【正文】 F25， F50 等。 抗凍性 材料在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而重量損失不大，強(qiáng)度也無顯著降低的性質(zhì)稱為材料的抗凍性。封閉孔隙中水不易滲入，因此封閉孔隙率大的材料，其抗?jié)B性仍然良好。 材料的抗?jié)B性與其孔隙特征有關(guān)。 材料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級(jí)表示。用公式表示為： S? =AtHQd （ 111） 式中： S? —— 材料的滲透系數(shù)（ cm/h）； Q —— 滲透水量（ cm3）； d —— 材料的厚度（ cm）； A —— 滲水面積（ cm2）： t —— 滲水時(shí)間（ h）； H —— 靜水壓力水頭（ cm）。 材料的抗?jié)B性通常用滲透系數(shù)表示。材料的軟化系數(shù)在 0~1 之間，通常軟化系數(shù)大于 的材料認(rèn)為是耐水材料。這是因?yàn)樗直唤M成材料的微粒表面吸附，形成水膜，削弱了微粒間的結(jié)合力。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示： K 軟 =干飽ff （ 110） 式中： K 軟 —— 材料 的軟化系數(shù)； f 飽 —— 材料在水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa）； f 干 —— 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa）。氣溫越低，相對(duì)濕度越大，材料的吸濕性也就越大。 含水率即材料所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率，可按下式計(jì)算： W 含 =干干含 mmm ? 100% （ 19） 式中： W 含 —— 材料含水率（ %）； m 含 —— 材料含水時(shí)的質(zhì)量（ g）； m 干 —— 材料干燥至恒重時(shí)的質(zhì)量（ g）。 （ 2）吸濕性 材料在潮濕的空氣中吸收空氣中水分的性質(zhì)稱為吸濕性。粗大的孔隙，水分雖然容易滲入，但僅能潤濕孔壁表面，而不易在孔隙內(nèi)留存。如果材料具有細(xì)微而連通的孔隙，其吸水性就大。 材料的吸水性不僅取決于材料本身是親水的還是憎水的，也與其孔隙率的大小和孔隙特征有關(guān)。 體積吸水率：材料體積內(nèi)被水充實(shí)的程度。材料的吸水性用吸水率表示，吸水率有質(zhì)量吸水率和體積吸水率之分。水泥、混凝土、砂、磚等材料屬于親水性材料，瀝青、石蠟等屬于憎水性材料。 材料具有親水性的 原因是材料與水接觸時(shí)，材料與水之間的分子親合力大于水本身分子間的內(nèi)聚力。一般認(rèn)為，潤濕角 θ≤ 900的材料稱為親水性材料。潤濕角是在材料、水和空氣三相的 交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線（γ L）與水和固體的 接觸面（γ SL）之間的夾角。 材料被水潤濕的程度可用潤濕角θ表示。一般而言，孔隙率較小，且連通孔較少 的材料，其吸水性較小，強(qiáng)度較高，抗?jié)B性和抗凍性較好。按孔隙的尺寸大小，又可分為微孔、細(xì)孔與大孔三種?？紫堵氏嗤牟牧?，它們的孔隙特征可以不同。用公式表示： D =VoV 100% （ 16） 式中： D—— 密實(shí)度； 0V —— 材料的總體積； V —— 材料固體物質(zhì)的體積。 密實(shí)度 固體物質(zhì)的體積占總體積的百分率稱為密實(shí)度。 空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒之間相互填充的密實(shí)程度?！?空隙率； 39。用公式表示： ? 180。用公式表示為： ? =00VVV? 100% （ 14） 式中： ? —— 孔隙率； 0V —— 材料的總體積； V —— 材料固體物質(zhì)的體積。測(cè)定散粒狀材料的堆積密度時(shí)，材料的質(zhì)量是指填充在一定容積的容 器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積。0v —— 在自然堆積狀態(tài)下的體積（ m3）。0vm （ 13） 式中： 39。用公式表示為： 39。一般所指的表觀密度是指以干燥狀態(tài)下的測(cè)定值為準(zhǔn)。當(dāng)材料的孔隙內(nèi)含有水分時(shí)，其質(zhì)量和體積均將有所變化。 自然狀態(tài)下的體積是指包含材料內(nèi)部孔隙的表觀體積。 表觀密度 材料在 自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為材料的表觀密度。測(cè)定有孔隙的材料密度時(shí)，須將材料磨成細(xì)粉（粒徑小于 ），經(jīng)干燥后用李氏瓶測(cè)得其實(shí)體積。 絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，是指不包括材料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)本身的體積，亦稱實(shí)體積。 第一節(jié) 材料的物理性質(zhì) 一、材料的實(shí)際密度、表觀密度及堆積密度 實(shí)際密度 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為材料的實(shí)際密度。