建筑材料的物理性质
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材料在堆积状态下,单 位体积的质量。
v 0 m o
㎏/m3或 g/cm
3
0
m v0 '
㎏/m3
请看密度试验动画
请看堆积密度试验动画
(二)密实度与孔隙率 密实度
密实度是指材料体 积内,被固体物质 所充实的程度。
D V 100%= 0 100%
V0
图1-1 材料孔隙率示意图
几种材料的强度比较
材料 低碳钢
表观密度 (kg/m3)
7860
强度f (MPa)
415
比强度(f/ρo) 0.053
松木
500
34.3
0.059
混凝土
第一章 建筑材料的基本性质
本章教学目标
掌握:材料各种基本性质的概念、指标的计算。
熟悉:主要技术性质的物理意义、影响因素及 对其它性质的影响。
了解:材料的各性质在工程实践中的意义。
本章内容
❖ 第一节 材料的基本物理性质 ❖ 第二节 材料的力学性质 ❖ 第三节 材料的耐久性
建筑材料的分类
❖ 按化学组成分为:无机材料、有机材料及复 合材料。
跨海大桥等均需考虑冻融破坏。
三、材料的热工性质-导热性
导热性-材料传导热量的能力称为导热性。其大小用 热导率(λ)表示。
Q (T1-T2 ) A t
d
Qd
A T1 T2 t
式中 λ-导热系数(W/m.K)
Q-传导的热量(J)
Q
A-热传导面积(m2)
d-材料的厚度(m)
V0
0
图1-2 材料空隙率示意图
(三)填充率与空隙率 空隙率
空隙率是指散粒材料在 其堆积体积中,颗粒之 间的空隙体积占材料堆 积体积的百分率 。
图1-2 材料空隙率示意图
P ' V0 V0 100% (1 0 ) 100% 1 D
V0
0
二、材料与水有关的性质 (一)材料的亲水性与憎水性
(a) 亲水性材料
(b) 憎水性材料
请看亲水性与憎水性动画演示
(二)吸水性
❖ 定义:吸水性是指材料在水中吸收水分的性 质,其大小用吸水率表示。
W质
m吸 m干 m干
100%
影响吸水性的因素
影响吸水性的因素: ❖ 材料的本身的性质,如亲水性或憎水性; ❖ 材料的孔隙率; ❖ 孔隙构造特征,如孔径大小、开口与否等 。
表示: S=10H-1
H-试件开始渗水时的水压力(MPa)
• 影响材料抗渗性的因素:孔隙率、孔隙特征
• 地下建筑(地铁、人防建筑、地下室)、水 工结构、防水材料等均要求较高的抗渗性。
(六)材料的抗冻性
❖ 定义:材料在吸水饱和状态下,能经受多次 冻融循环作用而不破坏,强度也不显著降低 的性质。
❖ 衡量指标:抗冻性指标用抗冻等级Fn表示, 表示经过n次冻融循环次数后,质量损失不超 过5%,强度损失不超过25%。
t-热传导时间(s) t1
(T2-T1)-材料两侧温差(K) A
t2
导热系数λ的物理意义:
表示单位厚度的材料,当两侧温差为1K时,在单位 时间内通过单位面积的热量。
影响材料导热系数的因素有:
❖ 材料的组成与结构 ❖ 孔隙率及孔隙特征 ❖ 含水情况
第二节 材料的力学性质
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
❖ 按材料的使用功能:结构材料、墙体材料、 装饰材料及其他功能材料。
第一节 材料的基本物理性质
一、材料与质量有关的基本物理性质 (一)材料的密度、表观密度与堆积密度
名称
定义
表达式 单位 备注
密度
材料在绝对密实状态下, 单位体积的质量。
m
v
g/cm3
表观密度 堆积密度
材料在自然状态下,单 位体积的质量。
冻融破坏的原因
❖ 材料有孔且孔隙含水; ❖ 水→冰,体积膨胀9%,结冰压力高达100MPa,
结冰压力超过材料的抗拉强度时,材料开裂; ❖ 裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度,
饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏; ❖ 反复多次加剧破坏,最终材料崩溃; ❖ 严寒地区道路、桥梁、水坝、堤防、海上钻井平台、
• 受潮较轻的或次要结构物的材料,其K软≥0.75; • K软≥0.80的材料,一般称为耐水的材料。
(五)材料的抗渗性
❖ 定义:材料抵抗压力水渗 H
透的性质称为抗渗性。
Q
衡量指标:
A
①渗透系数k,单位cm/h
