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文檔簡介

1建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料1建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料2建筑物砂、石子磚、石水泥鋼材玻璃木材瀝青塑料水學(xué)習(xí)目的是什么?學(xué)習(xí)那些內(nèi)容?2建筑物砂、石子磚、石水泥鋼材玻璃木材瀝青塑料水學(xué)習(xí)目的是3建筑材料及其在建設(shè)工程中的地位材料直接影響建筑設(shè)計方案材料是建設(shè)工程的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)和施工之間存在著相互促進(jìn)的關(guān)系影響構(gòu)筑物的功能和使用壽命影響建設(shè)工程的質(zhì)量影響構(gòu)筑物的可靠度評價3建筑材料及其在建設(shè)工程中的地位材料直接影響建筑設(shè)計方案4建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)利用生產(chǎn)和使用過程不產(chǎn)生環(huán)境污染產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用產(chǎn)品性能要求輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能、無害加強(qiáng)材料的耐久性研究和設(shè)計主產(chǎn)品和配套產(chǎn)品同步發(fā)展4建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)5建筑材料的分類按土木工程材料的使用性能分類

承重結(jié)構(gòu)材料:梁、板、柱、基礎(chǔ)、墻體鋼材、混凝土、磚、砌塊、墻板、樓板、屋面板和石材

非承重結(jié)構(gòu)材料:框架結(jié)構(gòu)的填充墻、內(nèi)隔墻、圍護(hù)材料

功能材料:防水、防火、裝飾、保溫、吸聲(隔聲)、采光、防腐5建筑材料的分類按土木工程材料的使用性能分類6建筑材料的分類按建筑材料的使用部位分類結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料、基礎(chǔ)材料6建筑材料的分類按建筑材料的使用部位分類7建筑材料的分類按材料的工程使用類別

建筑材料

道路建筑材料港工材料水工材料市政材料、軍工材料、核工業(yè)材料7建筑材料的分類按材料的工程使用類別8建筑材料的分類按建筑材料的化學(xué)組成分類無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料金屬材料非金屬材料鋼、鋁、銅、鋁合金、不銹鋼砂、石、磚、石膏、陶瓷、水泥植物材料瀝青材料高分子材料木材、竹材、植物纖維煤瀝青、石油瀝青塑料、涂料、膠粘劑、合成橡膠有機(jī)與無機(jī)非金屬金屬與無機(jī)非金屬金屬與有機(jī)材料聚合物混凝土、增強(qiáng)塑料鋼筋混凝土PVC鋼板、有機(jī)涂層合金板8建筑材料的分類按建筑材料的化學(xué)組成分類無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)9建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容原材料生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)及構(gòu)造性能及應(yīng)用檢驗(yàn)及驗(yàn)收運(yùn)輸及儲存各章分別主要講述:各類土建結(jié)構(gòu)的品種、基本組成、組成設(shè)計、技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)9建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容原材料生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)及構(gòu)造性能及應(yīng)用檢10建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)部頒標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)美國材料試驗(yàn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(ASTM)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)10建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)部頒標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)國11建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容材料基本性質(zhì)(4)無機(jī)膠凝材料

(2)硅酸鹽水泥(2)混凝土(4)建筑鋼材(2)建筑塑料功能材料11建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容121建筑材料的基本性質(zhì)

無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料建筑工程道路工程橋梁工程地下工程巖土工程服務(wù)創(chuàng)新材料的基本性質(zhì)121建筑材料的基本性質(zhì)無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料建筑工程131建筑材料的基本性質(zhì)材料的基本性質(zhì)物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)耐久性密度孔隙率與水的關(guān)系熱工性質(zhì)強(qiáng)度彈性塑性韌性脆性硬度耐久性定義環(huán)境協(xié)調(diào)性遮風(fēng)擋雨耐熱隔聲耐腐防凍承重抗震各種外力長期使用性能退化131建筑材料的基本性質(zhì)材料的基本性質(zhì)物理性質(zhì)力141建筑材料的基本性質(zhì)特別提示本章節(jié)新概念及重點(diǎn)表觀密度孔隙率空隙率抗?jié)B性吸濕性吸水性耐水性抗凍性耐燃性韌性脆性耐久性141建筑材料的基本性質(zhì)特別提示本章節(jié)新概念及重點(diǎn)表觀密151建筑材料的基本性質(zhì)1.1材料的基本物理性質(zhì)

1.2材料的力學(xué)性質(zhì)

1.3材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性1.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響

151建筑材料的基本性質(zhì)1.1材料的基本物理性質(zhì)161.1材料的基本物理性質(zhì)1.1.1密度相關(guān)1.1.2材料的孔隙率和空隙率1.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)

1.1.4熱工性質(zhì)

161.1材料的基本物理性質(zhì)1.1.1密度相關(guān)171.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度表觀密度單位體積的質(zhì)量材料的絕對密實(shí)狀態(tài)包括材料實(shí)體與內(nèi)部孔隙密度171.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度表觀密度單位體積材料的絕對密181.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度ρ——

材料的密度,g/cm3;

m——

材料的質(zhì)量(干燥至恒重),g;V——材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積,cm3測定有孔隙材料的密度時,應(yīng)把材料磨成細(xì)粉,干燥后,再用李氏瓶測定其絕對密實(shí)體積181.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度ρ——材料的密度,g/cm191.1.1密度相關(guān)常見近似無孔隙材料鋼、玻璃常見有孔隙材料191.1.1密度相關(guān)常見近似無孔隙材料鋼、玻璃常見有孔隙201.1.1密度相關(guān)表觀密度ρ0——

材料的體積密度,g/cm3;

m——

材料的質(zhì)量,g;V0——材料包含開閉口孔隙條件下的體積,cm3對于規(guī)則形狀材料的體積,可用量具測得。對于不規(guī)則形狀材料的體積,可用封蠟排液法測得201.1.1密度相關(guān)表觀密度ρ0——材料的體積211.1.1密度相關(guān)堆積密度材料的堆積密度反映散粒構(gòu)造材料堆積的緊密程度及材料可能的堆放空間!散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量堆積體積絕對體積內(nèi)部開閉孔體積顆粒間空隙體積211.1.1密度相關(guān)堆積密度材料的堆積密度反映散粒構(gòu)造材221.1.1密度相關(guān)測量材料密度、表觀密度、體積密度和堆積密度的目的計算材料用量、構(gòu)件自重、配料、材料堆放的體積或面積221.1.1密度相關(guān)測量材料密度、表觀密度、體積密度和堆231.1.2材料的孔隙率和空隙率孔隙率材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率

內(nèi)部孔隙閉口孔隙開口孔隙231.1.2材料的孔隙率和空隙率孔隙率材料內(nèi)部孔隙的體積241.1.2材料的孔隙率和空隙率空隙率堆積體積狀態(tài)下顆粒固體物質(zhì)間空隙體積占堆積體積的百分率241.1.2材料的孔隙率和空隙率空隙率堆積體積狀態(tài)下顆粒251.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率

