多媒體課件-建筑材料_本-第1-2周

1、建筑材料建筑材料主講：劉艷利主講：劉艷利第一章第一章 緒緒 論論 建筑材料的定義和分類建筑材料的定義和分類1 建筑材料與工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系建筑材料與工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系2 建筑材料與人類和環(huán)境的關(guān)系建筑材料與人類和環(huán)境的關(guān)系3建筑材料課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容建筑材料課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容4一、建筑材料的概述一、建筑材料的概述建筑材料定義：建筑材料定義：土建工程中所用材料的總稱土建工程中所用材料的總稱 ，包括水泥、砂、，包括水泥、砂、 石、木材、金屬、瀝青、合成樹脂、塑料等。石、木材、金屬、瀝青、合成樹脂、塑料等。 建筑材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)建筑材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ), , 它直接關(guān)系它直接關(guān)系 到建筑物的結(jié)構(gòu)

2、形式、到建筑物的結(jié)構(gòu)形式、 建筑質(zhì)量和建筑造價(jià)。建筑質(zhì)量和建筑造價(jià)。建筑材料分類：建筑材料分類：根據(jù)材料來源不同根據(jù)材料來源不同, , 建筑材料可分為天然材建筑材料可分為天然材 料和人造材料料和人造材料; ; 根據(jù)使用部位不同根據(jù)使用部位不同, , 可分為可分為 墻體材料、樓地面材料和屋面材料墻體材料、樓地面材料和屋面材料; ; 根據(jù)材根據(jù)材 料功能不同料功能不同, , 可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料、可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料、 絕熱材料、吸聲材料和防水材料等。簡(jiǎn)單的絕熱材料、吸聲材料和防水材料等。簡(jiǎn)單的 分類常根據(jù)組成物質(zhì)的種類及化學(xué)成分將建分類常根據(jù)組成物質(zhì)的種類及化學(xué)成分將建 筑材料分為無機(jī)材

3、料、有機(jī)材料和復(fù)合材料筑材料分為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料 三大類。三大類。建筑材料分類建筑材料分類二、建筑材料與工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系二、建筑材料與工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系1 1、 材料是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)材料是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)2 2、 材料決定構(gòu)筑物的功能和使用壽命材料決定構(gòu)筑物的功能和使用壽命3 3、 工程質(zhì)量很大程度上取決于材料的質(zhì)量控制工程質(zhì)量很大程度上取決于材料的質(zhì)量控制4 4、 構(gòu)筑物的可靠度評(píng)價(jià)很大程度上依存于材料的可靠度評(píng)價(jià)構(gòu)筑物的可靠度評(píng)價(jià)很大程度上依存于材料的可靠度評(píng)價(jià)5 5、 材料的價(jià)值決定工程的造價(jià)材料的價(jià)值決定工程的造價(jià)6 6、 “材料材料構(gòu)件構(gòu)件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)” 7 7、 “

4、材料結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)性能性能組成組成” v 建筑材料與工程結(jié)構(gòu)之間是相互促進(jìn)、相互依存的。建筑材料與工程結(jié)構(gòu)之間是相互促進(jìn)、相互依存的。v 建筑材料在工程建設(shè)中占據(jù)舉足輕重的地位。建筑材料在工程建設(shè)中占據(jù)舉足輕重的地位。 因此，要合理選用材料，就必須對(duì)不同材料進(jìn)行比較，因此，要合理選用材料，就必須對(duì)不同材料進(jìn)行比較，了解各種材料的特性，包括材料的強(qiáng)度與破壞特性、變了解各種材料的特性，包括材料的強(qiáng)度與破壞特性、變形性能、耐久性能等多方面性質(zhì)。形性能、耐久性能等多方面性質(zhì)。三、建筑材料與人類和環(huán)境的關(guān)系三、建筑材料與人類和環(huán)境的關(guān)系v 建筑材料是人類與自然環(huán)境之間的重要媒介，直接影響建筑材料是人類與自

