《建筑材料》教案 教案课程 PPT模板课件.ppt

《建筑材料》教案 教案课程 PPT模板课件.ppt

《《建筑材料》教案 教案课程 PPT模板课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《建筑材料》教案 教案课程 PPT模板课件.ppt（64页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

,建筑材料第一章材料的基本性质,建筑工程系,1.1材料的基本物理性质本节的学习目标1）掌握密度、表观密度以及堆积密度之间的区别2）掌握孔隙率及孔的形状对材料性能的影响。

3）掌握与水有关的性质4）了解材料的热工性质,第1章土木工程材料的基本性质,1.1材料的物理性质,1.1.11.几种密度1.固体（实体）2.闭口孔隙3.开口孔隙,

（1）密度：

材料在绝对密实状态下，固体物质本身的干质量。

（不包括开口和闭口孔隙体积）,VV0,

（2）表观密度：

材料单位表观体积（闭口孔隙+开口孔隙+固体物质本身）的干质量。

VV0,两种密度异同：

m为材料的烘干质量；体积不同，为实体体积，表观体积。

密度表观密度,（3）堆积密度：

散粒状材料在自然状态下单位堆积体积（开口+闭口+实体+空隙）的质量。

反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。

思考：

颗粒材料的密度为，表观密度为0，堆积密度0，则三种密度的关系？

00B.00C.00D.00,1.1.2.孔隙率和空隙率,孔隙的特征

（1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种

（2）按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为孤立孔、连通孔。

（3）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔、封闭孔。

孔隙对材料的影响：

（1）孔隙的多少（孔隙率）

（2）孔隙的特征,1.孔隙率和密实度,孔隙率,密实度,孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。

密实度是指材料的体积被固体物质充实的程度。

VV0,2.空隙率与填充率散粒状材料,空隙率,填充度,空隙率是指散粒材料堆积体积中，颗粒间空隙体积占总体积的百分率。

填充率是指散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。

1.1.3材料与水有关的性质,1.材料的亲水性与憎水性湿润边角：

在材料、水和空气的三向交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角，称为湿润角。

亲水性材料：

润湿角90（表现为亲水性）水分子间内聚力水分子与材料分子间吸引力,憎水性材料：

润湿角90（表现为憎水性）水分子间内聚力水分子与材料分子间吸引力,2.材料的吸水性与吸湿性,

（1）吸水性：

材料在水中能吸收水分的性质饱水状态（吸水饱和）质量吸水率：

材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率体积吸水率：

材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积百分率,思考：

质量吸水率和体积吸水率可以大于100%吗？

材料的孔隙率越大，吸水率越大，对吗？

材料的吸水性不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与孔隙率的大小和孔隙特征有关。

对于孔特征相近的材料，一般孔隙率越大，吸水性也越强。

具有粗大孔隙的材料，虽然水分容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留，因而吸水率不高；密实材料以及仅有封闭孔隙的材料是不吸水的，开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。

