普通材料的基本性質

第一章材料的基本性質目錄第一節(jié)材料的基本物理性質第二節(jié)材料的力學性質第三節(jié)材料的其他性質第一節(jié)材料的基本物理性質

密度

表觀密度

堆積密度

密實度

孔隙率

空隙率Back定義:

指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質量。公式:

式中:ρ-密度(g/cm3)m-材料在干燥狀態(tài)下的質量(g)v-材料在絕對密實狀態(tài)下的體積(cm3)圖1.1.1密度測量儀器密度（真實密度、實際密度、舊稱比重）絕對體積V的測定方法結構密實、外形規(guī)則的材料（玻璃、鋼材）量外形尺寸，再計算外形體積即v多孔材料（磚、巖石等）磨成細粉，烘干后，用李氏瓶測v結構基本密實、外形不規(guī)則的少孔材料（砂、卵石等）直接排水（液）法測視密度視密度（近似密度，舊稱視比重）定義外形不規(guī)則的較致密的散粒材料（VB接近于零，VK很小，如卵石、碎石、河砂等）在近似密實狀態(tài)下單位體積的質量。計算公式視體積Va的測定方法直接以顆粒狀材料為試樣，直接用排水法測定的體積即視體積Va。因為閉口孔排水，故排開的水的體積為V+VB，而Va=V+VB=V，即V的近似值。定義:指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質量。公式:式中:ρ0-表觀密度(kg/m3)m-干燥材料的質量(kg)

v0-材料自然狀態(tài)下的體積(m3)表觀密度Back定義：粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質量。公式：式中:ρo′-堆積密度（松散密度）(kg/m3)m-干燥質量(kg)vo′-材料的堆積體積(m3)

堆積密度Back圖1.1.2材料的體積示意圖Back密實度定義：材料體積中固體物質充實的程度。公式：Back孔隙率定義：材料體積中孔隙體積所占的比例。公式：孔隙率定義：材料體積中孔隙體積所占的比例。公式：②孔隙分類（1）連通孔和封閉孔（2）按孔隙尺寸大小可分為粗孔、細孔和微孔。

孔隙及其對材料性能的影響

①孔隙率與密實度的關系：P+D=1材料的總體積是由固體物質及材料內部的孔隙組成的。封閉孔連通孔圖1.1.3材料的孔隙示意圖孔隙對材料性能的影響

孔隙率與強度的關系見右圖：隨著孔隙率降低，表觀密度提高，吸水率降低，強度和耐久性提高。吸水率強度耐久性表觀密度孔隙率圖1.1.4孔隙對材料性能的影響B(tài)ack填充率定義：散粒材料堆積體積中，顆粒填充的程度。公式：空隙率定義：散粒材料堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例。公式：Back第二節(jié)材料的力學性質

強度

彈性和塑性

脆性和韌性Back定義：

強度指材料抵抗外力作用下產(chǎn)生破壞的能力。

強度分類及公式:強度請點擊右鍵選擇“播放”觀看Flash動畫測定方法試驗規(guī)程規(guī)定的方法影響因素材料的組成、結構、構造強度等級混凝土:C10、C15、C20、C25……水泥:32.5、42.5、52.5、62.5彈性及彈性材料

彈性：外力的作用下產(chǎn)生變形,外力取消后,能夠完全恢復原來形狀的性質。彈性材料：具有彈性的材料。塑性及塑性材料

塑性：作用下產(chǎn)生變形,外力取消后,仍保持變形后的形狀和尺寸,并且不產(chǎn)生裂紋的性質。塑性材料：具有塑性的材料。常見塑性材料:砼拌合物,水泥漿,石灰膏,鋼材,瀝青等。彈性和塑性

ba變形荷載0Aab—彈性變形Back圖1.2.1彈塑性材料的變形曲線ob—塑性變形脆性：材料受外力達到一定程度后突然破壞,破壞時無明顯的塑性變形的性質。脆性材料：具有脆性的材料。石材、水泥混凝土、砂漿、玻璃和陶瓷等屬于脆性材料。荷載A變形脆性與韌性圖1.2.2脆性材料的變形曲線脆性材料特點：破壞前無明顯的塑性變形?？箟簭姸雀?，抗拉強度低，抗壓強度遠大于抗拉強度?？箾_擊、震動、抗拉、抗彎能力低。荷載A變形

