一、建筑材料基本性质检测

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1、学习情景一建筑材料基本性质检测任务一、建筑材料物理性质与检测方法一、教学内容了解建筑物及周围环境对建筑材料的基本要求熟悉物理性质及检测方法掌握性质和指标对材料的影响本情景主要介绍建筑材料的各种基本性质，通过学习可以初步判断材料的性质和应用场合， 为以后学习各种材料、正确选择、合理使用材料打下基础。二、教学目标三、本任务需要解决的问题1. 建筑材料都有哪些种类及如何分类？2. 今天用量最大、用途最广的是什么建筑材料？3. 建筑材料的地位和作用？4、建筑材料的性质有哪些？5、基础性质的检测方法是什么？四、教学信息单（一）、材料的基本物理性质1、材料的体积构成体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不

2、同的物理状态，因而表现出不 同的体积。开口孔隙（体积为陡）封闭孔隙（体积为璀）固体物质（体积为广材料在自然状态下总体积：所二丹丘衍孔隙体积2、材料的密度、表观密度与堆积密度门（1）.材料的密度（俗称比重） 材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算：式中：p 一密度,g/cm3或kg/m3m一材料的质量，g或kgV一材料的绝对密实体积，cm3或m3 测试时，材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其 体积。（2）材料的表观密度（俗称“容重”） 材料的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：V0式中： p 0一材料的表观密度, g/

3、cm3 或 kg/m3 m 一材料的质量， g 或 kgV0一材料的表观体积，cm3或m3表观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。因此，材料的表观密度与其内部构成状态及含水状态 有关。(3)mA材料的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： p 0， 一材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3 m 一材料的质量， g 或 kgV0， 一材料的堆积体积， cm3 或 m33、材料的孔隙率与空隙率1） . 材料的孔隙率材料的孔隙率是指材料中孔隙体积占总体积的比例。按下式计算：式中：V一

4、材料的绝对密实体积，cm3或m3V0一材料的表观体积，cm3或m3 p 0一材料的表观密度,g/cm3或kg/m3 p 一密度,g/cm3 或 kg/m3材料中固体体积占总体积的比例，称为密实度，密实度D=l-P，即材料的密实度+孔隙率=1； 材料的孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率的大小及孔隙本身的特征（孔隙构造 与大小）对材料的性质影响较大；通常，对于同一种材质的材料，如其孔隙率在一定范围内变化，则这种材料的强度与孔隙率有 显著的相关性，即孔隙率越大，则强度越低。（2）材料的空隙率材料的空隙率是散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。按下式计算：式中：p 0材料的

5、表观密度;p 0，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。空隙率可作为控制混凝土骨料级 配与计算含砂率的依据。（二）材料与水有关的性质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的性质称为亲水性；材料表面不能被水润湿的性质称为 憎水性。建筑材料大多为亲水性材料，如砖、混凝土、木材等；少数材料如沥青、石蜡等为憎水性 材料。憎水性材料有较好的防水效果。3；（b）憎水性材料图ZZ材（1）如果润湿边角e为零？则表示该材料完全被水所浸润；（2）当润湿边角8 900时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的吸引力, 则材料表面不会被浸润，此种材料称为憎水性材料。2

6、、材料的吸水性与吸湿性1）材料在水中吸收水分的能力，称为材料的吸水性。 吸水性的大小以吸水率来表示。质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以wm 表示。质量吸水率wm的计算公式为：式中： ml材料吸水饱和状态下的质量（g或kg）； m材料在干燥状态下的质量（g或kg）影响材料吸水性的因素： 材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔隙特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入 并经过连通孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。对于细微连 通孔隙，孔隙率愈大，则 吸水率愈大，闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入， 但不能存留，只能润 湿

7、孔壁，所以吸水率仍然较小。各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗石的吸水 率只有0. 5%0. 7%，混凝土的 吸水率2%3%,粘土砖的吸水率达8%20%，而木材的吸水率可超过100%。（2） . 材料的吸湿性材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。用含水率Wh表示，其计算公式为：仏=X100%式中：ms材料吸湿状态下的质量（g或kg）mg材料在干燥状态下的质量（g或kg）。当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，材料中所含水 分与空气湿度达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。3、材料的耐水性 材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降

8、低的性质。材料 耐水性的指标用软化系数K软表示：式中：K软材料的软化系数；f饱 材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）； f干 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）。K软值愈小，表示材料吸水饱和后强度下降愈大，即耐水性愈差。材料的软化系数K软在01 之间。不同材料的KR值相差较大，如勃土 K软=0，而金属K软=1,工程中将K软0.85的材 料，称为耐水的材料。在设计长期处于水中或潮湿环境中的重要结构时，必须选用K软0.85的建筑材料。对用于受 潮较轻或次要结构物的材料，其K软值不宜小于0. 75。4、材料的抗渗性（不透水性） 抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。用渗透系数或抗渗等级表示

