比。與材料在氣干狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度無(wú)關(guān)。 任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.4 材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其他缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)部的孔隙、孔洞或其他缺陷滲透到低壓側(cè)。任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.4 材料的抗?jié)B性2.2.4.1 滲透系數(shù)材料的滲透系數(shù)，cm/

10、h時(shí)間t內(nèi)的滲水總量，cm3材料垂直于滲水方向的滲水面積，cm2材料兩側(cè)的水壓差，cm滲水時(shí)間，h材料的厚度，cm材料 的值愈小，則其抗?jié)B能力愈強(qiáng)。工程有部分材料的防水能力就是以滲透系數(shù)來(lái)表示的，如屋面防水卷材、防水涂料等均采用滲透系數(shù)表示。 一般土的滲透系數(shù)見(jiàn)表1-3任務(wù)2.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.5 材料的抗凍性抗凍性是指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(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。材料的抗凍性用抗凍等級(jí)表示?？箖龅燃?jí)是指材料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，經(jīng)過(guò)多次凍融，強(qiáng)度下降不大于25%，質(zhì)量損失不大于5%，所能經(jīng)受的最多凍融循環(huán)次數(shù)。如抗凍等級(jí)為F10的材料，表示材料所能經(jīng)受

11、的凍融循環(huán)次數(shù)最多為10次。任務(wù)2.3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)2.3.1 材料的熱容性材料的熱容性，是指材料受熱時(shí)吸收熱量或冷卻時(shí)放出熱量的能力，它以材料升溫或降溫時(shí)熱量的變化來(lái)表示，即熱容量，其計(jì)算公式為材料的熱容量，kJ材料的質(zhì)量，kg材料受熱或冷卻前后的溫差，K材料的比熱，kJ/(kgK)任務(wù)2.3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)2.3.1 材料的熱容性其中比熱(C)值是真正反映不同材料間熱容性差別的參數(shù)?？梢栽趯?shí)驗(yàn)室條件下檢測(cè)材料在溫度變化時(shí)的熱量釋放量，再由下式求出C值的物理意義是質(zhì)量為1kg的材料，在溫度每改變1K時(shí)所吸收或放出熱量的大小。 任務(wù)2.3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)2.3.2 材料的導(dǎo)熱性材

12、料的導(dǎo)熱性，是指材料兩側(cè)有溫差時(shí)，材料將熱量由溫度高的一側(cè)向溫度低的一側(cè)傳遞的能力，也就是傳導(dǎo)熱的能力。材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mK)傳導(dǎo)的熱量，J材料的厚度，m材料的傳熱面積傳熱時(shí)間，h材料兩側(cè)的溫度差，K任務(wù)2.3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)2.3.3 材料的熱變形性材料的熱變形性，是指材料在溫度升高或降低時(shí)體積變化的性質(zhì)。，材料的單向線膨脹量或線收縮量計(jì)算公式為線膨脹量或線收縮量，mm或cm材料升(降)溫前后的溫度差，K材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù)，1/K材料原來(lái)的長(zhǎng)度，mm或cm任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.1 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是指材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力。剪力壓力拉力材

13、料所受的外力彎曲任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.1 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是指材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力。抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度材料抵抗這些外力破壞的能力抗彎強(qiáng)度任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.1 材料的強(qiáng)度材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度可按下式計(jì)算材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度，MPa材料受壓、受拉、受剪破壞時(shí)的荷載，N材料的受拉、受壓、受剪面積，mm 2任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.1 材料的強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度(也稱(chēng)抗折強(qiáng)度)與材料受力情況有關(guān)，試驗(yàn)時(shí)將試件放在兩個(gè)支點(diǎn)上，若中間作用一集中荷載，對(duì)矩形截面試件，抗彎強(qiáng)度可按下式計(jì)算抗彎強(qiáng)度，MPa材料試件受彎時(shí)的破壞荷載，N材