5、然環(huán)境之間的重要媒介，直接影響 人類的生活與社會(huì)環(huán)境。人類的生活與社會(huì)環(huán)境。 v 人類大量建造的基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生存環(huán)境發(fā)揮著巨大的積極人類大量建造的基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生存環(huán)境發(fā)揮著巨大的積極 作用，同時(shí)也帶來不容忽視的消極作用，即大量地消耗作用，同時(shí)也帶來不容忽視的消極作用，即大量地消耗 地球的資源和能源，在相當(dāng)程度上污染了自然環(huán)境和破地球的資源和能源，在相當(dāng)程度上污染了自然環(huán)境和破 壞生態(tài)平衡。壞生態(tài)平衡。 v 從人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前景出發(fā)，建筑材料也要注意從人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前景出發(fā)，建筑材料也要注意 可持續(xù)發(fā)展的方向。可持續(xù)發(fā)展的方向。v 材料的發(fā)展方向是材料的發(fā)展方向是“綠色建筑材料綠色建筑材

6、料”、“生態(tài)建筑材生態(tài)建筑材料料”、 材料的再循環(huán)使用。材料的再循環(huán)使用。 建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 材料科學(xué)的發(fā)展標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步。材料科學(xué)的發(fā)展標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步。 人類利用材料的兩種方式：人類利用材料的兩種方式：(a) 以物資為基礎(chǔ)的利用方式以物資為基礎(chǔ)的利用方式就地取材；就地取材；(b) 以需求導(dǎo)向的利用方式以需求導(dǎo)向的利用方式研發(fā)新材料。研發(fā)新材料。 人類的歷史是按照制造生產(chǎn)工具所用材料的種類劃分的。人類的歷史是按照制造生產(chǎn)工具所用材料的種類劃分的。(a) 史前的石器時(shí)代；史前的石器時(shí)代；(b) 青銅器時(shí)代；青銅器時(shí)代；(c) 鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代;(d)

7、今天的人工各成時(shí)代。今天的人工各成時(shí)代。v 從目前我國的建筑材料現(xiàn)狀來看，從目前我國的建筑材料現(xiàn)狀來看，普通水泥、普通水泥、普通鋼材、普通鋼材、 普通混凝土普通混凝土和普通防水材料和普通防水材料是最主要的建筑材料。是最主要的建筑材料。v 這是因?yàn)檫@些材料有比較成熟的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用技術(shù)，這是因?yàn)檫@些材料有比較成熟的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用技術(shù)， 使用性能尚能夠滿足目前的消費(fèi)要求。使用性能尚能夠滿足目前的消費(fèi)要求。v 與發(fā)達(dá)國家相比，目前存在的問題有：與發(fā)達(dá)國家相比，目前存在的問題有： 品種少；品種少； 質(zhì)量檔次低；質(zhì)量檔次低； 生產(chǎn)和使用能耗大；生產(chǎn)和使用能耗大； 浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。v 因此

8、，如何發(fā)展和應(yīng)用新型的建筑材料已經(jīng)成為現(xiàn)代化建因此，如何發(fā)展和應(yīng)用新型的建筑材料已經(jīng)成為現(xiàn)代化建 設(shè)急待解決的問題。設(shè)急待解決的問題。現(xiàn)狀與存在的問題現(xiàn)狀與存在的問題發(fā)展方向發(fā)展方向 可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展 1. 原材料充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)使用、不破原材料充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)使用、不破 壞生態(tài)平衡、有效保護(hù)天然資源；壞生態(tài)平衡、有效保護(hù)天然資源； 2. 生產(chǎn)和使用過程不產(chǎn)生環(huán)境污染；生產(chǎn)和使用過程不產(chǎn)生環(huán)境污染； 3. 產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用；產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用； 4. 產(chǎn)品性能產(chǎn)品性能輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能，不僅對(duì)人畜無害，而且不僅對(duì)人畜無害，而且

