注冊土木(水利水電)基礎考試之建筑材料1

*第一章建筑資料的根本性質1建筑資料的工程性質——力學、變形破壞特性、耐久性第一章建筑資料的根本性質建筑資料的形狀物理性質——組成、構造密度、孔建筑資料的功能物理性質——聲、光、熱學特性；裝飾性*第一章建筑資料的根本性質2第一節(jié)資料的形狀物理性質一、資料的形狀參數(shù)〔密度〕二、資料的組成三、資料的構造〔孔〕*第一章建筑資料的根本性質3堆積密度一、資料的形狀參數(shù)密度表觀密度孔隙率密實度空隙率填充度*第一章建筑資料的根本性質4定義：資料在絕對密實形狀下單位體積的質量。測定:將資料磨細，枯燥后用李氏瓶測定體積，資料磨得越細越好，測得的體積越接近真實體積。一、資料的形狀參數(shù)密度枯燥質量，g絕對密實形狀下體積，cm3*第一章建筑資料的根本性質5定義：資料在自然形狀下單位體積的質量。測定：排開液體置換法/尺量法丈量體積表觀密度一、資料的形狀參數(shù)質量，g自然形狀下體積，cm3V0=V+Vk+VbV0VVkVb*第一章建筑資料的根本性質7定義：指散粒狀或纖維狀資料在堆積形狀下單位體積的質量。測試方法：容量器/尺量法丈量體積；堆積密度一、資料的形狀參數(shù)質量，kg堆積體積，m3空隙V’0=V0+VvVvV’0V0*第一章建筑資料的根本性質9密實度D——資料體積〔自然形狀〕內固體物質的充實程度，稱為資料的密實度D?！軐嵍菵反映資料的密實程度，D越大，資料越密實，含有孔隙的資料，密實度均小于1。一、資料的形狀參數(shù)*第一章建筑資料的根本性質10孔隙率P——孔隙率是指資料內部孔隙體積占資料在自然形狀下體積的百分率。——分為總孔隙率〔簡稱孔隙率〕、開口孔隙率Pk和閉口孔隙率Pb。一、資料的形狀參數(shù)開口孔隙率Pk資料內部開口孔隙的體積占資料在自然形狀下體積的百分率。由于水可進入開口孔隙，工程中常將資料在吸水飽和形狀下所吸水的體積，視為開口孔隙的體積〔Vk〕。閉口孔隙率Pb資料內部閉口孔隙的體積〔Vb〕占資料在自然形狀下體積的百分率，稱為資料的閉口孔隙率。*第一章建筑資料的根本性質12空隙率定義：散粒資料在堆積形狀下顆粒固體物質間空隙體積占堆積體積的百分率，稱為資料的空隙率。公式：一、資料的形狀參數(shù)*第一章建筑資料的根本性質13填充率定義：散粒資料在堆積形狀下顆粒填充的體積占堆積體積的百分率，稱為資料的填充率。公式：一、資料的形狀參數(shù)*第一章建筑資料的根本性質14二、資料的組成1.化學組成——資料的化學成分。無機非金屬資料：氧化物含量的百分數(shù)；金屬資料：化學元素含量；有機高分子資料：由一種或幾種簡單的低分子化合物反復銜接而成。例如聚氯乙稀就是由氯乙稀單體聚合而成，即[CH2CHCl]n。CaO石灰CaO-SO3石膏CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3水泥Na2O-CaO-SiO2玻璃*第一章建筑資料的根本性質15二、資料的組成2.基元組成——基元是構件資料最根本單元。無機非金屬資料：礦物〔氧化物相互作用〕例如：硅酸鹽水泥中含有四種礦物硅酸三鈣3CaO?SiO2硅酸二鈣2CaO?SiO2鋁酸三鈣3CaO?Al2O3鐵鋁酸四鈣4CaO?Al2O3?Fe2O3有機高分子化合物：鏈節(jié)[CH2CHCl]n*第一章建筑資料的根本性質16三、資料的構造顯微構造宏觀構造〔孔構造〕*第一章建筑資料的根本性質17三、資料的構造1顯微構造——指資料內部微觀質點(原子、分子、離子等)的空間陳列方式。研討手段:電子顯微鏡、X射線衍射分析等分辨程度:?=10-10m微觀構造決議資料的許多性質：強度、硬度、熔點、導熱性、導電性等。資料的微觀構造，大體上可分為晶體構造、玻璃構造兩大類。*第一章建筑資料的根本性質18物性區(qū)別近程/遠程有序近程/遠程無序規(guī)那么幾何外形無固定外形固定熔點軟化范圍各項異性各向同性晶體非晶體物理性質〔聲/光/電/力/熱等〕*第一章建筑資料的根本性質19三、資料的構造1.1晶體構造——把一樣質點(原子、分子、離子等)在空間作周期陳列成固定幾何外形的固體稱為晶體。原子晶體——原子共價鍵高強、高硬、高熔點金剛石、石英、剛玉…離子晶體——離子鍵高強、高硬、高熔點〔動搖大〕分子晶體——分子間力硬度小、熔點低冰、有機化合物…金屬晶體——金屬鍵自在電子導電、導熱、延展性*第一章建筑資料的根本性質20三、資料的構造1.2非晶體構造〔玻璃體〕——晶態(tài)物體在高溫下熔融變?yōu)橐簯B(tài)，當溫度驟然下降到低于凝固點溫度時，熔體內部質點來不及陳列成有序構造而凝固成固體形狀即成為非晶體構造〔玻璃體構造〕。玻璃體是化學不穩(wěn)定構造〔介穩(wěn)態(tài)〕。具有各向同性的性質。玻璃體無固定熔沸點熔點，只需軟化景象。*第一章建筑資料的根本性質21三、資料的構造1.3膠體構造高度分散的分散體膠體由于脫水作用或參與電解質，會構成凝膠。凝膠具有固體性質，在長期應力作用下又具有粘性液體流動性質。*第一章建筑資料的根本性質22三、資料的構造2.宏觀構造