孔隙率的大小直接反映了材料的密實(shí)程度材料的密實(shí)度D材料內(nèi)被固體所填充的程度P+D=1251.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率孔隙率的261.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率

材料內(nèi)部除了孔隙的多少以外,孔隙的特征狀態(tài)也是影響其性質(zhì)的重要因素之一孔隙特征:開口或閉口、粗孔或細(xì)孔與材料的強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性和導(dǎo)熱性等都有密切關(guān)系一般而言,孔隙率較小,且與外部連通孔較少的材料,其吸水性較小,強(qiáng)度較高,抗?jié)B性和抗凍性較好。261.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率材料內(nèi)部271.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的空隙率

反映了散粒材料的顆粒之間相互填充的密實(shí)程度工程應(yīng)用:在配制混凝土?xí)r,砂、石的空隙率是作為控制混凝土中骨料級配與計算混凝土含砂率時的重要依據(jù)271.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的空隙率反映了散281.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性2、吸水性與吸濕性3、耐水性4、抗?jié)B性5、抗凍性281.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性291.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性材料能被水潤濕材料不能被水潤濕291.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性301.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性水能通過毛細(xì)管作用而滲入材料內(nèi)部材料能阻止水分滲入毛細(xì)管中,從而降低材料的吸水水泥、混凝土、砂、石、磚、木材瀝青、石蠟及某些塑料常用作防水材料,或覆面層,以提高其防水、防潮性能301.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性311.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性吸濕性材料能在水中吸收水分材料在潮濕空氣中吸收水分質(zhì)量吸水率體積吸水率含水率質(zhì)量吸水率311.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性吸濕性321.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性開口孔隙率愈大,則材料的吸水量愈多對于細(xì)微連通的孔隙,孔隙率愈大,則吸水率愈大。封閉的孔隙內(nèi)水分不易進(jìn)去,而開口大孔雖然水分易進(jìn)入,但不易存留,只能潤濕孔壁,所以吸水率仍然較小??紫堵?21.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性開口孔331.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸濕性當(dāng)空氣濕度較大且溫度較低時,材料的含水率較大,反之則小

材料中所含水分與周圍空氣的濕度相平衡時的含水率,稱為平衡含水率。

當(dāng)材料吸濕達(dá)到飽和狀態(tài)時的含水率即為吸水率。微小開口孔隙空氣濕度環(huán)境溫度具有微小開口孔隙的材料,吸濕性特別強(qiáng),在潮濕空氣中能吸收很多水分331.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸濕性當(dāng)空氣341.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性產(chǎn)生的不利影響材料吸水后會導(dǎo)致其自重增大、導(dǎo)熱性增大、強(qiáng)度和耐久性將產(chǎn)生不同程度的下降。材料干濕交替還會引起其形狀尺寸的改變而影響使用341.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性產(chǎn)生的不利影響351.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性案例某施工隊(duì)原使用普通燒結(jié)粘土磚,后改為多孔、容量僅700kg/m3的加氣混凝土砌塊。在抹灰前采用同析方式往墻上澆水,發(fā)覺原使用的普通燒結(jié)粘土磚易吸足水量,但加氣混凝土砌塊表面看來澆水不少,但實(shí)則吸水不多,請分析原因。351.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性案例某361.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性材料長期在水作用下不破壞,強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)耐水性用軟化系數(shù)KR的大小表明材料在浸水飽和強(qiáng)度降低的程度。KR值愈小,表示材料吸水飽和后強(qiáng)度下降愈多,即耐水性愈差。361.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性材料長期在水作用下不371.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性一般來說,材料被水浸濕后,強(qiáng)度均會有所降低。這是因?yàn)樗直唤M成材料的微粒表面吸附,形成水膜,削弱了微粒間的結(jié)合力。材料的軟化系數(shù)在0~1之間工程中將KR>0.85的材料,通常認(rèn)為是耐水的材料371.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性一般來說,材料被水浸381.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)4、抗?jié)B性----材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)滲透系數(shù)在一定厚度的材料,一定水壓力下,單位時間內(nèi)透過單位面積的水量Ks值愈大,表示材料滲透的水量愈多,即抗?jié)B性愈差???jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)。381.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)4、抗?jié)B性----材料抵抗壓力391.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗?jié)B性的因素開口孔隙率憎水性和親水性開口空隙率越大,大孔含量越多,則抗?jié)B性越差憎水性材料的抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料地下結(jié)構(gòu)、壓力管道、壓力容器等結(jié)構(gòu),均要求其所用材料具有一定的抗?jié)B性能???jié)B性也是檢驗(yàn)防水材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。391.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗?jié)B性的因素開口孔隙率憎401.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下,經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而重量損失不大,強(qiáng)度也無顯著降低的性質(zhì)因其孔隙中的水結(jié)冰所致。水結(jié)冰時體積增大約9%,若材料孔隙中充滿水,則結(jié)冰膨脹對孔壁產(chǎn)生很大應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度時,孔壁將產(chǎn)生局部開裂。隨著凍融次數(shù)的增多,材料破壞加重401.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下411.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----內(nèi)部原因孔隙率及孔隙特征孔隙不充滿水極細(xì)的孔隙粗大孔隙閉口孔隙毛細(xì)管孔隙有足夠的自由空間,不產(chǎn)生很大凍脹應(yīng)力孔壁吸附力作用,冰點(diǎn)低,負(fù)溫下不結(jié)冰水分不會充滿其中,緩沖冰脹破壞水分不能滲入冰凍破壞作用影響最大411.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----內(nèi)部421.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----外部原因材料受凍融破壞的程度,與凍融溫度、結(jié)冰速度、凍融頻繁程度等因素有關(guān)環(huán)境溫度愈低、降溫愈快、凍融愈頻繁,則材料受凍破壞愈嚴(yán)重材料的凍融破壞作用是從外表面開始產(chǎn)生剝落,逐漸向內(nèi)部深入發(fā)展421.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----外部431.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性抗凍標(biāo)號用符號“Dn”表示,其中“n”即為最大凍融循環(huán)次數(shù),如D25、D50等一般要求其抗凍標(biāo)號為D15或D25用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)為D50、D100或D200而水工混凝土要求高達(dá)D500。材料的變形能力大、強(qiáng)度高、軟化系數(shù)大時,其抗凍性較高一般認(rèn)為軟化系數(shù)小于0.85的材料,其抗凍性較差431.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性抗凍標(biāo)號用符號“Dn441.1.4熱工性質(zhì)降低建筑物的使用能耗為生產(chǎn)和生活創(chuàng)造適宜的條件阻止冷空氣,維持室內(nèi)溫度目的441.1.4熱工性質(zhì)降低建筑物的使用能耗目的451.1.4熱工性質(zhì)熱容導(dǎo)熱性耐燃性451.1.4熱工性質(zhì)熱容461.1.4熱工性質(zhì)熱容材料受熱時吸收熱量和冷卻時放出熱量的性質(zhì)比熱反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量461.1.4熱工性質(zhì)熱容材料受熱時吸收熱量和冷卻時放出熱471.1.4熱工性質(zhì)指單位質(zhì)量的材料升高單位溫度所需的熱量比熱不同材料的熱容,可用比熱進(jìn)行比較材料的比熱,對保持建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有很大意義。比熱大的材料,能在熱流變動或采暖設(shè)備供熱不均勻時,緩和室內(nèi)的溫度波動。471.1.4熱工性質(zhì)指單位質(zhì)量的材料升高單位溫度所需的熱481.1.4熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小,表示其絕熱性能愈好??紫洞执蠡蜇炌?,由于對流作用,材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而增高材料的孔隙率較大者其導(dǎo)熱系數(shù)較小481.1.4熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力材料的導(dǎo)熱系491.1.4熱工性質(zhì)熱容與導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是設(shè)計建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻體、屋蓋)進(jìn)行熱工計算時的重要參數(shù),設(shè)計時應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較小而熱容量較大的土木工程筑材料,有利于保持建筑物室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。同時,導(dǎo)熱系數(shù)也是工業(yè)窯爐熱工計算和確定冷藏絕熱層厚度的重要數(shù)據(jù)。491.1.4熱工性質(zhì)熱容與導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是501.1.4熱工性質(zhì)耐燃性----材料對火焰和高溫度抵抗能力非燃燒材料