如用于建筑結(jié)構(gòu)的材料要受到各種外力的作用，因而選用的材料應(yīng)具有所需要的力學(xué)性能；屋面材料應(yīng)具有絕熱、抗?jié)B性能；地面材料應(yīng) 具有耐磨性能等。檢測(cè)工課件 一、材料基本性質(zhì) 掌握： 材料密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率及空隙率等的定義、計(jì)算；材料不同受力方式的強(qiáng)度表達(dá)方式和計(jì)算；材料與強(qiáng)度等級(jí)的關(guān)系；試驗(yàn)結(jié)果的影響因素；數(shù)據(jù)的處理 熟悉： 材料特征與性質(zhì)之間的關(guān)系；水、熱等對(duì)材料的影響；材料耐久性能的概念、內(nèi)容及影響因素 第一章 建筑材料的基本性質(zhì) 在建筑物中，建筑材料在各個(gè)部位起著各種不同的作用。為此，要求建筑材料具有相應(yīng)的不同性質(zhì)。為了保證建筑物的耐久性，要求在工程設(shè)計(jì)與施工中正確地選擇和合理地使用材料，因此，必須熟悉和掌握各種材料的基本性質(zhì)。用公式表示為： ? =vm （ 11） 式中： ? —— 材料的密度 （ g/cm3）； m —— 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ g）； v —— 干燥材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積（ cm3）。除個(gè)別材料（如鋼材、玻璃）外絕大多數(shù)材料均含有一定的孔隙。材料磨得越細(xì)，測(cè)得的密度值越精確。用公式表示為： 0? =0vm （ 12） 式中： 0? —— 材料的表觀密度（ g/cm3 或 kg/m3）； m —— 材料的質(zhì)量（ g 或 kg）； 0v —— 材料在自然狀態(tài)下的體積（ cm3或 m3）。對(duì)于外形規(guī)則的材料，其幾何體積為表觀體積；對(duì)外形不規(guī)則的材料，可用排液法測(cè)定，但材料表面應(yīng)預(yù)先涂上蠟，以防止水分滲入材料內(nèi)部而使所測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)。故測(cè)定表觀密度時(shí)，應(yīng)注明含水情況。 堆積密度 散粒（粉狀、顆粒或纖維狀）材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為堆積密度。0? = 39。0? —— 堆積密度（ kg/m3）； m —— 材料的質(zhì)量（ kg）； 39。 散粒的體積是指既含顆粒內(nèi)部的孔隙，又含顆粒之間空隙在內(nèi)的總體積。 二、材料的孔隙率與密實(shí)度 孔隙率 材料內(nèi)部孔隙體積占總體積的百分率稱為材料的孔隙率。 空隙率 散粒材料堆積體積中，顆粒間空隙體積所占總體積的百分率稱為空隙率。= oV VoV ??? 100% （ 15） 式中： ? 180。0V —— 材料的總體積； V —— 材料固體物質(zhì)的體積。 在配制混凝土?xí)r，砂、石的空隙率是作為控制混凝土中骨料組配與計(jì)算混凝土含砂率時(shí)的重要依據(jù)。反映材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。 材料的孔隙率的大小直接反映材料的密實(shí)程度，孔隙率小，則密實(shí)程度高。按孔隙的特征，材料的孔隙可分為連通孔和封閉孔兩種，連通孔不僅彼此貫通且與外界相通，而封閉孔彼此不連通且與外界隔絕?？紫堵实拇笮〖捌淇紫短卣髋c材料的許多重要性質(zhì)，如強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性和導(dǎo)熱性等有密切關(guān)系。 三、材料與水有關(guān)的性質(zhì) 親水性與憎水性 當(dāng)材料在空氣中與水接觸時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，有些材料能被水潤濕，即具有親水性；有些材料則不能被水潤濕，即具有憎水性。 如圖所示。θ角越小，則該材 料能被水所潤濕的程度越高。反之，θ 900的 材料為憎水性材料。當(dāng)材料與水之間的分子親合力小于水本身分子間的內(nèi)聚力時(shí)，材料表現(xiàn)為憎水性。 吸水性與吸濕性 （ 1）吸水性 材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性。 質(zhì)量吸水率：材料吸水飽和時(shí)，其所吸收水分的質(zhì)量占材料干燥時(shí)質(zhì)量的百分率，可按下式計(jì)算： W 質(zhì) =干干濕 m mm ? 100% （ 17） 式中： W 質(zhì) —— 材料的質(zhì)量吸水率（ %）； m 濕 —— 材料吸水飽和后的質(zhì)量（ g）； 干m —— 材料烘干到恒重的質(zhì)量（ g）。即材料吸水飽和時(shí)，所吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率，可按下式計(jì)算： W 體 =0VV水 100% （ 18） 式中： W 體 —— 材料的體積吸水率（ %）； 水V —— 材料吸水飽和時(shí)水的體積（ cm3）； 0V —— 干燥材料在自然狀態(tài)下的體積（ cm3）。一般說來，孔隙率越大，吸水性越強(qiáng)。若是封閉孔隙，水分就難 以滲入。所以具有封閉或粗大孔隙的材料，它的吸水率往往較小。吸濕性大小可用含水率表示。 材料的吸濕性大小，除與材料本身的成分，組織構(gòu)造等因素有關(guān)外，還與周圍的濕度、溫度有關(guān)。 