建筑材料的物理性質(zhì)

襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程造價教研室第一章材料的基本性質(zhì)學(xué)習(xí)建筑材料性質(zhì)的原因建筑材料在使用過程中，承受著各種不同的作用，因而要求具有相應(yīng)的不同性質(zhì)。例如1：受力結(jié)構(gòu)的材料必需具有良好的力學(xué)性能；2、防水材料必須具有抗?jié)B防水能力；3、墻體材料必須具有隔熱保溫、吸聲隔音性能；4、北方水工建筑物，許多材料必須具有良好的抗?jié)B性和抗凍性；5、材料必須經(jīng)受住風(fēng)吹日曬等，因此必須具有良好的耐久性。因此，學(xué)習(xí)材料的性質(zhì)對我們了解材料的性能，正確選擇、使用、材料有著很好的理論基礎(chǔ)。物理性質(zhì)：密度、表觀密度、堆積密度；孔隙率和空隙率;力學(xué)性質(zhì)：材料的強(qiáng)度、強(qiáng)度等級、比強(qiáng)度、彈性和塑性、脆性與韌性；材料與水有關(guān)的性質(zhì)：親水性與憎水性；吸水性和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性和抗凍性；材料的熱工性能：比熱、導(dǎo)熱性、熱變形性、耐燃性；材料的耐久性能。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

材料的物理、力學(xué)性質(zhì)

第二章建筑材料的基本性質(zhì)教學(xué)目的與要求：

教學(xué)內(nèi)容：一、材料的結(jié)構(gòu)二、材料的物理性質(zhì)三、材料的力學(xué)性質(zhì)四、材料的裝飾性五、材料的耐久性一、材料的結(jié)構(gòu)1、材料的孔隙

思考：空隙與孔隙有什么區(qū)別？材料的孔隙：材料實(shí)體內(nèi)部被空氣所占據(jù)的空間（一個）材料的空隙：材料（一般指散粒材料）實(shí)體之間被材料所占據(jù)的空間（一堆）2、材料孔隙形成的原因（1）水的占據(jù)作用——混凝土（2）火山作用——火山渣（3）外加劑作用——加氣混凝土（4）焙燒的作用——燒結(jié)磚3、孔隙的衡量指標(biāo)（1）孔隙率（2）空隙連通性（3）空隙直徑（1）孔隙率孔隙在材料體積中所占的比例。一般，孔隙率越大，密度越小，強(qiáng)度越低，保溫隔熱性越好，隔聲吸聲能力越強(qiáng)。（2）空隙連通性連通孔：彼此連通且與外界相通封閉孔：相互獨(dú)立且與外界隔絕1.固固體體（（實(shí)實(shí)體體））2.閉閉口口孔孔隙隙3.開開口孔孔隙（3））孔隙隙直徑徑粗大孔孔毛細(xì)孔孔極細(xì)微微孔孔隙狀狀況對對建筑筑材料料的各各種基基本性性質(zhì)具具有重重要的的影響響。影響材材料的的：強(qiáng)強(qiáng)度度抗?jié)B性性和抗抗凍性性吸水性性耐久性性導(dǎo)熱性性2、材材料的的宏觀觀結(jié)構(gòu)構(gòu)是指用用放大大鏡或或直接接用肉肉眼即即可分分辨的的結(jié)構(gòu)構(gòu)層次次。（1））按孔孔隙尺尺寸進(jìn)進(jìn)行分分類致密狀狀構(gòu)造造：沒沒有或或基本本沒有有孔隙隙。性能：：密度度大，，導(dǎo)熱熱性較較高典型材材料：：鋼材材、鋁鋁合金金、玻玻璃、、瀝青青、密密實(shí)塑塑料、、花崗崗巖、、瓷器器等多孔狀狀構(gòu)造造：具具有較較多的的孔隙隙、孔孔隙較較大性能：：輕質(zhì)質(zhì)、保保溫隔隔熱性性好、、隔聲聲吸聲聲性能能好典型材材料：：加氣氣混凝凝土、、泡沫沫塑料料、各各種燒燒結(jié)膨膨脹材材料等等水泥刨刨花復(fù)復(fù)合保保溫板板泡沫加氣混混凝土土砌塊塊的多多孔構(gòu)構(gòu)造微孔狀狀構(gòu)造造：具具有眾眾多直直徑微微小的的孔隙隙性能：：密度度小、、導(dǎo)熱熱性較較差、、隔聲聲吸聲聲性能能良好好、吸吸聲性性良好好、抗抗?jié)B性性差典型材材料：：石膏膏制品品、燒