第一章-建筑材料的基本性質(zhì) 1

1、,第一章 材料的基本性質(zhì),1-1材料的基本物理性質(zhì),一、材料的密度、表觀密度與堆積密度,1.密度 指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，按下式計(jì)算： 式中：實(shí)際密度，g/cm3 或 kg/m3； m材料的質(zhì)量，g 或 kg； V材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 或 m3。(指不包含材料孔隙在內(nèi)的體積.)測試時(shí)，材料必須是絕對(duì)干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來測定其體積。,2.表觀密度 材料在自然狀態(tài)下,單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算： 式中： 表觀密度， kg/m3； m 材料的質(zhì)量， kg； V0 材料在自然狀態(tài)下的自然體積， m3。材料在自然狀態(tài)下的體積是指包括內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。因

2、為大多數(shù)材料的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量（有時(shí)還影響其表觀體積）。因此，材料的表觀密度除了與其微觀結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān),3.堆積密度 堆積密度是指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算： 式中：0材料的體積密度, kg/m3； m 材料的質(zhì)量， kg； V0材料的自然(松散)體積(包括材料顆粒體積和顆粒之間空隙的體積)， m3。,粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此，材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。 在土木建筑工程中，計(jì)算材料用量

3、、構(gòu)件的自重，配料計(jì)算以及確定堆放空間時(shí)經(jīng)常要用到材料的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。,二 材料的密實(shí)度與孔隙率,1.密實(shí)度 密實(shí)度是指材料體積內(nèi)固體物質(zhì)填充的程度。密實(shí)度的計(jì)算式如下： 式中： 密度； 0材料的表觀密度。 對(duì)于絕對(duì)密實(shí)材料， 因 0 = ，故密實(shí)度D =1 或100%。對(duì)于大多數(shù)土木工程材料， 因 0 ，故密實(shí)度D 1 或 D 100%。,2.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百分率?？紫堵蔖按下式計(jì)算： 式中：V材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 或 m3； V0材料的表觀體積，cm3 或 m3； 0材料的表觀密度, g/cm3 或 kg/m3； 密度, g

4、/cm3 或 kg/m3。 D+P=1或密實(shí)度+孔隙率=1 孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度,它對(duì)材料的物理力學(xué)性質(zhì)均有影響,三 材料的填充率和空隙率,1 空隙率 空隙率是指散粒材料在其堆積體積中, 顆粒之間的空隙體積所占的比例?？障堵?按下式計(jì)算： 式中：0材料的表觀密度； 材料的堆積密度。 空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭取？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算砂率的依據(jù)。,2填充率 填充率指散粒材料堆積體積中,顆粒填充的程度.,孔隙率與空隙率的區(qū)別,1-2材料與水有關(guān)的性質(zhì),一 材料的親水性與憎水性,與水接觸時(shí)，材料表面能被水潤濕的性質(zhì)稱為親水性；材料表面不能被水潤濕

5、的性質(zhì)稱為憎水性。 具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子作用力，大于水分子相互之間的內(nèi)聚力；憎水性材料與水分子之間的作用力，小于水分子相互之間的內(nèi)聚力。,（）親水性材料 （）憎水性材料,工程實(shí)際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤濕角的大小劃分，潤濕角為在材料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角。其中潤濕角愈小，表明材料愈易被水潤濕。當(dāng)材料的潤濕角 時(shí)，為親水性材料；當(dāng)材料的潤濕角 時(shí)，為憎水性材料。水在親水性材料表面可以鋪展開，且能通過毛細(xì)管作用自動(dòng)將水吸入材料內(nèi)部；水在憎水性材料表面不僅不能鋪展開，而且水分不能滲入材料的毛細(xì)管

6、中.,二 材料的吸水性和吸濕性,1.材料的吸水性 材料在水中吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。 吸水性的大小以吸水率來表示。 （1） 質(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以m 表示。質(zhì)量吸水率m 的計(jì)算公式為： 式中： mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）； mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。,（2） 體積吸水率 體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以WV表示。體積吸水率WV的計(jì)算公式為： 式中:mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）；mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。V0 材料在自然狀態(tài)下的

