第二章 建筑材料的基本性质

第二章 建筑材料的 基本性质

本章提要熟悉和掌握材料的基本性质， 熟悉和掌握材料的基本性质 ， 对于正确选 择和合理使用材料至关重要。 择和合理使用材料至关重要 。 本章主要介 绍了材料的基本物理、 绍了材料的基本物理 、 力学性质及其有关 指标和计算公式。 指标和计算公式 。 物理性质包括材料与质 量有关的性质、 与水有关的性质、 量有关的性质 、 与水有关的性质 、 热工性 力学性质包括强度、 弹性与塑性、 质 ， 力学性质包括强度 、 弹性与塑性 、 脆 性与韧性。 性与韧性。

2.1 材料的基本物理性质2.1.1 材料与质量有关的性能 1、三种密度 、 1)实际密度：指材料在绝对密实状态下单 )实际密度： 位体积的质量，按下式计算： 位体积的质量，按下式计算：

绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在 绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在 内的固体物质的体积。 内的固体物质的体积

m ρ= V

*测量有孔隙材料密度的方法与步骤： 测量有孔隙材料密度的方法与步骤： 测量有孔隙材料密度的方法与步骤

天平 李氏瓶

2)体积密度：指材料在自然状态下单位体 )体积密度：

积的质量，按下式计算： 积的质量，按下式计算：

m ρ0 = V0材料的表观体积是指包含孔隙的体积。一般 材料的表观体积是指包含孔隙的体积。 是指包含孔隙的体积 是指材料长期在空气中干燥， 是指材料长期在空气中干燥，即气干状态下的 表观密度。在烘干状态下的表观密度，称为干 表观密度。在烘干状态下的表观密度，称为干 表观密度。 表观密度。

一、测定材料的干质量m:取材料样品

烘干冷却到室温

烘箱1050C~1100C 烘箱 干燥器 天平

称量质量 m

二、测定材料的自然体积Vo----测定材料的自然体积V -----分两种情况：

(1)对于形状规则的材料，如砖、石块等： 对于形状规则的材料，如砖、石块等： 可定材料的自然体积； 用游标卡尺可定材料的自然体积；a) b)

对于六面体，测定长、宽、高； 对于六面体，测定长、 对于圆柱体，测定其直径和高； 对于圆柱体，测定其直径和高；

如卵石、碎石等， (2)对于形状不规则的材料，如卵石、碎石等，采 确定其自然体积； 用排液法确定其自然体积；

*排液法测定不规则材料自然体积V石： 排液法测定不规则材料自然体积V 排液法测定不规则材料自然体积

3)堆积密度：指散粒(粉状、颗粒或纤维 )堆积密度：指散粒(粉状、 材料在自然状态下单位体积的质量， 状)材料在自然状态下单位体积的质量， 按下式计算： 按下式计算：

m ρ0 = ' V0'

砂子、石子等散粒材料的堆积体积， 砂子

、石子等散粒材料的堆积体积，是在特 定条件下所填充的容量筒的容积。 定条件下所填充的容量筒的容积。材料的堆积 体积包含了颗粒之间或纤维之间的孔隙。 体积包含了颗粒之间或纤维之间的孔隙。 见表2.1。 常用建筑材料的有关数据见表 常用建筑材料的有关数据见表 。

?思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？ 思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？(1)首先采用前述方法测定其干质量m; )首先采用前述方法测定其干质量 (2)然后采用容量升来测定砂子、石子的 )然后采用容量升来测定砂子、 堆积体积，方法如下： 堆积体积，方法如下： a)砂子采用1L、5L的容量升来测堆积体 ) 积； b)石子采用10L、20L、30L的容量升来 ) 测定其堆积体积； 测定其堆积体积； (3)利用公式计算堆积密度： )利用公式计算堆积密度：

V

' 0

ρ

' 0

m = V 0'

常用建筑材料的密度、表观密度、 表2.1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度 和孔隙率材料 石灰岩 花岗岩 碎石(石灰 碎石 石灰 岩) 砂 粘土 普通粘土 砖 密度 ρ(kg/m3) 表观密度 ρ0(kg/m3) 堆积密度 孔隙率(%) ′ (kg/m3) 孔隙率 ρ0 __ __ 1400~1700 1450~1650 1600~1800 __ __ 0.5~3.0 __ __ __ 20~40

2.60~2.80 2000~2600 2.60~2.90 2600~2800 2.60~2.80 2.60 2.60 2.50 __ __ __ 1600~1800

材料 粘土空心 砖 水泥 普通混凝 土 木材 钢材 泡沫塑料

密度 ρ(kg/m3) 2.50 3.10 __ 1.55 7.85 __

表观密度 ρ0(kg/m3) 1000~140 0 __ 2100~260 0 400~800 7850 20~50

堆积密度 孔隙率(%) 孔隙率 ρ′0(kg/m3) __ 1200~1300 __ __ __ __ __ __ 5~20 55~75 0 __

几种密度的比较比较项目 材料状态 材料体积 计算公式 应用 实际密度 绝对密实

几种密度之间的 大小关系是怎样 的？

近似密度 近似绝对 密实状态

表观密度 自然状态

堆积密度 堆积状态V′ 0

Vm ρ= V

V′

V00 ρ0 = m

ρ' = m V'

V 0

ρ0' =

0 m V' 0

判断材料性质

材料用量及体积的计 算

2、材料的密实度与孔隙度 、1) 密实度 密实度是指材料体积内被固体物质所充实 的程度， 的程度，也就是固体物质的体积占总体积的 比例。密实度反映材料的致密程度。 表示： 比例。密实度反映材料的致密程度。以D表示： 表示m

ρ V ρ D = = × 100% = × 100% m V0 ρ0 ρ0

例如： 例如：某种普通粘土砖 ρ0=1700kg/m3, ρ=2.5g/cm3。 , 。 那么其密实度 D=ρ0÷ρ×100% ÷ × =1700÷2500×100% ÷ × =68% 