（2）吸湿性：

材料在潮湿空气中吸收水分的性质自然状态含水率：

自然状态，材料所含水分质量占其干质量的百分率,有一块砖重2625g，其含水率为5%，该湿砖所含水量为多少？

解：

吸水率与含水率的异同：

材料的吸水率反映了材料在标准测试方法之下吸收水分的能力的大小，是恒值。

材料的含水率反映材料在自然状态下含水的状态，不一定已经达到吸水饱和，当材料与空气湿度达到平衡时就不再吸收空气中水分，此时含水率称为平衡含水率。

是变值。

3.材料的耐水性,材料长期在水的作用下既不破坏，强度又不显著降低的性质称为耐久性。

指标：

软化系数原因：

随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。

KR的范围在01之间。

KR0.85，称为耐水材料,fb材料饱水状态抗压强度，MPafd材料干燥状态抗压强度，MPa,4.材料的抗渗性抵抗压力水渗透的性质,

（1）渗透系数,

（2）抗渗等级：

抗渗等级越高，其抗渗性越好。

指石料、砼或砂浆所能承受的最大水压力。

如：

最大承水压力为0.2MPa，表示为P2，另有P4、P6、P8、P10,渗透系数：

Ks的意义：

抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。

5.材料的抗冻性,材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏，强度又不显著降低的性质。

抗冻等级：

能经受冻融循环的最大次数，记为F50、F100、F200、F300,：

孔隙率越大，材料的抗冻性是否越差？

材料的孔隙包括开口孔隙和闭口孔隙两种，材料的孔隙率则是开口孔隙率和闭口孔隙率之和。

材料受冻融破坏主要是因其孔隙中的水结冰所致。

进入孔隙的水越多，材料的抗冻性越差。

水较难进入材料的闭口孔隙中。

若材料的孔隙主要是闭口孔隙，即使材料的孔隙率大，进入材料内部的水分也不会很多。

在这样的情况下，材料的抗冻性不会差。

6.1热容量热容量是指材料在温度变化时吸收或放出热量的能力。

其大小用比热容来表示。

比热容的大小直接影响建筑内部空间的温度变化率。

设计过程中选用导热系数较小而热容量较大的材料，有利于保持建筑物室内温度的稳定性。

6.材料的热工性质,6.材料的热工性质,6.2导热性导热性是指材料传导热量的能力。

用导热系数来表示。

材料的导热系数越小，表示其绝热性能越好。

通常气体的导热系数液体的导热系数固体的导热系数,思考,某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种材料的剖面，请问选择何种材料？

AB,保温层的目的是较少外界温度变化对住户的影响，材料保温性能的主要描述指标为导热系数和热容量，其中导热系数越小越好。

观察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构，B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较小，适于作保温层材料。

1耐火性耐火材料、难熔材料、易熔材料2耐燃性不燃材料、难燃材料、易燃材料3温度变形线膨胀系数,7.其它性质,回顾本节内容,1.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。

2.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸湿性。

3.材料的导热系数越小，其保温隔热性能越好。

某材料的体积吸水率为10%，密度为3.0g/cm3,表观密度为1500kg/m3。

试求该材料的质量吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率？

质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。

若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒共注入水4.27kg。

将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。

求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。

TheendofthisPart.Thanks!

