1建设材料的基本性能第一章第二节.ppt

1.1 材料的基本物理性质 　　材料在绝对密实状态下（内部不含任何孔隙），单位体积的质量称为材料的密度，以ρ表示。其计算式为： 　　绝对密实状态下的体积，是指不包括材料内部孔隙的固体物质的真实体积。 　　　表观密度是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量，其计算式为： 　 　　表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积；对外形不规则的材料，可用排水法测定。 　　一般所指的表观密度，是以干燥状态下的测定值为准。 　　材料的总体积是由该材料的固体物质与其所包含的孔隙所组成的。 　　建筑材料的许多性能如强度、吸水性、耐久性、导热性等均与材料的孔隙有关。 　　孔隙按其尺寸大小又可分为微孔、细孔和大孔。 　 　　几种常用建筑材料的孔隙率见表1.1。 　　一般将上述6个频率的平均吸声系数α≥0.20的材料称为吸声材料。最常用的吸声材料大多为多孔材料。 　　影响材料吸声效果的主要因素有： (1) 材料的孔隙率和体积密度 (2) 材料的孔隙特征 (3) 材料的厚度 (1) 隔空气声 　　透射声功率与入射声功率的比值称为声透射系数，用τ表示，该值越大则材料的隔声性越差。 　　材料的隔声能力用隔声量R（R=10lg(1/τ)来表示，单位为dB。 　　与声透射系数τ相反，隔声量越大，材料的隔声性能越好。 1.2 材料的力学性质 　　材料的力学性能，就是指材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏和变形的能力。 　　材料在建筑物上所承受的力，主要有拉力、压力、弯曲力及剪应力等。材料抵抗上述外力破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。静力强度的分类和计算公式见表1.3。 　　大部分建筑材料，根据极限强度的大小，可划分为若干不同的强度等级。 　　材料的强度与材料本身的组成、结构和构造等有很大关系。钢材的抗拉、抗压强度都很高，如表1.4所示。 　　材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质，称为弹性。 　　这种当外力取消后瞬间即可完全消失的变形，称为弹性变形。 　　这种变形属于可逆变形，其数值的大小与外力成正比。其比例系数E称为弹性模量。 　　在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，其值等于应力σ与应变ε的比值，即： 　　材料在外力作用下产生变形，但不破坏，并且当外力停止作用后，不能自动恢复原来形状的性质，称为塑性。这种不能消失的变形称为塑性变形或不可恢复变形。 1.3 材料的耐久性 　　材料长期抵抗各种内外破坏因素或腐蚀介质的作用，保持其原有性质的能力称为材料的耐久性。 　　材料的耐久性是材料的一项综合性质，一般包括耐水性、抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗老化性、耐热性、耐溶蚀性、耐磨性等多项性能。 　　破坏作用一般可分为物理作用、化学作用和生物作用等。 物理作用包括干湿交替、冻融循环、光、电、热、温度差、湿度差等，这些都将引起材料的膨胀、收缩或产生内应力。 化学作用包括各种酸、碱、盐及其水溶液以及各种腐蚀性气体对材料产生的破坏作用。 生物作用是指昆虫、菌类等对材料所产生的蛀蚀、腐朽等破坏作用。 1.1.4.2 隔声性 (2) 隔固体声 　　固体声是由于振源撞击固体材料，引起固体材料受迫振动而发声，并向四周辐射声能。 　　固体声在传播过程中，声能的衰减极少。弹性材料如地毯、木板、橡胶片等具有较高的隔固体声的能力。 1.2.1 材料的强度 　　材料因抵抗外力（荷载）作用而引起破坏的最大能力，即为该材料的强度。其值是以材料受 力破坏时单位面积上所承受的力表示。计算式为： 表1.3　静力强度分类 ftm=3Fl/(2bh2) 抗弯强度ftm(MPa) fv=F/A 抗剪强度fv(MPa) ft=F/A 抗拉强度ft(MPa) F—破坏荷载(N) A—受荷面积(mm2) l—跨度(mm) b—断面宽度(mm) h—断面高度(mm) fc=F/A 抗压强度fc(MPa) 附注 计算式 举例 强度类别 表1.4 钢材、木材和混凝土的强度比较 0.069 34.3(顺纹) 500 松木 0.053 415 7860 低碳钢 0.012 29.4 2400 普通混凝土 比强度fc/ρ0 抗压强度fc（MPa） 表观密度ρ0（kg/m3） 材料 1.2.2 材料的弹性和塑性 　　在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质，称为脆性。 　　在冲击、震动荷载作用下，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不致破坏的性质，称为韧性。韧性值可用材料受荷载达到破坏时所吸收的能量来表示，即： 1.2.3 材料的脆性和韧性 　　硬度是材料表面抵抗其他物体压入或刻