普通建筑材料_01材料的基本性质

第一章目录第一节材料的基本物理性质第二节材料的力学性质第三节材料的其他性质第一节材料的基本物理性质密度表观密度堆积密度密实度孔隙率空隙率Back定义:指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。公式:式中:ρ-密度(g/cm³)m-材料在干燥状态下的质量(g)v-材料在绝对密实状态下的体积(cm³)vm图1.1.1密度测量仪器密度（真实密度、实际密度、旧称比重）绝对体积V的测定方法•结构密实、外形规则的材料（玻璃、钢材）量外形尺寸，再计算外形体积即v•多孔材料（砖、岩石等）磨成细粉，烘干后，用李氏瓶测v•结构基本密实、外形不规则的少孔材料（砂、卵石等）直接排水（液）法测视密度视密度（近似密度，旧称视比重）•定义外形不规则的较致密的散粒材料（VB接近于零，VK很小，如卵石、碎石、河砂等）在近似密实状态下单位体积的质量。•计算公式视体积Va的测定方法•直接以颗粒状材料为试样，直接用排水法测定的体积即视体积Va。•因为闭口孔排水，故排开的水的体积为V+VB，而Va=V+VB=V，即V的近似值。定义:指材料在自然状态下，单位体积的质量。公式:式中:ρ0-表观密度(kg/m3)m-干燥材料的质量(kg)v0-材料自然状态下的体积(m3)oovm表观密度Back定义：粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。公式：式中:ρo´-堆积密度（松散密度）(kg/m³)m-干燥质量(kg)vo´-材料的堆积体积(m³)'0'0vm堆积密度Back图1.1.2材料的体积示意图Back密实度定义：材料体积中固体物质充实的程度。公式：%100(%)/00VVDBack孔隙率定义：材料体积中孔隙体积所占的比例。公式：%100)1(%100)1(00VVP孔隙率定义：材料体积中孔隙体积所占的比例。公式：%100)1(%100)1(00VVP②孔隙分类（1）连通孔和封闭孔（2）按孔隙尺寸大小可分为粗孔、细孔和微孔。孔隙及其对材料性能的影响①孔隙率与密实度的关系：P+D=1材料的总体积是由固体物质及材料内部的孔隙组成的。封闭孔连通孔图1.1.3材料的孔隙示意图孔隙对材料性能的影响孔隙率与强度的关系见右图：随着孔隙率降低，表观密度提高，吸水率降低，强度和耐久性提高。吸水率强度耐久性表观密度孔隙率图1.1.4孔隙对材料性能的影响Back填充率定义：散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。公式：空隙率定义：散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。公式：Back第二节材料的力学性质强度弹性和塑性脆性和韧性Back定义：强度指材料抵抗外力作用下产生破坏的能力。强度分类及公式:强度请点击右键选择“播放”观看Flash动画•测定方法试验规程规定的方法•影响因素材料的组成、结构、构造•强度等级•混凝土:C10、C15、C20、C25……•水泥:32.5、42.5、52.5、62.5弹性及弹性材料弹性：外力的作用下产生变形,外力取消后,能够完全恢复原来形状的性质。弹性材料：具有弹性的材料。塑性及塑性材料塑性：作用下产生变形,外力取消后,仍保持变形后的形状和尺寸,并且不产生裂纹的性质。塑性材料：具有塑性的材料。常见塑性材料:砼拌合物,水泥浆,石灰膏,钢材,沥青等。弹性和塑性ba变形荷载0Aab—弹性变形Back图1.2.1弹塑性材料的变形曲线ob—塑性变形脆性：材料受外力达到一定程度后突然破坏,破坏时无明显的塑性变形的性质。脆性材料：具有脆性的材料。石材、水泥混凝土、砂浆、玻璃和陶瓷等属于脆性材料。