第2章-基本性質(zhì)1ppt課件

1、第二章第二章 材料的重要基本性質(zhì)材料的重要基本性質(zhì) 名 稱含 義體 積 狀 態(tài)體 積 計 算密 度單 位 體 積重 量絕 對 密 實(shí)自 身 體 積表 觀 密 度自 然 狀 態(tài)外 形 體 積堆 積 密 度堆 積 狀 態(tài)容 器 容 積2-12-1材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì)一、材料的三種體積狀態(tài)和三種密度一、材料的三種體積狀態(tài)和三種密度三種密度的定義：三種密度的定義：三種密度算式：三種密度算式：0000VmVmVm、同種材料同種材料: 密度表觀密度堆積密度密度表觀密度堆積密度考慮：考慮：1、體積如何測定、體積如何測定?（李氏瓶法、蠟封法、容器法）（李氏瓶法、蠟封法、容器法） 2、意義？、意

2、義？二、孔隙率和孔隙特征、空隙率和壓實(shí)度二、孔隙率和孔隙特征、空隙率和壓實(shí)度1、孔隙、孔隙材料內(nèi)部的空隙材料內(nèi)部的空隙 孔隙率孔隙率P：自然狀態(tài)下，材料中孔隙體積：自然狀態(tài)下，材料中孔隙體積占自然狀態(tài)體積的百分比。占自然狀態(tài)體積的百分比。 開閉狀態(tài)、孔徑、孔分布開閉狀態(tài)、孔徑、孔分布 %1001000VVVP孔隙特征：孔隙特征：2、空隙、空隙材料顆粒間的空隙材料顆粒間的空隙 空隙率空隙率 堆積狀態(tài)下，材料顆粒間堆積狀態(tài)下，材料顆粒間空隙占堆積狀態(tài)的百分比?？障墩级逊e狀態(tài)的百分比。%100100000VVVP考慮：了解孔隙率、孔隙特征、空隙率考慮：了解孔隙率、孔隙特征、空隙率有何意義？有何意義？

3、3、壓實(shí)度、壓實(shí)度 顆粒材料堆積被壓實(shí)的程度顆粒材料堆積被壓實(shí)的程度 評價方法：評價方法： 材料現(xiàn)場施工壓實(shí)后得到的堆積干材料現(xiàn)場施工壓實(shí)后得到的堆積干密度與實(shí)驗室標(biāo)準(zhǔn)條件下充分壓實(shí)后得密度與實(shí)驗室標(biāo)準(zhǔn)條件下充分壓實(shí)后得到的最大干密度之比。到的最大干密度之比。%100maxD意義：評價現(xiàn)場壓實(shí)操作的水平意義：評價現(xiàn)場壓實(shí)操作的水平三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)親水性材料親水性材料接觸角接觸角材料表面對水的吸附程度材料表面對水的吸附程度憎水性材料憎水性材料1、親水性和憎水性、親水性和憎水性定義：水與材料接觸時定義：水與材料接觸時接觸角 資料性狀資料外表水進(jìn)入毛細(xì)管毛細(xì)管水資料舉例9

4、0憎水性 不可浸潤 在壓力下 凸液面 石蠟意義：土木工程中，防水材料通常采用憎意義：土木工程中，防水材料通常采用憎水材料制成。水材料制成。2、吸水性和吸濕性、吸水性和吸濕性（1吸水性：材料在水中吸收水分的能力吸水性：材料在水中吸收水分的能力 表示方法：質(zhì)量吸水率、體積吸水率表示方法：質(zhì)量吸水率、體積吸水率%100ggbmmmmw 影響因素：親水性、孔隙率、孔特征影響因素：親水性、孔隙率、孔特征親水性親水性、孔隙率、孔隙率、微細(xì)連通孔、微細(xì)連通孔吸水性吸水性（2吸濕性：從空氣中吸收水分的能力吸濕性：從空氣中吸收水分的能力 表示方法：含水率，表示方法：含水率，%100ggshmmmw影響因素：親水

5、性、孔隙率、孔隙特征影響因素：親水性、孔隙率、孔隙特征吸附吸附 解吸解吸RH、T RH、T3、耐水性、耐水性定義：長期飽水不破壞，強(qiáng)度不降低。定義：長期飽水不破壞，強(qiáng)度不降低。破壞原因：水的溶解、劈裂作用破壞原因：水的溶解、劈裂作用R R飽飽 K軟軟 R干干軟化系數(shù)軟化系數(shù)K0.85表示方法：表示方法：耐水材料耐水材料重要工程重要工程K0.854、抗?jié)B性、抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的能力。定義：材料抵抗壓力水滲透的能力。表示方法：表示方法： 滲透系數(shù)滲透系數(shù)K、抗?jié)B標(biāo)號、抗?jié)B標(biāo)號Pn影響因素：孔隙率、孔徑、孔的開閉影響因素：孔隙率、孔徑、孔的開閉5、抗凍性、抗凍性定義：飽水狀態(tài)下，材料抵抗

