1、第一章第一章 建筑材料的基本性能建筑材料的基本性能主講人：龍志強(qiáng)主講人：龍志強(qiáng)建筑材料概論建筑材料概論本章提要本章提要熟悉和掌握材料的基本性質(zhì)，對(duì)于熟悉和掌握材料的基本性質(zhì)，對(duì)于正確選擇和合理使用材料至關(guān)重要。本正確選擇和合理使用材料至關(guān)重要。本章主要介紹了材料的狀態(tài)物理性質(zhì)、工章主要介紹了材料的狀態(tài)物理性質(zhì)、工程性質(zhì)、功能物理性質(zhì)及其有關(guān)指標(biāo)和程性質(zhì)、功能物理性質(zhì)及其有關(guān)指標(biāo)和計(jì)算公式。計(jì)算公式。要要 目目v 0.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) v 0.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì)v 0.3 建筑材料的功能物理性質(zhì)建筑材料的功能物理性質(zhì)1.1 建筑材料的狀態(tài)物理

2、性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù)二二 材料的組成材料的組成三三 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù) 密度密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。計(jì)算式為： 式中：密度, g/cm3 或 kg/m3m材料的質(zhì)量，g 或 kgv材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 或 m3l 測(cè)試時(shí)，材料必須是絕對(duì)干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來(lái)測(cè)定其體積。（李氏瓶測(cè)定）1 1 密度密度mv1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù)2 2 表觀密度表觀密

3、度 表觀密度表觀密度（容重）是指材料在自然狀態(tài)下單位體積（容重）是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。計(jì)算式為：的質(zhì)量。計(jì)算式為： 00mv1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù)2 2 表觀密度表觀密度l 材料的表觀體積是指包含孔隙的體積。 一般是指材料長(zhǎng)期在空氣中干燥，即氣干狀態(tài)下的表觀密度。在烘干狀態(tài)下的表觀密度，稱為干表觀密度。 l 因?yàn)榇蠖鄶?shù)材料的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量（有時(shí)還影響其表觀體積）。因此，材料的表觀密度除了與其微觀結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有

4、關(guān)1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù)2 2 表觀密度表觀密度l 粉末材料：干表觀密度值與密度值近似相等（？）l 砂石類散粒材料：飽水法測(cè)試 l 塊狀材料及：幾何外形計(jì)算或蠟封法bvvm0vm1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù) 指粉狀、粒狀或纖維狀材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。計(jì)算式為： 式中： 堆積密度, g/cm3 或 kg/m3 m材料的質(zhì)量，g 或 kg v0堆積體積，cm3 或 m3l 粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此，

5、材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。3 3 堆積密度堆積密度00mv01.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù) 指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。密實(shí)度的計(jì)算式如下：密度； 對(duì)于絕對(duì)密實(shí)材料， 因 0 = ，故密實(shí)度d =1 或 100%。對(duì)于大多數(shù)土木工程材料， 因 0 ，故密實(shí)度d 1 或 d 100%。4 4 材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度00vvd1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù) 指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。孔隙率p按下式計(jì)算： v材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 或 m3 密度,

6、 g/cm3 或 kg/m35 5 孔隙率孔隙率0001vvvp1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 一一 材料的狀態(tài)參數(shù)材料的狀態(tài)參數(shù) 指散粒材料在其堆集體積中指散粒材料在其堆集體積中, , 顆粒之間的空隙體積所顆粒之間的空隙體積所占的比例。空隙率占的比例。空隙率p p， 按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：0 0，材料的堆積密度材料的堆積密度 空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充的致空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充的致密程度。空隙率可作為控制混凝土骨料級(jí)配與計(jì)算含密程度。空隙率可作為控制混凝土骨料級(jí)配與計(jì)算含砂率的依據(jù)。砂率的依據(jù)。5 5 空隙率空隙率000001vvpv

