山东建筑大学土木工程材料课件第章 材料的基本性质建筑材料.ppt

* * * * * 1.4 材料的热工性能 一、导热性 材料传导热量的能力 用“导热系数”来表示 导热系数λ的物理意义：表示单位厚度的材料，当两侧温差为1K时，在单位时间内通过单位面积的热量。 * * 影响导热系数的因素： 1、材料的组成与结构 2、孔隙率 3、含水率 4、温度 * * 二、热容量 材料加热时吸收热量,冷却时 放出热量的能力。 用“比热”来表示 * * 比热： 表示1kg的材料，温度升高1K时所吸收的热量，或降低1K时放出的热量。 * * 几种典型材料及物质的比热 材料名称 钢材 混凝土 松木 粘土空心砖 密闭空气 水 比热 [J/(g.K)] 0.48 0.84 2.72 0.92 1.0 4.18 * * 热变形性:是指材料在温度变化时其 尺寸的变化. 用”线膨胀系数“来表示 * * 材料的耐久性：材料在使用过程中能长久保持原有性质的能力。 耐久性是一个综合指标：抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等。 1.5 材料的耐久性 * * 外界的破坏作用 物理作用 机械作用 化学作用 生物作用 干湿变化、温度变化、冻融变化 酸、碱、盐水溶液及气体的侵蚀 昆虫、菌类产生的蛀蚀、腐朽 载荷的持续与反复作用 * * 材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。例如处于冻融环境的工程，所用材料的耐久性以抗冻性指标来表示。处于暴露环境的有机材料，其耐久性以抗老化能力来表示。 * * 砖、石料、混凝土等矿物材料，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。金属材料主要是由于化学作用引起的腐蚀。木材等有机质材料常因生物作用而破坏。沥青材料、高分子材料在阳光、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。 * * 提高材料耐久性的作用 延长建筑物的使用寿命； 减少使用期间的维修费用。 * * 提高材料耐久性的措施 1.减轻大气或周围介质对材料的破坏作用； 2.提高材料本身对外界作用的抵抗能力； 3.采用其他材料保护主体材料免受破坏。 * * 例1 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？ 解： 密度： 表观密度： 堆积密度： V——为材料的绝对密实体积； V0——为材料的表观体积 (固、液、气）； V0，——为材料的堆积体积。 * * 对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：测定密度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中，即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直接测试其自然堆积状态下体积。 含水与否对密度、表观密度无影响，因密度、表观密度均是对干燥状态而言的。含水对堆积密度的影响则较复杂，一般来说是使堆积密度增大。 * * 例2 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3，计算此石子的孔隙率与空隙率？ 解： 石子的孔隙率P为： 石子的空隙率 为： * * 例3 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165 MPa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。 解:该石材的软化系数为: 由于该石材的软化系数为0.93，大于0.85，故该石材可用于水下工程。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 名称 定义 表达式 测定方法 备注 密度 无孔，无水 表观密度 堆积密度 一、材料的密度、表观密度与堆积密度 1.1 材料的基本状态参数 材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。 材料在自然状态下，单位体积的质量。 材料在堆积状态下，单位体积的质量。 先磨细，再采用排水法 采用一个已知容积的容器来检测 1、具有规则外观的材料 2、外观不规则的材料 * * 二、孔隙率与密实度 孔隙率 图1-1 材料孔隙率示意图 孔隙率是指材料体 积内，孔隙体积占 总体积的百分率。 孔隙可从两个方面对材料产生影响： 孔隙的多少 孔隙的特征 * * 密实度 图1-1 材料孔隙率示意图 密实度是指材料体 积内，被固体物质 所充实的程度。 * * 孔隙率与密实度的关系：P + D = 1 孔隙对材料性能的影响： 表观密度 （小） 强度 （低） 耐久性 （差） 吸水率 （大） 孔隙率 （大） 保温性 （好） 吸声性 （好） 抗冻性 （差） 抗渗性 （差） * * 空隙率 图1-2 材料空隙率示意图 空隙率是指散粒材料在 其堆积体积中，颗粒之 间的