燒結(jié)磚磚、瓦瓦等（2））按構(gòu)構(gòu)成形形態(tài)進(jìn)進(jìn)行分分類聚集結(jié)結(jié)構(gòu)：：填充充性的的集料料被膠膠凝材材料膠膠結(jié)在在一起起而形形成的的性質(zhì)：集集料和膠膠結(jié)材料料的性質(zhì)質(zhì)以及結(jié)結(jié)合的程程度典型材料料：水泥泥混凝土土、砂漿漿、瀝青青混凝土土、塑料料等混凝土：：聚集結(jié)結(jié)構(gòu)顆粒狀材材料：固固體顆粒粒的聚集集體性質(zhì)：顆顆粒本身身的性質(zhì)質(zhì)、顆粒粒間的接接觸程度度、黏結(jié)結(jié)性質(zhì)典型材料料：石子子、砂和和蛭石纖維狀構(gòu)構(gòu)造：某某一斷面面方向上上表現(xiàn)為為平行纖纖維間的的相互黏黏結(jié)所構(gòu)構(gòu)成的結(jié)結(jié)構(gòu)性質(zhì)：保保溫隔熱熱性典型材料料：木材材、竹材材、礦棉棉、玻璃璃纖維層狀構(gòu)造造：以不不同薄層層間的相相互黏結(jié)結(jié)而構(gòu)成成的結(jié)構(gòu)構(gòu)性能：綜綜合各種種材料的的性能典型材料料：膠合合板、鋁鋁塑復(fù)合合板、復(fù)復(fù)合木地地板、夾夾層玻璃璃三合板層層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)二、材料料的物理理性質(zhì)二、材材料的物物理性質(zhì)質(zhì)（二）材材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)材料的密密度、表表觀密度度、體積積密度和和堆積密密度密度實(shí)際密度表觀密度體積密度堆積密度根據(jù)材料料所處的的體積狀狀況不同同密度：：物質(zhì)單單位體積的的質(zhì)量一、材材料的物物理性質(zhì)質(zhì)1、密密度:指的是材材料在絕對密實(shí)實(shí)狀態(tài)下，單位位體積的的質(zhì)量。單位g/cm3或kg/m3。計(jì)算公式式為：上式中，，——密密度（（g/cm3或或kg/m3)m—材料料在干燥燥狀態(tài)下下的質(zhì)量量（g或或kg））；v—材料料在絕對對密實(shí)狀狀態(tài)下的的體積（（cm3或m3);關(guān)于密度度計(jì)算中中的體積積問題注意：材料在致致密狀態(tài)態(tài)下的體體積指的的是不包包含材料料內(nèi)部孔孔隙的固固體物質(zhì)質(zhì)本身的的體積，，亦稱實(shí)實(shí)體積。。對于致密密材料（（如鋼材材、玻璃璃、瀝青青等）而而言，內(nèi)內(nèi)部是不不含孔隙隙的，故故體積很很容易測測定；但是對于于絕大多多數(shù)材料料而言，，在自然然狀態(tài)下下材料是是含有一一些孔隙隙的。26常見近似似無孔隙隙材料鋼、玻璃璃常見有孔孔隙材料料未燒透的的紅磚水泥混凝凝土含孔材料料的體積積測定方方法：一般采用用李氏瓶測定有孔孔材料的的實(shí)體積積測定有孔孔隙材料料的密度度時，應(yīng)應(yīng)把材料料磨成細(xì)細(xì)粉（粒粒徑小于于0.2mm）），以排排除其內(nèi)內(nèi)部孔隙隙，經(jīng)干干燥至恒恒重后，，再用密密度瓶（（李氏瓶））測定其絕絕對密實(shí)實(shí)體積，，材料磨磨得越細(xì)細(xì)，測得得的密度度值越準(zhǔn)準(zhǔn)確。？思考題題：如如何測量量有孔隙隙材料的的密度？？（觀看密密度測定定視頻））關(guān)于密度度計(jì)算中中的體積積問題李氏瓶*測量有有孔隙材材料密度度的方法法與步驟驟：2、表觀觀密度指的是材料料在近似絕對密密實(shí)狀態(tài)下，單位體體積（含材料實(shí)體體及閉口孔孔隙體積））的質(zhì)量；表觀密度的的計(jì)算公式式為：上式中，—表觀密度（（kg/m3)m—材料在在干燥狀態(tài)態(tài)下的質(zhì)量量（kg））—材料在近似絕對密密實(shí)狀態(tài)的體積（m3)*表觀體積積=密實(shí)實(shí)狀態(tài)下的的體積v+閉口孔隙隙體積v閉孔思考題：比比較密度和和表觀密度度的大小？？？