单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目2 建筑材料的基本性质,了解建筑材料的组成和结构，掌握建筑材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度、孔隙率和密实度、空隙率和填充率的概念与计算理解材料与水有关的性质、与热有关的性质、力学性质及耐久性。,建筑材料的基本性质主要包括材料的结构状态参数、化学性质、力学性质和耐久性等。,任务2.1 材料的组成和结构,2.1.1材料的组成：,材料的组成包括材料的化学组成和矿物组成。,2.1.1.1材料的化学组成：是指构成材料的化学元素及化合 物的种类和数量。,2.1.1.2材料的矿物组成：是指化学元素组成相同，但分子组成形式各异的现象。,2.1.2材料的结构：,材料的结构可分为：宏观结构、细观结构和微观结构,2.1.2.1宏观结构：是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。,建筑材料的宏观结构按照材料的宏观组织和孔隙状态的不同可分为以下类型：,（1）致密状结构，如钢材、致密石材和玻璃等。,（2）多孔状结构，如加气混凝土、泡沫塑料及人造轻,质多孔材料等。,（3）微孔状结构，如石膏制品、烧结砖等。,（4）颗粒状结构，如砂、石、粉煤灰和膨胀珍珠岩等。,（5）纤维状结构，如木材、岩棉和玻璃钢等。,（6）层状结构，如胶合板、纸面石膏板等。,2.1.2.2细观结构:是指可用光学显微镜观察到的结构。,2.1.2.2微观结构:主要指材料在原子、分子、离子层次上的,组织形式。,建筑材料的微观结构基本上可分为：晶体、玻璃体和胶体三类。,2.1.3 材料的结构参数,2.1.3.1 材料的体积,体积是材料占有的空间尺寸。,材料的体积有绝对密度体积、表观体积、自然体积和堆积体积。,（1）绝对密度体积是指干材料在绝对密实度状态下的体积，一般以V表示。,（2）表观体积是指材料在自然状态下不含开口孔隙的体 积，一般以V表示。,（3）自然体积是指材料在自然状态下（包括所有孔隙）的体积，一般以V,0,表示。,（4）堆积体积是指粉状或粒状材料，在堆积状态下的总体外观体积，一般以V,0,表示。,2.1.3.2 材料的密度，表观密度，体积密度和堆积密度,（1）密度：材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。可按下式计算：=m/v,式中材料的密度,g/cm,3,或kg/m,3,；m-材料的干质量，g或kg；v材料在绝对密实状态下的体积，cm,3,或m,3,。,（2）表观密度：是指材料在自然状态下不含开口孔隙时 单位体积的质量。可按下式计算：=m/v,式中材料的表观密度,g/cm,3,或kg/m,3,；m-材料的干质量，g或kg；v,0,材料的表观体积，cm,3,或m,3,（3）体积密度：是指材料在自然状态下单位体积的质量。可按下式计算：,0,=m/v,0,式中,0,材料的体积密度,g/cm,3,或kg/m,3,；m-材料的质量，g或kg；v,0,材料的自然体积，cm,3,或m,3,（4）堆积密度：是指粉状、颗粒状或纤维材料在堆积状态下单位体积的质量。可按下式计算：,0,=m/v,0,式中,0,材料的堆积密度,g/cm,3,或kg/m,3,；m-材料的质量，g或kg；v,0,材料的堆积体积，cm,3,或m,3,2.1.3.3 材料的密实度和孔隙率,（1）密实度：是指材料体积内被固体物质充实的程度，用D表示。密实度的计算式如下:,D=V/V,0,100%,亦可用材料的密度和体积密度计算：,D=V/V,0,=m/m/,0,=,0,/100%,对于大多数建筑材料，因为VV,0,，故密实度D 1。,（2）孔隙率：是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率，用P表示。并按下式计算：,P=（V,0,-V）/V,0,=1-,V/V,0,=1-D=（1-/,0,）,100%,P+D=1,2.1.3.4 材料的填充率和空隙率,（1）填充率：是指散粒材料在其堆积体积中，被颗粒实体填充的程度，用D表示。