——亦稱構造，是指用肉眼或放大鏡可以分辨資料的組織。分辨率：mm。如資料的孔隙、裂痕以及巖石的解理和木材的紋理等。*第一章建筑資料的根本性質23三、資料的構造宏觀構造分類按孔隙尺寸：致密構造：如金屬、玻璃、致密石材等?？紫稑嬙欤喝缢嘀破?、石膏制品和磚、瓦等。多孔構造：如加氣混凝土，泡沫塑料等。按構成形狀：聚集構造：如水泥混凝土、砂漿、瀝青混凝土、燒土制品、塑料等。纖維構造：如玻璃纖維、礦棉等。層狀構造：如膠合板、紙面石膏板等。散粒構造：如砂、石、水泥、粉煤灰、珍珠巖等。*第一章建筑資料的根本性質24三、資料的構造孔構造孔構造的主要內容包括：孔隙率、孔徑分布(或稱孔級配)和孔幾何學。

混凝土的孔分類小于200?無害〔吳中偉〕200-500?少害500-2000?有害孔徑大于2000?多害資料的孔構造對資料的許多性質有重要的影響，如強度、變形行為、分量、導熱性、吸水性、浸透性以及耐久性等。從資料宏觀構造角度來看，影響資料性能的要素主要是孔構造。舉例：組成微觀宏觀性能玻璃磚-泡沫玻璃同同異異加氣砼-泡沫玻璃異異同同*第一章建筑資料的根本性質26孔的利弊有利：減輕自重保溫隔熱隔聲不利：水的通道，腐蝕應力集中飽水形狀下，抗凍性下降*第一章建筑資料的根本性質27三、資料的構造分析：孔構造對資料性能的影響——隨著資料孔隙率的提高資料的密度強度耐久性導熱性抗?jié)B性*第一章建筑資料的根本性質28第二節(jié)建筑資料的工程性質一、資料的力學性質建筑資料的力學性質是選擇資料時首先思索到的根本性質。這不僅對于受力的構造而言，對于圍護資料和功能資料也同樣適用。*第一章建筑資料的根本性質29一、資料的力學性質1.資料的應力—應變關系〔本構關系〕資料遭到外力作用時，內部就產(chǎn)生應力，同時也產(chǎn)和應變，應力和應變的關系可用以下圖所示的應力—應變曲線來表示。學會經(jīng)過應力—應變曲線來看出資料的力學性質：強度、彈性、塑性、脆性、韌性*第一章建筑資料的根本性質30一、資料的力學性質1-低碳鋼；2-PC鋼絲、硬石、玻璃等；3-軟石、木材，硬質脆性塑料等；4-硬質韌性塑料；5-軟質韌性塑料*第一章建筑資料的根本性質31二、力學性能目的1.資料的強度資料的強度是資料在應力作用下抵抗破壞的才干。在工程上，通常采用破壞實驗法對資料的強度進展實測。將預先制造的試件放置在資料實驗機上，施加外力〔荷載〕直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時的荷載值，計算資料的強度。此謂：破型實驗抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度(或抗折強度)及抗剪強度等。*第一章建筑資料的根本性質32二、力學性能目的抗拉、抗壓、抗剪強度的計算式如下：

