建筑概論建筑工程材料的物理性質(zhì)

建筑材料

1整理課件第一章材料的性質(zhì)2整理課件本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】了解建筑材料的分類、掌握建筑材料的根本性質(zhì)。【重點(diǎn)】建筑材料的根本性質(zhì)?！倦y點(diǎn)】建筑材料的根本性質(zhì)3整理課件1.1概論1.1.1建筑工程材料的分類及檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、建筑工程材料的分類建筑工程材料：構(gòu)成建筑物和構(gòu)筑物的材料?！?〕根據(jù)工程材料的功能與用途分類：結(jié)構(gòu)材料裝飾材料防水材料地面材料保溫材料屋面材料吸聲材料等等4整理課件1.1概論1.1.1建筑工程材料的分類及檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、建筑工程材料的分類〔2〕根據(jù)化學(xué)成分不同劃分無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料具體分類見下表5整理課件17/6建筑工程材料按化學(xué)成分分類表表0-1無機(jī)材料金屬材料黑色金屬：鐵、建筑鋼材有色金屬：銅、鋁、鋁合金無機(jī)非金屬材料天然材料：石材、砂、碎石無機(jī)結(jié)合料：石灰、石膏、水泥燒結(jié)制品：磚、瓦、玻璃、陶瓷有機(jī)材料植物材料木材、竹材等瀝青材料石油瀝青、煤瀝青等高聚物材料塑料、橡膠、有機(jī)涂料、膠粘劑復(fù)合材料無機(jī)非金屬復(fù)合材料水泥混凝土、砂漿、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定混合料金屬-無機(jī)非金屬材料鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土有機(jī)-無機(jī)非金屬材料玻璃鋼、聚合物混凝土、瀝青混凝土6整理課件1.1概論1.1.1建筑工程材料的分類及檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)2、建筑工程材料的檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是材料質(zhì)量評(píng)定的依據(jù)。目前我國工程材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為四個(gè)等級(jí)：國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7整理課件17/8國家標(biāo)準(zhǔn)

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB(強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn))：GB175—1999?硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥?GB/T(試行標(biāo)準(zhǔn)，推薦性):GB/T17671—1999?水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)?建設(shè)部行業(yè)：JG如：JGJ55—2000?水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程?

交通行業(yè)：JT如：JTGE42—2005?公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程?

建材行業(yè)：JC如：JC/T479—92?建筑生石灰?地方標(biāo)準(zhǔn)〔DB〕和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)〔QB〕8整理課件1.1概論1.1.2建筑工程材料的物理性質(zhì)1、材料的密度、毛體積密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、空隙率1.固體〔實(shí)體〕2.閉口孔隙3.開口孔隙

9整理課件〔1〕密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位實(shí)體體積的干質(zhì)量。VV0V0′不包含開口和閉口空隙的體積。當(dāng)材料的組成和微觀結(jié)構(gòu)一定時(shí)，材料的密度為常數(shù)。用李氏瓶法測(cè)定10整理課件〔2〕表觀密度：?jiǎn)挝惑w積〔實(shí)體礦物成分+封閉孔隙體積〕物質(zhì)顆粒的干質(zhì)量。VV0V0′材料內(nèi)部的閉口孔隙〔封閉孔隙〕的含量會(huì)影響材料的表觀密度值用排液置換法測(cè)定11整理課件〔3〕毛體積密度：材料在枯燥狀態(tài)下，單位體積〔實(shí)體礦物成分+封閉孔隙體積+開口孔隙〕的質(zhì)量。VV0V0′材料內(nèi)部的孔隙〔開口、閉口〕的含量等會(huì)影響材料的毛體積密度值外表體積測(cè)定或封閉孔隙后的排液置換法12整理課件——反映散粒堆積的緊密〔壓實(shí)〕程度及可能的堆放空間?！?〕堆積密度：一般用量筒測(cè)定其體積自然狀態(tài)下單位體積〔含物質(zhì)顆粒固體及其閉口、開口孔隙體積及顆粒間空隙體積〕物質(zhì)顆粒的質(zhì)量。一般按自然狀態(tài)下的濕度計(jì)算。VV0V0′13整理課件〔5〕孔隙率與密實(shí)度(對(duì)應(yīng)概念)——塊料

