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1、2.建筑材料的基本性質(zhì) 2.1 材料的物理性質(zhì) 2.1.1材料的密度、表觀密度 與堆積密度 1、密度 定義：材料在絕對密實狀 態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì) 量。 V m content 2 表觀密度 定義：材料在自然狀態(tài)下單位體積的 質(zhì)量，按下式計算 分：干表觀密度和濕表觀密度 測量方法： 規(guī)則形狀， 可根據(jù)實際測量 不規(guī)則形狀，用蠟封排液法 content 3、堆積密度 堆積密度是散粒材料 (粉狀、顆粒狀）在堆積 狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 材料的堆積體積包括所有 顆粒的體積以及顆粒之間的空 隙體積， 2.1.2材料的密實度與孔隙率 1.密實度 定義：密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實的程 度。
2、2.孔隙率 定義：孔隙率是材料內(nèi)孔隙體積占總體積的百分比。 P = (V0 V)/V0 100%=（ 1-/0） 100% 1 D+P=1 %100%100 0 0 VVD 2.1.3 材料的填充率與孔隙率 1.材料的填充率 定義：是指粉狀或顆粒狀材料在其堆積體積內(nèi)，被 其顆粒填充的程度。 空隙率 定義：空隙率是材料在松散狀態(tài)下，顆?？障扼w積 占松散體積的百分比。 1 PD %100%100 0 0 0 VVD %1001%1001%100 0 0 0 0 0 0 0 V V V VVP 1 PD content 2.2材料與水有關(guān)的性質(zhì) 1、親水性與憎水性 親水性 材料在空氣中與水接觸時，容
3、易被水潤濕 的性質(zhì)，稱材料的親水性。 憎水性 材料不易被水潤濕的性質(zhì)，稱為憎水性。 為潤濕角 90 親 水性材料 90 憎水性材料 content 2、吸水性 定義：材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性。指 標(biāo)：吸水率表示。 質(zhì)量吸水率 體積吸水率 3、吸濕性 定義：吸濕性是材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)。 指標(biāo)：含水率，等于材料吸入水分質(zhì)量占干燥時 質(zhì)量的百分率。 %1 0 0- m mmW 含含 材料的吸濕性主要取決于材料的組成和構(gòu)造。一 般，總表面積較大的粉狀或顆粒狀材料及開口貫通 孔隙率較大的親水性材料具有較強的吸濕性。 4、耐水性 定義：材料長期在飽和水的作用下不破壞，其 強度也不顯著降低
4、的性質(zhì)稱為耐水性。 材料的耐水性可用軟化系數(shù) K軟 表示。 f飽 材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度（ MPa ）。 f干 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度（ MPa ） 。 軟化系數(shù)的范圍在 0 1之間。潮濕環(huán)境中的重要建筑 物或部位， 選軟化系數(shù)大于 0.85的材料。受潮較輕或次 要的建筑物，軟化系數(shù) k=0.7-0.85。通常認(rèn)為軟化系數(shù)大 于 0.85的材料是耐水材料。 干 飽 軟 f fK 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性用滲透系數(shù) K來表示。 A tH WdK 式中 K 滲透系數(shù)， mL/cm2s W 透水量， mL； t 透水時間 ， s； A 透水面積， c
5、m2； H 靜水壓力水頭， cm; d 試件厚度 ， cm. 材料的滲透系數(shù)越大，表示其抗?jié)B性越差 。 對于混凝土和砂漿材料，其抗?jié)B性常用抗?jié)B等級表示，即 式中 S 抗?jié)B等級 pH 試件開始滲水時的水壓力， MPa。 110 HpS content 5、抗凍性 材料在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)而不破壞， 強度不顯著降低且質(zhì)量也不顯著減小的性質(zhì)稱為抗凍性。 通常將經(jīng)過水飽和的材料試件在 -15 0C的溫度凍結(jié)后， 再在 20 0C的水中融化，這樣的一個過程稱為一次凍融循 環(huán)。 材料的抗凍性用抗凍強度等級 D表示。如 D25表示材 料能抵抗凍融循環(huán) 25次。 如果經(jīng)過規(guī)定次數(shù)的反復(fù)凍融循環(huán)后，