思考題：：如何測測定材料的的表觀密度度？取材料樣品品烘干烘箱1050C~1100C冷卻到室溫干燥器稱量質(zhì)量m天平（1）測定定材料的干干質(zhì)量m:(2)測定定材料的表表觀體積-----分兩種情況況：（1）對于于形狀規(guī)則則的材料，，如燒結(jié)磚磚、砌塊等等：用尺量測得得材料的自自然體積；；對于四面體體，測定長長、寬、高高；對于圓柱體體，測定其其直徑和高高；（2）對于于形狀不規(guī)規(guī)則的材料料，如卵石石、碎石等等，采用排排水法確定定其自然體體積，但材材料表面應(yīng)應(yīng)預(yù)先涂上上蠟，以防防水分滲入入材料內(nèi)部部而使測值值不準(zhǔn)。表觀體積是是指包括內(nèi)部封閉孔孔隙在內(nèi)的體積積。其封閉閉孔隙的多多少，孔隙隙中是否含含有水及含含水的多少少，均可能能影響其總總質(zhì)量或體體積。因此，材料料的表觀密密度與其內(nèi)內(nèi)部構(gòu)成狀狀態(tài)及含水水狀態(tài)有關(guān)關(guān)。工程中砂石石材料，直直接用排水水法測定其其表觀體積積注意：工程程上常用的的砂、石材材料，其顆顆粒內(nèi)部空空隙極少，，用排水法法測出的顆顆粒體積與與其實(shí)體體體積基本相相同，所以以，砂、石石的表觀密密度可近似似地視作其其密度，常常稱視密度度。3、體積密密度材料在自然然狀態(tài)下，，單位體積積的質(zhì)量。。材料在自自然狀態(tài)下下單位體積積（包括材料料實(shí)體及其其開口孔隙隙、閉口孔孔隙）的重量稱為為材料的體體積密度（（原稱容重重，道路工工程中亦稱稱為毛體積積密度）。。體體積積密度公式式：——體積密密度()——材料的的重量()——材料在在自然狀態(tài)態(tài)下的體積積()體積密度測測定：材料在自然然狀態(tài)下的的體積是指指包含材料料內(nèi)部開口口孔隙和閉閉口孔隙的的體積。對于外形規(guī)規(guī)則的材料料，其表觀觀密度測定定很簡便，，只要測得得材料的重重量和體積積（可用量量具量測）），即可算算得。不規(guī)則材料料的體積要要采用排水水法求得，，材料表面面應(yīng)預(yù)先涂涂上蠟，以以防止水分分滲入材料料內(nèi)部而使使所測結(jié)果果不準(zhǔn)。4、堆積密密度：指的是顆粒粒狀、粉狀狀材料或纖維狀材料料在堆積狀態(tài)態(tài)下，單位位體積（開口+閉閉口+實(shí)體體+間隙））的質(zhì)量。*計(jì)算公公式為：—堆積密密度（kg/m3)m—材料在在干燥狀態(tài)態(tài)下的質(zhì)（（kg）；；—材料在堆堆積狀態(tài)下下的體積（（m3);39材料的堆積積密度反映映散粒構(gòu)造造材料堆積積的緊密程度及及材料可能能的堆放空空間！堆積體積絕對體積內(nèi)部開閉孔體積顆粒間空隙體積堆積密度測測定：散粒材料在在自然堆積積狀態(tài)下的的體積，是是指既含顆顆粒內(nèi)部的的孔隙，又含顆粒粒之間空隙在內(nèi)的總體體積。散粒材料的的體積可用用已標(biāo)定容容積的容器器測得。砂砂子、石子子的堆積密密度即用此此法求得。。若以搗實(shí)實(shí)體積計(jì)算算時，則稱稱緊密堆積積密度。由于大多數(shù)數(shù)材料或多多或少含有有一些孔隙隙，故一般般材料的表表觀密度總總是小于密密度。幾種密度的的比較比較項(xiàng)目實(shí)際密度表觀密度體積密度堆積密度材料狀態(tài)絕對密實(shí)近似絕對密實(shí)狀態(tài)自然狀態(tài)堆積狀態(tài)材料體積VV0計(jì)算公式應(yīng)用判斷材料性質(zhì)用量計(jì)算、體積計(jì)算？思考題：：如何測定定砂和石子子的堆積密密度？