難燃材料

可燃材料

不起火、不碳化不微燃

難起火、難微燃難碳化

立即起火或微燃高溫火燒高溫火燒高溫火燒鋼鐵、磚、石玻璃

防火處理的木材和刨花板木材501.1.4熱工性質(zhì)耐燃性----材料對火焰和高溫度抵抗511.1.4熱工性質(zhì)耐燃性鋼鐵、鋁、玻璃等材料受到火燒或高溫作用會發(fā)生變形、熔融,所以雖然是非燃燒材料,但不是耐燃的材料

511.1.4熱工性質(zhì)耐燃性鋼鐵、鋁、玻璃等材料受到火燒或521.1.4熱工性質(zhì)耐燃性521.1.4熱工性質(zhì)耐燃性53本節(jié)回顧密度孔隙率空隙率抗?jié)B性吸濕性吸水性耐水性抗凍性耐燃性表觀密度堆積密度親水性憎水性熱容導(dǎo)熱性53本節(jié)回顧密度孔隙率空隙率抗?jié)B性吸濕性吸水性耐水性抗凍性耐5454551.2材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下的變形及抵抗破壞的性質(zhì)。變形破壞彈性變形塑性變形脆性材料韌性材料強(qiáng)度551.2材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下561.2材料的力學(xué)性質(zhì)1.2.1強(qiáng)度1.2.2彈性與塑性1.2.3韌性與脆性1.2.4硬度及耐磨性561.2材料的力學(xué)性質(zhì)1.2.1強(qiáng)度571.2.1強(qiáng)度在外力作用下,材料抵抗破壞的能力外力<內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)結(jié)合力極限變形外力>內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)結(jié)合力極限破壞從本質(zhì)上來說,材料的強(qiáng)度應(yīng)是其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力的表現(xiàn)!外力在材料內(nèi)部產(chǎn)生的極限應(yīng)力,稱為材料的強(qiáng)度571.2.1強(qiáng)度在外力作用下,材料抵抗破壞的能力外力<內(nèi)581.2.1強(qiáng)度根據(jù)所受外力的作用形式不同材料的這些強(qiáng)度是通過靜力試驗(yàn)來測定的,故總稱為靜力強(qiáng)度581.2.1強(qiáng)度根據(jù)所受外力的作用形式不同材料的這些強(qiáng)591.2.1強(qiáng)度材料的靜力強(qiáng)度是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的破壞試驗(yàn)而測得591.2.1強(qiáng)度材料的靜力強(qiáng)度是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的破壞試驗(yàn)而601.2.1強(qiáng)度孔隙率愈大強(qiáng)度愈低影響材料強(qiáng)度的幾個因素1.材料的強(qiáng)度與其組成及結(jié)構(gòu)有關(guān),即使材料的組成相同,其構(gòu)造不同,強(qiáng)度也不同。601.2.1強(qiáng)度孔隙率愈大強(qiáng)度愈低影響材料強(qiáng)度的幾個因611.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素2.材料的強(qiáng)度也與其含水狀態(tài)有關(guān),含有水分的材料,其強(qiáng)度較干燥時的低3.材料的強(qiáng)度也與其溫度有關(guān)一般溫度高時,材料的強(qiáng)度將降低例如:瀝青混凝土,鋼鐵611.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素2.材料的強(qiáng)度621.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素4.材料的強(qiáng)度與其測試所用的試件形狀、尺寸有關(guān),也與試驗(yàn)時加荷速度及試件表面形狀有關(guān)相同材料采用小試件測得的強(qiáng)度比大試件的高加荷速度快者,強(qiáng)度值偏高試件表面不平或表面涂潤滑劑的,強(qiáng)度值偏低621.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素4.材料的強(qiáng)度631.2.1強(qiáng)度由此可知,材料的強(qiáng)度是在特定條件下測定的數(shù)值必須嚴(yán)格按照規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行影響材料強(qiáng)度的幾個因素631.2.1強(qiáng)度由此可知,材料的強(qiáng)度是在特定條件下測定的641.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度的劃分等級各種材料的強(qiáng)度差別甚大,建筑材料按其強(qiáng)度值的大小劃分為若干個強(qiáng)度等級燒結(jié)普通磚分為5個強(qiáng)度等級MU10~MU30硅酸鹽水泥分為6個強(qiáng)度等級42.5(R),52.5(R),62.5(R)

普通混凝土分為12個強(qiáng)度等級C7.5~C60641.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度的劃分等級各種材料的強(qiáng)度差別甚651.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度劃分等級的意義生產(chǎn)者在控制質(zhì)量時有據(jù)可依,保證產(chǎn)品質(zhì)量利于使用者掌握材料的性能指標(biāo),以便于合理選用材料,正確地進(jìn)行設(shè)計和控制工程施工質(zhì)量651.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度劃分等級的意義生產(chǎn)者在控制質(zhì)量661.2.1強(qiáng)度

比強(qiáng)度對不同強(qiáng)度的材料進(jìn)行比較目的反映材料單位體積質(zhì)量的強(qiáng)度材料強(qiáng)度與其表觀密度比強(qiáng)度=

f(MPa)ρ°(kg/m3)661.2.1強(qiáng)度比強(qiáng)度對不同強(qiáng)度的材料進(jìn)行比較目的反映671.2.1強(qiáng)度