孔隙率

密實(shí)度

VV0V0′14整理課件〔2〕空隙率與填充率——散粒狀材料

空隙率

填充度

當(dāng)含水率為0時(shí)，那么有VV0V0′15整理課件..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\砂試驗(yàn)\細(xì)集料的堆積密度振實(shí)密度試驗(yàn).flv..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\砂試驗(yàn)\細(xì)集料表觀密度試驗(yàn).flv..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\石試驗(yàn)\?公路建筑材料試驗(yàn)?之石料的密度試驗(yàn).flv..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\石試驗(yàn)\粗集料表觀密度試驗(yàn).flv16整理課件1.3材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)直指材料在外力作用下有關(guān)變形性質(zhì)和抵抗破壞的能力。1.3.1強(qiáng)度(Strength)——材料抵抗外力破壞的能力。1.幾種強(qiáng)度〔1〕靜力強(qiáng)度：在靜荷載作用下，材料到達(dá)破壞前所承受的應(yīng)力極限值，也成為材料強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。包括抗壓(Compressive)、抗拉(Tensile)、抗剪(Shearing)強(qiáng)度

17整理課件1.3材料的力學(xué)性質(zhì)1.3.1強(qiáng)度(Strength)—材料抵抗外力破壞的能力?！?〕靜力強(qiáng)度：抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度〔MPa〕F——破壞時(shí)的最大荷載，NA——受力截面面積，mm218整理課件〔2〕抗彎強(qiáng)度〔抗折強(qiáng)度Bendingstrength〕

單點(diǎn)加荷：

二分點(diǎn)加荷：

不同材料，強(qiáng)度等級(jí)有不同的劃分方法L/2L/21.3材料的力學(xué)性質(zhì)1.3.1強(qiáng)度(Strength)—材料抵抗外力破壞的能力。19整理課件2.影響材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的主要因素：〔1〕試件的形狀、尺寸、外表狀況〔脆性材料〕棱柱、圓柱小于立方體；大尺寸<小尺寸；外表粗糙小于外表光滑〔2〕測(cè)試時(shí)試件的溫度和濕度〔瀝青、木材、磚〕通常溫度和濕度升高，強(qiáng)度降低〔3〕試驗(yàn)加荷速度和試驗(yàn)裝置情況加荷速度快，試驗(yàn)數(shù)據(jù)高；剛度大的試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)高于剛度小的試驗(yàn)設(shè)備。..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\石試驗(yàn)\?公路建筑材料試驗(yàn)?之石料單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn).flv1.3材料的力學(xué)性質(zhì)1.3.1強(qiáng)度(Strength)—材料抵抗外力破壞的能力。20整理課件1.3.2彈性(Elasticity)和塑性(Mould)1.彈性——外力作用產(chǎn)生變形,外力取消能完全恢復(fù)。指標(biāo)：彈性模量

意義：E表示材料抵抗變形的指標(biāo)，E值越大，材料越不易變形，即抵抗變形的能力越強(qiáng)。2.塑性——外力作用產(chǎn)生變形,外力取消變形不能恢復(fù)1.3材料的力學(xué)性質(zhì)

21整理課件1.3.3韌性(Fragility)和脆性(Tenacity)1.脆性——無明顯塑性變形，突然破壞。脆性材料：石、磚、砼、陶瓷、玻璃、鑄鐵等〔寧為玉碎不為瓦全〕2.韌性——產(chǎn)生一定變形不破壞,能吸收較大的能量。韌性材料：低碳鋼、木材、玻璃鋼等。采用沖擊試驗(yàn)測(cè)定。1.3材料的力學(xué)性質(zhì)

22整理課件1.3.4硬度(Hardness)和耐磨性(Abradability)1.硬度——抵抗外物壓入或刻劃的能力?？刹捎茫耗κ嫌捕取彩?、陶瓷等〕；布氏、洛氏硬度〔金屬材料〕。特點(diǎn)：硬度高，耐磨性強(qiáng)，但不易加工。2.耐磨性——材料外表抵抗磨損的能力。〔路面材料要求〕材料受外界的摩擦作用而造成質(zhì)量和體積損失的現(xiàn)象成為磨損。..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\石試驗(yàn)\石料磨耗試驗(yàn)－洛杉磯法.flv1.3材料的力學(xué)性質(zhì)

23整理課件

1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)親水性材料：潤濕角θ≤90°

水分子間內(nèi)聚力＜水分子與材料分子間吸引力憎水性材料：潤濕角θ＞90°

水分子間內(nèi)聚力＞水分子與材料分子間吸引力

1.親水性與憎水性24整理課件..\教學(xué)試驗(yàn)錄像\石試驗(yàn)\礦粉親水系數(shù)試驗(yàn).flv25整理課件質(zhì)量吸水率：材料飽水狀態(tài),所吸水分質(zhì)量占干質(zhì)量的百分率體積吸水率：材料飽水狀態(tài),所吸收水分體積占干體積百分率★2.

