建筑材料與檢測(cè)第一章

1、建筑材料與檢測(cè)第一章第一頁(yè)，共29頁(yè)。 教學(xué)目標(biāo) 通過本章的學(xué)習(xí)，掌握材料基本物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、耐久性質(zhì)；重點(diǎn)掌握材料質(zhì)量性質(zhì)、水工性質(zhì)、熱工性質(zhì)；掌握材料的強(qiáng)度性質(zhì)本章內(nèi)容1.1 材料的物理性質(zhì) 1.1.1 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 1.1.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 1.1.3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1.2 材料的力學(xué)性質(zhì) 1.2.1 材料的強(qiáng)度 1.2.2 材料的彈性與塑性 1.2.3 材料的脆性與韌性1.3 材料的耐久性第二頁(yè)，共29頁(yè)。1.1 材料的物理性質(zhì)1.1.1 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1.實(shí)際密度 指的是材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。 計(jì)算公式為： 上式中 密度（g/cm3)； m

2、材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）； v材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積（cm3) 第三頁(yè)，共29頁(yè)。材料在致密狀態(tài)下的體積指的是不包含材料內(nèi)部孔隙的實(shí)體積；對(duì)于致密材料（如鋼材、玻璃等）而言，內(nèi)部是不含孔隙的，故體積很容易測(cè)定；但是對(duì)于絕大多數(shù)材料而言，在自然狀態(tài)下材料是含有一些孔隙的；思考題： 如何測(cè)量有孔隙材料的密度？第四頁(yè)，共29頁(yè)。2.表觀密度 指的是材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。 計(jì)算公式為： 式中 0 表觀密度（kg/m3)； m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（kg）； vo材料在自然狀態(tài)下的體積（m3). 自然狀態(tài)下的體積vo= 密實(shí)狀態(tài)下的體積V +孔隙體積V孔思考題：比較密度和表觀密度的大

3、小？ 第五頁(yè)，共29頁(yè)。3.堆積密度 散粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。 計(jì)算公式為： 式中 第六頁(yè)，共29頁(yè)。？思考題：如何測(cè)定砂和石子的堆積密度？采用容量升來(lái)測(cè)定砂子、石子的堆積體積，方法如下： a）砂子采用1L、5L的容量升來(lái)測(cè)堆積體積； b）石子采用10L、20L、30L的容量升來(lái)測(cè)定其堆積體積；第七頁(yè)，共29頁(yè)。4.材料的密實(shí)度與孔隙率 1）密實(shí)度 是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度，也就是固體物質(zhì)的體積占總體積的比例，用D來(lái)表示。 第八頁(yè)，共29頁(yè)。2）孔隙率 是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占自然狀態(tài)下總體積的百分率，用P表示。P=（V0-V）/V0100%=（1-V/V0）1

4、00%第九頁(yè)，共29頁(yè)。密實(shí)度和孔隙率反映了材料的致密程度。 一般來(lái)說，同一種材料，孔隙率越小，連接孔隙越少，則： 其強(qiáng)度越高；吸水越少；抗?jié)B性和抗凍性越好；第十頁(yè)，共29頁(yè)。5.材料的填充率與空隙率 1）填充率 指的是裝在某一容器中的散粒材料，其顆粒填充該容器的程度。 填充率一般用D來(lái)表示，按下式計(jì)算： 或第十一頁(yè)，共29頁(yè)。2）空隙率 空隙率是指散粒材料在堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率，用P表示： 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度；第十二頁(yè)，共29頁(yè)。1.親水性與憎水性 材料與水接觸時(shí)，根據(jù)材料是否能被水潤(rùn)濕，可將其分為親水性和憎水性兩類。 在材料、

5、水、空氣三相交點(diǎn)處，沿水滴的表面作切線，切線與水和材料接觸面所成的夾角，稱為潤(rùn)濕角（用表示） 材料與水有關(guān)的性質(zhì)第十三頁(yè)，共29頁(yè)。2.吸水性 材料在水中吸收水分達(dá)到飽和的性質(zhì)稱為吸水性。吸水性的大小用吸水率表示，吸水率有兩種表示方法： 1）質(zhì)量吸水率 第十四頁(yè)，共29頁(yè)。2）體積吸水率 指材料在吸水飽和時(shí)，所吸收水分的體積占干燥材料總體積的百分率，公式如下：第十五頁(yè)，共29頁(yè)。3.吸濕性 材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性，大小用含水率來(lái)表示。 平衡含水率：當(dāng)材料中所含水分與空氣濕度達(dá)到 相對(duì)平衡時(shí)的含水率。第十六頁(yè)，共29頁(yè)。4.耐水性 材料長(zhǎng)期在飽和水作用下不破壞，強(qiáng)度葉不顯著降低