引入比強(qiáng)度的意義比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的重要指標(biāo)優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料,必須具有較高的比強(qiáng)度玻璃鋼木材低碳鋼普通混凝土>>普通混凝土是表觀密度大而比強(qiáng)度相對較低的材料,所以努力促進(jìn)普通混凝土向輕質(zhì)、高強(qiáng)發(fā)展是一項(xiàng)十分重要的工作!671.2.1強(qiáng)度引入比強(qiáng)度的意義比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高681.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后變形即可消失并能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為彈性什么是彈性和彈性變形?材料的這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形彈性變形屬可逆變形,其數(shù)值大小與外力成正比,其比例系數(shù)E稱為彈性模量常數(shù)681.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取691.2.2彈性與塑性彈性模量是衡量材料抵抗變形能力的一個指標(biāo)引入彈性模量的意義彈性模量愈大,材料愈不易變形,亦即剛度愈好彈性模量是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)691.2.2彈性與塑性彈性模量是衡量材料抵抗變形能力的一701.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后變形不能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為塑性什么是塑性和塑性變形?材料的這種不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形701.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取711.2.2彈性與塑性實(shí)際上,純彈性變形的材料是沒有的,大多數(shù)材料稱之為彈塑性材料例如:低碳鋼受拉時應(yīng)力—應(yīng)變圖711.2.2彈性與塑性實(shí)際上,純彈性變形的材料是沒有的,721.2.2彈性與塑性許多材料在受力時,彈性變形和塑性變形同時產(chǎn)生,這種材料當(dāng)外力取消后,彈性變形即可恢復(fù),而塑性變形不能消失例如:混凝土721.2.2彈性與塑性許多材料在受力時,彈性變形和塑性變731.2.3韌性與脆性當(dāng)外力達(dá)到一定值時,材料突然破壞,而無明顯的塑性變形的性質(zhì)稱為脆性在沖擊或振動荷載作用下,能吸收較大能量,同時產(chǎn)生較大變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性脆性材料韌性材料731.2.3韌性與脆性當(dāng)外力達(dá)到一定值時,材料突然破壞,741.2.3韌性與脆性脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度,可高達(dá)數(shù)倍甚至數(shù)十倍脆性材料抵抗沖擊荷載或振動作用的能力很差,只適合用作承壓構(gòu)件大部分無機(jī)非金屬材料均為脆性材料天然巖石、陶瓷、玻璃、普通混凝土741.2.3韌性與脆性脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉脆性751.2.3韌性與脆性沖擊韌性指標(biāo)是指用帶缺口的試件做沖擊破壞試驗(yàn)時,斷口處單位面積所吸收的能量工程中,要求承受沖擊荷載和有抗震要求的結(jié)構(gòu),如吊車梁、橋梁、路面等所用的材料,應(yīng)具有較高的韌性。751.2.3韌性與脆性沖擊韌性指標(biāo)是指用帶缺口的試件做沖761.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力硬度硬度與鍵性有關(guān),一般共價鍵,離子鍵及某些金屬鍵結(jié)合的材料的硬度較大761.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力771.2.4硬度及耐磨性莫氏硬度:非均等差異的十個等級布氏硬度(HB)測量較軟的材料洛氏硬度(HRC)測量硬度較高的材料硬度測量方法HB與HRC可以查表互換,通常情況:1HRC≈1/10HB771.2.4硬度及耐磨性莫氏硬度:非均等差異的十個等級布781.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗磨損的能力耐磨性一般材料的強(qiáng)度較高、材料密實(shí)硬度較大,則其耐磨性愈好材料的耐磨性與材料的組成成分、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、硬度等因素有關(guān)工程中,對于用作踏步、臺階、地面、路面等部位的材料,應(yīng)具有較高的耐磨性781.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗磨損的能力耐磨性一般79本節(jié)回顧強(qiáng)度彈性塑性耐磨性硬度影響因素劃分等級比強(qiáng)度韌性脆性79本節(jié)回顧強(qiáng)度彈性塑性耐磨性硬度影響因素劃分等級比強(qiáng)度韌性801.3材料的耐久性建筑物不同部位的材料外力作用自身變化環(huán)境因素材料在使用過程中能抵抗周圍各種介質(zhì)侵蝕而不破壞,也不易失去原有性能的性質(zhì)什么是耐久性?801.3材料的耐久性建筑物不同外力作用自身變化環(huán)境因素材81建筑材料除具有良好的使用性能外還要提高材料使用壽命為什么要提出耐久性?1.3材料的耐久性81建筑材料除具有良好的使用性能外為什么要提出耐久性?1.3821.3材料的耐久性材料的一項(xiàng)綜合性質(zhì)抗凍性抗風(fēng)化性抗老化性耐化學(xué)腐蝕性自然因素的破壞物理作用化學(xué)作用生物作用821.3材料的耐久性材料的一項(xiàng)綜合性質(zhì)抗凍性抗風(fēng)化性抗老831.3材料的耐久性物理作用化學(xué)作用生物作用干濕交替溫度變化凍融循環(huán)體積產(chǎn)生膨脹或收縮導(dǎo)致內(nèi)部裂縫的擴(kuò)展材料受到酸、堿、鹽等物質(zhì)的水溶液或有害氣體的侵蝕使材料的組成成分發(fā)生質(zhì)的變化菌類、昆蟲等的侵害導(dǎo)致材料發(fā)生腐朽、蛀蝕等破壞831.3材料的耐久性物理作用化學(xué)作用生物作用干濕交替體積841.3材料的耐久性生物作用:白蟻

北自遼寧丹東、大連;南至海南省的西、南中沙群島;東自臺灣;西至西藏均有白蟻分布。除吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、青海、寧夏和新疆等省、自治區(qū)至今未發(fā)現(xiàn)白蟻據(jù)國家建設(shè)部門調(diào)查,由白蟻造成的損失每年達(dá)十幾億元。在杭州,受蟻害得住戶比例高達(dá)34%,新建樓房受蟻害竟高達(dá)74%841.3材料的耐久性生物作用:白蟻北自遼寧丹東、大851.3材料的耐久性白蟻的危害:851.3材料的耐久性白蟻的危害:861.3材料的耐久性白蟻的危害:861.3材料的耐久性白蟻的危害:871.3材料的耐久性

材料耐久性的測定最可靠的判斷長期的觀察和測定使用條件費(fèi)時!快速檢驗(yàn)法模擬實(shí)際使用條件實(shí)驗(yàn)室干濕循環(huán)凍融循環(huán)碳化加濕紫外線干燥循環(huán)鹽溶液浸漬干燥循環(huán)化學(xué)介質(zhì)浸漬871.3材料的耐久性材料耐久性的測定最可靠的判斷長期的881.3材料的耐久性

提高材料耐久性的重要意義選用建筑材料時,必須考慮材料耐久性問題。采用耐久性良好的建筑材料,對節(jié)約材料、保證建筑物長期正常使用、減少維修費(fèi)用、延長建筑物使用壽命等,均具有十分重要的意義。881.3材料的耐久性提高材料耐久性的重要意義選用建筑材891.3材料的耐久性