9、 能凈化空氣、抗菌、防靜電、防電磁波等。能凈化空氣、抗菌、防靜電、防電磁波等。 5. 加強(qiáng)材料的加強(qiáng)材料的耐久性耐久性設(shè)計(jì)和研究。設(shè)計(jì)和研究。 6. 主要產(chǎn)品和配套產(chǎn)品同步發(fā)展，并解決好利益平衡關(guān)系。主要產(chǎn)品和配套產(chǎn)品同步發(fā)展，并解決好利益平衡關(guān)系。四、建筑材料課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容四、建筑材料課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容v 建筑中常用材料的品種、規(guī)格、性能及使用方法，在儲(chǔ)建筑中常用材料的品種、規(guī)格、性能及使用方法，在儲(chǔ) 運(yùn)、驗(yàn)收中必須注意的有關(guān)問題；運(yùn)、驗(yàn)收中必須注意的有關(guān)問題；v 常用建筑材料的主要技術(shù)性質(zhì)，材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)常用建筑材料的主要技術(shù)性質(zhì)，材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu) 造與性質(zhì)的關(guān)系，以及原料、

10、生產(chǎn)工藝過程及其對(duì)材料造與性質(zhì)的關(guān)系，以及原料、生產(chǎn)工藝過程及其對(duì)材料 性質(zhì)的影響；性質(zhì)的影響；v 節(jié)約材料、改善性能及防護(hù)處理的原則和方法；節(jié)約材料、改善性能及防護(hù)處理的原則和方法；v 主要常用建筑材料的質(zhì)量檢驗(yàn)方法及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；主要常用建筑材料的質(zhì)量檢驗(yàn)方法及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；v 建筑材料發(fā)展方向。建筑材料發(fā)展方向。(1) 掌握材料科學(xué)研究的一般規(guī)律；掌握材料科學(xué)研究的一般規(guī)律；(2) 抓住專業(yè)學(xué)習(xí)的目的，掌握重點(diǎn)；抓住專業(yè)學(xué)習(xí)的目的，掌握重點(diǎn)；(3) 記憶的方法：列表、對(duì)比。記憶的方法：列表、對(duì)比。v 本課程學(xué)習(xí)方法：本課程學(xué)習(xí)方法：第二章第二章 建筑材料基本性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì) 材料

11、的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)2 材料的耐久性材料的耐久性3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) 材料的密度材料的密度材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：Vm式中：式中：密度密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是kg； V 絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，單位是絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，單位是m3。 對(duì)于固體塊狀材料而言，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積指的是不對(duì)于固體塊狀材料而言，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積指的是不包括孔隙在內(nèi)的體積；對(duì)于

12、固體散粒材料則指的是不包括其包括孔隙在內(nèi)的體積；對(duì)于固體散粒材料則指的是不包括其空隙在內(nèi)的體積。這種材料實(shí)際上是不存在的。為了研究問空隙在內(nèi)的體積。這種材料實(shí)際上是不存在的。為了研究問題方便起見題方便起見, 常將密實(shí)度較高的材料常將密實(shí)度較高的材料, 如鋼材、玻璃和如鋼材、玻璃和4 的的水看成是絕對(duì)密實(shí)的。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)的近似值稱為視密度。水看成是絕對(duì)密實(shí)的。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)的近似值稱為視密度。 材料的表觀密度材料的表觀密度( (又稱作體積密度又稱作體積密度) )表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：00Vm式中：式中

13、：0表觀密度表觀密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是kg； V0自然狀態(tài)下的體積，單位是自然狀態(tài)下的體積，單位是m3。 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積, 若只包括孔隙在內(nèi)而不含有若只包括孔隙在內(nèi)而不含有水分水分,此時(shí)計(jì)算出來的表觀密度稱為干表觀密度此時(shí)計(jì)算出來的表觀密度稱為干表觀密度; 若既包括若既包括材料內(nèi)的孔隙材料內(nèi)的孔隙, 又包括孔隙內(nèi)所含的水分又包括孔隙內(nèi)所含的水分, 則計(jì)算出來的表則計(jì)算出來的表觀密度稱為濕表觀密度。觀密度稱為濕表觀密度。 材料的密度和表觀密度常用來計(jì)算材料的密實(shí)度、孔材料的密度和表觀密度常用來計(jì)

