2材料的基本性質(zhì)1ppt課件

1、第二講材料的基本性質(zhì)I）o1.1 材料的物理性質(zhì)4o1.1.1 密度4o1.1.2 與水有關(guān)的性質(zhì)23o1.1.3 與熱有關(guān)的性質(zhì)47o1.1.4 小結(jié)49o1.1.5 思考題501.1.1 密度與密度相關(guān)的內(nèi)容：1.1.1.1 密度、表觀密度、堆積密度 1.1.1.2 密實(shí)度與孔隙率 1.1.1.3 填充率與空隙率 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量mV1.1.1 密度密度密度工程上還經(jīng)常用到比重的概念，比重又稱相對(duì)密度，是用材料的質(zhì)量與同體積水4）的質(zhì)量的比值表示，無單位，其值與材料密度相同g/cm3）。材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。mV1.1.1 密度表觀密度材料在自然狀態(tài)下，單位體

2、積的質(zhì)量。體積密度1.1.1 密度表觀密度體積密度自然狀態(tài)下體積示意圖1.1.1 密度表觀密度視密度：材料在近似密實(shí)狀態(tài)時(shí)單位體積的質(zhì)量。所謂近似密實(shí)狀態(tài)下的體積，是指包括材料內(nèi)部閉口孔隙體積和固體物質(zhì)實(shí)體積。體積密度材料在堆積狀態(tài)下單位體積質(zhì)量。緊堆積密度及松堆積密度之分。mVV0V+Vkk+VbkVk1.1.1 密度堆積密度測(cè)定散粒材料的體積可通過已標(biāo)定容積的容器計(jì)量而得。測(cè)定砂子、石子的堆積密度即用此法求得。若以搗實(shí)體積計(jì)算時(shí)，則稱緊密堆積密度。密度、表觀密度和堆積密度的關(guān)系001.1.1 密度關(guān)聯(lián)差別單位體積的質(zhì)量產(chǎn)生差異的原因是什么？密度、表觀密度和堆積密度的測(cè)定1.1.1 密度密度

3、的測(cè)定近于絕對(duì)密實(shí)的材料多孔隙的材料測(cè)量幾何體積稱重代入公式李氏密度瓶測(cè)量不規(guī)則形狀規(guī)則形狀1.1.1 密度有孔材料密度的測(cè)定1.1.1 密度密度、表觀密度和堆積密度的測(cè)定1.1.1 密度表觀密度的測(cè)定對(duì)形狀不規(guī)則材料排液置換法或水中稱重法測(cè)量對(duì)形狀規(guī)則的材料烘干稱重m封蠟空氣中稱重m1水中稱重m2nwmmmmm1210烘干稱重m測(cè)量V代入公式密度、表觀密度和堆積密度的測(cè)定1.1.1 密度堆積密度的測(cè)定緊堆積密度松堆積密度材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例0*100%VDV或 0*100%D孔隙率%100*)1 (10000VVVVVP密實(shí)度+孔隙率=1或D+P=11

4、.1.1.2 密實(shí)度與孔隙率密實(shí)度孔隙率大小反映了材料的致密程度，對(duì)材料的物理、力學(xué)性質(zhì)均有影響。1.1.1.2 密實(shí)度與孔隙率孔隙的大小及其分布、特征對(duì)材料的性能影響較大。 材料內(nèi)部孔隙的構(gòu)造，可分為連通的與封閉的兩種?？紫栋闯叽绶譃闃O微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙、較粗大孔隙。1.1.1.2 密實(shí)度與孔隙率某材料密度為2.65g/cm3，表觀密度為2.4g/cm3，將表觀體積為367cm3、重量為929g的該材料浸入水中，吸水飽和后稱得重量為957g，問此材料的孔隙率、開口孔隙率和閉口孔隙率各為多少? 孔隙率%42.10%10065. 24 . 21P解答1.1.1.2 密實(shí)度與孔隙率某材料密度為2.

5、65g/cm3，表觀密度為2.4g/cm3，將表觀體積為367cm3、重量為929g的該材料浸入水中，吸水飽和后稱得重量為957g，問此材料的孔隙率、開口孔隙率和閉口孔隙率各為多少? %63. 7%100367929957%100/ )(%1000120VmmVVPwk孔隙率：10.42%開口孔隙率解答1.1.1.2 密實(shí)度與孔隙率某材料密度為2.65g/cm3，表觀密度為2.4g/cm3，將表觀體積為367cm3、重量為929g的該材料浸入水中，吸水飽和后稱得重量為957g，問此材料的孔隙率、開口孔隙率和閉口孔隙率各為多少? 解答閉口孔隙率%79. 263. 742.10kbPPP孔隙率：1