提高材料耐久性的措施減輕大氣或周圍介質(zhì)對材料的破壞作用降低濕度,排除侵蝕性物質(zhì)等提高材料本身對外界作用的抵抗性提高材料的密度,采取防腐措施等用其它材料保護(hù)主體材料免受破壞覆面、抹灰、刷涂料等123891.3材料的耐久性提高材料耐久性的措施減輕大氣或周圍901.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響內(nèi)因物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)耐久性外因901.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響內(nèi)因物理性911.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響什么是內(nèi)因呢?材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造對材料性質(zhì)的影響911.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響什么是內(nèi)因921.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的組成化學(xué)組成礦物組成構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化學(xué)物的種類及數(shù)量構(gòu)成材料的礦物種類和數(shù)量與自然環(huán)境接觸發(fā)生化學(xué)變化決定其材料性質(zhì)的主要因素不僅影響著材料的化學(xué)性質(zhì),而且也是決定材料物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素921.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的組931.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料酸、堿、鹽類侵蝕火焰的耐燃、耐火性能銹蝕化學(xué)組成化學(xué)作用化學(xué)成分(或組成)是材料性質(zhì)的基礎(chǔ),它對材料的性質(zhì)起著決定性作用!材料的組成931.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料酸、堿941.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料化學(xué)組成相同但礦物組成不同也會導(dǎo)致性質(zhì)的巨大差異礦物組成材料的組成941.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料化學(xué)組951.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響從宏觀組成層次講,人工復(fù)合的材料如混凝土、建筑涂料等是由各種原材料配合而成的,因此影響這類材料性質(zhì)的主要因素是其原材料的品質(zhì)及配合比例。951.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響從宏觀組成961.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、硬度、彈塑性、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等宏觀結(jié)構(gòu)孔隙特征構(gòu)造特征密實(shí)結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu)纖維層狀紋理粒狀堆聚961.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的結(jié)971.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的結(jié)構(gòu)密實(shí)結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu)纖維層狀紋理粒狀堆聚鋼材、天然石材、玻璃加氣混凝土、石膏制品、燒結(jié)普通磚木材、玻璃纖維、石棉膠合板、紙面石膏板、塑料貼面板木材、大理石、花崗石砂子、石子、膨脹珍珠巖水泥混凝土、砂漿、瀝青混凝土971.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的結(jié)981.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的構(gòu)造指具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元相互組合搭配情況強(qiáng)調(diào)了相同材料或不同材料的搭配組合關(guān)系節(jié)能墻板隔熱保溫、隔聲吸聲、防火抗震、堅(jiān)固耐久2981.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的構(gòu)造99本節(jié)回顧耐久性測定方法改進(jìn)措施物理作用化學(xué)作用生物作用材料組成材料結(jié)構(gòu)材料構(gòu)造99本節(jié)回顧耐久性測定方法改進(jìn)措施物理作用化學(xué)作用生物作用材100章節(jié)思考材料的孔隙從哪幾個方面影響材料的性能?了解材料的組成和結(jié)構(gòu)有何意義?材料從高溫的熔融的狀態(tài)下冷卻后,不同的冷卻速度將使其耐久性產(chǎn)生何種影響?100章節(jié)思考材料的孔隙從哪幾個方面影響材料的性能?了解材料101建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料1建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料102建筑物砂、石子磚、石水泥鋼材玻璃木材瀝青塑料水學(xué)習(xí)目的是什么?學(xué)習(xí)那些內(nèi)容?2建筑物砂、石子磚、石水泥鋼材玻璃木材瀝青塑料水學(xué)習(xí)目的是103建筑材料及其在建設(shè)工程中的地位材料直接影響建筑設(shè)計方案材料是建設(shè)工程的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)和施工之間存在著相互促進(jìn)的關(guān)系影響構(gòu)筑物的功能和使用壽命影響建設(shè)工程的質(zhì)量影響構(gòu)筑物的可靠度評價3建筑材料及其在建設(shè)工程中的地位材料直接影響建筑設(shè)計方案104建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)利用生產(chǎn)和使用過程不產(chǎn)生環(huán)境污染產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用產(chǎn)品性能要求輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能、無害加強(qiáng)材料的耐久性研究和設(shè)計主產(chǎn)品和配套產(chǎn)品同步發(fā)展4建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)105建筑材料的分類按土木工程材料的使用性能分類

承重結(jié)構(gòu)材料:梁、板、柱、基礎(chǔ)、墻體鋼材、混凝土、磚、砌塊、墻板、樓板、屋面板和石材

非承重結(jié)構(gòu)材料:框架結(jié)構(gòu)的填充墻、內(nèi)隔墻、圍護(hù)材料

功能材料:防水、防火、裝飾、保溫、吸聲(隔聲)、采光、防腐5建筑材料的分類按土木工程材料的使用性能分類106建筑材料的分類按建筑材料的使用部位分類結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料、基礎(chǔ)材料6建筑材料的分類按建筑材料的使用部位分類107建筑材料的分類按材料的工程使用類別

建筑材料

道路建筑材料港工材料水工材料市政材料、軍工材料、核工業(yè)材料7建筑材料的分類按材料的工程使用類別108建筑材料的分類按建筑材料的化學(xué)組成分類無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料金屬材料非金屬材料鋼、鋁、銅、鋁合金、不銹鋼砂、石、磚、石膏、陶瓷、水泥植物材料瀝青材料高分子材料木材、竹材、植物纖維煤瀝青、石油瀝青塑料、涂料、膠粘劑、合成橡膠有機(jī)與無機(jī)非金屬金屬與無機(jī)非金屬金屬與有機(jī)材料聚合物混凝土、增強(qiáng)塑料鋼筋混凝土PVC鋼板、有機(jī)涂層合金板8建筑材料的分類按建筑材料的化學(xué)組成分類無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)109建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容原材料生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)及構(gòu)造性能及應(yīng)用檢驗(yàn)及驗(yàn)收運(yùn)輸及儲存各章分別主要講述:各類土建結(jié)構(gòu)的品種、基本組成、組成設(shè)計、技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)9建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容原材料生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)及構(gòu)造性能及應(yīng)用檢110建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)部頒標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)美國材料試驗(yàn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(ASTM)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)10建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)部頒標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)國111建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容材料基本性質(zhì)(4)無機(jī)膠凝材料

(2)硅酸鹽水泥(2)混凝土(4)建筑鋼材(2)建筑塑料功能材料11建筑材料的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容1121建筑材料的基本性質(zhì)

無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料建筑工程道路工程橋梁工程地下工程巖土工程服務(wù)創(chuàng)新材料的基本性質(zhì)121建筑材料的基本性質(zhì)無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料建筑工程1131建筑材料的基本性質(zhì)材料的基本性質(zhì)物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)耐久性密度孔隙率與水的關(guān)系熱工性質(zhì)強(qiáng)度彈性塑性韌性脆性硬度耐久性定義環(huán)境協(xié)調(diào)性遮風(fēng)擋雨耐熱隔聲耐腐防凍承重抗震各種外力長期使用性能退化131建筑材料的基本性質(zhì)材料的基本性質(zhì)物理性質(zhì)力1141建筑材料的基本性質(zhì)特別提示本章節(jié)新概念及重點(diǎn)表觀密度孔隙率空隙率抗?jié)B性吸濕性吸水性耐水性抗凍性耐燃性韌性脆性耐久性141建筑材料的基本性質(zhì)特別提示本章節(jié)新概念及重點(diǎn)表觀密1151建筑材料的基本性質(zhì)1.1材料的基本物理性質(zhì)

