建筑材料课目常用计算公式大全

2023-01-27 06:03:22   文档大全网     [ 字体:小 中 大 ] [ 阅读: ]

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1. 体积密度



材料在自然状态下单位体积的质量称为体积密度:

m0

V 0

ρ0——材料的体积密度,g/cm3或kg/m3;

m——材料的质量,g或kg;

V0——材料在自然状态下的体积,cm3或m3。 (体积密度与含水情况有关,如未注明均指绝对干燥材料的体积密度)

2. 密度

材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度:



mV

ρ——材料密度,g/cm3;

m——材料的绝对干燥质量,g;

V——材料在绝对密实状态下的体积(实体积),cm3。 (体积密度小于密度)

3. 表观密度

直接用排水法求得的体积,作为绝对密实状态下体积的近似值,按该体积计算出的密度为表观密度(或视密度):



m

V

ρ′——表观密度,g/cm3; m——材料的绝对干燥质量,g;

V′——用排水法求得的体积 (V′=V+V闭) ,cm3。 (表观密度可以代替密实材料的密度或体积密度)

4. 孔隙率 孔隙率是指,材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率,或称总孔隙率。

P

V孔V100%

0

P——孔隙率,%;

V孔——材料中全部孔隙的体积,cm3; V0——材料在自然状态下的体积,cm3。

P

V0V

V100% 0

PV



1V100%

0 P10



100%

P——孔隙率,%;

ρ0——材料的体积密度,g/cm3或kg/m3; ρ——材料密度,g/cm3或kg/m3。

5. 堆积密度

散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称堆积密度:

m0

V0

ρ0——散料材料的堆积密度, kg/m3;(常指松堆密度) m——散料材料的质量,kg; V0′——散料的体积,m3。(V0′=V0+V空=V+V孔+V空)

6. 开口孔隙率

开口孔隙率PK指材料中能被水所饱和(即被水所充满)的孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率:

Pm2m1K

V1

100% 0W

m1——干燥状态下材料的质量,g; m2——水饱和状态下材料的质量,g;

ρW——水的密度,常温下可取1g/cm3,故常略去。

7. 闭口孔隙率

闭口孔隙率PB为总孔隙率P与开口孔隙率PK之差:

PB=P-PK

8. 空隙率

散粒材料在自然堆积状态下,其中的空隙体积与散粒材料在自然堆积状态下的体积之比的百分率:

P10

100%



P′——散粒材料的空隙率,%;

ρ0′——散粒材料的堆积密度,kg/m3;

ρ0——材料体积密度或颗粒体积密度,kg/m3。 (如是密实材料天然砂、石,ρ0可由ρ′代替)

9. 质量和体积吸水率

材料吸收水分的能力称为吸水率(一般未加说明均指质量吸水率)

W

m2m1

m100% 1

如试件处于自然含水

状态,在干燥状态下的质量测得的水与材料W1百分比是0

m2mV1

100% 0随环境变化的。含水率W

可以说是该材料最大吸水率,其会的含水率。

互相关系:W0W0

W——质量吸水率,%; W0——体积吸水率,%;(≤100%)

m1——材料在绝对干燥状态下的质量,g; m2——材料在浸水饱和状态下的质量,g; V0——材料在自然状态下的体积,cm3; ρW——水的密度,常温下可取1g/cm3。

ρ0——材料在干燥状态下的体积密度,g/cm3。




10. 水饱和度(吸水饱和系数)

为说明材料吸水程度(吸入水体积与孔隙体积之比)或孔隙特征(开口孔隙体积与部孔隙体积之比)得水饱和度

KB=W0/P

KB——水饱和度;(在0~1间波动) W0——材料的体积吸水率,%; P——材料的孔隙率,%。

11. 耐水性(软化系数)

材料在水作用下保持其原有性质的能力称为耐水性,用软化系数表示

传热系数的倒数a /λ称为热阻。

15. 热容

热容是指材料受热时蓄存热量或冷却时放出热量的性能。

Qcm(t2t1) c

Q



m(t2t1)

KP

fW

f

KP——材料的软化系数;(在0~1间波动) f——材料在干燥状态下的的抗压强度; fW——材料在浸水饱和状态下的抗压强度。

(KP:要求受潮严重需≥0.85~0.9;受潮较轻≥0.70~0.85)

12. 抗渗性(渗透系数)

Q——材料吸收(或放出)的热量,kJ;

(t2-t1)——材料受热(或冷却)前后的温差,K; m——材料的质量,kg;

c——材料的比热容,kJ/(kg·K); c·m称为热容。 (c:水最大4.2;木材在2.39~2.72;天然和人造石材(含烧结砖、混凝土)0.75~0.92;钢0.48)

16. 强度(和应力、应变、弹性模量) 材料受力后的变形,以材料在作用力方向上发生的变形量Δl来表示,或以单位长度上的变形量Δl/l0(l0为变形前的尺寸)表示,通常称应变ε。作用在材料外表面或内部单位面积的力称为应力σ。强度通常以强度极限f来表示



QK

HQd

Ft 或 K

dFtH

PP

fmax

AA

K——渗透系数,cm/h;

Q——渗透量,cm3; F——渗水面积,cm2; d——试件厚度,cm; H——水头差,cm; t——渗水时间,h。

(也可用抗渗标号P表示,是以规定的试件,以标准试验方法下所能承受的最大水压Mpa来确定,如P6)

13. 导热系数

材料传递热量的能力,此能力用导热系统λ表示

应力σ与应变σ——应力,Mpa;

ε的比值即为弹

P——荷载,N; 性模量 A——材料的受力面积,mm2; f——强度极限,Mpa;(主要是抗压强度和抗拉强度) Pmax——最大荷载,N。

(材料破坏时的荷载称为破坏荷载或最大荷载,此时的应力称作强度极限)

17. 抗压强度、抗拉强度、抗弯强度

抗压强度是评定脆性材料强度的基本指标;

抗拉强度是评定钢材、纤维质材强度的基本指标; 根据f拉/ f压的值,可将材料分三类

Q

A(t1t2)ZQa



A(t1t2)Za

①f拉> f压的,木材等纤维材料;②f拉≈ f压的,钢材;③f拉< f压的,混凝土等脆材料。

抗弯强度(是评定水泥、木材等材料力学性能的指标)

Q——传递的热量,J;

(t1-t2)——平壁两侧温差,K;

注:大多数建筑材料

2

A——平壁面积,m; (金属外)的导热系数

会随温度升高而增加。 Z——传热时间,s;

a——平壁厚度,m;

λ——导热系数,W/(m·K)。亦有λ=f(ρ0)的经验公式。 (λ,非金属材料在0.035~3.000之间;空气0.023;水0.58;水结冰时其系数为2.3) `

14. 传热系数和热阻

在单位时间内,单位面积平壁(即材料层)的热量为:

f



3PmaxlPmaxl

f 或 2

2bhbh

三分点上加两个集中载荷

中间加一个集中荷载

f——抗弯强度,Mpa;

Pmax——最大载荷,N; l——支点间距离,mm;

b、h——试件断面的宽度、高度,mm。

18. 磨损率

耐磨性是材料表面抵抗磨损的性能,用磨损率来表示

Q



a

(t1t2)

2

Km

式中λ/a即为材料层的传热系数K,其单位为W/(m·K)。

m1m2

A


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