1、1.1.建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì) 前前 言言 1.1 1.1 材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì) 1.2 1.2 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 1.3 1.3 材料的耐久性材料的耐久性本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo)前前 言言 在建筑物中，建筑材料要承受各種不同的作在建筑物中，建筑材料要承受各種不同的作用，因而要求建筑材料具有相應(yīng)的不同性質(zhì)，如用，因而要求建筑材料具有相應(yīng)的不同性質(zhì)，如防水、絕熱、吸聲、耐熱、耐腐蝕等，因此必須防水、絕熱、吸聲、耐熱、耐腐蝕等，因此必須熟悉和掌握各種材料的基本性質(zhì)。熟悉和掌握各種材料的基本性質(zhì)。 1.1 1.1 材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì)1.1.

2、1 1.1.1 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1.1.2 1.1.2 材料與水有關(guān)的性能材料與水有關(guān)的性能1.1.3 1.1.3 材料的熱工性能材料的熱工性能 1.1.1 1.1.1 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 一一. .材料的密度、表觀密度與堆積密度材料的密度、表觀密度與堆積密度材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下下,單位體積的質(zhì)量單位體積的質(zhì)量g/cm3材料在自然狀態(tài)下，材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量單位體積的質(zhì)量g/cm3材料在堆積狀態(tài)下，材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量單位體積的質(zhì)量/m3vom000vmvm1.1.1 1.1.1 密實(shí)度與孔隙率密實(shí)度與孔隙

3、率 孔隙率和密實(shí)度的關(guān)系孔隙率和密實(shí)度的關(guān)系 D + P= 1D + P= 1 1.1.2 1.1.2 親水性與憎水性親水性與憎水性 1.1.原因原因 原因在于水分子間的內(nèi)聚合和材料與水分子間的原因在于水分子間的內(nèi)聚合和材料與水分子間的分子親合力分子親合力, ,親親 水性材料與水分子之間的分子親合力水性材料與水分子之間的分子親合力, ,大于水本身分大于水本身分子間的內(nèi)聚力子間的內(nèi)聚力, , 憎水性材料與水分子之間的親合力憎水性材料與水分子之間的親合力, ,小于水本身分子小于水本身分子間的內(nèi)聚力。間的內(nèi)聚力。 2.2.判斷判斷 在材料、水和空氣三相交點(diǎn)處，沿水滴在材料、水和空氣三相交點(diǎn)處，沿水滴

4、表面作切線，此切線和水與材料接觸面所成的夾表面作切線，此切線和水與材料接觸面所成的夾角角稱為稱為 “ “ 潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角 ” ” 。 潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角9090時(shí)，材料表現(xiàn)為親水性。時(shí)，材料表現(xiàn)為親水性。 潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角9090時(shí)，材料表現(xiàn)為憎水性。時(shí)，材料表現(xiàn)為憎水性。 3.3.意義意義 憎水材料具有較好的防水性、防潮性、憎水材料具有較好的防水性、防潮性、抗?jié)B性，常用作防潮防水材料抗?jié)B性，常用作防潮防水材料, , 也可用于親水性也可用于親水性材料的表面處理。混凝土、磚、石、木材、鋼材材料的表面處理。混凝土、磚、石、木材、鋼材等屬于親水性材料；大部分有機(jī)材料屬于憎水性等屬于親水性材料；大部分有機(jī)材料屬于

5、憎水性材料，如瀝青材料，如瀝青 、塑料、石蠟和有機(jī)硅等。、塑料、石蠟和有機(jī)硅等。 1.1.2 1.1.2 吸濕性與吸水性吸濕性與吸水性一一、 吸濕性吸濕性 1 1. .概念概念 指材料在空氣中吸收水氣的性質(zhì)指材料在空氣中吸收水氣的性質(zhì) 。2 2. .表達(dá)式表達(dá)式 用含水率用含水率 m m 表示表示 m m = m= mw w /m/m100%100% 式中式中 m mw w - - 材料在空氣中吸收水分的量材料在空氣中吸收水分的量, , kg kg 。 m - m -材料干燥時(shí)的質(zhì)量材料干燥時(shí)的質(zhì)量, , kg kg 。3.3.注意注意 材料在與空氣濕度相平衡時(shí)的含水率稱為平衡材料在與空氣濕度