9、。（1）渗透系数材料的渗透系数K可通过下式计算：AtH式中：K渗透系数，（cm / h）;W渗水量，（cm3 ）；A渗水面积，（cm2 ）；H材料两侧的水压差，（cm）； d试件厚度（cm）；t渗水时间 （h）。材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。（ 2） 抗渗等级 材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件在透水前所能承受的最大 静水水压力，并以字母S及可承受的水压力（以O.IMPa为单位）来表示抗渗等级。如S4、S6、 S8、S10等，表示试件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、O.8MPa、l.OMPa的水压而不渗 透。（3）影响材料抗渗性的因素 材料亲水性和

10、憎水性通常憎水性材料其抗渗性优于亲水性材料。 材料的密实度密实度高的材料其抗渗性也较高。材料的孔隙特征具有开口孔隙的材料其抗渗性较差。5、材料的抗冻性抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降 低的性能。材料吸水后，在负温作用条件下，水在材料毛细孔内冻结成冰，体积膨胀（9%）所产生的冻 胀压力造成材料的内应力（可达100MP）,会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环的反复，材料 的破坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超过一定限度时所能经受的冻融循环次 数来表示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为 D25、 D50、

11、 D100、 D200 等，分别表示此材料可承受 25 次、 50 次、 100次、 200次的冻融循环影响抗冻性的因素 材料的密实度 材料的孔隙特征 .材料的强度 .材料的耐水性 .材料的吸水量大小（三）材料的力学性质密实度越高则其抗冻性越好。 开口孔隙越少则其抗冻性越好。 强度越高则其抗冻性越好。 耐水性越好则其抗冻性也越好。 吸水量越小则其抗冻性越好。材料的力学性质是指材料在外力作用下产生变形及抵抗破坏的性质。1. 材料的强度 材料的强度是材料在外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。抗剪抗弯2. 弹性和塑性 材料的变形是指材料

12、在外力作用下，由于质点间平衡位置改变，质点产生相对位移而产生 形状和体积的变化。（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。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。3. 脆性和韧性 材料外力作用下，当外力达到一定限度时，突然破坏而无明显塑性变形的性质称为脆性。 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。脆性材料变形很小，抗冲击或震动荷载能

13、力差，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。材料在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生一定的塑性变形而不破坏 的性质，称为韧性。韧性材料塑性变形很小，抗拉、抗压强度都较高。4.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（莫氏硬度）用于天然矿物硬度的划分，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

14、并间接推算其强度。压入法（布氏硬度）（四）材料的热工性质导热性材料传导热量的能力，称为材料的导热性。导热性用导热系数A表示：式中：久导热系数，W/ （mK）Q传导的热量， J；材料厚度， m；A热传导面积， m2；t热传导时间， h；（T2T1）材料两面温度差，K。物理意义：单位厚度（1m）的材料、两面温度差为1K时、在单位时间（1s）内通过单位面积 （1 m2 ）的热量。入是评定材料绝热性的重要指标。入越小绝热性越好。入与物质构成、 密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。建材入：0.02 3.00w/（m.k） 密闭空气小于0.23 水0.58 冰2.20（五）材料的化学性质材料的化

15、学性质性是指材料与它所处外界环境的物质进行化学反应的能力或在所处环境的 条件下保持其组成及结构稳定的能力。如：胶凝材料与水作用，钢筋的锈蚀，沥青的老化，混 凝土及天然石材在侵蚀介质作用下受到腐蚀等。（六）材料的耐久性 材料的耐久性是指材料在使用中，能抵抗各种内外因素及有害介质的作用而不在破坏，保 持其原有性能的性质。材料耐久性是一项综合性质。它包括抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性、 耐磨性及抗老化性等。影响耐久性的主要因素为：（1）内在因素：化学成分或组成性质。结构和构造特征。造成耐久性下降的根本原因（2）外在因素： 物理作用 光、热、电、干湿变化、温度变化及冻融变化等。 化学作用 包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作 用。 机械作用 包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。 生物作用 包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀 而破坏。 大气作用 阳光、空气及辐射作用下，有机材料等的老化。 外在因素的作用往往是两种因素以上同时作用。提高材料耐久性应从材料特点、使用环境条件，采取相应措施，以延长使用寿命，减少维 修等费用。