建筑材料1史长莹分析.pptx
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1、第1章 建筑材料的基本性质the Basic Property of Construction Materials1.1 材料与质量有关的性质1.1.1 材料的体材料的体积构成构成 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态,因而表现出不同的体积。1.1 材料与质量有关的性质1.1.2 绝对密密实体体积 干燥材料在干燥材料在绝对密密实状状态下的体下的体积。即材料内部固体物质的体积,或不包括内部孔隙的材料体积。一般以表示。一般将材料磨成规定细度的粉末,用排开液体的方法得到其体积。1.1.3 近似近似绝对密密实体体积 对于比较密实、孔隙较少的散粒状材料,不必磨细,直接用排开液体的方法测定
2、的体积。一般以 表示。1.1 材料与质量有关的性质 近似绝对密实体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少,孔隙中是否含有水及含水的多少,均可能影响其总质量或体积。工程中砂石材料,直接用排水法测定其表观体积1.1.4 材料的自然体材料的自然体积 材料在自然状态下的体积,即整体材料的外观体积(含内部孔隙和水分)。一般以V0 表示。形状规则的材料可根据其尺寸计算其体积;形状不规则的材料可先在材料表面涂腊,然后用排开液体的方法得到其体积。1.1.5 材料的堆材料的堆积体体积 粉状或粒状材料,在堆积状态下的总体外观体积。松散堆积状态下的体积较大,密实堆积状态下的体积较小。一般以 表示。1.1
3、 材料与质量有关的性质1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2.1 密度密度 指材料在材料在绝对密密实状状态下下单位体位体积的的质量量,按下式计算:式中:密度,g/cm3;m材料在干燥状态下的质量,g;V材料的绝对密实体积,cm3。1.2.2 视密度密度 材料单位近似绝对密实体积的质量。按下式计算:式中:视密度,g/cm3 或 kg/m3;m 材料在干燥状态下的质量,g 或 kg;材料的近似绝对密实体积,cm3 或 m3。1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率砂视密度s的测定(kg/m3)式中:m0砂试样的烘干质量,g;m0300g;m1砂试样、水及容量瓶总
4、质量,g;m2水及容量瓶总质量,g。测定瓶+砂+水的质量m1测定瓶+水的质量m2 材料的视密度与其内部构成状态及含水状态有关。1.2.3 表观密度 表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算:式中:0材料的表观密度,g/cm3 或 kg/m3;m 材料的质量,g 或 kg;V0材料的自然体积,cm3 或 m3。1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2.4 堆积密度 堆积密度是指粉状或粒状材料,在堆积状态下单位体积的质量。按下式计算:式中:0材料的堆积密度,g/cm3 或 kg/m3;m 材料的质量,g 或 kg;材料的堆积体积,cm3 或 m3。1.2 材料的密度、表观密度和孔隙
5、率1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率砂堆积密度的测定将容量筒内材料刮平,容量筒的容积即为材料堆积体积1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率几种密度的比较比较项目密度视密度表观密度堆积密度材料状态绝对密实近似绝对密实状态自然状态堆积状态材料体积VV0计算公式应用判断材料性质用量计算、体积计算1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2.5 密实度是指材料体积内固体物质填充的程度。密实度的计算式如下:式中:密度;0材料的表观密度。对于绝对密实材料,因 0=,故密实度D=1 或100%。对于大多数土木工程材料,因 0 ,故密实度D 1 或 D 100%。1.2.6 孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总
6、体积的百分率。孔隙率P按下式计算:式中:V材料的绝对密实体积,cm3 或 m3;V0材料的表观体积,cm3 或 m3;0材料的表观密度,g/cm3 或 kg/m3;密度,g/cm3 或 kg/m3。1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2.7 填充度是指散粒材料堆积体积内,被其颗粒填充的程度。填充度的计算式如下:式中:视密度;材料的堆积密度。1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率1.2.8空隙率是指散粒材料在其堆积体积中,颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率 按下式计算:式中:材料的视密度;材料的堆积密度。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。
7、空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依据。1.2 材料的密度、表观密度和孔隙率孔隙率与空隙率的区别比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作 用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式1.31.3 材料的力学性质1.3.1 材料的强度材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。根据外力作用方式的不同,材料强度有:抗压、抗拉、抗剪、抗弯(抗折)强度等。抗压抗拉抗剪抗弯1.31.3 材料的力学性质抗压强度、抗拉强度、抗剪强度的计算:式中:f材料强度,MPa;Fmax材料破坏时的最大荷载,N;A试件受力面积,mm2。抗弯强度的计算:中间作用一集中荷载,对矩形截面试件,则其抗弯强度用
8、下式计算:式中:fw材料的抗弯强度,MPa;Fmax材料受弯破坏时的最大荷载,N;A试件受力面积,mm2;L、b、h 两支点的间距,试件横截面的宽及高,mm。-1.31.3 材料的力学性质材料强度测试结果受到很多因素的影响,主要有:试件的形状、尺寸、表面状况;试件的温度、湿度;加荷速度、实验装置等。1.31.3 材料的力学性质1.3.2 弹性和塑性(1)弹性 材料在外力作用下产生变形,当外力取消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种完全恢复的变形称为弹性变形(或瞬时变形)。(2)塑性 材料在外力作用下产生变形,如果外力取消后,仍能保持变形后的形状和尺寸,并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不
9、能恢复的变形称为塑性变形(或永久变形)。1.31.3 材料的力学性质1.3.3 脆性和韧性 材料受力达到一定程度时,突然发生破坏,并无明显的变形,材料的这种性质称为脆性。大部分无机非金属材料均属脆性材料,如天然石材,烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。脆性材料的另一特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中使用时,应注意发挥这类材料的特性。1.31.3 材料的力学性质1.3.3 脆性和韧性 在冲击、震动荷载作用下,材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质称为韧性或冲击韧性。建筑钢材(软钢)、木材、塑料等是较典型的韧性材料。路面、桥梁、吊车梁及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性
10、。脆性和韧性一般是连在一起的。脆性材料力学性能的特点是抗压强度远大于抗拉强度,破坏时的极限应变值极小。砖、石材、陶瓷、玻璃、混凝1.31.3 材料的力学性质1.3.3 脆性和韧性土、铸铁等都是脆性材料。与韧性材料相比,它们对抵抗冲击荷载和承受震动作用是相当不利的。作为工程材料,我们希望它同时具有良好的韧性和脆(刚)性。在改善材料的韧性时,还应设法提高脆(刚)性。横向变形与体积比:P11 徐变与应力松弛:P111.31.3 材料的力学性质1.3.4 硬度和耐磨性(1)硬度材料的硬度是材料表面的坚硬程度,是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力。通常用刻划法,回弹法和压入法测定材料的硬度。刻划法用于天
11、然矿物硬度的划分,按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉、金刚石的顺序,分为10个硬度等级。回弹法用于测定混凝土表面硬度,并间接推算混凝土的强度;也用于测定陶瓷、砖、砂浆、塑料、橡胶、金属等的表面硬度并间接推算其强度。(2)耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力(包括磨损和磨耗)。材料的耐磨性用磨耗率表示,计算公式如下:式中:G 材料的磨耗率,(g/cm2);m1材料磨损前的质量,(g);m2 材料磨损后的质量,(g);A材料试件的受磨面积(cm2)。1.31.3 材料的力学性质1.41.4 材料与水有关的性质1.4.1 材料的亲水性与憎水性 与水接触时,材料表面能被水润湿
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