建筑材料与水有关的性质精要.pptx

第二章 建筑材料与水有关的性质（二） 教学重点：材料吸水率、含水率、耐水性的概念及指标 教学难点：：材料吸水率、含水率、耐水性的概念及指标 教学方法：多媒体 教学课时：2时 　　　　第二节　材料与水有关的性质 一. 材料的亲水性与憎水性　　与水接触时，有些材料能被水润湿，而有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来说，前者为亲水性，后者为憎水性。　　材料具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构。亲水性材料与水分子之间的分子亲合力，大于水分子本身之间的内聚力；反之，憎水性材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本身之间的内聚力。 　　工程实际中，材料是亲水性或憎水性，通常以润湿角的大小划分，润湿角为在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。其中润湿角θ愈小，表明材料愈易被水润湿。当材料的润湿角θ＜９０? 时，为亲水性材料；当材料的润湿角θ＞９０? 时，为憎水性材料。水在亲水性材料表面可以铺展开，且能通过毛细管作用自动将水吸入材料内部；水在憎水性材料表面不仅不能铺展开，而且水分不能渗入材料的毛细管中，见图２-1 图２－1 材料润湿示意图（ａ）亲水性材料；（ｂ）憎水性材料 二.材料的吸水性　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。质量吸水率　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 mb——材料吸水饱和状态下的质量（ｇ或kg） mg——材料在干燥状态下的质量（ｇ或kg）。 体积吸水率　　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。体积吸水率WＶ的计算公式为：? 式中 mb——材料吸水饱和状态下的质量（ｇ或kg） mg——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） ρ w— 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，其吸水率就愈大。 三. 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。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 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）。 　　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。 四. 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，强度也不显著降低的性质。衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数KR： 式中 KR —— 材料的软化系数 fb — 材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）。 fg — 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa） 　　软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，强度则有不同程度的降低。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。 　　材料耐水性限制了材料的使用环境，软化系数小的材料耐水性差，其使用环境尤其受到限制。软化系数的波动范围在0至1之间。工程中通常将ＫＲ＞0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时，材料软化系数也不得小于0.75 。 五. 材料的抗渗性　　 抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。土木建筑工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的孔隙、孔洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入能腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。 ５.1 渗透系数材料的渗透系数可通过下式计算: 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