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,好好的,*,项目二,建筑,材料的基本性质,好好的,项目二建筑材料的基本性质好好的,好好的,好好的,好好的,好好的,基本要求,内容,主要介绍,材料的基本物理性质,。,主要介绍,材料的力学性质,。,主要介绍,材料的耐久性,。,建筑,材料基本性质检测,。,重点,材料的基本物理性质。,材料的力学性质。,材料的耐久性,。,建筑,材料基本性质检测,。,好好的,基本要求内容 好好的,1.1,材料的基本物理性质,1.1.1,材料的体积组成,大多数材料的内部含有孔隙，孔隙的多少和孔隙的特征对材料的性能均产生影响，掌握含孔材料的体积组成是正确理解和掌握材料物理性质的起点。,孔隙特征指孔尺寸大小、孔与外界是否连通两个内容。孔隙与外界相连通的叫,开口孔,，与外界不相连通的叫,闭口孔,。,含孔材料的体积组成如图,1-1,所示。从图,1-1,可知，含孔材料的体积包括以下三种：,（,1,）材料绝对密实体积。用表示，是指不包括材料内部孔隙的固体物质本身的体积。,好好的,1.1 材料的基本物理性质好好的,图,1-1,含孔材料体积组成示意图,1.,固体物质；,2.,闭孔；,3.,开孔,好好的,图1-1 含孔材料体积组成示意图1.固体物质；2.闭孔；3.,（,3,）材料在自然状态下的体积。用表示，是指材料的实体与材料所含全部孔隙体积之和。,上述几种体积存在以下的关系：,（,1-1,）,（,2,）材料的孔体积。用表示，指材料所含孔隙的,体积，分为开口孔体积（记为 ）和闭口孔体积,（记为 ）。,（,1-2,）,其中,好好的,（1-1）（2）材料的孔体积。用表示，指材料所含孔隙的（1,散粒状材料的体积组成如图,1-2,所示。其中 表示材料堆积体积，是指在堆积状态下的材料颗粒体积和颗粒之间的间隙体积之和，表示颗粒与颗粒之间的间隙体积。散粒状材料体积关系如下：,（,1-3,）,好好的,散粒状材料的体积组成如图1-2所示。其中 表示材料堆积体,图,1-2,散粒材料堆积体积组成示意图,1.,颗粒的固体物质；,2.,颗粒的闭口孔隙,3.,颗粒的开口孔隙；,4.,颗粒间的间隙,好好的,图1-2 散粒材料堆积体积组成示意图1.颗粒的固体物质；2.,1.1.2,材料的密度、表观密度和堆积密度,1.,密度,密度是指物质单位体积的质量，单位为,g/cm,3,或,kg/m,3,。由于材料所处的体积状况不同，故有真实密度、表观密度和堆积密度之分。,真实密度是指材料在规定条件（,1055,烘干至恒重，温度,20,）绝对密实状态下（绝对密度状态是指不包括任何孔隙在内的体积）单位体积所具有的质量，按下式计算：,（,1-4,）,式中：,真实密度（,g/cm,3,）；,材料在干燥状态下的质量（,g,）；,材料在绝对密实状态下的体积（,cm,3,）。,好好的,1.1.2 材料的密度、表观密度和堆积密度（1-,2.,表观密度,表观密度是指材料在自然状态下单位体积（含材料的实体矿物及不吸水的闭口孔隙，但不包括能吸水的开口空隙在内的体积）所具有的质量，按下式计算：,（,1-5,）,式中：,表观密度（,g/cm3,或,kg/m,3,）；,材料在干燥状态下的质量（,g,）；,材料在自然状态下的体积（,cm,3,）。,好好的,2.表观密度（1-5）式中：表,3.,堆积密度,堆积密度（旧称松散容重）是指散状材料或粉状材料、粒状材料或纤维材料在堆积状态下，单位体积（包含了颗粒的孔隙及颗粒之间的空隙）所具有的质量，按下式计算：,（,1-6,）,式中：,堆积密度（,g/cm,3,）；,材料的堆积质量（,g,）；,材料的堆积体积（,cm,3,）。,好好的,3.堆积密度（1-6）式中：,2.,孔隙率,孔隙率是指材料孔隙体积（包括不吸水的闭口孔隙，能吸水的开口空隙）与总体积之比，以表示，可用下式计算：,（,1,8,）,孔隙率与密实度的关系为：,（,1,9,）,好好的,2.孔隙率（18）孔隙率与密实度的关系为：,3.,开口孔隙率（）、闭口孔隙率（）,（,1-10,）,式中：,材料在真空条件下吸水饱和面干状态,时的质量（湿重）（,g,）；,材料在干燥状态下的质量（干重）（,g,）；,水的密度（,g/cm,3,）。