14、算材料的密實(shí)度、孔(空空) 隙率、材料和構(gòu)件自重、運(yùn)輸量以及在一定空間中不隙率、材料和構(gòu)件自重、運(yùn)輸量以及在一定空間中不同材料的堆放量等。同材料的堆放量等。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) 材料的堆積密度材料的堆積密度堆積密度是指粉狀或粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積堆積密度是指粉狀或粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，的質(zhì)量，按下面公式進(jìn)行計(jì)算：按下面公式進(jìn)行計(jì)算：00Vm式中：式中：0堆積密度堆積密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是的質(zhì)量，單位是kg； V0 堆積狀態(tài)下的體積，單位是堆積狀態(tài)下的體積，單位是m3。 對(duì)于同一種材料，由于

15、材料內(nèi)部存在孔隙和空隙，一般對(duì)于同一種材料，由于材料內(nèi)部存在孔隙和空隙，一般密度大于表觀密度，表觀密度大于堆積密度。密度大于表觀密度，表觀密度大于堆積密度。值得注意的值得注意的是，是，密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體積；自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積；自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積之和；堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆粒之間的空積之和；堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆粒之間的空隙之和。隙之和。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) 材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。

16、密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：00VVD式中：式中：D材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度, 常以百分比表示。常以百分比表示。 凡具有孔隙的固體材料凡具有孔隙的固體材料, 其密實(shí)度都小于其密實(shí)度都小于1。材料的密度。材料的密度與表觀密度越接近與表觀密度越接近, 材料就越密實(shí)。材料的密實(shí)度大小與材料就越密實(shí)。材料的密實(shí)度大小與其強(qiáng)度、耐水性和導(dǎo)熱性等很多性質(zhì)有關(guān)。其強(qiáng)度、耐水性和導(dǎo)熱性等很多性質(zhì)有關(guān)。例例普通粘土磚普通粘土磚0 = 1900kg/ m3 ,= 2500kg/ m3 , 試求磚的密實(shí)度。試求磚的密實(shí)度。解：解：%76%1002500190000VVD

17、故普通粘土磚的密實(shí)度為故普通粘土磚的密實(shí)度為76%。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) 材料的孔隙率材料的孔隙率材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。百分率。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：DVVVP100式中：式中：P材料的孔隙率材料的孔隙率, 以百分比表示。以百分比表示。 材料的孔隙率和密實(shí)度是從兩個(gè)不同的角度來說明材料材料的孔隙率和密實(shí)度是從兩個(gè)不同的角度來說明材料的同一性質(zhì)。對(duì)于散粒材料的同一性質(zhì)。對(duì)于散粒材料, 如砂、石子等如砂、石子等，也可用上式計(jì)也可用上式計(jì)算其空隙率算其空隙率，即材料顆粒間的空隙即材料顆粒間

18、的空隙, 而不是材料顆粒的內(nèi)部而不是材料顆粒的內(nèi)部孔隙率。孔隙率。例例仍為上題之普通粘土磚仍為上題之普通粘土磚, 求其孔隙率求其孔隙率P 為多少？為多少？%24%76%100100DVVVP解：解：故普通粘土磚的孔隙率為故普通粘土磚的孔隙率為24%。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)空隙率是指散粒材料在其堆積體積中空隙率是指散粒材料在其堆積體積中, 顆粒之間的空顆粒之間的空隙體積所占的比例。隙體積所占的比例。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算： 材料的空隙率材料的空隙率材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)%10010000VVVP式中：式中：0 材料的體積密度；材料的體積密度； 0 材料

19、的堆積密度。材料的堆積密度。 空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹旅芸障堵实拇笮》从沉松⒘２牧系念w?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭?。空隙率可作為控制混凝土骨料級(jí)配與計(jì)算砂率的依程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算砂率的依據(jù)。據(jù)。 材料的吸水性材料的吸水性材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料吸水性的材料吸水性的大小用吸水率來表示。大小用吸水率來表示。%100干干飽質(zhì)mmmW%1000WVmmW干飽體式中：式中：W質(zhì)質(zhì)材料的質(zhì)量吸水率材料的質(zhì)量吸水率; W體體材料的體積吸水率材料的體積吸水率; m飽飽材料吸水飽和

