第2章建筑材料的基本性质ppt课件.ppt

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1、建筑材料基本性质土木工程的各个部位都处于不同的环境条件并起一定的作用。如梁、板、柱以及承重的墙体主要承受各种荷载作用；房屋屋面要承受风霜雨雪的作用且能保温、防水；基础除承受建筑物全部荷栽外，还要承受冰冻及地下水的侵蚀；墙体要起到抗冻、隔声、保温隔热等作用。这就要求用于不同工程部位的材料应具有相应的性质。这些性质归纳起来可分为：一、物理性质与各种物理过程（水、热作用）有关的性质；二、力学性质材料在荷载作用下的变形及抵抗变形的能力；三、耐久性材料在使用环境中，受到各种作用（物理作用、化学作用及生物作用等）而影响使用功能。建筑材料所具有的各种性质，主要取决于材料的组

2、成和结构状态，同时还受到环境条件的影响。为了能够合理地选择和正确地使用材料，必须了解材料的各种性质以及性质与组成、结构状态的关系。学习目标：了解各类建筑材料的组成和结构；掌握建筑材料的基本物理性质、力学性质和耐久性掌握建筑材料的实际密度、表观密度、堆积密度、孔隙率和密实度的计算方法2.1.1材料的组成材料的组成包括化学组成和矿物组成。1.化学组成化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。不同化学组成的材料其性质不同。如碳素钢随含碳量的增加，其强度、硬度、冲击韧性将发生变化；碳素钢容易生锈，在钢中加入铬、镍等化学分就生产出不锈钢。2.矿物组成矿物是具有相对固

3、定的化学成分和结构特征的单体和化合物。许多无机非金属材料是由各种矿物组成的。某些建筑材料，其矿物组成是决定其材料性质的主要因素。水泥因所含的熟料矿物不同或其含量不同，表现出来的水泥性质就不同。2.1材料的基本组成、结构与构造2.1.2材料的结构和构造材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。它是决定材料各种性质的最重要因素。1.宏观结构指用肉眼或是放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构。主要由以下类型：致密结构、多孔结构、微孔结构、纤维结构、片状或层状结构和散粒结构。2.1材料的基本组成、结构与构造按孔隙分：致密结构：如钢铁、玻璃、致密天然石材、玻璃、

4、玻璃钢、塑料等多孔结构：如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料等微孔结构：如石膏制品、烧粘土制品等致密性结构微孔结构多孔结构按存在状态分：纤维结构：如木材、玻璃钢、岩棉等层状结构：如胶合板、纸面石膏板等散粒结构：如混凝土骨料、膨胀珍珠岩等木材胶合板混凝土骨料2.1.2材料的结构和构造2.细观结构指用光学显微镜所观察到得微米级组织结构称为细观结构，又称为亚微观结构或显微观结构。该结构主要研究材料内部的晶粒、颗粒等的大小和形态、晶界或界面，孔隙与微裂纹的大小、形状及分布等。3.微观结构用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究的材料原子、分子级的微观组织称为微观结构2.1材料的

5、基本组成、结构与构造2.2材料的物理性质2.2.1材料与质量有关的性质1.与质量有关的性质自然界的材料，由于其单位体积中所含孔(空)隙程度不同，因而其基本的物理性质参数——单位体积的质量也有差别，现分述如下。2.2材料的物理性质①实际密度实际密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，绝对密实状态下的体积是不包括孔隙在内的体积。按下式计算：式中：ρ——密度，g/cm3或kg/m3m——材料的质量，g或kgV——材料在绝对密实状态下的体积，cm3或m3图2—1材料组成示意图1．空隙2．固体物质2.2材料的物理性质②表观密度表观密度是指材料在自然状态下，单位体积所具有的

6、质量。按下式计算：式中：——材料的表观密度，g/cm3或kg/m3——材料的质量，g或kg——材料在自然状态下的表观体积，cm3或m3。2.2材料的物理性质③堆积密度是指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。按下式计算：式中：——材料的堆积密度，kg/m3；m——材料的质量，kg；——材料的自然堆积体积，包括颗粒的体积和颗粒之间空隙的体积(见图)，也即按一定方法装入容器的容积，m3。图2—2散粒材料堆积及体积示意图(堆积体积＝颗粒体积＋空隙体积)1．固体物质2．空隙3．孔隙2.2材料的物理性质b．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

7、物质的体积占总体积的比例。以D表示，密实度的计算式如下：式中：D——材料的密实度，％。V——材料的绝对密实体积，cm3或m3；——材料的自然体积，cm3或m3。为表观密度ρ为实际密度2.2材料的物理性质⑤孔隙率与密实度a．孔隙率孔隙率是指材料中孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率。以P表示，可用下式计算：式中：P——孔隙率，％；V——材料的绝对密实体积，cm3或m3；——材料的自然体积，cm3或m3。为表观密度ρ为实际密度2.2材料的物理性质孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度，其大小取决于材料的组成、结构以及制造工艺。材料的许多工程性质如强度、吸水性、抗渗性