（1）首先先采用前述述方法測定定其干質(zhì)量量m;（2））然后后采用用容量量升來來測定定砂子子、石石子的的堆積積體積積，方方法如如下：：a）砂砂子采采用1L、、5L的容容量升升來測測堆積積體積積；b）石石子采采用10L、20L、30L的容容量升升來測測定其其堆積積體積積；（3））利用用公式式計(jì)算算堆積積密度度：（三））材材料的的密實(shí)實(shí)度和和孔隙隙率1、材料料的密實(shí)實(shí)度和孔孔隙率：：——單塊塊材料（1）材材料的密密實(shí)度：：是指材料料體積內(nèi)內(nèi)被固體體物質(zhì)充充實(shí)的程程度，也也就是材材料內(nèi)部部固體物物質(zhì)體積積占材料料總體積積的比例例，用D來表示示。注意：含含有孔隙隙的材料料，密實(shí)實(shí)度均小小于1。。(2)孔孔隙率：：是指材料料體積內(nèi)內(nèi)，孔隙隙體積占占材料總總體積的的百分率率，用P表示。?？紫犊煽煞譃殚]閉口孔和和開口孔孔。P=（V0-V）/V0*100%=（1-V/V0）*100%材料內(nèi)部部孔隙示示意式中：V——材料料的絕對對密實(shí)體體積，cm3或m3；V0——材料料的表觀觀體積，，cm3或m3；ρ0——材料料的表觀觀密度,g/cm3或kg/m3；ρ——密度度,g/cm3或kg/m3。密實(shí)度和和孔隙率率的大小小直接反映了材材料的致致密程度度，通常常用孔隙隙率表示示，孔隙率小小，則密密實(shí)度高高。影響材料料的：強(qiáng)強(qiáng)度抗?jié)B性和和抗凍性性吸水性耐久性導(dǎo)熱性密實(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)材料內(nèi)內(nèi)部基本本上無孔隙，結(jié)構(gòu)致密密，密實(shí)實(shí)度高，，孔隙率率小。特點(diǎn)是是：1、材料受力力的有效效面積大大，強(qiáng)度和硬硬度較高高；2、吸水水性??；；3、抗?jié)B滲性和抗抗凍性較較好；4、耐磨磨性較好好；5、絕熱熱性差。。如鋼材、天然石材材、玻璃等。有孔隙結(jié)結(jié)構(gòu)的材材料內(nèi)部基本本上有孔隙，孔隙率高高。特點(diǎn)是是：1、強(qiáng)度度較低；；2、抗?jié)B滲性和抗抗凍性較較差；3、吸水水性較大大；4、絕熱熱性較好好。如加氣混凝凝土、石膏制品品、燒結(jié)普通通磚等。加氣混凝凝土砌塊塊的多孔孔構(gòu)造工程應(yīng)用用：1、保溫溫隔熱的的建筑物物或部位位，要求求其所用用材料的的孔隙率率要較大大；2、高強(qiáng)強(qiáng)或不透透水的建建筑物或或部位，，要求所所用材料料的孔隙隙率應(yīng)很很小。2、、材材料料的的填填充充率率與與空空隙隙率率：：———散散粒粒狀狀材材料料1、、填填充充率率填充充率率是是指指散散粒粒材材料料（（如如砂砂子子、、石石子子等等））在在堆堆積積體體積積中中，，被被其其顆顆粒粒實(shí)實(shí)體體體體積積填填充充的的程程度度。。填充充率率一一般般用用D’來表表示示，，按按下下式式計(jì)計(jì)算算：：或材料料填填充充率率示示意意圖圖2、、空空隙隙率率空隙隙率率是是指指散散粒粒材材料料在在堆堆積積體體積積中中，，顆顆粒粒之之間間的的空空隙隙體體積積占占堆堆積積體體積積的的百百分分率率，，用用P’表示示：：空隙隙率率的的大大小小反反映映了了散散粒粒材材料料的的顆顆粒粒之之間間相相互互填填充充的的致致密密程程度度。。思考考：：空空隙隙率率與與孔孔隙隙率率有有什什么么區(qū)區(qū)別別？？D’’+P’’=1孔隙隙率率與與空空隙隙率率的的區(qū)區(qū)別別比較項(xiàng)目孔隙率空隙率適用場合個體材料內(nèi)部堆積材料之間作用可判斷材料性質(zhì)可進(jìn)行材料用量計(jì)算計(jì)算公式空隙隙率率性性質(zhì)質(zhì)指指標(biāo)標(biāo)在在工工程程中中的的應(yīng)應(yīng)用用：砂子子、、石石子子等等，，因因其其致致密密，，強(qiáng)強(qiáng)度度高高，，適適合合做做承承重重的的混混凝凝土土骨骨料料。。顆顆粒粒狀狀構(gòu)構(gòu)造造的的材材料料顆顆粒粒間間存存在在大大量量的的空空隙隙，，其其空空隙隙率率主主要要取取決決于于顆