第1章土木工程的基本性质报告.ppt

第1章 土木工程材料的基本性质 一、材料的物理性质 1.1物理常数 1.1.1 几种密度 （1）密度：材料在绝对密度状态下，单位实体体积的干质量。 ? （2）表观密度： 材料在自然状态下单位表观体积（包含内部孔隙）的干质量。 1.1.2. 孔隙率和空隙率 （2）空隙率与填充率 —散粒状材料 ? 常见材料密度、表观密度、堆积密度? 1.2 材料与水有关的性质 1.2.1 亲水性与憎水性 （1）吸水性——饱水状态（吸水饱和） 定值 质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率 体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积的百分率 （2）吸湿性——自然状态 变值 材料在空气中能吸收空气中的水分的能力，称为吸湿性。 常用含水率或含水量表示。 材料长期在水的作用下既不破坏强度又不显著下降的性质 衡量指标：软化系数 1.2.4.抗渗性——抵抗压力水渗透的性质 1.2.5. 抗冻性 1.3 热工性质、声学性质 1.3.1 热工性——材料传导热量的性质称为导热性。 物质构成：金属材料无机非金属材料有机材料 微观结构：结晶结构微晶结构玻璃体 孔隙构造：孔隙率越大，导热系数越小，表观密度越大，导热系数越大，连通孔封闭孔，孔隙率相同，孔隙尺寸越大，导热系数越大 影响最大 湿度：固体液体气体，材料受潮，导热系数增大，水结冰，导热系数增大 温度：温度升高，导热系数增大，0～50度，影响并不大 热流方向：木材等纤维材料，平行垂直 耐火性——指材料在长期高温作用下，保持其结构和工作性能的基本稳定而不损坏的性能，用耐火度表示。 1) 耐火材料 耐火度不低于 1 580℃的材料，如各类耐火砖等。 2) 难熔材料 耐火度为 1 350℃～1 580℃的材料，如难熔粘土砖、耐火混凝土等。 3) 易熔材料 耐火度低于 1 350℃材料，如普通粘土砖、玻璃等。 1.3.2 声学性质——吸声性与隔声性。 材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数. 如离心玻璃棉、岩棉等属于高吸声材料。 隔声性就是材料的隔声降噪性能，它遵从质量定律，即比重大的材料隔声性能就比比重小的隔声性能高。如同样厚的钢板就比木板的隔声性能好。 1.4 耐久性与环境协调性 1.4.1 耐久性——材料抵抗外力破坏的能力。 综合性质： 抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗老化、耐热性、耐磨性等不同环境中，应考虑相应的性质。 1.4.2 环境协调性 ——对资源和能源消耗少,对环境污染小,循环再生利用率高。 目前，提倡“绿色建材” 材料的耐久性与破坏因素的关系 1.5 材料的力学性质 1.5.1 强度 ——材料抵抗外力破坏的能力。? 2.比强度——指材料强度与其表观密度之比。 意义：反映材料轻质高强的指标。值越大，材料越轻质高强 1.5.2 弹性和塑性 1.弹性——外力作用产生变形,外力取消能完全恢复。 1.5.3 韧性和脆性 1.脆性——无明显塑性变形，突然破坏。 脆性材料：石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等 特点：抗压强度远高于抗拉强度 2.韧性——产生一定变形不破坏,能吸收较大的能量。 韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。 采用冲击试验测定。 1.5.4 硬度和耐磨性 1.硬度——抵抗外物压入或刻划的能力。 可采用摩氏硬度（石料、陶瓷等）；布氏、 落氏硬度（金属材料）。 特点：硬度高，耐磨性强，但不易加工。 2.耐磨性——材料表面抵抗磨损的能力。 德国矿物学家摩斯（Frederich Mohs）选择了十种矿物（最软者为滑石，最硬者为金刚石）作为标准，将硬度分为十级，这十种矿物称为“摩氏硬度计”。 试验方法是用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或直径为1.59mm/3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。 1.6 材料的组成、结构、构造及其对性能的影响 2.矿物组成——天然的，人工烧制的。 无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组织结构称为矿物。 花岗岩——多种氧化物组成的天然矿物 水泥熟料——人工矿物 3.相组成—— 材料中具有相同物理、化学性质的均匀部分称为相。混凝土：骨料颗粒（骨料相）+水泥浆基体（基相） 1.6.2 材料的结构对性质的影响 材料的结构对材料的性质有重要影响。材料的结构一般分为宏观、细观和微观三个层次。 （1）宏观结构 土木工程