建筑材料的基本性質(zhì) 2

第2章建筑材料的基本性質(zhì)

商丘學(xué)院土木工程學(xué)院本章教學(xué)目標(biāo)

熟悉：主要技術(shù)性質(zhì)的物理意義、影響因素及對(duì)其它性質(zhì)的影響。

掌握：材料各種基本性質(zhì)的概念、指標(biāo)的計(jì)算。

了解：材料的各性質(zhì)在工程實(shí)踐中的意義。防水卷材保溫泡沫玻璃板保溫泡沫玻璃板梁板中的受力鋼筋耐腐蝕的保溫隔熱材料多孔的吸聲板材本章內(nèi)容2.1材料的基本物理性質(zhì)2.2材料的力學(xué)性質(zhì)2.3材料的耐久性第一節(jié)材料的基本物理性質(zhì)蟲蛀石2.1.1.1實(shí)際密度密度是指材材料在絕對(duì)密實(shí)狀狀態(tài)下，單位體體積所具有有的質(zhì)量，，按下式計(jì)計(jì)算：怎么測(cè)這塊塊石頭的實(shí)實(shí)際密度？？排液法（密密度瓶法））原理：等體積原理理2.1.1.2表觀密度包含其內(nèi)部閉口孔孔隙條件下下的單位體積積所具有的的質(zhì)量2.1.1.3體積密度自然狀態(tài)下下的單位體體積所具有有的質(zhì)量2.1.1.4堆積密度散粒材料：：在自然堆積積狀態(tài)下，，單位體積積所具有的的質(zhì)量名稱定義表達(dá)式單位備注密度表觀密度堆積密度（一）材料料的密度、、表觀密度度與堆積密密度一、材料與與質(zhì)量有關(guān)關(guān)的基本物物理性質(zhì)材料在絕對(duì)對(duì)密實(shí)狀態(tài)態(tài)下,單位體積的的質(zhì)量。材料在自然然狀態(tài)下，，單位體積積的質(zhì)量。。材料在堆積積狀態(tài)下，，單位體積積的質(zhì)量。。g/cm3㎏/m3㎏/m3或g/cm3（二）密實(shí)實(shí)度與孔隙隙率密實(shí)度圖1-1材料孔隙率率示意圖密實(shí)度是指指材料體積內(nèi)，被固固體物質(zhì)所充實(shí)的程程度。（二）密實(shí)實(shí)度與孔隙隙率孔隙率圖1-1材料孔隙率率示意圖孔隙率是指指材料體積內(nèi)，孔隙隙體積占總體積的百百分率。（三）填充充率與空隙隙率填充率圖1-2材料空隙率率示意圖填充率是指指散粒材料料在其堆積體體積中，被被其顆粒填充充的程度。?？障堵蕡D1-2材料空隙率率示意圖空隙率是指指散粒材料料在其堆積體積積中，顆粒粒之間的空隙體體積占材料料堆積體積的百百分率。。（三）填充充率與空隙隙率（一）材料料的親水性性與憎水性性(a)親水性材料料(b)憎水性材料料二、材料與與水有關(guān)的的性質(zhì)請(qǐng)看親水性性與憎水性性動(dòng)畫演示示（二）吸水水性定義：吸水水性是指材材料在水中中吸收水分分的性質(zhì)，，其大小用用吸水率表表示。影響吸水性性的因素影響吸水性性的因素：：材料的孔隙隙率；材料的本身身的性質(zhì)，，如親水性性或憎水性性；孔隙構(gòu)造特特征，如孔孔徑大小、、開口與否否等。（三）吸濕濕性定義：材料料在空氣中中，吸收空空氣中水分分的性質(zhì)，，稱為吸濕濕性。其大大小用含水水率表示。。影響吸濕性性的因素影響吸濕性性的因素：：材料的孔隙隙率；材料的本身身的性質(zhì)，，如親水性性或憎水性性；孔隙構(gòu)造特特征，如孔孔徑大小、、開口與否否等；周圍空氣的的溫度和濕濕度。（四）材料料的耐水性性定義：：材料料在長長期飽飽和水水作用用下，，其強(qiáng)強(qiáng)度也也不顯顯著降降低的的性質(zhì)質(zhì)，稱稱為耐耐水性性。其其衡量量指標(biāo)標(biāo)為：：軟化系系數(shù)越越小，，說明明材料料吸水水飽和和后的的強(qiáng)度度降低低越多多，其其耐水水性越越差。。材料軟軟化系系數(shù)的的要求求工程對(duì)對(duì)材料料軟化化系數(shù)數(shù)的要要求對(duì)經(jīng)常常處于于水中中或受受潮嚴(yán)嚴(yán)重的的重要要結(jié)構(gòu)構(gòu)物（（如地地下構(gòu)構(gòu)筑物物、基基礎(chǔ)、、水工工結(jié)構(gòu)構(gòu)）的的材料料，其其K軟≥0.85；受潮較較輕的的或次次要結(jié)結(jié)構(gòu)物物的材材料，，其K軟≥0.75；K軟≥0.80的材料料，一一般稱稱為耐耐水的的材料料。衡量指指標(biāo)：：①滲透透系數(shù)數(shù)k，單位位cm/hk越大，，材料料的抗抗?jié)B性性越差差。(五)材料的的抗?jié)B滲性定義：：材料料抵抗抗壓力力水滲滲透的的性質(zhì)質(zhì)稱為為抗?jié)B滲性。。QAdH②抗?jié)B等等級(jí)Pn抗?jié)B等等級(jí)對(duì)于混混凝土土和砂砂漿，，抗?jié)B滲性常常用抗抗?jié)B等等級(jí)(S)表示：：S=10H－1H－試件件開始始滲水水時(shí)的的水壓壓力（（MPa）影響材材料抗抗?jié)B性性的因因素：：孔隙隙率、、孔隙隙特征征地下建建筑（（地鐵鐵、人人防建建筑、、地下下室））、水水工結(jié)結(jié)構(gòu)、、防水水材料料等均均要求求較高高的抗抗?jié)B性性。