,好好的,3.开口孔隙率（）、闭口孔隙率（）（1,4,.,填充率与空隙率,（,1,）填充率,填充率是指散粒材料在堆积体积中被颗粒填充,的程度，以 表示。,（,1-11,）,（,2,）空隙率,空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒间的,空隙所占的比例，以,表示。,（,1-12,）,好好的,4.填充率与空隙率 填充率是指散粒材料,1.1.4,材料与水有关的性质,1.,亲水性与憎水性,当水与材料表面相接触时，不同的材料被水所润湿的情况各不相同，这种现象是由于材料与水和空气三相接触时的表面能不同而产生的（如图,1-3,所示）。,(a),亲水性材料,(b),憎水性材料,图,1-3,材料的润湿角,好好的,1.1.4 材料与水有关的性质(a)亲水性材料,2,.,吸湿性,材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。材料所含水的质量占材料干燥质量的百分率，称为材料的含水率，可按下式计算：,（,1-13,）,式中：,材料的含水率（,%,）；,材料含水时的质量（,g,）；,材料干燥至恒重时的质量（,g,）。,好好的,2.吸湿性（1-13）式中：材料的含水,3,.,吸水性,材料在浸水状态下吸入水分的能力为吸水性。吸水性的大小，以吸水率表示。吸水率有质量吸水率和体积吸水率。,（,1,）质量吸水率：材料所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分率，按下式计算：,（,1,-,1,4,）,式中：,材料的质量吸水率（,%,）；,材料饱水后的质量（,g,）；,材料烘干到恒重的质量（,g,）。,好好的,3.吸水性（1-14）式中：材料的质量吸,（,2,）体积吸水率：材料吸收水分的体积占干燥自然体积的百分数，是材料体积内被水充实的程度。按下式计算：,（,1,-,1,5,）,式中：,材料的体积吸水率（,%,）；,材料在饱水时，水的体积（,cm,3,）；,干燥材料在自然状态下的体积（,cm,3,）；,材料在干燥状态下的表观密度（,g/cm,3,）；,水的密度（,g/cm,3,）。,好好的,（2）体积吸水率：材料吸收水分的体积占干燥自然体积的百分数,4,.,耐水性,材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数表示。可按下式计算：,（,1,-,1,7,）,式中：,材料的软化系数；,材料在饱水状态下的抗压强度（,MPa,）；,材料在干燥状态下的抗压强度（,MPa,）。,好好的,4.耐水性（1-17）式中：材料的软化系,5,.,抗渗性,（,1,）渗透系数,材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性（或不透水性），可用渗透系数表示。,达西定律表明，在一定时间内，透过材料试件的水量与试件的断面积及水头差（液压）成正比，与试件的厚度成反比，即：,（,1,-,1,8,）,式中：,材料的渗透系数,(,cm/h),；,渗水时间 内的渗水总量（,cm,3,）；,透水时间（,h,）；,材料垂直于渗水方向的渗水面积（,cm,2,）；,材料两侧的水头高度（,cm,）；,材料试件的厚度（,cm,）。,好好的,5.抗渗性（1-18）式中：材料的渗透系,（,2,）抗渗等级,对于混凝土和砂浆材料，抗渗性常用抗渗等级,（）表示。,（,1,-19,）,式中,:,抗渗等级；,试件开始渗水时的水压力（,MPa,）。,好好的,（2）抗渗等级 对于混凝土和砂浆材料，抗渗性常用抗,6.,抗冻性,材料在饱水状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏，同时也不严重降低强度的性质称为抗冻性。通常采用,-15,的温度（水在微小的毛细管中低于,-,15,才能冻结）冻结后，再在,20,的水中融化，这样的过程为一次冻融循环。材料抗冻性的大小用抗冻等级符号“”表示。抗冻等级表示将材料吸水饱和后，按规定的方法进行冻融循环试验，其质量损失不超过,5%,，强度下降不超过,25%,，所能经受的最大冻融循环次数来确定。