第七章 工程材料 ;第一节.ppt

第七章 工程材料 主讲： 代 斌 电话第一节 建筑材料的性质 一、建筑材料的分类 按照基本成分可分无机建筑材料、有机建筑材料和复合材料三类。详见表7-1。 二、材料的物理性质 （1）密度：指材料在绝对密实状态下（不包括空隙在内）单位体积的质量。 式中：ρ—密度, g/cm3 或 kg/m3 m—材料干燥时的质量，g 或 kgV—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）体积密度：材料在自然状态下（包括空隙在内）单位体积的质量。 （3）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 ρ1—材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3 m —材料在自然状态下的的质量，g 或 kg V1—材料的堆积体积，cm3 或 m3 （4）表观密度：材料的质量与表观体积之比。 式中：ρ0—材料的表观密度, g/cm3或 kg/m3 m —材料的质量，g 或 kg V0—材料的表观体积，cm3 或 m3 （5）孔隙率：材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。孔隙率P按下式计算： V—材料的绝对密实体积，cm 3或 m3 V0—材料的表观体积，cm 3或 m3 ρ0—材料的表观密度, g/cm 3或 kg/m3 ρ—密度, g/cm 3或 kg/m3 （6）开口孔率：材料中能被水饱和（即被水充满）的孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。 （7）闭口孔隙率：材料中闭口孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。 即 闭口孔隙率=孔隙率—开口孔隙率。 （8）空隙率：空隙率是指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。空隙率P1 按下式计算： 式中V0/V1即填充率 ρ0—材料的表观密度;ρ1—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。 2.与各种物理过程有关的材料性质 （1）亲水性与憎水性： 材料在与水接触时，因材料的性质不同，水在材料的表面会出现不同的状态。如图。 （a) 亲水 (b)憎水 材料的润湿性示意图 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。材料被水润湿的程度可以用润湿角θ表示。润湿角θ的定义为沿水滴表面的切线与水和固体接触面之间的夹角，一般认为，润湿角θ≤90°的材料称为亲水性材料，而θ＞90°的材料称为憎水性材料。 （2）吸水性 材料能吸收水分的能力，称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。有质量吸水率和体积吸水率两种。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。体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以WＶ表示。 式中 mW---材料吸水饱和状态下的质量（ｇ或kg） md—材料在干燥状态下的质量（ｇ或 kg）。 V0— 材料在自然状态下的体积，（cm3 或 m3） ρW— 水的密度,（g/cm3 或 kg/m3）， 常温下取ρ w =1.0 g/cm3材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。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，其吸水率就越大.孔隙率大，具有微细、连通、开口空隙的材料,吸水性才是最强的. (3)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。干燥的材料处在较潮湿的空气中时，便会吸收空气中的水分；而当较潮湿的材料处在较干燥的空气中时，便会向空气中放出水分。前者是材料的吸湿过程，后者是材料的干燥过程。由此可见，在空气中，某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的。 材料在任一条件下含水的多少称为材料的含水率，并以Ｗh表示，其计算公式为：  式中 mh——材料吸湿状态下的质量（ｇ或kg） md——材料在干燥状态下的质量（ｇ或kg）。 显然，材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。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，此时材料的含水率保持不变，其含水率叫作材料的平衡含水率。 (4)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，强度也不显著降低的性质。