材料基本性质

1、土 木 工 程 材 料闭口孔隙开口孔隙实 体开口孔隙闭口孔隙实体VV闭闭V开开Vo空 隙V空空堆积体积 Vo= Vo + V空空表观体积 Vo= V+ V孔孔VoV孔孔空隙绝对密实体积 V孔隙00001(1).100%1VVVPVVDP 即或密实度孔隙率10.100%VDV%1000D%1000VVPPk开开kBPPVVVVVVVVVPP0000开孔开孔闭闭开口孔隙开口孔隙封闭孔隙封闭孔隙片状孔隙片状孔隙尖角孔隙尖角孔隙球状孔隙球状孔隙固体物质固体物质%100)1 (10000VVP0000.100%.100%VDDV或1PD 固液气憎水性固液气亲水性亲水性与憎水性材料的特征亲水性与憎水性材料

2、的特征： 材料的亲水性与憎水性主要取材料的亲水性与憎水性主要取决于材料的组成与结构：决于材料的组成与结构：有机材料一般是憎水性，有机材料一般是憎水性，无机材料一般是亲水性。无机材料一般是亲水性。 水在憎水性材料的表面有自动收缩成珠的趋势，不能润湿材料的表面。对工程防水有利。 水在亲水性材料的表面是自动散开和铺展，并自发地润湿表面。100%m-干干饱mmWm100%/ )m-(0VmWwv干饱100%m-干干含含mmW平衡含水率平衡含水率：材料中的水分与空气湿度达到平衡时的含水率叫做平衡含水率。gbRffK （1）渗透系数dAtHKQSAtHQdKS抗渗性：抵抗压力水渗透的性质抗渗性：抵抗压力水

3、渗透的性质（2）抗渗等级Pn：表示能抵抗渗透的最大水压力。 A dH例:P6表示试件能抵抗的最大水压力为0.6MPa. 混凝土及砂浆的抗渗性常用混凝土及砂浆的抗渗性常用抗渗等级抗渗等级表示，共表示，共 P4、P6、P8、P10、P12五个等级 。 五 抗冻性 材料在冻融循环作用下，保持其原有性质的能力。 冻融循环： 在15冻结，20的水中融化，这样的过程为一次冻融循环。 结构材料的抗冻性用抗冻等级表示。如F25、F50、F100、表示材料经25、50、100次冻融循环后仍能满足质量损失5，强度下降25的要求。 影响材料抗冻性的因素： 1、材料的孔隙构造和孔隙率 2、孔隙的充水程度 3、材料自身

4、的强度式中 -导热系数，（m）； 传导的热量， -材料厚度，m； A-热传导面积，m2 t-热传导时间，s；（T1-T2）-材料两面温度差，K AT2T1Q12QdA TTt12(T -T ) AQdt2.1.4 2.1.4 材料与热有关的性质材料与热有关的性质材料两侧存在温差时,热量由一侧传至另一侧的性质1.导热性 愈小，材料的保温隔热性能愈好，或绝热性能愈好。工程界将 0.23W/(mk)的材料，称为绝热材料，或节能材料热容量),J 2. 2. 热容量和比热热容量和比热材料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为材料的热容量。单位质量材料温度升高或降低1所吸收或放出的热量称为比热容。)(

5、12ttmQC常用土木工程材料的热工性质指标常用土木工程材料的热工性质指标材料名称材料名称 导热系数导热系数W/(mK) 比热比热J/(gK) 钢钢 55 0.46 铜铜 370 0.38 花岗岩花岗岩 2.9 0.8 普通混凝土普通混凝土 1.8 0.88 普通粘土砖普通粘土砖 0.55 0.84 粘土空心砖粘土空心砖 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 静止空气静止空气 0.025 1.00孔隙率对材料导热性质的影响孔隙率对材料导热性质的影响某工程顶层屋面欲加保温层，以下两图为两种材料的剖某

6、工程顶层屋面欲加保温层，以下两图为两种材料的剖面，见图面，见图1 1。请问选择何种材料？。请问选择何种材料？ 图材料剖面图材料剖面 ABf = F max/A2FLfbh223bhFLf 2.2 材料的力学性质材料的力学性质 2FLfbh223bhFLf f = F max/A 比强度比强度 材料的抗拉强度与材料表观密度 之比叫做比强度。 常用建筑材料的比强度比强度（Nm/kg ）： 低碳钢0.045 普通混凝土0.017 松木（顺纹抗拉）0.2 粘土砖0.006 玻璃钢0.225指标：指标：弹性模量弹性模量 E 1 1、脆性、脆性当外力达到一定程度后，材料突然破坏，而破坏时并无明显当外力达到

7、一定程度后，材料突然破坏，而破坏时并无明显的塑性变形。的塑性变形。玻璃、混凝土、石材玻璃、混凝土、石材 抗压强度比抗拉强度高八倍以上；抗压强度比抗拉强度高八倍以上；脆性材料脆性材料特征特征 适合作受压构件适合作受压构件,不适合作受拉构件；不适合作受拉构件； 不适合承受冲击、振动荷载；不适合承受冲击、振动荷载； 2 2、韧性、韧性l 定义定义材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时 产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性。产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性。l 韧韧性材料性材料特特征征 （1 1）变形大，特别是塑性变形大，破坏前

8、有明显预兆；）变形大，特别是塑性变形大，破坏前有明显预兆； （2 2）抗拉强度与抗压强度接近。）抗拉强度与抗压强度接近。 抗震结构、承受动荷载的结构需要考虑材料的韧性抗震结构、承受动荷载的结构需要考虑材料的韧性 静静荷载荷载作用时不产生加速度的荷载。如结构自重；作用时不产生加速度的荷载。如结构自重； 动荷载动荷载作用时产生加速度的荷载。如冲击、振动荷载；作用时产生加速度的荷载。如冲击、振动荷载；1.硬度指材料表面的坚硬程度，是抵抗其他物体刻划、压入其表面的能力。测定方法：刻划法、压入法。 刻划法按照他们的软硬程度分为十级（莫氏硬度） ： 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 6）正长石 7）石英