6、相平衡時(shí)的含水率稱為平衡含水率含水率, , 建筑材料在正常狀態(tài)下建筑材料在正常狀態(tài)下, , 均處于平衡含水率狀態(tài)。均處于平衡含水率狀態(tài)。 二、二、 吸吸 水水 性性1 1. .概念概念: : 指材料在水中吸收水分的性質(zhì)。指材料在水中吸收水分的性質(zhì)。2 2. .表達(dá)式表達(dá)式: : 用質(zhì)量吸水率用質(zhì)量吸水率m 或體積吸水率或體積吸水率v 表示。表達(dá)式表示。表達(dá)式分別如下分別如下 m m = m = msw sw / m/ m100% = ( m100% = ( mswsw - m )/ m - m )/ m 100%100% v v = v= vsw sw /v/v0 0100% = ( m100

7、% = ( mswsw - m )/v- m )/v0 0 / /w w 100%100% 式中式中 m msw sw - 材料吸水飽和時(shí)所吸水的質(zhì)量材料吸水飽和時(shí)所吸水的質(zhì)量，g g 或或 kgkg m mswsw - 材料吸水飽和時(shí)材料的質(zhì)量材料吸水飽和時(shí)材料的質(zhì)量，g g 或或 kgkg v vsw sw - 材料吸水飽和時(shí)所吸水的體積材料吸水飽和時(shí)所吸水的體積，cmcm3 3 或或 m m3 3 w w - 水的密度水的密度，g/cmg/cm3 3 或或 kg/mkg/m3 3 3.3.質(zhì)量吸水率和體積吸水率的關(guān)系質(zhì)量吸水率和體積吸水率的關(guān)系 v v = = 0 0m m 4.4.注意

8、注意: : 對(duì)多孔吸水材料，其質(zhì)量吸水率往往對(duì)多孔吸水材料，其質(zhì)量吸水率往往超過超過100100，此時(shí)用體積吸水率表示；材料受潮后，此時(shí)用體積吸水率表示；材料受潮后導(dǎo)熱性增大，故保溫隔熱材料需保持干燥狀態(tài)。導(dǎo)熱性增大，故保溫隔熱材料需保持干燥狀態(tài)。 1.1.2 1.1.2 耐水性耐水性 1. 1. 概念概念 指材料長(zhǎng)期在水的作用下，保持其原有性質(zhì)不變的能指材料長(zhǎng)期在水的作用下，保持其原有性質(zhì)不變的能力力, ,用軟化系數(shù)用軟化系數(shù)K KP P 表示表示 。 2. 2. 表達(dá)式表達(dá)式 K KP P = f= fsw sw / f/ fd d 式中式中 f fswsw- 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度

9、材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa MPa 。 f fd d - 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa MPa 。 3. 3. 意義意義 工程中將工程中將 K KP P 0.85 0.85 的材料稱為耐水材料。經(jīng)常位于的材料稱為耐水材料。經(jīng)常位于 水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu), ,K KP P 不宜小于不宜小于0.850.85；受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)所；受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)所用材料，用材料，K KP P 不宜小于不宜小于0.70 0.70 。1.1.2 1.1.2 抗?jié)B性抗?jié)B性 1. 1. 概念概念 指材料抵抗壓力水指材料抵抗壓力水( (或其它液體或其它

10、液體) )滲透的性質(zhì)滲透的性質(zhì) 。 2. 2. 表達(dá)式表達(dá)式 工程上工程上( (混凝土、砂漿等混凝土、砂漿等) )常用抗?jié)B等級(jí)來(lái)表常用抗?jié)B等級(jí)來(lái)表 示抗?jié)B性。以符號(hào)示抗?jié)B性。以符號(hào) P Pn n 表示表示, , 其中其中n n 為該材料所能承受為該材料所能承受 的最大水壓的最大水壓(0.1(0.1Mpa)Mpa)如如P P2 2 、P P4 4 、P P6 6 、P P8 8 等分別表示材等分別表示材 料最大能承受料最大能承受0.20.2、0.40.4、0.60.6、0.8 0.8 MPa MPa 的水壓力而不的水壓力而不 滲水。滲水。 材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù) K( cm

