土木工程材料的基本性質(zhì)(1)ppt課件

1、Chap 1 Chap 1 土木工程土木工程資料的根本性質(zhì)資料的根本性質(zhì)& 密度、表觀密度、堆積密度 & 密實(shí)度和孔隙率 & 填充率和空隙率 密度是指資料在絕對(duì)密實(shí)形狀下單位密度是指資料在絕對(duì)密實(shí)形狀下單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算： mV式中 資料的密度，g/cm3； m 資料的質(zhì)量枯燥至恒重，g； V 資料在絕對(duì)密實(shí)形狀下的體積，cm3。 所謂絕對(duì)密實(shí)形狀下的體積，是指不包括資料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)的實(shí)體積。對(duì)有孔隙的資料：如磚、混凝土磨成細(xì)粉經(jīng)過(guò) 0.2mm或900孔/cm2方孔篩，用李氏密度瓶丈量V排水法。 對(duì)近于絕對(duì)密實(shí)的資料：如金屬、玻璃等

2、，量測(cè)幾何體積稱重代入公式中計(jì)算。另外，工程上還經(jīng)常用到比重的概念，比重又稱相對(duì)密度，是用資料的質(zhì)量與同體積水4的質(zhì)量的比值表示，無(wú)單位，其值與資料密度一樣g/cm3。 視密度：資料在近似密實(shí)形狀時(shí)單位體積的質(zhì)量。所謂近似密實(shí)形狀下的體積，是指包括資料內(nèi)部閉口孔隙體積和固體物質(zhì)實(shí)體積。式中 a 資料的視密度，kg/m3 或g/cm3； m 資料的質(zhì)量枯燥至恒重，kg或 g； Va 資料在包含閉口孔隙條件下的體積 即只含內(nèi)部閉口孔，不含開口孔， m3或cm3。 表觀密度是資料在自然形狀下，單位表觀密度是資料在自然形狀下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：mV式中 o 資料的表觀

3、密度，kg/m3 或g/cm3； m 資料的質(zhì)量枯燥至恒重，kg或 g； Vo 資料在包含內(nèi)部孔隙條件下的體積 即包含內(nèi)部閉口孔和開口孔， 見圖12，m3或cm3。 所謂自然形狀下的體積，是指包括資料實(shí)體積和內(nèi)部孔隙閉口和開口的外觀幾何外形的體積。 通常，資料在包含孔隙條件下的體積可采用排液置換法或水中稱重法丈量。 自然形狀下的體積：指包含資料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。 對(duì)外形規(guī)那么的資料：烘干量測(cè)幾何體積稱重代入公式計(jì)算 對(duì)外形不規(guī)那么的資料： 堆積密度是指單位體積含物質(zhì)顆粒固體及其閉口、開口孔隙體積及顆粒間空隙體積物質(zhì)顆粒的質(zhì)量，有緊堆積密度及松堆積密度之分。mV式中 o 堆積密度，kg/m3；

4、 m 資料的質(zhì)量，kg； Vo資料的堆積體積 ，m3。 V0V+Vop+VclV空 資料的堆積體積包括資料絕對(duì)體積、內(nèi)部一切孔體積和顆粒間的空隙體積。資料的堆積密度反映散粒構(gòu)造資料堆積的嚴(yán)密程度及資料能夠的堆放空間。 測(cè)定散粒資料的體積可經(jīng)過(guò)已標(biāo)定容積的容器計(jì)量而得。測(cè)定砂子、石子的堆積密度即用此法求得。假設(shè)以搗實(shí)體積計(jì)算時(shí)，那么稱嚴(yán)密堆積密度。 密度、表觀密度、體積密度和堆積密度既有聯(lián)絡(luò)又有差別。密度、表觀密度、堆積密度定義公式區(qū)別測(cè)試方法密度絕對(duì)密實(shí)形狀下單位體積的分量真實(shí)體積磨成細(xì)粉后李氏瓶法表觀 密度自然形狀下單位體積的分量真實(shí)體積+孔隙體積稱量法排水法堆積 密度自然堆積形狀下單位體積