（六））材料料的抗抗凍性性定義：：材料料在吸吸水飽飽和狀狀態(tài)下下，能能經(jīng)受受多次次凍融融循環(huán)環(huán)作用用而不不破壞壞，強(qiáng)強(qiáng)度也也不顯顯著降降低的的性質(zhì)質(zhì)。衡量指指標(biāo)：：抗凍凍性指指標(biāo)用用抗凍凍等級(jí)級(jí)Fn表示，，表示示經(jīng)過過n次凍融融循環(huán)環(huán)次數(shù)數(shù)后，，質(zhì)量量損失失不超超過5%，強(qiáng)度度損失失不超超過25%。凍融破破壞的的原因因材料有有孔且且孔隙隙含水水；水→冰冰，體體積膨膨脹9％，結(jié)結(jié)冰壓壓力高高達(dá)100MPa，結(jié)冰壓壓力超超過材材料的的抗拉拉強(qiáng)度度時(shí)，，材料料開裂裂；裂縫的的增加加也進(jìn)進(jìn)一步步增加加了材材料的的飽水水程度度，飽水程程度的的增加加進(jìn)一一步加加劇了了凍融融破壞壞；反復(fù)多多次加加劇破破壞，，最終終材料料崩潰潰；嚴(yán)寒寒地地區(qū)區(qū)道道路路、、橋橋梁梁、、水水壩壩、、堤堤防防、、海海上上鉆鉆井井平平臺(tái)臺(tái)、、跨跨海海大大橋橋等等均均需需考考慮慮凍凍融融破破壞壞。。三、、材材料料的的熱熱工工性性質(zhì)質(zhì)－－導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性導(dǎo)熱熱性性－－材材料料傳傳導(dǎo)導(dǎo)熱熱量量的的能能力力稱稱為為導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性。。其其大大小小用用熱導(dǎo)導(dǎo)率率（（λ）表表示示。。At2t1Q式中中λ－導(dǎo)導(dǎo)熱熱系系數(shù)數(shù)（（W/m.K）Q－傳傳導(dǎo)導(dǎo)的的熱熱量量（（J）A－熱熱傳傳導(dǎo)導(dǎo)面面積積（（m2）d－材材料料的的厚厚度度（（m）t－熱熱傳傳導(dǎo)導(dǎo)時(shí)時(shí)間間（（s）(T2-T1)－材材料料兩兩側(cè)側(cè)溫溫差差（（K）導(dǎo)熱熱系系數(shù)數(shù)λ的物物理理意意義義：：表示示單單位位厚厚度度的的材材料料，，當(dāng)當(dāng)兩兩側(cè)側(cè)溫溫差差為為1K時(shí)，，在在單單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)通通過過單單位位面面積積的的熱熱量量。。材料的組組成與結(jié)結(jié)構(gòu)孔隙率及及孔隙特特征含水情況況影響材料料導(dǎo)熱系系數(shù)的因因素有：：第二節(jié)材材料料的力學(xué)學(xué)性質(zhì)第二節(jié)材材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)一、材料料的強(qiáng)度度與強(qiáng)度度等級(jí)請(qǐng)看材料料受拉破破壞動(dòng)畫畫演示第二節(jié)材材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)一、材料料的強(qiáng)度度與強(qiáng)度度等級(jí)請(qǐng)看材料料受壓破破壞動(dòng)畫畫演示第二節(jié)材材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)一、材料料的強(qiáng)度度與強(qiáng)度度等級(jí)請(qǐng)看材料料受彎破破壞動(dòng)畫畫演示第二節(jié)材材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)一、材料料的強(qiáng)度度與強(qiáng)度度等級(jí)請(qǐng)看材料料受剪破破壞動(dòng)畫畫演示第二節(jié)材材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)一、材料料的強(qiáng)度度與強(qiáng)度度等級(jí)強(qiáng)度－－－指材料料抵抗破破壞的能能力。材料的抗抗彎強(qiáng)度度材料的抗抗壓、抗抗拉、抗抗剪強(qiáng)度度。單位：MPa，1MPa=1N/mm2比強(qiáng)度比強(qiáng)度材材料的強(qiáng)強(qiáng)度與其其表觀密密度的比比值（f/ρo），它是評(píng)價(jià)價(jià)材料是是否輕質(zhì)質(zhì)高強(qiáng)的的指標(biāo)。。幾種材料料的強(qiáng)度度比較材料表觀密度(kg/m3)強(qiáng)度f