20、后的質(zhì)量材料吸水飽和后的質(zhì)量, kg; m干干材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量, kg; V0 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積, m3; W 水的密度水的密度, kg/ m3。材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的吸濕性材料的吸濕性材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材材料吸濕性的大小用含水率來表示。料吸濕性的大小用含水率來表示。式中：式中：W含含 材料的含水率材料的含水率; m含含 材料含水時(shí)的質(zhì)量材料含水時(shí)的質(zhì)量, kg; m干干 材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量, kg。%100干干含

21、含mmmW 材料可以從濕潤空氣中吸收水分材料可以從濕潤空氣中吸收水分, 也可以向干燥的空也可以向干燥的空氣中擴(kuò)散水分氣中擴(kuò)散水分, 最終使自身的含水率與周圍空氣濕度持平最終使自身的含水率與周圍空氣濕度持平, 此時(shí)材料的含水率稱為平衡含水率。此時(shí)材料的含水率稱為平衡含水率。材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的耐水性材料的耐水性干飽軟ffK式中：式中：K飽飽材料的軟化系數(shù)材料的軟化系數(shù); f飽飽 材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度, MPa; f干干 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。 材料的軟化系數(shù)范圍在材料的軟化系數(shù)范圍在01 之間之間,

22、 當(dāng)軟化系數(shù)大于當(dāng)軟化系數(shù)大于0 .80 時(shí)時(shí),便認(rèn)為該材料是耐水的。在潮濕的環(huán)境及浸泡在水中的便認(rèn)為該材料是耐水的。在潮濕的環(huán)境及浸泡在水中的構(gòu)件構(gòu)件, 應(yīng)選用軟化系數(shù)大的材料應(yīng)選用軟化系數(shù)大的材料, 因?yàn)檐浕禂?shù)越大因?yàn)檐浕禂?shù)越大, 意味著意味著材料的耐水性能越好。材料的耐水性能越好。 材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)化系數(shù)K軟軟：材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性是材料在

23、壓力水作用下抵抗水滲透的性能。材料的抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。材料的抗?jié)B性可用材料的抗?jié)B性可用抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)來表示來表示, 即用材料抵抗壓力水即用材料抵抗壓力水滲透的最大水壓力值來確定滲透的最大水壓力值來確定, 其抗?jié)B等級(jí)越高其抗?jié)B等級(jí)越高, 則表明材則表明材料的抗?jié)B性能越好。料的抗?jié)B性能越好。材料的抗?jié)B性還可用材料的抗?jié)B性還可用滲透系數(shù)滲透系數(shù)K表表示示, , 滲透系數(shù)的計(jì)算方法如下式滲透系數(shù)的計(jì)算方法如下式: :AtHQdK 式中式中: K 滲透系數(shù)滲透系數(shù), m/ h ; Q 透水量透水量, m3 ; d 試件厚度試件厚度, m; A 透水面積透水面積, m2 ; t

24、 時(shí)間時(shí)間, h; H 靜水壓力水頭靜水壓力水頭, m。 材料的滲透系數(shù)越大材料的滲透系數(shù)越大, , 表明材料的透水性越好表明材料的透水性越好, , 抗?jié)B抗?jié)B性越差。性越差。建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，

25、造成材料腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。的破壞。材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料抗?jié)B性能的好壞材料抗?jié)B性能的好壞, , 主要決定于材料本身孔隙率的大主要決定于材料本身孔隙率的大小及孔隙的特征。密實(shí)材料小及孔隙的特征。密實(shí)材料, , 具有封閉口孔或極微細(xì)孔的具有封閉口孔或極微細(xì)孔的材料材料, , 一般是不會(huì)透水的一般是不會(huì)透水的; ;具有較大孔隙率具有較大孔隙率, , 且孔徑大并且且孔徑大并且開口連通孔的材料開口連通孔的材料, ,其抗?jié)B性往往較差。其抗?jié)B性往往較差。 材料的抗凍性材料的抗凍性材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水

26、在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。抗凍性是指材抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。強(qiáng)度也不顯著降低的性能。 抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外

