建筑材料知识点总结

木木建材 2024-05-30 14:55:53 1043阅读 举报

建筑材料重点总结

第一章

1.建筑材料的定义及其分类?

(1)定义:任何建筑物的都是用各种材料组成的,这些材料统称为建筑材料。

(2)分类:①按材料来源分类:天然材料;人工材料。

②按材料的使用部位:结构材料、屋面材料、墙体材料、地面材料。

③按材料的建筑功能:结构材料、功能材料、承重材料(建筑物基础、梁、柱等所用材料)、围护材料、防水材料、装饰材料、绝热材料、吸声材料。

④按材料的性质:

无机材料:金属材料:黑色和有色金属

非金属材料:天然石材、烧土制品、玻璃及熔融制品、胶凝材料、混凝土

有机材料:植物质材料、合成高分子、沥青材料

复合材料:无机非金属:有机复合(玻璃纤维增强材料)

金属:有机复合(轻质金属夹芯板等)

金属:非金属复合(钢纤维增强混凝土)

2.现代建筑材料的发展趋势?

(1)轻质、高强。

(2)发展多功能材料。

(3)廉价、低耗能。

(4)由单一材料向复合材料及制品发展。

(5)扩大装配式预制构件的工厂化生产。

(6)用工农业废料、废渣等代替自然资源作为原料,向环保方向发展;发展更多花色品种的装饰材料。


第二章

密度、表观密度、视密度、堆积密度的概念及其表示?

(1)密度 ρ

①材料在绝对密实状态下单位体积的质量(比重)

ρ=m/v

m:材料的质量(干燥至恒重)g/kg

v:材料在绝对密实状态下的体积cm³/m³

Ps.绝对密实状态不包括材料内部孔隙在内的体积,在土木工程材料中,除钢材、玻璃等少数材料内部孔隙极少外,大多数材料内部均存在孔隙,如砖、混凝土等。

②测定:通常把材料磨成细粉,干燥后用密度瓶(李氏瓶/比重瓶)通过排液法测定其密实体积(砖、石材),材料磨得越细,细粉体积越接近其密实体积,所测得的密度值就越精确。

③特点:密度取决于组成物质的原子量和分子结构(不变值)

④比重:指的是材料的密度与标准大气压下4℃时纯水的密度之比,无单位,但其数值与材料的密度基本相等。

(2)表观密度(体积密度),俗称容重 ρ0

定义:材料在自然状态下单位体积的质量(重量)

ρ0 =m/v0

m:材料的质量g/kg

v:材料在自然状态下的体积(表观体积)cm³/m³

Ps.①指构成材料的固体物质体积与全部孔隙体积之和(包括封闭孔隙体积和开口孔隙体积)

②对于形状规则的体积可以直接测量计算而得;形状不规则的体积可将其表面蜡封以后用排水法测得。

③含水状态的影响:当材料孔隙内含有水分时,其质量和体积均有变化,因此测量表观密度时,必须注明其含水状态。

④一般情况下,材料的表观密度是指材料在干燥状态下的干表观密度。即:干表观密度≠湿表观密度

(3)视密度 ρ’

工程中常用的散粒状材料,如砂、石,其颗粒内部的孔隙极少,用排水法测出的颗粒体积(材料的密实体积与封闭孔隙体积之和,不包括开口孔隙体积)与其密实体积基本相同。因此,其表观密度可近似地当作其密度,称为视密度(又称颗粒表观密度),用ρ’表示。

(4)堆积密度(松散容重)-----散粒体 ρ0’

定义:散粒材料(粉状、颗粒状)在堆积状态下,单位体积的质量。

Ρ0’=m/v0’

m:材料的质量g/kg

v0’:材料的堆积体积cm3/m3,包括颗粒体积(固体物质的体积和颗粒内部的封闭孔隙体积和开口孔隙体积)和颗粒间空隙的体积。

测定:包含了颗粒之间的空隙

测试:在规定条件下用所填充容量筒的容积求得。

PS.自然堆积密度:散粒材料的堆积方式松散

紧密堆积密度:散粒材料捣实的堆积方式

材料的含水程度也影响堆积密度,通常指气干状态下的堆积密度。

1. 密实度和孔隙率的概念,表示及计算?

(1)密实度D

材料体积内被固体物质充实的程度。即:固体物质体积占总体积的比例。

(2) 孔隙率P

指材料体积内,孔隙体积占材料总体积(自然状态下的体积)的比例。

PS. ①密实度和孔隙率是从两个不同的侧面反映材料的密实程度,通常用孔隙率表示材料的密实程度。材料的孔隙率越大,表征材料的密实程度越小。

②建筑材料的性质(强度、抗渗性、抗冻性等)与孔隙率及其孔隙的构造特征密切相关。

③孔隙的构造特征:孔的形状(连通孔与封闭孔)、孔径的大小(细孔和粗孔)、孔的分步均匀性等。

④提高混凝土的密实度可以提高其强度,加入引气剂可改善混凝土的抗渗性和抗冻性。

2. 填充率和空隙率的概念,表示及计算?