例如混凝土抗冻等级,F20,、,F50,、,F100,等。,好好的,6.抗冻性材料在饱水状态下，能经受多次冻结,1.2,材料的力学性质,1.2.1,材料受力状态,材料在受外力作用时，由于作用力的方向和作用线（点）的不同，表现为不同的受力状态。典型的受力情况如图,1,-,4,所示。,(a),压力,(b),拉力,(c),弯曲,(,折,)(d),弯曲,(,折,)(e),剪切,图,1-4,材料的受力状态,好好的,1.2材料的力学性质 1.2.1 材料受力状态(a,根据材料的受力状态，材料的强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗弯（折）强度和抗剪强度。,1,.,材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度的计算式如下：,（,1,-,2,4,）,式中：,材料的抗压、抗拉、抗剪强度（,Mpa,）；,材料承受的最大荷载（,N,）；,材料的受力面积（,mm,2,）。,好好的,根据材料的受力状态，材料的强度可分为抗压强度、,2,.,材料的抗弯（折）强度与加荷方式有关，单点集中加荷,如图,1-4,（,c,）所示,的计算公式如下：,（,1,-,2,5,）,式中：,材料的抗弯（折）强度（,MPa,）；,弯曲破坏时的最大荷载（,N,）；,两支点间的距离（,mm,）；,试件横截面的宽度和高度（,mm,）。,好好的,2.材料的抗弯（折）强度与加荷方式有关，单点集中加荷如图1,表,1-4,几种常用材料的参考比强度值,好好的,表1-4 几种常用材料的参考比强度值好好的,1.2.3,材料的弹性与塑性,1,.,材料的弹性,材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种当外力取消后瞬间内即可完全消失的变形称为弹性变形。这种变形属于可逆变形，其数值的大小与外力成正比，称为弹性模量。在弹性变形范围内，弹性模量为常数，即：,（,1,-,2,6,）,好好的,1.2.3 材料的弹性与塑性（1-26）,式中：,材料的弹性模量（,MPa,）；,材料所受的应力（,MPa,）；,材料在应力,材料在应力,作用下产生的应变，,无量纲。,弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，,愈大，材料愈不易变形。,好好的,式中：材料的弹性模量（MPa）；材料所受的应力（MP,2,.,材料的塑性,在外力作用下材料产生变形，如果取消外力，仍保持变形后的形状尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能消失的变形称为塑性变形（或永久变形）。,许多材料受力不大时，仅产生弹性变形，受力超过一定际度后，即产生塑性变形。如建筑钢材，当外力值小于弹性极限时，仅产生弹性变形；若外力大于弹性极限后，则除了弹性变形外，还产生塑性变形。有的材料在受力时弹性变形和塑性变形同时产生，如果取消外力，则弹性变形可以消失，而其塑性变形则不能消失（如混凝土），这种变形为弹塑性变形。,好好的,2.材料的塑性好好的,1.2.,4,材料的脆性与韧性,1,.,材料的脆性,当外力作用达到一定限度后，材料突然破坏且破坏时无明显的塑性变形的性质称为脆性。具有这种性质的材料称为脆性材料，如混凝土、砖、石材、陶瓷、玻璃等。一般脆性材料的抗压强度很高，但抗拉强度低，抵抗冲击荷载和振动作用的能力差，不宜用于承受冲击和振动的场合。,2,.,材料的韧性,材料在冲击或振动荷载作用下，能产生较大的变形而不致破坏的性质称为韧性。具有这种性质的材料称为韧性材料，如钢材、木材、橡胶、沥青等。材料的韧性用冲击试验来检验，又称为冲击韧性，用冲击韧性值即材料受冲击破坏时单位断面所吸收的能量来衡量。冲击韧性值用“”表示，其计算式如下：,好好的,1.2.4 材料的脆性与韧性好好的,（,1,-27,）,式中：,材料的冲击韧性值,(J/mm,2,),；,材料破坏时所吸收的能量,(J),；,材料受力截面积,(mm,2,),。,好好的,（1-27）式中：材料的冲击韧性值(J/mm2)；,1.3