第二章建筑材料的基本性质.ppt
第二章 建筑材料的基本性质,主要内容,材料的基本物理性质,密度,实际密度,表观密度,堆积密度,密实度和孔隙率,填充率和空隙率,与水有关的性质,一、材料的基本物理性质,（1） 实际密度（简称密度）: 指的是材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量， 计算公式为：,上式 密度（g/cm3)；,m材料在干燥状态下的质量（g）；,V材料在绝对密实状态下的体积（cm3)。,1 材料的密度,注意:绝对密实状态下的体积是指不包含材料内部孔隙的真实体积；,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； 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；,有孔隙材料的体积测定方法： 一般采用密度瓶法测定有孔材料的实体积,（2） 表观密度：,指的是材料在自然状态下，单位体积所具有的质量；,计算公式为：,上式, 表观密度（kg/m3或 g/cm3),m材料在干燥状态下的质量（kg或g）;,Vo材料在自然状态下的体积（m3或cm3);,*自然状态下的体积Vo= 密实状态下的体积V +孔隙体积V孔,测定材料的自然体积Vo,A 对于形状规则的材料，如砖、石块等： 用游标卡尺可定材料的自然体积； 对于六面体，测定长、宽、高； 对于圆柱体，测定其直径和高； B 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；,指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材料在自然堆积状态下，单位体积的质量； 计算公式为：, 堆积密度（kg/m3) m材料在干燥状态下的质量（kg）； 材料在堆积状态下的体积（m3);,(3) 堆积密度：,？思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？,（A）首先采用前述方法测定其干质量m; （B）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； （C）利用公式计算堆积密度：,2 材料的密实度和孔隙率,（1）密实度：,是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D来表示。,（2） 孔隙率：,是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率，用P表示。,P=（V0-V）/V0×100%,=（1-V/V0）×100%,孔隙特征 孔隙构造 连通的孔： 彼此连通且与外界相通 封闭的孔： 相互独立且与外界隔绝 孔隙大小 微孔、细孔、大孔,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，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；,但是保温性差；,P6表2.1 常用材料的密度、表观密度、堆积密度,3 材料的填充率与空隙率：,（1）填充率 是指散粒材料（如砂子、石子等）在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。 填充率一般用D来表示，按下式计算：,或,（2）空隙率,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，用P表示：,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；,思考：空隙率与孔隙率有什么区别？,4 材料与水有关的性质,（1）亲水性和憎水性 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； 亲（憎）水性材料： 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：1）材料亲水和憎水的原因是什么？ 2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？,产生的原因是由水分子和固体材料表面之间的相互作用不同引起的。 a、当水分子的内聚力 水分子与固体分子间的吸引力时,材料表现为憎水性。 润湿角(接触角 )：是气、固、液三相的交点沿液面切线与液相和固相相接触的方向所成的角。,a、亲水性材料 90 º 亲水性 = 0 º 完全润湿,b、憎水性材料 90 º 憎水性 =18 0 º 完全不润湿,度时，水的内聚力小于材料与水的作用力，水被材料所吸收，称为亲水性材料。不宜用于防水部位。如砂浆、砼、粘土砖等。 度时，水的内聚力大于材料与水的作用力，水不被材料所吸收，称为憎水性水性材料。宜用于防水材料。如沥青、橡胶等。,是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大 小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。 1）质量吸水率：,（2）吸水性,材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料 自然体积的百分率。,2）体积吸水率：,是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质； 吸湿性的大小用含水率表示。,含水率是指材料中所含水的质量占其干质量的百分率 用W 含表示； 计算公式如下：,（3） 吸湿性,材料的含水状态,例：含水率为1%的湿砂202克，其中含水为 克,干砂 克。,例： 已知某材料体积为200cm3，密度2.5g/cm3，干表观密度为1500kg/m3，现在空气中测得其质量为315g，在饱水状态下测得其质量为360g。 计算：材料的密实度、孔隙率、质量吸水率和体积吸水率、含水率。,例：某块状材料自然状态下的体积为40cm3，孔隙率为36%，将其烘干至恒重时质量为68克，吸水饱和时质量为78.2克。 试计算该材料的密度，干表观密度，质量吸水率和体积吸水率。,（4）耐水性,耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下， 其强度也没有显著下降的性质； 一般用软化系数表示：,K值越大，表明材料的耐水性越好，长期处于潮湿环境中的建筑物或构筑物，软化系数要大于0.85，要求较低的也应不小于0.7，通常认为，软化系数大于0.85的材料为耐水性材料。,表观密度越大、密实度越大、孔隙率越小、材料的耐水性越好,例：某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。该岩石可否用于重要水下工程。,（5） 抗渗性,抗渗性：材料抵抗压力水、油等液体渗透的能力。 ；用渗透系数K表示,对于混凝土和砂浆材料，抗渗性常用抗渗等级P来表示：如P8、P10，分别表示承0.8MPa、1MPa水压力不渗透。,渗透系数越大，抗渗性越差。,影响材料抗渗性的因素,1）材料本身的亲水或憎水性能 2）材料的孔隙率 3）材料的孔隙特征 一般是高密实的材料或者封闭空隙的材料具有较高的抗渗性。,（6）抗冻性 抗冻性：材料在使用环境中能经受多次冻融循环作用而不破坏、强度也不明显降低的性质，即材料抵抗冻害的能力。,何谓没有冻坏呢？,质量损失不超过5%，抗压强度降低不超过25%。,抗冻等级用 Fn 表示 n-循环次数 n越大，抗冻性越好。F10 F25分别表示什么意思。 一次冻融循环:-15度温度冻结，20度水中融化，这样一个过程称为一次冻融循环。,影响材料抗冻性的因素 1）材料本身的强度大小 2）材料的充水程度（水饱和度） 3）材料的孔隙率、孔隙特征 4）外界环境条件,