1.2材料的力學(xué)性質(zhì)

1.3材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性1.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響

151建筑材料的基本性質(zhì)1.1材料的基本物理性質(zhì)1161.1材料的基本物理性質(zhì)1.1.1密度相關(guān)1.1.2材料的孔隙率和空隙率1.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)

1.1.4熱工性質(zhì)

161.1材料的基本物理性質(zhì)1.1.1密度相關(guān)1171.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度表觀密度單位體積的質(zhì)量材料的絕對密實(shí)狀態(tài)包括材料實(shí)體與內(nèi)部孔隙密度171.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度表觀密度單位體積材料的絕對密1181.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度ρ——

材料的密度,g/cm3;

m——

材料的質(zhì)量(干燥至恒重),g;V——材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積,cm3測定有孔隙材料的密度時,應(yīng)把材料磨成細(xì)粉,干燥后,再用李氏瓶測定其絕對密實(shí)體積181.1.1密度相關(guān)真實(shí)密度ρ——材料的密度,g/cm1191.1.1密度相關(guān)常見近似無孔隙材料鋼、玻璃常見有孔隙材料191.1.1密度相關(guān)常見近似無孔隙材料鋼、玻璃常見有孔隙1201.1.1密度相關(guān)表觀密度ρ0——

材料的體積密度,g/cm3;

m——

材料的質(zhì)量,g;V0——材料包含開閉口孔隙條件下的體積,cm3對于規(guī)則形狀材料的體積,可用量具測得。對于不規(guī)則形狀材料的體積,可用封蠟排液法測得201.1.1密度相關(guān)表觀密度ρ0——材料的體積1211.1.1密度相關(guān)堆積密度材料的堆積密度反映散粒構(gòu)造材料堆積的緊密程度及材料可能的堆放空間!散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量堆積體積絕對體積內(nèi)部開閉孔體積顆粒間空隙體積211.1.1密度相關(guān)堆積密度材料的堆積密度反映散粒構(gòu)造材1221.1.1密度相關(guān)測量材料密度、表觀密度、體積密度和堆積密度的目的計算材料用量、構(gòu)件自重、配料、材料堆放的體積或面積221.1.1密度相關(guān)測量材料密度、表觀密度、體積密度和堆1231.1.2材料的孔隙率和空隙率孔隙率材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率

內(nèi)部孔隙閉口孔隙開口孔隙231.1.2材料的孔隙率和空隙率孔隙率材料內(nèi)部孔隙的體積1241.1.2材料的孔隙率和空隙率空隙率堆積體積狀態(tài)下顆粒固體物質(zhì)間空隙體積占堆積體積的百分率241.1.2材料的孔隙率和空隙率空隙率堆積體積狀態(tài)下顆粒1251.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率

孔隙率的大小直接反映了材料的密實(shí)程度材料的密實(shí)度D材料內(nèi)被固體所填充的程度P+D=1251.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率孔隙率的1261.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率

材料內(nèi)部除了孔隙的多少以外,孔隙的特征狀態(tài)也是影響其性質(zhì)的重要因素之一孔隙特征:開口或閉口、粗孔或細(xì)孔與材料的強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性和導(dǎo)熱性等都有密切關(guān)系一般而言,孔隙率較小,且與外部連通孔較少的材料,其吸水性較小,強(qiáng)度較高,抗?jié)B性和抗凍性較好。261.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的孔隙率材料內(nèi)部1271.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的空隙率

反映了散粒材料的顆粒之間相互填充的密實(shí)程度工程應(yīng)用:在配制混凝土?xí)r,砂、石的空隙率是作為控制混凝土中骨料級配與計算混凝土含砂率時的重要依據(jù)271.1.2材料的孔隙率和空隙率材料的空隙率反映了散1281.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性2、吸水性與吸濕性3、耐水性4、抗?jié)B性5、抗凍性281.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性1291.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性材料能被水潤濕材料不能被水潤濕291.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性1301.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性水能通過毛細(xì)管作用而滲入材料內(nèi)部材料能阻止水分滲入毛細(xì)管中,從而降低材料的吸水水泥、混凝土、砂、石、磚、木材瀝青、石蠟及某些塑料常用作防水材料,或覆面層,以提高其防水、防潮性能301.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性與憎水性親水性憎水性1311.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性吸濕性材料能在水中吸收水分材料在潮濕空氣中吸收水分質(zhì)量吸水率體積吸水率含水率質(zhì)量吸水率311.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性吸濕性1321.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性開口孔隙率愈大,則材料的吸水量愈多對于細(xì)微連通的孔隙,孔隙率愈大,則吸水率愈大。封閉的孔隙內(nèi)水分不易進(jìn)去,而開口大孔雖然水分易進(jìn)入,但不易存留,只能潤濕孔壁,所以吸水率仍然較小??紫堵?21.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸水性開口孔1331.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸濕性當(dāng)空氣濕度較大且溫度較低時,材料的含水率較大,反之則小

