建筑材料第一章龚爱民

第一章建筑资料的根本性质§1.1资料的物理性质§1.2资料的力学性质§1.3资料的耐久性§1.4资料的组成、构造及构造Page1一、密度、表观密度、孔隙率二、资料与水有关的性质§1.1资料的根本物理性质Page2一、密度、表观密度、孔隙率2.表观密度是指资料在自然形状下单位体积的质量。Page31.密度指资料在绝对密实形状下单位体积的质量。一、密度、表观密度、孔隙率4.堆积密度是指散粒体资料在堆积形状下单位体积的质量。Page43.视密度指散粒体资料在包含闭口孔隙在内时单位体积的质量。一、密度、表观密度、孔隙率对比分析Page5比较项目实际密度表观密度视密度堆积密度材料状态绝对密实自然状态包含闭口孔隙堆积状态材料体积VV0V'V0'计算公式应用判断材料性质用量及体积计算一、密度、表观密度、孔隙率5.孔隙率孔隙率：是指资料内部孔隙的体积占资料总体积的百分率。孔隙率反映资料的构造致密程度。Page6一、密度、表观密度、孔隙率6.空隙率空隙率：是指散粒资料在其堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率的大小反映了散粒资料的颗粒相互填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的根据。Page7一、密度、表观密度、孔隙率孔隙率与空隙率的区别Page8比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式二、资料与水有关的性质1.亲水性与憎水性与水接触时，资料外表能被水润湿的性质称为亲水性；资料外表不能被水润湿的性质称为憎水性。亲水性资料与水分子之间的分子作用力，大于水分子相互之间的内聚力。憎水性资料与水分子之间的作用力，小于水分子相互之间的内聚力。(a)亲水性资料(b)憎水性资料Page9二、资料与水有关的性质2.吸水性与吸湿性资料浸入水中吸收水的才干称为资料的吸水性；资料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。资料含水的多少用含水率来表示。资料吸水到达饱和时的含水率称为“吸水率〞。Page10二、资料与水有关的性质①质量吸水率质量吸水率是指资料在吸水饱和时，所吸水量占资料在枯燥形状下的质量百分比，并以Wm表示。②体积吸水率体积吸水率是指资料在吸水饱和时，所吸水的体积占资料自然体积的百分率，并以WV表示。Page11二、资料与水有关的性质影响资料吸水性的要素资料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。由于水分是经过资料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。资料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。Page12二、资料与水有关的性质资料的含水形状(a)枯燥形状(b)气干形状(c)饱和面干形状(d)潮湿形状Page13三、资料与热有关的性质1.资料的导热性资料传送热量的性质称为导热性。即当资料两侧存在温度差时，热量从温度高的一侧向温度低的一侧传导。常用导热系数表示资料的导热性。Page14三、资料与热有关的性质2.资料的热容量与比热资料具有受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。当资料温度升高〔或降低〕1K时，所吸收〔或放出〕的热量，称为该资料的热容量。1kg资料的热容量，称为该资料的比热。Page15三、资料与热有关的性质几种资料的导热系数及比热Page15材料导热系数[W/(m·K)]比热[102J/(kg·K)]材料导热系数[W/(m·K)]比热[102J/(kg·K)]钢584.6松木顺纹0.3525花岗岩2.80~3.498.5横纹0.17普通混凝土1.50~1.868.8泡沫塑料0.03~0.0413~17普通粘土砖0.42~0.468.4石膏板0.19~0.249~11泡沫混凝土0.12~0.2011.0水0.5542普通玻璃0.70~0.808.4密闭空气0.2610一、资料的变形性质二、资料的强度三、资料的硬度与耐磨性§1.2资料的力学性质Page16一、资料的变形性质㈠弹性变形和塑性变形1.弹性变形资料在外力作用下产生变形，当外力取消后可以完全恢复原来外形的性质称为弹性。这种完全恢复的变形称为弹性变形(或瞬时变形)。2.