2016-基本性質(zhì)分析

園林建筑材料與構(gòu)成園林建筑材料

園林工程基本建筑材料-------是指構(gòu)成園林建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)、梁、板、墻體、屋面、地面以及室內(nèi)外景觀裝飾工程所用的材料。本節(jié)內(nèi)容第一點(diǎn)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)第二點(diǎn)材料與水有關(guān)的性質(zhì)第三點(diǎn)材料與熱有關(guān)的性質(zhì)第四點(diǎn)材料與力學(xué)有關(guān)的性質(zhì)第1節(jié)建筑裝飾材料的基本性質(zhì)1.1與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1密度2表觀密度3堆積密度（散粒體）4密實(shí)度5孔隙率6空隙率1、材料的密度

材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：ρ——密度，g／cm3；

m——材料在干燥狀態(tài)的質(zhì)量，g；

V——材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3。

1密實(shí)材料，如金屬材料、花崗巖等材料的內(nèi)部密實(shí)而沒(méi)有孔隙材料的密度－1密度注意:絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不包含材料內(nèi)部孔隙的真實(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。有孔隙材料的體積測(cè)定方法：一般采用密度瓶法測(cè)定有孔材料的實(shí)體積思考題：如何測(cè)量有孔隙材料的密度？*測(cè)量有孔隙材料密度的方法與步驟：取材料樣品烘干冷卻到室溫稱量質(zhì)量測(cè)定體積密度烘箱105-110oC干燥器天平密度瓶2、材料的表觀密度材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：ρ0——表觀密度，kg／m3；

m——材料的質(zhì)量，kg；

V0——材料在自然狀態(tài)下的外形體積，m3。材料的密度－2表觀密度2材料的內(nèi)部有許多孔隙孔隙材料，如磚頭、混凝土、木材等思考題：如何測(cè)定材料的表觀密度？測(cè)定材料的自然體積V0（1）對(duì)于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：用游標(biāo)卡尺可定材料的自然體積；對(duì)于六面體，測(cè)定長(zhǎng)、寬、高；對(duì)于圓柱體，測(cè)定其直徑和高；（2）對(duì)于形狀不規(guī)則的材料，如卵石、碎石等，采用排液法確定其自然體積。材料為散粒或粉狀，如砂、石子、水泥等，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：——材料的堆積密度，kg／m3；

m——材料的質(zhì)量，kg；

——材料的自然(松散)堆積體積(包括材料顆粒體積和顆粒之間空隙的體積)，m3。3、材料的堆積密度3內(nèi)部有孔隙材料的材料破碎成顆粒堆積在一起，如石子、砂礫等堆積材料顆粒的內(nèi)部有許多孔隙堆積材料顆粒之間存在許多空隙材料的密度－3堆積密度end思考題：如何測(cè)定砂和石子的堆積密度？（1）首先采用前述方法測(cè)定其干質(zhì)量m;（2）然后采用容量升來(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；（3）利用公式計(jì)算堆積密度：4、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。5、材料的孔隙率材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。按下式計(jì)算：即：D＋P=1或密實(shí)度＋孔隙率=1。密實(shí)度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般來(lái)說(shuō)，同一種材料，孔隙率越小則：其強(qiáng)度越高；吸水越少；抗?jié)B性和抗凍性越好；6、空隙率

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；思考：空隙率與孔隙率有什么區(qū)別？（1.6）1.2材料與水有關(guān)的性質(zhì)1親水性與憎水性2吸水性3吸濕

4耐水性

5抗?jié)B性

6抗凍性1、親水性和憎水性（1）親（憎）水性：材料在空氣中與水接觸時(shí)，能被水濕潤(rùn)的，稱為親水性，否則為憎水性；（2）親（憎）水性材料：具有親水性的材料稱為親水性材料，如木材、磚、混凝土等；反之為憎水性材料，如瀝青，石蠟、塑料等。

思考：材料親水和憎水的原因是什么？

是指材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)，吸水性的大小用吸水率表示，吸水率用兩種表示方式。（1）質(zhì)量吸水率：2、吸水率指能夠吸取大量水分的材料如：木材及板材料、磚等（2）體積吸水率：材料在吸水飽和狀態(tài)下，所吸收水的體積占干燥材料自然體積的百分率。2

是指材料在潮濕空氣中吸收空氣中水分的性質(zhì)，吸濕性的大小用含水率表示。含水率是指材料中所含水的質(zhì)量占其干質(zhì)量的百分率用W

含表示；計(jì)算公式如下：3、吸濕性指用于易潮解的材料如石膏、石灰等材料干燥的材料吸收空氣中的水分潮濕的材料平衡含水率平衡含水率：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。釋放水分4、耐水性

是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下，其強(qiáng)度也沒(méi)有顯著下降的性質(zhì)；一般用軟化系數(shù)表示：

材料的軟化系數(shù)(附動(dòng)畫(huà))

材料抵抗水破壞作用的性質(zhì)稱為耐水性，用軟化系數(shù)表示，即式中：KP——材料的軟化系數(shù)；

fw——材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；

f——材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa。5、材料的抗?jié)B性

抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí)表示。（1）滲透系數(shù)材料的滲透系數(shù)K可通過(guò)下式計(jì)算:式中：K——滲透系數(shù),（cm/h）;