材料中所含水分與周圍空氣的濕度相平衡時的含水率,稱為平衡含水率。

當(dāng)材料吸濕達(dá)到飽和狀態(tài)時的含水率即為吸水率。微小開口孔隙空氣濕度環(huán)境溫度具有微小開口孔隙的材料,吸濕性特別強(qiáng),在潮濕空氣中能吸收很多水分331.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)2、吸水性與吸濕性吸濕性當(dāng)空氣1341.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性產(chǎn)生的不利影響材料吸水后會導(dǎo)致其自重增大、導(dǎo)熱性增大、強(qiáng)度和耐久性將產(chǎn)生不同程度的下降。材料干濕交替還會引起其形狀尺寸的改變而影響使用341.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性產(chǎn)生的不利影響1351.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性案例某施工隊(duì)原使用普通燒結(jié)粘土磚,后改為多孔、容量僅700kg/m3的加氣混凝土砌塊。在抹灰前采用同析方式往墻上澆水,發(fā)覺原使用的普通燒結(jié)粘土磚易吸足水量,但加氣混凝土砌塊表面看來澆水不少,但實(shí)則吸水不多,請分析原因。351.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)吸水性與吸濕性案例某1361.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性材料長期在水作用下不破壞,強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)耐水性用軟化系數(shù)KR的大小表明材料在浸水飽和強(qiáng)度降低的程度。KR值愈小,表示材料吸水飽和后強(qiáng)度下降愈多,即耐水性愈差。361.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性材料長期在水作用下不1371.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性一般來說,材料被水浸濕后,強(qiáng)度均會有所降低。這是因?yàn)樗直唤M成材料的微粒表面吸附,形成水膜,削弱了微粒間的結(jié)合力。材料的軟化系數(shù)在0~1之間工程中將KR>0.85的材料,通常認(rèn)為是耐水的材料371.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)3、耐水性一般來說,材料被水浸1381.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)4、抗?jié)B性----材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)滲透系數(shù)在一定厚度的材料,一定水壓力下,單位時間內(nèi)透過單位面積的水量Ks值愈大,表示材料滲透的水量愈多,即抗?jié)B性愈差???jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)。381.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)4、抗?jié)B性----材料抵抗壓力1391.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗?jié)B性的因素開口孔隙率憎水性和親水性開口空隙率越大,大孔含量越多,則抗?jié)B性越差憎水性材料的抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料地下結(jié)構(gòu)、壓力管道、壓力容器等結(jié)構(gòu),均要求其所用材料具有一定的抗?jié)B性能。抗?jié)B性也是檢驗(yàn)防水材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。391.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗?jié)B性的因素開口孔隙率憎1401.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下,經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而重量損失不大,強(qiáng)度也無顯著降低的性質(zhì)因其孔隙中的水結(jié)冰所致。水結(jié)冰時體積增大約9%,若材料孔隙中充滿水,則結(jié)冰膨脹對孔壁產(chǎn)生很大應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度時,孔壁將產(chǎn)生局部開裂。隨著凍融次數(shù)的增多,材料破壞加重401.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下1411.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----內(nèi)部原因孔隙率及孔隙特征孔隙不充滿水極細(xì)的孔隙粗大孔隙閉口孔隙毛細(xì)管孔隙有足夠的自由空間,不產(chǎn)生很大凍脹應(yīng)力孔壁吸附力作用,冰點(diǎn)低,負(fù)溫下不結(jié)冰水分不會充滿其中,緩沖冰脹破壞水分不能滲入冰凍破壞作用影響最大411.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----內(nèi)部1421.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----外部原因材料受凍融破壞的程度,與凍融溫度、結(jié)冰速度、凍融頻繁程度等因素有關(guān)環(huán)境溫度愈低、降溫愈快、凍融愈頻繁,則材料受凍破壞愈嚴(yán)重材料的凍融破壞作用是從外表面開始產(chǎn)生剝落,逐漸向內(nèi)部深入發(fā)展421.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)影響抗凍性的原因----外部1431.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性抗凍標(biāo)號用符號“Dn”表示,其中“n”即為最大凍融循環(huán)次數(shù),如D25、D50等一般要求其抗凍標(biāo)號為D15或D25用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)為D50、D100或D200而水工混凝土要求高達(dá)D500。材料的變形能力大、強(qiáng)度高、軟化系數(shù)大時,其抗凍性較高一般認(rèn)為軟化系數(shù)小于0.85的材料,其抗凍性較差431.1.3與水有關(guān)的性質(zhì)5、抗凍性抗凍標(biāo)號用符號“Dn1441.1.4熱工性質(zhì)降低建筑物的使用能耗為生產(chǎn)和生活創(chuàng)造適宜的條件阻止冷空氣,維持室內(nèi)溫度目的441.1.4熱工性質(zhì)降低建筑物的使用能耗目的1451.1.4熱工性質(zhì)熱容導(dǎo)熱性耐燃性451.1.4熱工性質(zhì)熱容1461.1.4熱工性質(zhì)熱容材料受熱時吸收熱量和冷卻時放出熱量的性質(zhì)比熱反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量461.1.4熱工性質(zhì)熱容材料受熱時吸收熱量和冷卻時放出熱1471.1.4熱工性質(zhì)指單位質(zhì)量的材料升高單位溫度所需的熱量比熱不同材料的熱容,可用比熱進(jìn)行比較材料的比熱,對保持建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有很大意義。比熱大的材料,能在熱流變動或采暖設(shè)備供熱不均勻時,緩和室內(nèi)的溫度波動。471.1.4熱工性質(zhì)指單位質(zhì)量的材料升高單位溫度所需的熱1481.1.4熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小,表示其絕熱性能愈好??紫洞执蠡蜇炌?,由于對流作用,材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而增高材料的孔隙率較大者其導(dǎo)熱系數(shù)較小481.1.4熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力材料的導(dǎo)熱系1491.1.4熱工性質(zhì)熱容與導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是設(shè)計建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻體、屋蓋)進(jìn)行熱工計算時的重要參數(shù),設(shè)計時應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較小而熱容量較大的土木工程筑材料,有利于保持建筑物室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。同時,導(dǎo)熱系數(shù)也是工業(yè)窯爐熱工計算和確定冷藏絕熱層厚度的重要數(shù)據(jù)。491.1.4熱工性質(zhì)熱容與導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是1501.1.4熱工性質(zhì)耐燃性----材料對火焰和高溫度抵抗能力非燃燒材料

難燃材料

可燃材料

不起火、不碳化不微燃

難起火、難微燃難碳化

立即起火或微燃高溫火燒高溫火燒高溫火燒鋼鐵、磚、石玻璃

防火處理的木材和刨花板木材501.1.4熱工性質(zhì)耐燃性----材料對火焰和高溫度抵抗1511.1.4熱工性質(zhì)耐燃性鋼鐵、鋁、玻璃等材料受到火燒或高溫作用會發(fā)生變形、熔融,所以雖然是非燃燒材料,但不是耐燃的材料

511.1.4熱工性質(zhì)耐燃性鋼鐵、鋁、玻璃等材料受到火燒或1521.1.4熱工性質(zhì)耐燃性521.1.4熱工性質(zhì)耐燃性153本節(jié)回顧密度孔隙率空隙率抗?jié)B性吸濕性吸水性耐水性抗凍性耐燃性表觀密度堆積密度親水性憎水性熱容導(dǎo)熱性53本節(jié)回顧密度孔隙率空隙率抗?jié)B性吸濕性吸水性耐水性抗凍性耐154541551.2材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下的變形及抵抗破壞的性質(zhì)。變形破壞彈性變形塑性變形脆性材料韌性材料強(qiáng)度551.2材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下1561.2材料的力學(xué)性質(zhì)1.2.1強(qiáng)度1.2.2彈性與塑性1.2.3韌性與脆性1.2.4硬度及耐磨性561.2材料的力學(xué)性質(zhì)1.2.1強(qiáng)度1571.2.1強(qiáng)度在外力作用下,材料抵抗破壞的能力外力<內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)結(jié)合力極限變形外力>內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)結(jié)合力極限破壞從本質(zhì)上來說,材料的強(qiáng)度應(yīng)是其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力的表現(xiàn)!外力在材料內(nèi)部產(chǎn)生的極限應(yīng)力,稱為材料的強(qiáng)度571.2.1強(qiáng)度在外力作用下,材料抵抗破壞的能力外力<內(nèi)1581.2.1強(qiáng)度根據(jù)所受外力的作用形式不同材料的這些強(qiáng)度是通過靜力試驗(yàn)來測定的,故總稱為靜力強(qiáng)度581.2.1強(qiáng)度根據(jù)所受外力的作用形式不同材料的這些強(qiáng)1591.2.1強(qiáng)度材料的靜力強(qiáng)度是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的破壞試驗(yàn)而測得591.2.1強(qiáng)度材料的靜力強(qiáng)度是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的破壞試驗(yàn)而1601.2.1強(qiáng)度孔隙率愈大強(qiáng)度愈低影響材料強(qiáng)度的幾個因素1.材料的強(qiáng)度與其組成及結(jié)構(gòu)有關(guān),即使材料的組成相同,其構(gòu)造不同,強(qiáng)度也不同。601.2.1強(qiáng)度孔隙率愈大強(qiáng)度愈低影響材料強(qiáng)度的幾個因1611.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素2.材料的強(qiáng)度也與其含水狀態(tài)有關(guān),含有水分的材料,其強(qiáng)度較干燥時的低3.材料的強(qiáng)度也與其溫度有關(guān)一般溫度高時,材料的強(qiáng)度將降低例如:瀝青混凝土,鋼鐵611.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素2.材料的強(qiáng)度1621.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素4.材料的強(qiáng)度與其測試所用的試件形狀、尺寸有關(guān),也與試驗(yàn)時加荷速度及試件表面形狀有關(guān)相同材料采用小試件測得的強(qiáng)度比大試件的高加荷速度快者,強(qiáng)度值偏高試件表面不平或表面涂潤滑劑的,強(qiáng)度值偏低621.2.1強(qiáng)度影響材料強(qiáng)度的幾個因素4.材料的強(qiáng)度1631.2.1強(qiáng)度由此可知,材料的強(qiáng)度是在特定條件下測定的數(shù)值必須嚴(yán)格按照規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行影響材料強(qiáng)度的幾個因素631.2.1強(qiáng)度由此可知,材料的強(qiáng)度是在特定條件下測定的1641.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度的劃分等級各種材料的強(qiáng)度差別甚大,建筑材料按其強(qiáng)度值的大小劃分為若干個強(qiáng)度等級燒結(jié)普通磚分為5個強(qiáng)度等級MU10~MU30硅酸鹽水泥分為6個強(qiáng)度等級42.5(R),52.5(R),62.5(R)