韌性：在沖擊外力和震動荷載作用下,材料能吸收大量的能量，產(chǎn)生一定變形而不致破壞的性質。韌性材料：具有韌性的材料鋼材和木材等材料均屬于韌性材料。

脆性與韌性Back

脆性材料特點：破壞前有明顯的塑性變形。抗拉強度高?？箾_擊、震動、抗拉、抗彎能力高Back第三節(jié)材料的其他性質

與水有關的性質

親水性和憎水性

吸水性

耐水性

吸濕性

材料的耐久性Back

定義:指材料在空氣中與水接觸時能被水潤濕的性質,0°≤θ≤90°。具有親水性質的材料稱為親水性材料，絕大多數(shù)工程材料均為親水性材料，如：石材、水泥基材料、磚、砌塊、玻璃及陶瓷等。親水性1親水性和憎水性2憎水性

定義：指材料在空氣中與水接觸時不能被水潤濕的性質,90°≤θ≤180°具有這種性質的材料稱為憎水性材料。隔熱及吸聲等多孔材料應進行憎水處理，避免性能下降。

圖1.3.1材料潤濕角（θ）示意圖θ<90o

90°≤θ≤180°親水性和憎水性Back吸水性定義：

指材料在水中吸收水分的性質。指標：吸水率（W）：材料吸收水分的重量占材料干燥重量或體積的百分數(shù)。公式：質量吸水率

體積吸水率

m1－材料在吸水飽和狀態(tài)下的質量(g)

m2－材料在干燥狀態(tài)下的質量（g）

V

－材料在自然狀態(tài)下的體積（cm3）Backf1-材料在吸水飽和的狀態(tài)下的抗壓強度f2-材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度

耐水性Back吸濕性定義：材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質。指標與公式：吸濕性用含水率來表示，公式與吸水率相同。平衡含水率指與空氣中的濕度達到平衡時的含水率。定義：材料在長期飽和水作用下，不產(chǎn)生破壞，其強度也不明顯降低的性質。指標：耐水性用軟化系數(shù)（Kp）表示。定義材料吸水飽和后，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)，性能不嚴重降低的性質。指標-抗凍等級：抗壓強度下降不超過25%，而且重量損失不超過5%時所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)，F(xiàn)30-F300。抗凍性Back定義：抵抗壓力水滲透的性質。指標：

①滲透系數(shù)

式中：W-滲水量；d-試件厚度；A-滲水面積；H-水頭差；t-滲水時間

②抗?jié)B等級(P)：能抵抗最大水壓力eg:P6、P8、P10…指能抵抗的最大水壓力為0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…AWHT時間（h）

d圖1.3.2材料的抗?jié)B性示意圖抗?jié)B性定義材料在長期使用過程中，抵抗各種環(huán)境因素及有害雜質的作用，保持其性能穩(wěn)定的性質。環(huán)境因素是多種多樣的，有物理(如溫度、濕度、機械力等)、化學(大氣、光、酸、堿、鹽等作用)以及生物(細菌、昆蟲等)等方面的作用。耐久性是一個綜合性能，包括抵抗上述各類因素的長期作用。對砼材料，耐久性主要包括抗?jié)B性及抗凍性。耐久性耐久性主要包括：抗?jié)B性抗凍性抗風化性抗老化性抗腐蝕性抗碳化性抗侵蝕性耐磨性抗堿骨料反應抗堿骨料反應抗腐蝕性抗侵蝕性抗碳化性抗凍性抗?jié)B性耐久性耐久性Back第一章講課分析本章學時：講課2，實驗2主要內容：材料的基本物理性質、力學性質、與水