7、1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 表表1.1 常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率 材料 密度(kg/m3) 表觀密度0(kg/m3) 堆積密度0(kg/m3)孔隙率(%)石灰?guī)r 2.602.8020002600_花崗巖 2.602.9026002800_0.53.0碎石(石灰?guī)r) 2.602.80_14001700_砂 2.60_14501650_粘土2.60_16001800_普通粘土磚 2.5016001800_20401.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 二二 材料的組成材料的組成1.1. 化學(xué)

8、組成化學(xué)組成無(wú)機(jī)非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物含量來(lái)表示。金屬材料以元素含量來(lái)表示。 有機(jī)高分子材料由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物鏈接而成，由低分子化合物到高分子化合物的轉(zhuǎn)變稱為聚合。化學(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 二二 材料的組成材料的組成2. 2. 基元組成基元組成基元是構(gòu)建材料最基本單位。無(wú)機(jī)非金屬材料的基元是礦物（具有一定化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)特征的物質(zhì)） 有機(jī)高分子材料的基元是鏈節(jié)（能夠重復(fù)的特定結(jié)構(gòu)單元）。1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 三三 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)（一）（一） 顯微結(jié)構(gòu)

9、顯微結(jié)構(gòu) 顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)是指材料內(nèi)部原子、分子、離子等微觀質(zhì)點(diǎn)是指材料內(nèi)部原子、分子、離子等微觀質(zhì)點(diǎn)的的 空間排列方式。空間排列方式。（1）晶體結(jié)構(gòu) 把相同質(zhì)點(diǎn)（原子、分子、離子等）在空間做周期排練成固定幾何外形的固體稱為晶體。（2）玻璃結(jié)構(gòu) 晶態(tài)物體在高溫下熔融變?yōu)橐簯B(tài)，當(dāng)溫度驟然下降到低于凝固點(diǎn)溫度時(shí)，熔體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及排列成有序結(jié)構(gòu)而凝固成固體狀態(tài)即成玻璃體機(jī)構(gòu)。（3）膠體結(jié)構(gòu) 指高度分散的分散體，或膠態(tài)分散體。由形成粒子的不連續(xù)分散相和分散相以外的分散介質(zhì)組成。材料的微觀結(jié)構(gòu)形式及其主要特性材料的微觀結(jié)構(gòu)形式及其主要特性1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 三三 材料

10、的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)（二）（二） 宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)1.1.定義與分類定義與分類 宏觀結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）是指用肉眼或放大鏡能夠分辨材料的組織。其尺寸約為毫米級(jí)大小，以及更大尺寸的構(gòu)造情況。宏觀構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為：（1）致密結(jié)構(gòu)，基本上是無(wú)孔隙存在的材料。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 三三 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu) （2）多孔結(jié)構(gòu)，是指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)材料等。(3）微孔結(jié)構(gòu)，是指微細(xì)的孔隙結(jié)構(gòu)。如石膏制品、粘土磚瓦等。1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 三三 材料

11、的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)按孔隙尺寸可以分為：（1）聚集結(jié)構(gòu)聚集結(jié)構(gòu)：如水泥混凝土、砂漿、瀝青混凝土等（2）纖維結(jié)構(gòu)纖維結(jié)構(gòu)：是指木材纖維、玻璃纖維、礦物棉纖維所具有的結(jié)構(gòu)。（3）層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)：采用粘結(jié)或其他方法將材料迭合成層狀的結(jié)構(gòu)。如膠合板、迭合人造板、蜂窩夾芯板、以及某些具有層狀填充料的塑料制品等。 （4）散粒結(jié)構(gòu)散粒結(jié)構(gòu)：是指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。比如混凝土骨料、用作絕熱材料的粉狀和和粒狀的添充料。1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 2 2 孔結(jié)構(gòu)孔結(jié)構(gòu) 材料的孔結(jié)構(gòu)對(duì)材料的很多性質(zhì)有重大影響，如強(qiáng)度、變形行為、導(dǎo)熱性、滲透性等。從宏觀結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，影響材料性能的因素主要是孔結(jié)構(gòu)