5、的分量真實(shí)體積+孔隙體積+空隙體積堆積法mVmVmV 由于大多數(shù)資料或多或少均含有一些孔隙，故普通資料的表觀密度總是小于其密度，即：密度并不能反映資料的性質(zhì)，但可以大致了解資料的質(zhì)量，并可用來(lái)計(jì)算資料的孔隙率；視密度可用于混凝土的配合比計(jì)算；表觀密度建立了資料自然體積與質(zhì)量之間的關(guān)系，可用來(lái)計(jì)算資料的用量、構(gòu)件自重等；堆積密度可用于確定資料堆放空間、運(yùn)輸車輛等。 密實(shí)度是資料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程密實(shí)度是資料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。按下式計(jì)算：度。按下式計(jì)算： 孔隙率是資料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。孔隙率是資料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：0*100%VDV 或

6、0*100%D%100*)1 (10000VVVVVP即：D+P=1或 密實(shí)度+孔隙率=1 孔隙率的大小直接反映了資料的致密程度，它對(duì)資料的物理、力學(xué)性質(zhì)均有影響。資料內(nèi)部孔隙的構(gòu)造，可分為連通的與封鎖的兩種?？紫栋闯叽绶譃槲⒖?0A，無(wú)害孔 毛細(xì)孔20500A，少害孔 大孔200A，有害孔。孔隙的大小及其分布、特征對(duì)資料的性能影響很大。 某納米碳酸鈣樣品的粒徑分布某水泥砂漿樣品的吸附和脫附曲線02004006008001000120014000.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.045Pore Volcc/gDiameter 埃 J某水

7、泥砂漿樣品的累計(jì)粒度分布氮?dú)馕椒?填充率是散粒資料堆積體積中，顆填充率是散粒資料堆積體積中，顆粒填充的程度。按下式計(jì)算：粒填充的程度。按下式計(jì)算： 空隙率是散粒資料堆積體積中，顆?？障堵适巧⒘ＹY料堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例。按下式之間的空隙體積所占的比例。按下式計(jì)算：計(jì)算： %100*0VVD %100*0D 或 %100*)1 (10000VVVVVP 即：D+P=1或填充率+空隙率=1。 空隙率的大小反映了散粒資料的顆粒相互填充的致密程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算含砂率的根據(jù)。 常用資料的密度、表觀密度、堆積密度及空隙率如表1.1所示 F 親水性和憎水性F 吸水

8、性和吸濕性 F 耐水性 F 抗凍性和抗?jié)B性 水分子構(gòu)造1.2.1 1.2.1 親水性與憎水性親水性與憎水性這不是米老鼠，而是水喲！ 當(dāng)資料與水接觸時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，有些資料能被水潤(rùn)濕，有些資料那么不能被水潤(rùn)濕，前者稱資料具有親水性，后者稱具有憎水性。潤(rùn)濕角a親水性資料 90 b完全親水資料 180 c憎水性資料 90LVSVSLcos式中：W -資料質(zhì)量吸水率，%； mg- 資料枯燥形狀下質(zhì)量，g; mb- 資料吸水飽和形狀下質(zhì)量， 吸水性也可以用體積吸水率表示，即資料吸入水的體積占資料自然形狀體積的百分率。 1.2.2 1.2.2 吸水性與吸濕性吸水性與吸濕性%100ggbmmmW 資料在水中能吸

9、收水分的性質(zhì)稱為吸水性。資料的吸水性用吸水率表示，即 封鎖孔隙較多的資料，吸水率不大時(shí)通常用質(zhì)量吸水率公式進(jìn)展計(jì)算，對(duì)一些輕質(zhì)多孔資料，如加氣混凝土、木材等，由于質(zhì)量吸水率往往超越100%, 故可用體積吸水率進(jìn)展計(jì)算。%100)(%100)(ogbowgbVmmVmmWv 各種資料的吸水率很不一樣，差別很大，如花崗巖的吸水率只需0.50.7，混凝土的吸水率為23，粘土磚的吸水率達(dá)820，而木材的吸水率可超越100。 資料的吸水性的影響要素 1資料本身的親水性和憎水性； 2孔隙大小、數(shù)量、特征。資料的吸水性對(duì)資料性能的影響 分量添加，表觀密度添加； 強(qiáng)度下降水的軟化作用 導(dǎo)熱性增大水比空氣導(dǎo)熱性

