[教育]第1章 建筑材料的基本性质.ppt

建筑材料概论 教师： 刘 乐 庆 电话： 邮箱： Liulq137@163.com 绪 论 考核方法与参考书籍 1.1 材料的物理性质 1.2 材料的力学性质 2、材料的吸水性与吸湿性 (1) 吸水性 材料浸入水中吸收水分的能力称为材料的吸水性。 表达方式：质量吸水率和体积吸水率。 ①质量吸水率 材料在吸水饱和时，吸水量占材料干质量的百分率。 式中，Wm—材料的质量吸水率(%)； m1—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)。 ②体积吸水率 材料在吸水饱和时，吸水的体积占自然体积的百分率。 质量与体积吸水率的关系： 式中，ρ0—表观密度(g/cm3)； ρw—水的密度(g/cm3)。 (2) 吸湿性 材料在潮湿空气中吸收水分的性质，一般用质量含水率Wh表示。 式中，mh—材料在吸湿状态下的质量(g或kg)； m—材料在干燥状态下的质量(g或kg)。 一般来说，吸水性和吸湿性大均会对材料的性能产生不利影响。材料吸水或吸湿后质量增加，体积膨胀，产生变形，强度和抗冻性降低，绝热性能变差。 3、材料的耐水性 耐水性：材料长期在饱和水作用下，保持其原有的功能，抵抗破坏的能力。 耐水性用软化系数(KR)表示。 式中，fb—材料饱水状态下的抗压强度(MPa)； fg—材料干燥状态下的抗压强度(MPa)。 通常将软化系数大于0.85的材料称为耐水性材料。 用于水中或潮湿环境中的重要结构，KR 0.85~0.90； 用于受潮较轻或次要结构时，材料的 KR0.70~0.85。 4、材料的抗渗性 抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质。 渗透系数K(cm/h) ： 式中，Q—渗水量(cm3)； d—试件厚度(cm)； A—渗水面积(cm2)； t—渗水时间(h)； H—静水压力水头(cm)。 渗透系数越小，则表示材料的抗渗性越好。 材料的抗渗性也可用抗渗等级W表示，抗渗等级越高，材料的抗渗性越好。 抗渗等级： 式中，H—试件开始渗水时的水压力(MPa)。 例如，W6、W12、W20，分别表示能够承受0.6MPa、1.2MPa、2.0MPa的水压而不渗水。 影响因素：亲水性、孔隙率、孔特征、裂缝等有关。 5、材料的抗冻性 材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，保持其原有性质，抵抗破坏的能力。材料的抗冻性常用抗冻等级Fn表示。 Fn表示材料标准试件在按规定方法进行冻融循环后，其质量损失不超过5%或强度降低不超过25%时，能经受的最大冻融循环次数为n次，如F25表示能经受25次冻融循环而不破坏。 影响因素：孔隙率、孔特征、吸水性及抵抗胀裂的强度有关。 冻融破坏的桥梁 三、材料与热有关的性质 材料与热有关的性质主要包括材料的导热性、热容量、比热量、温度变形性等。 1、导热性 导热性指材料将热量由温度高的一侧向温度低的一侧传递的能力，其大小用导热系数λ表示。 式中，λ—材料导热系数[W/(m·K)]； Q—传导的热量(J)； δ —材料厚度(m)； A—材料的传热面积(m2)； t—传热的时间(s)； T2－T1—材料两侧的温度差(K)。 一般称λ0.23W/(m·K)的材料为保温隔热材料。材料的导热系数越小，则绝热性就越好。 影响材料导热系数的因素：材料的组成、含水率、孔隙率、孔隙尺寸及孔特征等有关。 2、热容量与比热容 (1) 热容量 材料受热时吸收热量或冷却时放出热量的能力。 Q=cm(T2－T1) 式中，Q—材料的热容量(J)； c—材料的比热容[J/(g·K)]； m—材料的质量(g) ； T2－T1 —材料受热或冷却前后的温度差(K)。 (2) 比热容 质量为1g的材料，在温度每改变1K(或℃)时所吸收或放出的热量。 比热容是反映材料吸热或放热能力大小的物理量，比热容的大小与其组成和结构有关。 3、温度变形性 温度升高或降低，材料的体积会有膨胀或收缩的性能，用线膨胀系数(△L)表示。 ΔL＝(T2－T1)αL 式中，ΔL—线