土木工程材料1. 基本性质.ppt

1. 土木工程材料的基本性质 1.1 材料的基本物理性质(physical properties) 1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度 (1)密度(density)-比重 近似密度 (2)表观密度(apparent density)-容重 (3)堆积密度（散粒体）(bulk density)(for particles) 紧堆积密度 松散堆积密度-松散容重 1.1.2 材料的密实度与孔隙率 (1)密实度(density) (2)孔隙率(porosity) 材料的孔结构 孔隙率 孔径 孔的种类 1.1.3 材料的填充率与空隙率（散粒体） (1)填充率(filling ratio) (2)空隙率(voids ratio, void content, void volume) 1.2 材料与水有关的性质 1.2.1 材料的亲水性与憎水性 (1)亲水性（被水润湿） (2)憎水性（润湿角θ90°） 1.2.3 材料的耐水性(抗水性)(water resistance) 软化系数(softening coefficient) 1.2.4 材料的抗冻性与抗渗性 (1)抗冻性(frost resistance) 水结冰时体积约增大9％，从而对孔隙产生压力而使孔壁开裂。 冻融循环(freezing and thawing circle) 抗冻标号(grade) D15(Dong)→F15(Freeze) (2)抗渗性(impermeability) 渗透系数(coefficient of permeability) 抗渗等级（抗渗标号 ） S(Shen) →P(Permeate) 1.3 材料的基本力学性质 1.3.1 材料的强度(strength) (1)材料的抗压、抗拉及抗剪强度 (2)材料的抗弯强度 1.3.2 材料的弹性与塑性 1.3.3 材料的脆性与韧性 1.4.1 材料的热工性质 (1)材料的导热性 导热系数 影响材料导热系数的主要因素 ①物质构成：金属材料无机非金属材料有机材料 ②微观结构：晶体非晶体 ③孔隙构造 ④温湿度 ⑤热流方向 (2) 耐燃性（防失火）(flame resistance) 材料根据耐燃性可分为三大类： 不燃烧类：材料遇火或高温不起火，不阴燃，不碳化 难燃烧类：遇火或高温不燃烧，只有在火源存在时能继续燃烧或阴燃，火焰熄灭后，燃烧停止 燃烧类：遇火或高温燃烧，火源移开后，燃烧继续进行。 (4)耐火性（耐高温）（耐热性）(fire resistance) 按耐火性高低可将材料分为以下3类： 耐火材料：耐火度不低于1580 oC 难熔材料：耐火度为1350~1580 oC 易熔材料： 耐火度低于1350 oC 1.4.3 材料的光学性质(optical properties) 材料的颜色、光泽 、透明度、表面组织、形状尺寸，建筑物采光、立体造型、明暗对比等 1.4.4 材料的耐久性(durability) 作用于材料的自然因素和有害介质可概括为以下几个方面： (1)物理作用（包括机械作用） (2)化学作用 (3)生物作用 1.5 材料的装饰性 1. 色彩 2. 光泽 3. 透明性 4. 表面质感 5. 形状尺寸 1.6 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响 1.6.1 材料的组成 (1)化学组成(chemical) (2)矿物组成(mineral) (3)相组成(phase) 1.6.2 材料的结构和构造(structure constitution) (1)宏观结构(环境的尺度, grand view) (2)粗观(＞mm的尺度, macro-structure) 1)致密结构(dense structure) 2)多孔结构(porous structure) 3)纤维结构(fibrous structure) 4)层状结构(layered structure, stratified structure) (3)细观结构(亚微观结构)(μm尺度,sub micro) 金属材料的金相组织 木材的木纤维 混凝土内的微裂缝等 (4)微观结构(原子、分子尺度, micro-structure) 1)晶体(crystal) ①原子晶体(atomic crystal) ②离子晶体(ionic crystal) ③分子晶体(molecular crystal) ④金属晶体(metal crystal) 2)玻璃体(glass) 3)胶体(gel) (5)构造——材料的搭配组合(constitution) 本章小结 1. 几个重要概念 密度、表观密度、堆积密度、孔隙率与密实度、空隙率与填充度、软化系数、吸水率与含水率、