10、大 導(dǎo)電性增大水比空氣導(dǎo)電性大 體積膨脹 抗凍性下降%100ggsmmmW 式中：W- 資料含水率，%； ms-資料含水時(shí)的質(zhì)量，g； mg-資料枯燥形狀下的質(zhì)量，g。 資料在一定溫度和濕度空氣中吸附水分的才干稱為吸濕性，用含水率表示，即 資料吸濕性作用普通是可逆的，資料的吸濕性隨空氣的濕度和環(huán)境溫度的變化而改動(dòng)，當(dāng)空氣濕度較大且溫度較低時(shí)，資料的含水率就大，反之那么小。 資料中所含水分與空氣的濕度相平衡時(shí)的含水率，稱為平衡含水率。 資料吸濕性的影響要素包括資料本身的親水性和憎水性，孔隙大小、數(shù)量、特征，外界空氣的濕度和溫度。1.2.3 1.2.3 耐水性耐水性gbRffK 資料抵抗水破壞作用

11、的性質(zhì)稱為耐水性綜協(xié)作用，如力學(xué)、光學(xué)、裝飾、保溫、隔聲、耐久等，但常以力學(xué)性質(zhì)描畫，用軟化系數(shù)表示，即式中：KR -資料的軟化系數(shù)； fb-資料在吸水飽和形狀下的抗壓強(qiáng)度,MPa fg -資料在枯燥形狀的抗壓強(qiáng)度，MPa 。資料的軟化系數(shù)的范圍在01之間。特例：粘土為0，鋼材為1。長(zhǎng)期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要構(gòu)造資料，必需選用軟化系數(shù)不低于0.85的資料；用于受潮濕較輕或次要構(gòu)造的資料，那么不宜小于0.75。通常軟化系數(shù)大于等于0.85的資料稱為耐水資料。 1.2.4 抗凍性與抗?jié)B性 資料的抗凍性:資料在水飽和形狀下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)。資料的抗凍性用抗

12、凍等級(jí)表示。抗凍等級(jí)是以規(guī)定的試件，在規(guī)定實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)得其強(qiáng)度降低不超越規(guī)定值，并無(wú)明顯損壞和剝落時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)，以此作為抗凍等級(jí)， 用符號(hào)“Fn表示，其中n即為最大凍融循環(huán)次數(shù)。例如F25、F50等。 常用的兩個(gè)參數(shù)是：質(zhì)量損失率(不超越5%)，強(qiáng)度損失率(不超越25)。 資料抗凍等級(jí)的選擇，是根據(jù)構(gòu)造物的種類、運(yùn)用條件、氣候條件等來(lái)決議的。 燒結(jié)普通磚、陶瓷面磚、輕混凝土等墻體資料，普通要求其抗凍等級(jí)為F15或F25； 用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)為F50、F100或F200 。 某些工程的水工混凝土要求高達(dá)F500。 資料受凍融破壞主要緣由 孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力及物質(zhì)的遷

13、移。 資料的抗凍性的大小很大程度上取決于其孔隙率、孔隙特征及充水程度。 資料的變形才干大、強(qiáng)度高、軟化系數(shù)大時(shí)，其抗凍性較高。 另外，從外界條件來(lái)看，與凍融溫度、結(jié)冰速度、凍融頻繁程度等要素有關(guān)。 資料的凍融破壞作用是從外外表開場(chǎng)產(chǎn)生剝落，逐漸向內(nèi)部深化開展。 抗凍性良好的資料，對(duì)于抵抗大氣溫度變化、干濕交替等風(fēng)化作用的才干較強(qiáng)，所以抗凍性常作為調(diào)查資料耐久性的一項(xiàng)目的。 在設(shè)計(jì)冰冷地域及冰冷環(huán)境(如冷庫(kù))的建筑物時(shí)，必需求思索資料的抗凍性。處于暖和地域的建筑物，雖無(wú)冰凍作用，但為抵抗大氣的風(fēng)化作用，確保建筑物的耐久性，也常對(duì)資料提出一定的抗凍性要求。凍融破壞的大壩壩面 抗?jié)B性：資料抵抗壓力液

