第二建筑材料基本性质演示文稿

  具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、 砖、混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青， 石蜡、塑料等； ？思考：防水防潮材料应优先选用哪种材料？ 亲（憎）水性材料： 当前第30页\共有59页\编于星期三\8点 2、材料的吸湿性和吸水性 （1）材料吸湿性及含水率 材料的吸湿性是指材料吸收空气中水分的性质.用含水率表示 含水率是指材料中所含水的质量占其干质量的百分率，用W h表示； 计算公式如下： 当前第31页\共有59页\编于星期三\8点 含水率在工程中的应用 例如:拌制砼所用材料的品质是指干质量.但现场的砂石都不同程度有水存在.因此在称量上应该考虑到砂石的含水情况. 己知每拌制1m3混凝土需要干砂606Kg ,测得施工现场的含水率砂为7% ,则现场需要称取多少湿砂? 砂用量：S‘=S（1+Ws）=606×(1+7%)=648Kg 当前第32页\共有59页\编于星期三\8点 知识延伸 干燥的材料 吸收空气中的水分 潮 湿 的 材 料 平衡含水率 平衡含水率：当材料中所含水分与空气中水分含量达到相对平衡时的含水率 释放水分 当前第33页\共有59页\编于星期三\8点 （2）吸水性与吸水率 吸水性是指材料与水接触吸收水分的性质，吸 水性的大小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。 材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。 当前第34页\共有59页\编于星期三\8点 1）质量吸水率： 当前第35页\共有59页\编于星期三\8点 2）体积吸水率： 材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料自然体积的百分率。 当前第36页\共有59页\编于星期三\8点 体积吸水率与质量吸水率的关系为： W0=W* ρo 一般来说孔隙率愈大,吸水率也愈大,吸水率增大对吃的性质有不良影响,如体积密度增加,体积膨胀,导热性增大,强度及抗动性下降等.. 思考：材料的吸水性和吸湿性有啥不一样的区别？ 当前第37页\共有59页\编于星期三\8点 3、材料的耐水性 耐水性：是指材料长期在水的作用下，其强度也没有显著下降的性质； 一般用软化系数K表示： 当前第38页\共有59页\编于星期三\8点 材料软化系数的要求 1).软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。 2).对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软≥0.85； 3).受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软≥0.85； 4).K软≥0.80的材料，一般称为耐水的材料。 当前第39页\共有59页\编于星期三\8点 4、抗渗性 抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质； 当前第40页\共有59页\编于星期三\8点 抗渗性的表示方法有两种: 一、渗透系数K 土一般都会采用 K越大，说明抗渗性越差。 二、抗渗等级P 砼和砂浆一般都会采用。 等级越高，说明抗渗性越好。 用P6、P8、P10等表示 如：P6表示材料的最大渗水压力为0.6MPa 当前第41页\共有59页\编于星期三\8点 5、抗冻性 定义：指材料在含水状态下能忍受多次冻融循环而不破坏,强度也不显著下降的性质。 表示：抗冻等级F 表示。 抗冻等级：能经受冻融循环的最大次数 如F10，表示在标准试验条件下，材料强度下降不大于25％，质量损失不大于5％，所能经受的冻融循环次数最多为10次。 原因： 水、负温度 1、结冰体积膨胀 2、溶解由外向内进行，引起内外温度应力差。 当前第42页\共有59页\编于星期三\8点 第二建筑材料基本性质演示文稿 当前第1页\共有59页\编于星期三\8点 （优选）第二建筑材料基本性质 当前第2页\共有59页\编于星期三\8点 材料的组成结构、构造与材料性质的关系。 物理性质：密度、表观密度、堆积密度；孔隙率和空隙率; 力学性质：材料的强度、强度等级、比强度、弹性和塑性、脆性与韧性； 材料与水有关的性质：吸水性和吸湿性；耐水性；抗渗性和抗冻性； 材料的热工性能：比热、导热性、热变形性、耐燃性； 材料的耐久性能； 材料的装饰性. 