建筑材料第1章 建筑材料的基本性质课件.ppt

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1、第一章建筑材料的基本性质第一节材料物理性质第二节材料的力学性质第三节材料与水有关的性质第四节材料的耐久性与装饰性第一节材料物理性质【案例1-1】某种建筑材料试样的孔隙率为20%，此试样在自然状态下的体积为40立方厘米，质量为86克，吸水饱和后的质量为90克，烘干后的质量为83克。怎样确定这些材料的物理性质？不用每次亲自试验，怎样计算干燥砂石吸水后的质量呢？回答这个问题,首先要了解材料的质量和体积之间的关系，即材料的基本物理性质。影响建筑物性能的建筑材料的基本物理性质指标主要指密度、密实度与孔隙率、填

2、充率和空隙率。一、材料的密度不同的建筑材料，因其单位体积內所含孔（空）隙程度不同，其密度也有所差别1．真密度真密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。用公式表示如下：(1-1)式中ρ—材料的真密度（g/cm3）；m—材料在绝对密实状态下固体物质的质量（g）；V—材料在绝对密实状态下的体积（不含开口和闭口孔体积，cm3）。2.体积密度体积密度:是指(整体多孔的)固体材料在自然状态下,单位体积所具有的质量。用公式表示如下：(1-2)式中ρo—材料的体积密度（kg/m3）；m—材料在干燥状态

3、下的质量（kg）；Vo—材料在自然状态下的体积（m3）。固体材料在自然状态下的体积应包括固体物质的体积(V)与其内部的孔隙体积(Vv),而孔隙体积(Vv)又分为开口(与大气连通)孔隙体积(Vk)和闭口(与大气不连通)孔隙体积(Vb)。土建工程中经常拌制混凝土,其中砂石材料的体积直接采用排开液体的方法测定,此时的体积为固体物质的体积(V)与闭口孔隙体积(Vb)之和,此时的密度又称表观密度。【案例1-1解析】真密度=干质量/密实状态下的体积=83/40×（1-0.20）=2.59g/cm3体积密度=干质

4、量/自然状态下的体积=83/40=2.08g/cm3开口孔隙率=开口孔隙的体积/自然状态下的体积=（90-83）÷1/40=0.17=17℅闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率=0.20-0.17=0.03=3℅3.堆积密度堆积密度:是指散粒(粉状、粒状与纤维状)材料在堆积状态下,单位体积所具有的质量。用公式表示如下：(1-3)式中ρ’——散粒材料的堆积密度（kg/m3）；m——散粒材料的质量（kg）；V’——散粒材料在堆积状态下的体积，此时多了一项空隙体积V空（m3）。散粒材料在堆积状态下的体积等于三项

5、之和,即V／=V+Vv+V空。二、材料的密实度与孔隙率密实度:密实度是指材料体积内，被固体物质充实的程度。以D表示，并按下式计算：D=V/V0孔隙率:孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占有的比例。以P表示，并按下式计算：P=（V-V0）/V0=1-D=1-ρ/ρ0建筑材料的许多工程性质如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性等都与材料的致密程度有关。这些性质除取决于孔隙率的大小外，还与孔隙的构造特征密切相关。孔隙特征主要指孔隙的种类（开口孔与闭口孔）、孔径的大小及孔的分布等。实际上绝对的闭口孔是

6、不存在的。在建筑材料中，常以在常温、常压下水能否进入孔中来区分开口与闭口。由于孔隙率的大小及孔隙特征对材料的工程性质有不同的影响，因此常采用改变材料的孔隙率及孔隙特征的方法来改善材料的性能，三、材料的填充率与空隙率1.填充率填充率:是指散粒材料在容器的堆积体积中,颗粒填充的紧密程度(用百分数)。通常用D’来表示:D’=V0/V0‘×100％=×100％填充率反映散粒材料的颗粒体积占其堆积体积的百分率。2．空隙率空隙率：是指散粒材料在堆积体积中,颗粒间空隙体积（Va）占堆积体积百分率，用P’来表示：P

7、’=(V0’-V0)/V0‘×100％散粒材料填充率与空隙率的关系是:D’+P’=1。常见材料密度、表观密度、堆积密度返回第二节材料的力学性质【案例1-2】史上空前的海难——铁达尼号的沉没1912年，世界上最大的客船铁达尼号初航，由于众所周知的原因撞上冰山，35cm厚船钢板在水位线处像拉链拉开一样被撕裂，海水排山倒海般涌向船内，约三小时后沉没。排除其他人为因素，这里涉及到材料的脆性和韧性，而脆性和韧性则属于材料力学性质的范畴。除此之外，材料的力学性质还包括强度、弹性和塑性等。一.强度及强度等级1.强

8、度强度是指材料抵抗外力（荷载）破坏作用的（最大）能力。强度值用材料受力破坏时,单位受力面积上所承受的力(应力)来表示。根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等，抗压、抗拉、抗剪强度的计算公式如下:f=F/A式中f—材料的强度，Mpa；F—材料破坏时的最大荷载，N；A—材料受力截面积，mm2。材料的抗弯强度用下式计算f弯=3FL/2bh2不同种类的材料具有不同的抵抗外力的特点。相同种类的材料，其强度随孔隙率及宏观结构特征