第二章 基本性质.ppt

1、第二章 建筑材料的基本性质第一节 材料的组成、结构与性质(补充), 一、材料的组成与性质的关系 （1）材料的成分不同，性质不同 （2）相同成分的材料，在不同的工艺条件下，可制成不同性质的建筑材料。,二、材料的结构与性质的关系 -成分相同，结构不同，性质也不同。 （一）结构的分类 微观结构:反映材料内部质点在三维空间的排列情况。 如：C 金刚石石墨 SiO2 石英玛瑙 亚微观结构:反映材料内部颗粒的大小、形状及分布。 如：CaCO3 大理岩（显晶）石灰岩（隐晶） 宏观结构（构造）:反映材料中不同组成材料的分布方式 以及大的孔隙、裂纹的大小、分布等。 如：普通塑料泡沫塑料 其中,孔隙与材料关系最密

2、切,对性质的影响也最大.,（二）孔隙的分类 1、按孔隙大小划分 微细孔隙毛细孔隙较粗大孔隙粗大孔隙等。 2、按孔隙形状划分 球形孔隙、片状孔隙、管状孔隙、尖角孔隙等。 3、按常压下水能否进入孔隙中 开口孔隙（或连通孔隙）：常压下水可以自由进出。 闭口孔隙（或封闭孔隙）：常压下水不能自由进出。 结论：二者可以随着水压的改变发生转化。, （三）孔隙对材料性质的影响 1、孔隙含量不同，性质不同。 孔隙含量增加：密度、强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐水性、 抗冻性、抗渗性、耐久性降低； 保温性、吸声性、吸水性、吸湿性提高。 反之亦然。 2、孔隙形状不同，性质不同。 开口孔隙多：吸声、吸水、吸湿性好。 闭口孔

3、隙多：保温隔热好。 3、结论 孔隙大小、多少、形态影响材料的性质，通过控制材料的孔隙，可以改善材料的性质，满足不同工程的需要。,第二节 材料结构状态的基本参数,一、不同结构状态下的密度 1、密度: 绝对密实状态下单位体积的质量。 （无孔、无水） 2、表现密度: 自然状态下单位体积的质量。 （有孔、无水） 3、堆积密度： 散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。 （有孔、有空、无水） 材料的绝干质量，g 或 kg 材料的体积，cm3 或 m3 材料的密度，g/cm3 或 kg/m3,二、密实度与孔隙率块体材料 （一）密实度 自然状态，材料体积内固体物质的充实程序密实度 （二）孔隙率 自然状态，材

4、料内部所有孔隙体积占材料总体积的百分率. (或P =1D),三、空隙率散粒材料 散粒材料在自然堆积状态下，颗粒间空隙的体积占材料总体积的百分率空隙率。,第三节 材料的力学性质,一、材料的受力变形 （一）弹性变形 材料在外力作用下变形，外力取消后，完全恢复原状。 E越大，材料越不易变形。 （二）塑性变形 材料受力变形，外力取消后，保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂纹。 （三）徐变 恒定荷载下，材料随时间缓慢增长产生不可恢复的变形。,二、脆性与韧性 1、脆性 受荷载作用，材料在破坏前无明显塑性变形，而发生突发性破坏的性质。 2、韧性 在冲击荷载作用下材料吸收能量产生一定变形，而不致被破坏的性质。

5、三、材料的强度 1MPa=103KPa=106Pa 1、概念：在外力作用下，材料抵抗破坏的能力。 2、表示：以材料破坏,单位面积上承受的最大应力值表示. 式中：f材料的强度（MPa） F破坏荷载（N） A受荷面积（mm2）,3、分类 P13表2.3 4、强度等级（或标号） 材料按强度值的高低划分为若干等级称为标号。 如 普通混凝土、砖、石材。 5、强度等级的应用 （1）同一种材料 强度越大，抵抗破坏的能力越大，越不易被破坏。 （2）不同的材料 最好采用比强度：比强度是按单位质量计算的材料强度。 衡量材料轻质高强主要指标。 表2.4，将松木、低碳钢、混凝土进行比较。,四、硬度与耐磨性 1、硬度

6、材料抵抗硬物压入、刻划 的能力。 （1）木材、钢材、砼多采用钢球压入法测量 P168图8.6 （2）石材用刻划法测定，分十级 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,2、耐磨性 材料表面抵抗磨损的能力。 以磨损前后单位表面的质量损失来表示。 B磨损率， g/ cm2 ； m0 m1材料磨损前后的质量，g； A试件受磨损的面积，cm2； 通常，硬度大的材料耐磨性较强，但不易加工。,第四节 与水有关性质,一、材料的亲水性与憎水性 1、现象 水滴在不同的地面上，表现不同。 润湿角:通过s、l、g三态交点,沿水滴表面做切线的交角.