6、質(zhì)量損失不大 于 5，強度降低不超過 25時，通常認(rèn)為材料是抗凍的。 2.3 材料的力學(xué)性質(zhì) 2.3.1理論強度 固體材料的強度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點間的相互作 用力。從理論上講材料受外力作用而引起的破壞的原 因，主要是由于拉力造成質(zhì)點間結(jié)合鍵斷裂脆裂，或 由于剪力造成質(zhì)點見的滑移而破壞。 各種建材都具有較高的理論強度，其理論強度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于材料的實際強度。 2.3.2強度和比強度 1、強度 材料在外力 (荷載 ) 作用下，抵抗破壞的 能力，稱為強度。 材料主要有抗拉、 抗壓、抗剪、抗彎四 種強度。 強度可表示為 f 抗彎強度 fm 2、 比強度 比強度 =材料的強度 /表觀密度 可以對不同的材料進(jìn)
7、行對比。 2.3.3材料的變形性質(zhì) 1.材料的彈性與塑性 彈性：在外力作用 下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消失時，材料的變形 即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。 塑性：不能消失的變形。 彈性變形與塑性變形 在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量 E為常數(shù)，其值等于 應(yīng)力 與應(yīng)變 的比值，即 E 式中 E 材料的彈性模量， MPa； 材料的應(yīng)力 ， MPa； 材料的應(yīng)變。 E越大，材料越不容易變形。 2.材料的脆性和韌性 脆性：外力達(dá)到一定限度后， 突然破壞無明顯塑性變形的性質(zhì)。 脆性材料的抗壓強度比抗拉 強度打的多，常用來做承壓構(gòu)件。 韌性：在沖擊或震動荷載作 用下，能吸收較大能量，產(chǎn)生一 定的變形而不致被破壞的性
8、能。 3.材料的硬度和耐磨性 硬度 材料抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力，稱為材料 的硬度， 有莫氏硬度（礦物硬度 分為 10級） 布氏硬度 HB（用鋼球壓入法測定） 耐磨性 材料抵抗磨損的能力稱為材料的耐磨性。用磨損率表 示： p=(m1-m2)/A 2.4材料的熱工性質(zhì) 2.4.1、導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱 系數(shù) 表示。 2.4.2、熱容量 定義：材料在加熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)， 稱為熱容。 質(zhì)量為 1g材料溫度升高 lK所需的熱量或溫度降低 1K時放出 的熱量，稱為材料的比熱容。 2.4.3、耐燃性 材料對火焰和高溫的抵抗能力稱為材料的耐燃性。 據(jù)此
9、，可把建筑材料分為三類： 1、非燃燒材料 2、難燃材料 3、可燃材料 2.5、材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性 2.5.1材料的耐久性 材料的耐久性是材料在長期的使用的過程中，能保持其 原有性能不變、并不被破壞的性質(zhì)。 1.物理作用 物理作用包括環(huán)境溫度、濕度的交替變化，即冷熱、干濕、 凍融等循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后，將發(fā)生膨脹、收 縮或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，長期的反復(fù)作用，將使材料漸遭破壞。 2.化學(xué)作用 化學(xué)作用包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他 有害物質(zhì)對材料的侵蝕作用以及日光、紫外線等對材料的作用。 3.生物作用 生物作用包括菌類、昆蟲等的侵害作用，導(dǎo)致材料發(fā)生腐 朽、蟲蛀等而破壞。 2.
10、5.2影響材料耐久性的因素 影響材料耐久性的主要因素可歸納為內(nèi)在因素和外在因素： 內(nèi)在因素是造成材料耐久性下降的根本原因： 材料的化學(xué)成分或組成性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造性質(zhì)。 外在因素主要包括 :機械作用、物理作用、化學(xué)作用、生物 作用及大氣作用等。機械作用包括荷載的持續(xù)作用，交變荷載 對材料引起的疲勞、沖擊、磨損、磨耗等。 耐久性是材料的一項綜合性質(zhì)，各種材料耐久性的具體內(nèi)容， 因其組成和結(jié)構(gòu)不同而異。例如鋼材易受氧化而銹蝕；無機非 金屬材料常因氧化、風(fēng)化、炭化、溶蝕、凍融、熱應(yīng)力、干濕 交替作用等而破壞；有機材料多因腐爛、蟲蛀、老化而變質(zhì)等。 例 1 有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下重 2900g，其絕 干質(zhì)量為 2550g。磚的尺寸為 240 115 53mm，經(jīng)干燥并磨 成細(xì)粉后取 50g，用排水法測得絕對密實體積為 18.62 cm3 。 試計算該磚的吸水率、密度、表觀密度、孔隙率。 例 2 某工地所用卵石材料的密度為 2.65g/cm3、表觀密度為 2.61g/cm3、堆積密度為 1680 kg/m3，計算此石子的孔隙率 與空隙率？
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