14、體浸透的才抗?jié)B性：資料抵抗壓力液體浸透的才干。干。 當(dāng)資料兩側(cè)存在不同壓力時(shí)，一切破當(dāng)資料兩側(cè)存在不同壓力時(shí)，一切破壞要素壞要素(如腐蝕性介質(zhì)如腐蝕性介質(zhì))都可經(jīng)過(guò)水或都可經(jīng)過(guò)水或氣體進(jìn)入資料內(nèi)部，然后把所分解的氣體進(jìn)入資料內(nèi)部，然后把所分解的產(chǎn)物代出資料，使資料逐漸破壞，如產(chǎn)物代出資料，使資料逐漸破壞，如地下建筑、根底、壓力管道、水工建地下建筑、根底、壓力管道、水工建筑等經(jīng)常遭到壓力水或水頭差的作用，筑等經(jīng)常遭到壓力水或水頭差的作用，故要求所用資料具有一定的抗?jié)B性，故要求所用資料具有一定的抗?jié)B性，對(duì)于各種防水資料，那么要求具有更對(duì)于各種防水資料，那么要求具有更高的抗?jié)B性。高的抗?jié)B性。 資料的

15、抗?jié)B性通常用兩種目的表示：浸透系數(shù)和抗?jié)B等級(jí)。 對(duì)一些抗?jié)B、防水資料，如油氈、瓦、水工瀝青混凝土、土工織物等，其防水性用浸透系數(shù)表示 。 浸透系數(shù)的物理意義是：在一定時(shí)間t內(nèi)，透過(guò)資料試件的水量Q，與試件的滲水面積A及水頭差成正比，與浸透間隔(試件的厚度)d成反比，用公式表示為 式中K資料的浸透系數(shù),cmh；Q浸透水量,cm3；d資料的厚度,cm；A滲水面積,cm2；t滲水時(shí)間,h；H靜水壓力水頭,cm。 K值愈大，表示資料浸透的水最愈多，即抗?jié)B性愈差?？?jié)B性是決議資料耐久性的主要目的。AtHQdK 建筑工程中大量運(yùn)用的砂漿、混凝土資料的抗?jié)B性用抗?jié)B等級(jí)表示。 抗?jié)B等級(jí)是指資料在規(guī)范實(shí)驗(yàn)方法下

16、進(jìn)展透水實(shí)驗(yàn)，以規(guī)定的試件在透水前所能接受的最大水壓力來(lái)確定。以符號(hào)“P和資料透水前的最大水壓力的0.1MPa表示，如P4、P6、P8等分別表示資料能接受0.4、0.6、0.8MPa的水壓而不滲水。用公式表示： S=10H-1 式中：S-抗?jié)B等級(jí)； H -試件開場(chǎng)滲水時(shí)的壓力，MPa. 塑料管材和金屬管材常采用定性判別的方法，以恒定壓力恒定時(shí)間不破裂不滲水為規(guī)范。 資料抗?jié)B性的影響要素： 1資料的孔隙率和孔隙特征； 2資料的親水性和憎水性。 資料的力學(xué)性質(zhì)指資料在外力作用下所引起的變化的性質(zhì)。這些變化包括資料的變形和破壞。 資料的變形指在外力的作用下，資料經(jīng)過(guò)外形的改動(dòng)來(lái)吸收能量的性質(zhì)。根據(jù)變

17、形的特點(diǎn)，分為彈性變形和塑性變形。 資料的破壞指當(dāng)外力超越資料的接受極限時(shí)，資料出現(xiàn)斷裂等喪失運(yùn)用功能的性質(zhì)。根據(jù)破壞方式的不同，資料可分為脆性資料和韌性資料。F資料的強(qiáng)度和剛度 F資料的彈性和塑性 F資料的脆性和韌性 強(qiáng)度的定義和種類強(qiáng)度的定義和種類1.3.1 1.3.1 資料的強(qiáng)度資料的強(qiáng)度v在外力作用下，資料抵抗破壞的才干稱為強(qiáng)度。v根據(jù)外力作用方式的不同，資料的強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度或抗折強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等方式。v資料的這些強(qiáng)度是經(jīng)過(guò)靜力實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定的，故總稱為靜力強(qiáng)度。資料的靜力強(qiáng)度是經(jīng)過(guò)規(guī)范試件的破壞實(shí)驗(yàn)而測(cè)得。a.壓力 b.拉力c.彎曲 d.剪切混凝土路面磚抗折

