第1章2007）建筑材料的基本性质课件.ppt

建筑 材 料Construction Materials 张伟勤 主讲 概 述 土木工程材料的基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。 §1-1 材料的组成与结构 1-1.1材料的组成 1-1.1.1 化学组成 无机非金属建筑材料的化学组成以各种氧化物含量来表示。 金属材料以元素含量来表示。 1-1.1.2 矿物组成 材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并决定着材料的许多重要性质。 矿物组成是无机非金属材料中化合物存在的基本形式。 1.3 相组成 材料中结构相近性质相同的均匀部分。 2. 材料的结构与构造 2.1 宏观结构（构造） 材料的宏观结构是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织。 尺寸约为毫米级大小，以及更大尺寸的构造情况。 宏观构造，按孔隙尺寸可以分为： 致密结构 基本上是无孔隙存在的材料。 如钢铁、有色金属、致密天然石材、玻璃、玻璃钢、塑料等。 多孔结构 具有粗大孔隙的结构。 如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质材料等。 微孔结构 微细的孔隙结构。 如石膏制品、粘土砖瓦等。 纤维结构 木材纤维、玻璃纤维、矿物棉纤维所具有的结构。 层状结构 采用粘结或其他方法将材料迭合成层状的结构。 如胶合板、迭合人造板、蜂窝夹芯板、以及某些具有层状填充料的塑料制品等。 散粒结构 松散颗粒状结构。 如混凝土骨料、用作绝热材料的粉状和粒状的添充料。 2.2 微观结构 微观结构是指材料在原子、分子层次的结构。 材料的微观结构，基本上可分为晶体与非晶体。 晶体结构的特征是其内部质点（离子、原子、分子）按照特定的规则在空间周期性排列。 非晶体也称玻璃体或无定形体，如无机玻璃。玻璃体是化学不稳定结构，容易与其它物体起化学作用。 2.3 亚微观结构 亚微观结构也称作细观结构，是介于微观结构和宏观结构之间的结构形式。 如金属材料晶粒的粗细及其金相组织，木材的木纤维，混凝土中的孔隙及界面等。 从宏观、亚微观和微观三个不同层次的结构上来研究土木工程材料的性质，才能深入其本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有着重要的意义。 §1-2 材料的状态参数和结构特征 材料的体积 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 材料的绝对密实体积 干材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部没有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。 一般以Ｖ表示材料的绝对密实体积。 1.2 材料的表观体积 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 表示材料的表观体积。 1.3 材料的堆积体积 粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体积。根据其堆积状态不同，同一材料表现的体积大小可能不同，松散堆积下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。 一般以V ’来表示。 2. 材料的密度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：ρ—密度, g/cm3 或 kg/m3 m—材料的质量，g 或 kg V—材料的绝对密实体积，cm3 或 m3 3. 材料的表观密度表观密度（俗称“容重”）是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算： 4. 材料的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ρ0 ′—材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3 m —材料的质量，g 或 kg V0′—材料的堆积体积，cm3 或 m3 粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此，材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙。 在土木建筑工程中，计算材料用量、构件的自重，配料计算以及确定堆、放空间时经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。 5.材料的密实度密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。密实度的计算式如下：  对于绝对密实材料， 因 ρ0 ＝ρ ，故密实度D ＝1 或 100%。对于大多数土木工程材料， 因 ρ0 ＜ ρ ，故密实度D ＜1 或 D ＜100%。 ρ—密度；ρ0—材料的表观密度 6. 孔隙率材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。孔隙率P按下式计算： 7. 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P， 按下式计算：  ρ0—材料的表观密度