耐水性 材料長期在飽和水作用下，強(qiáng)度不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。 一般來說，材料被水浸濕后，強(qiáng)度均會(huì)有所降低。軟化系數(shù)愈小，表示材料吸水飽和后強(qiáng)度下降愈多，即耐水性愈差。 抗?jié)B性 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。滲透系數(shù)的意義是：一定厚度的材料，在單位壓力水頭作用下，在單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積的水量。 S? 值愈大，表示滲透材料的水量愈多，即抗?jié)B性愈差?？?jié)B等級(jí)是以規(guī)定的試件，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所能承受的最大水壓力來確定，以符號(hào)“ Pn”表示，其中 n 為該材料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所能承受的最大水壓力 的十倍數(shù)，如 P4 是表示材料能承受 的水壓而不滲水。細(xì)微連通的孔隙中水易滲入，故這種孔隙愈多，材料的抗?jié)B性愈差。開口大孔中最易滲入，故其抗?jié)B性最差。材料的抗凍性用抗凍等級(jí)表示。 材料經(jīng)多次凍融交替作用后，表面將出現(xiàn)剝落、裂紋、產(chǎn)生質(zhì)量損失，強(qiáng)度也將會(huì)降低。所以，材料抗凍性的高低，取決于材料的吸水飽和程度和材料對(duì)結(jié)冰時(shí)體積膨脹所產(chǎn)生的壓力的抵抗能力。所以，抗凍性常作為考查材料耐久性的一個(gè)指標(biāo)。 四、材料的熱性質(zhì) 在建筑中，建筑材料除了須滿足必要的強(qiáng)度及其他性能的要求外，為了節(jié)約建筑物的使用能耗，以及為生產(chǎn)和生活創(chuàng)造適宜的條件，常要求材料具有一定的熱性質(zhì)，以維持室內(nèi)溫度。 導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于厚度為 1m 的材料，當(dāng)其相對(duì)兩側(cè)表面的溫度差為 1K 時(shí)，經(jīng)單位面積（ 1m2） 單位時(shí)間（ 1S）所通過的熱量。 K） ]； Q —— 傳導(dǎo)的熱量（ J）； A —— 熱傳導(dǎo)面積（ m2）； ? —— 材料的厚度（ m）； T —— 熱傳導(dǎo)時(shí)間（ S）； 12 TT? —— 材料兩側(cè)溫差（ K）。導(dǎo)熱系數(shù)與材料內(nèi)部孔隙構(gòu)造有密切關(guān)系。材料受潮或受凍后，其導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)大提高。因此，絕熱材料應(yīng)常處于干燥狀態(tài)，以利于發(fā)揮材料的絕熱效能。熱容量大小用比熱容表示。材料吸收或放出的熱量和比熱容可由下式計(jì)算： )( 12 TTcmQ ?? （ 113） C = )(12 TTmQ? （ 114） 式中： Q —— 材料吸收或放出的熱量（ J）； C —— 材料的比熱容 [J/（ ） ]； m —— 材料的質(zhì)量（ g）； 12 TT? —— 材料受熱或冷卻前后的溫差（ K）。不同材料的比熱容不同，即使是同一種材料，由于所處物態(tài)不同，比熱容也不同。 材料的比熱容，對(duì)保持建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有很大意義，比熱容大的材料，能在熱流變動(dòng)或采暖設(shè)備供熱不均勻時(shí)，緩和室內(nèi)的溫度波動(dòng)。 一、材料的強(qiáng)度、強(qiáng)度等級(jí)、比強(qiáng)度 強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。這些強(qiáng)度一般是靜力試驗(yàn)來測(cè)定的，因而總稱為靜力強(qiáng)度。 材料的抗彎強(qiáng)度與試件的幾何外形及荷載施加的情況有關(guān)，對(duì)于矩形截面和條形試件，當(dāng)其兩支點(diǎn)間的中間作用一集中荷載時(shí)，其抗彎極限強(qiáng)度按下式計(jì)算： ftm=223bhFL （ 116） 式中： ftm—— 材料的抗彎極限強(qiáng)度（ MPa）； F —— 破壞荷載（ N）； b h (a)抗拉 （ b）抗壓 （ c）抗剪 （ d）抗彎 L —— 試件兩支點(diǎn)間的距離（ mm）； b 、 h —— 分別為試件截面的寬度和高度（ mm）。如相同材料采用小試 件測(cè)得的強(qiáng)度比大試件的高，含有水分的材料比其干燥時(shí)的低。為了使試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，且具有可比性，各個(gè)國家都制定了統(tǒng)一的材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 各種材料的強(qiáng)度差別甚大。如混凝土按抗壓強(qiáng)度有 C15，?， C80 等 14 個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。 為了對(duì)不同的材料強(qiáng)度進(jìn)行比較，可以采用比強(qiáng)度。 二、材料的彈性及塑性 材料在外力作用