建筑材料的基本性质(材料与水有关的性质).ppt
亲水性与憎水性材料含水的四个状态 吸水性与吸湿性 耐水性 抗冻性与抗渗性,一、亲水性与憎水性,当材料与水接触时可以发现，有些材料能被水润湿，有些材料则不能被水润湿，前者称材料具有亲水性，后者称具有憎水性。,润湿角（a）亲水性材料 90（b）完全亲水材料180（c）憎水性材料 90,二、材料含水的四个状态,干燥状态,气干状态,饱和面干状态,浸湿状态,烘至全干,自然气候状态,内部吸水饱和、表面干燥,浸水状态,三、材料的吸水性与吸湿性,（一）材料的吸水性、定义：材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。、指标：吸水率,体积吸水率,质量吸水率,、计算：,式中：质量吸水率，；m1材料饱和面干状态下的质 量，g；m干燥状态下的质量，g。,）质量吸水率,、体积吸水率,式中：Wv 体积吸水率，；sw 材料吸入水的体积，m3；Vo 材料自然状态下的体积，m3；m质量吸水率，；o 材料的表观密度，（kg/L),注意：封闭孔隙较多的材料，吸水率不大时通常用质量吸水率公 式进行计算，对一些轻质多孔材料，如加气混凝土、木材等，由于质量吸水率往往超过100%,故可用体积吸水率进行计算。,（二）吸湿性,式中：W含 材料含水率，%;m含材料在气干状态下的质量，g；m材料干燥状态下的质量，g。,、定义：材料在空气中吸附水分的能力为吸湿性。、指标：含水率,材料吸湿性作用一般是可逆的，材料的吸湿性随空气的湿度和环境温度的变化而改变，当空气湿度较大且温度较低时，材料的含水率就大，反之则小。材料中所含水分与空气的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率,、定义：材料长期在饱和水作用下不破坏，强度也不显暑降低的性质、指标：软化系数、计算：,式中：KP-材料的软化系数；fw-材料在吸水饱和状态下的抗压强度,MPa f-材料在干燥状态的抗压强度，MPa。,四、材料的耐水性,材料的软化系数的范围在01之间。用于水中、潮湿环境中的重要结构材料，必须选用软化系数不低于0.85的材料；用于受潮湿较轻或次要结构的材料，则不宜小于0.700.85。通常软化系数大于等于0.85的材料称为耐水材料,（一）材料的抗冻性、定义：材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，质量和强度降低不超过规定值。、指标：抗冻等级。抗冻标号是以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数。用符号“Fn”表示。“Fn”为最大冻融循环次数，如F25、F50等。,五、抗冻性与抗渗性,常用的两个参数是：质量损失率(不超过5%)，强度损失率(不超过25)。材料抗冻标号的选择，是根据结构物的种类、使用条件、气候条件等来决定的。烧结普通砖、陶瓷面砖、轻混凝土等墙体材料，一般要求其抗冻标号为D15或D25；用于桥梁和道路的混凝土应为D50、D100或D200。水工混凝土要求高达D500。,材料受冻融破坏主要原因：其孔隙中的水结冰 所致。水结冰膨胀对孔壁产生很大应力，当此应力超过材料的抗拉强度时，孔壁将产 生局部开裂。随着冻融次数的增多，材料破坏加重。所以材料的抗冻性取决于其孔隙率、孔隙特征及充水程度。,小结：材料的冻融破坏作用是从外表面开始产生剥落，逐渐向内部深入发展。抗冻性良好的材料，对于抵抗大气温度变化、干湿交替等风化作用的能力较强，所以抗冻性常作为考查材料耐久性的一项指标。在设计寒冷地区及寒冷环境(如冷库)的建筑物时，必须要考虑材料的抗冻性。处于温暖地区的建筑物，虽无冰冻作用，但为抵抗大气的风化作用，确保建筑物的耐久性，也常对材料提出定的抗冻性要求。,冻融破坏的大坝坝面,使用20年的高速公路桥梁,（二）材料的抗渗性：、定义：材料抵抗压力水渗透的性质，或称不透水性。当材料两侧存在不同水压时，一切破坏因素(如腐蚀性介质)都可通过水或气体进入材料内部，然后把所分解的产物代出材料，使材料逐渐破坏，如地下建筑、基础、压力管道、水工建筑等经常受到压力水或水头差的作用，故要求所用材料具有一定的抗渗性，对于各种防水材料，则要求具有更高的抗渗性。,、指标：渗透系数和抗渗等级。对一些抗渗、防水材料，如油毡、瓦、水工沥青混凝土等，其防水性用渗透系数表示。渗透系数的物理意义是：在一定时间t内，透过材料试件的水量Q，与试件的渗水面积A及水头差成正比，与渗透距离(试件的厚度)d成反比，用公式表示,式中K材料的渗透系数,cmh；Q渗透水量,cm3；d材料的厚度,cm；A渗水面积,cm2；t渗水时间,h；H静水压力水头,cm。K值愈大，表示材料渗透的水最愈多，即抗渗性愈差。抗渗性是决定材料耐久性的主要指标。,建筑工程中大量使用的砂浆、混凝土材料的抗渗性用抗渗等级表示。抗渗等级是指材料在标准试验方法下进行透水试验，以规定的试件在透水前所能承受的最大水压力来确定。以符号“P”表示，如P4、P6、P8等分别表示材料能承受0.4、0.6、0.8MPa的水压而不渗水。用公式表示：P=10H-1 式中：P-抗渗等级；H-试件开始渗水时的压力，MPa.,材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征有关。细微连通的孔隙 水易渗入，故这种孔隙愈多，材料的抗渗性愈差。闭孔 水不能渗入，因此闭孔孔隙率大对抗渗性没有影响。开口大孔 水最易渗入，故其抗渗性最差。,例题,下列各材料中，（）是亲水性材料。A、沥青 B、石蜡C、不锈钢 D、聚乙烯塑料,答案：C,例题,含水率为8%的湿砂120g，其中所含水的质量为（）g。A、1208%B、(120-8%)8%C、120-120/(1+8%)D、120/(1+8%)-120答案：C,