荷载A变形脆性与韧性图1.2.2脆性材料的变形曲线脆性材料特点：破坏前无明显的塑性变形。抗压强度高，抗拉强度低，抗压强度远大于抗拉强度。抗冲击、震动、抗拉、抗弯能力低。荷载A变形韧性：在冲击外力和震动荷载作用下,材料能吸收大量的能量，产生一定变形而不致破坏的性质。韧性材料：具有韧性的材料钢材和木材等材料均属于韧性材料。脆性与韧性Back脆性材料特点：破坏前有明显的塑性变形。抗拉强度高。抗冲击、震动、抗拉、抗弯能力高Back第三节材料的其他性质与水有关的性质亲水性和憎水性吸水性耐水性吸湿性材料的耐久性Back定义:指材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质,0°≤θ≤90°。具有亲水性质的材料称为亲水性材料，绝大多数工程材料均为亲水性材料，如：石材、水泥基材料、砖、砌块、玻璃及陶瓷等。亲水性1亲水性和憎水性2憎水性定义：指材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质,90°≤θ≤180°具有这种性质的材料称为憎水性材料。隔热及吸声等多孔材料应进行憎水处理，避免性能下降。图1.3.1材料润湿角（θ）示意图θ90o90°≤θ≤180°亲水性和憎水性Back吸水性定义：指材料在水中吸收水分的性质。指标：吸水率（W）：材料吸收水分的重量占材料干燥重量或体积的百分数。公式：质量吸水率体积吸水率m1－材料在吸水饱和状态下的质量(g)m2－材料在干燥状态下的质量（g）V－材料在自然状态下的体积（cm3）221Wmmmmvmm21WvBackf1-材料在吸水饱和的状态下的抗压强度f2-材料在干燥状态下的抗压强度21ffKp耐水性Back吸湿性定义：材料在潮湿的空气中吸收水分的性质。指标与公式：吸湿性用含水率来表示，公式与吸水率相同。平衡含水率指与空气中的湿度达到平衡时的含水率。定义：材料在长期饱和水作用下，不产生破坏，其强度也不明显降低的性质。指标：耐水性用软化系数（Kp）表示。定义材料吸水饱和后，能经受多次冻融循环，性能不严重降低的性质。指标-抗冻等级：抗压强度下降不超过25%，而且重量损失不超过5%时所能承受的最大冻融循环次数，F30-F300。抗冻性Back定义：抵抗压力水渗透的性质。指标：①渗透系数式中：W-渗水量；d-试件厚度；A-渗水面积；H-水头差；t-渗水时间②抗渗等级(P)：能抵抗最大水压力eg:P6、P8、P10…指能抵抗的最大水压力为0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…AWHT时间（h）d图1.3.2材料的抗渗性示意图HtAdWK抗渗性定义材料在长期使用过程中，抵抗各种环境因素及有害杂质的作用，保持其性能稳定的性质。环境因素是多种多样的，有物理(如温度、湿度、机械力等)、化学(大气、光、酸、碱、盐等作用)以及生物(细菌、昆虫等)等方面的作用。耐久性是一个综合性能，包括抵抗上述各类因素的长期作用。对砼材料，耐久性主要包括抗渗性及抗冻性。耐久性耐久性主要包括：抗渗性抗冻性抗风化性抗老化性抗腐蚀性抗碳化性抗侵蚀性耐磨性抗碱骨料反应抗碱骨料反应抗腐蚀性抗侵蚀性抗碳化性抗冻性抗渗性耐久性耐久性Back第一章讲课分析本章学时：讲课2，实验2主要内容：材料的基本物理性质、力学性质、与水有关的性质等。重点：掌握密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、密实度和空隙率、填充率的概念、计算公式、测试方法及其相互关系；掌握强度公式、计算及实验方法；掌握亲水性（憎水性）、吸水性（吸湿性）、耐水性的概念、吸水率的计算公式。难点：材料性质之间的关系。例如根据材料的孔、孔隙率及其构造分析判断材料的强度、吸热保温性、吸声性等。Chapter1