7、體積，（cm3 或 m3）；w 水的密度,（g/cm3 或 kg/m3）， 常溫下取 w =1.0 g/cm3。,（3）影響材料吸水性的因素 材料的本性親水性或憎水性材料 材料的孔結(jié)構(gòu)孔徑大小、開口與 否、 孔隙率大小等. 材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因?yàn)樗质峭ㄟ^材料的開口孔吸入并經(jīng)過連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大。 吸水性對(duì)材料的影響： 導(dǎo)熱性增大、熱阻降低對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu) 材料不利。 強(qiáng)度降低、體積膨脹,2.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)。用含水率含表示，其計(jì)算公式為： 式中：m含材料含水時(shí)的質(zhì)量,g; m材料在

8、干燥狀態(tài)下的質(zhì)量,g. 當(dāng)空氣中濕度在較長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率稱為平衡含水率。,影響含水率大小的因素：,材料的本性親水性或憎水性材料 環(huán)境溫度、濕度氣溫越低、相對(duì)濕度越大，材料的含水率越高 吸水性對(duì)材料的影響： 導(dǎo)熱性增大、熱阻降低對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料不利 體積膨脹對(duì)木結(jié)構(gòu)和木制品不利 濕脹干縮 與周圍環(huán)境平衡的平衡含水率,吸水率與含水率的區(qū)別,材料的耐水性是指材料長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)。材料耐水性的指標(biāo)用軟化系數(shù)Kp表示： 式中： Kp 材料的軟化系數(shù)； fw 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）； f 材

9、料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。,三 材料的耐水性,軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。 一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。 軟化系數(shù)的波動(dòng)范圍在0至1之間。工程中通常將KR0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75 。,例:某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強(qiáng)度分別為174、178、165 MPa，求該石材的

10、軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。 解:該石材的軟化系數(shù)為,由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。,五材料的 抗凍性與抗?jié)B性,1.抗凍性 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，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。 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，體積膨脹所產(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)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。 抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失不超過一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或稱為抗凍等級(jí)。 材料的抗凍等級(jí)可分為F15、F25、F50

11、、F100、F200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。,影響抗凍性的因素 1.材料的密實(shí)度（孔隙率） 密實(shí)度越高則其抗凍性越好。 2.材料的孔隙特征 開口孔隙越多則其抗凍性越差。 3.材料的強(qiáng)度 強(qiáng)度越高則其抗凍性越好。 4.材料的耐水性 耐水性越好則其抗凍性也越好。 5.材料的吸水量大小 吸水量越大則其抗凍性越差。,凍融破壞的水庫壩面,凍融破壞的橋梁,Highway Bridge in Service of 20 Years 使用20年的高速公路橋梁,2.材料的抗?jié)B性 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí)表示。 （1）滲

12、透系數(shù) 材料的滲透系數(shù)K可通過下式計(jì)算: 式中：K滲透系數(shù),（cm / h）; Q滲水量， （cm3 ）； A滲水面積,（cm2 ）； H材料兩側(cè)的水壓差，（cm）； d試件厚度 （cm）；t滲水時(shí)間 （h）。材料的滲透系數(shù)越小，說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。,（2） 抗?jié)B等級(jí) 材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗?jié)B等級(jí)。如P4、P6、P8、P10等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水壓而不滲透。 （3）影響材料抗?jié)B性的因素 材料親水性和憎水性 通

13、常憎水性材料其抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料； 材料的密實(shí)度 密實(shí)度高的材料其抗?jié)B性也較高； 材料的孔隙特征 具有開口孔隙的材料其抗?jié)B性較差。,大貝爾特海峽工程（Denmark 丹 麥,海上鉆井平臺(tái),1-3材料的基本力學(xué)性質(zhì),一 材料的強(qiáng)度,材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。 根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強(qiáng)度等。,抗壓,抗拉,抗剪,抗彎,抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度的計(jì)算： 式中：f材料強(qiáng)度， MPa； Fmax材料破壞時(shí)的最大荷載，N； A試件受力面積，mm2。,抗彎強(qiáng)度的計(jì)算： 中間作用一集中荷載，對(duì)矩形截面試件，則其抗彎強(qiáng)度用下式計(jì)算： 式中：fw材料

14、的抗彎強(qiáng)度， MPa；Fmax材料受彎破壞時(shí)的最大荷載，N；A試件受力面積，mm2；L 、b 、 h 兩支點(diǎn)的間距，試件橫截面的寬及高， mm。,-,二 彈性和塑性,1彈性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時(shí)變形）。,2塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。,三.脆性和韌性,材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。大部分無機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結(jié)普通