6、的性質(zhì)稱為耐水性。用軟化系數(shù)表示： 工程中將K軟0.80的材料稱為耐水性材料。對(duì)于經(jīng)常位于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)的材料，必須選用K軟0.85的耐水性材料。第十七頁(yè)，共29頁(yè)。5.抗?jié)B性 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。材料的抗?jié)B性通常采用滲透系數(shù)來(lái)表示。公式如下： 式中 K材料的滲透系數(shù)，cm/h; W透過材料試件的水量，cm3 d-材料試件的厚度，cm A透水面積，cm2 t透水時(shí)間，s H靜水壓力水頭，cm第十八頁(yè)，共29頁(yè)?；炷量?jié)B性試驗(yàn)：試驗(yàn)步驟： 試件到期后取出，擦干表面，用鋼絲刷刷凈兩端面，待表面干燥后，在試件側(cè)面滾涂一層溶化的密封材料（黃油摻滑石粉）裝入抗?jié)B儀上進(jìn)行試驗(yàn)

7、。如在試驗(yàn)中，水從試件周邊滲出，說明密封不好，要重新密封。 試驗(yàn)時(shí)，水壓從0.2Mpa開始，每隔8h增加水壓0.1Mpa,并隨時(shí)注意觀察試件端面情況，一直加至6個(gè)試件中3個(gè)試件表面發(fā)現(xiàn)滲水，記下此時(shí)的水壓力，即可停止試驗(yàn)。第十九頁(yè)，共29頁(yè)。6.抗凍性 材料在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，且強(qiáng)度也不顯著降低，稱為抗凍性。用抗凍標(biāo)號(hào)表示。 最大凍融循環(huán)次數(shù)Fn指的是經(jīng)n次凍融循環(huán)后，強(qiáng)度損失不超過25%，質(zhì)量損失不超過5%的試驗(yàn)次數(shù)。 第二十頁(yè)，共29頁(yè)。 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1.導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩側(cè)存在溫差時(shí)，熱量將從溫度高的一側(cè)通過材料傳遞到溫度低的一側(cè)，材料這種傳導(dǎo)熱量的能力稱

8、為導(dǎo)熱性。其大小用導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)表示： 第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。2.熱容量 材料容納熱量的能力稱為熱容量，用比熱表示。 比熱：是指單位質(zhì)量的材料，在溫度升高或下降1K時(shí)，吸收或放出的熱量，公式如下： 第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。1.2 材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的強(qiáng)度 強(qiáng)度：材料在荷載（外力）作用下抵抗破壞的能力稱為材料的強(qiáng)度 第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。 試驗(yàn)測(cè)定的強(qiáng)度值除受材料本身的組成、結(jié)構(gòu)、孔隙率大小等內(nèi)在因素的影響外，還與試驗(yàn)條件密切相關(guān)，如試件形狀、尺寸、表面狀態(tài)、含水率及試驗(yàn)時(shí)加荷速度等。因此，必須按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)定材料的強(qiáng)度。 比強(qiáng)度：材料的強(qiáng)度與其體積密度之比，是衡量材料是輕質(zhì)高強(qiáng)的一個(gè)主要指標(biāo)第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。 材料的彈性與塑性彈性 是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，能完全恢復(fù)原形狀的性質(zhì)，稱為彈性； 塑性 是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，仍保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)，稱為塑性； 完全彈性材料是沒有的，彈性變形和塑性變形同時(shí)產(chǎn)生。 第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。低碳鋼的曲線比例極限（ p）彈性極限（ e ）屈服極限（ s ）抗拉極限（ b ）第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。 材料的脆性與韌性脆性 材料受外力作用，當(dāng)外力達(dá)到一定限度時(shí)，