建筑材料基本性能

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1、1建筑材料的基本性能熟悉和掌握材料的基本性质，对于正确选择和合理使用材料至关重要。本章主要介绍了材料的基本物理、力学性质及其有关指标和计算公式。物理性质包括材料与质量有关的性质、与水有关的性质、热工性质，力学性质包括强度、弹性与塑性、脆性与韧性。本章提要本章内容1.1材料的物理性质1.2材料的力学性质1.1材料的物理性质密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。计算式为：绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。1.1.1材料与质量有关的性质1.1.1.1密度1.1.1.3表观密度表观密度是指材料在自然状

2、态下单位体积的质量。计算式为：材料的表观体积是指包含内部孔隙的体积。一般是指材料长期在空气中干燥，即气干状态下的表观密度。在烘干状态下的表观密度，称为干表观密度。00mVr=堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。计算式为：砂子、石子等散粒材料的堆积体积，是在特定条件下所填充的容量筒的容积。材料的堆积体积包含了颗粒之间或纤维之间的孔隙。常用建筑材料的有关数据见表1.1。1.1.1.3堆积密度表1.1常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度和孔隙率材料密度ρ(kg/m3)表观密度ρ0(kg/

3、m3)堆积密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)石灰岩1.60~1.802000~2600____花岗岩1.60~1.902600~2800__0.5~3.0碎石(石灰岩)1.60~1.80__1400~1700__砂1.60__1450~1650__粘土1.60__1600~1800__普通粘土砖1.501600~1800__20~40材料密度ρ(kg/m3)表观密度ρ0(kg/m3)堆积密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)粘土空心砖1.501000~1400____水泥3.10__1200~1300__普通混

4、凝土__2100~2600__5~20木材1.55400~800__55~75钢材7.857850__0泡沫塑料__20~50____(1)密实度密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例。密实度反映材料的致密程度。计算式为：1.1.1.4材料的密实度与孔隙率例如：某种普通粘土砖ρ0=1700kg/m3，ρ=1.5g/cm3。那么其密实度D=ρ0÷ρ×100%=1700÷2500×100%=68%(2)孔隙率孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。计算式为：孔隙率与密实

5、度的关系为：如上述普通粘土砖的孔隙率为：P=（1-ρ0÷ρ)×100%=(1-0.68)×100%=32%材料的密实度和孔隙率是从不同方面反映材料的密实程度，通常采用孔隙率表示。根据材料内部孔隙构造的不同，孔隙分为连通的和封闭的两种。几种常用材料的孔隙率列于表1.1。(1)填充率填充率是指散粒材料在某种堆积体积内被其颗粒填充的程度。其计算式为：1.1.1.5材料的填充率与空隙率(2)空隙率空隙率是指散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。计算式为：空隙率与填充率的关系为：材料在空气中与水

6、接触时，根据材料表面被水润湿的情况，分亲水性材料和憎水性材料两类当材料分子与水分子间的相互作用力大于水分子间的作用力时，材料表面就会被水所润湿。此时在材料、水和空气的三相交点处，沿水滴表面所引切线与材料表面所成的夹角θ≤90°［图1.1(a)］，这种材料属于亲水性材料。1.1.2材料与水有关的性质1.1.1.1亲水性与憎水性如果材料分子与水分子间的相互作用力小于水本身分子间的作用力，则表示材料不能被水润湿。此时，润湿角90°＜θ＜180°［图1.1(b)］，这种材料称为憎水性材料。大多数建筑材料，如石材、砖瓦、

7、陶器、混凝土、木材等都属于亲水性材料，而沥青、石蜡和某些高分子材料属于憎水性材料。图1.1材料润湿边角吸水性是指材料在水中能吸收水分的性质。吸水性的大小用吸水率表示。吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。质量吸水率1.1.1.2吸水性体积吸水率材料吸水率的大小与材料的孔隙率和孔隙构造特征有关。材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。含水率为材料所含水的质量占材料干燥质量的百分比。计算式为：1.1.1.3吸湿性’=(/)×

8、100%材料在长期饱和水作用下不被破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数表示。计算式为：1.1.1.4耐水性Kff=swpd抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗水渗透的性质。材料的抗渗性可用渗透系数表示。1.1.1.5抗渗性材料的抗渗性也可以用抗渗等级Pn来表示。例如：某防水混凝土的抗渗等级为P6，表示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定的试验方法在0.6M