15、磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。脆性材料的另一特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗折強(qiáng)度低。在工程中使用時(shí)，應(yīng)注意發(fā)揮這類材料的特性。,四、硬度和耐磨性,1硬度 材料的硬度是材料表面的堅(jiān)硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。 刻劃法用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶、剛玉、金剛石的順序，分為10個(gè)硬度等級(jí)。 回彈法用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝土的強(qiáng)度；也用于測定陶瓷、磚。砂漿、塑料、橡膠、金屬等的表面硬度并間接推算其強(qiáng)度。,2耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，計(jì)算公

16、式如下： 式中： G 材料的磨耗率， （g/cm2）；m1材料磨損前的質(zhì)量，（g）；m2 材料磨損后的質(zhì)量，（g）； A材料試件的受磨面積 （cm2）。 道路、地面、踏步、水庫泄洪道、縊流面等 材料的耐磨性與材料的組成、成分、結(jié)構(gòu)、 、強(qiáng)度、硬度有關(guān),1-4材料的熱工、聲學(xué)、光學(xué)性質(zhì)及耐水性,一、材料的熱工性質(zhì),1.材料的導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)表示： 式中：導(dǎo)熱系數(shù)，W/（mK）； Q傳導(dǎo)的熱量，J； d材料厚度，m； A熱傳導(dǎo)面積，m2； t熱傳導(dǎo)時(shí)間，h；（T2T1）材料兩面溫度差，K。 物理意義：單位厚度（1m）的材料、兩面溫度差為1K時(shí)、在單位時(shí)

17、間（1s）內(nèi)通過單位面積（1 m2 ）的熱量。,材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，絕熱性能越好。 影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素： 材料內(nèi)部的孔隙構(gòu)造密閉的空氣使降 材料的含水情況含水、結(jié)冰使增 常見導(dǎo)熱系數(shù)參數(shù)： 泡沫塑料 0.035 水 0.58 大理石 3.5 冰 2.2 鋼材 58 空氣 0.023 混凝土 1.51 松木 1.170.35,2. 材料的 熱容量比熱 材料在受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。用熱容量系數(shù)或比熱表示。比熱的計(jì)算式如下所示： 式中：C材料的比熱，J/（gK）； Q材料吸收或放出的熱量(熱容量)； m材料質(zhì)量，g； （T2 T1）材料受熱或冷卻前后的溫差，K。,比熱

18、的建筑物理意義,材料的 比熱對(duì)保持建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有很大關(guān)系，比熱大的材料，能在熱流變動(dòng)或采暖設(shè)備供熱不勻時(shí)，緩和室內(nèi)溫度的波動(dòng)。 常見材料的比熱（單位 J/g.K ） 鋼材 c=0.48 空氣 c=1.00 木材 c=2.72 水 c=4.18,3.熱阻和傳熱系數(shù) 熱阻是材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）抵抗熱流通過的能力，熱阻的定義及計(jì)算式為： / 式中： R材料層熱阻，（m2K）/W； d材料層厚度，m； 材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/（mK）。 熱阻的倒數(shù)稱為材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）的傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)是指材料兩面溫度差為1時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。,4.材料的溫度變形性 材料的溫度變

19、形是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。用線膨脹系數(shù)表示。 L =（t2 t1） L 式中：L線膨脹或線收縮量 ，mm 或 cm；（t2t1）材料前后的溫度差，K； 材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù)，1/K； L材料原來的長度，mm或m。 材料的線膨脹系數(shù)與材料的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)，常選擇合適的材料來滿足工程對(duì)溫度變形的要求。,5耐然性 建筑物失火時(shí),材料能經(jīng)受高溫與火的作用不破壞,強(qiáng)度不嚴(yán)重下降的性能,稱為材料的耐然性.根據(jù)耐然性 可分為三大類材料: (1)不燃燒類 (2)難燃燒類 (3)燃燒類,6耐火性 材料長期高溫作用下,保持不熔性并能工作的性能稱為材料的耐火性.按耐火性高低可將材料分為三類: (