塑性变形资料在外力作用下产生变形，假设外力取消后，仍能坚持变形后的外形和尺寸，并且不产生裂痕的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形(或永久变形)。Page17一、资料的变形性质㈡脆性和韧性资料受力到达一定程度时，忽然发生破坏，并无明显的变形，资料的这种性质称为脆性。大部分无机非金属资料均属脆性资料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。脆性资料的另一特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中运用时，应留意发扬这类资料的特性。Page18二、资料的强度资料的强度：是指资料在外力作用下抵抗破坏的才干。根据外力作用方式的不同，资料强度有、抗压、抗剪、抗弯〔抗折〕强度等。抗压抗拉抗剪抗弯Page19二、资料的强度抗压强度、抗拉强度、抗剪强度计算：抗弯强度计算：Page20←二、资料的强度→Page22←二、资料的强度→Page23二、资料的强度影响资料强度测定值的要素①实验加荷速度及外表接触形状；②试件外形、尺寸、外表情况；③实验时的温度和湿度。Page23§1.3资料的耐久性Page24一、耐水性二、抗渗性三、抗冻性四、耐候性资料的耐久性是泛指资料在运用条件下，受各种内在或外来自然要素及有害介质的作用，能长久地坚持其运用性能的性质。资料在建筑物之中，除要遭到各种外力的作用之外，还经常要遭到环境中许多自然要素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。Page25一、耐水性资料的耐水性是指资料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。资料耐水性的目的用软化系数K软表示：软化系数反映了资料饱水后强度降低的程度，是资料吸水后性量变化的重要特征之一。工程中通常将K软＞0.85的资料称为耐水性资料。Page26二、抗渗性抗渗性是资料在压力水作用下抵抗水浸透的性能。用浸透系数或抗渗等级表示。㈠浸透系数资料的浸透系数越小，阐明资料的抗渗性越强。Page27二、抗渗性㈡抗渗等级资料的抗渗等级是指用规范方法进展抗渗性实验时，资料的规范试件在透水前所能接受的最大水压力，并以字母W及可接受的水压力〔以0.1MPa为单位〕来表示抗渗等级。如W4、W6、W8、W10…等，表示试件能接受逐渐增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水压而不浸透。Page28二、抗渗性㈢影响资料抗渗性的要素资料亲水性和憎水性——通常憎水性资料其抗渗性优于亲水性资料；资料的密实度——密实度高的资料其抗渗性也较高；资料的孔隙特征——具有开口孔隙的资料其抗渗性较差。Page29三、抗冻性抗冻性是指资料在吸水饱和形状下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超越一定限制时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。资料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等，分别表示此资料可接受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。Page30三、抗冻性影响抗冻性的要素①资料的密实度(孔隙率):密实度越高那么抗冻性越好。②资料的孔隙特征：开口孔隙越多那么其抗冻性越差。③资料的强度：强度越高那么其抗冻性越好。④资料的耐水性：耐水性越好那么其抗冻性也越好。⑤资料的吸水量大小：吸水量越大那么其抗冻性越差。Page31四、耐候性暴露于大气中的资料，经常受阳光、风、雨、露、温度变化和腐蚀气体〔如二氧化硫、二氧化碳、臭氧〕等要素的侵蚀。资料对这些自然侵蚀的耐受才干称为耐候性。Page32一、资料的组成二、资料的构造三、资料的构造§1.4资料的组成、构造及构造Page33一、资料的组成Page341.化学组成化学组成决议着资料的化学性质，影响其物理性质和力学性质。无机非金属建筑资料的化学组成以各种氧化物含量来表示。金属资料以元素含量来表示。2.矿物组成矿物组成是无机非金属资料中化合物存在的根本方式。资料中的元素和化合物以特定的矿物方式存在并决议着资料的许多重要性质。二、资料的构造㈠微观构造1.晶体构造2.非晶体构造3.胶体构造胶体：是指粒径为10-6~10-4mm的颗粒在介质中构成的分散体系。根据性质及所处形状的不同，分为溶胶和凝胶两种。胶体构造的触变性：在一定时间范