第1章基本性质.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土木工程系,地势坤，君子以厚德载物,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.1,材料的物理性质,1.1.1,物理常数,1.,几种密度,（,1,）密度：材料在绝对密度,状态下，单位实体体积的干质量。,开口孔隙,闭口孔隙,连通孔隙,1,第,1,章,土木工程材料的基本性质,（,2,）表观密度：,材料单位表观体积（闭口,+,实体）的干质量。,2,第,1,章,土木工程材料的基本性质,若,m,为自然气干质量，则成为体积密度。,三种密度区别：,m,为,材料的烘干质量；,v,不同，,可为,实体体积，表观体积，毛体积。,（,3,）毛,体积密度：,材料单位毛体积（闭口,+,开口,+,实体）的干质量。,(,测试方法不同,获得体积大小不同）,3,第,1,章,土木工程材料的基本性质,反映散粒堆积的紧密（压实）程度及,可能的堆放空间。,（,4,）,堆积密度：散粒状材料单位堆积体积,（开口,+,闭口,+,实体,+,间隙）的质量。,4,第,1,章,土木工程材料的基本性质,2.,孔隙率和空隙率,（,1,）,孔隙率与密实度,(,对应概念,),单块材料,孔隙率,密实度,同理，可计算出开口闭口孔隙率,实用意义不大。,5,第,1,章,土木工程材料的基本性质,（,2,）空隙率与填充率,散粒状材料,空隙率,填充度,6,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.1.2,材料与水有关的性质,1.,亲水性与憎水性,亲水性材料：,润湿角,90,水分子间内聚力,材料分子间吸引力,憎水性材料：,润湿角,90,水分子间内聚力,材料分子间吸引力,7,材料与水有关的性质,材料润湿,状况比较,亲水性材料,90,0,憎水性材料,90,0,8,第,1,章,土木工程材料的基本性质,2,.,吸水性与吸湿性,（,1,）吸水性,饱水状态（吸饱水饱和）,恒值,质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率,体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积的百分率,（,2,）吸湿性,自然状态,变值,含水率：材料所含水分质量占其干质量的百分率,m,1,材料湿质量,m,o,材料干质量,9,第,1,章,土木工程材料的基本性质,3.,耐水性,材料长期在水的作用下既不破坏强度又不显著下降的性质,指标：,软化系数,f,b,-,材料饱水状态抗压强度，,MPa,f,g,-,材料干燥状态抗压强度，,MPa,注意：,随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。,K,R,0.85,，,称为耐水材料,10,第,1,章,土木工程材料的基本性质,4.,抗渗性,抵抗压力水渗透的性质,（,1,）渗透系数,（,2,）抗渗等级,指石料、砼或砂浆所能,承受的最大水压力,。,如：最大承水压力为,0.2MPa,，,表示为,P,2,，有,P,2,、,P,4,、,P,6,、,P,8,渗透系数：,透水量：,K,s,的意义：,抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。,11,第,1,章,土木工程材料的基本性质,5.,抗冻性,材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏,强度又不显著下降的性质。,因素：,水、负温度,抗冻等级：,能经受冻融循环的,最大次数,，,记为,F50,、,F100,、,F200,、,F300,12,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.2,材料的力学性质,1.2.1,强度,材料抵抗外力破坏的能力。,1.,几种强度,（,1,）抗压、抗拉,、,抗剪强度,（,2,）抗弯强度（抗折强度）,单点加荷,三分点加荷,不同材料，强度等级有不同的划分方法，具体划分在各章分讲,13,第,1,章,土木工程材料的基本性质,2.,比强度,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,14,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.2.2,弹性和塑性,1.,弹性,外力作用产生变形,外力取消能,完全恢复,。,指标：,弹性模量,意义：,E,表示材料抵抗变形的指标，,E,值,越大，材料,越不易变形,，即抵抗变形的能力越强。,2.,塑性,外力作用产生变形,外力取消变形,不能恢复,15,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.2.3,韧性和脆性,1.,脆性,无明显塑性变形，突然破坏。,脆性材料：石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等,2.,韧性,产生一定变形不破坏,能吸收较大的能量。,韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。,采用,冲击试验,测定。,16,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.2.4,硬度和耐磨性,1.,硬度,抵抗外物压入或刻划的能力。,可采用摩氏硬度（石料、陶瓷等）；布氏、,落氏硬度（金属材料）。,特点：,硬度高，耐磨性强，但不易加工。,2.,耐磨性,材料表面抵抗磨损的能力。,17,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.3,耐久性与环境协调性,1.3.1,耐久性,材料抵抗外力破坏的能力。,综合性质：,(,抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗老化、耐热性、耐磨性等,),不同环境中，应考虑相应的性质。,1.3.2,环境协调性,对资源和能源消耗少,对环境污染小,循环再生利用率高。,目前，提倡“绿色建材”,18,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.4,材料的组成、结构、构造及其对性能的影响,1.4.1,材料的组成对性质的影响,1.,化学组成,化学元素及化合物的种类与数量。,2.,矿物组成,天然的，人工烧制的。,19,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.4.2,材料的结构对性质的影响,1.,宏观结构,2.,亚微观结构 包括纳米微观结构,3.,微观结构,晶体,按一定的规则在空间呈有规律的排列。,非晶体,不定形。,原因：,熔融物质急冷,来不及成晶而成。,如玻璃体,(,粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰,),都属玻璃体,化学潜能大,一定条件下发生化学反应,20,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.4.3,材料的构造对性能的影响,具有特定性质的材料结构单元间的相互组合搭配情况。,与结构的区别：,构造更强调相同材料或不同材料间的搭配组合关系。,如材料的,(,孔隙、层理、纹理、疵病等,),21,第,1,章,土木工程材料的基本性质,1.5,材料的热方面的性质,1.,热容性：吸，放热量的能力,c=Q/,t,2.,导热性：传递热量的能力,c=,Qd/tAz,3.,热变形性：受热变形的的能力,c=L/L,（,t,2,-t,1,）,22,第,1,章,岁月本长而忙者自促,天地本宽而卑者自隘,风花雪月本闲而劳忧者自冗,天行健，君子以自强不息,地势坤，君子以厚德载物,宠辱不惊，闲看庭前花开花落,去留无意，漫随天外云卷云舒,不妄取，不妄予,不妄想，不妄求,与人方便，随遇而安,周易,23,