大工13秋《建筑材料》辅导资料二

建筑材料辅导资料二

主题：第一章建筑材料基本性质的辅导资料

学习时间：2013年10月7日－10月13日

内容：

这周我们将学习本门课的第一章建筑材料基本性质。

一、学习要求

1、了解材料的两种组成类型及无机非金属材料化学组成的表示方法；

2、了解材料结构的三个层次、六种宏观结构的类型及特征，无定形材料与晶体材料之间性质的差异，微观结构下不同晶体的性质特征；

3、了解孔隙形成的原因、类型及其对材料性质的影响；

4、重点掌握体积密度、密度及表观密度的定义、公式及其测定方法；

5、掌握孔隙率、开口孔隙率与闭口孔隙率的定义、公式及计算方法；

6、掌握堆积密度、空隙率的定义与计算公式；

7、掌握亲水性、憎水性、吸水性的概念，重点掌握质量吸水率、体积吸水率、水饱和度的定义、计算式及其对材料性质的影响；

8、掌握材料耐水性、抗渗性、抗冻性的概念，表示方法及其对材料的影响；

9、掌握导热性的概念及表示方法，导热系数的物理意义，影响材料导热系数的因素。了解热容量与耐热性的概念；

10、掌握弹性变形、塑性变形及弹性模量的概念，试验条件对强度试验结果的影响，材料标号的作用及其划分方法。比强度、理论强度，冲击韧性，硬度、

磨损及磨耗仅为一般了解；

11、了解材料化学稳定性与耐久性的概念。

重点掌握内容：

1．重点：材料的密度、表现密度、堆积密度的定义；材料吸水性、吸湿性的定义、表示方法；材料抗冻性、抗渗性表示方法；材料各强度的确定方法。

2．难点：材料密度、表现密度、堆积密度三者之间的区别与联系；材料密实度与孔隙率间的关系；密实度、孔隙率与实际密度、表现密度之间的关系。

二、主要内容

（一）状态物理性质

1、材料的状态参数 （需要重点掌握的内容）

（1）密度——材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为密度。密度用下式表示：

m V

ρ=

式中ρ—密度，3/g cm ； m —材料干燥时的质量，g ；

V —材料的绝对密实体积，3cm 。

（2）表观密度——材料在自然状态下单位体积的质量，称为表观密度。表观密度用下式表示：

00

m V ρ=

式中0ρ—表观密度，3/g cm 或3/kg m ； m —材料的质量，g 或kg ；

0V —材料自然状态下的体积，3cm 或3m 。

表观密度值通常取气干状态下的数据，否则当注明是何种含水状态。 几点说明：

①由于自然状态下材料的孔隙常吸湿水分，故表观密度值必须注明含水情况，未注明者常指气干状态。绝干状态下的表观密度称为干表观密度。

②对于粉末材料，如水泥，熟石灰粉等，其颗粒很小，与一般石料测定密度时所研碎制作的试样粒径相近似。因而它们的表观密度，特别是干表观密度值与密度值可视为相等。

③对于砂石类散粒材料自然状态下的表观密度测定是将其饱水后在水中称量使量，按排水法计算其体积，体积包括固体实体积和闭口孔隙体积，而不包括其开口孔隙和颗粒间隙体积。

（3）堆积密度——散粒状材料在一定的疏松堆放状态下，单位体积的质量，称为堆积密度。堆积密度用下式表示：

'0'0

m V ρ= 式中'0ρ—堆积密度，3/kg m ；

m —材料的质量，kg ；

'0V —散粒状材料的堆积体积，3m 。

散粒材料的堆积体积，会因堆放的疏松状态不同而异，必须在规定的装填方法下取值。因此，堆积密度又有松堆密度和紧堆密度之分。

2、材料的组成

（1）化学组成

化学组成是指材料的化学成份。

其中：无机非金属材料以氧化物含量的百分数表示；

金属材料则以化学元素含量表示；

有机高分子材料：基元。

（2）基元组成

基元是构成材料最基本单元。

其中：无机非金属材料的基元是矿物。有机高分子化合物是链节。

〈概念解释〉

矿物：是指具有一定化学组成及结构特征的物质，它具有一定的分子结构和性质，是决定材料性质的主要因素。

链节：有机高分子化合物是由特定的结构单元多次重复构成。这种特定的结构单元称为链节，其重复个数称为聚合度。

3、材料的结构

（1）微观结构

微观结构是指材料内部原子、分子、离子等微观质点的空间排列方式。—般是借助电子显微镜及x射线衍射分析等手段进行研究。其分辨程度是以“埃”来计算的。

材料的许多性质、如强度、硬度、熔点、导热性、导电性等都是由它的微观结沟所决定的。

材料的微观结构，大体上可分为晶体结构、玻璃结构两大类。

①晶体结构

把相同质点（原子、分子、离子等）在空间作周期排列成固定几何外形的固体称为晶体。

②玻璃体结构

晶态物体在高温下熔融变为液态，当温度骤然下降到低于凝固点温度时，熔体内部质点来不及排列成有序结构而凝固成固体状态即成为玻璃体结构。玻璃体结构是无定形物质（或称非晶体），其质点的排列是没有规律的，因此他没有—定的几何外形，而具有各向同件的性质。玻璃体没有一定的熔点，只出现软化现象。

玻璃体是化学不稳定结构，易与其他物质发生化学作用，如火山灰、炉碴、粒化高炉矿碴与石灰在有水的条件下起硬化作用。又如玻璃体在陶瓷烧结中起胶结剂作用。

③胶体结构

胶体是指高度分散的分散体、更严格的说是胶态分散体。最简单的分散体系总是两相组成。其中形成粒子的相称为分散相，是不连续相；分散相以外的介质称分散介质，是连续相。

胶体由于脱水作用或加入电解质，会形成凝胶。凝胶具有固体性质，在长期应力作用又具有粘性液体流动性质。可见，胶体是晶态和玻璃态的一种特殊现象。

胶体在建筑材料中有广泛应用，如涂料、液态沥青、水玻璃、硅胶、水泥凝胶、橡胶胶乳等。

（2）细观结构

细观结构（也称压微观结构）：是指用光学显微镜观察到的结构。

其特征、数量和分布对建筑材料有重要影响。

如：混凝土的细观结构：水泥石、骨料、界面

（3）宏观结构