1基本性质讲解.ppt

1.1材料的物理性质 1.2材料的力学性质 1.3材料的耐久性 第一章 土木工程材料 的基本性质 材料是构成土木工程建筑物的物质基础。直接关系建筑物的安全性、功能性以及使用寿命和经济成本。 一般来说，材料的性质可分为四个方面： (1)物理性质 包括表示材料物理状态特征及与各种物理过程有关的性质。 (2)力学性质 指材料在应力作用下,有关抵抗破坏和变形的能力的性质。 (3)化学性质 指材料发生化学变化的能力及抵抗化学腐蚀的稳定性。 (4)耐久性 指材料在使用过程中能长久保持其原有性质的能力。 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 二、与水有关的性质 三、与热有关的性质 任何材料均有质量和体积，材料根据形状可分为： 块状材料，如：砖、石块、混凝土 散状材料，如：水泥、砂、石子等 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 常压下吸不到水，但当水压力较大时，水可通过材料内部的毛细通道进入其中。 可见，材料的质量是相对确定的，但体积有多种，因而出现了以下几种密度。 1.密度 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 (1)定义：密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 (2)计算公式： (3)测定方法：磨细、烘干、称量、排水法测体积。 （g/cm3） 2.表面密度（视密度——用于散状材料） 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 (1)定义：包括闭口孔隙在内的单位体积的质量。 (2)计算公式： (3)适用范围及测定方法：已经是粒状的材料，如：砂、石子、水泥等,不再磨细，直接用排水法测定其体积。 （g/cm3） 2.表观密度（用于块状材料） 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 (1)定义：自然状态下单位体积的质量。 (2)计算公式： (3)测定方法：规则材料,测量外形尺寸，计算体积;不规则材料表面封蜡，排水法测体积。 （kg/m3或g/cm3） 3.堆积密度 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 (1)定义：散粒状或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。 (2)计算公式： (3)测定方法：有松散法和紧堆法。 （kg/m3） 反映块状材料密实程度的二个指标： 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 4.密实度D 5.孔隙率P 显然，D+P=1。 反映散状材料填充程度和空隙率的指标： 第一节 材料的物理性质 一、与质量和体积有关的性质 6.填充率D 7.空隙率P 1.亲水性与憎水性 第一节 材料的物理性质 二、与水有关的性质 常用的二种判断方法示意图: 形成亲水性与憎水性的原因： 水分子相互间的作用力——作用力1 水分子与材料分子间作用力——作用力2 亲水性：作用力2 作用力1 憎水性：作用力1 作用力2 亲水性 憎水性 2.吸水性 第一节 材料的物理性质 二、与水有关的性质 材料在水中吸收水分的能力，取决于材料的亲水性和憎水性及孔隙率和孔隙特征。有二种表示方法： (1)质量吸水率 (2)体积吸水率 质量吸水率与体积吸水率的关系为 体积吸水率适用于轻质、吸水能力较强的材料。 体积吸水率实为材料的开口孔隙率，不可能大于100%。 3.吸湿性 第一节 材料的物理性质 二、与水有关的性质 材料在潮湿的空气中吸收水分的性质,称为吸湿性。 用含水率表示： 影响材料吸湿性的因素有： (1)自身的特性(亲水性、孔隙率和孔隙特征)。 (2)周围环境条件的影响，气温越低，相对湿度越大，材料的含水率就越大。 (3)材料最终达到与环境湿度保持相对平衡时的含水率，称为平衡含水率。 4.耐水性 第一节 材料的物理性质 二、与水有关的性质 材料长期在饱和水作用下而不破坏,强度也不显著降低的性质称为耐水性。 材料的耐水性用软化系数表示： 软化系数一般在0～1间波动，其值越小，材料耐水性越差。 软化系数大于0.80的材料，通常可以认为是耐水材料。 材料的耐水性主要取决于其组成成分在水中的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小。 一般随溶解度增大，开口孔隙增多而变小。溶解度很小或不溶的材料以及具有较多封闭孔隙的材料， 软化系数一般较大，而材料的耐水性较好。 5.抗渗性 第一节 材料的物理性质 二、与水有关的性质 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性(不透水性)。 材料的抗渗性可用以下两种方法表示: (1)渗透参数K 渗透系数越大,表明材料的透水性越好而抗渗性越差。 (2)抗渗等级 是指材料在标准试验方法下进行透水试验,以规定的试件在透水前所能承受的最大水压力p(MPa)来确定。P 越大,材料的抗渗性越好。 影响材料抗渗性的因素： 与材料的亲水性有关，更取决于材料的孔隙率及孔隙特征。 孔隙率很小而且是封闭孔隙的材料具有较高的抗