教学重点、难点： 材料的物理、力学性质 第二章 建筑材料的基本性质 教学目的与要求： 当前第3页\共有59页\编于星期三\8点 2.1 材料组成、结构及构造对性质的影响 2.1.1 材料的组成 材料的组成包括化学组成和矿物组成； （1）化学组成： 定义：化学组成是指构成材料的化学成分。 化学组成对材料性质的影响：不同化学组成的材料其性质不同； 例如：钢中的含碳量越多，硬度越大，但塑性、韧性越差。 当前第4页\共有59页\编于星期三\8点 含碳量C% 1 硬度 抗拉强度 断面收缩率 伸长率 冲击韧性 例：化学元素碳对钢材性质的影响如下图： 1.4 当前第5页\共有59页\编于星期三\8点  （2) 矿物组成 许多无机非金属材料都是由各种矿物组成的。 相同的化学成分组成的材料，不同矿物的矿物成分，材料的性质也是不一样的。 例如：硅酸盐水泥熟料中，铝酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙的性能都是不同的； 2.1 材料组成、结构及构造对性质的影响 当前第6页\共有59页\编于星期三\8点 2.1.2 材料的结构和构造 建筑材料的性质与其结构、构造有着密切关系。也能说材料的结构、构造是决定建筑材料性质的非常非常重要因素。 结构: （1）宏观结构：用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织； （2）细观结构：用光学显微镜观察到的微米级的组织架构； （3）微观结构：用电子显微镜、X光射线衍射仪等手段来研究材料分子、原子级的微观组织，称为微观结构； 当前第7页\共有59页\编于星期三\8点 宏观结构 1.散粒结构 由单独的颗粒组成 2.聚集结构 材料中的颗粒通过胶结材料 彼此牢固地结合在一起 3.多孔结构 材料中含有大量的,大的 ,或微 小的均匀分布的孔隙 4.致密结构 材料在外观上和结构上都是致密的 5.纤维结构 是木材,玻璃纤维制品所特有的结构 6.层状结构 是板材常见的结构 当前第8页\共有59页\编于星期三\8点 微观结构 是指物质的原子、分子层次的微观结构。一般要借助于电子显微镜、X射线衍射仪等具有高分辨率的设备做观察、分析,其分析程度是以“埃” (1A=10-10m)为单位表示的。 材料的许多物理性质,如强度、硬度、弹塑性、导热性等都有密切的关系。 材料的微观结构可大致分为晶体、玻璃体和胶体。 当前第9页\共有59页\编于星期三\8点 材料的孔隙 (一).孔隙形成的原因 (1).水分子的占据作用 建筑材料加水拌和,用水量通常超过理论上 的用水量, 多余的水分占据的空间即为孔隙 (2).外加的发泡作用 如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中形成 大量的孔隙 (3).火山作用 火山爆发时,喷到空中的岩浆,,冷却后在岩石中形成大量的孔隙 (4).烧作用 当前第10页\共有59页\编于星期三\8点 孔隙的类型及对材料性质的影响 (二)孔隙的类型 (1)连通孔隙 (2)封闭孔隙 (3)半封闭孔隙 (三).孔隙对材料性质的影响(孔隙增多) (1).材料的体积密度减小 (2).材料受力的有效面积减小,强度降低 (3).体积密度减小,导热系数和热容随之减小 (4).透气性,透水性,吸水性变大 (5).对抗冻性,要试孔隙大小和形态而定,有 些能提高抗冻性 当前第11页\共有59页\编于星期三\8点 2.2 材料的物理性质 1 、密度: 指的是材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量， 计算公式为： 上式中， — 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); 密度、表观密度和堆积密度 当前第12页\共有59页\编于星期三\8点 关于密度计算中的体积问题 注意：材料在致密状态下的体积指的是不包含材料内部孔隙的实体积 对于致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内部是不含孔隙的，故体积很容易测定； 但是对于绝大多数材料而言，在自然状态下材料是含有一些孔隙的。 当前第13页\共有59页\编于星期三\8点 有孔隙材料的体积测定方法： 一般都会采用李氏瓶测定有孔材料的实体积 ？思考题： 如何测量有孔隙材料的密度？ 关于密度计算中的体积问题 当前第14页\共有59页\编于星期三\8点 *测量有孔隙材料密度的方法与步骤： 当前第15页\共有59页\编于星期三\8点 2、表观密度 指的是材料在自然状态下，单位体积的干质量； 表观密度的计算公式为： 上式中， — 表观密度（kg/m3) m—材料在干燥状态下的质量（kg）； vo—材料在自然状态下的体积（m3); *自然状态下的体积vo= 密实状态下的体积v +孔隙体积v孔 思考题：比较密度和表观密度的大小？ 