Q——滲水量，（cm3

）；A——滲水面積,（cm2

）；

H——材料兩側(cè)的水壓差，（cm）；

d——試件厚度（cm）；t——滲水時(shí)間（h）。

材料的滲透系數(shù)越小，說(shuō)明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。（2）抗?jié)B等級(jí)材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來(lái)表示抗?jié)B等級(jí)。如P4、P6、P8、P10…等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水壓而不滲透。思考題：材料親水性和憎水性哪個(gè)抗?jié)B性好？密實(shí)度高的材料與孔隙大的材料哪個(gè)抗?jié)B性好？6、材料的抗凍性定義：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)。衡量指標(biāo)：抗凍性指標(biāo)用抗凍等級(jí)Fn表示，表示經(jīng)過(guò)n次凍融循環(huán)次數(shù)后，質(zhì)量損失不超過(guò)5%，強(qiáng)度損失不超過(guò)25%。材料的抗凍性oC-20-1001020304050601.材料的內(nèi)部一般都充滿著孔隙，2.如果浸入水中，孔隙中便會(huì)吸水3.氣溫下降，孔隙中的水會(huì)結(jié)冰并膨脹4.氣溫上升，孔隙中的冰會(huì)逐漸融化5.經(jīng)過(guò)反復(fù)的浸水、冰凍、融化、干燥，材料的內(nèi)部逐漸出現(xiàn)裂縫，表面會(huì)逐漸脫落，使材料的強(qiáng)度逐漸損失，質(zhì)量變小。6.材料的質(zhì)量損失>5％，強(qiáng)度損失>25％時(shí)，凍融的循環(huán)次數(shù)為材料的抗凍等級(jí)end由于結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹會(huì)導(dǎo)致材料的表面部分破裂，內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。

影響抗凍性的因素

材料的密實(shí)度（孔隙率）密實(shí)度越高則其抗凍性越好。材料的孔隙特征開(kāi)口孔隙越多則其抗凍性越差。材料的強(qiáng)度強(qiáng)度越高則其抗凍性越好。材料的耐水性耐水性越好則其抗凍性也越好。材料的吸水量大小吸水量越大則其抗凍性越差。嚴(yán)寒地區(qū)道路、橋梁、水壩、堤防、海上鉆井平臺(tái)、跨海大橋等均需考慮凍融破壞。1、導(dǎo)熱性導(dǎo)熱系數(shù)與材料內(nèi)部孔隙構(gòu)造有密切關(guān)系。由于密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以，材料的孔隙率較大者其導(dǎo)熱系數(shù)較小，但如果孔隙粗大或貫通，由于對(duì)流作用，材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而增高。1.3材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1、導(dǎo)熱性

材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。其大小用熱導(dǎo)率（λ）表示。

At2t1Q

式中λ－導(dǎo)熱系數(shù)（W/m.K）

Q－傳導(dǎo)的熱量（J）

A－熱傳導(dǎo)面積（m2）

d－材料的厚度（m）

t－熱傳導(dǎo)時(shí)間（s）

(T2-T1)－材料兩側(cè)溫差（K）

1.4材料的力學(xué)性質(zhì)1、材料的強(qiáng)度2、彈性和塑性3、韌性與脆性4、硬度和耐磨性5、耐久性1、材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強(qiáng)度等?？箟嚎估辜艨箯澘箟簭?qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度的計(jì)算：式中：f——材料強(qiáng)度，MPa；

Fmax——材料破壞時(shí)的最大荷載，N；

A——試件受力面積，mm2?？箯潖?qiáng)度的計(jì)算：中間作用一集中荷載，對(duì)矩形截面試件，則其抗彎強(qiáng)度用下式計(jì)算：式中：fw——材料的抗彎強(qiáng)度，MPa；Fmax——材料受彎破壞時(shí)的最大荷載，N；A——試件受力面積，mm2；L、b、h——兩支點(diǎn)的間距，試件橫截面的寬及高，mm。-2、彈性和塑性（1）彈性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時(shí)變形）。

（2）塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)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）。3、材料的韌性與脆性

材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大能量，同時(shí)產(chǎn)生較大變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性，用沖擊韌性指標(biāo)表示。沖擊韌性指標(biāo)是指用帶缺口的試件做沖擊破壞試驗(yàn)時(shí)，斷口處單位面積所吸收的能量。

材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無(wú)明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。大部分無(wú)機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。4、硬度和耐磨性（1）硬度材料的硬度是材料表面的堅(jiān)硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測(cè)定材料的硬度。刻劃法用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長(zhǎng)石、石英、黃晶、剛玉、金剛石的順序，分為10個(gè)硬度等級(jí)。（2)耐磨性耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，計(jì)算公式如下：式中：

G——材料的磨耗率，（g/cm2）；

m1——材料磨損前的質(zhì)量，（g）；

m2——材料磨損后的質(zhì)量，（g）；

A——材料試件的受磨面積（cm2）。5、耐久性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)久地保持其使用性能的性質(zhì)。材料在建筑物之中，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。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。物理