k越大,材料的抗渗性越差。
d
②抗渗等级Pn
• 对于混凝土和砂抗浆,渗抗等渗级性常用抗渗等级(S)
(三)吸湿性
❖ 定义:材料在空气中,吸收空气中水分的性 质,称为吸湿性。其大小用含水率表示。
W含
m含 - m干 m干
100%
影响吸湿性的因素
影响吸湿性的因素: ❖ 材料的本身的性质,如亲水性或憎水性; ❖ 材料的孔隙率; ❖ 孔隙构造特征,如孔径大小、开口与否等; ❖ 周围空气的温度和湿度 。
(四)材料的耐水性
❖ 定义:材料在长期饱和水作用下,其强度也不 显著降低的性质,称为耐水性。其衡量指标为:
K软
f饱 f干
❖ 软化系数越小,说明材料吸水饱和后的强度降 低越多,其耐水性越差。
工程材对料材软料化软系化数系的数要的求要求
• 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物(如 地下构筑物、基础、水工结构)的材料,其K软 ≥0.85;
❖材料的抗压、抗拉、抗剪强度。 单位:MPa ,1MPa=1N/mm2
f F A
❖材料的抗弯强度
f弯
3Fl 2bh2
二、材料的比强度 比强度
衡量材料轻质高强的一个指标,材料的强度与其 表观密度之比,即:比强度 f
0
比强度材料的强度与其表观密度的比值(f/ρo),
它是评源自文库材料是否轻质高强的指标。
(二)密实度与孔隙率 孔隙率
孔隙率是指材料体 积内,孔隙体积占 总体积的百分率。
P V0 V 100%=(1- 0 ) 100%
V0
图1-1 材料孔隙率示意图
(三)填充率与空隙率
填充率
填充率是指散粒材料 在其堆积体积中,被 其颗粒填充的程度 。
D ' V0 100% 0 100%
请看材料受拉破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受压破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受弯破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受剪破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
❖强度--指材料抵抗破坏的能力。
v 0 m o
㎏/m3或 g/cm
3
0
m v0 '
㎏/m3
请看密度试验动画
请看堆积密度试验动画
(二)密实度与孔隙率 密实度
密实度是指材料体 积内,被固体物质 所充实的程度。
D V 100%= 0 100%
V0
图1-1 材料孔隙率示意图
几种材料的强度比较
材料 低碳钢
表观密度 (kg/m3)
7860
强度f (MPa)
415
比强度(f/ρo) 0.053
松木
500
34.3
0.059
混凝土
第一章 建筑材料的基本性质
本章教学目标
掌握:材料各种基本性质的概念、指标的计算。
熟悉:主要技术性质的物理意义、影响因素及 对其它性质的影响。
了解:材料的各性质在工程实践中的意义。
本章内容
❖ 第一节 材料的基本物理性质 ❖ 第二节 材料的力学性质 ❖ 第三节 材料的耐久性
建筑材料的分类
❖ 按化学组成分为:无机材料、有机材料及复 合材料。
跨海大桥等均需考虑冻融破坏。
三、材料的热工性质-导热性
导热性-材料传导热量的能力称为导热性。其大小用 热导率(λ)表示。
Q (T1-T2 ) A t
d
Qd
A T1 T2 t
式中 λ-导热系数(W/m.K)
Q-传导的热量(J)
Q
A-热传导面积(m2)
d-材料的厚度(m)
V0
0
图1-2 材料空隙率示意图
(三)填充率与空隙率 空隙率
空隙率是指散粒材料在 其堆积体积中,颗粒之 间的空隙体积占材料堆 积体积的百分率 。
图1-2 材料空隙率示意图
P ' V0 V0 100% (1 0 ) 100% 1 D
V0
0
二、材料与水有关的性质 (一)材料的亲水性与憎水性
(a) 亲水性材料
(b) 憎水性材料
请看亲水性与憎水性动画演示
(二)吸水性
❖ 定义:吸水性是指材料在水中吸收水分的性 质,其大小用吸水率表示。
W质
m吸 m干 m干
100%
影响吸水性的因素
影响吸水性的因素: ❖ 材料的本身的性质,如亲水性或憎水性; ❖ 材料的孔隙率; ❖ 孔隙构造特征,如孔径大小、开口与否等 。
表示: S=10H-1
H-试件开始渗水时的水压力(MPa)
