第一章土木工程材料的基本性质概要.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2、材料的热容量 热容量是指材料在温度变化时吸收或放出热量的能力；比热容也叫比热，指单位质量的材料在温度每变化１Ｋ时所吸收或放出的热量，用“Ｃ”表示。 比热容与材料质量的乘积称为材料的热容量值，即材料温度上升1K须吸收的热量或温度降低1K所放出的热量。 材料的热容量值对于保持室内温度稳定作用很大，热容量值大的材料能在热流变化、采暖、空调不均衡时，缓和室内温度的波动；屋面材料也宜选用热容量值大的材料。 表1-2 常用材料的热工性质指标 材料名称 导热系数，W/(m·K) 比热容，kJ/(kg·K?) 线膨胀系数?10-6/K 铜 370 0.38 18.6 钢 55 0.46 10～12 石灰岩 2.66～3.23 0.749～0.846 6.75～6.77 花岗岩 2.91～3.45 0.716～0.92 5.60～7.34 大理岩 2.45 0.875 6.50～10.12 普通混凝土 1.8 0.88 5.8～15 烧结普通砖 0.4～0.7 ?? 5～7 松木 0.17～0.35 2.51 玻璃 2.7～3.26 0.83 8～10 泡沫塑料 0.03 1.30 水 0.60 4.187 密闭空气 0.023 1 材料的导热系数与材料内部的孔隙构造密切相关。因为，密闭空气的导热系数仅为0.023 W/(m?K)，所以，当材料中含有较多闭口孔隙时，其导热系数较小，材料的隔热绝热性较好；但当材料内部含有较多粗大、连通的孔隙时，则空气会产生对流作用，使其传热性大大提高。水的导热系数远大于空气，当材料吸水或吸湿后，其导热系数增加，导热性提高，隔热绝热性降低。 二、材料的声学性质 1、吸声性 声能穿透材料和被材料消耗的性质称为材料的吸声性。评定材料的吸声性能好坏的主要指标为吸声系数。（α） 吸声系数越大，材料的吸声效果越好。 影响吸声效果的因素： 材料的表观密度和声速，材料的孔隙构造，材料的厚度等。 2、隔声性 隔声和吸声不同。不能简单地把吸声材料作为隔声材料。隔声分为隔空气声和隔固体声。 隔声量（R），又称传声损失，是表示材料隔绝空气声的能力，是在标准隔声实验室内测出的，其单位分分贝(dB）。R越大，隔声效果越好。 三、材料的光学性质 光是以电磁波形式传播的辐射能。 光的波长不同，人对其产生的颜色感觉也不同。材料与光的性质关系到材料的光泽度、透明度、表明组织、形状尺寸和立体造型等。 总之，一幢建筑物，除了满足物理、力学等性能外，还要充分利用自然光线为室内采光，建筑的立面要充分运用自然光线形成凹凸的光线效果，强烈的明暗对比，使建筑物矗立在大地上栩栩如生，色泽鲜明、清晰、立体感强，美观耐久。 四、材料的耐久性 (一)、概念 材料的耐久性是指材料在使用期间，受到各种内在的 或外来因素的影响，能经久不变质不破坏，能保持原 有性能不影响使用的性质。这是一个综合性指标。 1、物理作用: 指材料受干湿、冷热、冻融变化等，使材料体积发生收缩与膨胀，或产生内应力而开裂破坏。 2、化学作用 指材料在大气和环境水中的酸碱盐等溶液的侵蚀下，使材料逐渐发生质变而破坏。 3、生物作用 指材料在昆虫或菌类等的侵蚀下，导致材料发生虫蛀、腐朽而破坏。 西直门立交桥承台的破坏 离岸式码头钢筋混凝土柱的腐蚀 外墙面砖的腐蚀 混凝土中钢筋的锈蚀 (二)、提高耐久性的措施 减轻介质对材料的破坏作用 提高材料密实度 对材料进行憎水或防腐处理 在材料表面设置保护层 现代工程中，对耐久性的要求愈来愈高，提出耐久性指标的工程设计也愈来愈多。对材料的质量评定也应逐渐由强度指标发展为耐久性指标。未来工程设计中将用耐久性设计取代目前按强度进行的设计。 第五节 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响 一、材料的组成 材料的组成指组成材料的化学成分或矿物成分。它是决定材料性质的本质因素。 1. 化学组成 化学组成即化学成分，是构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。无机非金属材料常用组成的各氧化物的含量来表示；金属材料常用组成的各化学元素的含量来表示；有机材料则常用组成的各化合物含量来表示。 化学组成是决定材料化学性质、物理性质、力学性质的主要因素。 2. 矿物组成 矿物是具有一定化学成分和结构特征的稳定单质或化合物。无机非金属材料是由各种矿物组成的。材料的化学组成不同，其矿物组成不同；相同的化学组成，可组成多种不同的矿物。矿物组成不同的材料，其性质也不同。如硅酸盐水泥中，CaO和SiO