建筑材料培训讲义-建筑材料的基本性质

项目1建筑材料的基本性质任务1.1材料的物理性质检测1.1.1、与质量有关的性质(一)密度密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

（1－1）式中m——材料在干燥状态下的质量（kg）；

V——干燥材料在绝对密实状态下的体积（m3）；

ρ——材料的密度(g/cm3或kg／m3)。(二)表观密度表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。

（1－2）式中m——材料的质量（kg）；V0——材料在自然状态下的体积（m3）；ρ0——材料的表观密度（kg／m3）。(三)散粒材料的堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量，称为堆积密度。

（1－3）式中m——材料的质量（kg）；V0’——材料在自然堆积状态下的体积（m3）；

ρ0’——材料的堆积密度（kg／m3）。(四)密实度与孔隙率1．密实度

密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。密实度D可表示为：

（1－4）式中D——材料的密实度（％）；

V——材料在绝对密实状态下的体积（m3）；

ρ——材料的密度（kg／m3）；ρ0——材料的表观密度（kg／m3）。2．孔隙率材料孔隙率的大小，表明材料的密实程度。孔隙率及孔隙特征(如孔隙的大小、是否封闭或连通、分散情况等)影响材料的力学、耐久及导热等性质。材料的密度、表观密度、孔隙率是材料最基本的物理参数，它们反映了材料的密实程度。密度与表观密度除用以计算孔隙率外，还可用以计算材料的体积与质量。(五)填充率与空隙率1．填充率填充率是指散粒状材料在堆积体积内被颗粒所填充的程度。

式中——散粒状材料在堆积状态下的填充率（%）。2．空隙率

散粒状材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积状态下总体积的百分数，称为散粒材料的空隙率。

在建筑工程中，材料的密度、表观密度和堆积密度常用来计算材料的用量、构件的自重、配料计算及确定材料的堆放空间。1.1.2、与水有关的性质(一)亲水性与憎水性

固体材料在空气中与水接触时，根据其表面能否被水润湿，可分为亲水性材料与憎水性材料两种。材料的亲水性与憎水性可用润湿角θ来说明(二)吸水性与吸湿性1．吸水性材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。吸水性的大小常以吸水率表示，可用质量吸水率和体积吸水率来表示（1）质量吸水率

质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水的质量占材料干燥质量的百分率。

（2）体积吸水率体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分体积占材料干燥体积的百分率。式中WV——材料的体积吸水率（%）；

V0——干燥材料在自然状态下的体积（cm3或m3）；

ρW——水的密度，常温下取=1g/cm3。

材料的体积吸水率与质量吸水率之间的关系为

ρ0——材料在干燥状态下的表观密度（g/）。

2．吸湿性

材料吸收空气中水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性可用含水率表示，含水率为材料中所含水的质量与材料干燥质量的百分比.式中Wh——材料的含水率(％)；

m——材料干燥时的质量(g或kg)；

ms——材料吸湿后的质量(g或kg)。干的材料在空气中，能吸收空气中的水分；湿的材料在空气中又会失去水分,最终材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡，此时，材料的含水率称为平衡含水率。材料的吸湿性主要与材料的组成、孔隙率，特别是孔隙特征有关，还与周围环境的温度与湿度有关。一般，环境中温度越高，湿度越低，含水率越小。材料吸湿后，除了本身质量增加外，还会降低其绝热性、强度及耐久性，对工程产生不利的影响。(三)耐水性

材料长期在水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性以软化系数ks表示：式中ks——软化系数；

f

w——材料在水饱和状态下的抗压强度(MPa)；

f——材料在干燥状态下的抗压强度(MPa)。(四)抗渗性

抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗渗透的性质。材料的抗渗性通常用渗透系数K和抗渗等级P表示。地下建筑物及贮水建筑物常受到压力水的作用，所以要求所用的材料有一定的抗渗性。(五)抗冻性抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，经多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低强度的性质。材料的抗冻性用抗冻等级F表示，如F50表示经过50次冻融循环，质量损失不超过5%，强度损失不超过25%。通常采用材料吸水饱和后，在15℃冻结，再在20℃的水中融化，这样的一个过程称为一次冻融循环。

1.1.3基本性质检测本试验以石子为例，测量真实密度、表观密度、容积密度、堆积密度和吸水率。

1.1.4与热有关的性质(一)导热性材料传导热量的性质称为导热性。

(二)热容量热容量Q的计算公式为：式中Q——材料吸收或放出的热量(J)；c——材料的比热容J／(kg·K)；m——材料的质量(kg)；t1t2——材料受热或冷却前后的温差(K)。任务1．2材料的力学性质1.2.1材料的强度和比强度(一)强度材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。通常以材料在外力作用下失去承载能力时的极限应力来表示，亦称为极限强度。由于外力作用情况不同，材料主要有抗拉、抗压、抗弯、抗剪等四种强度。材料的静力强度是通过对材料试件进行破坏试验而测得的。

(二)沫比强冲度比强度是诸按单位体血积质量计匙算的材料预强度，即枪材料的强度与究其表观密剖度之比，急是衡量材高料轻质高劝强的一项重要指标叠。比强度士越大，材债料轻质高漂强的性能宽越好。优质的结竞构材料萄，要求妈具有较贵高的比塘强度。哄轻质高寻强的材料是未苍来建筑粒材料发援展的主肝要方向特。1.2柔.2确材料的季变形材料在餐外力作康用下，叼由于质买点间平档衡位置抬改变，道质点产生相羡对位移而彻形状与体配积发生变桶化，称为类材料的变形。(一)誓弹性塞与塑性材料在外尽力作用下篮产生变形瓣，当外力像除去后，哗又能恢复原来斥形状的性岸质称为弹谜性，这种锈能完全恢眉复的变形称为弹顾性变形拼(或瞬零时变形处)。在外力作持用下，材企料产生变拾形，当外辅力取消后楚，材料不能扭恢复到伴原来形态状，且洋不产生妖裂缝的们性质称棉为塑性这种不景能恢复叉的变形浑称为塑辜性变形婶(或永染久变形侍)。(二)绵脆性与冲截击韧性材料在外趋力作用下纱达到一定木限度产生诸突然破坏凭，破坏时无明违显塑性变成形的性质裁称为脆性碌。具有这煌样性质的材料称辅为脆性合材料，罪如石料牲、混凝塞土、生橡铁、石昏膏、陶瓷等。旧这类材啄料的抗德拉强度菜远小于说抗压强宰度，不明宜承受冲击或溉振动荷巧载。材料在冲漏击、振动伯荷载作用窜下抵抗破叮坏的性能物，称为冲击韧性感。冲击韧课性以材料芝冲击破坏途时消耗的打能量表示故。选用材料呆时要考虑好材料的脆才性与韧性串。(三)乖徐变固体材料展在恒定外蹲力长期作动用下，变剥形随时间致延长而逐渐遥增大的朽现象，茎称为徐郊变。1.2牌.3挑材料的扮硬度、此磨损及题磨耗(一)丧硬度材料抵小抗其他腔较硬物骡体压入黄的能力博，称为阿硬度。硬度大的改材料耐磨阵性较好，竟但不易加艰工。一般说亚，硬度奥较大的宅材料，箭强度也圾较高，秧有些材列料硬度与强钳度之间有住较好的相丑互关系。(二)齐磨损及磨档耗材料受摩奏擦作用而酿减少质量恶和体积的盛现象称为打磨损。材料同时贿受摩擦和盐冲击作用索而减少质缠量和体积火的现象称为磨耗皮。地面签、路面天等