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1、建筑材料与检测课程教案 模块一 建筑材料与检测基本知识 单元四 材料的基本性质一 材料的物理性质（一）与质量有关的性质1、材料的微观体积构成（1）块状材料矿质实体、闭口孔隙（不与外界连通）和开口孔隙（与外界连通）三部分组成。 (a) (b)图 11材料微观结构示意图(a)材料微观结构组成示意图；(b)材料质量与结构体积关系图开口孔隙闭口孔隙实体开口孔隙闭口孔隙实体VsV图12 堆积体积示意图(堆积体积颗粒体积空隙体积)（2）散粒状或粉状材料 如图1-2所示：堆积体积=颗粒的实体体积+颗粒的闭口孔隙体积+颗粒的开口孔隙体积+颗粒间的空隙体积。2、反映质量和体积关系的参数密度、表观密度、毛体积密度
2、、堆积密度（1）密度材料在绝对密实状态下（不含任何孔隙），单位体积（矿质实体）具有的质量。 = （2）表观密度在干燥状态下，材料单位表观体积（实体体积+闭口孔隙体积）所具有的质量。 表观密度在计算砂、石在混凝土中的实际体积时有实用意义。（3）毛体积密度材料在自然状态下，单位体积（矿质实体+闭口孔隙+开口孔隙）所具有的质量。 （4）堆积密度指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积（矿质实体+闭口孔隙+开口孔隙+颗粒间空隙的体积）具有的质量。 堆积密度用于计算材料用量、构件的自重、配料及确定堆放空间。3、孔隙率和密实度、空隙率和填充率（1）孔隙率材料中孔隙体积（闭合孔+开口孔）占材料总体积（矿质
3、实体+闭口孔隙+开口孔隙）的百分率。 （2）密实度材料体积内被固体物质所充实的程度。即固体物质的体积占总体积的比例。 （3）空隙率散粒或粉状材料颗粒之间的空隙体积占总体积的百分率。 （4）填充率散粒或粉状材料颗粒体积占其自然堆积体积的百分率。 二、与水有关的性质1、材料的亲水性与憎水性材料的亲水性或憎水性润湿角大小划分。（a) 亲水性材料 (b) 憎水性材料图1-3 材料润湿示意图润湿角是在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。90 亲水性；90 憎水材料。润湿角愈小，材料愈易被水润湿。2、吸水性（1）含义：材料在浸水状态下吸收水分的能力称为吸水性。（2）表示方法
4、： 质量吸水率：材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分率。 体积吸水率：材料吸水饱和时，吸入水分的体积占干燥材料自然体积的百分率。 2、吸湿性（1）含义：材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。（2）表示：含水率。含水率为材料所含水的质量占材料干燥质量的百分数。计算： 3、耐水性（1）含义：材料长期在饱和水作用下而不破坏，强度也不显著降低的性质。（2）表示：软化系数。即材料在吸水饱和状态下的抗压强度与其在干燥状态下的强度的比值。计算。 （1） K软取值01，值越大，耐水性越好。（2） 常位于水中或潮湿环境中的重要建筑物，K软0.85；（3） 受潮较轻或次要结构，K软允许
5、稍有降低但不宜小于0.75。（4） K软大于0.80的材料为耐水材料。4、抗冻性（1）含义：材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。（2）表示：以抗冻标号或抗冻等级表示。抗冻等级D20、D25、D50、D100、D200、D200等，分别表示此材料可承受20次、25次、50次、100次、200次及多于200的冻融循环。抗冻标号越高，其抗冻性越好，材料可经受的冻融循环次数越多，耐久性越好。（3）影响因素图14 材料透水示意图材料的孔隙率及孔隙特征、冻前的吸水饱和程度、材料本身的强度以及冻结条件(如冻结温度、速度、冻融循环作用的频繁程度)等有关。5、抗渗性（1
6、）含义：材料在液体（水、油、酒精）的压力作用下抵抗水渗透的性能。（2）表示方式：渗透系数 渗透系数越小，抗渗性越强。一些防水材料(如油毡)其防水性常用渗透系数表示。抗渗等级抗渗等级P4、P6、P8、P10等，分别表示试件能承受0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水压而不渗透。抗渗等级越高，抗渗性越好。二、 材料的力学性质1、强度和比强度（1）强度强度是材料在应力（荷载）作用下抵抗破坏的（最大）能力。（2）比强度比强度是指按单位质量计算的材料强度，其值等于材料的强度与其体积密度之比， 。2、弹性和塑性（1）弹性在弹性变形范围内，弹性模量为常数，其值等于应力与应变的比值，即 弹
7、性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，越大，材料越不易变形。(2)塑性材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形(或永久变形)。3、脆性和韧性（1）脆性材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，而不出现塑性变形就突然产生破坏的性质称为脆性。（2）韧性材料在冲击或动力荷载作用下，能吸收较大能量产生一定的塑性变形而不破坏的性质称为韧性或冲击韧性。三、材料的耐久性耐久性抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗碳化性能、大气稳定性、抗老化、耐磨性等多种性质。（二）耐久性的影响因素常用建筑材料的耐久性影响因素和评价
8、指标如表1-9 所示。 表1-9 影响材料耐久性的因素建筑材料耐久性破坏因素破坏原因评价指标水泥混凝土压力水渗透抗渗等级水冻融抗冻等级酸、碱、盐水泥石化学腐蚀CO2、H2O碳化碳化深度水、过量碱、活性SiO2 碱-骨料反应膨胀率建筑钢材H2O、O2、CL-电化学腐蚀电位锈蚀率建筑石材机械力、流水、泥沙磨损磨耗值、磨光值沥青阳光、空气、水、紫外线老化防水卷材压力水渗透渗透系数沥青混合料水渗透残留稳定度（三）耐久等级的指标耐久等级是衡量建筑物耐久程度的指标，具体用耐久年限表示。在民用建筑设计通则（GB50352-2005）中对建筑物的耐久年限做如表1-10的规定：表1-10 建筑物的耐久年限规定耐久等级耐久年限适用范围一级100年以上重要的建筑和高层建筑二级50100年一般性建筑三级2550年次要的建筑（如住宅）四级15年以下临时性或简易建筑- 6 -