18、強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)混凝土路面磚抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度的計(jì)算 資料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度可直接由下式計(jì)算： AFfmax 式中 f 資料的抗壓、抗拉或抗剪強(qiáng)度，MPa； Fmax資料破壞時(shí)的最大荷載，N； A受力截面面積，mm2。 對(duì)于抗彎強(qiáng)度，有兩種計(jì)算方式。將抗彎試件放在兩支點(diǎn)上，當(dāng)外力為作用在試件中心的集中荷載，且試件截面為矩形時(shí)，抗彎強(qiáng)度也稱抗折強(qiáng)度可用下式計(jì)算： 2max23bhLFfm 式中fm抗彎強(qiáng)度，MPa；Fmax彎曲破壞時(shí)的最大荷載,N；b，h 試件橫截面的寬和高,mm。 L 兩支點(diǎn)間的間隔，mm。2maxbhLFfmdEft 假設(shè)在此試件跨距的三分點(diǎn)上加兩個(gè)相等的集中荷載，抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)

19、算： 資料的實(shí)際抗拉強(qiáng)度 E為縱向彈性模量，d為原子間間隔， 為單位外表能。 影響資料強(qiáng)度的要素1.資料的組成、構(gòu)造與構(gòu)造：包括化學(xué)組成、礦物組成和相組成，結(jié)合鍵類型金屬、共價(jià)、離子、分子、氫，宏觀構(gòu)造位錯(cuò)、裂隙、夾雜及以上的不均勻程度等。2.孔隙率與孔隙特征：資料的孔隙率愈大，那么強(qiáng)度愈小。對(duì)于同一種類的資料，其強(qiáng)度與孔隙率之間存在近似直線的反比關(guān)系。普通表觀密度大的資料，其強(qiáng)度也大。3.試件的外形和尺寸：受壓時(shí)，立方體試件的強(qiáng)度值要高于棱柱體試件的強(qiáng)度值，一樣資料采用小試件測(cè)得的強(qiáng)度較大試件高。4.加荷速度：當(dāng)加荷速度快時(shí)，由于變形速度落后于荷載增長(zhǎng)的速度，故測(cè)得的強(qiáng)度值偏高，反之，因資料

20、有富余的變形時(shí)間，測(cè)得的強(qiáng)度值偏低。5.實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度：溫度高、濕度大時(shí)，試件會(huì)有體積膨脹，資料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間隔加大，質(zhì)點(diǎn)間的作用力減弱，測(cè)得的強(qiáng)度值偏低。6.受力面形狀：受力面的平整度，光滑情況等。試件外表不平或外表涂光滑劑時(shí)，所測(cè)強(qiáng)度值偏低。 強(qiáng)度等級(jí)：建筑資料常根據(jù)極限強(qiáng)度的大小，劃分為不同的強(qiáng)度等級(jí)或標(biāo)號(hào)。如混凝土按抗壓強(qiáng)度劃分為 C7.5C60 ; 水泥按抗壓和抗拉強(qiáng)度劃分為32.562.5, 砂漿按抗壓強(qiáng)度劃分為M2.5M20六個(gè)等級(jí),碳素構(gòu)造鋼按屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度劃分為Q195、Q215、Q235、Q275、Q295。比強(qiáng)度：資料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值。f/o。用于評(píng)價(jià)資料能

21、否輕質(zhì)高強(qiáng)。 硬度：資料外表能抵抗其它較硬物體壓入或刻劃的才干。 莫氏硬度10級(jí)石材 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 8黃玉 9剛玉 10金剛石 肖氏硬度 石材 洛氏硬度HRC、HRA，布氏硬度HB鋼材維氏硬度:鋁合金邵氏硬度：有機(jī)資料滑石莫氏硬度1石膏肖氏硬度15肖氏硬度66螢石飾品螢石飾品肖氏硬度95.7肖氏硬度199肖氏硬度292.6石英肖氏硬度421.4水晶紫水晶又名黃晶 ，英文名Topaz，來(lái)源于梵文Topus，意為“火。集合體成粒狀或塊狀。無(wú)色透明，或呈淺黃、淺藍(lán)、淺綠和淺紅等色；受長(zhǎng)期日光照射后，其色漸退；玻璃光澤。受硫酸作用時(shí)，外表會(huì)被腐蝕。