12、。孔結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括：孔隙率孔徑分布（孔級(jí)配，不同孔徑的孔互相搭配情況）孔幾何學(xué)（孔的形貌和排列）1.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) bkkbkkbkvvvvpppvvpdvvvvvvvvp000000111.1 建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì)建筑材料的狀態(tài)物理性質(zhì) 三三 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)從宏觀結(jié)構(gòu)看，影響材料性能的主要因素是孔隙。從宏觀結(jié)構(gòu)看，影響材料性能的主要因素是孔隙。組成和微觀結(jié)構(gòu)相同而宏觀結(jié)構(gòu)不同，會(huì)表現(xiàn)出不組成和微觀結(jié)構(gòu)相同而宏觀結(jié)構(gòu)不同，會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性能：玻璃磚和泡沫玻璃同的物理性能：玻璃磚和泡沫玻璃組成和微觀結(jié)構(gòu)不同而宏觀結(jié)構(gòu)相同，會(huì)表現(xiàn)出一組成和微觀結(jié)構(gòu)

13、不同而宏觀結(jié)構(gòu)相同，會(huì)表現(xiàn)出一定程度相同的工程性質(zhì)：泡沫玻璃和泡沫混凝土可定程度相同的工程性質(zhì)：泡沫玻璃和泡沫混凝土可作保溫材料作保溫材料孔隙可減輕材料自重孔隙可減輕材料自重不同孔結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮保溫、絕熱和隔聲功能不同孔結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮保溫、絕熱和隔聲功能孔隙會(huì)對(duì)建筑材料的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響孔隙會(huì)對(duì)建筑材料的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 一一 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)1.1.材料的應(yīng)力材料的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系u 彈性彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時(shí)變形）u 塑性塑性

14、：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 一一 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)1.1.材料的應(yīng)力材料的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系u脆性脆性：材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無(wú)明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。如：巖石、混凝土、玻璃u延性：延性：材料在破壞前產(chǎn)生很大的塑性變形，這種性質(zhì)稱為延性。如：軟鋼、橡膠、塑料u韌性韌性: :在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性或沖擊韌性。如：

15、設(shè)計(jì)路面、橋梁、吊車梁u徐變徐變：當(dāng)材料長(zhǎng)時(shí)間承受一定荷載時(shí)變形卻隨時(shí)間而增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為徐變1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 一一 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)2.2.材料的力學(xué)破壞材料的力學(xué)破壞u 材料的力學(xué)破壞本質(zhì)上是由于原子間或分子間材料的力學(xué)破壞本質(zhì)上是由于原子間或分子間的結(jié)合鍵受拉力作用發(fā)生斷裂所造成的。的結(jié)合鍵受拉力作用發(fā)生斷裂所造成的。u 斷裂的形式：脆裂或產(chǎn)生晶界面滑移斷裂的形式：脆裂或產(chǎn)生晶界面滑移u 強(qiáng)度：材料在外力作用下，抵抗破壞的能力強(qiáng)度：材料在外力作用下，抵抗破壞的能力u 理論強(qiáng)度：理論強(qiáng)度：u 實(shí)際強(qiáng)度約為理論強(qiáng)度的實(shí)際強(qiáng)度約為理論強(qiáng)度的e/100-

16、e/1000e/100-e/1000)100(10/00ededeth1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能指標(biāo)力學(xué)性能指標(biāo) 材料在外力材料在外力(荷載荷載)作用下抵抗破壞的能力，稱作用下抵抗破壞的能力，稱為為強(qiáng)度強(qiáng)度。 當(dāng)材料承受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)力。隨當(dāng)材料承受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)力。隨著外力逐漸增加，應(yīng)力也相應(yīng)增大。直至材料內(nèi)部著外力逐漸增加，應(yīng)力也相應(yīng)增大。直至材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的作用力不能再抵抗這種應(yīng)力時(shí)，材料即破質(zhì)點(diǎn)間的作用力不能再抵抗這種應(yīng)力時(shí)，材料即破壞，此時(shí)的極限應(yīng)力值就是壞，此時(shí)的極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度。 根據(jù)外力作用方式的不同，材料

