1-第一章 建筑工程材料的基本性质.ppt

1.4材料与水有关的性质 1.4.1材料的亲水性和憎水性 1.4.2材料的含水状态 1.4.3材料的吸水性与吸湿性 1.4.4材料的耐水性 1.4.5材料的抗渗性 1.4.6材料的抗冻性 亲水性材料的含水状态可以分为4种基本状态： 干燥状态 气干状态 饱和面干状态 湿润状态 另外，还有两种基本状态之间的过渡状态。 1.5 材料的热性质 1.5.1导热性 1.5.2热阻 1.5.3热容量和比热容 1.5.4热变形性 1.5.5耐燃性 对于某一种材料来说，其密度、表观密度、和堆积密度之间的相互关系怎样？ 密度＞表观密度＞堆积密度 1. 孔隙率与密实度 孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料表观体积的百分率 。 密实度，即材料体积内被固体物质充实的程度。 2. 空隙率与填充率 空隙率是指散粒或粉状材料颗粒之间的空隙体积占其自然堆积体积的百分率。 填充率，即散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。 练习题： 一块普通粘土砖尺寸为240mm×115mm×53mm，烘干后质量为2425g，吸水饱和后为2640g，将其烘干磨细后取50g用李氏瓶测其体积为19.2cm3，求该砖的密度、表观密度、孔隙率及密实度。 1.3.1 强度与比强度 1.3.2 弹性与塑性 1.3.3 脆性与韧性 1.3.4 硬度与耐磨性 * 1. 强度：是指材料在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。 ? 按外力作用方式：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度。 压 拉 弯曲 剪切 1.3.1 强度与比强度 （极限强度） * 材料强度的计算公式 （1）抗拉、抗压、抗剪强度： f—材料的强度 ，N/mm2或MPa； Fmax—材料破坏时的最大荷载，N； A—受力截面面积； （2）抗弯强度： 单点集中加荷： 三分点加荷： f—材料的抗弯强度 N/mm2或MPa；Fmax—破坏时的最大荷载N； L—两支点的间距mm ； b、h—试件横截面的宽与高mm。 * 常用土木工程材料的强度（ N/mm2或MPa ） 材料 抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 花岗岩 100～250 5～8 10～14 普通粘土砖 10～30 — 2.6～5.0 混凝土 10～100 1～8 3.0～10.0 松木（顺纹） 30～50 80～120 60～100 建筑钢材 240～1500 240～1500 — 材料强度的影响因素： ? 材料组成与结构、孔隙率、含水率、尺寸、加载速度、表面状况。 * 材料强度与表观密度之比。 衡量材料轻质高强性能的重要指标。 钢材、木材和混凝土的强度比较 材料 体积密度/kg·m-3 抗拉强度/MPa 比强度 低碳钢 7800 420 0.053 松木 500 35（顺纹） 0.070 普通混凝土 2400 30 0.012 2. 比强度 * 1. 弹性： 弹性变形：可完全恢复的变形 材料的弹性变形曲线 外力作用→变形 外力除去→ 变形保持 塑性变形：不能恢复的变形 材料的塑性变形曲线 外力作用→变形 外力除去→变形完全恢复 2. 塑性： 1.3.2 弹性与塑性 * ? 真实材料中，完全的弹性材料或完全的塑性材料不存在。 3. 弹塑性变形： 外力作用→变形；卸载后→弹性变形恢复，塑性变形保留。 4. 弹性模量E：（衡量材料抵抗变形能力的一个指标。） 弹性模量愈大，材料越不容易变形。 * b a 变形 荷载 0 A ab—弹性变形 ob—塑性变形 材料的弹塑性变形曲线 * 1. 脆性：外力达到一定限度→材料突然破坏（无明显塑性变形） 脆性材料的变形曲线 ? 常见脆性材料：砖、玻璃、铸铁、普通混凝土、陶瓷、石材、砂浆 2. 韧性：冲击、振动荷载作用→材料吸收较大的能量而不发生破坏（产生较大变形） 1.3.3 脆性和韧性 * 1. 硬度：材料表面抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。 1.3.4 硬度与耐磨性 天然矿物：刻划（莫氏硬度） 金属、木材等：压入法（布氏、洛氏、维氏硬度） 混凝土、砂浆等：重锤下落回弹高度 ? 按试验方法可分为压痕硬度、冲击硬度、回弹硬度、刻痕硬度等。 * 块体材料 散粒材料 M —材料的耐磨硬度（g/cm2）或磨损率（%） m0、m2 —材料耐磨性试验前后的质量（g） A —试件受磨面积（cm2） 2. 耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。 ? 通常用耐磨硬度或磨损率表示： 1. 亲水性