建筑材料密度计算.pdf

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1、第二章第二章建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质2.1材料的物理性质一密度根据体积的表现形式不一样，有密度、体积密度和堆积密度三种概念。1.密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量。计算公式：m mV V密度的测定办法：1）测质量：烘干（烘箱）-干燥（干燥器）-称量（天平）；2）测体积：（a）外观规则的材料，直接用游标卡尺测量尺寸求体积，如钢材、玻璃等（b）外观不规则的坚硬颗粒，如砂、石等，可由排水法测得；（c）可研磨的非密实材料，如砌块、石膏等，V 可采用密度瓶测定。2.体积表观密度：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。0 0 计算公式：体积密度的测定：（1）外形规则的材料，如砖

2、，可直接测量体积得到；（2）外形不规则的，可采用封腊排水法测定体积。【例 题】烧结普通砖的尺寸为 240mm115mm53mm，已知其孔隙率为37%，干燥质量为 2487g，浸水饱和后质量为 2984g。试求该砖的体积密度、密度、吸水率。解：1）表观密度：o=m1/Vo=2487/1462.8=1.7g/cm3孔隙率 P=V 孔/Vo100%=37%，V 孔/1462.8100%=37%故孔的体积：V 孔=541.236cm3，密实体积：V=Vo-V 孔=1462.8-541.236=921.6cm3 2）密度：=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm33）含水率：W=(m2-m1)/

3、m1100%=(2984-2487)/2487100%=20%3.堆积密度：是指粉末状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。m mV V0 0m m V V0 0计算公式：0 0一般采用容积筒测定。容量升的大小视颗粒的大小而定，一般砂子采用 1L的容量升，石子采用 10L，20L，30L 的容量升。常用材料的密度、表观密度和堆积密度值参见教材。二 材料的密实度和孔隙率、填充率和空隙率1.材料的密实度：是指材料的体积内，被固体物质充满的程度，用 D 表示：m m V V D D 100100%100100%0 0 100100%m mV V0 0 0 02.材料的孔隙率 P：是指材料内

4、部孔隙的体积占材料总体积的百分率。材料的孔隙可分为闭口孔和开口孔。材料内部孔隙示意P P 计算公式：V V0 0 V V V V 100100%(1 1)100100%(1 1 0 0)100100%V V0 0V V0 0 3.材料的填充率 D：它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒体积所占的百分率。D D V V0 0V V 0 0m m 100100%m m 0 0 4.空隙率 P：它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒间空隙体积所占的百分率。0 0P P (1 1 )100100%(1 1)100100%0 0V V0 0 0 0 0 0 100100%100100%0 0V V0 0三 材料与水

5、有关的性质1.亲水性和憎水性：材料与水接触时由于水在固体表面润湿状态不同，表现为亲水与憎水两种不同的性质。常见的憎水性材料有：沥青、石蜡和塑料等，常用做防水、防潮材料。2.吸水性：材料在水中吸收水分的性质，称为吸水性，有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法：WWm m（1）质量吸水率：m mb b m mg gm mg g 100100%欢迎下载2 m mWWV V b b m mg gV V0 0 WW 100100%（2）体积吸水率：3.吸湿性：材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，称为吸湿性；WWh h m ms s m mg gm mg g 100100%4.耐水性：材料耐水性指材料长期在水

6、的作用下不破坏、强度不明显下降的性质。一般用软化系数 KR 表示，KR0.85 的为耐水材料5.抗渗性：指抵抗压力水渗透的性质。用抗渗等级 P 表示，如 P6 表示材料的最大渗水压力为 0.6MPa;6.抗冻性，指材料在含水状态下能忍受多次冻融循环而不破坏,强度也不显著下降的性质。一般用抗冻等级 F 表示，如 F10，表示在标准试验条件下，材料强度下降不大于 25，质量损失不大于 5，所能经受的冻融循环次数最多为 10 次。四 材料与热量有关的性质1.导热性：导热性指当材料两侧有温度差时热量由高温侧向低温侧传递的能力，用导热系数来表示。思考题 1：影响材料导热系数的主要因素有哪些？答：（1）材

7、料的化学组成和物理结构：如金属比非金属导热系数大（2）孔隙状况：孔隙率越大，导热系数越小；（3）含水率：受潮后导热系数较大；（4）环境的温度：温度越高，导热系数越大。思考题 2：为什么保温隔热材料使用过程中一定要注意防潮防冻？答：因为空气、水和冰的导热系数依次增加，故保温材料在受潮、受冻后，导热系数可增大 100 倍左右。2.材料的热容量：指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。3.耐燃性和耐火性：材料在空气中遇火燃烧的性能称为耐燃性。（1 1）非燃烧材料：砖、天然石材、混凝土、砂浆、金属材料等；（2 2）难燃烧材料：石膏板、水泥石棉板等；（3 3）燃烧材料：胶合板、纤维板、木材等。2.2材料

8、的力学性质一、强度、比强度和强度等级1.强度：材料的力学性质指材料在外力作用下所引起的变化的性质。在外力作用下，材料抵抗破坏的能力称为强度。根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等形式。f fb bK KR R f fg g欢迎下载3()抗压 ()抗拉 ()抗折 ()抗剪2.比强度：指材料强度与其表观密度之比。3.强度等级：强度等级是按照强度的大小进行分级；塑 性 材 料 一 般 按 照 材 料 的 抗 拉 极 限 强 度 进 行 分 级，如 钢 材 分 为Q195,215,235,255,275 等；脆性材料一般按照材料的极限抗压强度进行分级

9、的，如水泥一般分为42.5，52.5，62.5 等。二、弹性与塑性材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性。材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性。如：钢材的应力应变曲线三、韧性与脆性1.脆性：材料受外力作用，当外力达一定值时，材料发生突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性。如砖、石材、陶瓷、玻璃、混凝土和铸铁等。2.韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性。如建筑钢材、木材和塑料等。四、硬度和耐磨性1.1.硬度：是指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。金属材料等的硬度常用压入法测定，如布氏硬度法，是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材料常用刻划法测定。工程中有时用硬度来间接推算材料的强度，如回弹法用于测定混凝土表面硬度，间接推算混凝土强度。2.耐磨性：是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性与材料的组成结构及强度、硬度有关。在土木工程中，道路路面、工业地面等受磨损的部位，选择材料需考虑其耐磨性。3.3材料的耐久性材料的耐久性：材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质，统称之为耐久性。它是一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗渗性、欢迎下载4抗冻性、大气稳定性和耐腐蚀性等。欢迎下载5