石家庄财经职业学院教案
第一章 建筑材料的基本性质
学习目标：掌握密度、表观密度以及堆积密度之间的区别掌握孔隙率及孔的形状对材料性能的影响。掌握与水有关的性质。了解材料的热工性质 教学重点：
掌握密度、表观密度以及堆积密度之间的区别 掌握孔隙率及孔的形状对材料性能的影响。 掌握与水有关的性质
教学难点：材料的密度表观密度及堆积密度之间区别 教学手段和方法：
教师讲授，课堂讨论，多媒体教学
1.1材料的物理性质
1.1.1 材料与质量有关的性质
几种密度：密度、表观密度、堆积密度
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，单位实体体积的干质量。 （不包括开口和闭口孔隙体积）
2）表观密度 ：
材料单位表观体积（闭口孔隙+开口孔隙+实体）的干质量。
mm ?0??V0V?VB?VK
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。
mm?0???V?VB?VK?VSV0?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ρ，表观密度为ρ0，堆积密度ρ0 ‘，则三种密度的关系？ 4.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。
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（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 5.孔隙率和密实度
孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。 ▲孔隙率
孔隙体积V0?V?0
P??100%??100%?(1?)?100%总体积V0?
密实度是指材料的体积被固体物质充实的程度。
实体体积V?0D??100%??100%??100%?1?P
总体积V0?
6.空隙率与填充率 ——散粒状材料
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。
'空隙率 '空隙体积V0'?V0?0p??100%??100%?(1?)?100%' 堆积体积V0?0填充率是指散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。
颗粒体积V0?0D???100%??100%??100%?1?p?填充度
?堆积体积V0??0
1.1.2 材料与水有关的性质
建筑材料的亲水性和憎水性在建筑工程中有什么实际意义？
1.建筑材料的亲水性在建筑工程中，可以帮助其他材料增强水的融合，比如，在混凝土的添加剂里有种称为减水剂的，它就可以帮助增强混凝土的和易性，减少水，配置同样的强度的混凝土，以减少水泥量。
2.同样，材料的憎水性也可以利用其憎水性能，在建筑工程中起重要作用。比如，在防水材料中经常用的具有憎水性的材料，如沥青等等
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θ ，称为湿润边角。
亲水性材料：润湿角θ≤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θ＞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
Wmmb?m??100%WV?Wm?0m
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
Vm?m?0m?m?0WV?w?100%?b??100%?b??100%V?mm?ww0思考：
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
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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
m?m
Wh?S?100% m有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水量为多少？ 解：
Wm?mb?mx?100%??100%?5%m2625?xx?125g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在吸收空气中水分，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
fbK? fb——材料饱水状态抗压强度，MPa Rfg fg——材料干燥状态抗压强度，MPa
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0~1之间。 KR>0.85， 称为耐水材料。 例： 耐水性不正确的[ ]。 A、有孔材料的耐水性用软化系数表示 B、材料的软化系数在0～1之间波动
C、软化系数大于0.80的材关于料称为耐水材料。 D、软化系数小于0.80的材料称为耐水材料。
E、软化系数越大，材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差
例： 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165 MPa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。 解
该石材的软化系数为:
4.材料的抗渗性
——抵抗压力水渗透的性质
（1）渗透系数
KR?fb165??0.93fg178由于该石材的软化系数为0.93，大于0.85，故该石材可用于水下工程。
KS?QdAtH8
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渗透系数：
Ks的意义：抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。 （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… 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 … 材料的抗冻性用抗冻等级表示。
抗冻等级：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，其中n即为最大冻融循环次数，如F25、F50等。
材料的抗冻等级可分为Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。
如混凝土抗冻等级Ｆ15是指所能承受的最大冻融次数是15次(在-15℃的温度冻结后，再在20 ℃的水中融化，为一次冻融循环)，这时强度损失率不超过25％，质量损失不超过5％。 思考：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。 材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。
材料抗冻等级的选择，是根据结构物的种类、使用条件、气候条件等来决定的。 混凝土抗冻等级D15号中的15是指( )。 A．承受冻融的最大次数为15次 B．冻结后在15~C的水中融化
C．最大冻融次数后强度损失率不超过15％ D．最大冻融次数后质量损失率不超过15％
教案头
课 次
3 授课日期 9
编号 03 石家庄财经职业学院教案 基本课题 材料的物理性质 教学目的 掌握材料与热有关的性质的概念及表示方法，并熟练运用。 了解材料的声学性能、光学性能。 重点材料与热有关的性质 难点材料与热有关的性质 课型Ⅰ.提问复习上次课内容 Ⅱ.新课 1.1.3材料与热有关的性质 导热性、热容量与比热、耐热性和耐火性 1.1.4材料的声学性能 吸声性、隔声性 1.1.5材料的光学性能 透光率、光泽度 课后记：本次课程的重点在于培养学生对材料热学、声学、光学性能的认识，逐步学会合理用材。（连上）
学习目标：掌握材料与热有关的性质的概念及表示方法，并熟练运用。 了解材料的声学性能、光学性能。 教学重点：
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讲授课 学时2 教 学 过 程 时间分配 教学方法 能力培养 15min 提问 巩固上次课的学习内容 40min 讲授 培养学生对材料与热有关性质的认识 35min 讲授、操作 让学生了解材料的声学、光学性能 第一章 建筑材料的基本性质
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