填充率的计算式如下:,D=V/V,0,100%=,0,/,100%,（2）空隙率:是指散粒材料在其堆积体积中,颗粒之间的空隙体积所占的比例，用P表示。并按下式计算：,P=（1-V/V,0,）100%=（1-,0,/）100%,P+D=1,任务2.2 材料与水有关的性质,材料与水有关的性质包括材料的亲水性与憎水性，以及材料的吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性、霉变性与腐朽性等。,2.2.1材料的,亲,亲水性与,憎,憎水性：,润湿角:在材料、,水,水和空气,交,交接处，,沿,沿水滴表,面,面作切线,，,，此切,线,线和水与,材,材料接触,面,面所形成,的,的夹角,。,。,（1）当,90,时，说,明,明与水之,间,间的作用,力,力（吸附,力,力）要大,于,于水分子,之,之间的作,用,用力（内,聚,聚力），,材,材料表面,吸,吸附水分,，,，即材料,被,被水所湿,润,润，称该,材,材料是亲,水,水的。,（2）当,90时,，,，说明与,水,水之间的,作,作用力（,吸,吸附力）,要,要小于水,分,分子之间,的,的作用力,（,（内聚力,）,），材料,表,表面不吸,附,附水分，,即,即材料不,能,能被水所,湿,湿润，称,该,该材料是,憎,憎水的。,2.2.2材料的,吸,吸水性与,吸,吸湿性：,2.2.2.1吸,水,水性,材料的吸,水,水性是指,材,材料在水,中,中吸收水,分,分达到饱,和,和的能力,。,。吸水性,用,用吸水率,表,表示。吸,水,水率有质,量,量吸水率,和,和体积吸,水,水率两种,表,表达方式,，,，分别以W,W,和W,v,表示，计,算,算式如下,：,：,W,W,=(m,2,-m,1,)/m,1,100%,W,v,=V,w,/V,0,=(m,2,-m,1,)/V,0,1/,w,100%,式中W,w,质量吸,水,水率，%,；,；,W,v,体积吸,水,水率，%,；,；,m,2,-材,料,料在吸水,饱,饱和状态,下,下的质量,，,，g；,m,1,-材,料,料在绝对,干,干燥状态,下,下的质量,，,，g；,v,w,材料所,吸,吸收水分,的,的体积，cm,3,；,w,水的密,度,度，常温,下,下可取1g/cm,3。,两种吸水,率,率之间的,关,关系,：,W,v,=W,W,0,2.2.2.2吸,湿,湿性,材料的吸,湿,湿性是指,材,材料在潮,湿,湿空气中,吸,吸收水分,的,的能力。,吸,吸湿性用,含,含水率W,H,表示。计,算,算式如下,：,：,W,H,=(m,K,-m,1,)/m,1,100%,式中W,H,材料,的,的含水,率,率，%,；,；,m,K,-,材,材料吸,湿,湿后的,质,质量，g；,m,1,-,材,材料在,绝,绝对干,燥,燥状态,下,下的质,量,量，g,。,。,2.2.3材,料,料的耐,水,水性,材料的,耐,耐水性,是,是指材,料,料长期,在,在水的,作,作用下,不,不破坏,，,，强度,也,也不显,著,著降低,的,的性质,。,。衡量,材,材料耐,水,水性的,指,指标是,材,材料的,软,软化系,数,数，以K,R,表示,K,R,=f,b,/f,g,式中K,R,材料,的,的软化,系,系数；,f,b,-,材,材料饱,水,水状态,下,下的抗,压,压强度,，,，MPa；,f,g,-,材,材料干,燥,燥状态,下,下的抗,压,压强度,，,，MPa。,K,R,0.85的,材,材料称,为,为耐水,性,性材料,2.2.4材,料,料的抗,渗,渗性,材料的,抗,抗渗性,是,是指材,料,料抵抗,压,压力水,渗,渗透的,性,性质。,材料的,抗,抗渗性,可,可用渗,透,透系数,和,和抗渗,等,等级表,示,示。,2.2.4.1渗透,系,系数,渗透系,数,数用K,s,表示,K,s,值越小,，,，其抗,渗,渗能力,愈,愈强。,如,如屋面,防,防水材,料,料、防,水,水涂料,等,等均采,用,用渗透,系,系数表,示,示。