20、1)耐火材料-耐火度不低于1580的材料,如耐火磚中的硅磚、鎂磚、鋁磚等. (2)難熔材料-耐火度為13501580的材料,如難熔粘土磚、耐火混凝土等. (3)易熔材料-耐火度低于1350,如普通粘土磚.,材料的熱工要求,保溫防止室內(nèi)熱量的散失 隔熱防止外部熱量的進(jìn)入 統(tǒng)稱為絕熱 為構(gòu)筑舒適的室內(nèi)空間，對(duì)材料要求 熱阻（R1/）要大，即熱導(dǎo)率要小 比熱要大 窯洞（生土建筑）,二 、材料的聲學(xué)性質(zhì),1、吸聲性 聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性.評(píng)定材料的吸聲性能好壞的主要指標(biāo)為吸聲系數(shù)( ), 吸聲系數(shù)越大,材料的吸聲效果越好. 影響材料吸聲效果的因素有:材料的表觀密度和聲速,材料

21、的孔隙結(jié)構(gòu),材料的厚度等.,2 、隔聲性,材料的隔聲與吸聲不同,不能簡單地把吸聲材料作為隔聲材料使用. 聲波在建筑結(jié)構(gòu)中傳播主要通過空氣和固體來實(shí)現(xiàn),因而隔聲可分為隔空氣聲和隔固體聲兩種,兩者隔聲方法是不同的. 隔聲量,又稱傳聲損失,是表示材料的隔絕空氣聲的能力,是在標(biāo)準(zhǔn)隔聲試驗(yàn)實(shí)內(nèi)測出的其單位為分貝(dB),R越大,隔聲效果越好.,三 、材料的光學(xué)性質(zhì),光是以電磁波形式傳播的輻射能.電磁波輻射的波長范圍很廣,波長為380760nm的這部分輻射才能引起光視覺,稱為“可見光”. 材料的與光的性質(zhì)關(guān)系到材料的光澤透明度表面組織形狀尺寸和立體造型. 總之,一幢建筑物(或)建筑群體,除了滿足物理力學(xué)性

22、能外,還要充分利用自然光線為室內(nèi)采光,建筑的立面要充分利用光線形成凹凸的光影效果,強(qiáng)烈的明暗對(duì)比,使建筑物矗立在大地上栩栩如生,色澤鮮明,立體感強(qiáng),美觀大方.,四、材料的耐久性,定義：材料在使用過程中能抵抗周圍各種介質(zhì)的侵蝕而不破壞，也不易失去其原有性能的性質(zhì)。 包括：抗凍性混凝土、磚、石材 抗風(fēng)化性陶瓷、磚 抗老化性有機(jī)建材 耐化學(xué)腐蝕金屬材料,材料經(jīng)受的環(huán)境作用,物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。 化學(xué)作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對(duì)材料的侵蝕作用。 機(jī)械作用包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起材料疲勞，沖擊、磨損、磨耗等。 生物作用包括菌類、昆蟲等

23、的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。,耐久性的特點(diǎn),長期性、后期加劇作用； 多種介質(zhì)同時(shí)作用； 材料劣化結(jié)構(gòu)失效服務(wù)壽命降低,西直門橋,凍融破壞的水庫壩面,凍融破壞的橋梁,1-5材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造及其對(duì)材料性能的影響,一材料的組成及對(duì)材料性質(zhì)的影響,1 化學(xué)組成無機(jī)非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物含量來表示。 金屬材料以元素含量來表示。 化學(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。,2 礦物組成 材料中的元素和化合物以特定的礦物形式存在并決定著材料的許多重要性質(zhì)。 礦物組成是無機(jī)非金屬材料中化合物存在的基本形式。 3 相組成 材料中結(jié)構(gòu)相近性質(zhì)相同的均勻部分。 化學(xué)成分（或組成

24、）是材料性質(zhì)的基礎(chǔ)，它對(duì)材料的性質(zhì)起著決定性的作用。,二材料的微觀結(jié)構(gòu),微觀結(jié)構(gòu)是指材料在原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。固體材料的微觀結(jié)構(gòu)，基本上可分為晶體、玻璃體、膠體。 晶體結(jié)構(gòu)的特征是其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（離子、原子、分子）按照特定的規(guī)則在空間周期性排列。 玻璃體，如無機(jī)玻璃。玻璃體是化學(xué)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，容易與其它物體起化學(xué)作用。 膠體物質(zhì)以極微小的質(zhì)點(diǎn)分散在質(zhì)中形成的結(jié)構(gòu)稱為膠體。因此，膠體具有較強(qiáng)的粘結(jié)力。,三、宏觀構(gòu)造及其對(duì)材料性質(zhì)的影響,材料的宏觀結(jié)構(gòu)是指用肉眼和放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸約為毫米級(jí)大小，以及更大尺寸的構(gòu)造情況。宏觀構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為： 1。密實(shí)構(gòu)造，基本上是無孔隙存在的材