14、料試件兩支點(diǎn)間的距離，mm材料試件的截面寬度、高度，mm強(qiáng)度是材料的主要技術(shù)性能之一，不同材料的強(qiáng)度，可按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法確定。材料可根據(jù)強(qiáng)度值大小劃分若干等級(jí)。任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.1 材料的強(qiáng)度 比強(qiáng)度是按單位提及質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，即材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比，這是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。比強(qiáng)度越大，則其輕質(zhì)高強(qiáng)的性能越_？任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.2 彈性與塑性彈性是指材料在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力解除后，能完全恢復(fù)到變形前形狀的性質(zhì)，這種變形稱(chēng)為彈性變形或可恢復(fù)變形。塑性是指材料在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力解除后，不能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)。任務(wù)2.4

15、 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.2 彈性與塑性圖2-4 材料的-變形曲線任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.3 脆性與韌性是指材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，且破壞時(shí)無(wú)明顯塑性變形的性質(zhì)。脆性材料在沖擊或動(dòng)力荷載作用下，能吸收較大的能量產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。韌性任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.4 硬度與耐磨性硬度是指材料表面耐較硬物體刻劃或壓入而產(chǎn)生塑性變形的能力。莫氏硬度用測(cè)得的劃痕的深度分十級(jí)來(lái)表示硬度（刻劃發(fā)）：滑石(talc)1（硬度最小），石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，螢石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正長(zhǎng)石(feldspar;ort

16、hoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黃玉(topaz)8，剛玉(corundum)9，金剛石(diamond)10。 任務(wù)2.4 材料的力學(xué)性質(zhì)2.4.4 硬度與耐磨性耐磨性是指材料表面抵抗磨損的能力。材料的磨耗率，g/cm2材料磨損前的質(zhì)量，g材料磨損后的質(zhì)量，g材料試件的受磨面積，cm2材料的磨耗率G值越低，表明該材料的耐磨性越好。一般硬度較高的材料，耐磨性也較好。工程實(shí)際中也可通過(guò)選擇硬度合適的材料來(lái)滿足對(duì)耐磨性的要求。任務(wù)2.5 材料的耐久性2.5.1 材料的耐久性與使用壽命材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來(lái)自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長(zhǎng)久

17、地保持其使用性能的性質(zhì)。任務(wù)2.5 材料的耐久性2.5.2 材料的耐久性及保證措施用于建(構(gòu))筑物的材料，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。生物作用機(jī)械作用化學(xué)作用物理作用影響材料耐久性的因素任務(wù)2.5 材料的耐久性2.5.2 材料的耐久性及保證措施提高材料耐久性的措施1提高材料本身對(duì)外界作用的抵抗能力(如提高密實(shí)度、改變孔隙構(gòu)造和改變成分等)。2選用其他材料對(duì)主體材料加以保護(hù)(如作保護(hù)層、刷涂料和作飾面等)。3設(shè)法減輕大氣或其他介質(zhì)對(duì)材料的破壞作用(如降低濕度、排除侵蝕性物質(zhì)等)習(xí)題三、單項(xiàng)選擇題1當(dāng)材料的潤(rùn)濕角( )時(shí)，稱(chēng)為親水性材料。 A90B90 C

18、0 D902顆粒材料的密度為 ，表觀密度為 ，堆積密度 ，一般情況下存在下列關(guān)系( ) 。 A. B. C.3含水率為5的砂220kg，將其干燥后的質(zhì)量是( )kg。 A209 B209.52 C210 D203習(xí)題三、單項(xiàng)選擇題5通常，材料的軟化系數(shù)為( )時(shí)，可以認(rèn)為是耐水性材料。 A0.85B0.85C0.85D0.856普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)得抗壓強(qiáng)度為22.6MPa，同時(shí)又測(cè)得同批混凝土水飽和后的抗壓強(qiáng)度為21.5MPa，干燥狀態(tài)測(cè)得抗壓強(qiáng)度為24.5MPa，該混凝土的軟化系數(shù)為( )。 A0.96 B0.92C0.13D0.88習(xí)題三、單項(xiàng)選擇題9材料的比強(qiáng)度是指( )。A兩材料的強(qiáng)度比 B材料強(qiáng)度與其表觀密度之比C材料強(qiáng)度與其質(zhì)量之比 D材料強(qiáng)度與其體積之比10為提高材料的耐久