材料基本性質(zhì)

1、土 木 工 程 材 料閉口孔隙開(kāi)口孔隙實(shí) 體開(kāi)口孔隙閉口孔隙實(shí)體VV閉閉V開(kāi)開(kāi)Vo空 隙V空空堆積體積 Vo= Vo + V空空表觀體積 Vo= V+ V孔孔VoV孔孔空隙絕對(duì)密實(shí)體積 V孔隙00001(1).100%1VVVPVVDP 即或密實(shí)度孔隙率10.100%VDV%1000D%1000VVPPk開(kāi)開(kāi)kBPPVVVVVVVVVPP0000開(kāi)孔開(kāi)孔閉閉開(kāi)口孔隙開(kāi)口孔隙封閉孔隙封閉孔隙片狀孔隙片狀孔隙尖角孔隙尖角孔隙球狀孔隙球狀孔隙固體物質(zhì)固體物質(zhì)%100)1 (10000VVP0000.100%.100%VDDV或1PD 固液氣憎水性固液氣親水性親水性與憎水性材料的特征親水性與憎水性材料

2、的特征： 材料的親水性與憎水性主要取材料的親水性與憎水性主要取決于材料的組成與結(jié)構(gòu)：決于材料的組成與結(jié)構(gòu)：有機(jī)材料一般是憎水性，有機(jī)材料一般是憎水性，無(wú)機(jī)材料一般是親水性。無(wú)機(jī)材料一般是親水性。 水在憎水性材料的表面有自動(dòng)收縮成珠的趨勢(shì)，不能潤(rùn)濕材料的表面。對(duì)工程防水有利。 水在親水性材料的表面是自動(dòng)散開(kāi)和鋪展，并自發(fā)地潤(rùn)濕表面。100%m-干干飽mmWm100%/ )m-(0VmWwv干飽100%m-干干含含mmW平衡含水率平衡含水率：材料中的水分與空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)的含水率叫做平衡含水率。gbRffK （1）滲透系數(shù)dAtHKQSAtHQdKS抗?jié)B性：抵抗壓力水滲透的性質(zhì)抗?jié)B性：抵抗壓力水

3、滲透的性質(zhì)（2）抗?jié)B等級(jí)Pn：表示能抵抗?jié)B透的最大水壓力。 A dH例:P6表示試件能抵抗的最大水壓力為0.6MPa. 混凝土及砂漿的抗?jié)B性常用混凝土及砂漿的抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)表示，共表示，共 P4、P6、P8、P10、P12五個(gè)等級(jí) 。 五 抗凍性 材料在凍融循環(huán)作用下，保持其原有性質(zhì)的能力。 凍融循環(huán)： 在15凍結(jié)，20的水中融化，這樣的過(guò)程為一次凍融循環(huán)。 結(jié)構(gòu)材料的抗凍性用抗凍等級(jí)表示。如F25、F50、F100、表示材料經(jīng)25、50、100次凍融循環(huán)后仍能滿足質(zhì)量損失5，強(qiáng)度下降25的要求。 影響材料抗凍性的因素： 1、材料的孔隙構(gòu)造和孔隙率 2、孔隙的充水程度 3、材料自身

4、的強(qiáng)度式中 -導(dǎo)熱系數(shù)，（m）； 傳導(dǎo)的熱量， -材料厚度，m； A-熱傳導(dǎo)面積，m2 t-熱傳導(dǎo)時(shí)間，s；（T1-T2）-材料兩面溫度差，K AT2T1Q12QdA TTt12(T -T ) AQdt2.1.4 2.1.4 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料兩側(cè)存在溫差時(shí),熱量由一側(cè)傳至另一側(cè)的性質(zhì)1.導(dǎo)熱性 愈小，材料的保溫隔熱性能愈好，或絕熱性能愈好。工程界將 0.23W/(mk)的材料，稱(chēng)為絕熱材料，或節(jié)能材料熱容量),J 2. 2. 熱容量和比熱熱容量和比熱材料在受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱(chēng)為材料的熱容量。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低1所吸收或放出的熱量稱(chēng)為比熱容。)(