• 影响材料抗渗性的因素:孔隙率、孔隙特征
• 地下建筑(地铁、人防建筑、地下室)、水 工结构、防水材料等均要求较高的抗渗性。
(六)材料的抗冻性
❖ 定义:材料在吸水饱和状态下,能经受多次 冻融循环作用而不破坏,强度也不显著降低 的性质。
❖ 衡量指标:抗冻性指标用抗冻等级Fn表示, 表示经过n次冻融循环次数后,质量损失不超 过5%,强度损失不超过25%。
t-热传导时间(s) t1
(T2-T1)-材料两侧温差(K) A
t2
导热系数λ的物理意义:
表示单位厚度的材料,当两侧温差为1K时,在单位 时间内通过单位面积的热量。
影响材料导热系数的因素有:
❖ 材料的组成与结构 ❖ 孔隙率及孔隙特征 ❖ 含水情况
第二节 材料的力学性质
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
❖ 按材料的使用功能:结构材料、墙体材料、 装饰材料及其他功能材料。
第一节 材料的基本物理性质
一、材料与质量有关的基本物理性质 (一)材料的密度、表观密度与堆积密度
名称
定义
表达式 单位 备注
密度
材料在绝对密实状态下, 单位体积的质量。
m
v
g/cm3
表观密度 堆积密度
材料在自然状态下,单 位体积的质量。
冻融破坏的原因
❖ 材料有孔且孔隙含水; ❖ 水→冰,体积膨胀9%,结冰压力高达100MPa,
结冰压力超过材料的抗拉强度时,材料开裂; ❖ 裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度,
饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏; ❖ 反复多次加剧破坏,最终材料崩溃; ❖ 严寒地区道路、桥梁、水坝、堤防、海上钻井平台、
• 受潮较轻的或次要结构物的材料,其K软≥0.75; • K软≥0.80的材料,一般称为耐水的材料。
(五)材料的抗渗性
❖ 定义:材料抵抗压力水渗 H
透的性质称为抗渗性。
Q
衡量指标:
A
①渗透系数k,单位cm/h
k越大,材料的抗渗性越差。
d
②抗渗等级Pn
• 对于混凝土和砂抗浆,渗抗等渗级性常用抗渗等级(S)
(三)吸湿性
❖ 定义:材料在空气中,吸收空气中水分的性 质,称为吸湿性。其大小用含水率表示。
W含
m含 - m干 m干
100%
影响吸湿性的因素
影响吸湿性的因素: ❖ 材料的本身的性质,如亲水性或憎水性; ❖ 材料的孔隙率; ❖ 孔隙构造特征,如孔径大小、开口与否等; ❖ 周围空气的温度和湿度 。
(四)材料的耐水性
❖ 定义:材料在长期饱和水作用下,其强度也不 显著降低的性质,称为耐水性。其衡量指标为:
K软
f饱 f干
❖ 软化系数越小,说明材料吸水饱和后的强度降 低越多,其耐水性越差。
工程材对料材软料化软系化数系的数要的求要求
• 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物(如 地下构筑物、基础、水工结构)的材料,其K软 ≥0.85;
❖材料的抗压、抗拉、抗剪强度。 单位:MPa ,1MPa=1N/mm2
f F A
❖材料的抗弯强度
f弯
3Fl 2bh2
二、材料的比强度 比强度
衡量材料轻质高强的一个指标,材料的强度与其 表观密度之比,即:比强度 f
0
比强度材料的强度与其表观密度的比值(f/ρo),
它是评源自文库材料是否轻质高强的指标。
(二)密实度与孔隙率 孔隙率
孔隙率是指材料体 积内,孔隙体积占 总体积的百分率。
P V0 V 100%=(1- 0 ) 100%
V0
图1-1 材料孔隙率示意图
(三)填充率与空隙率
填充率
填充率是指散粒材料 在其堆积体积中,被 其颗粒填充的程度 。
D ' V0 100% 0 100%
请看材料受拉破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受压破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受弯破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受剪破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
❖强度--指材料抵抗破坏的能力。