建筑材料的基本物理性质

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1、建筑材料的基本物理性质建筑材料的基本物理性质建筑材料的基本物理性质二、建筑材料的基本物理性质(一)材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度()密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的重量。按下式计算:m/V式中 一一密度, g/cm3;m 一一材料的重量, g;V 一一材料在绝对密实状态下的体积, cm3。这里指的“重量“与物理学中的“质量“是同一含义,在建筑材料学中,习惯上称之为“重量”。对于固体材料而言, rn 是指干燥至恒重状态下的重量。所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外,绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。对于这些有孔隙的

2、材料,测定其密度时，应先把材料磨成细粉,经干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)测定其体积,然后按上式计算得到密度值。材料磨得越细,测得的数值就越准确。2.表观密度(o)表现密度是指材料在自然状态下,单位体积的重量。按下式计算: om/V0o 一一表观密度, g/cm3或 kg/m3;m 一一材料的重量, g 或 kg;Vo 一一材料的自然状态下的体积, cm3或 m3材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。当材料含有水分时,它的重量 积都会发生变化。一般测定表观密度时,以干燥状态为准,如果在含水状态下测定表 度,须注明含水情况。在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。质地 坚硬的

3、散粒状材料,如砂、石,要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量,一般测定其 密度,在应用过程中(如混凝土配合比计算过程)近似代替其密度。 3.堆积密度(0)堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下,单位体积的重量。按下式计算:0=m/V0 (10-1-3 )其中 0一一堆积密度, kg/m3;M 一一材料的重量, kg;V0一一材料的堆积体积, m3。这里,材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量;其堆积体积是指所用容器的容积。容器的容积视材料的种类和规格而定。材料的堆积体积既包含内部孔隙也包含颗粒之间的空隙。(二)材料的孔隙率和空隙率孔隙率是指材料体积内,孔隙体积所占的比例。用下式计算:孔隙率

4、是指材料体积内,孔隙体积所占的比例。用下式计算:(10-1-4)孔隙率相对应的是密实度,即材料体积内,被固体物质充实的程度。可用下式计算: (10-1-5)孔隙率或密实度的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部孔隙的构造可分为连通孔和封闭孔,连通孔不仅彼此贯通还与外界相通,而封闭孔不仅彼此不连通,而且与外界相隔绝孔隙按尺寸的大小又可分为极微细孔隙、细小孔隙和较粗大孔隙。孔隙的大小、分布、数量及构造特征对材料的性能产生很大的影响。空隙率是指散粒状材料在某堆积体积中，颗粒之问的空隙体积所占的比例。用下式计算：（10-1-6）与空隙率相对应的是填充率，即材料在某堆积体积中被颗粒填充的程度。可用下式计

5、算：（10-1-7）(三)材料的亲水性和憎水性组成建筑物的材料经常与水或空气中的水分接触，而处于材料、水和空气的三相体系中，水分与不同材料表面之间的相互作用不同。在三相交点处，沿水滴表面的切线与水和材料的接触面之间的夹角 ，称润湿边角。一般认为：当 90时如图10-1-1（a），表示水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子间的吸引力，这种材料称为亲水性材料；当 90时如图 10-l-l(b)，表示水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的吸引力，这种材料称为憎水性材料、建筑材料中的混凝上、木材、砖等为亲水材料，沥青、石蜡等为憎水性材料。亲水性材料表面做憎水处理，可提高其防水性能。(四)材料的吸水

6、性和吸湿性材料在水中能吸收水分的性质,称为吸水性,常用吸水率来表示。按下式计算:式中 W吸材料的吸水率, % ;rno材料在干燥状态下的重量, g; m材料在吸水饱和状态下的重量, g。吸水率有重量吸水率和体积吸水率之分,上式定义的吸水率为重量吸水率,体积吸水率是指材料吸入饱和水的体积占材料自然状态下体积的百分率。 材料的吸水率与孔隙有很大关系,若材料具有微细而连通的孔隙,则吸水率较大，若具有封闭孔隙,则水分难以渗入,吸水率较小;若具有的孔隙较粗大,水分虽容易渗入，但不易在孔内保留,仅起到润湿孔壁的作用,吸水率也较小。所以,不同的材料或同种材料不同的内部构造,其吸水率会有很大的差别。吸湿性是指

