建筑材料本性质讲座.ppt

建筑物中，建筑材料要经受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质。例如，用于建筑结构的材料要承受各种外力的作用，因此，选用的材料应具有所需要的力学性能。又如，根据建筑物不同部位的使用要求，有些材料应具有防水、绝热、吸声等性能；对于某些工业建筑，要求材料具有耐热、耐腐蚀等性能。此外，对于长期暴露在大气中的材料，要求能经受风吹、日晒、雨淋、冰冻而引起的温度变化、湿度变化及反复冻融等的破坏变化。为了保证建筑物的耐久性，要求在工程设计与施工中正确地选择和合理地使用材料，因此，必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。 按孔隙分： 致密结构：如钢铁、玻璃、致密天然石材、玻璃、玻璃钢、塑料等 多孔结构：如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料等 微孔结构：如石膏制品、烧粘土制品等 按存在状态分： 纤维结构：如木材、玻璃钢、岩棉等 层状结构：如胶合板、纸面石膏板等 散粒结构：如混凝土骨料、膨胀珍珠岩等 3.微观结构 用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究的材料原子、分子级的微观组织称为微观结构 如材料可以分为晶体、玻璃体、胶体 材料的密度大小取决于组成物质的原子量大小和分子结构，原子量越大，分子结构越紧密，材料的密度则越大。 建筑材料中除少数材料(钢材、玻璃等)接近绝对密实外，绝大多数材料内部都包含有一些孔隙。在自然状态下，含孔块体的体积V0是由固体物质的体积(即绝对密实状态下材料的体积)V和孔隙体积Vk两部分组成的。 表观体积是指材料的实体积与闭口孔隙体积之和。测定表观体积时，可用排水法测定。 表观密度的大小除取决于密度外，还与材料闭口孔隙率和孔隙的含水程度有关。材料闭口孔隙越多，表观密度越小；当孔隙中含有水分时，其质量和体积均有所变化。因此在测定表观密度时，须注明含水状况，没有特别标明时常指气干状态下的表观密度，在进行材料对比试验时，则以绝对干燥状态下测得的表观密度值(干表观密度)为准。 3. 体积密度 材料在自然状态下，单位体积的质量称为体积密度，可按下式计算： 式中：——材料的体积密度，g/cm3或kg/m3； m——在自然状态下材料的质量，g或kg； V0——材料在自然状态下的体积，cm3或m3。 在自然状态下，材料内部的孔隙可分为两类：有的孔之间相互连通，且与外界相通，称为开口孔；有的孔互相独立，不与外界相通，称为闭口孔，如图1-2所示。大多数材料在使用时其体积为包括内部所有孔隙在内的体积，即自然状态下的外形体积(V0)，如砖、石材、混凝土等。 在自然状态下，材料内部常含有水分，其质量随含水程度而改变，因此体积密度应注明其含水程度。干燥材料的体积密度称为干体积密度。可见，材料的体积密度除决定于材料的密度及构造状态外，还与含水程度有关。 材料的堆积密度取决于材料的表观密度以及测定时材料的装填方式和疏密程度。松堆积方式测得的堆积密度值要明显小于紧堆积时的测定值。工程中通常采用松散堆积密度，确定颗粒状材料的堆积空间。 1) 孔隙率 孔隙率是指材料中孔隙体积占材料总体积的百分率。以P表示，可用下式计算： 式中：P——孔隙率，%； V——材料的绝对密实体积，cm3 或 m3； ——材料的自然体积，cm3 或m3。 大多数建筑材料，如石料﹑砖﹑混凝土﹑木材等都属于亲水性材料，表面都能被水润湿。沥青﹑石蜡等属于憎水性材料，表面不能被水润湿。该类材料一般能阻止水分渗入毛细管中，因而能降低材料的吸水性。憎水性材料不仅可用作防水材料，而且还可用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。 材料吸水率的大小不仅取决于材料本身是亲水的还是憎水的，而且与材料的孔隙率的大小及孔隙特征密切相关。一般孔隙率愈大，吸水率也愈大；孔隙率相同的情况下，具有细小连通孔的材料比具有较多粗大开口孔隙或闭口孔隙的材料的吸水性更强。 材料的含水率大小，除与本身的成分﹑组织构造等有关外，还与周围的温度﹑湿度有关。气温越低，相对湿度越大，材料的含水率也就越大。 材料随着空气湿度的大小，既能在空气中吸收水分，又可向空气中扩散水分，最后与空气湿度达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。木材的吸湿性随着空气湿度变化特别明显。例如木门窗制作后如长期处在空气湿度小的环境，为了与周围湿度平衡，木材便向外散发水分，于是门窗体积收缩而致干裂。 软化系数一般在0～1之间波动，软化系数越大，耐水性越好。对于经常位于水中或处于潮湿环境中的重要建筑物所选用的材料要求其软化系数不得低于0.85；对于受潮较轻或次要结构所用材料，软化系数允许稍有降低但不宜小于0.75。工程上将软化系数大于0.85的材料定义为耐水材料。 材料在外力作用下产生变形，当外力取消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。 材料在外力