,2.2.4.2抗渗,等,等级,材料的,抗,抗渗等,级,级是指,材,材料用,标,标准方,法,法进行,透,透水试,验,验时，,规,规定的,试,试件在,透,透水前,所,所能承,受,受的最,大,大水压,力,力，以,符,符号P,及,及可承,受,受的水,压,压力值,（,（以0.1MPa单,位,位)表,示,示。,材料的,抗,抗渗等,级,级越高,，,，其抗,渗,渗性越,强,强。,2.2.5材,料,料的抗,冻,冻性,抗冻性,是,是指材,料,料在吸,水,水饱和,状,状态下,，,，能经,受,受多次,冻,冻融循,环,环作用,而,而不破,坏,坏、强,度,度也不,显,显著降,低,低的性,质,质。以,符,符号F,及,及材料,可,可承受,的,的最多,冻,冻融循,环,环次数,表,表示。,如抗冻,等,等级为F10,的,的材料,，,，表示,材,材料所,能,能经受,的,的冻融,循,循环次,数,数最多,为,为10,。,。,2.2.6材,料,料的霉,变,变性和,腐,腐朽性,（1）,霉,霉变性,：,：材料,在,在潮湿,或,或温暖,的,的气候,条,条件下,受,受到真,菌,菌 侵,蚀,蚀，在,材,材料的,表,表面产,生,生绒毛,状,状的或,棉,棉花状,的,的，颜,色,色从白,色,色到暗,灰,灰色至,黑,黑色，,有,有时也,会,会显出,蓝,蓝绿色,、,、黄绿,色,色或微,红,红色的,物,物质称,为,为材料,霉,霉变。,材料发,生,生霉变,的,的主要,原,原因：,水,水分、,温,温度、,空,空气。,（2）,腐,腐朽性,：,：材料,在,在使用,过,过程中,受,受到酸,、,、碱、,盐,盐以及,真,真菌等,各,各种腐,蚀,蚀介质,的,的作用,，,，在材,料,料内部,发,发生一,系,系列的,物,物理、,化,化学变,化,化，使,材,材料逐,渐,渐受到,损,损害，,性,性能改,变,变，力,学,学性质,降,降低，,严,严重时,会,会引起,整,整个材,料,料彻底,破,破坏的,现,现象称,为,为材料,腐,腐朽。,任务2.3,材,材料与,热,热有关,的,的性质,材料与,热,热有关,的,的性质,包,包括热,容,容性、,导,导热性,和,和热变,形,形性。,2.3.1材,料,料的热,容,容性,材料的,热,热容性,是,是指材,料,料受热,时,时吸收,热,热量或,冷,冷却时,放,放出热,量,量的能,力,力，它,以,以材料,升,升温或,降,降温时,的,的热量,的,的变化,来,来表示,，,，即热,容,容量，,计,计算公,式,式为,Q=M,C(t,1,-t,2,),式中Q,材,材料,的,的热容,量,量，KJ；,M-,材,材料,的,的质量,，,，Kg,；,；,t,1,-t,2,-,材,材料受,热,热或冷,却,却前后,的,的温差,，,，K,；,；,C-,材,材,料,料的比,热,热，KJ/,（,（KgK),由 Q=MC(t,1,-t,2,),导出C=Q/M(t,1,-t,2,),C值是,真,真正反,映,映不同,材,材料间,热,热容性,差,差别的,参,参数。C值,的,的物理,意,意义是,质,质量为1 Kg的材,料,料，在,温,温度每,改,改变1K时所,吸,吸收或,放,放出热,量,量的大,小,小。,2.3.2材,料,料的导,热,热性,材料的,导,导热性,是,是指材,料,料两侧,有,有温差,时,时，材,料,料将热,量,量由温,度,度高的,一,一侧向,温,温度低,的,的一侧,传,传递的,能,能力，,也,也就是,传,传导热,得,得能力,。,。材料,的,的导热,性,性以导,热,热系数,表示,，,，,是,是指当,材,材料两,侧,侧的温,差,差为1K时，,在,在单位,时,时间（1h）,内,内，通,过,过单位,面,面（1m,2,），,透,透过,单,单位,厚,厚度,（,（1m）,材,材料,所,所传,导,导的,热,热量,，,，即,=Qd/(T,1,-T,2,),材料,吸,吸水,率,率的,大,大小,不,不仅,取,取决,于,于材,料,料对,水,水的,亲,亲憎,性,性还,取,取决,于,于材,料,料的,孔,孔隙,率,率及,孔,孔隙,特,特征,。,。密,实,实材,料,料及,具,具有,闭,闭口,孔,孔的,材,材料,是,是不,吸,吸水,的,的；,具,