22、斜方晶系斜方雙錐晶類 ，莫氏硬度8，比重3.52-3.57，性脆。具有強(qiáng)的熱電性，肖氏硬度611黃玉肖氏硬度904肖氏硬度3915資料的耐磨性：資料外表抵擋磨損的才干，用磨損率或磨坑深度表示。m1、m2分別表示資料磨損前后的質(zhì)量，A表示資料受磨面積。AmmN21 資料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到原始外形的性質(zhì)稱為彈性，這種可恢復(fù)的變形稱彈性變形。資料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后，有一部分變形不能恢復(fù)，這種性質(zhì)稱為資料的塑性，這種不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形。1.3,2 1.3,2 資料的彈性和塑性資料的彈性和塑性 彈性變形為可逆變形，其數(shù)值大小與外力成正彈性變形為可逆變形

23、，其數(shù)值大小與外力成正比，其比例系數(shù)稱為彈性模量，資料在彈性變比，其比例系數(shù)稱為彈性模量，資料在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量為常數(shù)。彈性模量是衡量形范圍內(nèi)，彈性模量為常數(shù)。彈性模量是衡量資料抵抗變形才干的一個(gè)目的，彈性模量愈大，資料抵抗變形才干的一個(gè)目的，彈性模量愈大，資料愈不易變形，彈性模量是構(gòu)造設(shè)計(jì)的重要資料愈不易變形，彈性模量是構(gòu)造設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。塑性變形為不可逆變形。參數(shù)。塑性變形為不可逆變形。 實(shí)踐上，單純的彈性資料是沒有的，大多數(shù)資實(shí)踐上，單純的彈性資料是沒有的，大多數(shù)資料在受力不大的情況下表現(xiàn)為彈性，受力超越料在受力不大的情況下表現(xiàn)為彈性，受力超越一定限制后那么表現(xiàn)為塑性，所以可稱之

24、為彈一定限制后那么表現(xiàn)為塑性，所以可稱之為彈塑性資料。塑性資料。 資料受外力作用，當(dāng)外力達(dá)一定值時(shí)，資料發(fā)生忽然破壞，且破壞時(shí)無(wú)明顯的塑性變形，這種性質(zhì)稱為脆性。 資料在沖擊或振動(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)稱為韌性。1.3.3 1.3.3 資料的脆性與韌性資料的脆性與韌性 沖擊韌性 Ak-試樣破壞時(shí)耗費(fèi)的功； A-試樣斷口處單位面積。 塑料資料等采用沖擊破壞次數(shù)和沖擊總次數(shù)的比值真實(shí)沖擊率表示TIR10%。AAkkF資料的熱工性質(zhì) F資料的聲學(xué)性質(zhì)F資料的光學(xué)性質(zhì) F資料的耐久性 資料的導(dǎo)熱性 資料傳送熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性，以導(dǎo)熱系數(shù)表示，即)(12TT

25、AtQa 式中：資料的導(dǎo)熱系數(shù)，w/mK； Q 總傳熱量，J； a 資料厚度，m； A 熱傳導(dǎo)面積，m2； 1.41 1.41 資料的熱工性質(zhì)資料的熱工性質(zhì) Z 熱傳導(dǎo)時(shí)間，h；T2-T1資料兩側(cè)溫度差，K。資料的導(dǎo)熱系數(shù)愈大，起傳導(dǎo)的熱量就愈多。影響資料導(dǎo)熱系數(shù)的主要要素：1資料本身的導(dǎo)熱性能；金屬 非金屬 有機(jī)資料空氣 2資料內(nèi)部孔隙大小、數(shù)量和特征。導(dǎo)熱系數(shù)小于0.23 W/mK的資料稱作絕熱資料。資料的熱容量 熱容量是指資料受熱時(shí)吸收熱量和冷卻時(shí)放出熱量熱容量是指資料受熱時(shí)吸收熱量和冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，用比熱容表示，即的性質(zhì)，用比熱容表示，即式中C 資料的比熱容，kJ(kgK)。 Q