27、形變化或強(qiáng)度降低不超過一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或低不超過一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或稱為稱為抗凍等級(jí)抗凍等級(jí)。材料的抗凍等級(jí)可分為。材料的抗凍等級(jí)可分為D15、D25、D50、D100、D200等，分別表示此材料可承受等，分別表示此材料可承受15次、次、25次、次、50次、次、100次、次、200次的凍融循環(huán)。次的凍融循環(huán)。材料受到凍融循環(huán)作用次數(shù)越材料受到凍融循環(huán)作用次數(shù)越多多, , 所遭受的損害也越嚴(yán)重所遭受的損害也越嚴(yán)重。材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)?？捉Y(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。材料與溫度有關(guān)的性

28、質(zhì)材料與溫度有關(guān)的性質(zhì) 材料的導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過材料傳當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。用導(dǎo)熱系數(shù)用導(dǎo)熱系數(shù)表示。表示。材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小越小, , 則材料的絕熱性能越好。則材料的絕熱性能越好。材料傳熱能力主要與傳熱面積、傳熱時(shí)間、傳熱材料兩材料傳熱能力主要與傳熱面積、傳熱時(shí)間、傳熱材料兩面溫度差及材料的厚度、自身的導(dǎo)熱系數(shù)大小等因素有面溫度差及材料的厚度、自身的導(dǎo)熱系數(shù)大小等因素有關(guān)關(guān), 可用下面公式計(jì)算可用下面公式計(jì)算:dTTtAQ1212TTtA

29、dQ式中式中: 材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù), W/ (mK) ; Q材料傳導(dǎo)的熱量材料傳導(dǎo)的熱量, J; d 材料的厚度材料的厚度, m; A 材料導(dǎo)熱面積材料導(dǎo)熱面積, m2 ; t 材料傳熱時(shí)間材料傳熱時(shí)間, s; T2 - T1 傳熱材料兩面的溫度差傳熱材料兩面的溫度差, K。材料與溫度有關(guān)的性質(zhì)材料與溫度有關(guān)的性質(zhì) 材料的熱容量材料的熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量材料加熱時(shí)吸收熱量, 冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)稱為熱容量冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)稱為熱容量, 材料單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容材料單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容 c , 可用下式進(jìn)行計(jì)算可用下式進(jìn)行計(jì)算:cTTmQ12式中式中: Q材料吸收或放出的

30、熱量材料吸收或放出的熱量, J; m材料的質(zhì)量材料的質(zhì)量, kg; c比熱容比熱容, J/ K ; T2 - T1 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。 導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量系數(shù)綜合表示材料的熱工性能導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量系數(shù)綜合表示材料的熱工性能, , 對(duì)于對(duì)于建筑物的保溫、隔熱建筑物的保溫、隔熱, , 實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。通常情通常情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而

31、引起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。在工程上，所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。在工程上，通常采用通常采用破壞試驗(yàn)法破壞試驗(yàn)法對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)

32、度可按下式進(jìn)行計(jì)算: :APf 式中式中: f抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度,MPa; P材料受拉、壓、剪破壞時(shí)的荷載材料受拉、壓、剪破壞時(shí)的荷載, N; A材料的受力面積材料的受力面積, mm2 。材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的抗彎強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度(抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度) 與材料受力情況有關(guān)與材料受力情況有關(guān), 試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)將試件放在兩支點(diǎn)上時(shí)將試件放在兩支點(diǎn)上, 中間作用一集中力中間作用一集中力, 對(duì)矩形截面的對(duì)矩形截面的試件試件, 其抗彎強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算其抗彎強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算: 2max23bhPLf式中式中: fmax 材料的抗彎強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度, MPa ; P

33、 材料受彎時(shí)的破壞荷載材料受彎時(shí)的破壞荷載, N; L試件受彎時(shí)兩支點(diǎn)的間距試件受彎時(shí)兩支點(diǎn)的間距, mm; b、h材料截面寬度、高度材料截面寬度、高度, mm。 不同材料具有不同的抵抗外力的特性不同材料具有不同的抵抗外力的特性, 混凝土、磚、石材混凝土、磚、石材等抗壓強(qiáng)度較高等抗壓強(qiáng)度較高, 鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高, 在建筑設(shè)在建筑設(shè)計(jì)中選擇材料時(shí)應(yīng)了解清楚不同材料所具有的不同強(qiáng)度特計(jì)中選擇材料時(shí)應(yīng)了解清楚不同材料所具有的不同強(qiáng)度特性。材料的強(qiáng)度大小主要決定于其本身的成分、構(gòu)造。一性。材料的強(qiáng)度大小主要決定于其本身的成分、構(gòu)造。一般情況下般情況下, 材料的表觀密