*第一章建筑資料的根本性質33二、力學性能目的資料的抗彎強度*第一章建筑資料的根本性質34三、資料的耐久性資料在建筑物之中，除要遭到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要遭到環(huán)境中許多自然要素的破壞作用。耐久性——是在運用條件下，在上述各種要素作用下，于規(guī)定運用期限內不破壞，也不失去原有性能的性質。耐久性是資料的一種綜合性質，諸如抗凍性、抗風化性、抗老化性、耐化學侵蝕性等均屬于耐久性范圍。物理、化學、機械、生物*第一章建筑資料的根本性質35〔一〕資料在水作用下的性質〔二〕資料的抗凍性〔三〕化學穩(wěn)定性三、資料的耐久性水*第一章建筑資料的根本性質361.資料的親水性與憎水性定義：與水接觸時，有些資料能被水潤濕，而有些資料那么不能被水潤濕，對這兩種景象來說，前者為親水性，后者為憎水性。分析：資料具有親水性或憎水性的根本緣由在于資料的分子構造。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聚力；反之，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聚力。*第一章建筑資料的根本性質37潤濕角θ——：沿水滴外表的切線與水和固體接觸面所構成的夾角。潤濕角θ≤90°時，資料表現(xiàn)為親水性；潤濕角＞90°時，資料表現(xiàn)為憎水性。*第一章建筑資料的根本性質38——資料能吸收水分的才干，稱為資料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示?！Y料的吸水性取決于資料的孔隙率及孔隙特征。質量吸水率ｗm

質量吸水率是指資料在吸水飽和時，所吸水量占資料在枯燥形狀下的質量百分比。式中：m1——資料吸水飽和形狀下的質量〔ｇ或kg〕

m0——資料在枯燥形狀下的質量〔ｇ或kg〕。2.資料的吸水性體積吸水率WＶ——資料在吸水飽和時，所吸水的體積占資料自然體積的百分率。式中：m1——資料吸水飽和形狀下的質量〔ｇ或kg〕

m0——資料在枯燥形狀下的質量〔ｇ或kg〕。

V0——資料在自然形狀下的體積，〔cm3或m3〕ρw——水的密度,〔g/cm3或kg/m3〕常溫下取ρw=1.0g/cm3Wm~Wv的關系P24式1-20*第一章建筑資料的根本性質403.資料的吸濕性——資料在潮濕空氣中吸收水分的性質。常用含水率W0表示，即吸入水量與枯燥資料的質量之比。式中：m2——資料含水形狀下的質量〔ｇ或kg〕

m0——資料在枯燥形狀下的質量〔ｇ或kg〕普通來說，開口孔隙率較大的親水性資料具有較強的吸濕性。*第一章建筑資料的根本性質414.資料的耐水性——資料長期處于水的作用下而不破壞，其強度也不顯著降低的性質。——常用軟化系數(shù)表示，即資料在飽和水形狀和枯燥形狀下的力學目的比值：軟化系數(shù)越小，闡明資料耐水性越差，軟化系數(shù)大于0.85的資料，可以以為是耐水的。*第一章建筑資料的根本性質425.資料的抗?jié)B性——資料抵抗壓力水浸透的性質稱為抗?jié)B性(或稱不滲水性)，常用浸透系數(shù)表示。資料的浸透系數(shù)越小，闡明資料的抗?jié)B性越強?！Y料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級是在規(guī)定實驗方法下資料所能抵抗的最大水壓力，用“Pn〞表示，如P2，P4，P6，P8等，分別表示可抵抗0.2MPa，0.4MPa，0.6MPa，0.8MPa的水壓力而不浸透。*第一章建筑資料的根本性質436.資料的抗凍性建筑資料抗凍性是指建筑資料抵抗凍融循環(huán)作用的才干，或者說是建筑資料