6、凍融循環(huán)而不破壞定義：飽水狀態(tài)下，材料抵抗凍融循環(huán)而不破壞的能力。的能力。材料受凍破壞的原因：水結(jié)冰膨脹，膨脹力超過材料受凍破壞的原因：水結(jié)冰膨脹，膨脹力超過了材料的強(qiáng)度。了材料的強(qiáng)度。表示方法：抗凍標(biāo)號表示方法：抗凍標(biāo)號Fn影響因素：孔隙率、孔隙特征、孔隙充水程度、影響因素：孔隙率、孔隙特征、孔隙充水程度、材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度 2-2 材料的力學(xué)性質(zhì)一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度1、強(qiáng)度、強(qiáng)度定義：定義：分類：分類：影響因素：影響因素： 抵抗外力破壞的最大應(yīng)力值抵抗外力破壞的最大應(yīng)力值 抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強(qiáng)度材料內(nèi)因材料內(nèi)因組分、構(gòu)造組分、構(gòu)造試驗條件試驗條件試件試件(尺寸、形狀

7、、含水率尺寸、形狀、含水率) 溫度、加荷速度等溫度、加荷速度等PPPP80808585909095951001001051051101100 0100100200200300300400400500500600600700700800800900900圓柱體試件直徑，圓柱體試件直徑，mm砼相度強(qiáng)度砼相度強(qiáng)度00.511.522.5012345圓柱體試件高徑比圓柱體試件高徑比混凝土相對強(qiáng)度混凝土相對強(qiáng)度0 020204040606080801001001201201401400 02 24 46 68 810101212齡期，月齡期，月混凝土相對強(qiáng)度混凝土相對強(qiáng)度潮濕狀態(tài)試驗潮濕狀態(tài)試驗干燥狀態(tài)

8、試驗干燥狀態(tài)試驗2、比強(qiáng)度、比強(qiáng)度定義：定義：作用：作用：實(shí)例：實(shí)例：材料表觀密度kg/m3抗壓強(qiáng)度MPa比強(qiáng)度低碳鋼78504200.053松木500350.070混凝土2400300.013強(qiáng)度強(qiáng)度/表觀密度表觀密度輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)二、彈性和塑性二、彈性和塑性u彈性彈性能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。u 塑性塑性不能自動恢復(fù)原來形狀不能自動恢復(fù)原來形狀,u 且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。u彈性模量彈性模量 u E抵抗變形的能力抵抗變形的能力u實(shí)際材料實(shí)際材料u較小外力作用下，表現(xiàn)為彈性變形；較小外力作用下，表現(xiàn)為彈性變形；u 受力超過限度后，表現(xiàn)為

9、塑性變形。受力超過限度后，表現(xiàn)為塑性變形。u受力后，彈性變形與塑性變形同時產(chǎn)生受力后，彈性變形與塑性變形同時產(chǎn)生E變形變形應(yīng)力應(yīng)力變形變形應(yīng)力應(yīng)力變形變形應(yīng)力應(yīng)力彈塑性材料彈塑性材料三、脆性和韌性三、脆性和韌性u脆性脆性u 在外力作用下，無明顯塑性變形而突然在外力作用下，無明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。破壞的性質(zhì)。u韌性韌性u 在沖擊或振動荷載作用下，材料能吸收在沖擊或振動荷載作用下，材料能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。變形變形應(yīng)力應(yīng)力脆性材料脆性材料2-3 2-3 材料的耐久性材料的耐久性u定義定義u破壞作用破壞作用u耐久性試驗?zāi)途眯栽?/p>

10、驗材料在長期使用過程中，材料在長期使用過程中，能保持原有性能的性質(zhì)。能保持原有性能的性質(zhì)。物理作用溫濕度、凍融、流水、紫外線物理作用溫濕度、凍融、流水、紫外線化學(xué)作用酸堿鹽水溶液、有害氣體、水化學(xué)作用酸堿鹽水溶液、有害氣體、水生物作用蟲、菌生物作用蟲、菌機(jī)械作用機(jī)械作用荷載作用下的疲勞破壞荷載作用下的疲勞破壞（快速模擬試驗）（快速模擬試驗） 干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、化學(xué)介質(zhì)浸漬等。干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、化學(xué)介質(zhì)浸漬等。耐候性試驗室耐候性試驗室u影響材料耐久性的因素影響材料耐久性的因素u 材料本身材料本身u 介質(zhì)或環(huán)境的惡劣程度介質(zhì)或環(huán)境的惡劣程度u 材料與環(huán)境或介質(zhì)的接觸程度材料與環(huán)境或介質(zhì)的接觸程度u提高材料耐久性的措施提高材料耐久性的措施u 選用優(yōu)質(zhì)材料選用優(yōu)質(zhì)材料u 提高材料密實(shí)度、改善孔隙特征提高材料密實(shí)度、改善孔隙特征u 加保護(hù)層加保護(hù)層作業(yè)作業(yè):1、判斷材料孔隙率和孔隙特征變化對下列材料性能的、判斷材料孔隙率和孔隙特征變化對下列材料性能的影