《建筑材料与检测》课程课件-材料的物理性质计算

项目一

材料的物理性质计算

任务一建筑材料基本物理指标

课程的认识材料的基本物理性质主要内容本课程的研究内容本课程中主要学习以下几种建筑材料：无机胶凝材料（石灰、石膏、水泥)混凝土材料砂浆材料钢材防水材料论述材料组成、结构、技术性质与它们之间的关系；论述材料的检验方法（举例砂浆流动性测定方法）；利用测验评定其技术性质（举例砂浆流动性对实际施工的要求及规范的规定）。本课程的研究的任务掌握各种材料的技术性能，包括：力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；选择、鉴定材料：能够结合工程实际情况，合理地选择材料，如水泥混凝土组成材料的选择鉴别与评定；能正确使用材料（如石灰的消化、水泥应用贮存等）本课程的研究的目的万里长城：条石、砖、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆民用住宅：砖、水泥砂浆苏通大桥

昂船洲大桥

鄂东长江大桥

斜拉桥悬索桥明石海峡大桥舟山西堠门大桥丹麦大带桥建筑材料概念(1)广义：指用于土木工程建筑中的所有材料。建筑物的所有材料：砂石、水泥、石灰、混凝土、钢材、沥青、防水材料施工过程的辅助材料：脚手架、模板建筑器材：消防设备、给排水设备(2)狭义：指直接构成工程实体的所有材料。上海环球金融中心

上海中心建筑材料的历史与发展历史：古代时期：泥土、草、木石材、砖瓦近现代时期：1824年发明水泥，19世纪中叶开始使用钢材现代时期：大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料的运用发展方向:1、原材料方面：利用再生资源及工农业废料2、生产工艺方面：搞技术改造，节能增效3、性能方面：轻质、高强、耐久、多功能4、产品型式方面：预制化、构件化、单元化建筑材料的历史与发展墙板吊装已安装好的墙板4、建筑材料的分类按材料来源按使用部位按建筑功能按化学成分按材料来源分类返回按使用部位按建筑功能按化学成分按来源可把材料分为天然材料和人造材料，天然材料如石材、木材；人造材料如水泥、钢材按化学成分分类按材料来源按使用部位按建筑功能返回无机材料有机材料复合材料[金属材料非金属材料[黑色金属：钢、铁有色金属：铝、铜及合金[天然石材烧土制品胶凝材：石灰、石膏、水泥混凝土及硅酸盐制品[植物材料：木、竹沥青材料：石油沥青、煤沥青、沥青制品高分子材料：塑料、涂料、胶凝剂、合成橡胶[无机非金属+有机材料：玻璃纤维混凝土金属+无机非金属：钢纤维混凝土金属+有机材料：轻质金属夹芯板按建筑功能分类按材料来源按使用部位返回按化学成分按建筑功能可把材料分为结构材料、装饰材料、防水材料和绝热材料。按使用部位分类按材料来源返回按建筑功能按化学成分按使用部位可把材料分为承重材料、墙体材料、屋面材料和地面材料。名称定义表达式单位备注密度表观密度堆积密度（一）材料的密度、表观密度与堆积密度一、材料与质量有关的基本物理性质材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。材料在自然状态下，单位体积的质量。材料在堆积状态下，单位体积的质量。g/cm3㎏/m3㎏/m3或g/cm3绝对密实状态下的体积的测定：近于绝对密实的材料（金属、玻璃等）：直接以排水法测定；有孔隙的材料（砖、混凝土、石材）：将材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥后用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为绝对密实状态下的体积。李氏瓶（二）密实度与孔隙率密实度图1-1材料孔隙率示意图

密实度是指材料体积内，被固体物质所充实的程度。

（二）密实度与孔隙率孔隙率图1-1材料孔隙率示意图

孔隙率是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。

（三）填充率与空隙率填充率

图1-2材料空隙率示意图填充率是指散粒材料在其堆积体积中，被其颗粒填充的程度。

空隙率

图1-2材料空隙率示意图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占材料堆积体积的百分率。（三）填充率与空隙率影响吸水性的因素：材料的孔隙率；材料的本身的性质，如亲水性或憎水性；孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等。（三）吸湿性定义：材料在空气中，吸收空气中水分的性质，称为吸湿性。其大小用含水率表示。

影响吸湿性的因素：材料的孔隙率；材料的本身的性质，如亲水性或憎水性；孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等；周围空气的温度和湿度。（四）材料的耐水性定义：材料在长期饱和水作用下，其强度也不显著降低的性质，称为耐水性。其衡量指标为：软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。材料软化系数的要求工程对材料软化系数的要求对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软≥0.85；受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软≥0.75；K软≥0.80的材料，一般称为耐水的材料。(五)材料的抗渗性定义：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。QAdH混凝土抗渗仪抗渗等级影响材料抗渗性的因素：孔隙率、孔隙特征地下建筑（地铁、人防建筑、地下室）、水工结构、防水材料等均要求较高的抗渗性。

（六）材料的抗冻性定义：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。衡量指标：抗冻性指标用抗冻等级Fn表示，表示经过n次冻融循环次数后，质量损失不超过5%，强度损失不超过25%。三、材料的热工性质－导热性导热性－材料传导热量的能力称为导热性。其大小用热导率（λ）表示。

At2t1Q式中λ－导热系数（W/m.K）

Q－传导的热量（J）

A－热传导面积（m2）

d－材料的厚度（m）

t－热传导时间（s）

(T2-T1)－材料两侧温差（K）

导热系数λ的物理意义：

表示单位厚度的材料，当两侧温差为1K时，在单位

时间内通过单位面积的热量。

材料的组成与结构孔隙率及孔隙特征含水情况影响材料导热系数的因素有：材料的力学性质一、材料的强度与强度等级强度－－指材料抵抗破坏的能力。材料的抗弯强度材料的抗压、抗拉、抗剪强度。单位：MPa

，1MPa=1N/mm2二、弹性与塑性材料在外力作用下产生变形，外力撤掉后变形能完全恢复的性质，称为弹性。

σε材料在外力作用下产生变形，若除去外力后仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。

三、材料的脆性与韧性脆性材料（如混凝土、玻璃、石材）抵抗冲击或震动荷载的能力很差。

2.韧性－在冲击、震动荷载的作用下，能吸收较大能量而不破坏的性质称为韧性。如钢材、木材、纤维等。1.脆性－在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质。桥梁、牛腿柱、电梯井、高层建筑等处所用的材料须有较好的韧性。五、硬度和耐磨性2.测定方法：刻划法、回弹法、压入法。

1.硬度－指材料表面的坚硬程度，是抵抗其他物体刻划、压入其表面的能力。四、硬度和耐磨性2.耐磨性－材料表面抵抗磨损的能力。用磨损率表示。m1－－试件磨损前的质量（g）；m2