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1、1.建筑材料的基本性质,前 言 1.1 材料的基本物理性质 1.2 材料的力学性质 1.3 材料的耐久性,本章教学目标,1.掌握建筑材料与质量有关的性能和与水有关的性能,2.熟悉材料的力学性质及耐久性,3.围绕材料的使用环境，使学生具有对建筑材料性 质的基本分析能力,前 言,在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质，如防水、绝热、吸声、耐热、耐腐蚀等，因此必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。,1.1 材料的基本物理性质,1.1.1 材料与质量有关的性质 1.1.2 材料与水有关的性能 1.1.3 材料的热工性能,1.1.1 材料与质量有关的性质,一.材料的密度
2、、表观密度与堆积密度,绝对密度,表观密度,堆积密度,1.1.1 密实度与孔隙率,孔隙率和密实度的关系 D + P= 1,1.1.2 亲水性与憎水性,1.原因 原因在于水分子间的内聚合和材料与水分子间的分子亲合力,亲 水性材料与水分子之间的分子亲合力,大于水本身分子间的内聚力, 憎水性材料与水分子之间的亲合力,小于水本身分子间的内聚力。,2.判断 在材料、水和空气三相交点处，沿水滴表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹角称为 “ 润湿角 ” 。 润湿角90时，材料表现为亲水性。 润湿角90时，材料表现为憎水性。,3.意义 憎水材料具有较好的防水性、防潮性、抗渗性，常用作防潮防水材料, 也可用
3、于亲水性材料的表面处理。混凝土、砖、石、木材、钢材等属于亲水性材料；大部分有机材料属于憎水性材料，如沥青 、塑料、石蜡和有机硅等。,1.1.2 吸湿性与吸水性,一、 吸湿性 1.概念 指材料在空气中吸收水气的性质 。 2.表达式 用含水率m 表示 m = mw /m100% 式中 mw - 材料在空气中吸收水分的量, kg 。 m -材料干燥时的质量, kg 。 3.注意 材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡 含水率, 建筑材料在正常状态下, 均处于平衡含水率状态。,二、 吸 水 性 1.概念: 指材料在水中吸收水分的性质。 2.表达式: 用质量吸水率m 或体积吸水率v 表示。表达式分别如
4、下 m = msw / m100% = ( msw- m )/ m 100% v = vsw /v0100% = ( msw - m )/v0 /w 100% 式中 msw - 材料吸水饱和时所吸水的质量，g 或 kg msw - 材料吸水饱和时材料的质量，g 或 kg vsw - 材料吸水饱和时所吸水的体积，cm3 或 m3 w - 水的密度，g/cm3 或 kg/m3,3.质量吸水率和体积吸水率的关系 v = 0m 4.注意: 对多孔吸水材料，其质量吸水率往往超过100，此时用体积吸水率表示；材料受潮后导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。,1.1.2 耐水性,1. 概念 指材料长期在
5、水的作用下，保持其原有性质不变的能 力,用软化系数KP 表示 。 2. 表达式 KP = fsw / fd 式中 fsw- 材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa 。 fd - 材料在干燥状态下的抗压强度，MPa 。 3. 意义 工程中将 KP 0.85 的材料称为耐水材料。经常位于 水中或受潮严重的重要结构,KP 不宜小于0.85；受潮较轻或次要结构所用材料，KP 不宜小于0.70 。,1.1.2 抗渗性,1. 概念 指材料抵抗压力水(或其它液体)渗透的性质 。 2. 表达式 工程上(混凝土、砂浆等)常用抗渗等级来表 示抗渗性。以符号 Pn 表示, 其中n 为该材料所能承受 的最大水压(0.1
6、Mpa)如P2 、P4 、P6 、P8 等分别表示材 料最大能承受0.2、0.4、0.6、0.8 MPa 的水压力而不 渗水。 材料的抗渗性用渗透系数 K( cm/h ) 来表示。,1.1.2 抗冻性,1. 概念 指材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能 。 2. 表达式 用抗冻等级( Fn )表示。其中n为材料在 吸水饱和状态下, 经冻融循环作用, 强度损失和质量损失均不超过规定值时所能承受的冻融循环次数。如F25、F50、F100 等。 3. 材料在冻融循环作用下破坏的原因 由于材料内部毛细孔中的水结冰时体积膨胀（约9%）, 对材料孔壁产生巨大压力，使材料
7、内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。,1.1.3 材料的热工性质,一、导 热 性 1.概念 指材料传导热量的性质 。 2.表达式 用导热系数表示 。 = Q a / ( T1 - T2 ) A t 式中 - 导热系数，w/(m .k ) 。 Q - 传递的热量，J 。 a - 材料的厚度，m 。 T1 - T2 - 材料两侧的温差，k 。 A - 材料传热面的面积，。 t -传热的时间，s 或 h 。 3.意义 通常把0.23 W/(mk) 的材料称为绝热材料， 在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。,二、热 容 量 1. 概念 指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。 2. 表达式 用比热C 表示,又称比热容或热容量系数,其表达式为： C = Q / m ( T2 - T1 ) 式中 C - 材料的比热容，J / (kg . K ) Q - 材料吸收（或放出）的热量，J m - 材料的质量，kg (T2 -T1)- 材料受热（或冷却）前后的温度差，K,3.意义 比热C 与质量m 乘积称为热容。热容量大, 则材料在吸热或放热时,其自身的温度变化小,即有利于保证室内温度相对稳定为保证建筑物室内温度稳定性,在设计围护结构(墙体、屋面等）时，应选择导热系数较小，比热较大的材料。,