17、強(qiáng)度有根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗拉、抗壓、抗剪和抗彎抗壓、抗剪和抗彎(抗折抗折)強(qiáng)度等強(qiáng)度等(圖圖1.121.12)。 1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能指標(biāo)力學(xué)性能指標(biāo)圖1.12 材料受力示意圖 (a)拉力；(b)壓力；(c)剪切；(d)彎曲 1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能指標(biāo)力學(xué)性能指標(biāo)在試驗(yàn)室采用在試驗(yàn)室采用破壞試驗(yàn)法破壞試驗(yàn)法測(cè)試材料的強(qiáng)度。按照國(guó)測(cè)試材料的強(qiáng)度。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法，將制作好的試件安放在材家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法，將制作好的試件安放在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力( (荷載荷載) )

18、，直至破壞，根據(jù)試，直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為： ffaf- 材料強(qiáng)度（mpa);f-材料破壞時(shí)最大荷載（n）；a材料受力截面積（mm2)1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 二二 力學(xué)性能指標(biāo)力學(xué)性能指標(biāo) 材料的抗彎強(qiáng)度與試件受力情況、截面形狀以及支承條件有關(guān)。通常是將矩形截面的條形試件放在兩個(gè)支點(diǎn)上，中間作用一集中荷載。 材料的抗彎強(qiáng)度的計(jì)算式為： 材料的強(qiáng)度主要取決于它的組成和結(jié)構(gòu)。一般說(shuō)材料孔隙率越大，強(qiáng)度越低，另外不同的受力形式或不同

19、的受力方向，強(qiáng)度也不相同。 232flfbh1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性 材料在建筑物的使用過(guò)程中，受到各種破壞作用 物理作用物理作用：溫度和干濕的交替變化、循環(huán)凍融等 機(jī)械作用機(jī)械作用：荷載的持續(xù)作用、反復(fù)荷載引起材料的疲勞、沖擊疲勞、磨損等 化學(xué)作用化學(xué)作用：包括酸、堿、鹽等液體或氣體對(duì)材料的侵蝕作用 生物作用生物作用：昆蟲、菌類等的作用而使材料蛀蝕或腐朽1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性耐久性，是在使用條件下，在上述各種因素作用下，于規(guī)定使用期限內(nèi)不破壞，也不失去原有性能的性質(zhì)。 耐久

20、性是一種綜合性質(zhì)：抗凍性、抗風(fēng)化、抗老化、耐化學(xué)侵蝕性1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性（一）材料在水作用下的性質(zhì)（一）材料在水作用下的性質(zhì)1. . 親水性與憎水性親水性與憎水性與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤(rùn)濕，而有些材料則不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，前者為親水性，后者為憎水性。材料具有親水性或憎水性的根本原因根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力，小于水分子本身之間的內(nèi)聚力。1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) l 潤(rùn)濕角的大小潤(rùn)濕角的大小劃分親水憎水

21、l 潤(rùn)濕角為在材料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角。l 潤(rùn)濕角 時(shí)，為親水性材料；當(dāng)材料的潤(rùn)濕角 時(shí)，為憎水性材料。大多數(shù)建筑材料，如石材、磚大多數(shù)建筑材料，如石材、磚瓦、陶器、混凝土、木材等都瓦、陶器、混凝土、木材等都屬于親水性材料屬于親水性材料，而瀝青、石，而瀝青、石蠟和某些高分子材料蠟和某些高分子材料屬于憎水屬于憎水性材料。性材料。 1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性2. . 吸水性與吸濕性吸水性與吸濕性材料在水中能吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性，常用吸水率表示（1）質(zhì)量吸水率質(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所

