物理材料的基本性質(zhì)PPT課件

1、二、材料的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 決定材料性能得到重要因素，分為宏觀、細(xì)觀和微觀結(jié)構(gòu)。 一）結(jié)構(gòu) 1、宏觀結(jié)構(gòu)（10-3 m以上） 孔隙（致密、多孔、微孔結(jié)構(gòu)） 存在狀態(tài)分類（堆聚、纖維、層狀、散 粒）第1頁(yè)/共31頁(yè)2、細(xì)觀結(jié)構(gòu)（10-3 - 10-6 m） 混凝土、鋼材、木材等材料細(xì)觀層次上的組織對(duì)性能影響很大。3、微觀結(jié)構(gòu)（10-6 - 10-10 m） 1）晶體結(jié)構(gòu) 2）玻璃體結(jié)構(gòu) 3）膠體結(jié)構(gòu)第2頁(yè)/共31頁(yè)二、構(gòu)造 具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元間的相互組合搭配情況第3頁(yè)/共31頁(yè)第二節(jié) 材料的基本物理性質(zhì)一、材料的密度、表觀密度與堆積密度 一）材料的密度 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。

2、其中密度（g/cm3) V 絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積（cm3 ) Vm第4頁(yè)/共31頁(yè)測(cè)定方法：密實(shí)材料（鋼材等）多孔材料（混凝土磚）abc第5頁(yè)/共31頁(yè) 00Vm第6頁(yè)/共31頁(yè) 00Vm00V第7頁(yè)/共31頁(yè)第8頁(yè)/共31頁(yè)二、材料的密實(shí)度與孔隙率 1、密實(shí)度或0100%D0100%VVD 第9頁(yè)/共31頁(yè)2、孔隙率或0(1) 100%P00()100%VVVP第10頁(yè)/共31頁(yè)00100%VVD 00100%D第11頁(yè)/共31頁(yè)000()100%VVVP00(1) 100%P第12頁(yè)/共31頁(yè)習(xí)題： 1、燒結(jié)普通粘土磚尺寸為24011553mm，已知干燥質(zhì)量為2467g，孔隙率為37%，試

3、計(jì)算密度與密實(shí)度。2、某河流的河砂，堆積密度為1400kg/m3，該砂干燥后稱取500g，進(jìn)行排水試驗(yàn)，排水量為191ml，試計(jì)算該砂的表觀密度和空隙率（不考慮表面孔隙）。第13頁(yè)/共31頁(yè)四、材料與水有關(guān)的性質(zhì)一）親水性與憎水性 90 親水性材料 90 憎水性材料潤(rùn)濕邊角（）：在材料、水和空氣的交叉 點(diǎn)處，沿水滴表面切線與水 和材料接觸面所形成的夾角。第14頁(yè)/共31頁(yè)二）吸水性與吸濕性 1、含水率 材料中含水的質(zhì)量與干燥狀態(tài)下質(zhì)量之比。 其中：W材料的含水率（%） m 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g） m1材料在含水狀態(tài)下的質(zhì)量（g） %100)(1mmmW第15頁(yè)/共31頁(yè)2、吸水率 吸水性

4、：材料與水接觸時(shí)吸收水分的性質(zhì)。 吸水率：材料吸水飽和狀態(tài)時(shí)的含水率。 其中：W0材料的含水率（%） m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g） m0材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g）影響因素：1）連通孔含量；2）孔隙大小。%100)(00mmmW第16頁(yè)/共31頁(yè)3、吸濕性 吸濕性：材料在潮濕空氣中，吸收水分的性質(zhì)。一 般可逆。 吸濕性對(duì)材料性質(zhì)影響較大（如保溫材料、木材） 平衡含水率：材料與空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)的含水率。第17頁(yè)/共31頁(yè)三）材料的耐水性 耐水性：材料抵抗水的破壞作用的能力。 如對(duì)力學(xué)性能、光學(xué)、裝飾性的劣化。 軟化系數(shù)在0-1之間，長(zhǎng)期浸水或長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境下的重要建筑，軟化系數(shù)不得低于

5、0.85。通常大于0.8的可以認(rèn)為耐水。干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度吸水飽和狀態(tài)下的抗壓軟化系數(shù)第18頁(yè)/共31頁(yè)四）材料的抗?jié)B性 1）抗?jié)B性 抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。表示方法有兩種，即滲透系數(shù)與抗?jié)B等級(jí)。 2）表示方法 其中：K滲透系數(shù)(cm/h)；Q滲透量(cm3) ； d 試件厚度(cm) ；A透水面積(cm2) ； t 時(shí)間 (h) ；H靜水壓力水頭(cm) AtHQdK第19頁(yè)/共31頁(yè) 抗?jié)B等級(jí)：砂漿與混凝土的表示方法。 S 抗?jié)B等級(jí) H 試件開始滲水壓力 3）影響抗?jié)B性的因素 孔隙率和孔隙特征。110HS第20頁(yè)/共31頁(yè)第三節(jié) 材料的基本力學(xué)性質(zhì)一、材料的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度 強(qiáng)度：在

6、外力作用下抵抗破壞的能力。 按格里費(fèi)斯強(qiáng)度理論，理論上材料的強(qiáng)度很高。但是由于材料內(nèi)部的缺陷，造成理論強(qiáng)度遠(yuǎn)高于實(shí)際強(qiáng)度。 內(nèi)部的缺陷：晶格錯(cuò)位； 雜質(zhì)； 孔隙； 微裂縫。第21頁(yè)/共31頁(yè)二、材料的強(qiáng)度 1、強(qiáng)度分類 1）抗拉強(qiáng)度； 2）抗壓強(qiáng)度； 3）抗剪強(qiáng)度； 4）抗彎強(qiáng)度。 2、影響強(qiáng)度因素 1）材料的品質(zhì)； 2）材料的孔隙率； 3）材料的構(gòu)造特征。 3、強(qiáng)度等級(jí)劃分 根據(jù)強(qiáng)度大小劃分為若干個(gè)等級(jí)。第22頁(yè)/共31頁(yè)三、彈性與塑性 1、彈性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)。2、塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后仍能夠保持變形后形狀和尺寸的性質(zhì)。

7、荷 載 彈性變形 塑性變形 變形第23頁(yè)/共31頁(yè)四、脆性與韌性 1、脆性 當(dāng)外力達(dá)到一定限定后，材料突然破壞，而無(wú)明顯的塑性變形的性質(zhì)。 如：磚、石材、陶瓷、混凝土、玻璃等為脆性材料。 2、韌性 在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)發(fā)生一定變形而不致破壞的性質(zhì)。 如：木材、鋼材等為韌性材料。第24頁(yè)/共31頁(yè)第四節(jié) 材料的耐久性一、耐久性 材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，抵抗自身及環(huán)境因素破壞作用，保持其原有性能而不變質(zhì)，不破壞的能力。第25頁(yè)/共31頁(yè)已拆除的西直門橋（運(yùn)營(yíng)20年）第26頁(yè)/共31頁(yè)第27頁(yè)/共31頁(yè)堿骨料反應(yīng)引起混凝土網(wǎng)狀裂縫第28頁(yè)/共31頁(yè)破壞的混凝土路面第29頁(yè)/共31頁(yè)二、耐久