11、/h ) K( cm/h ) 來(lái)表示。來(lái)表示。 1.1.2 1.1.2 抗凍性抗凍性 1. 1. 概念概念 指材料吸水飽和狀態(tài)下，能夠經(jīng)受多次凍融循環(huán)指材料吸水飽和狀態(tài)下，能夠經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能 。 2. 2. 表達(dá)式表達(dá)式 用抗凍等級(jí)用抗凍等級(jí)( ( F Fn n ) )表示。其中表示。其中n n為材料在為材料在 吸水吸水飽和狀態(tài)下飽和狀態(tài)下, , 經(jīng)凍融循環(huán)作用經(jīng)凍融循環(huán)作用, , 強(qiáng)度損失和質(zhì)量損失均不超強(qiáng)度損失和質(zhì)量損失均不超過規(guī)定值時(shí)所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)。如過規(guī)定值時(shí)所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)。如F F2525、F F505

12、0、F F100 100 等。等。 3. 3. 材料在凍融循環(huán)作用下破壞的原因材料在凍融循環(huán)作用下破壞的原因 由于材料內(nèi)部毛細(xì)由于材料內(nèi)部毛細(xì)孔中的水結(jié)冰時(shí)體積膨脹（約孔中的水結(jié)冰時(shí)體積膨脹（約9%9%）, , 對(duì)材料孔壁產(chǎn)生巨大壓對(duì)材料孔壁產(chǎn)生巨大壓力，使材料內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，循環(huán)往復(fù)以致強(qiáng)度下降。力，使材料內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，循環(huán)往復(fù)以致強(qiáng)度下降。 1.1.3 1.1.3 材料的熱工性質(zhì)材料的熱工性質(zhì)一、導(dǎo)一、導(dǎo) 熱熱 性性 1 1. .概念概念 指材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)指材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì) 。 2 2. .表達(dá)式表達(dá)式 用導(dǎo)熱系數(shù)用導(dǎo)熱系數(shù)表示表示 。 = Q = Q a / ( T/ ( T1

13、1 - T- T2 2 ) A t) A t 式中式中 - - 導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m w/(m . .k ) k ) 。 Q Q - - 傳遞的熱量，傳遞的熱量，J J 。 a - - 材料的厚度，材料的厚度，m m 。 T T1 1 - T- T2 2 - - 材料兩側(cè)的溫差，材料兩側(cè)的溫差，k k 。 A A - - 材料傳熱面的面積，材料傳熱面的面積，。 t t -傳熱的時(shí)間，傳熱的時(shí)間，s s 或或 h h 。 3.3.意義意義 通常把通常把0.23 W/(mk) 0.23 W/(mk) 的材料稱為絕熱材料，的材料稱為絕熱材料， 在運(yùn)輸、存放、施工及使用過程中，須保持干燥狀態(tài)。

14、在運(yùn)輸、存放、施工及使用過程中，須保持干燥狀態(tài)。 二二、熱熱 容容 量量1 1. . 概念概念 指材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)。指材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)。 2 2. . 表達(dá)式表達(dá)式 用比熱用比熱C C 表示表示, ,又稱比熱容或熱容量系數(shù)又稱比熱容或熱容量系數(shù), ,其表達(dá)其表達(dá)式為：式為： C = Q / m ( TC = Q / m ( T2 2 - T- T1 1 ) ) 式中式中 C - C - 材料的比熱容，材料的比熱容，J / (kg . K ) J / (kg . K ) Q - Q - 材料吸收（或放出）的熱量，材料吸收（或放出）的熱量，J J m - m - 材料的質(zhì)量，材料的質(zhì)量，kg kg (T (T2 2 -T-T1 1)- )- 材料受熱（或冷卻）前后的溫度差，材料受熱（或冷卻）前后的溫度差，K K