25、料。 特點(diǎn)：強(qiáng)度和硬度較高，吸水性小，抗?jié)B性和抗凍性較好，耐磨性較好，絕熱性差。例如鋼鐵、致密天然石材、玻璃等。,2。多孔構(gòu)造 是指其內(nèi)部存在大體上呈均勻分布的獨(dú)立的或部分相相通的孔隙，含孔率較高，關(guān)系分大孔和徽孔。其性質(zhì)決定于孔隙的特征、多少、大小及分布情況。 特點(diǎn)：強(qiáng)度較低，抗?jié)B性和抗凍性較差，吸水性較大，絕熱性較好。 如加氣混凝土、石膏制品、燒結(jié)普通磚等。,3.纖維構(gòu)造 纖維結(jié)構(gòu)是指木材纖維、玻璃纖維、礦物棉纖維所具有的結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn)：性質(zhì)具有方向性，一般平行纖 維方向的強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性較好。 4層狀構(gòu)造 采用粘結(jié)或其他方法將材料迭合成層狀的結(jié)構(gòu)?？梢蕴岣卟牧系膹?qiáng)度、硬度、絕熱或裝飾等性質(zhì)，

26、擴(kuò)大其使用范圍。如膠合板、紙面石膏板等。,5.散粒構(gòu)造 是指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。分密實(shí)顆粒與輕質(zhì)多孔顆粒。前者如砂子石子等，因其致密強(qiáng)度高，用作承載的混凝土骨料。后者如陶粒膨脹珍珠巖等，因其具有多孔結(jié)構(gòu)，用作絕熱材料的粉狀和和粒狀的添充料.,6.紋理結(jié)構(gòu) 天然材料在生長或形成過程中，自然形成有天然紋理，如木材、大理石花、崗石等板材。人工制造材料時(shí)可特意造成各種紋理。如人造花崗石。 特點(diǎn)：具有良好的裝飾性。,本章總結(jié)：,材料的基本物理性質(zhì)； 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的基本力學(xué)性質(zhì)； 材料的熱工、聲學(xué)、光學(xué)性質(zhì)及材料的耐久性。 材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造及其對(duì)材料性質(zhì)的影響,例1-1 某工地所用卵石材料的

27、密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680 kg/m3，計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率？解石子的孔隙率P為： 石子的空隙率P，為： 評(píng)注 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?？障堵适侵干⒘２牧显谄涠鸭w積中, 顆粒之間的空隙體積所占的比例。計(jì)算式中密度；0材料的表觀密度；，材料的堆積密度。,例1-2 有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下重2900g，其絕干質(zhì)量為2550g。磚的尺寸為24011553mm，經(jīng)干燥并磨成細(xì)粉后取50g，用排水法測得絕對(duì)密實(shí)體積為18.62 cm3 。試計(jì)算該磚的吸水率、密度、孔隙率、。 解 該磚的吸水率為 該磚的密度為

28、 表觀密度為 孔隙率為 評(píng)注 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比。,例1-3 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強(qiáng)度分別為174、178、165MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。 解 該石材的軟化系數(shù)為 由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。 評(píng)注 軟化系數(shù)為材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度與材料在絕對(duì)干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度之比。與材料在氣干狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度無關(guān)。,例1-4、某材料密度為2.6g/cm3,干燥表觀密度為1600kg/m3,現(xiàn)將一重954g的該材料侵入水中，吸水飽和后取出稱重為1086g，試求該材料的孔隙率、重量吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率。 解: 孔隙率: 重量吸水率: 開口孔隙率: 閉口孔隙率:P閉=P開- P閉=38.5%-22%=16.5%,自測題,一、填充題 1、材料的密度是指材料在（）狀態(tài)下單位體積 的質(zhì)量；材料的容重是指材料在