22、吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以m 表示。質(zhì)量吸水率m 的計(jì)算公式為：%100ggbmmmmw1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性（2）體積吸水率體積吸水率 體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以w表示。體積吸水率w的計(jì)算公式為：%10010wgbvvmmwg1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性質(zhì)量吸水率和體積吸水率之間的關(guān)系質(zhì)量吸水率和體積吸水率之間的關(guān)系wwgvvmwmw0011.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性（3）吸濕性吸濕

23、性 材料的吸濕性吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。 干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過(guò)程，后者是材料的干燥過(guò)程。由此可見(jiàn)，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性 材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以h表示，其計(jì)算公式為：%100ggshmmmw1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性3. . 耐水性與抗?jié)B性耐水性與抗?jié)B性（1）耐水性耐水性 材料的耐水性是指

24、材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)kr：gbrffk式中 kr 材料的軟化系數(shù)fb 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（mpa）。fg 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（mpa）1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受

25、到限制。工程中通常將0.850.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75 。1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性3. . 耐水性與抗?jié)B性耐水性與抗?jié)B性（2）抗?jié)B性抗?jié)B性 抗?jié)B性是指材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性質(zhì)。材料的抗?jié)B性可用滲透系數(shù)滲透系數(shù)表示。式中 k滲透系數(shù), （cm / h）;q滲水量， （cm3 ）a 滲水面積, （cm2 ）；h 材料兩側(cè)的水壓差，（cm）d 試件厚度 （cm）；t 滲水時(shí)間 （h）材料的滲透系數(shù)越小，說(shuō)明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。材料的滲透

26、系數(shù)越小，說(shuō)明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。qkdath1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) l 材料的抗?jié)B性也可以用抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)pn來(lái)表示。 l 材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母p及可承受的水壓力（以0.1mpa為單位）來(lái)表示抗?jié)B等級(jí)。l 如p4、p6、p8、p10等，表示試件能承受逐步增高至0.4mpa、0.6mpa、0.8mpa、1.0mpa的水壓而不滲透。例如：某防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)為p6，表示該混凝土試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后，按照規(guī)定的試驗(yàn)方法在0.6mpa壓力水的作用下無(wú)滲透現(xiàn)象。 1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程

27、性質(zhì) 三三 材料的耐久性材料的耐久性（一）建筑材料的抗凍性（一）建筑材料的抗凍性材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞凍融破壞。抗凍性抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 1 1 凍害機(jī)理凍害機(jī)理（1 1）凍脹假說(shuō)）凍脹假說(shuō)水結(jié)冰時(shí)體積膨脹9%，產(chǎn)生壓力使材料破壞凍害條件凍害條件：（1 1）飽水狀態(tài)飽水狀態(tài)（2 2）孔結(jié)構(gòu)孔結(jié)構(gòu)（323210-10m（2

28、2）滲脹假說(shuō)）滲脹假說(shuō) 毛細(xì)孔水量小于孔隙容積的毛細(xì)孔水量小于孔隙容積的91.7%91.7%（極限飽和度）時(shí)，（極限飽和度）時(shí)，其結(jié)冰不至于使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞其結(jié)冰不至于使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞過(guò)冷狀態(tài)的水的蒸氣壓高于同溫度下冰的蒸氣壓，使凝過(guò)冷狀態(tài)的水的蒸氣壓高于同溫度下冰的蒸氣壓，使凝膠孔中水向毛細(xì)孔中冰的界面處滲透，產(chǎn)生滲透壓力，膠孔中水向毛細(xì)孔中冰的界面處滲透，產(chǎn)生滲透壓力，與冰脹壓力共同作用使結(jié)構(gòu)破壞與冰脹壓力共同作用使結(jié)構(gòu)破壞1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 2 2 抗凍性的主要影響因素抗凍性的主要影響因素材料孔結(jié)構(gòu)材料孔結(jié)構(gòu)水飽和度：水飽和度：摻入引氣劑摻入引氣劑凍融齡期：

