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1、第二章 建筑材料的基本性质2。1 材料的物理性质一 密度根据体积的表现形式不一样，有密度、体积密度和堆积密度三种概念。 1.密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量。计算公式： 密度的测定办法：1）测质量：烘干（烘箱）干燥(干燥器）称量（天平）；2）测体积：(a）外观规则的材料，直接用游标卡尺测量尺寸求体积,如钢材、玻璃等（b)外观不规则的坚硬颗粒，如砂、石等，可由排水法测得； （c）可研磨的非密实材料，如砌块、石膏等，V可采用密度瓶测定。2.体积表观密度：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。计算公式： 体积密度的测定：（1）外形规则的材料，如砖,可直接测量体积得到；（2）外形不规
2、则的,可采用封腊排水法测定体积。【例 题】 烧结普通砖的尺寸为240mm115mm53mm，已知其孔隙率为37，干燥质量为2487g,浸水饱和后质量为2984g。试求该砖的体积密度、密度、吸水率。解：1）表观密度：o=m1/Vo=2487/1462.8=1。7g/cm3 孔隙率P=V孔/Vo100=37% , V孔/1462.8100=37% 故孔的体积：V孔=541。236cm3， 密实体积：V=Vo-V孔=1462.8541.236=921.6cm3 2)密度：=m1/V=2487/921。6=2.7g/cm33）含水率：W=（m2m1）/m1100=(29842487）/2487100=
3、20%3.堆积密度：是指粉末状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量.计算公式： 一般采用容积筒测定.容量升的大小视颗粒的大小而定，一般砂子采用1L的容量升，石子采用10L，20L，30L的容量升。常用材料的密度、表观密度和堆积密度值参见教材.二 材料的密实度和孔隙率、填充率和空隙率1.材料的密实度：是指材料的体积内，被固体物质充满的程度，用D表示：2.材料的孔隙率P:是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。材料的孔隙可分为闭口孔和开口孔。 材料内部孔隙示意计算公式：3。材料的填充率D：它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒体积所占的百分率。4。空隙率P：它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒
4、间空隙体积所占的百分率。三 材料与水有关的性质1。亲水性和憎水性：材料与水接触时由于水在固体表面润湿状态不同，表现为亲水与憎水两种不同的性质.常见的憎水性材料有:沥青、石蜡和塑料等，常用做防水、防潮材料。2。吸水性:材料在水中吸收水分的性质，称为吸水性，有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法:（1）质量吸水率： （2）体积吸水率: 3.吸湿性：材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，称为吸湿性；4。耐水性:材料耐水性指材料长期在水的作用下不破坏、强度不明显下降的性质。 一般用软化系数KR表示,KR0.85的为耐水材料5。抗渗性：指抵抗压力水渗透的性质。用抗渗等级P表示，如P6表示材料的最大渗水压力为0
5、。6MPa;6.抗冻性，指材料在含水状态下能忍受多次冻融循环而不破坏，强度也不显著下降的性质。一般用抗冻等级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。四 材料与热量有关的性质1。导热性：导热性指当材料两侧有温度差时热量由高温侧向低温侧传递的能力，用导热系数来表示。思考题1：影响材料导热系数的主要因素有哪些？答：（1）材料的化学组成和物理结构：如金属比非金属导热系数大（2）孔隙状况:孔隙率越大，导热系数越小；（3）含水率:受潮后导热系数较大；（4)环境的温度：温度越高,导热系数越大。思考题2：为什么保温隔热材料使用过程中
6、一定要注意防潮防冻？答：因为空气、水和冰的导热系数依次增加，故保温材料在受潮、受冻后，导热系数可增大100倍左右。2.材料的热容量：指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。3。耐燃性和耐火性：材料在空气中遇火燃烧的性能称为耐燃性。（1） 非燃烧材料：砖、天然石材、混凝土、砂浆、金属材料等；（2） 难燃烧材料：石膏板、水泥石棉板等；（3） 燃烧材料:胶合板、纤维板、木材等。2.2 材料的力学性质一、 强度、比强度和强度等级1。强度：材料的力学性质指材料在外力作用下所引起的变化的性质。在外力作用下，材料抵抗破坏的能力称为强度。根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折
7、强度)及抗剪强度等形式。()抗压 （）抗拉 (）抗折 （)抗剪2。比强度：指材料强度与其表观密度之比。3。强度等级：强度等级是按照强度的大小进行分级;塑性材料一般按照材料的抗拉极限强度进行分级，如钢材分为Q195,215，235,255,275等；脆性材料一般按照材料的极限抗压强度进行分级的，如水泥一般分为42。5，52.5，62.5等。二 、弹性与塑性材料在外力作用下产生变形,当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性.材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性.如：钢材的应力应变曲线三、 韧性与脆性1。脆性：材料受外力作用,当外力达一定值时，材
8、料发生突然破坏,且破坏时无明显的塑性变形,这种性质称为脆性。如砖、石材、陶瓷、玻璃、混凝土和铸铁等.2。韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量,同时产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性。如建筑钢材、木材和塑料等。四、 硬度和耐磨性1. 硬度：是指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。金属材料等的硬度常用压入法测定，如布氏硬度法,是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材料常用刻划法测定 。工程中有时用硬度来间接推算材料的强度，如回弹法用于测定混凝土表面硬度,间接推算混凝土强度。2.耐磨性：是材料表面抵抗磨损的能力.材料的耐磨性与材料的组成结构及强度、硬度有关。在土木工程中，道路路面、工业地面等受磨损的部位，选择材料需考虑其耐磨性。3。3 材料的耐久性材料的耐久性：材料在长期使用过程中,能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质,统称之为耐久性。它是一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗渗性、抗冻性、大气稳定性和耐腐蚀性等。