5、12ttmQC常用土木工程材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)常用土木工程材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)材料名稱(chēng)材料名稱(chēng) 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK) 比熱比熱J/(gK) 鋼鋼 55 0.46 銅銅 370 0.38 花崗巖花崗巖 2.9 0.8 普通混凝土普通混凝土 1.8 0.88 普通粘土磚普通粘土磚 0.55 0.84 粘土空心磚粘土空心磚 0.64 0.92 松木松木 0.15 1.63泡沫塑料泡沫塑料 0.03 1.30 冰冰 2.30 2.05 水水 0.584.19 靜止空氣靜止空氣 0.025 1.00孔隙率對(duì)材料導(dǎo)熱性質(zhì)的影響孔隙率對(duì)材料導(dǎo)熱性質(zhì)的影響某工程頂層屋面欲加保溫層，以下兩圖為兩種材料的剖某

6、工程頂層屋面欲加保溫層，以下兩圖為兩種材料的剖面，見(jiàn)圖面，見(jiàn)圖1 1。請(qǐng)問(wèn)選擇何種材料？。請(qǐng)問(wèn)選擇何種材料？ 圖材料剖面圖材料剖面 ABf = F max/A2FLfbh223bhFLf 2.2 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 2FLfbh223bhFLf f = F max/A 比強(qiáng)度比強(qiáng)度 材料的抗拉強(qiáng)度與材料表觀密度 之比叫做比強(qiáng)度。 常用建筑材料的比強(qiáng)度比強(qiáng)度（Nm/kg ）： 低碳鋼0.045 普通混凝土0.017 松木（順紋抗拉）0.2 粘土磚0.006 玻璃鋼0.225指標(biāo)：指標(biāo)：彈性模量彈性模量 E 1 1、脆性、脆性當(dāng)外力達(dá)到一定程度后，材料突然破壞，而破壞時(shí)并無(wú)明顯當(dāng)外力達(dá)到

7、一定程度后，材料突然破壞，而破壞時(shí)并無(wú)明顯的塑性變形。的塑性變形。玻璃、混凝土、石材玻璃、混凝土、石材 抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高八倍以上；抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高八倍以上；脆性材料脆性材料特征特征 適合作受壓構(gòu)件適合作受壓構(gòu)件,不適合作受拉構(gòu)件；不適合作受拉構(gòu)件； 不適合承受沖擊、振動(dòng)荷載；不適合承受沖擊、振動(dòng)荷載； 2 2、韌性、韌性l 定義定義材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，同時(shí)材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，同時(shí) 產(chǎn)生較大的變形而不破壞，這種性質(zhì)稱(chēng)為韌性。產(chǎn)生較大的變形而不破壞，這種性質(zhì)稱(chēng)為韌性。l 韌韌性材料性材料特特征征 （1 1）變形大，特別是塑性變形大，破壞前

8、有明顯預(yù)兆；）變形大，特別是塑性變形大，破壞前有明顯預(yù)兆； （2 2）抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度接近。）抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度接近。 抗震結(jié)構(gòu)、承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)需要考慮材料的韌性抗震結(jié)構(gòu)、承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)需要考慮材料的韌性 靜靜荷載荷載作用時(shí)不產(chǎn)生加速度的荷載。如結(jié)構(gòu)自重；作用時(shí)不產(chǎn)生加速度的荷載。如結(jié)構(gòu)自重； 動(dòng)荷載動(dòng)荷載作用時(shí)產(chǎn)生加速度的荷載。如沖擊、振動(dòng)荷載；作用時(shí)產(chǎn)生加速度的荷載。如沖擊、振動(dòng)荷載；1.硬度指材料表面的堅(jiān)硬程度，是抵抗其他物體刻劃、壓入其表面的能力。測(cè)定方法：刻劃法、壓入法。 刻劃法按照他們的軟硬程度分為十級(jí)（莫氏硬度） ： 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）螢石 5）磷灰石 6）正長(zhǎng)石 7）石英