26、 資料的熱容量，kJ； m 資料的分量，kg； t1-t2 資料受熱或冷卻前后的溫度差，K；12()QCmtt 資料比熱的物理意義是指1kg重的資料，在溫度每改動(dòng)1K時(shí)所吸收或放出的熱量。資料中熱容量最大的是水，為C=4.19 J(kgK)。幾種典型資料的熱工性質(zhì)見書P12。耐燃性 資料對(duì)火焰和高溫度的抵抗才干稱為資料的耐燃性，是影響建筑物防火性能的一項(xiàng)要素。由此出發(fā)，可把建筑資料分為三類：非熄滅資料在空氣中遭到火燒或高溫高熱作用不起火、不碳化、不微燃的資料，如鋼鐵、磚、石等。用非燃資料制造的構(gòu)件稱非熄滅體。鋼鐵、鋁、玻璃等資料遭到火燒或高熱作用會(huì)發(fā)生變形、熔融，所以雖然是非熄滅資料，但不是耐

27、火的資料。 難燃資料在空氣中遭到火燒或高溫高熱作用時(shí)難起火、難微燃、難碳化，當(dāng)火源移走后，已有的熄滅或微燃后立刻停頓的資料，如經(jīng)過(guò)防火處置的木材和刨花板。 可燃資料在空氣中遭到火燒或高溫高熱作用時(shí)立刻起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)熄滅的資料，如木材。用這種資料制造的構(gòu)件稱為熄滅體，運(yùn)用時(shí)應(yīng)作防燃處置。耐火性 資料在長(zhǎng)期高溫作用下，堅(jiān)持不熔化并能任務(wù)的性能稱為資料的耐火性。按耐火性高低可將資料分為以下3類： 耐火資料 難熔資料 易熔資料 吸聲性 聲能穿透資料和被資料耗費(fèi)的性質(zhì)稱為資料的吸聲性，評(píng)價(jià)目的為吸聲系數(shù)。 影響資料的吸聲效果要素有： 資料的表觀密度和聲速 資料的孔隙構(gòu)造 資料的厚度等 隔

28、聲性: 隔空氣聲 隔固體聲 1.42 1.42 資料的聲學(xué)性質(zhì)資料的聲學(xué)性質(zhì) 耐久性耐久性:資料在長(zhǎng)期運(yùn)用過(guò)程中，能堅(jiān)持其資料在長(zhǎng)期運(yùn)用過(guò)程中，能堅(jiān)持其原有性能而不蛻變、不破壞的性質(zhì)，是一種原有性能而不蛻變、不破壞的性質(zhì)，是一種復(fù)雜而綜合的性質(zhì)，包括資料的抗凍性、耐復(fù)雜而綜合的性質(zhì)，包括資料的抗凍性、耐熱性、大氣穩(wěn)定性和耐腐蝕性等。熱性、大氣穩(wěn)定性和耐腐蝕性等。 資料在運(yùn)用過(guò)程中，除遭到各種外力作用外，資料在運(yùn)用過(guò)程中，除遭到各種外力作用外，還要遭到環(huán)境中各種自然要素的破壞作用，還要遭到環(huán)境中各種自然要素的破壞作用，這些破壞作用可分為物理作用、化學(xué)作用和這些破壞作用可分為物理作用、化學(xué)作用和生

29、物作用。生物作用。 物理作用主要有干濕交替、溫度變化、凍融物理作用主要有干濕交替、溫度變化、凍融循環(huán)等等，這些變化會(huì)使資料體積產(chǎn)生膨脹循環(huán)等等，這些變化會(huì)使資料體積產(chǎn)生膨脹或收縮或收縮,或或1.44 1.44 資料的耐久性資料的耐久性 導(dǎo)致內(nèi)部裂痕的擴(kuò)展，長(zhǎng)久作用后會(huì)使資料產(chǎn)生破壞?；瘜W(xué)作用主要是指資料遭到酸、堿、鹽等物質(zhì)的水溶液或有害氣體的侵蝕作用，使資料的組成成分發(fā)生質(zhì)的變化，而引起資料的破壞。如鋼材的銹蝕等等。生物作用主要是指資料遭到蟲蛀或菌類的腐朽作用而產(chǎn)生的破壞。如木材等一類的有機(jī)質(zhì)資料，常會(huì)遭到這種破壞作用的影響。F資料的組成F資料的構(gòu)造和構(gòu)造 1.5.1 1.5.1 資料的組成資

