第2章节工建建筑材料资料的基本性质-重庆工贸职业技术学院首页资料ppt

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  第二章 建筑材料的基本性质 力学性质：材料的强度、弹性和塑性、脆性与韧性； 与水有关的性质：亲水性和疏水性、吸水性和吸湿 性；耐水性；抗渗性和抗冻性； 热工性能：比热、导热性； 耐久性能: 组成结构、构造与材料性质的关系. 教学重点、难点: 材料的物理、力学性质 2.1 材料的基本物理性质 注意:绝对密实状态下的体积是指不包含材料内部孔隙的真实体积； 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； *测量有孔隙材料密度的方法与步骤： 思考题：如何测定 材料的表观密度？ 二、测定材料的自然体积Vo （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； *排液法测定不规则材料自然体积V石： 三、计算材料的表观密度 ： 指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材料在自然堆积状态下，单位体积的质量； 计算公式为： ？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： 2.1.2 材料的密实度和孔隙率 2.1.3 材料的填充率与空隙率： 2.1.3.1填充率 是指散粒材料（如砂子、石子等）在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。 填充率一般用D’来表示，按下式计算： 2.1.4 材料与水有关的性质 2.1.4.1亲水性和憎水性 （1）亲（憎）水性： 材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称为亲水性，否则为憎水性； （2）亲（憎）水性材料： 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：1）材料亲水和憎水的原因是什么？ 2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？ 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 含表示； 计算公式如下： 2.1.4.4耐水性 耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下， 其强度也没有显著下降的性质； 一般用软化系数表示： 2.1.4.5 抗渗性 抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质； 2、材料的强度等级 强度等级的定义： 大多数建筑材料根据其极限强度的大小，把材料划分为若干不同的等级，称为材料的强度等级； 材料强度等级规划区分的标准： a)脆性材料主要根据其抗住压力的强度来划分强度等级，如混凝土、水泥、粘土砖等； 例：混凝土的强度等级规划区分为16级C15...C80; b)韧性材料主要根据其抗拉强度来划分强度等级，如钢材等； 3、比强度 比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值； 比强度的意义： （1）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标； （2）选用比强度高的材料或者提高材料的比强 度，对大跨度、高高度建筑十分有利； 普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为0.012，0.053，0.069； 2.2.2 材料的弹性和塑性 1、弹性： 是指材料在外力作用下发生变形，当取消外力后，能完全恢复原形状的性质，称为弹性； 2、塑性： 是指材料在外力作用下发生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质，称为塑性； 例如：低碳钢为弹塑性材料； 2.2.3 材料的脆性和韧性 1、脆性： 是指材料在外力作用下，直到破坏前无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质，称为脆性，如玻璃、混凝土、水泥等； 2、韧性： 是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能量，并产生较大变形而不发生破坏的性质，称为韧性，如钢材、木材、橡胶等； 问题：脆性材料和塑性材料的主要区别是什么？ 2.3 材料的耐久性 耐久性：材料在使用的过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不失去其原有性能的性质，称为耐久性； 1、材料的密度、表现密度与堆积密度.2、材料的密实度与孔隙率3、材料的填充率与空隙率4、材料与水有关的性质 单项选择题1．孔隙率增大，材料的________降低。A、密度???? B、表观密度??? C、憎水性???? D、抗冻性 2．材料在水中吸收水分的性质称为________。A、吸水性??? ?B、吸湿性???? C、耐水性??? ?D、渗透性3．含水率为10%的湿砂220g，其中水的质量为________。A、19.8g????? B、22g?????? C、20g????? D、20.2g4．材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是________。A、表观密度??? ?B、堆积密度???? C、密度??? ?D、强度 P16 ,1 本章结束 谢谢！ 低碳钢的σ～ε曲线 分段的弹性变形和塑性变形 2.2.4 材料的硬度、耐磨性 1.硬度： 是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力； 2.耐磨性: 是指材料抵抗磨损的能力； **一般用磨损率来表示，计算公式如下： 1，新建的房屋保暖性差，到了冬季更甚， 这是怎么回事？（提示：从导热系数的影响因素考虑） 2，同种材料，如孔隙率越大，则材料的强度 ，保温性越 ，吸水率 。 3，软化系数表示材料的 A,抗渗性； B,抗冻性； C，耐水性；D，吸湿性 4，在100g含水率为3％的湿砂中，其中水的 质量为 A，3.0g; B，2.5g; C，3.3g; D，2.9g; 小结： 思考题： * 建筑工程系 * 建筑工程系 教学目的与要求： 物理性质：密度、表观密度、堆积密度；孔隙率、 填充率度和空隙率 2.1.1.1 实际密度（简称密度）: 指的是材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量， 计算公式为： 上式 — 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)。 2.1.1 材料的基本物性参数 有孔隙材料的体积测定方法： 一般都会采用密度瓶法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？ 取材料样品 烘 干 冷却到室温 称量质量 测定体积 密 度 烘箱105-110oC 干燥器 天 平 密度瓶 2.1.1.2 表观密度： 指的是材料在自然状态下，单位体积所具有的质量； 计算公式为： 上式 — 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 取材料样品 磨 细 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: — 堆积密度（kg/m3) m—材料在干燥状态下的质量（kg）； —材料在堆积状态下的体积（m3); 2.1.1.4 堆积密度： 2.1.2.1密实度： 是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D来表示。 2.1.2.2 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。 P=（V0-V）/V0×100% =（1-V/V0）×100% 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； 但是导热性差； P7表2.1 常用材料的密度、表观密度、堆积密度和 孔隙率 或 2.1.3.2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？ 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。 1）质量吸水率： 2.1.4.2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。 思考：材料的亲水性和吸水性有啥不一样的区别？ 2）体积吸水率： 是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质； 吸湿性的大小用含水率表示。 2.1.4.3 吸湿性 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 2.1.5 材料的热性质： 2.1.5.1材料的导热性： 是指材料存在温差时，热量能从材料的一面 通过材料本身传到另一面的性质 导热性一般用 导热系数 表示 （1）导热系数越小，材料的夏天隔热，冬天保温性能越好； （2）金属材料的导热系数大于非金属材料的导 热系数 （3）细小而封闭的孔隙，导热系数越小；开口 而粗大、连通的孔隙，导热系数越大； 注意： 2.1.5.2比热容： 是指材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质。 *什么叫比热： 是指单位质量的材料，在温度上升或下降 1K时，吸收或放出的热量。 P12几种常见材料的导热系数和比热 2.1.5.4 热变形性： 材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质，称为 材料的热变形性，亦称为温度变形； 温度变形一般用热膨胀系数 表示 2.1.5.3 保温隔热能力： 材料导热系数越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差，其保温隔热能力越好。 2.2 材料的力学性质 2.2.1 材料的强度、比强度 1、材料的强度 材料的强度是指材料在外力作用下 不破坏时所能承受的最大应力；

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