1.2材料的力学性质及材料耐久性本节的学习目标1）掌握材料的强度和比强度概念。

认识到材料的实际强度与实验强度的关系。

2）理解影响强度的因素。

3）掌握弹性材料与塑性材料的差别。

4）掌握脆性材料与韧性材料的差别，并知道强度与硬度的关联。

5）了解材料的耐久性。

第1章土木工程材料的基本性质,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。

1.2材料的力学性质,1.2.1材料的强度及比强度强度（Strength）材料抵抗外力破坏的能力1.几种强度：

（1）抗压强度、抗拉强度、抗剪强度,三种受力方式,抗压强度、抗拉强度、抗剪强度表示公式（MPa）F破坏时的最大荷载，NA受力截面面积，mm2,

（2）抗弯强度（抗折强度）,单点加荷：

三分点加荷：

第四种受力方式,2.影响材料强度的因素：

材料的组成材料分子结合力存在缺陷孔隙率增加强度降低含水率增加强度降低试件尺寸大强度降低加荷速度快强度降低等,试验条件,材料本身,工程实例分析

（1）测试强度与加荷速度人们在测试混凝土等材料的强度时可观察到，同一试件，加荷速度过快，所测值偏高。

请分析原因。

原因分析：

材料的强度除与其组成结构有关外，还与其测试条件有关，包括加荷速度、温度、试件大小和形状等。

当加荷速度较快时，荷载的增长大于材料变形速度，测出的数值就会偏高。

为此，在材料的强度测试中，一般都规定其加荷速度范围。

（2）砖浸水后强度下降某地发生历史罕见的洪水。

洪水退后，许多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的多孔的红砖，见下图。

请分析原因。

未烧透的红砖,原因分析：

这些红砖没有烧透，砖内开口孔隙率大，吸水率高。

吸水后，红砖强度下降，特别是当有水进入砖内时，未烧透的粘土遇水分散，强度下降更大，不能承受房屋的重量，从而导致房屋倒塌。

3.比强度指材料强度与其表观密度之比。

意义：

反映材料轻质高强的指标。

值越大，材料越轻质高强,1.2.2材料的弹性与塑性,1.弹性：

外力作用产生变形,外力取消变形完全恢复。

可恢复的材料变形称为弹性变形可逆变形。

弹性材料：

具有弹性的材料。

指标：

弹性模量（常数）意义：

E表示材料抵抗变形的指标，E值越大，材料越不易变形，即抵抗变形的能力越强。

弹性变形,塑性变形,2.塑性外力作用产生变形,外力取消变形不能恢复。

外力作用下产生变形,外力取消后,仍保持变形后的形状和尺寸,并且不产生裂纹的性质。

材料不能恢复的残留变形称为塑性变形不可逆变形（永久变形）。

塑性材料：

具有塑性的材料。

完全的弹性材料或塑性材料是很少的。

1）有的材料在应力水平较低时，变形特征主要表现为弹性，而应力水平较高时，主要为塑性。

例如钢材。

图1.2.1低碳钢受拉的应力应变曲线,ab弹性变形,图1.2.2混凝土的变形曲线,ob塑性变形,2）有的材料受力后，弹塑性变形同时产生，取消外力，弹性变形可以恢复，塑性变形不能恢复。

1.2.3材料的脆性与韧性,1.脆性材料受外力达到一定程度后突然破坏，破坏时无明显的塑性变形的性质。

脆性材料：

石、砖、混凝土、陶瓷、玻璃、砂浆等。

2.韧性在冲击外力和震动荷载作用下，材料能吸收大量的能量，产生一定变形而不致破坏的性质。

韧性材料：

低碳钢、木材、玻璃钢等。

1.2.4材料的硬度和耐磨性（了解性内容）,1.硬度抵抗外物压入或刻划的能力。

可采用：

莫氏硬度（石料、陶瓷等）；布氏、洛氏硬度（金属材料）。

特点：

硬度高，耐磨性强，但不易加工。

2.耐磨性材料表面抵抗磨损的能力。

（路面材料要求）,1.3材料的耐久性,材料在各种环境因素作用下，在长期使用过程中保持其性能稳定的性质。

环境因素是多种多样的，有物理（如温度、湿度、机械力等）、化学（大气、光、酸、碱、盐等作用）以及生物（细菌、昆虫等）等方面的作用。

耐久性是一个综合性能，包括抵抗上述各类因素的长期作用。

耐久性主要包括：

渗透性抗冻性抗腐蚀性抗碳化性抗侵蚀性抗骨料反应,1.选择承受动荷载作用的结构材料时，要选择下述哪一类材料？

A具有良好塑性的材料B具有良好韧性的材料C具有良好弹性的材料D具有良好硬度的材料2.材料吸水后，将使材料的_提高。

A.耐久性B.强度C.密度D.导热系数,3.某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。

4.材料比强度越大，越轻质高强。

5.材料的亲水性与憎水性用来表示，材料的吸湿性用来表示。

材料的吸水性用来表示。

6.材料的耐水性是指材料在长期__作用下，__不显著降低的性质。

材料的耐水性可以用_系数表示，该值越大，表示材料的耐水性_。

7.材料的导热系数越大，其保温隔热性能越差。

8.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。

TheendofthisPart.Thanks!

第一节材料的组成、结构和构造,材料的组成,化学组成：

-化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类及数量。

-金属材料常以各化学元素含量表示-无机非金属材料常以各氧化物含量表示-有机材料常以各化合物的含量表示,矿物组成：

矿物是具有一定化学成分和结构特征的单质或化合物。

矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量，它是决定无机非金属材料化学、物理、力学等性质的重要因素。

材料的化学组成不同，则材料的矿物组成就不同材料的化学组成相同，可以有不同的矿物组成,材料的组成、结构和构造,材料的结构与构成,宏观构成（结构）,亚微观结构（显微或细观结构）,微观结构,宏观结构（构造）,指用肉眼或放大镜能分辨的粗大组织。

其尺寸在毫米级以上。

材料的宏观结构及其相应的主要特征,宏观结构（构造）,按孔隙特征分,按孔径分,按构成形态分,宏观结构（构造）,按孔隙特征分,按孔径分,按构成形态分,致密结构多孔结构微孔结构,