材料基本属性分析

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Wh 材料的含水率( %) 其中, 量(g ); mh 材料在含水状态下的质 m 材料在干燥状态下的质 量(g ); g
含水率在工程中的应用

例如:拌制砼所用材料质量是指干质量。但现场 的砂石都不同程度有水存在。因此在称量上应该 考虑到砂石的含水情况。
2.2
1、密度:
材料的物理性质
2.2.1 密度、表观密度和堆积密度
(1)定义:指的是材料在绝对密实状态下,单 位体积的干质量。

m v
关于密度计算中的体积问题 注意:材料在致密状态下的体积指的是不包含材 料内部孔隙的密实体积 1、对于致密材料(如钢材、玻璃等)而言,内 部是不含孔隙的,故体积很容易测定; 2、但是对于绝大多数材料而言,在自然状态下 材料是含有一些孔隙的。
2)体积吸水率:
( ms mg ) Wv V0
W
100%
%) Wv 材料的体积吸水率( 3 其中, V 干燥材料在自然状态下 的体积( cm ); 0 3 W 水的密度,常温下取 1.0g / cm
材料的吸水性,与材料的孔隙率大小及孔隙 构造特征有关。
2.1 材料组成、结构对性质的影响
2、 矿物组成
(1)定义:组成材料的矿物种类和数量。
(2)性质:相同的化学成分组成的材料,不同 矿物的矿物成分,材料的性质也是不同的。
2.1.2 材料的结构
1、 宏观结构
(1)定义:用肉眼能看到的结构。
(2)分类及特征: 致密结构
多孔结构 纤维结构 层状结构 散粒结构
2、材料的吸水性
定义:是指材料在水中吸收水分的性质。 表示方法:用质量吸水率或体积吸水率表示。
质量吸水率: Wm ms mg mg 100%
Wm 材料的质量吸水率( %) 其中, 的质量(g ); ms 材料在吸水饱和状态下 m 材料在干燥状态下的质 量(g ); g
关于密度计算中的体积问题
有孔隙材料的体积测定方法: 把材料磨成细粉,干燥后排液法测出细粉的实体积,
作为材料绝对密实的体积。
材料研磨的越细,测定的体积就越小,密度值就越高。
*测量材料密度的方法与步骤
2、表观密度
(1)定义:指的是材料在自然状态下,单位体 积的干质量。
0
m v0
0 — 表观密度(kg/m3)
耐燃性:材料在火焰和高温作用下能否燃烧的性质。 非燃烧材料、难燃烧材料、可燃烧材料 耐火性:材料在火焰和高温作用下,保持其不被破坏、 性能不明显下降的性质。