30、料的組成 組成： 以水泥為例1化學(xué)組成：Ca、Mg、Si、Fe、O2礦物組成：C3S、C2S、C3A、C4AF3相組成：固體晶體和未水化的水泥顆粒 液體水和膠體 氣體孔隙相物理化學(xué)性質(zhì)一樣的部分宏觀構(gòu)造：資料的宏觀構(gòu)造是指可用肉眼能察看到的外部和內(nèi)部的構(gòu)造。普通10-3m細(xì)觀構(gòu)造亞微觀構(gòu)造：采用光學(xué)顯微鏡可見的構(gòu)造。普通10-3m10-6m微觀構(gòu)造：采用電子顯微鏡可見的構(gòu)造。 普通10-6m10-10m分為晶體，玻璃體，膠體納米資料 更加微觀的構(gòu)造，如夸克為10-32m 1.5.2 1.5.2 資料的構(gòu)造資料的構(gòu)造 不同尺寸下鋼材的構(gòu)造 宏觀致密的整體。 亞微觀含有珠光體、鐵素體、滲碳體等；同

31、時(shí)含有馬氏體、奧氏體等不穩(wěn)定的組織。 微觀金屬晶體。 構(gòu)成晶體的質(zhì)點(diǎn)原子、離子、分子是按一定的規(guī)那么在空間呈有規(guī)律的陳列，因此晶體具有一定的幾何外形，顯示各向異性，但實(shí)踐運(yùn)用的晶體資料，通常是由許多細(xì)小的晶粒雜亂陳列組成，故晶體資料在宏觀上顯示為各向同性。 資料的化學(xué)成分一樣，但構(gòu)成的晶體構(gòu)造可以不同，其性能也就大有差別。如石英和硅藻土，化學(xué)成分同為SiO2，但各自性能頗不一樣。再如金剛石和石墨，化學(xué)成分同為C，但是性能相差非常大。 晶體構(gòu)造的缺陷，對(duì)資料性質(zhì)的影響很大。 晶體 將熔融的物質(zhì)進(jìn)展迅速冷卻急冷，使其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及作有規(guī)那么的陳列就凝固了，這時(shí)構(gòu)成的物質(zhì)構(gòu)造即為玻璃體，又稱無(wú)定形體

32、。玻璃體粉煤灰玻璃體玻璃體無(wú)固定的幾何外形，具有各向同性，破壞時(shí)也無(wú)清楚的解理面，加熱時(shí)無(wú)固定的熔點(diǎn)，只出現(xiàn)軟化景象。同時(shí)，因玻璃體是在快速急冷下構(gòu)成的，故內(nèi)應(yīng)力較大，具有明顯的脆性。由于玻璃體在凝固時(shí)質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及作定向陳列，質(zhì)點(diǎn)間的能量只能以內(nèi)能方式儲(chǔ)存起來(lái)，因此玻璃體具有化學(xué)不穩(wěn)定性，亦即存在化學(xué)潛能，在一定的條件下，易與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響。例如粉煤灰、水淬?；郀t礦渣、火山灰等均屬玻璃體，常被大量用作硅酸鹽水泥的摻合料，用以改善水泥的技術(shù)性質(zhì)。 物質(zhì)以極微小的質(zhì)點(diǎn)粒徑為1 m100 m分散在介質(zhì)中所構(gòu)成的構(gòu)造稱為膠體。其中分散粒子普通帶有電荷正電荷或負(fù)電荷，而介質(zhì)帶有相反的電荷，從而使膠體堅(jiān)持穩(wěn)定。由于膠體的質(zhì)點(diǎn)很微小，其總的外表積很大，因此外表能很大，有很強(qiáng)的吸附力，所以膠體具有較強(qiáng)的粘結(jié)力。 膠體中分散的微粒作布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種膠體稱溶膠。溶膠具有較大的流動(dòng)性，建筑資料中的涂料就是利用這一性質(zhì)配制而成的。膠體 當(dāng)溶膠脫水或微粒產(chǎn)生凝聚，使分散質(zhì)點(diǎn)不能再按布朗運(yùn)動(dòng)自在挪動(dòng)時(shí)，稱為凝膠。凝膠具有觸變性，即將凝膠攪拌或振動(dòng)，又能變成溶膠。水泥漿、新拌混凝土、膠 粘劑