(1)填充率D’:指散粒材料在其堆积体积中,颗粒体积占总体的比例。

(2)空隙率P’:散粒材料在其堆积体积中,颗粒之间的空隙体积所占总体积的比例。反映了散粒材料的颗粒互相填充的密实程度。

PS.空隙率考虑的是材料颗粒间的空隙,研究散粒状材料的空隙结构和计算胶结材料的需要量十分重要,可以作为控制混凝土骨料级配及计算砂率的依据。

3.材料的亲水性和憎水性

材料与水接触时,材料表面被水润湿,沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为润湿角。润湿角小于90度时,称为亲水性材料。当润湿角大于90度时,称为憎水性材料。

3. 材料的吸水性和吸湿性

(1)吸水性:材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质。吸水性的两种表示方法:质量吸水率、体积吸水率。

①质量吸水率(一般):材料吸水饱和时吸收的水分质量占材料干燥时质量的百分率。

②体积吸水率(轻质多孔材料):材料吸水饱和时,吸收的水分体积占材料干燥时体积的百分率。

③材料吸水性影响因素:亲水性、憎水性:亲水材料吸水性大。

孔隙率和孔隙特征:细微连通孔隙,孔隙率越大,吸水率越大;闭口孔隙水分不能进去,而开口大孔虽然水分易进入,但不能存留,只能润湿孔壁,所以吸水率仍然减小。

一般,孔隙率较大且具有细小开口连通孔隙的材料,吸水率大。

(2)吸湿性:材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质。用含水率(指材料中所含水的质量占材料干燥质量的百分率)表示。

吸湿性一般是可逆性:材料既可吸收空气中的水分,也可像空气中释放水分。

吸湿性:亲水材料在潮湿空气中吸收水汽的性质;还湿性:亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。

含水率:影响材料含水率的因素:环境的温度和湿度;孔隙率的大小及材料的孔隙构造特征;材料的亲水性、憎水性。

平衡含水率:材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率。

材料含水或吸水对材料的影响:会使材料的表观密度提高,强度降低,导热性增高,体积增大,并可能导致冻胀,木材腐朽等结果。

4. 材料的耐水性

定义:材料长期在吸水饱和状态中,不发生破坏,强度也不显著降低的性质。

软化系数值越大,耐水性越好。

软化系数值大于0.85的材料为耐水材料。

工程要求:长期处于水中或潮湿环境中的重要结构K.>0.85

用于受潮较轻或次要结构: K软≥0. 75

5.材料的抗渗性:抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。一般用渗透系数k或者抗渗等级PN来表示。K值越大,材料的抗渗性越差。抗渗等级p4,p6,p8分别表示材料能承受0.4MP,0.6MP,0.8MP的水压力而不被渗透。

6.材料的抗冻性:抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,经过多次冻融循环作用而不被破坏,强度也不显著降低的性质。

冻融破坏机理(原因):①膨胀在孔隙内产生很大的冰胀应力。②冰胀应力会使孔壁受到相应的拉应力。③拉应力大于抗拉强度,孔壁产生局部裂纹或裂缝。④多次冻融循环,裂纹扩展至断裂,材料受冻破坏。

一次冻融循环:指材料吸水饱和后,现在-15℃的温度下冻结后再在20℃的水中熔化。

材料的抗冻性用抗冻等级FN表示,N表示能承受最大冻融循环的次数,抗冻等级越高,抗冻性能越好。材料的冻融破坏作用是从外表面产生剥落,逐渐向内部深入发展。

抗冻性的影响因素:内因:孔隙率;孔隙的构造特征;吸水饱和程度(饱水系数);强度

外因:冻融温度;结冰温度;冻融频繁程度。

如果材料具有细小的开口孔隙,强度低,孔隙率大,且处于饱和水状态下,则容易受冻破坏。

7. 材料的热工性质:热容性、导热性、热变形性、耐燃性。

(1)材料的热容指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。

(2)导热性:当材料两侧存在温度差时,热量将由温度高的一侧传递到温度低的一侧,材料的这种传导热量的能力称为导热性。用导热系数λ表示,导热系数越小,材料的导热性越差,保温隔热性能越好。工程上通常把入<0.23 w / (m. K)的材料称为绝热材料。

影响材料导热系数的因素:①材料的化学组成与结构,通常:金属材料>非金属材料>有机材料②材料的孔隙率、孔隙构造特征:材料的孔隙率越大,导热系数越小。在材料孔隙率一定时,随着开口和大孔的增多,材料的导热系数增大。③材料的含水率④温度(热流方向)

保温绝热材料要注意防水防潮防冰冻,使其经常处于干燥环境。.欲保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失,应选用非金属材料,有机材料,非晶体材料。其次,应选用孔隙率大,开口孔和大孔少的材料。最后应注意防潮,防冻。

(3)热容量:指材料受热时吸收热量和冷却时放出热量的性质。Q=cm(t2-t1)

(4)热变形性(温度变形性):指材料在温度变化时材料的长度或者体积的变化程度。

(5)耐燃性:材料对火焰和高温度的抵抗能力称为材料的耐燃性,是影响建筑物防火、建筑结构耐火等级的一项重要因素。

非燃烧材料:在空气中受到火烧或者高温不起火、不碳化、不微燃的材料。eg:混凝土、钢铁、砖、石等

难燃材料:在空气中受到火烧或者高温高热作用时,难起火、难微燃、难碳化,当火源移走后,已有的燃烧或者微微燃立即停止的材料。eg:沥青

可燃材料:在空气中受到火烧或者高温高热作用时立即起火或者微燃,当火源移走后仍继续燃烧的材料。eg:木材

(7)耐火性:材料抵抗长期高温的性质称为耐火性。

耐火材料:耐火度不低于1580℃,eg:硅砖、镁砖等耐火砖。

难熔材料:1350℃~1580℃eg:耐火混凝土

易熔材料:低于1350℃eg:普通黏土砖

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作者:木木
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