7、P8图2.3 2、判断 3、应用,二、吸水性、吸湿性 1、吸水性：材料在浸水状态下吸入水分的能力。 （1）质量吸水率：材料吸水饱和时，吸入水分的质量与干燥时材料质量之比。 （2）体积吸水率：材料吸水饱和时，吸入水分的体积与干燥时材料自然体积之比。 2、吸湿性：材料自发吸收空气中水分子的能力。,（2）用含水率表示：空气中，吸入空气中水分的质量与干燥时材料质量之比。 3、材料含水对性质的影响 材料含水后：隔热保温性能 ；耐腐蚀性； 表观密度堆积密度密度； 内部组分之间结合力降低，其强度降低。 三、耐水性 1、含义 材料长期在饱和水作用下而不破坏,其强度也不显著降低的性质。,2、表示方法 K软0.8

8、耐水材料。 平板玻璃、密实塑料K软1 花岗岩K软0.99 K软01 砂岩K软0.98 石灰岩K软0.97 红砖K软0.7-0.8 粘土K软0 3、应用 （1）用于水中或潮湿环境的重要工程，要求K软0.85 . （2）受潮较轻或次要工程 K软0.75。 （3）相同的结构，江南要求K软大些，西北要求K软小些。,四、抗渗性 1、含义 指材料抵抗压力水或其它有压液体渗透性质。 2、表示 用抗渗标号（等级）表示。 如砼P4、P6、P8、P10、P12，分别表示可抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2Mpa的压力水，不透水。 五、抗冻性 1、含义 指材料在吸水饱和状态下，抵抗冻融循环作用，保持原有性质

9、的能力。 2、材料受冻破坏原因：水结冰体积增大约9%。 3、影响因素 （1）材料的吸水饱和程度； （2）材料抵抗水结冰体积膨胀产生的压力。,第五节 材料的热性质,一、导热性 （一）含义 材料传导热量的能力导热性。 导热系数 Q 传热量（J） d 材料的厚度（m） T1-T2 材料两侧温差（K） A 热传导面积（m2） t 传热的时间（s） 入越小，隔热保温性越好。入0.175的材料称绝热材料。 （二）影响因素 1、材料的组成不同，导热系数不同。,2、材料的孔隙率大小和孔隙类型 （1）孔隙率大小不同，导热系数不同。 （2）孔隙类型不同，导热系数不同。 （3）孔隙大小不同，导热系数不同。 3、材料

10、含水或含冰时，导热系数增大。 水 =0.58 w/m.k 冰=2.2w/m.k 空气=0.023w/m.k 水和冰的导热系数分别是空气的25倍和95倍，隔热保温差。,二、热容量材料对于外界温度变化的敏感性 1、几个概念 1）热容量：材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质 。 2）比热（容）：1g材料在温度变化1时，吸收或放出的热量多少。P12表2.2 3）热容量值比热（容） 质量 热容量值大，表示材料在吸收或放出较多的热量时，其本身的温度变化不大，室内温度稳定性好，保温好。 2、应用 木房子砼房子 海洋性气候内陆气候,第六节 声学性质（P124）,一、声波作用于材料 ，分解（示意图） 第一部

11、分反射，产生回音； 第二部分传给材料，由声能转化为动能、热能； 第三部分穿透材料，不隔音。 二、吸声性 1、含义 声波穿透材料和被材料消耗的性质称为吸声性。 2、表示 0.2吸声材料 材料的吸声系数； E0传递给材料的全部声能； E被材料吸收的声能（第二部分第三部分）。,3、不同的材料，受到声能的作用时，吸声的形式不同。 孔隙，将声能热能，将声音消耗掉。 结论：多孔隙的材料，能将声能较多地消耗掉，故常用的吸声材料为多孔材料。 4、应用 在音质要求较高的场所，必须使用吸声材料； 噪声大的厂房，为改善劳动条件，也应使用吸声材料。 5、施工 （1）可以将吸声材料直接安装在内墙或顶棚上； （2）也可采

12、用空间吸声体悬吊在顶棚下面。 （3）也可采用穿孔吸声板如铝合金板、胶合板、纤维板、石膏板等，将其周边固定在龙骨上，并在背后设置空气层或充填多孔材料构成。 （4）帘幕吸声体。 采用通气性好的纺织品，安装在离墙面一定距离处，背后设置空气层。对中、高频吸声效果好。,二、隔声性减少穿透材料的声能 隔声分： 隔绝空气声通过空气传播的声音； 隔绝固体声通过撞击、振动空气传播的声音。 1、隔绝空气声 （1）隔声机理 隔声服从质量定律，即材料的密度越大，隔声效果越好。 （2）工程中采取的措施 采用密度大的材料； 轻质材料隔声性较差，可以通过使用密实的材料将轻质材料分割做成夹层结构，达到隔声的目的。 2、隔绝固

13、体声 （1）隔声机理: 通过柔性、弹塑性材料的变形减小撞击声。 （2）工程中采取的措施 在材料的表面设置弹性面层 如楼板上设木板、放置地毯.,第七节材料的耐久性,一、含义 材料在使用时，受各种内外因素及有害介质的作用，能长久保持其原有性能的能力耐久性。 二、影响因素 1、内因 （1）组成：材料的组分易溶于水或易与其它成分发生化学反应时，耐久性差。 （2）结构：孔隙多尤其是开口孔隙多时,抗渗性、抗冻性、耐水性都降低，其耐久性也差。 2、外因 物理作用：主要包括干湿的变化、温度的变化和冻融等，引起材料的收缩和膨胀，降低耐久性。,化学作用：含酸、碱、盐等物质的溶液或气体，对材料的侵蚀，降低耐久性。 生物作用：昆虫、菌类等对材料的蛀蚀、腐蚀，使材料破坏，降低耐久性。 3、普通建筑材料的破坏 （1）砖、石料、混凝土等无机非金属材料，多受到物理作用而破坏； （2）金属材料则主要由化学、电化学作用引起的锈蚀而破坏； （3）木材等有机材料常因生物作用而破