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建筑材料的基本性質主要包括物理性質、力學性質、耐久性、防火性、防輻射性等1、材料的組成與結構材料的組成:化學組成;礦物組成。2、材料的物理性質材料的堆積密度與空隙率。材料與水有關的性質:親水性與憎水性、吸水性、耐水性、抗水性。3、材料的力學性質的影響;強度等級或標號;比強度。材料變形:彈性變形;塑性變形。沖擊韌性。硬度、磨損及磨耗。4、材料的耐久性

材料的化學組成、結構與構造一、材料的化學組成:是決定材料性質的內在因素之一。主要包括:元素組成和礦物組成。二、材料的微觀結構材料的性質與材料內部的結構有密切的關系。材料的結構主要分成:宏觀結構、顯微結構、微觀結構從微觀結構層次上,材料可分為晶體、玻璃體、膠體。晶粒的大小對材料性質也有重要影響,一般晶粒愈細,分布愈均勻,材料的強度愈高。所以改變晶粒的粗細程度,可使材料性質發生變化,如鋼材的熱處理就是利用這一原理。由于膠體的質點很微小,其總表面積很大,因而表面能很大,有很強的吸附力,所以膠體具有較強的粘結力。膠體結構與晶體及玻璃體結構相比,強度較低、變形較大。三、材料的構造致密狀、多孔狀、微孔狀、顆粒狀、纖維狀、.層狀構造材料的物理性質一、材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度1、(一)、材料的密度材料在絕對密實狀態下單位體積的質量(即重量)稱為材料的密度。.(g/cm3)不規則散粒材料--排水法相對密度:無量綱(二)、材料的表觀密度材料在自然狀態下單位體積的質量稱為材料的表觀密度。Ρ0=m/v0(kg/m3)(三、體積密度度(原稱容重,道路工程中亦稱為毛體積密度。對于外形規則的材料,其表觀密度測定很簡便,只要測得材料的重量和體積(可用量具量測,即可算得。不規則材料的體積要采用排水法求得,但材料表面應預先涂上蠟,以防止并予以注明。通常材料的表觀密度是指氣干狀態下的表觀密度。(四)、材料的堆積密度散粒材料在自然堆積狀態下單位體積的質量稱為堆積密度。Ρ0’=m/v0’(kg/m3)散粒材料的體積可用已標定容積的容器測得。砂子、石子的堆積密多或少含有一些孔隙,故一般材料的表觀密度總是小于其密度。2、材料的孔隙率和空隙率(一)孔隙率(材料的密實度和孔隙率)材料孔隙的大小直接反映材料的密實程度,孔隙率大,密實度小.孔隙率是指孔隙在材料體積中所占的比例。一般孔隙率越大,材料的密度越小、強度越低、保溫隔熱性能越好、吸聲隔熱能力越高。率較小,且連通孔較少的材料,其吸水性較小,強度較高,抗滲性和抗凍性較好。密實度+孔隙率=1填充率與空隙率填充率散粒狀材料在其堆積體積中,被顆粒實體體積填充的程度。可用下式表示:0'ρD ()(二)空隙率散粒材料堆積密度中,顆粒間空隙體積所占的百分率稱為空隙率P0’。空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒之間相互填充的密實程度。要依據。二、材料與水有關的性質(一)材料的吸水性和吸濕性(簡單介紹)親水性與憎水性土木工程材料大多數為親水性材料,如水泥、混凝土、砂、石、磚、木材等,只有少數材料如瀝青、石蠟及某些塑料等為憎水性材料。親水性材料:石料、磚、混凝土、木材;憎水性材料:瀝青、石蠟--防水材料吸水性:材料的吸水性用吸水率表示,有以下兩種方法:1)百分率。質量吸水率:材料吸水飽合時,所吸水分質量占干質量的百分率W質=m濕-m干/m干×100%體積吸水率:材料吸水飽和時,所吸收水分體積占干體積的百分率。W體=m飽-m干/Vo×1/ρw×100%含水率:材料所含水分質量占其干質量的百分率。W含=m含-m干/m干×100%2)體積吸水率:體積吸水率是指材料在吸水飽和時,其內部所吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率。土木工程用材料一般采用重量吸水率。材料所吸收的水分是通過開口孔隙吸入的,故隙率。潤濕孔壁,所以吸水率仍然較小。各種材料的吸水率差異很大,如花崗巖的吸水率只有0.5%~0.7%,混凝土的吸水率為%,燒結普通磚的吸水率為8%~20%,木材的吸水100%。吸水率大對材料是不利的。吸濕性度的下降。材料干濕交替還會引起其形狀尺寸的改變而影響使用。(二)材料的耐水性材料長期在水作用下不破壞,強度也不顯著降低的性質稱為耐水性。用軟化系數表示Kr。的軟化系數在0~1之間。在設計長期處于水中或潮濕環境中的重要結構時,必須選用的材料。用于受潮較輕或次要結構物的材料,其值不宜小于。(三)材料的抗滲性:用抗滲系數K或抗滲標號S表示。Ks材料的抗滲性也材料的滲透系數越小,說明材料的抗滲性越強。提高混凝土抗材料的抗滲性與其孔隙特征有關。細微連通的孔隙中水易滲入,故這種孔隙愈多,材料的抗滲性愈差。封閉孔隙中水不易滲入,因此封閉孔隙率大的材料,抗滲性是決定材料耐久性的重要因素。在設計地下結構、壓力管道、壓力容器等結構時,均要求其所用材料具有一定的抗滲性能。抗滲性也是檢驗防水材料質量的重要指標。(四)材料的抗凍性:用抗凍標號D表示。