29、凍融齡期：冷凍溫度、凍融速度、凍融時(shí)間冷凍溫度、凍融速度、凍融時(shí)間養(yǎng)護(hù)齡期：養(yǎng)護(hù)齡期：養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加，可結(jié)冰的水減少，水中溶養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加，可結(jié)冰的水減少，水中溶鹽濃度增加，冰點(diǎn)降低，材料的抗凍性提高。加入早強(qiáng)鹽濃度增加，冰點(diǎn)降低，材料的抗凍性提高。加入早強(qiáng)劑劑1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 3 3 抗凍性指標(biāo)抗凍性指標(biāo)抗凍標(biāo)號(hào)（抗凍標(biāo)號(hào)（或稱為抗凍等級(jí)）：以同時(shí)滿足強(qiáng)度損失率以同時(shí)滿足強(qiáng)度損失率不超過(guò)不超過(guò)25%25%，質(zhì)量損失率不超過(guò)，質(zhì)量損失率不超過(guò)5%5%的最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表的最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。示。 材料的抗凍等級(jí)可分為15、25、50、100、200等，分別表示此材料可

30、承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。耐久性指標(biāo)：耐久性指標(biāo)：指材料經(jīng)受快速凍融循環(huán)（指材料經(jīng)受快速凍融循環(huán)（2-4h2-4h完成），完成），以同時(shí)滿足性對(duì)動(dòng)彈性模量值不小于以同時(shí)滿足性對(duì)動(dòng)彈性模量值不小于60%60%和質(zhì)量損失率和質(zhì)量損失率不超過(guò)不超過(guò)5%5%時(shí)最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。時(shí)最大循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。1.2 建筑材料的工程性質(zhì)建筑材料的工程性質(zhì) 3 3 抗凍性指標(biāo)抗凍性指標(biāo)耐久性系數(shù)耐久性系數(shù)k kn n：經(jīng)快速凍融試驗(yàn)后用經(jīng)快速凍融試驗(yàn)后用k kn n=pn/300=pn/300計(jì)算得計(jì)算得到的，其中到的，其中n n表示凍融循環(huán)表示凍融循環(huán)300300次，或相對(duì)動(dòng)彈性

31、模量下次，或相對(duì)動(dòng)彈性模量下降到降到60%60%以下，或重量損失率在到以下，或重量損失率在到5%5%，滿足之一者的凍，滿足之一者的凍融循環(huán)次數(shù)；融循環(huán)次數(shù)；p p為經(jīng)為經(jīng)n n次凍融循環(huán)后試件的相對(duì)動(dòng)彈性模次凍融循環(huán)后試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量。量。作業(yè) 例例1-1 1-1 某工地所用卵石材料的密度為某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm2.65g/cm3 3、表觀密度為、表觀密度為2.61g/cm2.61g/cm3 3、堆積密度、堆積密度為為1680 kg/m1680 kg/m3 3，計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率？計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率？ 例例1-2 1-2 有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下重重2900g2900g，其絕干質(zhì)量為，其絕干質(zhì)量為2550g2550g。磚的尺寸為。磚的尺寸為24024011511553mm53mm，經(jīng)干燥并磨成細(xì)粉后取，經(jīng)干燥并磨成細(xì)粉后取50g50g，用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為18.62 cm18.62 cm3 3 。試。試計(jì)算該磚的吸水率、密度、孔隙率、表觀密度。計(jì)算該磚的吸水率、密度、孔隙率、表觀密度。作業(yè) 1某一塊狀材料的全干重量為100g，自然狀態(tài)體積為40cm3，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下體積為33cm3，試計(jì)算其密度、表觀密度、密實(shí)度和孔