6、0.42%開口孔隙率：7.63%散粒材料堆積體積中，顆粒填充的程度。散粒材料空隙體積占堆積體積的比例%100*0VVD %100*0D 或 %100*)1 (10000VVVVVP1.1.1.2 填充度與空隙率填充率空隙率D+P=1或填充率+空隙率=1?？障堵实拇笮》从沉松⒘２牧系念w粒相互填充的致密程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算含砂率的依據(jù)。小 結(jié)在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)在自然狀態(tài)在堆積狀態(tài)密度表觀密度堆積密度孔隙率1.1.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.1.2.1 親水性與憎水性1.1.2.2 吸水性與吸濕性1.1.2.3 耐水性1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性1.1.2.1 親水性與憎水性 潤(rùn)濕

7、角（a親水性材料 90 （b完全親水材料180（c憎水性材料 901.1.2.1 親水性與憎水性1.1.2.1 親水性與憎水性1.1.2.2 吸水性與吸濕性1， 吸水性%100001mmmWm%100001VVVWv質(zhì)量吸水率體積吸水率吸水率0mvWW 封閉孔較多的材料，吸水率不大時(shí)通常用質(zhì)量吸水率公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)一些輕質(zhì)多孔材料，如加氣混凝土、木材等，由于質(zhì)量吸水率往往超過100%，用體積吸水率進(jìn)行計(jì)算。材料吸水性與材料孔隙率和孔隙特征的關(guān)系？1.1.2.2 吸水性與吸濕性例題有甲乙兩種材料，密度(比重)均為2.5g/cm3，甲材的干容重(干表觀密度) 1400kg/m3，重量吸水率為10%

8、，乙材吸水飽和后的濕容重為1875kg/m3，其體積吸水率為47.5%。求：(1)甲材的孔隙率和體積吸水率； (2)乙材的干容重和孔隙率。解答(1)甲材的孔隙率 甲材的體積吸水率 1.410 % = 14 %(2)乙材的干容重為1875 - 475 = 1400 kg/m3乙材的孔隙率 P 1100%11425100%44%0.P 1142504444%.1.1.2.2 吸水性與吸濕性1， 吸濕性含水率%100001mmmW平衡含水率1.1.2.3 耐水性軟化系數(shù)ffKwpfw -材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度,MPaf -材料在干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度，MPa 。材料的軟化系數(shù)的范圍在01之間。通

9、常軟化系數(shù)大于等于0.85的材料稱為耐水材料。用于水中、潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)材料，必須選用軟化系數(shù)不低于0.85的材料。用于受潮濕較輕或次要結(jié)構(gòu)的材料，則不宜小于0.700.85。1.1.2.3 耐水性例題某材料的抗壓強(qiáng)度為28.0MPa，在水中吸水飽和后測(cè)得其強(qiáng)度為21.3MPa，問該材料能否用于長(zhǎng)期與水接觸的環(huán)境中？解答85. 076. 00 .283 .21ffKwp結(jié)果討論：？1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性1， 抗?jié)B性抗?jié)B等級(jí)or滲透系數(shù)在一定時(shí)間t內(nèi)，透過材料試件的水量Q，與試件的滲水面積A及水頭差H成正比，與滲透距離(試件的厚度)d成反比。1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性滲透系數(shù)At

10、HQdK 1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性抗?jié)B等級(jí)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下進(jìn)行透水試驗(yàn)，以規(guī)定的試件在透水前所能承受的最大水壓力來確定。or滲透系數(shù)1， 抗?jié)B性1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性抗?jié)B等級(jí)P=10H-1P=10H-11.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性2，抗凍性其強(qiáng)度降低不超過規(guī)定值，無明顯損壞和剝落時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)用符號(hào)“Dn表示，n即為最大凍融循環(huán)次數(shù)，如D25?？箖鰳?biāo)號(hào)強(qiáng)度損失率(不超過25)質(zhì)量損失率(不超過5%)材料抗凍標(biāo)號(hào)的選擇，足根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。燒結(jié)普通磚、陶瓷面磚、輕混凝土等墻體材料，一般要求其抗凍標(biāo)號(hào)為D15或D25；用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)

11、為D50、D100或D200 。水工混凝土要求高達(dá)D500。1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性凍融破壞的大壩壩面使用20年高速公路橋1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性1.1.2.4 抗?jié)B性與抗凍性1.1.3 材料的熱工性質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù))(12TTAtQa1，材料的導(dǎo)熱性12()QCmtt1.1.3 材料的熱工性質(zhì)比熱容2，材料的熱容量1.1.4 小 結(jié)孔隙率 密度親水性吸水性抗凍性抗?jié)B性耐水性表觀密度 堆積密度？1.1.5 思考題1 材料的軟化系數(shù)越大，則其 A)耐水性越好 B)耐水性越差 C)抗凍性越好 D)抗凍性越差2 干燥的石材試樣重500g，浸入水中吸水飽和后排出水的體積是190cm3，取出后抹干再浸入水中排開水的體積是200cm3，求此石材的表觀密度、體積吸水率和重量吸水率。 3 材料的開口孔隙率越多，則其 。 A)耐水性越好 B)耐水性越差 C)抗?jié)B性越好 D)抗