单元1的力学性质剖析.ppt

一、 材料的物理性质 （一）材料的基本物理参数 一、材料的基本物理参数 一、材料的基本物理参数 一材料的基本物理参数 二、材料的基本结构参数 1、密实度：是指材料体积内被固体物质充实的程度。 D = v/v。?100% = ?。/ ? ?100% 2、孔隙率：是指材料体积内孔隙体积所占的比例。 P =（ v。- v）/v。?100% = （1- ?。/ ?） ?100% 孔隙率与密实度的关系：P+D=1 材料的密实度和孔隙率是从不同方面反映材料的密实程度，通常采用孔隙率表示。 举例应用 例1-2 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3，计算此石子的孔隙率与空隙率？ 解 石子的孔隙率P为： 石子的空隙率P为： 观察与讨论 孔隙对材料性质的影响 　　某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种材料的剖面，见图1-2。请问选择何种材料？ 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　材料剖面 保温层的目的是外界温度变化对住户的影响，材料保温性能的主要描述指标为导热系数和热容量，其中导热系数越小越好。观察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构，B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较小，适于作保温层材料。 三、与水有关的性质 1、亲水性和憎水性 2、吸水性和吸湿性 3、材料的耐水性 4、材料的抗渗性 5、材料的抗冻性 1、亲水性和憎水性 a、亲水性材料 ? ? 90 o 亲水性 ? = 0 o 完全润湿 质量吸水率和体积吸水率两者存在以下关系： 3、材料的耐水性 耐水性是指材料长期在饱和水作用下，而不破坏，其强度也不显著降低的性质。用软化系数表示。 材料吸水饱和状态下的抗压强度(MPa) 软化系数 = —————————————————— 材料干燥状态下的抗压强度(MPa) 式中 KR —— 材料的软化系数 fb — 材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）。 fg — 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa） 软化系数的范围波动在0--1之间，当软化系数大于0.80时，认为是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物，则必须选用软化系数不低于0.85的材料建造，受潮较轻或次要结构的软化系数不低于0.75。 5、材料的抗冻性 材料的抗冻性：定义 材料的抗冻等级可分为Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关 6、材料的导热性 1、导热性： 当材料两面存在温差时，热量从材料的一面通过材料传导到材料的另一面的性质。用导热系数表示。 6、材料的导热性 2. 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1Ｋ所吸收或放出的热量称为热容量系数或比热。比热的计算式如下所示： 式中 C---材料的比热，J/（g·K）Q--材料吸收或放出的热量(热容量)m---材料质量，g;（T2 - T1）--材料受热或冷却前后的温差，K 是设计建筑物围护结构进行热工计算时的重要参数，应采用导热系数小、比热容大的材料。 第二节 材料的力学性质 　　材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。 　　当材料承受外力作用时，内部就产生应力。随着外力逐渐增加，应力也相应增大。直至材料内部质点间的作用力不能再抵抗这种应力时，材料即破坏，此时的极限应力值就是材料的强度。 第二节 材料的力学性质 　　强度：材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。 根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗剪和抗弯(抗折)强度。 　　 比强度 1.比强度：按单位体积的质量计算的材料强度称为比强度。 2、其值等于材料的强度与其表观密度的比值，它是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。 3、比强度越大，材料的轻质高强性能越好，选用比强度大的材料对增加建筑物的高度、减轻工程造价等具有重大意义。 四、材料的变形性质 2、脆性和韧性 （1）脆性：当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时并无明显的塑性变形的性质。 （2）韧性（冲击韧性）：在冲击、震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不致破坏的性质。 3、徐变与应力松弛：变形随