7、材料吸收空气中水分的性质,常以含水率表示,按下式计算: 式中 W含含水率, % ;M0材料在干燥状态下的重量, g;ml 材料在含水状态下的重量, go空气湿度发生变化时,含水率也会随之发生变化。与空气湿度达到平衡时的含水率称平衡含水率。通常材料大量吸湿后,会造成材料重量增加、体积改变、强度降低，对于保温材料来说,还会显著降低其保温绝热性能。建筑材料基本性质建筑材料基本性质 评论：0 浏览：3869 发布时间：2006/5/11 建筑材料的性质可归纳为：物理性质、力学性质、化学性质、耐久性等。 材料的组成与结构 一、材料的组成 材料的组成是决定材料性质的内在因素之一。主要包括：化学组成和矿物组

8、成。 二、材料的结构 材料的性质与材料内部的结构有密切的关系。材料的结构主要分成：宏观结构 显微 结构 微观结构。 材料的物理性质 (一)表示材料物理状态特征的性质 1、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。 2、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度。 3、堆积密度：散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称为堆积密度。 注意：密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积；自然状态下的体积是 指固体物质的体积与全部孔隙体积之和；堆积体积是指自然状态下的体积与颗粒之间的空 隙之和。 4、表观密度：材料的质量与表观体积之比。表观体积是实体积加闭口孔隙体积，此 体积即材

9、料排开水的体积。 5、孔隙率：材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。 6、开口孔隙率：材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积与材料在自然状态 下的体积之比的百分率。 7、闭口孔隙率：材料中闭口孔隙的体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。 即闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率。 8、空隙率：散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒材料在自然状态下 的体积之比的百分率。(二)与各种物理过程有关的材料性质 1、亲水性：当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用力（吸附力）大于水 分子之间的作用力（内聚力），材料表面吸附水分，即被水润湿，表现出亲水性，这种材 料称为亲水材料。

10、 2、憎水性：当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用力（吸附力）小于水 分子之间的作用力（内聚力），材料表面不吸附水分，即不被水润湿，表现出憎水性，这 种材料称为憎水材料。 3、吸水性：材料吸收水分的能力称为吸水性，用吸水率表示。 吸水率有两种表示方法：质量吸水率 体积吸水率 质量吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的质量与材料在绝对干燥状态下的 质量之比。 体积吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的体积与材料在自然状态下的体积 之比。 4、含水率：材料在自然状态下所含的水的质量与材料干重之比 例题：已知某种建筑材料试样的孔隙率为 24%，此试样在自然状态下的体积为 40 立方厘

11、米，质量为 85.50 克，吸水饱和后的质量为 89.77 克，烘干后的质量为 82.30 克。 试求该材料的密度、表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、含水率。 解：密度=干质量/密实状态下的体积=82.30/40（1-0.24）=2.7 克/立方厘米 开口孔隙率=开口孔隙的体积/自然状态下的体积=（89.77-82.3）1/40=0.187 闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率=0.24-0.187=0.053 表观密度=干质量/表观体积=82.3/40（1-0.187）=2.53 含水率=水的质量/干重=（85.5-82.3）/82.3=0.039 材料的力学性质 (一)材料在外力作用下的变形性质

12、 1、弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力消除后，能够完全恢复原来形状 的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。 2、塑性变形：材料在外力作用下产生变形而不出现裂缝，当外力消除后，不能够自 动恢复原来形状的性质称为塑性，这种变形称为塑性变形。 (二)强度 材料抵抗在应力作用下破坏的性能称为强度。强度通常以强度极限表示。强度极限即 单位受力面积所能承受的最大荷载。 有关材料的力学性质，在材料力学中有详尽的论述，本书不作要求。 注意：对于以力学性质为主要性能指标的材料，通常按其强度值的大小划分成若干等 级或标号。脆性材料（混凝土、水泥等）主要以抗压强度来划分等级或标号，塑性材料 （钢材等）以抗拉强度来划分。强度值和强度等级或标号不能混淆，前者是表示材料力学 性质的指标，后者是根据强度值划分的级别。