34、度越小、孔隙率越大、越疏松材料的表觀密度越小、孔隙率越大、越疏松, 其其強(qiáng)度就越低。強(qiáng)度就越低。材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 彈性與塑性彈性與塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形, 外力去掉后外力去掉后, 變形能完全消失變形能完全消失的性能稱為的性能稱為彈性。彈性。材料在外力作用下產(chǎn)生變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形, 外力去掉后外力去掉后, 變形不能完全恢復(fù)、并且材料也不即行破壞的性質(zhì)變形不能完全恢復(fù)、并且材料也不即行破壞的性質(zhì), 稱為稱為塑塑性。性。材料不能恢復(fù)的殘留變形材料不能恢復(fù)的殘留變形, 叫叫塑性變形。塑性變形。荷載荷載變形變形(a) 彈性變形彈性變形荷載荷載變形變形

35、(b) 塑性變形塑性變形材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 應(yīng)該說明應(yīng)該說明, 在外力作用下工程材料中單純的彈性變形是不在外力作用下工程材料中單純的彈性變形是不存在的。一些材料在外力不大的情況下存在的。一些材料在外力不大的情況下, 外力與變形成正比外力與變形成正比，產(chǎn)生彈性變形；當(dāng)外力超過一定數(shù)值后產(chǎn)生彈性變形；當(dāng)外力超過一定數(shù)值后, 接著便出現(xiàn)塑性變接著便出現(xiàn)塑性變形形, 如建筑鋼材中的低碳鋼；也有些材料受到外力作用后如建筑鋼材中的低碳鋼；也有些材料受到外力作用后，彈性變形和塑性變形同時(shí)發(fā)生彈性變形和塑性變形同時(shí)發(fā)生，如混凝土。如混凝土。 上圖說明混凝土材料受力后彈性、塑性變形共生上圖說明混凝土材

36、料受力后彈性、塑性變形共生, 去去掉外力后彈性變形掉外力后彈性變形ab 可以恢復(fù)可以恢復(fù), 其塑性變形其塑性變形ob 則要保留。則要保留。oba荷載荷載變形變形混凝土材料的彈性變形和塑性變形曲線混凝土材料的彈性變形和塑性變形曲線材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 脆性與韌性脆性與韌性 材料在外力作用下未發(fā)生顯著變形就突然破壞的現(xiàn)象稱為材料在外力作用下未發(fā)生顯著變形就突然破壞的現(xiàn)象稱為脆性脆性，如石材、磚、混凝土等。脆性材料的抗壓強(qiáng)度大大地如石材、磚、混凝土等。脆性材料的抗壓強(qiáng)度大大地高于其抗拉強(qiáng)度。高于其抗拉強(qiáng)度。 材料在動(dòng)荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形尚不致破壞的性質(zhì)材料在動(dòng)荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形

37、尚不致破壞的性質(zhì)稱為韌性稱為韌性，也叫沖擊韌性。如鋼材、木材等。也叫沖擊韌性。如鋼材、木材等。沖擊韌性指標(biāo)沖擊韌性指標(biāo)系指用帶缺口的試件做沖擊破壞試驗(yàn)時(shí)，斷口處單位面積所系指用帶缺口的試件做沖擊破壞試驗(yàn)時(shí)，斷口處單位面積所吸收的功。其計(jì)算公式為吸收的功。其計(jì)算公式為 ：AAKK式中式中: K 材料的沖擊韌性指標(biāo)，單位是材料的沖擊韌性指標(biāo)，單位是Jmm2； AK 試件破壞時(shí)所消耗的功，單位是試件破壞時(shí)所消耗的功，單位是J； A試件受力凈截面積，單位是試件受力凈截面積，單位是mm2。材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長(zhǎng)久地保持其使用或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長(zhǎng)久地保持其使用性能的性質(zhì)。性能的性質(zhì)。 材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。 物理作用物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。時(shí)間