抗凍性以試件在凍融后質量損失和強度損失不超過一定限度時所能經受的凍融循環次數來表示,稱為抗凍等級。抗凍等級 指材料當質量損失小于5%,強度損失小于25%時所能經受的凍融循環次數。材料的抗凍性。材料的抗凍性用抗凍等級表示。用Fn9%,若材料孔性較差。環境溫度愈低、降溫愈快、凍融愈頻繁,則材料受凍融破壞愈嚴重。材料的凍融破壞作用是從外表面開始產生剝落,逐漸向內部深入發展。例題:已知某種建筑材料試樣的孔隙率為24%,此試樣在自然狀態下的體積為40立方度、開口孔隙率、閉口孔隙率、含水率。解:密度=干質量/密實狀態下的體積×()克/立方厘米開口孔隙率=開口孔隙的體積/自然狀態下的體積=()÷1/40=0.187閉口孔隙率=孔隙率-開口孔隙率=0.24-0.187=0.053表觀體積三、材料與熱有關的性質大,大致在~,如泡沫塑料,而大理石。工程中通常把的材料稱為絕熱材料。導熱系數與材料內部孔隙構造有密切關系。由于密閉空氣的導熱系數很小(),的絕熱效能。比熱容、熱容量:材料的導熱系數和熱容量是設計建筑物圍護結構(墻體、屋蓋)耐燃性和耐火性:耐燃性:材料在火焰或高溫作用下可否燃燒的性質。耐火性:材料在火焰或高溫作用下,保持其不破壞、性能不明顯下降的能力。用其耐受的時間來表示,稱為耐火極限材料的力學性質一、材料的強度與等級材料的強度(1).抗壓強度對混凝土來說,有立方體抗壓強度、軸心抗壓強度(棱柱體強度)立方體抗壓強度:邊長為150mm的立方體在20o±3oC的溫度和相對濕度在90%以上的潮濕28(板中的應用)。鋼筋根據它的力學指標也分為幾個等級。到抗剪計算,要復雜多了,涉及到混凝土及鋼筋兩種不同的材料。(4).2。加荷速度:加荷速度快者,強度值偏高。溫度:一般溫度高時,材料的強度將降低,瀝青混凝土尤為明顯。含水狀況:含有水分的材料,其強度較干燥時的低。3.強度等級對于以力學性質為主要性能指標的材料,通常按其強度值的大小劃分成若干等級或標號。脆性材料(混凝土、水泥等)主要以抗壓強度來劃分等級或標號,塑性材料(鋼材等后者是根據強度值劃分的級別。比強度5、影響材料強度的因素組成材料及結構材料的孔隙率含水狀態及溫度注:強度:分為抗拉、抗壓、抗彎、抗剪四種強度。二、材料的彈性與塑性形,亦即剛度愈好。彈性模量是結構設計的重要參數材料的代表。三、材料的脆性與韌性土木工程材料中大部分無機非金屬材料均為脆性材。脆性材料:抗壓強度比抗拉強度高得多。四、材料的硬度與耐磨性硬度:測定材料硬度的方法有多種,常用的有刻劃法和壓入法兩種,不同材料其硬度的其耐磨性愈好。工程中有時也可用硬度來間接推算材料的強。耐磨性:般說,強度較高且密實的材料,其硬度較大,耐磨性較好。材料的耐久性一、材料經受的環境作用1、物理作用包括環境溫度、濕度的交替變化,即冷熱、干濕、凍融等循環作用。2、化學作用。包括大氣和環境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他有害物質對材料的侵蝕作用,以及日光等對材料的作用,使材料產生本質的變化而破壞。3、機械作用。包括荷載的持續作用或交變作用引起材料的疲勞、沖擊、磨損等破壞。4、生物作用。各種材料耐久性的具體內容,因其組成和結構不同而異。例如鋼材易氧化而壞;有機材料多因腐爛、蟲蛀、老化而變質等。二、材料耐久性的測定主要有:干濕循環、凍融循環、碳化、加濕與紫外線干燥循環、鹽溶液浸漬與干燥循環、化學介質浸漬等。三、提高材料耐久性的重要意義:分重要的意義注:1、材料的孔隙率和孔隙特征對材料的密度、吸水率、稀釋率、抗滲率、抗凍率、強度及導熱性等性能有何影響?孔隙率:在材料自然體積內孔隙體積所占的比例。孔隙率的大小直接反映了材料不僅彼此貫通與外界相通,而封閉孔隙則與外界隔絕。對抗滲性的影響:微細孔隙:水分及溶液易被吸入,但不易在其中流動,滲透性最小。粗大孔隙:開口孔隙,水分易于滲透,滲透性最大。細小孔隙:介于二者之間,既易被水分充滿,水分又易在其中滲透,對材料的抗滲性、抗凍性抗、侵蝕性均有極不利的影響。閉口孔隙不易被水分或溶液滲入,對材料的抗滲,抗侵蝕性能的影響甚微,且對抗凍性起有利作用。導熱系數增大,具有封閉孔隙時,導熱系數小。對強度的影響:孔隙率的增加,強度降低;孔隙率低,表觀密度大,材料強度高。1:已知工地進有含水率為5%的濕砂500t,問實為干砂多少t?若工地需要干砂500t,問應進含水率為5%的濕砂多少t?解:①W含=m含-m干/m干×100%=500-m干/m干×100%=5%則m干=500/1+5%=476②W含=m含-m干/m干×100%%=m濕-500/500×100%=5%,則m濕=(1+5%)500=525t1∶2.5∶4.25砼濕重5%,1m31m3()由重量法知:+++=1+2.5+4.25+0.55=2460/8.3=300Kg則:砂子量:×300=750kg石子量:×300=1275kg水量:×300=165kg(2)水泥量不變,加砂、加石、減水。水泥量300kg)×0=)×5=水量:165-5%×750-1.5%×1275=

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