普通混凝土分為12個強(qiáng)度等級C7.5~C60641.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度的劃分等級各種材料的強(qiáng)度差別甚1651.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度劃分等級的意義生產(chǎn)者在控制質(zhì)量時有據(jù)可依,保證產(chǎn)品質(zhì)量利于使用者掌握材料的性能指標(biāo),以便于合理選用材料,正確地進(jìn)行設(shè)計和控制工程施工質(zhì)量651.2.1強(qiáng)度材料強(qiáng)度劃分等級的意義生產(chǎn)者在控制質(zhì)量1661.2.1強(qiáng)度

比強(qiáng)度對不同強(qiáng)度的材料進(jìn)行比較目的反映材料單位體積質(zhì)量的強(qiáng)度材料強(qiáng)度與其表觀密度比強(qiáng)度=

f(MPa)ρ°(kg/m3)661.2.1強(qiáng)度比強(qiáng)度對不同強(qiáng)度的材料進(jìn)行比較目的反映1671.2.1強(qiáng)度

引入比強(qiáng)度的意義比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的重要指標(biāo)優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料,必須具有較高的比強(qiáng)度玻璃鋼木材低碳鋼普通混凝土>>普通混凝土是表觀密度大而比強(qiáng)度相對較低的材料,所以努力促進(jìn)普通混凝土向輕質(zhì)、高強(qiáng)發(fā)展是一項(xiàng)十分重要的工作!671.2.1強(qiáng)度引入比強(qiáng)度的意義比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高1681.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后變形即可消失并能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為彈性什么是彈性和彈性變形?材料的這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形彈性變形屬可逆變形,其數(shù)值大小與外力成正比,其比例系數(shù)E稱為彈性模量常數(shù)681.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取1691.2.2彈性與塑性彈性模量是衡量材料抵抗變形能力的一個指標(biāo)引入彈性模量的意義彈性模量愈大,材料愈不易變形,亦即剛度愈好彈性模量是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)691.2.2彈性與塑性彈性模量是衡量材料抵抗變形能力的一1701.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后變形不能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為塑性什么是塑性和塑性變形?材料的這種不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形701.2.2彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取1711.2.2彈性與塑性實(shí)際上,純彈性變形的材料是沒有的,大多數(shù)材料稱之為彈塑性材料例如:低碳鋼受拉時應(yīng)力—應(yīng)變圖711.2.2彈性與塑性實(shí)際上,純彈性變形的材料是沒有的,1721.2.2彈性與塑性許多材料在受力時,彈性變形和塑性變形同時產(chǎn)生,這種材料當(dāng)外力取消后,彈性變形即可恢復(fù),而塑性變形不能消失例如:混凝土721.2.2彈性與塑性許多材料在受力時,彈性變形和塑性變1731.2.3韌性與脆性當(dāng)外力達(dá)到一定值時,材料突然破壞,而無明顯的塑性變形的性質(zhì)稱為脆性在沖擊或振動荷載作用下,能吸收較大能量,同時產(chǎn)生較大變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性脆性材料韌性材料731.2.3韌性與脆性當(dāng)外力達(dá)到一定值時,材料突然破壞,1741.2.3韌性與脆性脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度,可高達(dá)數(shù)倍甚至數(shù)十倍脆性材料抵抗沖擊荷載或振動作用的能力很差,只適合用作承壓構(gòu)件大部分無機(jī)非金屬材料均為脆性材料天然巖石、陶瓷、玻璃、普通混凝土741.2.3韌性與脆性脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉脆性1751.2.3韌性與脆性沖擊韌性指標(biāo)是指用帶缺口的試件做沖擊破壞試驗(yàn)時,斷口處單位面積所吸收的能量工程中,要求承受沖擊荷載和有抗震要求的結(jié)構(gòu),如吊車梁、橋梁、路面等所用的材料,應(yīng)具有較高的韌性。751.2.3韌性與脆性沖擊韌性指標(biāo)是指用帶缺口的試件做沖1761.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力硬度硬度與鍵性有關(guān),一般共價鍵,離子鍵及某些金屬鍵結(jié)合的材料的硬度較大761.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力1771.2.4硬度及耐磨性莫氏硬度:非均等差異的十個等級布氏硬度(HB)測量較軟的材料洛氏硬度(HRC)測量硬度較高的材料硬度測量方法HB與HRC可以查表互換,通常情況:1HRC≈1/10HB771.2.4硬度及耐磨性莫氏硬度:非均等差異的十個等級布1781.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗磨損的能力耐磨性一般材料的強(qiáng)度較高、材料密實(shí)硬度較大,則其耐磨性愈好材料的耐磨性與材料的組成成分、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、硬度等因素有關(guān)工程中,對于用作踏步、臺階、地面、路面等部位的材料,應(yīng)具有較高的耐磨性781.2.4硬度及耐磨性材料表面抵抗磨損的能力耐磨性一般179本節(jié)回顧強(qiáng)度彈性塑性耐磨性硬度影響因素劃分等級比強(qiáng)度韌性脆性79本節(jié)回顧強(qiáng)度彈性塑性耐磨性硬度影響因素劃分等級比強(qiáng)度韌性1801.3材料的耐久性建筑物不同部位的材料外力作用

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