建筑材料的基本性质教学课件PPT.ppt
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1、建 筑 材 料,建筑施工技术专业,第一章 建筑材料的基本性质,材料的组成、结构和构造 材料的物理性质 材料的基本力学性质 材料的耐久性,1.1 材料的组成、结构和构造 环境是影响材料性质的外部因素,材料的组成和结构是影响材料性质的内部因素。 一、材料的组成 (一)化学组成 指构成材料的基本化学元素或化合物的种类和数量。如水泥的化学组成有CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等。,(二)矿物组成 指构成材料的矿物种类和数量。无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组织结构称为矿物。如水泥熟料的矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等。,(三)金属材料的晶体组织 金属
2、材料多为合金,组成合金的固溶体、化合物以及它们之间的混合物都可以称为一种晶体组织。,二、材料的结构和构造 (一)微观结构 微观结构是指用高倍显微镜、电子显微镜或X射线衍射仪等手段来研究的结构。其分辨尺寸以纳米为单位。材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体、胶体。,(二)宏观构造 宏观构造是指用肉眼或在10100倍放大镜或显微镜下就可以分辨的粗大级组织,尺寸范围在1mm以上。宏观构造直接影响材料的密度、渗透性、强度等性质。相同组成的材料,如果质地均匀、结构紧密,则强度高,反之则强度低。 按照内部孔隙尺寸分为以下几类: (1)致密结构 密度和表观密度极其接近的材料,一般可认为是无孔隙或少孔隙的材料
3、,如钢材、玻璃、塑料等。,(2)多孔结构 材料中含有均匀分布的孔的结构称为多孔结构。如混凝土,石膏制品等。 (3)纤维结构 由纤维装物质构成的材料结构。如木材、玻璃棉等。 (4)层状结构 用机械或粘接等方法把层状结构的材料积压在一起成为整体。如胶合板、纸面石膏板等。 (5)散粒结构 指松散颗粒状结构,如砂子、卵石、碎石等。,材料内部被空气占据的空间称为孔隙。孔隙分为开口孔隙和闭口孔隙,开口孔隙分为:开口贯通和开口不贯通。 另外,孔隙按尺寸大小分为三种: 微细孔隙孔径1.0mm,三、材料的孔隙,1.2 材料的物理性质 一、材料与质量有关的性质(3个密度) (一)表观密度 材料在自然状态下单位体积
4、的质量成为表观密度,用0表示。,0表观密度,kg/m3; m材料的质量,kg; V0材料在自然状态下的体积,m3。 自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的体积。,(二)实际密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为实际密度,(绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体积)。用表示。,实际密度,kg/m3; m材料在干燥状态下的质量,kg; V干燥材料的绝对密实体积,m3。,钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。,大多数有孔隙的材料,在测定材料的实际密度时,应把材料磨成细粉,干燥后用李氏瓶测定其体积(排液法)。材料磨的越细,测得的实际密度数值就越精确。砖、石等材料的实际密度即用此法测得。,(
5、三)堆积密度 散粒或粉状材料,如砂、石子、水泥等,在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度,用0表示。,0 堆积密度,kg/m3; m 材料的质量,kg; V0 材料的自然堆积体积(包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积),m3。 测定散粒材料的堆积密度时,按一定的方法将散粒材料装入一定的容器中,则堆积体积为容器的容积。,小结: 对于同种材料(如一堆碎石),测得的三种密度的关系?,质量一样,而三种体积存在一个关系: V是指实体体积 V0 =V+Vb+Vk V0 =V+Vb+Vk+V空 故,00,二、与疏密度有关的性质 (一)密实度D 指材料体积内被固体物质所填充的程度(即密实体积占自然体积的百
6、分率)。,(二)孔隙率P 指材料的自然体积内,孔隙体积占自然体积的百分率。,孔隙率与密实度的关系:P+D=1,(三)填充率D 指散粒材料的堆积体积中,被其颗粒填充的程度(即自然体积占堆积体积的百分率)。,(四)空隙率P 散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所占的比例称为散粒材料的空隙率,其计算公式为:,空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。,三、材料与水有关的性质 建筑物中的材料在使用过程中经常会直接或间接与水接触,如水坝、桥墩、屋顶等,为防止建筑物受到水的侵蚀而影响使用性能,有必要研究材料与水接触后的有关性质。,(一)材料的吸水性 材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水性,常用
7、质量吸水率来表示。吸水率包括质量吸水率(Wm)和体积吸水率(Wv)两种。,Wm材料的质量吸水率,; m干材料干燥状态下的质量,g; m饱材料吸水饱和状态下的质量,g。,1、质量吸水率,Wv材料的体积吸水率,; V0材料干燥状态下的体积,cm3; V水材料吸水饱和状态下的体积, cm3 。,2、体积吸水率,材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性,吸湿性常用质量含水率来表示。,Wh材料的含水率,; m0材料干燥状态下的质量,g; m材料含水时的质量,g。,材料的吸水性和吸湿性大对材料的性能都是不利的。材料吸水或吸湿后质量增加,体积膨胀,产生变形,影响材料的各种使用性能。,(二)材料的吸湿性,(三
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