吸水性(Absorption)與吸濕性(Hygroscopicity)〔1〕吸水性——飽水狀態(tài)〔吸水飽〕恒值由于材料的親水性和開口孔隙的存在。

1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)26整理課件〔2〕吸濕性——自然狀態(tài)變值含水率：自然狀態(tài)下材料所含水分質(zhì)量占其干質(zhì)量的百分率m1——材料吸水飽和后的質(zhì)量，gm2——材料吸水后的質(zhì)量，gm——材料干質(zhì)量，g

V0——材料自然狀態(tài)下的體積，立方分米★2.

吸水性(Absorption)與吸濕性(Hygroscopicity)

1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)27整理課件3.耐水性(Waterresistance)——材料長(zhǎng)期在水的作用下既不破壞強(qiáng)度又不顯著下降的性質(zhì)

指標(biāo)：軟化系數(shù)fb——材料飽水狀態(tài)抗壓強(qiáng)度，MPafg——材料枯燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度，MPa注意：隨含水量增加，減弱其內(nèi)部結(jié)合力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。經(jīng)常位于水中或潮濕嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)，其材料的軟化系數(shù)不于0.85~0.90；受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)，材料軟化系數(shù)也不宜小于0.70~0.85

1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)28整理課件

4.抗?jié)B性(Watertightness)

——抵抗壓力水滲透的性質(zhì)

〔1〕滲透系數(shù)〔2〕抗?jié)B等級(jí)指石料、砼或砂漿所能承受的最大水壓力。如：最大承水壓力為0.2MPa，表示為P2，另有P4、P6、P8、P10…滲透系數(shù)：透水量：Ks的意義：抗?jié)B系數(shù)越小，說明抗?jié)B性能越好。

1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)29整理課件抗凍等級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)尺寸的材料試件，在水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受標(biāo)準(zhǔn)的凍融作用后，其強(qiáng)度不嚴(yán)重降低、質(zhì)量部顯著損失、想能不明顯下降時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)。

記為F50、F100、F200、F300…1.5材料的耐久性耐久性(Durability)——材料抵抗外力破壞的能力。耐久性為綜合性質(zhì)：抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性〔化學(xué)腐蝕，生物腐蝕〕、抗老化、耐熱性、耐磨性等不同環(huán)境中，應(yīng)考慮相應(yīng)的性質(zhì)。材料的抗凍性：材料飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受屢次凍融交替作用，既不破壞強(qiáng)度又不顯著下降的性質(zhì)。因素：水、負(fù)溫度導(dǎo)致冰脹壓力作用、水壓力作用和顯微冰析作用。30整理課件習(xí)題1、概念：密度，毛體積密度、表觀密度、堆積密度，孔隙率、孔隙率2、量取10L氣干狀態(tài)下的卵石，稱得質(zhì)量為14.5kg,又將該卵石烘干后，稱取500g,放入裝有500ml水的量筒中，靜置24小時(shí)，量筒水面升高到685ml處，求該卵石的表觀密度，堆積密度。31整理課件習(xí)題3、一塊普通粘土磚，外形尺寸為240mm*115mm*53mm，吸水飽和后質(zhì)量為2900g，烘干后至恒溫質(zhì)量為2500g，又將該磚磨細(xì)再烘干后稱取50g，用李氏瓶測(cè)得其體積為18.5立方厘米。試求該磚的密度，毛體積密度，孔隙率〔設(shè)所有孔隙為開口孔隙〕。〔水的密度按1克/立方厘米計(jì)?！?、某工地所用碎石，其密度為2.65克/立方厘米,松散堆積密度為1680千克/立方米，表觀密度為2.61克/立方厘米。求該碎石的空隙率和巖石的孔隙率。〔設(shè)該碎石顆粒中的孔隙均為閉口孔隙?！?2整理課件答案：33整理課件答案：34整理課件習(xí)題：1、名詞：吸水率、含水率、強(qiáng)度、耐水性、耐久性、抗凍性2、材料的吸水性、耐水性、抗?jié)B性、抗凍性之間有何聯(lián)系。3、含水率為6%的濕砂100g,其中所含水量應(yīng)為多少？4、普通粘土磚進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，枯燥狀態(tài)的破壞荷載為207KN，飽和狀態(tài)下的破壞荷載為172.5KN，假設(shè)試驗(yàn)時(shí)磚的受壓面積均為F=11.5cm*12cm,問此