一般耐燃的材料不一定耐火,而耐火的材料一般都耐燃。
思考题: (1)有不少住宅的木地板使用一段时间后出现 接缝不严,也有一些地板出现起拱的现象。 请分析原因。 (2)提高混凝土的抗渗性能之一的措施是在混 凝土搅拌过程中加入引气剂,为什么?
但是保温性差;导热性越好
2.2.3 材料的填充率与空隙率
1.填充率
(1)定义:填充率是指散粒材料在某容器的堆积 体积内,被其颗粒填充的程度 (2)表示方法:用D’表示:
' v 0 ' 0 100 % D ' 100% v0 0
填充率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间相互 填充的致密程度;
第五节
一、 材料强度
wk.baidu.com材料的力学性能
(一)材料的强度 1、定义:材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能 力。 2、原理:当材料承受外力作用时,内部就产生应 力。随着外力逐渐增加,应力也相应增大。当应 力超过材料内部质点所能抵抗的极限时,材料就 会发生破坏,此时的极限应力值就是材料的强度, 也称为极限强度。
是由离子、原子或分子等质点在空间按一定方式 重复排列而成的固体,有特定的外形、各向异性、 固定的熔点等。
a) 原子晶体
是由中性原子以共价键构成的晶体。
b)离子晶体 由正、负离子以离子键构成的晶体
c)金属晶体
由金属阳离子组成晶格,自由电子运动其间,阳 离子和自由电子形成的库伦引力的晶体。 d)分子晶体
材料在吸水饱和状态下 的抗压强度f 饱 k软 材料在干燥状态下的抗 压强度f 干
软化系数的大小反映材料浸水后强度降低的程度。
5、抗渗性
定义:材料抵抗压力水渗透的性质。 表示方法: 1、 土一般采用渗透系数K
K = Qd AtH
K越大,说明抗渗性越差。
2、 砼和砂浆一般采用抗渗等级Pn 等级越高,说明抗渗性越好。
以分子键(范德华力)构成的晶体。
b)玻璃体
凝固时没有结晶放热过程,在内部蓄积着大量 内能,是一种不稳定结构。 化学性质不稳定,但具有较高的化学活性,易与 其他物质反应;
无固定的熔点和几何外形; 导热性和导电性差。 思考:玻璃体和晶体的区别?
c)胶体 粒径为10-6----10-4mm的颗粒在介质中形成的分 散体系。 质点微小,表面积很大,因而表面能很大,有 很强吸附能力,粘结力。
2.2.3 材料的填充率与空隙率
2.空隙率
(1)定义:空隙率是指散粒材料在堆积体积中, 颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。 (2)表示方法:用P’表示:
v '0 v 0 '0 p 100% 1 100 % ' v0 0
'
空隙率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间相互 填充的致密程度;
第四节 材料的热工性能 (一)导热性 当材料两面存在温度差时,热量从材料的一 侧传导至另一侧的性质。用导热系数 λ 表示。
QD At(T2 T1 )
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。
材料的导热系数越小,其热传导能力越差,绝热 性能越好,材料的保温隔热性能越好。 主要影响因素: 1、材料的化学组成与结构 2、材料表观密度 3、环境的温湿度
m—材料在干燥状态下的质量(kg);
V0—材料在自然状态下的体积(m3);
*自然状态下的体积Vo= 密实状态下的体积V +孔隙 体积V孔
思考题:如何测定材料的表观密度? 1、测定材料的干质量m: 取材料样品 烘干 冷却到室温 称量质量 m 烘箱1050C~1100C 干燥器
天平
2、测定材料的自然体积Vo-----分两种情况: (1)对于形状规则的材料,如砖、石块等:
学习材料性质的原因

建筑材料在使用过程中,承受着各种不同的荷载作用,材料 也体现出不同的性质。
2、防水材料必须具有抗渗防水能力; 3、墙体材料必须具有隔热保温、吸声隔音性能; 4、北方水工建筑物,许多材料必须具有良好的抗冻性; 5、材料除了受到各种荷载的作用,还受到周围环境各种 因素的影响破坏,如有害气体、酸、碱,昆虫等,因此必须 具有良好的耐久性。 因此,学习材料的性质对我们了解材料的性能,正确选择 和使用材料有着很好的理论基础。
?思考题:

有一个1.5升的容器,平装满碎石后,碎 石重2.55kg。为测其碎石的表观密度, 将所有碎石倒入一个7.78升的量器中,向 量器中加满水后称重为9.36kg,试求碎 石的表观密度。若在碎石的空隙中又填以 砂子,问可填多少升砂子?
2.3材料与水有关的性质
1、材料的亲水性和憎水性 (1)亲(憎)水性: 材料在空气中与水接触时,能被 水湿润的,称为亲水性,否则为憎水性; (2)亲(憎)水性表示方法:润湿角 具有亲水性的材料称为亲水性材料,如木材、砖、混 凝土、石等;反之为憎水性材料,如沥青,石蜡、塑 料等; ?思考:防水防潮材料应优先选用哪种材料?
密实材料及只具有封闭孔隙的材料不吸水。

具有粗大贯通孔隙的材料水分不易保留,吸水率 要小于孔隙率。 孔隙数量多且具有细小贯通孔的材料吸水能力比 较强。
一般无特别说明,材料的吸水率指的是其质量吸水 率。
3、材料的吸湿性 定义:是指材料吸收空气中水分的性质。 表示方法:用含水率表示。 mh mg Wh 100% mg
(3)利用公式计算堆积密度:

' 0
m V0'
2.2.2 材料的密实度和孔隙率
1、材料的密实度: (1)定义:是指材料体积内被固体物质充实的程 度,也就是固体体积占总体积的比例。 (2)表示方法:用D来表示。
V D 100% V0
m ) ( V 或D 100% m 100% ( ) V0 0
用P4、P6、P8、P10等表示。
6、抗冻性
(1)定义:指材料在含水饱和状态下能经受多次冻融循 环而不破坏,强度也不显著下降的性质。 (2)表示方法:抗冻等级F表示。 如F10,表示在标准试验条件下,材料强度下降不大 于 25 %,质量损失不大于 5%,所能经受的冻融循环次 数最多为10次。 (3)原因:结冰体积膨胀
0 100%
2、 孔隙率
(1)定义:是指材料体积内,孔隙体积占总体 积的百分率。 (2)表示方法:用P表示。 孔隙可分为闭口孔和开口孔。 P=(V0-V)/V0*100%
0 (1 ) 10 0 %
=(1-V/V0)*100%
P D 1
材料内部孔隙示意
密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。 一般来说,同一种材料,孔隙率越小,且连接孔 隙越少,则: 其强度越高; 吸水越少; 抗渗性和抗冻性越好;
例如 1:受力结构的材料必需具有良好的力学性能;
第二章 建筑材料的基本性质
教学目的与要求:
1. 材料的组成、结构与材料性质的关系。 2. 物理性质:密度、表观密度、堆积密度;孔隙率和空隙率 3. 力学性质:材料的强度、强度等级、比强度、弹性与塑性 、脆性与韧性; 4. 材料与水有关的性质:吸水性和吸湿性;耐水性;抗渗性 和抗冻性; 5. 材料与热有关的性质:比热容、导热性、耐燃性、耐火性; 6. 材料的耐久性能;
2、 显微结构
定义:是指用光学显微镜能分辨出的结构范围。 3、 亚微观结构 定义:是指用普通电子显微镜可以观察到的材料内部结 构。
4、 微观结构
(1)定义:是指用高分辨电子显微镜、扫描电子 显微镜、X射线衍射仪观察原子、分子的排列和结 合方式。一般可分辨范围可达“埃”。 (2)分类: a) 晶体
m—材料在干燥状态下的质量(kg);
V
' 0
—材料在堆积状态下的体积(m3);
?思考题:如何测定砂和石子的堆积密度?
(1)首先采用前述方法测定其干质量m;
(2)然后采用容量升来测定砂子、石子的 堆积体积,方法如下:
a)砂子采用1L、5L的容量升来测堆积 体积; b)石子采用10L、20L、30L的容量 升来测定其堆积体积;
(二)热容量和比热容
材料加热时吸收热量、冷却时放出热量的性 质,称为热容量。 用比热容表示。
Q C m(T2 T1 )
意义:
材料比热容对保持室内温度稳定作用很
大,比热容大的材料能在热流变化、采暖、 空调不均衡时,缓和室内温度的波动;屋面 材料也宜选用比热容大的材料。
(三)耐火性和耐燃性


用游标卡尺可定材料的自然体积;
a) 对于六面体,测定长、宽、高; b) 对于圆柱体,测定其直径和高;
(2)对于形状不规则的材料,如卵石、碎石等, 采用排液法确定其自然体积;
3、堆积密度:
(1)定义:指的是颗粒状或粉状材料在堆积状 态下,单位体积的质量 * 计算公式为: m ' 0 '
V0
' — 堆积密度(kg/m3) 0
3、分类
根据外力作用的方式不同,材料强度可分为:
己知每拌制1m3混凝土需要干砂606Kg ,测得施 工现场的含水率砂为7% ,则现场需要称取多少 湿砂?
释放水分
干 燥 的 材 料
吸收空气中 的水分
潮 湿 的 材 料
平衡含水率
平衡含水率:当材料中所含水分与空气湿度 达到相对平衡时的含水率
思考:材料的吸水率和含水率有什么关系?
4 耐水性
(1)定义:是指材料长期在水的作用下,其强度也没有 显著下降的性质; (2)表示方法:一般用软化系数K表示:
1. 2.
教学重点、难点: 材料的物理性质 材料的力学性质
2.1 材料组成、结构对性质的影响
2.1.1 材料的组成 材料的组成包括化学组成、矿物组成; 1、化学组成: (1) 定义:化学组成是指构成材料的化学成分。 (2)表示方法: 金属材料---以化学元素含量百分数表示 无机非金属材料---以元素的氧化物含量表示
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