(MPa)比強(qiáng)度（f/ρo）低碳鋼78604150.053松木50034.30.059混凝土2400600.025二、材料料的比強(qiáng)強(qiáng)度衡量材料料輕質(zhì)高高強(qiáng)的一一個(gè)指標(biāo)標(biāo)，材料料的強(qiáng)度度與其表觀密度度之比，，即：三、彈性性與塑性性材料在外外力作用用下產(chǎn)生生變形，，外力撤撤掉后變變形能完完全恢復(fù)復(fù)的性質(zhì)質(zhì)，稱為為彈性。。σε材料在外外力作用用下產(chǎn)生生變形，，若除去去外力后后仍保持持變形后后的形狀狀和尺寸寸，并且且不產(chǎn)生生裂縫的的性質(zhì)稱稱為塑性性。四、材料料的脆性性與韌性性脆性材料料（如混混凝土、、玻璃、、石材））抵抗沖沖擊或震震動(dòng)荷載載的能力力很差。。2.韌性－在沖沖擊、震動(dòng)動(dòng)荷載的作作用下，能能吸收較大大能量而不不破壞的性性質(zhì)稱為韌韌性。如鋼鋼材、木材材、纖維等等。1.脆性－在外外力作用下下，當(dāng)外力力達(dá)到一定定限度后，，材料突然破破壞而又無無明顯的塑塑性變形的的性質(zhì)。橋梁、牛腿腿柱、電梯梯井、高層層建筑等處處所用的材材料須有較較好的韌性性。請(qǐng)看材料脆脆性、韌性性破壞動(dòng)畫畫演示五、硬度和和耐磨性測(cè)定方法：：刻劃法、、回彈法、、壓入法。。1.硬度－指材材料表面的的堅(jiān)硬程度度，是抵抗抗其他物體體刻劃、壓入入其表面的的能力。五、硬度和和耐磨性請(qǐng)看壓入法法測(cè)材料硬硬度動(dòng)畫演演示五、硬度和和耐磨性2.耐磨性－材材料表面抵抵抗磨損的的能力。用磨損率表表示。m1－－試件磨磨損前的質(zhì)質(zhì)量（g）；m2－－試件磨磨損后的質(zhì)質(zhì)量（g）；A－－試件受受磨面積（（cm2）。第三節(jié)材材料的耐耐久性第三節(jié)材材料的耐耐久性一、概念材料的耐久久性是指材材料在使用用期間，受受到各種內(nèi)內(nèi)在的或外來因素素的影響，，能經(jīng)久不不變質(zhì)不破破壞，能保保持原有性能不