材料的基本状态参数.docx

请使用Microsoft word打开本文档，使用其他文本程序将无法完美显示部分公式及标识。——杨子1.2 材料的基本状态参数实际密度（密度）材料在绝对密实状态下单位体积的质量。单位g/cm3 或kg/m3公式：ρ= 式中 ρ——材料的密度（g/cm3） m——材料在干燥状态下的质量（g） v——材料在绝对密实状态下的体积（cm3）绝对密实状态下的体积是指不包括材料内部孔隙在内的体积。实际密度的测量：1) 对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等测量几何体积—承重—代入公式2) 对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材磨成细粉—李氏比重瓶法测试表观密度（容重） 材料在自然状态下单位体积的质量。单位g/cm3 或kg/m3 公式： 式中 ρo ——材料的表观密度（kg/m3） m——材料的质量（kg） vo——材料在自然状态下的体积（m3）自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。材料内部孔隙含有材料水分时，其质量和体积均发生变化。表观密度的测量：对形状规则的材料：砖、混凝土、石材烘干—测量几何体积—称重—代入公式对形状不规则的材料：烘干—蜡封—浮力天平堆积密度（松散容积）散粒状材料在自然堆积状态下单位体积的质量。单位g/cm3 或kg/m3 公式： Ρo ——散装材料堆积密度（kg/m3）m——散装材料的质量（kg）Vo——散装材料的自然堆积体积（m3）堆积体积是指包含颗粒内部孔隙和颗粒间的空隙在内的体积。堆积密度的测量：容器法：散装材料装入容器—测量体积—称净重—代入公式自然堆积法:堆积成一定形状—测量几何体积—称重—代入公式材料的孔隙1）密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。反映材料的致密程度。公式: 影响材料的： 强度、吸水性、耐久性、导热性2) 孔隙率是指材料体积内孔隙体积与总体积之比。直接反映材料的致密程度。公式：材料的空隙填充率指散粒材料在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。反映散装材料堆积的致密程度。公式：空隙率是指散装材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比率公式：空隙率与填充率的关系：Ｐ＇＋Ｄ＇＝１孔隙率与空隙率的区别：比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作用可判断材料性质可进行材料用量计算３材料的力学性质１．材料的强度与比强度强度是材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力依受力形式有：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。不同材料的承载特点是不同的：混凝土、石材、砖—抗压强度高钢材、各类纤维—抗拉强度高建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或符号。（注意：1.脆性材料如混凝土主要以抗拉强度来划分等级或标号，塑性材料如钢材以抗拉强度来划分。2.强度值是材料力学性质的指标，强度等级是根据强度值划分的级别）如混凝土按抗压强度划分为C15~C80共十四个强度等级水泥按抗压和抗拉强度划分为32.5~72.5砂浆按抗压强度划分为M2.5~M20六个等级热轧钢筋按屈服强度划分为Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ材料的抗压、抗拉、抗剪强度计算：式中：f——材料强度（Mpa）Fmax——材料破坏时的最大荷载（N）A——试件受力面积（mm2）抗弯强度计算：1）.试件在两支点的中间受一集中荷载作用，如下计算 式中 ff——抗弯（折）强度（Mpa） P——试件破坏时的最大荷载（N）L——二支点之间的距离（mm）b、h——试件截面的宽度和高度（mm）2）.试件在二支点的三分点处作用两个大小相等的集中荷载，计算如下：图表 1杨子 p 比强度是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，材料越轻质高强材料的弹性与塑性弹性是指材料在外力的作用下产生变形，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弹性。 弹性模量 塑性是指材料在外力的作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。（实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变形。） 材料的脆性、韧性、徐变脆性是指在外力作用下，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。 （脆性材料如混凝土、玻璃、石材抵抗冲击或震动荷载的能力很差）韧性是指在冲击、震动荷载的作用下，材料承受很大的变形也不至于破坏的性能。如钢材、木材、纤维等（建筑实体例如桥梁、牛腿柱、电梯井、高层建筑等）。徐变是指材料在长期不变荷载作用下， 变形随着时间的延长而逐渐增长的现象。材料的硬度、耐磨性硬度是指材料表面能抵抗其他较硬物体压入或刻画的能力。刻画法莫氏硬度（10级）1—滑石 2—石膏 3—方解石4—萤石 5—磷石灰 6—正长石7—石英 8—黄玉 9—刚玉10—金刚石回弹法用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度（亦用于陶