当前第16页\共有59页\编于星期三\8点 ？思考题：如何 测定材料的表观密度？ 取材料样品 烘 干 烘箱1050C~1100C 冷却到室温 干燥器 称量质量 m 天平 一、测定材料的干质量m: 当前第17页\共有59页\编于星期三\8点 二、测定材料的自然体积Vo-----分两种情况： （1）对于形状规则的材料，如砖、石块等： 用游标卡尺可定材料的自然体积； 对于六面体，测定长、宽、高； 对于圆柱体，测定其直径和高； （2）对于形状不规则的材料，如卵石、碎石等，采用排液法确定其自然体积； 当前第18页\共有59页\编于星期三\8点 *排液法测定不规则材料自然体积V石： 当前第19页\共有59页\编于星期三\8点 3 堆积密度： 指的是颗粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量 * 计算公式为： — 堆积密度（kg/m3) m—材料在干燥状态下的质（kg）； —材料在堆积状态下的体积（m3); 当前第20页\共有59页\编于星期三\8点 ？思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？ （1）首先采用前述方法测定其干质量m; （2）然后采用容量升来测定砂子、石子的堆积体积，方法如下： a）砂子采用1L、5L的容量升来测堆积体积； b）石子采用10L、20L、30L的容量升来 测定其堆积体积； （3）利用公式计算堆积密度： 当前第21页\共有59页\编于星期三\8点 2.2.2 材料的密实度和孔隙率 一、材料的密实度和孔隙率： 1、材料的密实度： 是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体体积占总体积的比例，用D来表示。 当前第22页\共有59页\编于星期三\8点 2 孔隙率： 是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率，用P表示。 孔隙可分为闭口孔和开口孔。 P=（V0-V）/V0*100% =（1-V/V0）*100% 材料内部孔隙示意 当前第23页\共有59页\编于星期三\8点 密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。 一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越少,则： 其强度越高； 吸水越少； 抗渗性和抗冻性越好; 导热性越好; 保温性差； 当前第24页\共有59页\编于星期三\8点 2.2.3 材料的填充率与空隙率： 1、填充率 填充率是指散粒材料（如砂子、石子等）在堆积体积中，被其颗粒填充的程度。 填充率一般用D’来表示，按下式计算： 或 当前第25页\共有59页\编于星期三\8点 2.、空隙率 空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率，用P’表示： 空隙率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间相互填充的致密程度； 思考：空隙率与孔隙率有啥不一样的区别？ 当前第26页\共有59页\编于星期三\8点 堆积密度、空隙率指标在工程中的应用 例如：在砼中，砂石间的空隙需要水泥浆填充。 其空隙越大，拌制砼所需的水泥浆量越多，如果要节约水泥，减少砼的成本，就需要采用空隙率尽可能小的砂石，而孔隙率与表现密度和堆积密度有关。因此，《建筑用卵石、碎石》GB/T14658-2001中规定，表观密度大于2500千克/立方米，堆积密度大于1350千克/立方米，空隙率小于47%。 当前第27页\共有59页\编于星期三\8点 2.3 材料与水有关的性质 1.材料的亲水性和憎水性 与水接触时，有些材料能被水润湿，而有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来说，前者为亲水性，后者为憎水性。材料具备亲水性或憎水性的最终的原因在于材料的分子结构。 亲水性材料与水分子之间的分子亲合力，大于水分子本身之间的内聚力；反之，憎水性材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本身之间的内聚力。 当前第28页\共有59页\编于星期三\8点 图2－1 材料润湿示意图（ａ）亲水性材料；（ｂ）憎水性材料 当前第29页\共有59页\编于星期三\8点

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